摘 要：水文地质设计工作是项目设计工作中一个重要组成部分。本文旨在介绍一种水文地质设计工作的思路，按此思路进行水文地质工作，能够在全面掌握水文地质资料的基础上，使地下水防治设计能够做到有的放矢，采矿设计工作能够顺利开展。
关键词：水文地质 设计 防治
水文地质设计主要是在分析水文地质条件的基础上做出水文地质条件复杂的防治水设计，从水文地质角度保障该类在基建和生产作业过程中的安全。解析水文地质资料，首先应对水文地质报告进行研读，在此基础上根据《水文地质工程地质勘探规范》（GB12719-91）对水文地质条件的勘探类型进行划分，根据矿床主要充水岩层与矿体的相对关系及其复杂程度来阐述水文地质条件。另外应对地质报告中可能存在的问题进行分析，为地下水防治方案的设计做好准备工作。
1 水文地质工作的意义
水文地质工作在资源开发中，具有重要地位。因为地下水直接或间接威胁采掘作业的安全，影响经济效益，而且在排水疏干期间，还会改变环境地质条件，对附近城乡的工农业生产与建设造成一定的影响。合理治理地下水，开展地下水的综合利用，对于的安全生产具有十分重要的意义。众所周知，地下水较大的疏干排水工程投资和经营费用是巨大的。辽宁五龙金矿一个月的疏干排水费用就接近200万元。据我国南方部分有色金属的不完全统计，在20世纪70年代初，每采一吨矿石需排水30～55 t。泗顶铅锌矿日最大涌水量竞高达430 t。而在地下开采中，突水常常伴随着大量涌砂、流泥涌出以至冒顶、崩塌，一旦备用排水能力不足，轻则影响局部生产，重者造成矿井被淹。地下水活动，还会大大恶化矿坑的工程地质条件，降低露天矿采场边坡或坑道顶底板的稳定性，引起滑坡、崩塌与冒顶、塌方、泥砂溃人等现象。江西武山铜矿在南矿带-40 m探矿坑道掘进中，多次穿过构造破碎带。其中11号穿脉工作面因突水和泥砂溃入，堵塞了至少50 m坑探、波及地表农田，造成地表塌陷。在岩溶，大规模的疏干排水引起区域地下水位下降，井泉干枯或流量锐减，使农田灌溉和城镇供水发生困难；尤其严重地是，疏干排水常常引起大规模的地面塌陷，对附近城乡人民的生活、生命财产安全和工农业生产带来巨大的威胁。坑道中的酸性水既对各种金属设备具有强烈的腐蚀性，排放后又会污染环境。由上可见，开展水文地质研究和矿坑水的防治与综合利用，对保证生产和人民生命财产安全，保护环境都有着非常重要的意义。
2 水文地质设计的内容
开发阶段的水文地质工作因不同的开采方式和水文地质条件的不同，其工作内容往往有很大的差异。但总的来说，在水文地质条件一般的，其工作内容是在原水文地质工作的基础上，设置必要的防治水设施，组织排水疏干和日常监测；对水文地质条件复杂的，往往由于原勘探工程量和工作深度的限制，所取得的水文地质资料难以满足开发的需要，故应结合的实际，在建设前期到生产的初期进行补充（或专门性）水文地质勘探与试验。必要时，还应建立专业的防治水队伍，进行防排水工作的研究、设计、施工工作。
2.1 露天开采水文地质设计
露采的主要特点是采掘范围大、揭露岩层多、工作面宽阔、进出运输方便，但开采深度一般均较地下小。由于露天矿坑直接暴露面积大，大量降水可直接落人或汇入矿坑内。此外，如若地下水涌入矿坑，对采掘的主要影响则表现为突然溃水淹没矿坑。影响爆破和矿岩装运效率和露天边坡的稳定性。应分别根据其特征和开采要求，有针对性的开展工作。对地下涌水（或暴雨）可能淹没矿坑的露天矿，必须建立完善的防排水系统，首先应计算矿坑涌水量和暴雨径流量，以便确定防排水系统的排水能力。暴雨径流量取决于暴雨频率的选择和矿坑允许淹没深度与天数。对进入矿坑的降水和地下水，要尽可能分段拦截、分段排出，以减少排水扬程和能耗。这类水文地质工作的主要任务是进一步查明主要充水岩层与矿体的疏干排水条件，建立可靠的排水疏干系统和观测检验系统，进行疏干塌陷及其他环境工程地质问题的预测与防治的研究，条件允许时，可采取措施封堵主要充水岩层、矿体与地表水体的水力联系。在凹陷露天采矿场，地下涌水（大气降水）会使松散或软弱岩层构成的工作面与道路变得泥泞，严重影响装运的效率。工作面和爆破深孔中的地下水，会影响爆破效率。还有些，由于地下水渗流，可能导致冬季道路和工作面结冰，给采掘作业和运输的安全带来很大影响。故对这些，应采用预先疏干方式，把地下水位降低至最低采掘工作面以下。地下水对露天边坡稳定性的影响，主要表现为大大降低边坡的稳定性，严重时会造成大面积的片帮、滑坡、崩落等一系列工程地质问题，威胁人员、设备的安全。由松散、松软地层或遇水软化的岩层构成的边坡尤其严重。为此，必须查明边坡各含水层，特别是弱含水层分布范围、产状、厚度、分层的岩性及其透水性、地下水的补给排泄条件，进而研究其疏干条件，建立疏干系统和边坡加固措施。
2.2 地下开采的水文地质设计
地下的采掘范围较小，揭露岩层主要为矿体及其围岩，工作面狭窄，出入通道既小又少，且受提升能力的影响。因此，地下水对采掘生产的危害，往往比露天严重。地下水突然溃入，造成的淹没事故，在一些中时有发生。伴随着溃水或坑内涌水，常有大量泥砂涌入和冒顶、片帮、底鼓、断面收缩等不良工程地质现象。由于采矿造成采矿场顶板岩层的沉陷波及地面还会产生陷落和疏干塌陷，还会沟通上部含水层、地表水体，引起地表水、地下水和大气降水的下渗与溃入。此外，酸性水还会对井巷中的金属部件和设备，产生强烈的腐蚀性。预先疏干的方式除前述外，对渗透性较差、涌水量不大的松散含水层，可用打科式过滤器、真空过滤器放水，配合巷道疏干，以提高坑道的稳定性。
3 问题及建议
由于各方面的原因，目前水文地质勘探工作很少能按GB12719-91规范严格执行，致使不少地质报告的水文地质部分难以满足水文地质设计工作的需要。因此水文地质设计者应一一指出基础资料的不足部分，并提出一些补救措施和进一步工作意见，对可能造成安全隐患的问题应特别提醒，主要有以下内容：（1）若发育有断层破碎带，但设计阶段勘探过程中并未对破碎带的水文地质特征进行工作，可建议在下一设计阶段前针对破碎带进行勘探工作或者生产过程中在此破碎带附近应进行超前探水等工作，避免发生生产安全事故。（2）对水文地质边界条件尚未查清的，要求在下一步勘探过程中查清，以便修改地下水防治方案。（3）若附近老窿情况尚未查清，要求在下一步设计工作前查清，避免发生老窿突水事故。如确实无法查清，一定要在设计中考虑周到的探、放水措施。通过以上工作，基本可以对一个的水文地质情况有所掌握，当然在设计过程中，必须与采矿、地质、矿机等专业进行多次结合才能做出适合水文地质条件的防治水方案。
参考文献
[1] 鲍玉学，王梅英，熊晓云.地质学[M].地质出版社，2009.
