矿井水害的防治对策

矿井水害的防治对策矿井水害的防治对策 引言 上京矿区现有四对生产矿井 开采有上京井田 永 丰井田 后洋井田 龙头坑井田 小华井田等 井田总面积为 26 87 平方公里 多年来 由于历史的原因 受小窑的无序开 采 井田部分地表覆盖层 大矿的保安煤柱受到破坏 并在井 田中留下了采空区 独头下山及地表裂隙带 加上管理混乱 技术水平不高 技术资料不健全 给大矿的正常安全生产留下 了较大的安全隐患 下面以上京矿区为例 通过对矿井的水害 防治工作进行总结 探索出一套矿井水害防治对策 1 矿区井田的水窖因素分析 矿区井田的水窖因素分析 1 1 矿井充水因素 1 1 1 大气降水 大气降水是本矿区地下水的主要补给来 源 也是矿坑充水的主要因素 根据生产技术部门现场实测 在矿坑涌水量与降水量关系中 涌水量曲线与降水量曲线趋势 基本一致 雨季和旱季出现的 峰 与 谷 界线清楚 1 1 2 二叠系下统童子岩组细砂岩裂隙承压水 童子岩组 地层是井巷工程揭露的主要地层 其细砂岩裂隙承压水含水层 大多数是煤层的顶底板 当井巷工程揭露细砂岩含水层时 含 水层中的地下水就会进八巷道 成为矿坑充水的直接因素 1 1 3 断层对矿坑充水的影响 矿井导水和局部导水断层 的导水性弱一极弱 断层破碎带中的水会补给童子岩组细砂岩 含水层 成为矿坑充水因素 局部断层破碎带中仍储存了一部 分地下水 当井巷工程揭露时会突入巷道 但突水时间短 水 量少 除永丰东井田 f2 导水断层外 井巷工程未发现导水性较 强的充水断层 对矿坑充水影响不大 1 2 矿区井田水患情况 随着矿区井田地表小煤开采后采 空区的增多及垮塌 矿区井田与地表小煤连通多 有些采空区 通地表 暴雨或连续降雨后 经渗水通道流入井下 井下涌水 量明显增大 如仙亭矿第一水平 500m 正常涌水量最大为 461 7m3 h 最小为 128 64m3 h 平均为 294 79m3 h 但连续 暴雨涌水量最大为正常涌水量的 2 倍以上 同时 由于地表水 的渗入 导致井田内部分采空区及独头下山积水 形成水患 2 矿井水害防治对策 矿井水害防治对策 2 1 技术基础工作 2 1 1 合理进行开拓与开采 矿井应慎重选择井巷位置 力求避免穿过强含水层和大型断裂破碎带 距离高压含水层要 有足够的安全煤柱 井底车场要设置水仓及排水设备 满足矿 井最大涌水量的排水要求 2 1 2 矿井日常的水文地质基础工作 一是要建立完善矿 井水文地质基础资料和图纸 为防治水工作提供技术保障 建立各类水文地质台账与资料 矿井涌水量水文观测成果台账 气象资料台账 地表水文观测成果台账 矿井突水点卡或台帐 封闭不良的钻孔台帐 井下水文地质钻孔台帐 其它如地表小 煤巡查记录表 矿井防治水工作文件 方案 总结 预案措施 等 应 建立和备有水文地质图纸 矿井水文地质图 水文 地质柱状图 水文地质剖面图 矿井充水性图 矿井涌水量与 各种相关因素动态曲线图 矿井防治水系统图等 二是要重视 水文地质的日常业务 为防治水工作提供参数与依据 气象 资料的收集工作 收集的内容主要有降雨量与蒸发量 关注雨 季气候变化情况 及时掌握雨季气象动态 老窑与小煤开采 的调查及资料收集 重点调查和掌握矿区范围内现在正在开采 的小煤和废弃的老窑情况 并在图上准确标出小煤硐和老窑的 位置 范围 开采情况 开采年限 积水情况 隔离煤柱留设 与大矿的空间关系等 矿井涌水量观测工作 矿井要在主要 采区 主要大巷和石门点分水平 分采区设站进行观测 并设 立永久性观测站 一般每月观测 1 3 次 雨季期间观测次数要 增加 2 3 次 并建立观测台帐 对新揭露的出水点和溃入性涌 水点 要增加观测次数和观测时间 以掌握水量变化情况 并 建立观测台帐 各矿井下山水患 汛期的主要涌水点 防治 水或 三防 设施必须在矿井充水性图上标出 2 1 3 按规定留设矿井水平隔水煤柱 确定水平隔水煤柱 的尺寸 是一个复杂的问题 要按照 矿井水文地质规程 要 求 依据不同情况 选用水文条件相似的经验数据 作为设计 水平隔水煤柱尺寸 有效防止上水平水渗入下水平 2 1 4 认真做好地表小窑的调查 各矿井应根据地质资料 及现场调查相结合 询问老同志与现场调查相结合的办法做好 矿区范围内的小窑调查 测量及填图工作 通过地表小窑的调 查 查找地表水渗入井下的通道 同时 及时采取措施 堵住 泄水通道 防止地表水渗入井下 2 2 地表水害防治 2 2 1 抓好地表防治水工程的日常检查及清理维护 矿井 应按照矿界范围做好矿井辖区内的日常检查及清理维护工作 特别是在雨季前要检查地表排水沟及拦洪坝 排水涵硐等防洪 设施 通过地面防治水设施 防止或减少大气降水和地表水渗 入井下 它是保证矿井安全生产的第一道防线 2 2 2 充填地表裂隙带和泄水通道 地表小窑的无序开采 破坏了部分地表覆盖层及保安煤柱 形成井田地表的缝隙带 极易成为雨水或地表水渗入井下的通道 因此 要加强地表裂 隙带的治理 其主要方法 填塞塌陷裂缝 可沿缝挖沟 深 度为 0 4 0 8m 裂缝边缘两侧各宽 0 3 0 5m 缝内填入石块 或片石 上部用 3 7 的灰土 灰砂比为 3 7 填塞夯实 填堵塌 陷坑 回填塌陷坑一般应在导水塌陷坑底部 先用废钢管 废 钢轨或废钢丝绳作骨架 将足够的树木 草束等投入坑内 再 连续投入砂包及片石 z 再用大量石块进行填堵 最后在石块上 部用水泥浆砌片石 再用 3 7 的灰土 灰砂比为 3 7 夯实 堵住 水流的通道 减少地表塌陷区渗水 如上京矿区的小华煤矿通 过采用填塞地表裂缝带 极大地减少了地表水渗入井下 2 2 3 修筑地表防排水设施 为了减少地表水及第四系潜 水对矿井充水层的补给 可在地表漏水地段采用 c20 砼水泥砌 筑不透水的引水沟 当矿区地表水渗漏范围很大 利用上述堵 水方法难以奏效时 则可考虑将水流改道 用人工挖掘新水沟 将地表水引到正常排水系统 2 3 井下水害防治 2 3 1 加强井下防排水设施的日常检查及清理维护 矿井 每年雨季前应对并下所有的防排水设施进行一次大检查 对井 下所有的排水沟 水仓进行清理 保证水沟畅通 水仓达到应 有的容量 同时 雨季期间每周组织一次巡查 并且采取措施 认真进行堵截疏等措施 尽可能将上部的矿坑水从主平硐排出 无法从主平硐排出应尽量通过水平隔水煤柱 把矿坑水引入井 底水仓经中央泵排出地面 使它不渗入下水平 2 3 2 做好采掘工作面的探放水 在矿区井田范围内 可 能有充水的小窑老空 独头下山 当矿井进行老区复采 采掘 工作面接近这些水体时 可能造成井下突水事故 因此 在生 产过程中应在积水区外推 60 米定为探水线 并坚持 有疑必探 先探后掘 先探后采 的井下探放水原则 2 3 2 1 探放水主要技术参数 超前距 当巷道掘进到 探水线时 在实际工作中很难一次就能探到老空积水 一般要 坚持探水和掘进相结合 探后再掘 掘后再探 循环进行作业 在这一过程中 探水钻孔的终孔位置应始终保持超前巷道一段 距离 超前距的数量应根据煤 岩 性质 煤层厚度 水压等参数 经计算获得 其计算公式如下 a 超前距 米 l 巷道的跨度 宽或高取其大者 米 p 水头压力 公斤 厘米 2 kp 煤柱的抗张强度 公斤 厘米 2 根据煤层厚度 煤层硬度及煤层顶底板情况以及现场的实 践经验 一般中厚煤层超前距不少于 20m 而薄煤层可以适当 缩短 最低不小于 8m 帮距 巷道迎头的探水钻孔 向前 方成放射状布置 一般不少于 3 个 中心眼到外斜眼的距离一 般为 20m 钻孔密度 钻孔密度视老巷尺寸而定 一般不超 过 3m 2 4 制度保证措施 2 4 1 健全矿井防治水工作责任制 矿长是矿井防治水工 作的第一责任人 矿总工程师是矿井防治水技术管理工作的主 要责任人 同时 明确矿井相关管理人员日常的防治水工作职 责 责任到人 并把工作的成效作为相关人员的年终绩效考核 的一项内容 提高相关人员的工作责任心和工作质量 2 4 2 加强矿井排水系统的日常检查维护 矿井每月应认 真组织一次对全矿排水系统进行检查 对存在的供电 设备及 管路问题及时进行整改 同时 每年应进行一次矿区联合排水 试验 确保排水供电系统完好 认真做好地面及井下的防洪材 料库的防洪抢