原创《矿山水文地质设计》：本文是一篇关于水文地质论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：文章简单论述了矿山水文设计的必要性,以及设计前的准备工作,并指出矿山地表和地下水的防治方法.
关键词：矿山水文设计；涌水量；防渗设计
中图分类号：P641 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）15-0015-02
在矿山设计中,矿井涌水一直是矿山的水文地质设计的难题,矿井涌水除了和本身地质、水文和降水有关外,还和矿山的开采深度、方法和技术有关,只有掌握矿井渗水原因,才能做出防渗、防涌措施,保证矿山的安全生产.
1对矿山水文设计的必要性和主要任务
矿山水文地质设计是通过研究矿山水文地质条件,包括地下水、地表水的分布、补给、径流和排泄条件,以及水的化学成分对地质的影响,预测矿坑涌水量以及其他和采矿有关的水文地质问题,并根据研究的水文情况,设计矿山地下和地表水体的防治措施,避免透水事故的发生.例如,2005年广东兴宁“8.7”矿难透水事故,造成123名矿工死亡,事故原因为违法生产,严重超能力超强度开采,在防水煤柱托梁发生大规模抽冒后不采取措施,组织工人冒险大量出煤,致使-290~-180 m水平防水安全煤柱抽冒导通了-180~+262 m水平的水淹区,造成上部水淹区的积水大量溃入大兴煤矿,导致事故的发生；2008年6月18日杭州仇山磁土矿突水事故,事故原因为矿井二中段采空区和地表裂缝沟通,连降大雨导致大量地表水经裂缝渗入采空区,同时积水区产生冒顶,导致采空区挡水墙上部无法承受积水压力,挡墙上部被冲垮,积水冲毁斜井底板并携带泥石淹没挂购房,造成6人死亡和多人受伤.
设计矿山水文地质有以下几个任务：①研究矿区水文地质条件,查明影响矿山正常生产和建设的水文地质因素；②分析矿区充水条件,预测核实矿坑涌水量,并提出防治方案和处理措施；③研究和解决矿区供水水资源并对矿坑水加以综合利用；④研究矿区地下水的动态,及时预报地下水的变化,保证矿山生产不受地下水害的威胁,实现安全生产；⑤加强矿区地下水水质的动态观测,保护地下水资源和生态环境.
2矿山防水设计前的准备工作
2.1矿区含水层特征及含水层和矿体的关系
矿区地下水和非矿区相比要复杂,受自然因素和人类活动的双重影响,含水层的动态变化难以预测.自然地质环境为气候、水文、土壤、植被情况以及地貌特征、岩层特性和地质构造,影响含水层的因素有土壤的物理化学性质、岩层的结构、降水、排泄、水温、水质、水位等；人为活动对矿区含水层的影响为对矿区资源开采过程中,开采量、矿井布局、开采方式、开采深度都会影响地质结构,从而影响地质水文.开采矿产可能造成部分岩层裂缝,遇到暴雨时,导致积水渗漏到含水层.
评价含水层富水性最直接的办法为抽水试验,通过钻孔或水井抽水,定量评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件.抽水试验分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水.单孔抽水试验指仅在一个试验孔中抽水,用以确定涌水量和水位降深的关系,概略取得含水层渗透系数；多孔抽水试验指在一个主孔内抽水,在其周围设置若干个观测孔观测地下水位,通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等；群孔干扰抽水试验指在影响半径范围内,两个或两个以上钻孔同时进行的抽水试验,通过干扰抽水试验确定水位下降和总涌水量的关系,从而预测一定降深下的开采量或一定开采定额下的水位降深值,同时为确定合理的布井方案提供依据；试验性开采抽水试验是在地下水天然补给量不充沛或补给量不易查清,或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地,为充分暴露水文地质问题,宜进行试验性开采抽水试验,并用钻孔实际出水量作为评价地下水可开采量的依据.在抽水试验过程中,排除气象条件（气温、降水、蒸发、风等）、水文条件（江河、湖泊、流量、水位）、地质条件（地层岩性、地质构造）和水文地质条件（含水层和地下水类型、地下水埋藏分布条件、地下水循环条件、地下水动态特征、地下水化学特征）对试验结果的影响.
除了抽水试验外还需进行渗水试验测定矿区地质的渗透系数,注水试验确定含水层水文地质参数,地下水示踪试验得出矿区地下水流向、流速和弥散系数,连通试验查明岩溶道流区各岩溶水点间的连接情况.通过以上研究,做出矿体的水文地质图,包括地层及构造特征、地下水类型、地下水天然露头和人工露头、地表水系和地表水体、和地下水有关的地貌现象、地下水系统划分、地下水化学特征、地下水运动特征、岩层富水程度和剖面图及镶图.从水文地质图中得出矿体和侵蚀基准面的关系,如果矿体位于侵蚀基准面以上,利于排水,只需设计简单的排水结构,若矿体低于侵蚀基准面,需要设计地下水涌水的防治工作.
2.2矿区排泄条件的分析
矿区的排水需要考虑地形和地貌条件、气象及水文特征、地层岩性及主要构造的特征和分布,地形、气象及水文特征指地表水流域划分,各种地表水体的特征及其和地下水的补排关系,降水量、蒸发量、气温、湿度等,附加气象要素图、山川形势图、水系分部图等；地貌指地貌的形态、成因、年代及分部特征,分析地貌和岩性、构造、新构造运动及地下水等因素的关系；地质条件指矿区内地层、岩石的分布和特征,介绍褶皱、断裂、节理、裂隙的分部和特征,岩溶发育状况及规律等.利用矿区自身地质水文条件结合地质水文学理论,合理设计排泄方案,同时把排泄水转化为补给用水,提高水资源的利用效率.
3矿坑涌水量、降水量和地下补水量的预测
3.1大气降水量和降水频次对矿坑涌水的影响
矿坑涌水一般只计算地下含水层的富水量,往往忽视降水渗入量的影响,尤其是矿产开采过程中造成地表大量的裂缝,导致降水易渗入地下含水层,和计算的最大涌水量存在差异.一些矿区水文设计考虑到降水对涌水量的影响,但没有考虑暴雨的渗水量和暴雨的频次,以及排水设施应对暴雨的排水能力,导致渗入系数存在误差,不能准确预测矿区涌水的变化趋势.
3.2地下补水量的计算、预测
地下补水包括地下水径流补给量、大气降水的入渗补给量、地表水的入渗补给量、越流补给量和人工补给量等.矿区常用的补水计算方法有解析法、比拟法和数值法.解析法把矿区含水层理想化,假设含水层连续均匀且地表的渗透性一致,设计员根据矿区的实际情况和设计经验,对个别参数加以调整、修正,确保数据的准确性.比拟法是设计中常用的方法,只需设计员参考该地区类似矿区地质调查报告,运用类比法计算地下水补水量,方便实用,缩短设计时间.
3.3矿坑涌水量的计算
涌水量为含水量加上渗水量减去排泄量和蒸发量,进行大量的抽水试验、渗水试验、注水试验、地下水示踪试验、连通试验等,得到大量的基础数据,利用专业的水文分析软件,可以精确的计算出涌水量.
4矿山地下水和地表水的防治设计
4.1矿坑涌水、地下补水、降水的综合分析
矿区的涌水量受地下补水（地表河流渗水、灌溉渗水）和降水量的影响（主要暴雨的降水量和降水频次）,矿区涌水量计算必须准确真实勘探数据,根据矿区的地质特征、边界条件和充水方式,建立矿区水文地质模型和数学模型,选择真实的参数、合理的计算方法,计算出正常涌水量和最大涌水量.常用的涌水量计算方法有比拟法、数理统计法、解析法、物理模拟发等,不管哪种计算方法计算的涌水量都可能偏大或偏小,需要根据自己的设计经验加以修正、完善.
水文地质论文参考资料：
结论：矿山水文地质设计为关于本文可作为水文地质方面的大学硕士与本科毕业论文水文地质专业排名论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
