摘要:一直以来我国主要依靠的资源就是煤炭资源,但是由于采矿手法以及地质构造的不同,会对矿井周围的水文产生一定的影响。基于此,本文针对采矿工程对矿井水文的影响,以及具体的影响因素进行了分析,并提出了底板突水防治与顶板突水防治等相应的防治水对策,希望相关研究对采矿业今后的发展和防治水工程的构建提供帮助。
关键词:采矿工程;矿井水文;影响与防治水
引言
采矿工程是获取矿藏资源的重要手段,但是由于采矿手法的差异与地质构造复杂程度的不同,所以采矿工程在施工时会对矿井的水文情况产生不同的影响。基于此,本文针对采矿工程对矿井水文的影响,以及具体的影响因素进行了分析,并提出了底板突水防治与顶板突水防治等相应的防治水对策,希望相关研究对采矿业今后的发展和防治水工程的构建提供帮助。
1采矿工程对矿井水文的影响
采矿工程对矿井水文地质条件的影响有一定益处,如采矿工程建设很大程度降低第四系下组下段水位,从而使原先被防水煤柱压制煤炭可进一步开发,有效提高厚薄煤层开采上限。矿井水害的类型主要分为 6 种:地表水水害、矿层顶板水害、矿层底板水害、老空积水水害、断层破碎带水害和岩溶陷落柱水害。煤层底板突水机理是比较复杂的,难以有效地预测,很容易造成矿井突水问题,且该水害的发生率和危害性都非常高。断层破碎带水害产生的原因很多,比如矿层顶板含水层发生水力、底板含水层发生水力或老空水发生水力等因素,该类病害不仅比较普遍,且治理和防治难度也相对较大。
2因素分析
2.1 岩层的滑动构
由于重力和地质应力作用,岩层沿着某些岩层界面或是层理发生滑动的地质构造被称为岩层的滑动构造。硬度差别显著的岩石相遇时,较软的岩层隔水性能良好,岩层的滑动构造会造成隔水层导水。岩层的滑动构造会造成很多后果,例如,煤层厚度的改变,层间滑动可能会带来“沉顶”、或是煤脉、煤包等,这些都严重破坏了原有的煤层结构,使顶板的完整性大大降低。
2.2 煤层顶板突水与地质构造的关系
煤层顶层板水是对生产与安全有重大隐患的突出水源。褶皱与断裂等地质构造会形成优秀的裂隙含水空间与汇水优势,进而贮藏丰富的水体,而水体存在于顶板冒裂带高度之内,就极有可能导致工作面发生突水现象。所以说,煤层顶板突水与地质构造脱不开联系。
2.3 煤层顶板突水与断层活动的关系
采矿工程与断层走向相同时,由于采动后断层两盘覆岩移动较为均衡,受采动影响的断层活化高度较小,则不易发生顶板突水;采矿工程与断层走向呈 90 度或接近于 90 度时,由于断层面上受覆岩移动影响的作用力是先拉后压,不易造成顶板突水,或突水后水道易于堵塞,使涌水量降低。
3治水预防工作所应用的具体技术方法
在矿井地测防治水的预报以及预测工作中,主要的工作内容有两个,首先是采用文字的形式对矿井的地测防水以及治水预测进行阐述,其次是采用图像的形式对矿井的地测防水以及治水预测进行剖析。在文字预测的过程中,我们主要采用描述的形式进行预测以及预报工作,主要的描述内容包含了矿井工作区域的实际施工情况,包含了矿井周边的地质环境具体条件,以及矿井所在地的地质详细条件等等,这些文字预判描述的内容都是同影响矿井安全生产,防止矿井出现水灾的内容。通过文字的形式对矿井的治水以及防水进行的相应预测可以通过相应的文字描述结果进行技术预测处理。在图像预测的过程中,我们主要是通过图像的形式对矿井的防水以及治水工作进行预测以及相应的预报。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过图像的形式进行的相应的预测主要包含了四种图像内容,首先是矿井周边区域的详细实际平面图,其次是矿井实际所在位置的详细地理位置以及位置的实际剖面图;再次是矿井具体位置的相应的综合性柱状图;最后是能够清晰表现出矿井周边存在异常现象或者是问题的具体现象特征图以及问题特征图。
4防治水对策
4.1 落实煤矿防治水工作的安全防护工作
在进行煤矿开采工作时,一定要把人员的安全放在首位,这要求煤矿管理相关人员做好开采和防治水工作的良好协调,不断提升人员的管理质量。参考煤矿防治水的相关规定进行煤矿防治水工作开展,结合矿井所在区域内水文相关防治政策,要求并监察所有施工人员都以此制度为基本原则,对于任何落实不到位的人员应当予以严厉批评,如果情节较严重,就需要进行相关惩罚。另外,煤矿管理者还应当不断提升人员对防治水工作的认知,保证人员能够清晰明确水害的危害性,提高对防治水工作的重视。在施工中,至少配备 1 名专业水文技术人员监测施工安全。
4.2 建立健全煤矿地质调查系统
煤矿地质调查有动态和静态两个部分。在静态调查方面,相关调查人员需要在作业前对周边区域的水文地质做好全面监测,分析并整合调查结果,把结果列入煤矿检测书中,以方便施工人员掌握本区域内的实际情况,提升煤矿施工的整体质量。在动态调查方面,虽然已经进行了预先性的区域内调查,但是因为地质水文一直处于变化的状态中,气候方面也会产生一定变化,施工者如果无法及时了解这些变化,就很容易造成水害,增加施工成本。因此,建立健全煤矿地质调查系统是防止水害产生的重要环节,相关部门必须高度重视。
4.3 防治顶底板突水问题的措施
(1)如果有含水层位于煤层顶板的导水缝隙范围内的话,按照“矿井水文地质规程”中的规定,必须要对探顶板水进行疏放。(2)合理地疏放底板承压水,如果在某点面疏水的时候越疏越大,那么在该点面附近必然有越流补给的情况出现,应先确定出水通道并对水源头进行封堵,然后再进行疏放水。疏水降压工作必须要保证其合理性,只要将水压降至安全值以下即可,否则过犹不及。(3))对充水含水层,凡煤层采动导水裂隙带范围以外的,必须事先封堵。(4)如发现在煤田范围内存在各类勘探钻孔,用黏土或水泥砂浆封孔。(5))由于煤层顶板直接充水,含水层本身渗透性较差,富水性极不均匀,应根据具体情况采取不同的处理方法
4.4 地面防治水技术
地面防水是综合防水治理技术的一种,其目的是为了将地表水、大气降水等隔绝在矿井外,以免地面水渗透到井下,造成水灾事故,它是矿井生产中非常重要的一项防水措施。总的来说,可将其概括为“疏、防、排、蓄”这几大方面。“疏”指的是矿井地表水在不能及时排出时,可利用修建泄洪洞等方式来完成矿井表面积水的排除;“防”指的是在日常开采生产中,做好对潜在水灾隐患的及时分析和防治,对于将矿井范围内的容易导致滑坡等情况的地域做好加固措施,将矿井表面那些坑洞、裂缝等容易出现积水的地方进行填充压实,以免矿井地面出现严重的积水问题;“排”指的是矿区在雨水高发季节,因为降雨量比较大,所以矿区内有可能出现洪水倒灌情况,进而造成严重的水灾事故,所以必须根据具体情况构建相应的排洪站及总闸,以有效应对雨水来临时倒灌情况的出现,确保井下作作业的安全和稳定;“蓄”则指的是矿区可对矿区实际情况进行有效的分析和研究,选择相应位置建立水库,这样在雨水来临时可提高蓄洪围垦,以免矿井水灾事故的发生。
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论文作者:朱腾,夏帅,王骥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/30
标签:矿井论文; 顶板论文; 水害论文; 采矿工程论文; 煤层论文; 地质论文; 水文论文; 《基层建设》2018年第10期论文;