石人沟铁矿矿井防排水技术

石人沟铁矿矿井防排水技术

大多数矿山都存在不同程度的排水问题。这问题如解决不好,不仅生产成本增高,经济效益降低,引起设备人身事故,而且会危及矿山的寿命;反之,如果解决得好,不仅能促进生产,确保安全,将排出的水综合利用,变害为利,还可能收到很好经济效益。总之,对一个矿山来讲,防排水是一个不容轻视的问题。合理的防治水措施将会是矿山安全生产的重要保障。一、矿床地质特征从国内铁矿床开发引起矿坑充水的主要含水层容水空间的特点分析,可分为三种充水类型:孔隙含水层充水的矿床,裂隙含水层充水的矿床及岩溶含水层充水的矿床。具体到石人沟铁矿,它属于裂隙含水层充水矿床。它具有如下特征:1、在剖面上,矿体上下部均由坚硬或半坚硬岩石组成;上部岩石出露地表或上覆零星分布的第四系松散沉积物。2、岩石的富水性取决于岩石的构造破坏和裂隙发育程度。矿床可以明显地划分为上、下两个含水带,上部为风化裂隙含水带,下部为构造裂隙含水带。上部含水带一般富水性弱,其风化深度一般由地表向下可达数十米,而在低洼的沟谷地带可近百米.下部含水带受构造控制,在空间上形状不规则,厚度变化大,富水性不均一。3、矿区断裂构造发育,多属压性断裂,未形成地下水的良好通道,对矿床充水影响不大,矿床属水文地质条件简单的矿床。明确了矿床的充水类型,为我们采取防治水措施提供了依据。二、地面防排水措施矿井防治水分为地面和地下两部分,在矿山实际生产中,这些都是行之有效的措施。现在就对其做一下简单的介绍。a地面防排水地面防排水是防止或减少大气降水和地表水大量流入矿井的重要措施,是保证矿井安全的第一道防线。特别是对于以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井,地面防排水工作必须经常进行,尤其雨季到来之前,更要做好各项防排水工作。地面防排水措施主要包括填塞通道、排除积水、挖排洪沟、筑堤防洪、整铺底及河流改道等,必须根据地形、水文和气象条件加以合理选择,有时还可将几项措施综合使用,以求更好的效果。b井下防治水1、地层覆岩地层的ht地下水源是看不见的,只有通过勘测,掌握古井、采空区的积水以及主要含层、充水断层和裂隙的分布,从而定出矿井的积水线、探水线与警戒线。2、掘进工作面位置1)井下生产必须执行“有疑必探,先探后掘”的原则。2)凡遇到下面情况都必须停止掘进,进行探水:(1)掘进工作面接近含水层(流砂层、冲积层、各种承压水的含水层、含水层或与地面大量积水区相通的断层);(2)掘进工作面接近被淹井巷或有积水的小窑、老空;(3)上层积水,在下层进行采掘工作,两层间垂直距离小于采矿工作面采高40倍或小于掘进巷道高度的10倍;(4)在边探边掘区内掘进时,掘进长度达到允许掘进长度;(5)采掘工作面发现出水征兆;(6)当采掘工作面接近各类防水矿柱时;(7)接近可能同河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时;(8)接近有水或稀泥的灌浆区时;(9)接近其他可能出水地区时。3、聚合物排水的使用1)空水,有下列几种方法:(1)直接放水。当水压不大,不致超过矿井排水能力时,可利用探水钻孔直接放水。(2)先堵后放。当与其他巨大水源有关系,动水储量很大,一时排不完或不可能排完的情况下,应先堵住出水点,然后排放积水。2)疏放含水层水。它包括地面疏放水、用井下疏水巷道疏水等。前者适用于埋藏较浅、渗透性良好的含水层。后者适用于已摸清水源,并预算出涌出量的情况下。3)放水时的注意事项:(1)放水前必须估计积水量,并要根据矿井排水能力和水仓容量控制放水数量及放水眼的流量。(2)要经常观测钻孔中水量变化情况,特别放老空积水时,当水量变小或无水时,应反复多次下钻至原孔深度或超过原孔深度,以防钻孔被堵塞,造成放干积水的假象,避免掘进时发生事故。(3)放水过程中,应经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体的含量,以便采取措施。4、矿层几何尺寸留设防水矿柱的目的是为了截止井上、下各种水源的通道。确定矿柱尺寸,必须考虑到被隔水源的压力、流量、矿层的赋存状况等各种因素。防水隔离矿柱因作用不同,大致分为井田隔离矿柱、断层防水矿柱、被淹井巷之间的矿柱及防止潜水及流砂等流入巷道而留设的矿柱。5、注浆材料选择1)截水。为了使井下局部地点的涌水不致波及其他地区,需要在涌水的巷道中设置水闸门或水闸墙。2)堵水。注浆堵水是将专门制备的浆液通过管道压入地层裂隙或孔洞,经凝结、固化后达到隔绝水源的目的。在注浆堵水工程中,合理选择注浆材料十分重要。它关系到注浆工艺工期、成本及注浆效果。目前,国内外应用的注浆材料多种多样,可以简单地分为硅酸盐类和化学类浆液两大类。三、巷道的超前探水施工石人沟铁矿未做专门的水文地质工作,深部断层破碎带,构造裂隙发育带无钻孔控制,为防止在地下开采时,揭露的断裂带有可能导致大气降水及地表积水穿入矿坑,在矿山井巷开拓时务必要做好超前探水工作。尤其在北区-16m中段的9线处,南区-60m中段的20线处,南区-120m中段的26线处,这三处为预测中各中段的最大涌水量出现处,此外,断层F5以东第四系覆盖区之下的矿体,虽然埋深不大,但受F5、F10大断裂构造的影响,水文地质较为复杂,也需格外重视,当断裂构造在矿体范围内时,不能采取盲目地强行通过,也不能盲目地进行封堵。最好是在探明构造规模、水量大小和水压高低等情况后,再决定巷道的通过方法。在做超前探水时要注意以下事项:1、探水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系,一旦出水,要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。2、打钻时,要时刻观察钻孔的情况,发现矿层疏松,钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时,都要特别注意,这些都是接近或钻入积水地点的征兆。碰到这种情况,要立即停止钻进,进行检查。如果孔内水很大,喷射较远,必须马上固定钻杆,加固矿壁及顶底板。3、探水工作面要经常检查瓦斯及其他有害气体,当瓦斯含量达1%时,必须停止钻进;达到1.5%时,必须停止工作,使其降至1%以下,方可开动机器。此外,也可以利用水泥砂浆等堵水材料,通过钻孔注入到渗水的地层裂隙、断层破碎带,使其浆液在空隙中扩散、凝固、硬化,从而最后达到堵水或加固作用。它可以对含水层或含水断层预先进行注浆,使井筒或巷道能顺利通过含水层或含水断层,为顺利施工创造良好的条件。在井下开采过程中,为了井下局部地区涌水不致波及其它地区,将开采地段与水源隔开,需在适当地点修筑防水闸门(墙)。1、水闸门。设置在可能发生涌水,需要堵截,而平时仍需要运输和行人的巷道内。如井底车场,水泵房,变电所的出入口应设置防水闸门,一旦发生水患,立即关闭闸门,把水患限制在局部地区,保证其他地区的安全。2、在井下需要永久截水,平时