防水溝是指為攔截並引走地表水流而在礦區內外挖掘的水溝。它的主要作用是攔截從山坡流向礦區或採礦場的地表徑流，當礦區降水量較大、周圍地形較陡時，也可以疏導山洪。因此，通常挖掘內、外兩道防水溝。露天礦的防水溝，布置在開採境界以外的，要滿足防滲和護坡要求；布置在開採境界以內的，應在開採台階的平台上挖掘。
基本介紹
- 中文名：防水溝
- 外文名：water ditch
- 主要作用：攔截從山坡流向礦區的地表徑流
- 分類：內、外兩道防水溝
- 含義：攔截並引走地表水流掘的水溝
- 學科：採礦
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簡要概述
為攔截並引走地表水流，通常在礦區內外設定水溝已滿足要求，該類水溝稱為防水溝。防水溝的主要作用是攔截從山坡流向礦區或採礦場的地表徑流，當礦區降水量較大、周圍地形較陡時，也可以起到疏導暴雨山洪的作用。
因此，通常設定內、外兩道防水溝。外防水溝設在礦區開採境界以外，用於攔截洪水；內防水溝根據具體情況可以設在開採境界以內或以外，用於攔截正常的地表徑流和剩餘的洪水。在考慮露天礦防水溝的位置時，布置在開採境界以外的要滿足防滲和保護邊坡的要求；布置在開採境界以內的應設計在開採台階的平台上。防水溝的排泄口與河流交匯時，水流的方向應與河流的流向適應，並使防水溝底部標高在河水的正常水位之上，以減少防水溝的排泄阻力和防止河水倒灌。通常防水溝作為一種輔助疏乾手段與其他方法配合使用。
其他礦區防水設施
在礦區作業中，防水溝不是單純的防水設施，通常情況下與防水礦柱、防水牆、防水帷幕和防水閘門組成一體的礦區防水設施。
防水礦柱
地下開採中，在水體最低水平和井下開採的最高水平之間所留設的一定厚度的礦體。其目的是在水體下採礦時，防止水和泥砂流入井下，以保證生產的安全。這部分礦體的留設厚度與水體類型、水量大小、補給來源以及岩石性質、結構、透水性能等因素有關。
水體類型有：
(1)地表水體，包括江、河、湖、海、水庫、灌渠、大容積水坑等。
(2)第三和第四紀鬆散含水層、含水砂岩、砂礫岩和礫石層等。
(3)基岩含水層，如砂岩、石灰岩含水層等。
防水礦柱的最小厚度是導水裂隙的最大高度加上一定厚度的保護層。導水裂隙帶是指水體下開採所形成的冒落帶和冒落帶之上雖未冒落，但具有連通裂隙的岩層的總稱，它具有導水性，其高度是崩落帶和裂隙帶高度之和；導水裂隙帶的最大高度和保護層高度可用經驗數值或經驗公式計算確定。在水體下採礦，必須保證開採後所形成的導水裂隙不波及到水體或不破壞水體下的隔水層，否則應留設防水礦柱。防水礦柱分防水安全礦柱和防砂安全礦柱兩種。留設防水安全礦柱的目的是防止導水裂隙波及水體，確保水體下開採不發生潰水和礦井湧水量不急劇增加，以保持正常工作環境。留設防砂安全礦柱的目的是預防發生潰水兼潰砂事故，因此允許導水裂隙波及弱含水層，但不允許冒落帶接近含水鬆散層。在石灰岩溶洞、暗河和老採空區積水等水體下開採時，除留設防水礦柱外，有時還必須採取預先疏乾或降低水位等措施。
防水牆
為防止井下突然湧水，用不透水材料構築的，用以隔絕積水的老採空區或有突水危險區域的永久性堵水設施。防水牆可由木板、磚石、混凝土或鋼筋混凝土構築而成。根據抵抗的水壓力大小，防水牆的形狀有平面形、圓柱形和球面形三種。平面形防水牆構造簡單，施工容易，但是抗水壓能力差;球面形防水牆抗水壓能力大，但是施工比較複雜。中國礦山多採用圓柱形防水牆，其結構如圖所示。防水牆應該有足夠的厚度，以確保能抵擋湧水的壓力。圓柱形防水牆的厚度可按下式計算：
防水帷幕
在水源與礦井或採區之間的主要湧水通道上，將預先製備的漿液經過鑽孔壓入岩層裂隙，漿液沿裂隙滲透擴散並凝固、硬化，從而形成的防止地下水滲透的帷幕。防水帷幕的實質，是利用鑽孔灌注漿液的方法，改變礦床充水途徑上某些地段的岩層滲透性能，攔截帷幕以外的大量地下水。為了提高帷幕的防滲透能力，可在礦區開採境界以外，礦體充水的補給方向上，選擇過流斷面比較集中的地段布置注漿鑽孔，使注入鑽孔內的漿液能夠很好地擴散、滲透、相互聯結，形成一道地下防水牆。
防水閘門
為預防井下突然湧水而設定的一種帶門的礦山防水設施，通常由混凝土牆垛、門框和能開啟的門扇組成。門扇的形狀有圓形和矩形兩種。當水的壓力超過3MPa時，可用球面形門扇以抵抗巨大的水壓力。門板一般用鐵板或鋼板製成，其厚度按水壓力大小確定。當水壓力不超過4MPa時，可用36～65mm的鋼板製成，或在工字鋼兩面焊上一定厚度鋼板製成;當水壓力超過4MPa時，應該用鑄鐵澆鑄而成。門框的尺寸應該滿足運輸要求，一般寬為0.9～1.0m，高為1.8～2.0m。門框與門扇的接觸面做成斜的，其間墊上橡皮板、鉛板或浸過焦油的帆布，確保接觸面嚴密不漏水。
防水閘門設定在發生湧水時需要堵截水流而平時需要運輸、行人的巷道內，例如，通往水害威脅地區巷道的總匯合處、井底車場、井下水泵房等。安設防水閘門處的圍岩應該穩固、不透水。混凝土牆垛的四周要楔入岩石內，以承受較大的水壓力和不漏水。防水閘門平時呈敞開狀態，它所在處安設短的活動鋼軌，發生突水時可以將活動鋼軌迅速拆除，把防水閘門關閉。閘門關閉方向應由來水側向外側關閉。
