宜昌磷矿中深部开采地下水影响及处理对策研究

摘要

宜昌磷矿的开采深度已逐步转入中深部，随着开采深度增加，矿床水文地质条件更为复杂、矿井涌水大，突水事故逐渐增多。近几年宜昌地区宜化苏家坡矿、柳树沟矿业公司诚信工贸项目、昌达化工黑良山磷矿等多个在建矿山在施工过程中出现了突水甚至淹井事故。矿井涌水量过大会增加井巷施工难度与投资，增加排水费用及生产成本，导致投资大幅增加、建设工期延长，严重影响矿山的安全生产和经济效益。因此采取有效措施进行防治水、避免水灾事故、降低排水费用是宜昌磷矿中深部矿体开采迫切需要研究解决的问题。
　　本文主要结合宜昌地区的中深部矿山遇水实际，基于地质学分析、案例分析等方法，对宜昌中深部磷矿地下水原因及水患案例进行分析和归纳，分析应对措施，总结经验教训，提出具有实践价值的对策和方案。
　　本文结合宜昌深部磷矿聚集区内几家矿山企业的详查地质报告，分析了宜昌磷矿区水文地质特点和地下水的主要来源；探讨了地下水量的估算方法，并结合黑良山磷矿的坑探实际和监测的地下水量，对本区域部分矿山地下水量的估算方法进行了验证。在理论分析加实践案例的基础上，对宜昌深部磷矿区地下水患的防治提出了有效方法和建议，得出了多项结论。
　　一、水文地质调查是做好水患防治的基础。宜昌深部矿区的探矿项目多半是在矿业经济巅峰的时候上马的，很多企业之前仅平硐开采，对深部采矿缺乏经验。加之企业专业技术人才不足，为了尽快建成投产，企业在探矿阶段不太重视水文地质调查。据悉本区域内鲜有深部矿山项目在硐探之前做过专项水文地质调查。因此坑探设计和采矿设计缺乏有效的水文数据，直接导致排水系统设计缺陷和矿区电力配备严重不足，遇到地下水患时措手不及。
　　二、宜昌磷矿深部开采水患可防可治。宜昌地区深部磷矿聚集区内先后多家矿山遇到涌水和淹井，严重影响了矿山建设进度和生产掘进安全，但经过不断摸索和大力攻坚克难，巷道系统和生产掘进都得到了恢复，且没有因为地下水导致人员伤亡。尽管地下水让宜昌的深部磷矿企业付出了惨重代价，但让我们明白深部磷矿开采水患可防可治，只不过需要采用科学的手段和扎实的应对措施。特别是勘探阶段的水文地质专项调查、矿山排水系统设计，矿区的电力保障能力建设、采矿方法选择等方面工作要根据地下水水量科学选择。
　　三、宜昌磷矿深部开采成本较高，投入风险较大。通过分析，宜昌深部矿山排水量大，排水成本高，直接导致基建难度增加、投资巨大。开采过程中，地下水将大幅增加吨矿成本，因此，对于排水成本与矿山经济效益要科学分析，一旦资源埋藏过深，地下水量过大，矿价过低，矿山项目经济论证很可能面临“经济性不可行”的结论。因此，对于宜昌深部磷矿项目而言，在矿山项目可行性研究阶段不能盲目乐观，必须科学理性，以便控制投资风险。对于已经上马的项目，必须加强管理，在保证安全生产的前提下，用有效方法降低开采成本，保证生产安全，提高矿山经济效益。
　　四、宜昌磷矿深部开采需要科学的采矿方法，并加强日常安全管理。由于地下水的存在，为防止地下水在采空区聚集和空区塌陷，影响矿山生产安全，可考虑充填采矿等。此外，必须加强日常安全管理，防止地下水排放过程中的电击伤、电缆爆炸、配电设备火灾等事故。还要防止地下水排放对地表河流的环境污染等问题。
　　水患治理及地下水抽排将是伴随宜昌地区深部矿山开采的长期困扰。除非花大代价，政府给予强力支持，整合相关方面的力量，从全区域角度完成系统性排水巷道工程建设。只有全域性排水巷道建设完成并投入使用后，才能从根本上解决宜昌深部磷矿聚集区的地下水患问题。

目录

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第1章 绪论

1.1课题背景

1.2 课题研究意义和目的

1.3国内外研究现状

1.4研究内容及技术路线

第2章 宜昌磷矿区区域地质概况

2.1宜昌磷矿区自然地理概况

2.2宜昌磷矿区地质概况

第3章 宜昌磷矿区水文地质情况

3.1黑良山矿区水文地质勘察成果分析

3.2江家墩矿区水文地质勘察成果分析

3.3后坪矿区水文地质勘察成果分析

3.4孙家墩矿区水文地质勘察成果分析

3.5 宜昌磷矿矿区水文地质情况综合分析

第4章 深部开采水害机理

4.1水害的分类

4.2主要水害类型的特征及危害

4.3 宜昌磷矿深部开采水害的类型和特征

4.4 宜昌磷矿矿井涌水主要影响因素分析

第5章 矿井涌水量的计算与评估

5.1传统矿井涌水量计算方法论述

5.2 江家墩矿区矿坑涌水量估算

5.3 黑良山矿区矿坑涌水量估算

5.4宜昌磷矿矿坑涌水量的计算方法综合评析

第6章 宜昌深部开采水害及淹井处置案例

6.1黑良山坑探期间第一次较大水灾发生及处置概况

6.2黑良山矿区1050斜井淹井及应对情况

6.3宜昌地区其它几家矿山淹井及处置情况

6.4黑良山项目应对水患取得的经验和教训

第7章 水害综合防治技术和对策

7.1井下水害防治技术

7.2宜昌中深部磷矿山水害防治和处理对策

7.3 宜昌深部开采磷矿区整体排水方案思路

第8章 结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

致谢