摘要:随着近几年煤炭事业的进行以及我国煤炭企业的粗放型发展,各个中小型煤矿不断发生了各类事故问题,这种煤矿事故频发的现象不仅会影响我国的经济的长远发展,还会使人们的生命受到威胁。本文就中国水文地质对煤矿产业发展的意义进行探讨,同时提出煤矿防治水工作的有效建议,希望能够对中国的煤矿事业发展带来一定帮助。
关键词:煤矿事业;防治水;有效措施
1前言
水害是矿井开采过程中普遍存在的问题,如果在发生水害时没有及时处理,不仅会影响矿井采掘进度,还会威胁开采工作人员的生命安全,降低矿井经济效益。虽然在实际开采过程中,人们比较重视矿井井下的防治水工作,并采取了相应的防治措施,但由于受到投资成本、工作人员素质等因素的影响,矿井防治水工作仍存在严重不足,影响防治水的实施效率。因此在开采过程中应采取有效的防治水技术,增加开采的安全性和经济效益。
2水文地质在煤矿作业过程中的重要意义
2.1水文地质影响煤矿矿井的安全系数
对于任何一项工程而言,控制施工作业的安全是项目最基本的保证,煤矿工程作为一项安全保障性较小的工程更应该对安全保障工作引起重视。水文地质对煤矿作业的安全性有直接影响,一般情况下,正规的煤矿开采团队在作业前都会全面了解周边环境及矿井的环境,其中对矿井的充水条件进行研究调查就是非常重要的一项内容。在充水条件的研究过程中技术人员应该通过已有的资料用直观易懂的方式传达给作业人员,从而保证施工人员的安全,预防水害给煤矿工作带来不利影响。
2.2水文地质影响煤矿作业区的勘察效率
在煤矿工作实施前,技术人员必须对煤矿区域的地质及水文地质条件进行深入勘察,了解该区域整体情况,并进一步勘测可能会对煤矿作业产生影响的异常区域,以减少在实际作业过程中这些因素产生的不利影响,从而提高煤矿开采效率和整体质量,降低施工成本,提高经济效率。防治水工作是煤矿开采期间必须进行的一项内容,为了提高防治水的实际作用,技术人员需要统计范围内及周围煤窑数量、废弃的煤窑数量,并且对每一个煤窑的具体情况进行调查记录,调查的内容主要包括井口位置、开采状态、积水情况及煤窑的动态变化情况等。不同的水文地质特点会对技术人员的勘察提出不同的要求,最终影响勘察效率。
3防治水有效措施分析-以云南煤矿为例
镇雄矿区位于云南省东北部昭通市东部,行政区划属镇雄、威信两县管辖。矿区地处云、贵、川三省交界处,东邻四川叙永,南接贵州毕节、赫章,西连彝良,北抵威信。矿区地理坐标:东经104°30ˊ~105°16ˊ54″,北纬27°20ˊ~27°50ˊ47″。
《镇雄矿区总体规划》根据煤田地质勘查资料提出镇雄矿区由4个独立的(构造单元)区块组成,即:镇雄南北区、牛场–以古区、石坎区、马河区。矿区四周边界与发改能源[2006]352号批复13个大型煤炭基地规划大体一致,规划总面积为1553.86km2。
3.1查
“做好预防,科学查疑”是复杂水文地质环境下井下防治水作业的基础方针,是实现矿井充水条件探明的主要依据。在具体的矿井充水条件探明作业中,技术人员应在这一方针指导下,综合运用多样化的探查技术,其主要可采用技术有以下几种:
a)数理统计制图。通过全面的调查矿井周边地质气候环境,绘制相应的地下水位分布图、大气降水图、矿井涌水量关系图等,明晰大气降水、地下水等对矿井涌水的补充特性,从而便于针对性采取防治措施,减小矿井涌水;
b)连通试验对比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过前提制图分析,对最有可能导致井下涌水与地表水间存在水力联系的主要过水通道进行连通对比试验,通过投放标示剂(食盐),经由对井下不同出水点的所取水样的检验分析,测定其Na+与Cl-浓度及接收时间,进而明晰地表水同井下涌水的连接性,以便更好地隔绝水源补充;
c)综合物理探测。综合运用瞬变电磁技术与直流电检测技术,探明井下不同地层含水程度,划分赋水等级,并明确不同富水区域的面积及方位井下,为井下采掘生产提供有效指导。
3.2堵
综合运用无缆通讯定位技术、高效注浆堵水系统及快速救援堵孔技术,构建覆盖全矿井的一体化“堵”水系统。首先做好突水风险的有效预测。依据前期水文地质探查所得富水区区域及导水通道位置,综合考量采掘作业面顶底板导水岩层变化规律,结合相应岩层岩体力学特性测试试验、应力场变化演化模型、计算机数值模拟运行等多样手段,预判煤矿采掘作业面高突水危险区域,对补水充足、短时间内难以借助“排”“疏”手段实现水压下降的区域为堵水段,然后进行针对性堵水。确定危险系数较高的堵水段后,从地面源头及井下采掘作业面同时进行封堵作业,封堵主要采用分层注浆、采掘面顶底板注浆、地表渗漏区硬化等多种手段,实现堵水区域的有效封堵,将安全隐患消除在萌芽阶段。
3.3截
进行埋深相对较浅地区煤层开采作业时,应在回采作业面周边挖掘截水巷道,并布设相应的排水设施,成为上部水向下部的渗流补充通道。这种方法一方面有助于减小深部回采作业面承压水头,降低深部涌水量;另一方面通过浅水前排的达成,可以大幅削减矿井排水成本,并降低井下中央泵房排水作业量。一般来说这种方法适用于矿井地表导水通道封堵后仍存在地表水部分下渗而威胁井下煤炭资源回采安全的情况。。
3.4疏
煤矿防治水作业中,疏水技术主要囊括两方面:
a)对地面积水区域进行全面疏排,以降低地表积水区域积水量与面积,从而避免地表水向地下采掘作业面的持续渗漏;
b)针对井下富水区,在采掘作业前通过钻设疏水钻孔进行疏水作业,以降低承压水头,确保作业安全。但一般情况下,这种防范仅适用于水源补充条件一般的矿井,需要通过多个钻孔长时间疏排,方可取得较好效果,但其成效具有较强的稳定性。
3.5排
煤矿井下排水作业的开展必须严格依照安全作业规程布设排水装备,并通过前期探测,对各采区正常涌水量及最大涌水量做到详实准确。特别是对于老矿区而言,经由数十年的长时间生产,其井下含水地层地质状况必然会发生巨大改变,乃至无法对当前井下涌水量测算提供借鉴与参照。针对这一状况,必须及时借助非常规计算手段,准确测定井下涌水量,常用方法主要有:借助井下涌水量同其它相关因素(开拓进尺、大气降水量、原煤产量、开采面积等)的关联性开展多元统计分析,构建井下涌水量预测回归方程,并借助模糊分析及神经网络测算法等进行验证,实现涌水量的准确预测。
3.6探
井下回采作业中遭遇小煤窑、废弃巷道、老采空区等地质环境时,若对其具体积水状况了解有限,应当及时通过有效的探放水手段进行了解。搜集以往地质勘测资料,初步了解老空区内水清状况,随后依照“有疑必探,先探后采”的原则,超前作业探水孔,明确老空区内水压、水量、积水范围等内容,并针对性地制定处置方案,进行有效排水,以保障后期生产作业安全。
4结束语
综上所述,对于煤矿企业来说安全性是十分重要的,对此必须要加强管理和控制。一旦发生水害事故就会给煤矿企业带来严重的经济损失和人员伤亡,因此在日常生产的过程中,企业技术人员必须要提前做好矿区的地质勘察工作,并将其与防治水工作有机结合在一起。
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论文作者:闻东,黄庆春
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
标签:作业论文; 煤矿论文; 井下论文; 矿井论文; 水文地质论文; 水量论文; 矿区论文; 《基层建设》2016年第34期论文;