水害综合防治

水害综合防治（共12篇）

水害综合防治 篇1

那怀煤矿位于百色市那毕乡东怀村那怀屯, 现已有30多年的开采历史, 现设计生产能力60万t/年;矿区水文地质比较简单, 地表以山地为主, 并有少部分水田。地表水系以矿区鱼塘及那怀小河为主。矿区鱼塘位于井口东侧, 蓄水量约2万方;那怀小河位于井田南缘, 水量及河面宽度较小, 流量随季节变化;矿鱼塘的水由一条水沟排至那怀小河。

那怀矿井田位于百色煤田西北端, 为一NE~SW走向向NE倾伏的向斜构造, 内有落差较大的正向断层共8条断层;井田内层位较稳定的煤层有10层, 具工业价值的有A、B、C、I煤层, 其余煤层均不可采;本矿井计划所开采的煤层为A、C煤层, 这两个煤层垂直距离12m, 煤层顶、底板为泥质和砂质泥岩, 且层位整合接触, 颗粒结构致密, 是很好的隔水层, 矿井的正常井下涌水量为153/h, 雨季期间井下最大涌水量为30m3/h,

1 那怀煤矿涌水来源分析

1) 地表水大气降水的渗入或流入往往是开采地形低洼且埋藏较浅的煤层的主要水源, 在雨季表现得尤为明显;那怀煤矿新井井口标高h=141.0米, 高于右江河历年最高洪水位123.48m。矿区主要地表水系有:新主井东侧两百米处的鱼塘, 鱼塘面积1万平方米, 蓄水量约2.6万方, 据观测该鱼塘并无向矿井渗水的现象;在那怀矿井田南缘有条那怀小河, 该河水量及河面较小, 河面宽4~5米左右, 四季长流, 流量与季节有关。

2) 老窑积水过去采过的小煤窑以及矿井里采空区、废弃的旧巷道, 常常有很多积水。当采掘工作面与它们打透时, 很短时间内会有大量积水涌入, 来势凶猛, 造成透水事故, 破坏性很大。与本矿相邻的矿井有东部的大湾小窑开采区, 北部的那怀私人小煤窑及西北部的东安煤矿。这些过支采过的小煤窑以及矿井里废弃的旧巷道, 有很多积水, 严重威胁矿井开采的安全。

3) 采空区积水井田内过去采过采空区、废弃的旧巷道, 也会有很多积水, 特别是C煤层内采空区积水, 会威胁到下一煤层 (A煤层) 的开采安全。

4) 断层水岩层断裂叫断层。有的断层带内会积存水, 断层还常将不同的含水层连通, 有的甚至与地表水相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时, 断层水便会涌出。那怀矿井田位于百色煤田西北端, 为一NE~SW走向向NE倾伏的向斜构造。井田内有落差较大的正向断层8条。矿井现已开拓到-220米标高, 从已经揭露的断层来看, 断层带及其附近涌水极少, 只在局部砂质泥岩地段存在滴水或渗水的现象。

2 完善日常矿井防治水基础工作

1) 完善矿井防治水机构人员和队伍;成立以矿长为首的防治水领导小组, 明确规定公司总经理和矿长是防治水的第一责任者, 矿总工程师负技术责任, 矿设地测水文专职人员和钻探队伍, 负责矿井水文地质资料的收集和分析工作。及时制定修改矿井年度防治水计划, 并根据计划认真检查和实施矿井水防治的各项工作。

2) 加强对周边老窑积水的监测, 取得准确的资料, 为矿井后期开采的矿井水防治提供依据。那怀矿东南部、北部都存在已废弃多年的小煤窑, 在布置巷道或工作面前工求地质测量部门必须调查核实矿区内的小矿井已开采范围, 然后留设可靠的防水煤柱。在接近时必须制订专门的措施在掘进工作面提前进行探放水。情况不明时, 严禁采掘作业。同时每月组织工程技术人员对防水煤柱、小煤窑和老空水进行“三位一体”大检查, 防止地区淹井事故的发生。

3) 切完善防治水工程设施根据那怀矿实际情况, 我们在井底车场布置了一个容量较大的水仓 (在二采区运输巷附还另外布置了一个采区水仓) , 每个水仓均配备三台能力相同的水泵, 每台水泵排水能力为155m3/h。中央泵房最大排水能力为310 m 3/h。完全满足矿井正常生产需要。在正常生产期间, 定期对防水闸门检查和维护, 保证随时可以顺畅关闭。

4) 加强职工技术培训提高职高防水安全思想意识;通过不同形式的教育培训, 使职工了解矿井透水前的各种预兆及其规律, 做到发现透水预兆, 能立即停止工作, 采取措施进行处理, 同时让井下使每一个职工都知道本工作地点的避灾路线, 以及本区域矿井受水灾后自己的行动要求, 一旦发生突水事故, 可以安全撤出险区。

5) 定期进行演习提高矿井的避灾抗灾能力;我矿每半年都要举行一次水灾预防演习, 通过演习让职工熟悉矿井避灾线路, 增强职工的自保、互保、联保意识, 同时进一步检验了水灾避灾路线的合理性和矿井发生事故后的应急救援能力, 实测了职工从工作地点到副井口的升井时间, 真实反映矿井发生水灾时的组织、协调、指挥能力, 有效预防和处理灾害事故, 确保矿井安全

3 在正常生产时期的防治水

1) 完善矿井水文地质图, 对矿井的地面鱼塘、塌陷坑、裂缝带、老窑积水区、充水断层、强含水层或其他有水地点, 要在图上注明, 并随生产变化而更新。有关部门要彻底清查各采区水文地质情况及含水层分布状况, 收集出水点原始数据, 整理成册并合理分析, 同时要对相应地表概况做到心中有数。

2) 防治地表水应当以疏为主, 以堵为辅, 疏堵结合, 综合治理。确保矿区水路贯通是治理的根本。定期安排相关人员对水路进行排查, 以保证矿区生产、生活废水能顺利排至鱼塘, 再途径水沟流至那怀小河, 排出井田范围。同时, 要对鱼塘水进行观测, 虽然长期数据表明鱼塘并无向井下渗水的现象, 但仍不能掉以轻心。如发现有漏水、渗水现象, 立即排水填堵。在井田范围内如发现有地表塌陷坑, 立即组织人员对其进行填埋, 防止地表水从这些塌陷坑渗入井下。

3) 井下防治水应以预防为主, 做到将事故扼杀在萌芽状态。相关部门应在井下各个地点建立水文观测站, 对矿井涌水量进行观测, 记录数据并留存档案。

4) 加强排水设备的管理及日常检修和维护工作, 确保矿井三台主排水泵及两趟排水管路的完好率符合安全规程要求;对井下主、副水仓及巷道、井筒的排水沟进行定期清理。

5) 严格要求施工人员按章作业, 坚持“有疑必探, 先探后掘”的探放水原则。在开掘怀疑有水的巷道前, 必须有探放水措施并认真执行。开掘工作面出现以下情况时, 立即停止作业, 向调度室汇报, 查明原因, 交有关部门处理:开掘工作面出现透水征兆、超前探距不够或偏离探水方向、掘进面支架不牢或空顶距超过规定。

6) 为了预防采空区威胁矿井安全生产, 在开采C煤层时, 区段平巷之间均留设40米的防水煤柱;在开采C煤层下一煤层 (A煤层) 时, 为了防上C煤层采空区积水灌入A煤层工作面, 在回采前一般先疏放采空区积水以确保工作面安全回采, 2010年12月至2011年元月我矿成功地在A101进风巷及联络巷向C煤采空区内布置疏放水眼, 巷疏放老空积水约二万立方米, 使A101采面顺利按时安全投产。

4 在特殊时期的防治水

1) 在雨季、天气变化反复无常等气候特殊时期, 应加强防治水工作, 以便矿井的生产不受水害影响及破坏。由矿领导牵头组织水灾应急救援小组, 安排专职人员值班, 派专人对地面及井下重点区域进行巡查。

2) 加强地面防洪、排水措施和设施的管理。建立地面巡逻制度, 预防地表水由井筒或塌陷裂隙大量涌入井下。在大、暴雨降落的前后, 都必须派出人员检查矿区及附近地面有无开裂隙和塌陷等现象, 防止水流渗入井下, 发现异常必须及时处理。排到地面的井下涌水应予以妥善处理, 避免再次流入井下。同时要对地表水路进行清理, 确保水路的顺畅贯通, 及时将水排出井田之外。

3) 及时对井下排水设备进行检修维护, 确保矿井水泵及排水管路的完好率符合安全要求。加大各水文观测站的测水频率, 掌握井下水量变化第一手材料, 将数据记录成册并合理分析, 作为矿井预防工作的依据。

4) 每年雨季前对各水泵房水仓进行一次全面清掏, 确保水仓有足够的储水容积。对水泵房的供电线路、供电设备要在雷雨季节前停电检修一次。所有零、配件均应补充齐全, 发现的问题要及时处理。

5 建立地下水动态观测系统

由生产部门在井下建立水文观测站, 定期对井下涌水量进行观测, 并将数据记录在案。通过对不同时段涌水量变化的对比, 总结处井下水量变化趋势, 为矿领导下决策作建议性依据。

在掘进巷、采面等工作地点遇到涌水增加的情况, 应为之建立独立的观测措施, 对这些涌水地点进行单独的观测记录。如有必要进行钻孔探水, 在探水工作进行时对水量变化进行观测。

同时, 增加视频监控探头的控制地点和控制范围, 让监控中心能够及时发现突发情况并有依据地做出相应指挥。在新、旧井各水流的汇总地段设置监控探头, 令监控员能时刻对水量进行监控。在水量骤然加大或者减小等情况之下, 能第一时间发现突发情况, 并且及时做出分析、汇报上级、指挥井下人员进行应对措施。

6 结语

在矿井生产过程中, 那怀矿根据矿井实际情况采取行之有效的防治水措施, 建立了地下水动态观测系统, 使矿井涌水得到了有效治理, 杜绝了矿井水害发生, 促进了安全生产, 使那怀矿在2010年原煤生产过程中顺利突破58万吨, 实现安全生产双丰收。

摘要：水灾是煤矿五大灾害之一, 在煤矿生产时期, 常常会遇到水的危害, 文章分析了那怀煤矿水文地质条件及矿井涌水来源, 同时根据本矿实际情况采取切实可行的综合防治措施, 确保了矿井安全生产, 使矿井取得了良好的治理效果和经济效益。

关键词：水害,老窑积水,防水煤柱,防治

水害综合防治 篇2

一、生产科长岗位责任制

1、在矿总工的领导下,对矿井防治水工作负全面责任。

2、认真执行国家有关的技术政策和规定，组织技术部门全面完成各项各项防治水工作任务。

3、组织编制或在矿总工的指导下组织编制矿井防治水、季度、月度工作计划并付诸实施。

4、按照国家有关防治水方面规定定期或不定期（特殊时期）组织分析矿井水文情况，掌握矿井涌水动态和变化规律，参加解决矿井水患的措施制定。

5、负责矿井防治水的安全工作，定期召开矿井防治水会议，定期组织矿井防治水专项检查。

6、负责督促水文地质技术员开展矿井地表水体、降雨量的调查观测以及井下各观测点的涌水量观测工作并将观测结果建立涌水量观测台账。

7、协助矿总工组织防治水方面技术竞赛，积极推广先进经验，开展技术革新，不断提高矿井防治水水平。

8、经常深入现场，掌握第一手防治水资料，即使发现问题，解决问题。

二、水文地质技术员岗位职责

1、在生产科长的领导下，负责做好分管的水文地质技术工作。

2、严格执行国家有关技术政策和规程，执行矿务局、矿技术管理规范和防治水工作条例细则，负责全矿水文地质技术或管理工作。

3、组织开展地表水体、降雨量的调查观测工作，负责井下各观测点的涌水量观测工作，并将观测结果建立涌水量观测台账。

4、协助生产科长组织每月的矿井防治水专项检查工作，并将检查结果及时向分管领导汇报，确保矿井安全生产正常。

5、负责对矿井各掘进工作面进行水害分析的预测预报，对存在水害威胁的工作面提出整改意见。

6、负责编制探放水设计工作，并根据情况进行现场技术指导。

7、负责矿井充水性图等各种图表的填绘工作，及时绘制地下水等水位曲线动态图，掌握地下水的水位变化。

8、不断总结矿井水文地质变化规律，积极探索矿井防治水的有效办法。

9、负责提供上级各级领导部门月度、季度、各项安全检查的各种防治水资料。

水害综合防治 篇3

关键词：矿井水害；现状；防治措施

中图分类号：P62文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-042-01

1、引言

贵州省是典型的喀斯特地貌，岩溶十分发育，加之煤层露头普遍，小煤窑遍布，又多为无资料开采，近年来取缔的小煤窑的采空区分布及积水情况普遍不清楚，水害已成为贵州省煤矿的第二大灾害。永贵能源开发有限责任公司(以下简称永贵能源)是河南煤业化工集团的子公司，2004年进驻贵州以来不断发展壮大，至今己拥有17对矿井(包括托管矿井)，年产量过千万吨的大型煤炭企业，所属矿井分布在毕节、黔西南及安顺地区，所以，以上问题同样也是存在的，只有准确分析水害发生原因，采取有效措施，才能防止各类水害事故发生，确保矿井安全生产。下面以永贵能源所属矿井为例，通过对矿井的水害防治工作现状进行分析总结，找出一套有针对性的矿井水害防治措施。

2、现状分析

随着永贵能源防治水检查考核制度的不断完善。各矿井水害防治工作责任意识不断增强，都能按规定设置水害防治机构、建立岗位责任制、加大投入、落实措施。但还存在不足，主要如下四个方面。

(1)水害防治工作重视程度不够。大多矿井对水害防治工作认识不足，防范意识较差，未将水害防治列入重要议事日程，各矿虽已制定水害防治规划，但都未认真的按采掘接替计划的实际情况制定，缺乏针对性。水害防治机构弱化，专业技术人员不足，基础管理工作薄弱。各矿包括兼职的在内，最多只有一个水文地质工作人员，新整合过来的矿井更是缺乏防治水工作人员。

(2)水文地质资料不清。各矿井水文地质资料欠缺，五风矿、新田矿及高山煤矿等矿井虽是新建矿井，但水文地质资料还是不够完善，不能很好的指导矿井防治水工作；整合的矿井更是缺乏必要水文地质报告和基础图纸资料，对可能造成水害事故的含水层、导水通道，井田内老窑积水、采空区积水情况不够清楚。加之矿井采掘工程图与实际出入较大，未能有效的开展矿井区域性水害预测和防治工作。

(3)探放水措施落实不到位。有些矿井井下连起码的探放水管理牌板都未按规定悬挂；某些管理人员存在侥幸心理，图省事，不能认真执行探放水措施，又无探放水专用钻机，部分矿井虽已进行了探放水，但钻孔设计未按《煤矿防治水规定》布置，无针对性的探放措施。

(4)主要充水水源为老空(窑)区积水。贵州小煤窑开采历史比较久远，浅部多处已被采空，煤层开采的情况难以掌握。特别是整合矿井，周边本来小煤窑遍布，又存在超层越界开采现象，形成多处积水区，而积水量、积水范围不清，一旦透水，易造成工作面停产和人身伤亡事故。这也是永贵能源水害防治的重点和难点。

3、防治措施

(1)高度重视水害防治工作。将水害防治工作列入重要议事日程；健全水害防治工作机构并明确工作职责：制定切合实际的水害事故应急处置预案：补充、备足防排水设备和物资，切实做到领导、组织、队伍、预案、物料五落实：加强对从业人员水害防治知识培训，提高职工对矿井水害的防范意识。

(2)水文地质条件不清楚的矿井及水文地质条件复杂的矿井必须坚持有掘必探，大力开展物探工作，查明矿井水文地质条件和矿区内断层位置、性质、导水性以及老窑、采空区的位置和积水分布情况，明确水害防治重点区域。

(3)建立完善矿井水文地质基础资料和图纸。一是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等。二是及时准确填绘水文地质图纸：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。

(4)做好矿井日常的水文地质工作。特别是要做好老窑与小煤窑开采的调查及资料收集，矿井涌水量观测工作。及时准确的将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、与本矿井的空间关系等，并标注在相关图纸上，为防治水工作提供技术依据。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，除常规的观测外，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。

(5)进一步完善防排水系统，确保矿井能够正常排水。目前，极端灾害天气情况逐年增加，暴雨洪水更是时有发生，必须安排专人负责对井田范围内及可能波及的周边废弃小窑、地面塌陷、受采动可能影响的地表水体等部位进行巡查，防止暴雨洪水引发事故。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。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：并认真做好地面及井下的防洪材料库的防洪抢险物资储备。

(6)深入开展水害隐患排查治理工作。严格执行水害隐患排查、治理和报告制度。除每月定期的防治水专项大检查及月底水害隐患排查外，还要加大防治水考核力度；加大水害治理工作的安全投入；与安监部门配合，严格做到水害隐患闭合管理。

4、结语

矿井水害防治工作要不斷地进行分析、研究和总结，多专业、多部门、多单位加强配合，制定出切实有效的矿井防治水管理考核办法，坚决遏制煤矿水害事故的发生。

参考文献：

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局，煤矿防治水规定[M]，北京：煤炭工业出版社，2009

[2]张光德，等，矿井水灾防治[M]徐州：中国矿业大学出版社,2002

浅析矿井水害的防治 篇4

当巷道或工作面接近或接通含水带就会造成矿井水过量, 引起矿井透水威胁。矿井排水设施有限, 排水量一般恒定, 当矿井水涌入过大时, 矿井排水条件远远达不到要求, 给工作面造成水患, 严重影响煤炭正常开采。当涌水量超大时, 就会酿成淹井及人员伤亡事故。在各种矿井灾害中, 突水灾害造成的人员伤亡及财产损失都较为严重, 所以水害治理与预防尤为重要。通过对突水事故分析, 抓住防治水患要点, 进而采取措施预防和处理突水事故。

1 矿井发生突水原因分析

地面水流入井下及地下水溃入井巷都能引起矿井突水事故的发生。不管何种原因, 都是由于对矿井及其附近地区水文地质的忽略造成的。具体考究可以分为以下方面。

1.1 地表水涌入矿井

由于对矿区及其附近的地域环境不很了解, 致使在煤炭开采过程中, 接通了地面的湖水或河水, 导致大量地表水进入井下, 造成淹井威胁。另外, 雨季来临时, 如果雨水过大而没有及时进行疏导, 雨水就会灌入矿井, 酿成水害。

1.2 地下水渗入矿井

地下水引起矿井水患的原因较多, 主要有:a) 由于矿井附近水文地质复杂, 未能彻底了解水文地质情况就开始回采, 导致开拓的巷道位置接近含水层, 随着开采进行, 受上覆岩层压力及含水层水压共同作用, 致使巷道顶底板漏水, 进而发生突水事故;b) 有些矿井不遵守作业规程, 有突水预兆也不采取治水措施或治理不当, 就是这种懈怠心理导致水害发生;c) 由于过去小煤矿乱建巷道, 且没有成熟治水技术, 导致很多废弃巷道中存有大量积水。从而使得现在的大煤矿在推进过程中, 容易与那些巷道联通, 导致大量积水流入工作面;d) 有些煤矿只注意自己的煤炭年产量, 而忽视隐患预防工作, 致使有些机械或设施未得到良好保养而发生损害。例如不能及时对水仓清理, 水仓沉积了大量煤渣和矸石等混合物, 储水能力大打折扣;防水闸门未得到好的维护, 失去防水作用, 洪水来时起不到应有作用[1]。

2 矿井突水的危害分析

2.1 不能进行安全生产

矿井生产过程必须要把工作面积水排出, 这样工序的进行才不会受干扰。当涌水量过大时, 其无法及时排出矿井, 就使得工作面被淹或到处是泥水, 工人在潮湿环境工作, 不但影响工作效率, 而且严重危害工人身体健康。工作面积水也会使一些机电设备无法正常工作或有漏电现象, 存在很大隐患[2]。

2.2 增加了煤炭生产成本

矿井涌水量突增增加了对排水量的要求, 从而排水电费增加, 排水泵功率要求增高。且在潮湿环境下, 机械寿命缩减, 需经常保养和维修, 使得吨煤成本增加, 经济效益降低。

2.3 工作面回采和掘进困难

当工作面矿井水较多时, 给工人施工带来不便。涌水过程中巷道顶板和底板都遭到破坏, 且涌水持续进行时, 破坏程度更加厉害, 给巷道维护工作带来困难。在回采过程中, 给回采阶段煤的运输增添了难度, 严重制约了煤矿采掘过程。

3 对矿井水患防治技术研究

矿井水患防治技术就是对矿井水害的预防及出现水患后的治理技术, 基于水患造成损失巨大, 可采取以下技术措施进行防治。

3.1 水化学探测和物探等技术

采用水化学探测和物探等技术, 对矿井所处水文地质条件情况分析。

3.1.1 岩层含水率及层位探明

摸清矿井所处区域的岩层含水率及其透水性, 以便在附近回采时, 采取相应措施预防积水和突水事故。探明含水层和隔水层之间的距离, 及其层数和层位, 明确待采煤层与它们的关系。在回采过程中, 由于受采动影响, 使得顶板岩层产生“三带” (垮落带、弯曲下沉带、断裂带) , 对断裂带和弯曲带不裂隙发育程度进行检查, 使其构不成导水带, 这样便可避免突水事故发生。拥有完善的观测系统, 以随时对地表水和地下水的动态变化进行把握, 以便于煤矿安全地进行回采。

3.1.2 加强水文监测

矿井水来源很多, 要预防矿井突水, 就要明确当地河流水量资料, 而且了解季节性降水量, 总结其规律。通过探水钻孔和水文观测孔, 分析地下水所在岩层层位, 进而合理规划巷道布置, 避免矿井受水灾侵害[3]。

3.2 河流改道和铺设河床

3.2.1 进行河流改道措施

为了防止地表水对矿井的影响, 首先要考虑井筒位置的选择, 保证井口标高较高, 不会被地表水淹井。但当河流在矿区附近, 河道汛期来临时有可能淹井。必须进行人工挖河道, 截断原有河道, 以期河流远离矿区。但河流改道需要巨大经济投入, 实施前需做经济技术比较, 所关注的问题如下:

a) 人工开挖河道要在隔水层上进行, 避免河水渗入地下, 对矿井产生隐患;

b) 河道修改将长期服务于矿区, 要求对人们生活不会产生不便影响, 煤矿回采工作也不受影响;

c) 投资要较合理, 使河道改道后, 矿区经济效益增加。

3.2.2 铺设河床

在河流改道不合理的情况下, 可采用水泥、石膏等粘结剂和沙子、矸石等骨料混合在一起, 对河床进行加固, 防止水渗入井下。

3.3 修排水沟

矿区雨季来临时, 地表水量突然增加, 使得地表水向矿井中流入, 所以修1条排水沟是必然的。在矿井井口附近修排水沟, 使得降水不会涌入矿井。例如山东省在7月份—9月份是雨季, 降水量增加, 给矿区地表水治理带来困难, 修筑排水沟就行之有效[4]。

3.4 矿井增设防水闸门和防水墙

在距离奥灰岩较近的煤层设防水闸门和防水墙, 将煤层进行分区隔离, 一旦有采区发生突水事故, 不至于影响其它采区正常采煤工作, 减小受灾害面积。

3.5 留设防水煤柱

在以下情况需留设防水煤柱:

a) 采区地面有湖水或河水等地表水;

b) 煤层距离含水层较近;

c) 在相邻煤矿开采时, 为防止巷道连通或老积水危害发生, 需留设防水煤柱;

d) 巷道接近断层。为防止断层接通含水层, 需留一定距离的防水煤柱。

3.6 条带开采技术

随着开采深度不断增加, 上覆岩层压力越来越大, 致使岩层裂隙较大, 很可能导通含水层, 造成水灾。若采用条带开采就能有效降低围岩压力的影响, 有效防止突水事故产生。

3.7 合理匹配排水设施

矿井都应依据其水文地质条件配设排水设施, 这样可使矿井水含量保持不变, 且在发生突水时, 也能采取一定的加强措施将水排出。

3.8 注浆堵水技术

注浆堵水技术能使工作面涌水量大大减小, 间接保护地下水资源, 也减小了矿井排水量, 具体可用于以下几个情况:

a) 当矿井井筒或工作面产生裂隙, 造成水渗入过多时, 可采用注浆技术填补裂隙, 保证好的工作环境;

b) 当巷道必须通过含水丰富的岩层时, 需要注浆技术对水源堵截;

c) 对于日常排水量大的矿井, 为减小成本投入, 采用注浆技术减小矿井水含量;

d) 在地质构造较多的地带, 为防止出现导水带, 也可采用注浆技术加固岩层形成隔水层[5]。

注浆技术在永煤集团公司车集矿得到广泛运用, 该矿采用间歇注浆法和小流量注浆法, 缓解矿井水涌入量, 降低了排水费用, 也降低了矿井发生水灾的可能性, 具有重大借鉴意义。

4结语

基于煤矿水患给矿井带来巨大经济损失和人员伤亡, 对煤矿水患的预防和治理工作尤其重要。通过对矿井水灾害的产生原因和危害进行分析, 以矿井水来源分为地表水和地下水为起点对矿区水文地质进行探测, 然后采用相应技术和措施对矿井水涌入量控制。矿井水害不仅影响企业生产效益, 而且对国家煤炭资源造成浪费和破坏, 加强矿井水治理, 是矿井必须关注也必须执行的工序环节。结合矿区水文地质条件, 对矿井突水预防要采取综合治理措施, 以期改善工作面环境, 煤矿得以安全生产。

摘要：为使矿井有一个良好工作环境, 充分利用当前技术防治矿井突水发生, 分析矿井突水原因及危害, 提出多种技术措施相互结合的手段对矿井水进行综合治理。

关键词：矿井水患,突水危害,防治技术,工作环境

参考文献

[1]郭启文.煤巷及采煤工作面突水快速治理配套技术[J].煤炭科学技术, 2006, 29 (2) :26-28.

[2]董书宁, 靳德武, 冯宏.煤矿防治水实用技术及装备[J].煤炭科学技术, 2008, 36 (3) :8-11.

[3]刘一凡.矿井水灾的成因分析与防治探讨[J].科技情报开发与经济, 2011, 21 (4) :180-181.

[4]王亚博, 徐东耀.煤矿矿井水处理与综合利用[J].节能, 2006, 3 (5) :54-55.

水害防治技术管理制度 篇5

第一章

总

则

第一条 为搞好矿井防治水工作，按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，进一步加强矿井防治水技术管理，遏止和杜绝煤矿重大水害事故的发生，保障职工生命安全，保护国家资源和财产不受损失，依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等要求，结合矿井防治水工作实际情况，特制定本技术管理制度。第二章 组织机构和职责 第二条 组织机构

1、成立矿井防治水工作技术办公室

2、领导组下设矿井防治水，办公室设在地质测量科。主

任：地质测量科科长

成员：生产技术科、机电科、安全科、通防科等相关单位的技术负责人组成。

第三条 矿井防治水工作技术办公室

1、贯彻落实国家及上级部门有关矿井防治水方面的方针、政策、法规等精神。

2、负责矿井防治水工作中重大技术问题的决策和处理。

3、负责技术指导矿井重大水灾事故的抢险、指挥、协调。第四条地质测量科职责

1、履行矿井防治水办公室职责，负责全矿的防治水技术业务管理、监督、考核工作。每年初编制下发《矿井防治水工作计划》，修编完善《矿井防治水管理办法》等有关防治水规章制度。

2、负责日常水文地质标准化工作，负责水文地质预报工作，提供矿井防治水相关技术资料。

3、编制《重大水灾事故应急处理预案》，参与《灾害预防和事故处理计划》中水害事故部分的修订工作，矿井发生水灾事故时协助制定抢险方案并进行相关技术指导。

4、负责编制探放水设计。设计必须经矿总工程师批准并上报集团公司审批后实施。严格按照探放水设计督促施工队组施工，并根据队组提供的钻探资料进行分析总结。

5、负责编制掘进工作面超前钻探设计，督促并落实掘进队组编制措施实施超前钻探。

6、负责编制综采工作面防治水方案，参与防治水工程设计及安全技术措施的审批工作。

7、掌握防治水工程进展情况，检查、落实防治水安全技术措施的执行情况。

8、建立并完善水文地质观测系统，并按规定进行观测。

9、对探明的导水断层、陷落柱等地质构造，依据《煤矿安全规程》第265条的规定，设计防水煤柱或岩柱。

10、负责因受采动影响引起的地表裂隙、塌陷调查和治理工作。

11、负责开展防治水科技研究工作，内容包括：（1）研究井田地质构造导水规律，探讨、摸索、制定和落实矿井防治水的可行措施；（2）探讨各类防治水措施实施效果，包括探、放、疏、排、截措施实施效果；（3）研究总结矿井排水经验，对排水系统及时了解情况，发现、解决问题，达到设计最合理、选型最配套，从而优化矿井防排水系统；（4）针对水文地质补充勘探查明导水地质构造及煤层顶底赋水性，研究采取合理的防治水措施；（5）探讨带压开采区防治水科技攻关工作。

第五条 技术科职责

1、负责采掘开工作面、安装或回收工作面、井底车场、大巷、盘区巷道等排水责任区的划分、移交、管理、考核工作。

2、负责井下各盘区、采掘工作面的防治水工程设计，并组织审批、实施和验收工作。

3、负责督促各施工队组制定本队组防排水措施，监督检查防排水情况及措施的执行情况，并纳入矿井安全质量标准化管理考核中。

4、负责安排施工队组在雨季前完成对中央水仓、盘区水仓的清挖煤泥工作，负责安排施工队组根据实际情况对井底车场水沟、盘区大巷水沟、综采工作面临时水仓定期进行煤泥清挖。

5、负责临时、突发性的防治水工程设计、施工及验收工作。第三章 技术管理规定 第六条 防治水相关技术规定

1、生产技术部负责防治水工程设计，主要包括盘区永久水仓、综采工作面水仓、掘进巷道临时水仓、泄水巷、大巷水沟等。在盘区及综采工作面设计时必须把防治水作为一项重点工作来考虑。

2、地质测量部按要求在设计前为生产技术部提供相关水文地质等地测资料。

3、工作面圈出后，要对工作面内构造及富水区域进行探查，并根据探查情况安排队组制定相应的安全技术措施。

4、根据矿井衔接计划查清开采区域内的构造及富水性，保证矿井安全开采。

5、机电管理部要根据提供的最大涌水量进行设备选型、管路的配套。合理科学地布置各接力排水点的排水系统，必须在考虑排水距离、扬程、排水效率等情况下配泵及管路。第七条 探放水技术规定

（一）探放水范围

1、在掘进过程中，执行“有掘必探、先探后掘”的探放水原则。

2、采煤工作面或掘进巷道接近勘探钻孔时必须超前钻探，根据钻探情况进一步采取措施。

3、掘进工作面在顶板富水区掘进时应钻探疏放水后再掘进。

4、被贯通巷道有积水、淤泥或水文地质情况不清时应超前探放水。

5、综采工作面回采前，根据顶、底板赋水情况有针对性探放水。

6、掘进巷道接近采空区时必须超前探放水。

7、其它如老空区、积水巷道、强含水层、相邻生产矿井开采区、导水构造、封闭不良钻孔等需探水地点，接近上述地点必须进行探放水。

（二）探放水要求

1、地质测量科负责确定钻探设计，设计中明确孔数、孔深、角度（方 位角、倾角）、终孔孔径、超前探距及其它相关技术要求。

2、采掘队组根据钻探设计编制钻探施工安全技术措施，措施中必须明确规定瓦斯突然涌出和涌水突然增大时的应急措施，并组织钻探施工资料收集工作，每月月底将全部原始记录报地质测量科。

3、探放水前，工作面必须安装满足最大排水能力要求的排水系统。

4、必须按照要求严格控制距离，保证足够的钻探超前距离，现场悬挂钻探施工牌板，严格管理，地质测量部要加强督促检查。

5、采掘工作面淋水、涌水增大影响生产需要探放水时，超前探放水量不得超过巷道内排水系统的排水能力。

6、对采空区、积水巷道、导水构造、强含水层、封闭不良钻孔等需探放水的地点，地测科都必须准确地绘制在矿井充水性图上，要求标明积水范围、积水量积水外缘标高等，并外推60米用红色圈出积水区的警戒线。

第八条 防隔水煤柱留设技术规定

（一）受水害威胁的下列区域之一，必须留设防水保安煤柱

1、受保护的通水钻孔。

2、在地表水体、含水冲积层下和水淹临近地带。

3、与强含水层有水力联系的断层或强导水断层接触的煤层。

4、有大量积水的老窑和老空区。

5、导水、充水的陷落柱、断层等地质构造。

（二）留设防水保安煤柱的技术要求

1、地质测量科按照有关规程要求并结合生产实际进行防隔水煤（岩）柱的设计，并报集团公司审批。

2、各类防隔水煤柱内严禁布设巷道及工作面。第四章 井下排水管理技术规定 第九条 井下排水管理

1、中央水泵房水泵必须保证有工作、备用和检修的水泵，工作水泵的能力可以在20 h排出矿井24h的正常涌水量。目前井底水泵房有三台85DF45×7型水泵，额定流量为85m3/h，额定扬程为315m。一台工作，一台备用，一台检修。必须经常保证工作水泵和备用水泵完好。

2、井底水仓的有效容量应能容纳8小时的矿井正常涌水量。盘区水仓的有效容量应能容纳4h的盘区正常涌水量。水仓的空仓容量必须经常保持总容量的50%。井底水仓有效长度120m，净断面9m2，有效容量1080 m3。

3、井下所有各排水点必须安排专人开泵、排水、清煤泥，保持管辖巷道内无积水或水仓水位处于最低位。

4、各排水点必须悬挂排水设备管理牌，管理牌内容包括水泵型号、排水量。

5、井底水泵、盘区水泵及工作面主要排水系统必须建立水泵运行日志，并要求存档1年。

6、地质测量科必须加强对井下各采掘开生产头面的排水管理，加大监督、考核力度。

第十条 掘进工作面防治水技术管理

1、各掘进队按本工作面防治水技术措施要求，在工作面安装排水系统，配足水泵及管路，加强排水设备、管路、供电的日常检修、维护，确保排水系统正常运行，保持巷道内无积水或水仓水位处于最低位，定期安排人员对水仓或水沟进行清淤。排水系统随工作面掘进必须向前延伸，距工作面不大于30米。

2、地质测量科对可能与采空区或密闭巷道贯通的掘进头面必须提前50米下发贯通通知书，生产技术科根据预报通知书提前安排施工队制定专门的防治水措施，如巷道密闭拆开排水前，通防科要预先安排瓦斯排放工作。

3、在巷道工程移交时，由机电科牵头，将排水系统做为一项主要工作进行移交，无排水系统或排水系统不完善无法正常排水的巷道严禁移交，必须限期整改完后方可移交。

4、各掘进队在巷道掘进期间，根据地质测量科提供的预测最大涌水量，必须安装排水系统，包括配备水泵及排水管路，及时在低洼处掘打标准水仓。标准水仓的规格设计和施工由生产科具体负责。

5、各掘进队根据水文地质预报，严格执行“有掘必探，先探后掘”原则，杜绝冒险蛮干的行为。对过地质构造可能造成的涌水异常应超前备足水泵及管路，做到早准备、早预防。

6、掘进巷道顶板淋水、涌水影响人员通行和正常施工作业时，要采用雨布遮挡、接水器导流、挖沟引流等方式，加强水害治理，并严禁将淋、涌水引入皮带或刮板输送机，造成煤质水分超标或煤仓跑水煤等事故的发生。第十一条 回采工作面防治水技术管理

1、生产技术科做好防治水工程设计、组织实施及验收工作，机电科做好水泵、管路选型及组织安装和业务管理工作。要根据回采过程中工作面及顺槽巷道实际底板起伏情况，再掘打临时水仓并安泵接管进行动态排水，随时将工作面及顺槽低洼处积水排出。

2、在回采过程中必须注意观测老塘出水的变化，发现异常及时汇报调度室。

3、回采工作面也必须将工作面的排水系统作为一项主要项目进行验收，验收不合格，必须限期整改后方可验收移交。

4、回采工作面回采开始后两侧顺槽内排水工作归采煤队管理。包括巷道文明生产及排水点清挖煤泥工作。

5、地质测量科必须加强由于受采动影响发生工作面顺槽煤柱底鼓裂隙渗漏水治理工作。第五章 地表水防治

第十二条 地质测量科在每年5月底前调查矿区及附近地面水流系统的汇水情况，疏水能力等，掌握当地历年降雨量和最高洪水位的资料，为完善矿井疏水、防水和排水系统提供详实的水文地质资料。第十三条 矿井井口及工业场地内主要建筑物的标高，必须高出当地历年的最高洪水位。对于低于当地历年的最高洪水位的井口及建筑物，必须修筑堤坝、沟渠、疏通水路或采取其它有效措施。第十四条 井口附近和塌陷区内外的积水或雨水可能流入井下时，必须根据具体情况采取措施，并符合下列要求：

1、容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水。修筑沟渠时应避开露头、裂缝和透水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠时，应填平压实；如果范围太大无法填平时，可用水泵排水，防止水渗、灌入井下。

2、矿井受河流、山洪威胁时，修筑堤坝和排泄洪渠防止洪水侵入。

3、排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免倒渗井下。

4、漏水的沟渠或河床应及时堵漏或改道，地面裂缝和塌陷地点必须填塞。填塞要有安全措施，有记录（包括充填量、充填时间）及图纸资料。

5、在雨季，每次降雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近的地面有无裂缝和老窑陷落等现象，发现涌水情况，必须及时处理。第十五条 矸石、炉灰、垃圾等杂物不得堆放在山洪、河流可能冲刷到的地方。

第十六条 对使用中的钻孔，必须加盖封好。报废的钻孔必须及时封孔，防止地表水或含水层的水通过钻孔流、灌入井下。第六章 煤层顶板水防治

第十七条 地质测量科要查明M2煤层上部各裂隙含水层、第四系松散层含水层的赋存情况，富水性、边界条件以及可能的补给水源、补给水量等，查清各个含水层之间的水力联系；查清矿井范围内地质构造及其含水特征，掘进开采前对顶板及上部含水层的最大水量提出预测或估算，对采(掘)工作面进行水情水害预测，以便指导生产。第十八条 地质测量科要研究煤层顶板充水含水层与开采煤层之间的空间关系，岩性组合特征，采后冒落带发育高度与充水含水层在空间 上的变化等。

第十九条 地质测量科积极利用物探手段有针对性对富水区进行探放水。对煤层上部含水量较大的含水层，采用向M8煤层顶板打探眼疏放水方法，采取疏导、排放、配备合理排水设备等措施。第七章 煤层底板水害防治

第二十条 生产技术科依据矿井防治水规划要求逐步实施各项防治水工程。

第二十一条 地质测量科负责指导采掘队组编制工作面防治水安全措施，经矿总工程师审批后组织实施。

第二十二条 地质测量科查明地质构造，并查明地质构造的含水性及导水性。同时依据威胁程度，对查明的导水构造进行井下探放。第二十三条 地质测量科应查明施工地点四周构造及其富水情况。按规程要求留足探放水超前距离。对于有突水危险的地段要制定详细的探、放、防措施，确保人身安全，进行探放水作业时必须采用专用探放水设备。

第二十四条 地质测量科积极开展矿井水文观测，逐步建立、完善矿井水文长观孔动态监测系统及井下水位、水压自动观测系统。第二十五条 地质测量科在构造发育地段回采过程中要派人观测，有出水征兆时及时汇报矿调度室，采取必要措施，防止构造滞后突水。第八章 采空区积水防治

第二十六条 采掘工作面接近采空积水区时，必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。第二十七条 地质测量科要加强采掘过程中的老塘、废巷、盲硐等容易积水空间的测量、调查、登记、填绘等工作，并要在矿井充水性图上准确圈出积水线，同时绘出探水（警戒）线。采掘工程进入探水线时必须超前探水。

第二十八条 地质测量科必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况。第九章

其它

第二十九条 地质测量科定期开展矿井防治水知识培训，尤其是班组长以上干部，以及新上岗的工人，教训后经过考试合格，方可上岗。第三十条

每月开展一次防治水会议及水患隐患排查活动，对所查问题进行“三定”处理，并限期落实整改情况。

第三十一条 地质测量科牵头每月进行1—2次防治水检查。第三十二条 矿井发生重大水害事故时，执行《矿井井下水灾事故应急处理预案》。第三十三条 考核与奖惩

1、防治水办公室每季对各相关单位防治水技术管理工作进行一次检查考评，对在矿井防治水技术工作中作出突出贡献的单位和个人给予奖励。

分析矿井主要水害及防治措施 篇6

关键词矿井水害分析;防治措施

中图分类号TD文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)111-0098-01

1矿井主要水害分析

1.1雨季地表水威胁

1)地表河流水的威胁。在绝大部分煤矿的附近都存有不同程度的河流、水库、湖泊,在雨季的时候,由于河流、湖泊水位的暴长,溃堤决口致使水流倒灌矿区,造成地表低洼地区积水或直接通过井口溃人井下造成水灾。

2)由于许多地区煤炭开采历史较长,矿区低洼地点、古井、塌陷区较多,矿井周围井口多。浅部的部分小煤矿超上限开采,造成地表斑裂,这些都是地表水导入井下的通道。

1.2老空水威胁

1)采空区积水。采空区内的低洼点逐步积水,对下部距离比较近的煤层的开采或同一层的下部采掘工作面带来威胁。

2)巷道内的积水。①废弃的下山巷道逐步积水,不能正常及时填图,给以后的采掘活动留下隐患;②平巷口或者上山巷道的下口的密闭没有留设泄水孔,密闭内如果逐渐积水,随着积水的增多,最终可能突破密闭造成突水事故;③不少煤矿立井井筒下部存有积水,其水位经常超过罐笼的过放距离位置,如果发生罐笼过卷,可能造成罐笼内的乘员被淹。

3)矿区的积水威胁。不少报废和被关闭的矿井,内存有大量积水,与周边附近生产矿井有直接或间接相通关系,亦或填图不及时,图纸交换不正常,对生产矿井构成重大威胁。

4)挡水墙封闭的高压老空水威胁。部分煤矿在生产区域之上(矿井的浅部)为控制涌水量而对部分采空区使用挡水墙进行了封闭,当采空区水积满以后该区域就成了高压水包,由于其生产区域和作业人员都在封闭的积水区以下,一旦挡水墙出现意外,有可能造成重大损失。

5)复采区域局部滞留的老空水威胁。部分煤矿在原煤层的采空区内有复采活动,采空区的低洼地点和老巷道可能滞留部分老空水,如果探查不细有可能造成事故。

6)古空水威胁。很多煤矿处在煤层露头下部开采,露头浅部不同程度的存有古井、古采区,下部的生产矿井遭受古空水威胁。

1.3承压水、顶板水、断层水威胁

1)底板承压水威胁。部分煤矿在开采下组煤时,在煤层底板不完整或遇有小断层的情况下受底板含水层承压水和断层水威胁。

2)顶板水威胁。主要是煤层上部含水层的威胁。有的含水层属于洞穴裂隙承压水,内部赋存水量较大,一旦揭露或导通了这些裂隙和洞穴就容易出现突水。

3)断层水威胁。有的煤层距离含水层比较近,断层有可能导通含水层造成威胁。另外一些落差较大的断层可能导水,在揭露断层时易出现突水。

1.4岩溶陷落柱的水害威胁

岩溶陷落柱是埋藏在煤系地层下部的巨厚可溶岩体,在地下水溶蚀作用下,形成巨大的岩溶空洞。强充水型陷落柱内充填物未被压实,柱内水力联系良好,直接导通奥灰等高压水,沟通了煤系地层各含水层,采掘工程一旦揭露就发生突水,对矿井造成灾难性的淹井事故。

1.5相互沟通不能实现相互隔离的问题

很多矿区由于煤炭开采历史较长,小矿多,开采关系复杂,基本矿矿相通,但又没有或不能相互隔离,一个矿井发生水害事故,其他矿井也会遭受影响。

2水害防治措施

1)深入开展隐患排查活动,充分认识隐患排查对于避免水害事故的重要性,努力找到水害事故隐患的蛛丝马迹,认真加以治理,真正做到防患于未然。

2)加强雨季期间调度和值班工作。在雨季,煤矿主要负责人要在岗在位,不能远离。

3)要主动与气象、水利、防汛等部门联系,建立灾害性天气预警和联合预防机制,及时收听收看天气预报,掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,及时主动采取措施。与周边相邻矿井沟通信息,当矿井出现异常情况时,立即向周边相邻矿井进行预警。

4)建立雨季巡视制度。煤矿企业在雨季要安排专人负责对本井田范围内的可能威胁矿井安全的废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及湖泊、河流、涵闸、堤防工程等部位进行巡视检查,特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后,要实施24h不间断巡视。矿区每次降大到暴雨时和降雨后,必须派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。

5)建立重大水害应急预案和及时撤人制度,并授予调度值班人员紧急处置权,明确撤人的指挥部门和人员以及撤人的程序等,24h降雨量超过50mm,以及发现暴雨洪水灾害严重、可能引发淹井时,必须立即停产撤人。

6)准确、及时地将矿井的采、掘工程绘制到采掘工程平面图等图纸上,定期收集相邻煤矿和关闭废弃的老窑情况,及时与相邻矿井交换图纸,并在井上、下对照图上标出其井口位置、井田开采范围、开采年限和地表水情况,准确掌握矿井受水患危险的情况。

7)对地表采动裂缝及塌陷坑要及时进行治理;对关闭废弃的煤矿井简要充实填死;煤系地层露头部位有漏水时,要及时注浆加固处理。凡可能和井下有水力联系的低洼地点,设置防洪站,保证随时排除积水。同时对排水沟及时巡查维护,保证河道畅通,防止河水倒灌。

8)安装和完善井下职工的“三条生命线”,保证“三条生命线”安全可靠。在矿井生产水平水仓人口、可能的突水地点、可能的过水通道等处安设摄像头,保证安全监测系统能够对水情变化进行实时监控。

9)开采下部层位煤层受上部采空区积水威胁的矿井,要认真核对上层煤巷道和采空区的低洼地点,把可能的积水范围和积水量,标绘在上层煤采掘工程平面图上。在开采下层煤之前实行探放水,将上层煤的积水放净。

10)生产和在建矿井完善排水系统,坚持正常排水,严禁有任何超层越界违法开采行为,相邻矿井之间要及时互通信息,建立联合预警机制;加强对井下各防水闸门、墙的日常管理,水闸门要确保备件齐全、开启便捷,定期作关闭试验,做好涌水观测工作。

11)对于生产区域上部存在高压积水的:①属于单道挡水墙的,在外部重新增设一道挡水墙,作为第二重保险,预留闸阀,平时观测水情。②对挡水墙及其周围的围岩情况以及涌水情况实行定期的观测。有条件的要在挡水墙前安设摄像头和水文自动观测系统,实行实时监控。发现问题及时撤出危险区域的人员。③挡水墙附近禁止进行任何采掘活动。

12)对于存在复采活动的矿井,实行有采掘必探。采用正规采煤法,有计划的逐步退出复采区域的采掘活动,消除复采区域水害、顶板等灾害的威胁。

13)对于开采下组煤的矿井,要开展对承压水水文地质的探查和研究,弄清承压含水层的水压、富水性、隔水层的厚度和完整性等水文地质情况,要采用疏水降压的办法,将承压含水层的水头值降到安全范围,再行开采。对强含水层,在掘进时应加强探放水工作,在巷道过这些含水层时,必要时采用预注浆方式。

14)加强岩溶陷落柱的防治。对于准备开拓的新采区,在设计前应采用三维数字地震勘探,探清断层、褶曲、陷落柱等地质构造和煤层赋存情况,以便及时采取措施。

15)相互连通矿井,按照有关规定应实行隔离开采,已经被破坏的防隔水煤柱,必须注浆加固并建立隔水闸墙等设施。同一区域的煤矿之间要相互合作,相互之间互保安全,出现问题及时相互通知。

3结语

矿井防治水工作是一项复杂而艰巨的长期性工作,不断采用新技术、新设备等手段对矿井水害进行预测和治理,采取行之有效的综合防治水措施,是保障矿井生存和安全生产的基础。

作者简介

煤矿水害防治技术研究 篇7

矿井水害是制约煤炭安全生产的重大矿井灾害之一[1,2]。王台铺煤矿1958年建矿, 至今已有50 a多的历史, 矿井主采3号、9号、15号煤层。截止现在3号、9号煤层已回采结束, 目前主采15号煤层。在矿井采掘过程中受到地表水、上部3号、9号煤层采空区积水的渗透、周边小窑水等水害威胁。矿井水文地质条件复杂, 防治水管理难度大。因此, 研究充水条件并给出有效的防治措施具有十分重要的意义和参考价值。

1 矿井充水条件分析

矿井充水条件包括充水水源、充水通道、涌水量, 三者缺一不可, 三者决定矿井突水的程度和水害大小[3]。

1.1 矿井充水水源分析

矿井充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。针对于王台铺煤矿的矿井充水水源主要有以下几种。

1.1.1 地表水

井田地表河流有2条, 即北部巴公河和南部刘家川河, 均属季节性河流, 水量小。根据资料, 井田内15号煤层埋藏深度为42.13 m~290.10 m, 井田内15号煤层顶板导水裂隙高度为20.59 m~79.33 m, 埋藏浅部 (北石店、临泽-丰安-下元庆即井田东南部) 导水裂隙可能通达地表, 使地表水沿顶板导水裂隙渗入矿井, 增加矿井涌水量。

1.1.2 上部3号、9号煤层采空区积水

井田内3号、9号煤层已全部采空, 3号煤层的采空区由于9号煤层的回采已全部融为一体, 所以15号煤层回采防治的上部采空区积水为3号、9号煤层采空区积水。9号煤层下距15号煤层30 m左右, 当15号煤层开采形成大片采空区后, 随着顶板的垮落, 将出现大量塌陷裂隙, 开采15号煤层最大导水裂隙高度为20.59 m~79.33 m, 因此15号煤层采空后, 3号、9号煤层采空积水就会沿塌陷裂隙等下渗, 加大15号煤层的涌水量。如XV2310工作面上部为IX2339、2340工作面采空区, 通过计算, 采空区积水量达8×104m3, 对工作面生产造成重大安全隐患。

1.1.3 15号煤层小矿 越层越界采空破坏区积水

小煤矿开采比王台铺煤矿开采较早, 井田内小矿越层、越界开采15号煤层所形成的采空区中有多处积水, 以及小煤窑本身的补给水, 犹如一个个封闭的“地下水库”, 一旦掘透, 势必会造成矿井水灾事故发生, 并且该涌水会形成长流水, 给矿井防治水工作带来很大被动。

1.2 矿井充水通道分析

王台铺煤矿的矿井充水通道主要有如下几种。

1.2.1 断裂构造

本井田地表未发现断层, 在井下采掘过程中发现了一些小型断裂构造, 均属正断层, 落差最大3 m, 一般在1.0 m左右, 为层间断裂构造, 这些断层都属于张性断层, 具有一定的导水性。

1.2.2 顶板导水裂隙带

受煤层开采影响, 由下至上依次为冒落带、裂隙带和弯曲带3个部分, “三带”将沟通3号、9号煤采空区、岩层含水层, 甚至到地表, 成为矿井生产涌水的主要通道。

1.3 矿井涌水量分析

随着矿井的开采, 以及矿井水平延伸, 矿井涌水量呈逐年递增趋势, 建井初期涌水量200 m3/d~942m3/d, 开采3号煤层时, 矿井涌水量 (正常) 为1 918m3/d~4 056 m3/d, 包括对三号煤小煤窑水的疏放造成水量增大;开采3号、9号煤层时, 矿井涌水量 (正常) 为5 863 m3/d~11 865 m3/d, 包括对3号煤采空区水的疏放造成水量增大;当开采15号煤层时, 矿井涌水量 (正常) 为11 000 m3/d~20 000 m3/d, 包括对3号、9号煤采空区水的疏放以及对15号煤层小煤窑水的疏放造成水量增大。XV13102巷与小煤窑贯透出水, 自2010年1月出水水量为90 m3/h~130 m3/h, 最大为330 m3/h, 排放黄头、马沟等煤矿小煤窑水达180×104m3, 目前放的为补充水, 水量为100 m3/h~130 m3/h, 造成矿井涌水量某一时段增大。

2 防治措施

2.1 地面防治水管理

a) 加强地面现场调查, 矿井井口标高一定要高于当地历年最高洪水位, 并保证泄洪通道通畅;

b) 加强地面水体、河流水量、水位观测, 保证水体水位高度不影响矿井安全生产, 对于存在矸石和炉渣等固体废物堵塞河道, 要及时进行清理, 保证河道畅通;

c) 对于因采煤塌陷造成的地表塌陷裂缝, 要及时进行观测, 并登记造册。雨季前组织有关人员踏勘井田是否有采空塌陷裂隙、塌陷洞, 并及时用黄土、粘土、碎石填封, 并高出地表, 确保地表水不会顺塌陷裂缝灌入井下;

d) 加强地面小煤窑井筒的调查以及填埋工作。对于井田范围内及周边小煤窑, 存在与矿井沟通的一定要全面调查 (尤其是古窑) , 并登记造册。并组织对小煤窑井筒进行填埋, 用水泥封盖, 若存在用作水源井或农作物灌溉使用的水井不能填埋的, 也要在井筒的四周砌墙围堵, 防止雨季地表水顺小煤窑井筒灌入井下。

2.2 井下防治水管理[4]

a) 必须按矿井设计留设矿界煤柱、地表水体保护煤柱以及邻矿破坏区保安煤柱, 加强对9号煤采空积水的动态观测及位置核实, 加强对井田内及周边煤矿采掘状况以及采空积水范围积水量与本矿的相关关系等的调查;

b) 完善排水系统, 提升系统保障能力。对于矿井主排水系统要通过增加水泵、施工直排孔等手段提升矿井排水系统能力, 严格按《煤矿安全规程》中的排水系统要求布设, 对于水文地质类型复杂的矿井, 应当在井筒底留设潜水泵窝, 老矿井也应当改建增设潜水泵窝;盘区 (主要排水点) 排水系统要根据盘区的预计涌水量和充水水源施工盘区 (主要排水点) 水仓、安设水泵铺设排水管路, 形成排水系统, 经常保持排水设备处于良好工作状态, 确保矿井综合排水能力。

目前王台铺煤矿对原矿井主排水系统进行了改造, 补充施工了9个Φ311 mm直排井, 大大提升了系统能力, 另外在620水平重新施工了1个泵房, 安设了3台355 k W水泵, 提升了620水平的主排水系统能力。同时还利用矿井主皮带井底废弃巷道作为水仓, 施工直排井, 安设大功率潜水电泵, 增大了矿井抗灾能力。系统改造后, 矿井的主排水系统能力由原来的1 170.7 m3/h, 提升到2 347 m3/h, 是改造前的2倍;

c) 安装矿井水文监测系统, 实时监测矿井水变化。通过安装电子明渠流量计与电子管道流量计, 与井下安全监测系统并网, 形成井下水情监测子系统, 实时自动监测井下主排水系统以及各出水点的水量变化, 为防治水工作提供技术保障;

d) 严格执行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先治后采”, 和“探掘分离”制度, 做好探放水工作。井下探放水工作要严格按《煤矿防治水规定》编制钻探设计, 由专业人员和专职队伍, 采用专用钻机进行钻谋的探放水工作;

e) 做好矿井水害评价, 保障矿井综合防治水系统能力。对矿井涌水量、排水系统能力、防治水工程以及地面塌陷调查、小煤窑井筒处理等进行月度评价, 发现隐患, 寻找差距, 采取措施及时处理。在工作面回采前要做工作面水情评估报告, 对工作面的涌水情况、防治水工程以及排水系统情况进行评估, 确保系统可靠, 涌水可控, 工作面安全生产。

3 结语

通过对矿井的充水因素分析, 提出科学、合理的解决措施, 分年度实施, 对矿井的排水系统进行完善, 保障排水系统能力, 并加强管理, 杜绝矿井水害事故的发生, 为矿井安全生产保驾护航。

摘要：通过对矿井的充水水源、涌水通道、涌水量进行科学合理的分析, 针对王台铺煤矿实际进行科学研究, 从地面以及井下防治水方面制定合理、可行的措施, 做到机构完善、制度健全、超前预防、措施得当、系统可靠、资金到位, 确保矿井防治水工作安全有序开展。

关键词：水害,防治,煤矿

参考文献

[1]虎维岳.煤矿水害防治理论与方法[M].北京:煤炭工业出版社, 2005.

[2]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

[3]刘一凡.矿井水灾的成因分析与防治探讨[J].科技情报开发与经济, 2011, 21 (4) :180-181.

水害综合防治 篇8

一、煤矿水害事故频发的原因分析

我国煤矿水害的类型, 目前占主导位置的基本可归纳为四类:主采煤层底板高承压岩溶水突水水害、主采煤层顶板砂岩及其松散孔隙水透水水害、废弃小煤窑及老矿采空区水溃水水害、地表水倒灌充水水害。根据矿井水文地质报告和现场生产实践, 山西三元煤业股份有限公司王庄煤矿现采的3#煤层直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层, 煤层开采产生的塌陷裂隙和导水裂隙带含水性较弱, 但3#煤层埋藏深度在100~150m范围内, 井田内及周边小煤矿较多, 因此, 主要水患为老空水, 而此种水患的最大威胁在于难于预测性。鉴于这种情况, 为了加强防治水工作, 王庄煤矿成立了防治水领导组, 由总经理任组长, 设置了专职探水队, 建立健全了各项制度, 增强了防治水工作的针对性和全面性, 通过摸索实践, 初步形成了一套适合王庄煤矿的综合防治水方法, 概括为“一查、一震、两电、一钻”, 即:对周围煤矿的走访调查;三维地震勘探;地面瞬变电法勘探;井下瞬变电磁法勘探;有掘必探, 在掘进工作面超前打眼探水。

综合而言, 就是按照“电法先行, 钻探跟进”的原则, 结合对小窑调查信息, 在地面, 先用三维地震勘探方法确定采空区范围, 再在采空区范围内采用地面瞬变电法确定积水区域;在井下, 巷道掘进前采用井下瞬变电磁法探测前方是否有积水区, 同时掘进时机械探眼跟进, 做到巷道前方探水不留死角, 不留盲区, 安全、正确地进行探水工作。

二、综合防治水技术的应用

根据以上工作思路和程序设计, 我们综合利用先进的探测技术、治理方法, 开展矿井防治水工作。

1、对周围煤矿的走访调查

首先通过人员调查走访, 初步了解在矿区范围内有哪些地方可能存在采空区。但由于小煤窑地质图纸资料不全, 人员更替频繁等因素, 难以掌握准确的信息, 因此, 必须采用地面及井下地球物理勘探技术进行综合判断。

2、地面三维地震勘探

三维地震勘探与医院使用的B超、彩超和CT技术类似。具体是在地表以人工方法激发地震波, 在向地下传播时, 遇有介质性质不同的岩层分界面, 地震波将发生反射与折射, 在地表用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行一系列的处理和解释手段, 可以推断地下岩层的性质和形态, 认识地下地质构造进而提供技术支持的一项技术。

其原理是利用地表震源滚动激发、检波器滚动面积接收的技术, 通过采集、处理和解释等一系列手段, 实现从三维空间了解地下地质构造发育情况。主要任务是:查明区域内落差≥5m的断层的性质、产状及延长长度, 直径≥30m的陷落柱, 煤层的底板起伏形态, 波幅≥10m的褶曲, 古窑、采空区范围及无煤区和煤层变薄区, 预测煤层厚度及结构的变化趋势, 从而初步确定井下采空区分布范围。

2008年11月~2012年12月, 王庄煤矿分别对304采区东南部、305采区局部区域进行了地面三维地震勘探, 勘探区面积3.6km2, 查明了该区域3#煤层的赋存、构造发育特征及其存在采空区、小窑破坏区情况, 影响开采面积达到1.1km2。

通过三维地震勘探, 可初步掌握井下采空区分布范围, 但对采空区内积水情况不敏感。

3、地面瞬变电法勘探

瞬变电磁法也称时间域电磁法, 它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场, 在一次脉冲磁场间歇期间, 利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说, 瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分, 衰减快, 趋肤深度小;而晚期成分则相当于频率域中的低频成分, 衰减慢, 趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律, 可得到不同深度的地电特征。

根据瞬变电磁法对低阻体反应敏感的特点, 可以将其用于煤矿井下水文勘查。瞬变电磁法是一种极具发展前景的方法, 可查明含水地质如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。瞬变电磁法在提高探测深度和在高阻地区寻找低阻地质体是最灵敏的方法, 具有自动消除主要噪声源, 且无地形影响, 同点组合观测, 与探测目标有最佳耦合, 异常响应强, 形态简单, 分辨能力强等优点。

其原理是不同的岩石具有不同的电性特征, 煤层的视电阻率值高于岩层, 而对于采空区来说, 其视电阻率值远高于煤层和岩层, 电性差异明显, 表现为高阻异常区, 而当采空区积水时, 其视电阻率值明显降低, 与煤层、岩层有明显的电性差异, 表现为低阻异常。主要任务是根据地面三维地震勘探所反映的断层带、地质构造带、采空区等地质水文勘探成果, 圈定采空区内积水情况, 采空区摆动范围小于30m;查明落差大于20m的断层、直径大于40m的陷落柱的空间位置, 摆动范围小于30m。工作方法为采用瞬变电磁法对测区进行面积性扫面工作, 确定异常区;然后在异常区进行一定量的激发极化测深, 进一步确定异常区的范围和性质, 确保探测结果的可靠性。

2009年7月~2012年12月, 根据三维地震勘探出的采空区范围, 王庄煤矿分三期对304采区三个区域、3043工作面南部及304采区东部边界范围、南翼开拓大巷区域进行了地面电法勘探, 其中304采区1号测区左半部分异常区主要表现为采空积水, 右半部分异常区主要表现为采空无水;2号测区左半部分异常区表现为采空积水, 其余部分主要变现为采空无水;3号测区大部分表现为采空无水, 采空积水区零星分布。

3043工作面南部及304采区东部边界范围存在6个采空区积水区, 其中测区东南部2处探测结果较为可靠, 另外4处异常区可靠性较差, 可能为采空区积水或地层富水区。

南翼开拓大巷区域探测出异常区5处, 其中采空积水区1处, 富水区3处, 采空未积水区1处。

4、井下瞬变电磁法勘探

其原理是, 老窑采空区内如果有积水时将会在探测成果图上有明显的低阻异常反应。主要任务是查明掘进迎头正前方110m以内、前方底板下60m以内和前方顶板上60m以内的锥体范围内是否存在采空积水区或富水性地质构造, 为巷道的安全掘进提供物探资料。

2009年12月至2012年12月, 王庄煤矿在采掘面进行井下瞬变电磁法超前探测共计62次, 分别提交了探测成果, 为巷道安全掘进、工作面正常回采提供了理论依据, 促进了安全生产。

瞬变电磁法的工作效率高, 但也不能取代其他电法勘探手段, 当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时, 所测到的数据不可使用, 此时应补充直流电法或其他物探方法。同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时, 瞬变电磁法也不能可靠的测量, 因此在选择测量时要考虑地质结构。

由于井下采掘工作面普遍使用金属支护材料、机电设备、监测传感器等金属导体和电气设备的磁场感应在一定程度上影响瞬变电磁法超前探测的精确程度。所以, 在探测时要尽量将掘进迎头5m范围内的铁料清除干净, 掘进机向后退10m, 以确保探测结果的正确性。

5、强化掘进工作面探放水工作

根据《煤矿防治水规定》的要求, 王庄煤矿坚持“预测预报, 有掘必探, 先探后掘, 先治后采”的探放水原则, 实行探掘分离的管理机制, 专职探放水队员都具有特殊工种资格, 对每个掘进工作面每天至少专门安排一个班次进行钻机探水。

所有掘进巷道严格编制探放水设计, 在掘进工作面的前方和前方两侧, 按水平和垂直两个不同的角度进行钻机探水。其中, 巷道中心钻孔深度不小于60m, 两侧钻孔深度不小于50m, 确保巷道前方30m、巷道两侧各30m的安全距离, 有效探测钻探范围内是否有采空区及积水隐患。

6、其他防治水措施

(1) 加强矿井排水系统的设备、设施维护, 专人负责维修水泵、电器等, 定期和不定期清理水仓、水沟, 保证水仓有足够容量、水沟通畅。

(2) 对井下职工进行矿井地质及水文地质培训, 保证在采掘过程中能及时发现异常情况。

(3) 水文地质人员随时根据水文地质变化情况进行综合分析, 对将要揭露的水文地质情况超前预测预报, 以便提前采取措施。

通过采取多种勘测方法, 王庄煤矿成功地在304采区进风巷、回风巷、3043进风顺槽、3045进风顺槽等探测出了陷落柱、采空区、采空区积水等, 起到了预测、预防、预控的作用, 为采掘工作面安全生产提供了超前、可靠的依据。尤其在3043进风顺槽掘进至1502米时, 根据井下瞬变电磁法超前探测结果, 前方存在采空积水区, 我们合理布置探水孔、加强探水作业、进一步完善排水系统, 安全排放水12万立方, 保证了巷道安全掘进, 同时增加工作面可采长度180米, 增加采出量31万吨。

三、结束语

1、煤矿防治水是一项非常重要的安全工作, 必须高度重视, 真正坚持“预测预报, 有掘必探, 先探后掘, 先治后采”的原则, 不能有一点的懈怠和侥幸心理, 只有这样才能消除水患, 确保安全生产。

2、地面三维地震勘探、电法勘探及井下瞬变电磁法探测均属于体积勘探, 具有体积和导电体磁场干扰效应, 对探测采空及其积水深度存在一定技术难度, 而且地球物理方法本身存在多解性, 其探测成果仅供定性与半定量参考使用。

3、煤矿防治水工作应采用“电法先行、钻探跟进”综合探测法。在地面电法勘探确定积水区域, 井下瞬变电磁法确定掘进前方疑点范围的同时, 必须钻机跟进探测, 排除和验证各个疑点, 不能单纯依靠电法。

摘要：通过分析山西三元煤业股份有限公司王庄煤矿的地质构造及水害类型, 提出了对王庄煤矿的综合防治水方法, 消除了矿井水害对安全工作的影响。

水害综合防治 篇9

关键词：注浆改造,钻探验证,测深物探

1 工作面概况

赵家寨煤矿12210工作面位于12采区西翼上部, 东邻12212工作面采空区, 西邻待掘的12208工作面, 南邻11采区上山保护煤柱, 北邻12采区边界, 正上部为正在回采的31118工作面 (二3煤层) 。工作面主采二1煤, 底板标高-110.7~-127m。工作面走向长493m, 倾斜长194m, 面积92781m2, 煤层厚度最大11.2m、最小0.4m, 根据实揭资料, 工作面煤厚从切巷向外由薄变厚, 平均厚4.23m, 预计可采储量52.2万t。

2 工作面地质及水文地质条件

12210工作面位于滹沱背斜轴部附近, 工作面整体呈单斜构造 (175°∠4°) , 受背斜影响, 局部煤层底板起伏较大, 煤层顶、底板裂隙发育, 下付巷实揭一条落差约3m的逆断层。

根据工作面内及附近0852、7-1-1、-0852、0953、0952钻孔资料分析, 工作面底板含水层主要有L7-8灰岩 (平均厚14.25m, L8灰岩顶距煤层底板平均间距9.75m) 、L5-6灰岩 (局部发育, 平均厚3.2m, L6灰岩顶距煤层底板平均间距56.79m) 、L1-4灰岩 (厚约16.75m, L4灰岩顶距煤层底板平均间距64.41m) 和O2灰岩, 从水位长观孔数据分析, 当前L7-8灰岩水位-180m, 低于工作面可采最低标高, 工作面回采期间不受L7-8灰岩水威胁;L5-6灰岩局部发育, 富水性不强, 不受L5-6灰岩水威胁;L1-4灰岩较发育, 水位标高-55m, 经计算突水系数0.02MPa/m, 小于正常块段安全系数0.06MPa/m, 正常情况下也不受L1-4灰岩水威胁。

3 底板注浆加固

3.1 底板注浆加固的设计依据

该工作面圈成以后, 由先进行测深物探, 使用YD (32) 型高分辨直流电法仪在工作面上、下付巷及切巷进行了物探数据采集, 分析资料显示存在多个低阻异常区, 且部分异常区存在叠加现象。

根据《煤矿防治水规定》要求, 需对低阻异常区处进行钻探验证。

3.2 底板加固的目的

(1) 改造12210工作面底板L7-8灰岩及L5-6灰岩含水层, 变含水层为隔水层或弱含水层;

(2) 对12210工作面底板导水裂隙带进行充填、闭合, 使之不导水或导水能力降低;

(3) 切断12210工作面L5-6灰岩及以下含水层与上覆岩层的水力联系, 确保工作面回采期间不受水患威胁。

3.3 底板加固的机理

煤层底板含水层注浆改造技术就是沿工作面上、下巷大面积布置注浆钻孔, 对出水钻孔进行一定时间的疏放后, 再通过对钻孔注浆来充填底板灰岩含水层的岩溶裂隙和导水裂隙, 从而大大减弱含水层的富水性并切断水源补给通道, 使受注含水层被改造为隔水层或弱含水层, 同时增强煤层底板隔水层的强度, 降低工作面底板出水的可能性, 确保工作面的安全回采。

3.4 加固工程实施

根据工作面物探结果, 工作面存在8处低阻异常区, 强富水性的可能性较大, 底板注浆改造主要针对物探异常区及断层薄弱带重点布孔, 工作面共布置钻场11个, 设计施工钻孔51个。

工作面底板注浆加固工程自2012年2月22日开始, 至2012年9月18日结束, 共组织施工了51个钻孔, 总注浆量6011.85吨, 钻孔密度5.5个/万m2, 有效钻探进尺6212m, 平均孔深121.8m, 透孔进尺2978m。单孔最大涌水量130m3/h, 涌水量大于50m3/h的钻孔21个, 占钻孔总数的41.2%;涌水量20~50m3/h的钻孔21个, 占钻孔总数的41.2%, 涌水量小于20m3/h的钻孔9个, 占钻孔总数的17.6%。平均单孔注浆量117.9吨, 二次透孔数量21个, 占钻孔总数的41.2%, 二次透孔出水量大于20m3/h的钻孔3个, 占透孔总数的14.3%。单孔注浆量120吨以上的钻孔18个, 占钻孔总数的35.3%, 总注浆量4141.3吨, 占注浆总量的68.9%, 单孔注浆量符合大于出水量1.5倍的钻孔32个, 占钻孔总数的62.7%。

3.5 加固效果的验证

在钻场施工过程中, 针对部分出水量大、水压高的钻孔进行了二次透孔验证, 共透孔21个, 二次透孔出水量有3个大于20m3/h, 其余均在20m3/h以下, 从二次透孔的施工情况来看, 底板裂隙得到了有效封堵, 底板注浆改造效果良好。

此外, 12210工作面目前剩余45m回采结束, 在回采期间, 未出现底板突水事故, 工作面出水量稳定在15m3/h左右, 可见, 底板注浆加固工作对防止底板水突出起到了有效的防治效果。

4 后续回采期间水害预测

4.1 深部灰岩含水层突水

虽然工作面已进行了底板注浆改造, 但不排除在采动影响下, 造成裂隙活化深部灰岩水在局部底板改造薄弱段发生突水的可能性。

4.2 浅部含水层出水

工作面浅部含水层富水能力较强, 底板注浆改造期间, 钻孔很难全面兼顾到上部灰岩含水层, 施工过程中, 孔口管均下入L7-8灰以下, 通过实际打钻资料分析, L7-8灰岩裂隙较发育, 导水能力较强, 在采动影响下, 工作面回采期间有可能成为下部含水层的导水通道, 但总体突水量不会太大。

4.3 排水能力不足导致的水害事故

工作面部分区段比较低洼, 钻孔施工过程中若出水量较大, 且在同一钻场有多个钻孔同时疏水时, 容易导致排水能力不足, 进而出现水害事故。

4.4 老空水突水

工作面上付巷回采至转1点向外27.7m时将过12212工作面采空区, 虽然上付巷在掘进过程中对采空区已进行了两序次的探放, 但从掘进至该点到回采至该点已历时近八个月, 采空区内可能存在一定的积水, 但总体水量不会太大。

5 水害事故应急预案

1) 若工作面发生突水事故, 现场负责人应立即向矿调度室汇报, 汇报内容包括水害发生地点, 出水形式, 水量大小等。接到突水事故报警后, 调度室负责组织12210工作面及邻近工作面施工人员迅速投入到事故抢险中去。

2) 若钻孔涌水量较大时, 钻场施工人员应利用钻场内装煤编织袋迅速在巷道内堆砌过巷水沟, 确保水流归沟, 并设专人负责不间断清淤。

3) 对上付巷排水阵地、下付巷各沉淀池安排专 (下转第372页) (上接第368页) 人进行清淤。

4) 若下付巷流水巷口处沉淀池泄水道排水能力不足, 必须立即在流水巷口外侧垒砌一道挡水堰, 确保涌水不进入溜煤眼, 并立即打开泄水道口处插板, 确保涌水进入泄水管道。

5) 若突水量较大, 现场排水能力不能控制水位上升、有淹面危险时, 则由调度室通知12210工作面及所有受水害威胁的相关地点施工人员沿避灾路线迅速撤退。

6 结论

1) 赵家寨煤矿12210工作面底板改造设计合理。工作面实行了双巷注浆, 深浅部结合, 同时结合物探成果和钻探成果, 采用二透孔验证的设计方案, 注浆加固时对工作面底板裂隙进行了充分充填, 改造效果较好。

2) 工作面综合防治水措施得当。该工作面防治水工程制订了“探、防、堵、截、排”综合防治水方案、工作面抗水灾方案和工作面突水事故应急预案等, 对工作面安全回采起到强有力的保障作用。

参考文献

[1]王国际, 黄小广, 高新春.矿井水灾防治[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2008.

水害综合防治 篇10

随着国内工业化的快速发展, 对于能源的需求量也越来越大。尤其是我国属于用煤大国, 对于煤矿的生产与开采要求也越来越高。但是在过去的煤矿生产和建设中, 由于需要在山区中挖矿, 而地下水、雨水、河流等许多因素, 都会造成煤矿的采空区积水、构造及陷落柱导含水等危害, 严重的影响到煤矿的生产安全。尤其是在早期较小的煤矿中, 由于缺乏科学合理的开采, 造成该矿井的地质灾害问题频发, 严重的影响到开采人员以及能源的安全性, 也为后期的煤矿开采留下了一定的隐患和难度。

基于此, 平顶山天安煤业天力有限责任公司通过瞬变电磁法、三维地震勘探等综合物探技术, 加强了对煤矿开采区域的地质勘查, 能够有效的查明采空区、陷落柱的具体位置, 进而预防、治理煤矿开采中的水害问题, 并提高煤矿生产与建设的安全性。保障了煤矿施工人员以及煤矿能源的安全性, 为煤矿企业的可持续发展提供了有效的支持。

2 综合物探技术的概述

(1) 瞬变电磁法

瞬变电磁法 (TEM法) 即时间域电磁感应法, 通过接地线源或者不接地回线的方法, 能够向地下发送一次脉冲磁场, 并在一次脉冲磁场的间歇期间利用电偶极和回线对二次脉冲磁场进行接收, 而二次脉冲磁场则是由地下良导地质体受激励所引起涡流产生的非稳电磁场。根据两次脉冲磁场的发射曲线特征, 能够对地下地质的规模、产状、电性等情况进行有效的勘测。瞬变电磁法与普通的电法勘探相比, 具有更高的灵敏性, 并且瞬变电磁法属于纯二次场测量, 其纵向、横向的分辨率更高, 勘探的深度也更大, 因此可提高地质勘探的工作效率, 并且准确的掌握矿区的地质条件, 为水害的预防与治疗提供有效的支持。

(2) 三维地震法

三维地震属于面积采集技术, 通过利用检波点网格和炮点网格的合理组合, 能够对地下数据点网格的覆盖次数进行平均的分布。能够更加准确、清洗的显示地下目标的图像, 并且提供更可靠的预测位置。并且, 与二维地震方法相比, 三维地震的勘探沿测线更宽广, 由Z轴的深度探测扩展至由X轴、Y轴联合构成的三维空间, 对于矿区地质的勘探可增加探测的范围, 最高可形成10m×10m×1ms的三维数据体, 具有更多的数据, 以及能够对地质的剖面、切片等进行更深层次的探测与分析, 获得更准确的信息。并且通过简化地质与地震的关系, 使三维数据体空间的位置更正确, 对于地下的断层、采空区、陷落柱、古高山、古湖泊、古河流、古喀斯特地貌等地质现象都能够有效的或直接或间接的反映。

3 综合物探技术的应用

(1) 瞬变电磁法

随着瞬变电磁法的不断发展与完善, 将其应用于煤矿生产中的水害防治, 已经取得了显著的成果。尤其是在采空区的积水、构造, 以及陷落柱的赋水等区域的电阻率值与普通的地质相比更低。因此, 瞬变电磁法的勘测效果十分良好。能够有效的探测出矿区的信息, 以尽量避免水害的问题。

1瞬变电磁法探测陷落柱:煤矿中形成的陷落柱与奥灰岩的溶裂隙存在一定的相关性。即:当岩溶裂隙不断的扩大时, 地层受到应力而不断的垮落破碎, 最终导致陷落柱内部的充填物松散而复杂。打乱了正常的地层沉积层序, 使得煤层与陷落柱的接触面密度、电性等差异较大;

2瞬变电磁法勘察采空区:由于煤层采空区岩体的下沉和塌落, 导致该区域地质中电阻率值的不断增大。而随着采空区的充水, 水体也会造成垮落断裂带的压力, 而造成岩体破坏区电阻率的降低。因此通过瞬变电磁法探测地下岩层的电阻率变化, 能够有效的判定该区域的含水情况。

(2) 三维地震探测陷落柱

由于煤层与围岩之间存在的波阻抗差异较大, 因此, 当煤层的厚度大于1m时, 煤层中便会形成一定的反射波。如果在煤层的顶部结构受到一定的破坏, 或者煤层之间存在陷落柱时, 煤层的反射波则会出现低频干扰、中断或者消失。当煤层的反射波信息通过地震时间剖面表现出来之后, 可用来识别煤层中是否存在陷落柱或者采空区。并且由于陷落柱的密度差异性较大, 其上覆地层塌陷物排列也较为松散、杂乱, 在其横向和纵向上的密度、速度等具有较大的差异性。以此也可通过三维地震探测该区域是否存在陷落柱。

三维地震探测陷落柱具有较高的准确性, 能够有效的探测煤矿的地质安全性, 避免水害的发生, 降低平顶山天安煤业的生产成本, 避免经济损失的情况出现, 为平顶山天安煤业的煤矿生产与建设提供有力的支持。

结语

水害是影响煤矿生产与建设安全的重要因素, 加强对煤矿区地质的检测, 并采取有效的预防措施, 以避免矿井地质灾害的发生, 进而降低平顶山天安煤业的生产成本, 避免出现经济损失的情况。通过采用瞬变电磁法、采区三维地震勘探等综合物探技术, 能够有效的勘测出该地区的地质情况, 包括采空区、陷落柱及构造的导含水情况等, 属于十分有效的防治水害技术措施。并且综合物探技术具有施工简单、准确度高、方便快捷、投资小等优点, 能够及时的探测出煤矿井下的水文地质情况。综合物探技术在近年来已得到了广泛的推广及应用, 为煤矿的安全生产与建设提供有力的支持。

摘要：在煤矿的开采与建设中, 地下水、雨水、河流等许多因素, 都会造成煤矿的采空区积水、构造及陷落柱导含水等危害, 严重的影响到煤矿的生产安全。本文就综合物探技术在煤矿水害防治领域中的应用进行分析, 介绍了瞬变电磁法与三维地震法探测煤矿采空区积水、构造及陷落柱等地质情况的概念及应用。以期促进煤矿行业的生产安全。

关键词：煤矿水害防治,综合物探技术,瞬变电磁法,三维地震法

参考文献

[1]尹金柱, 吴有信.煤矿水害防治中的综合物探技术应用[J].矿业安全与环保, 2011 (05) :55-57+61.

[2]刘述森, 韩自豪, 周韬.物探技术在煤矿水害防治中的应用[A].河南省科学技术协会.科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集 (上册) [C].河南省科学技术协会, 2004:5.

山区公路隧道水害及防治措施综述 篇11

关键词：公路隧道 防排水 围岩注浆 堵水

1.引言

水害是隊道内最常见的病害之一。“十隧九漏”，这一通俗的不确切说法在一定程度上反映了其发生的频繁性。隧道内水害不仅增加隧道内的湿度，危及运营安全，往往还伴随着一系列连锁危害：隧道内由于渗漏水、积水，将会造成衬砌开裂或使原有裂缝发展变大，加重衬砌裂损；当地下水有侵蚀性时，使衬砌混凝土受到侵蚀，并随着渗漏水的不断发展，使混凝土侵蚀日益严重；在寒冷地区，水是影响隧道围岩冻胀的重要因素，衬砌水害严重，必然导致冻害严重。

目前，工程上对山岭隧道渗漏水的预防可归纳为“三道防线”，即围岩注浆堵水、防水层防水、衬砌加止水带防水。但是，由于种种原因，国内外公路隧道渗漏水现象仍十分普遍，“十隧九漏”的现象仍没有得到根本改观。本文将对公路隧道防排水体系的设计施工缺陷进行探讨，以期提出有针对性的应对措施。

2.隧道渗漏水原因分析

2.1设计问题

（1）对高压富水区围岩未考虑注浆加固圈或注浆加固圈厚度、强度不够。

（2）隧道衬砌背后未考虑排水系统或排水系统排水齙力不足

（3）防排水材料选用不当，耐久性指标不明确和不完善，材料质量不能满足防水要求。

（4）混凝土强度指标和抗渗标号不匹配，高水压下的抗渗能力不足。

（5）地下水在衬砌背后的串流问题没有很好地解决，一旦防水板某处出现破损，地下水在混凝土背后串流，造成混凝土的薄弱部位渗漏。

2.2施工问题

（1）排水系统未按设计和规范要求施工和选择材料。

（2）施工工艺不符合要求，例如防水板在铺设过程中破损，止水条、止水带安装工艺不正确，安装时间不合适，造成防水环节失效。

（3）用不符合国家或行业标准的材料，使防水工程耐久性降低。

（4）混凝土原材料、外掺料、外加剂、配合比不合要求或搅拌、运输、灌注、振捣、养护等方面工艺不合理或管理不到位引起混凝土质量问题。

2.3其他原因

（1）混凝土内部的碱骨料反应，使结构的耐久性降低。

（2）结构和防排水材料老化，耐久性降低、造成结构防水性能降低和渗漏。

（3）地下水具有腐蚀性，钢筋锈蚀，造成结构抗渗能力降低。

（4）结构变形较大，造成防排水体系破坏。

（5）混凝土在空气中碳化，致有效防水厚度减小。

（6）寒冷地区结冰和冻胀，造成防排水系统堵塞和破坏。

（7）洪水、滑坡、地震等自然灾害的影响。

3.设计和施工中需重视的问题

3.1注浆加固圈防排水

理论和实践都证明，注浆能够有效地减小隧道的涌水量、水压力和水中的泥砂含量，围岩和注浆加固圈防排水是防排水的第一道防线，在排水量控制方面起着重要的作用。

3.2初期支护的防排水

初期支护的厚度较薄，采用喷射作业，厚度一般不大于25cm，其均匀性和密实度一般较差，难以抵抗较高的水压力，其防排水作用有限，因此对初期支护的防排水应通过局部注浆治理小股流水，通过初期支护背后径向注浆治理大面积渗漏水，而对于水压比较高的大股流水，如出水比较清澈，应以引排为主。

3.3排水系统

排水系统的设置是否合理，对控制隧道背后水压力和隧道渗漏水量大小起着非常重要的作用。

3.4防水层

目前隧道及地下工程常用的防水层为卷材防水层和防水涂料，防水涂料存在施工工艺复杂、水量大时成膜困难、连续性和均匀性差以及对环境存在一定的污染等缺点，在隧道工程中不宜大规模使用，目前隧道常用的防水层为防水板。在施工中严格控制防水板的力学指标，符合规范要求，还要注意防水板的布置和挂设。

3.5防水混凝土

（1）防水混凝土的抗渗标号应大于隧道可能产生的最大水压力，并且要考虑水压力的不均匀和长期作用。

（2）防水混凝土应掺加性能优良的粉煤灰和外加剂，从而减少水泥和水的用量，提高混凝土的和易性，降低水化热，防止混凝土开裂。

（3）对于水压力相差较大的地段，应使用设计强度和抗渗标号不同的混凝土，以满足结构抗水压和抗渗要求。

3.6设置隔离带

隧道高压富水区往往集中在某些区段，如在高压、富水区段两端不设置隔离带，地下水往往会在衬砌背后纵向串流，水压力直接传递，使一般区段也发生渗漏，因此对于高压富水区应设置隔离带，使地下水在地层中渗流，水压力发生衰减，从而减小高压富水区隧道渗漏水对相邻区段的影响。纵向隔离带可通过变断面、注浆帷幕、隔离铜板（或钢板）等方式，起到阻水作用。

3.7施工缝、变形缝的处理

采用的是整体液压式衬砌台车，全断面整体浇筑，尽可能地减少了施工缝数量。确保相邻衬砌混凝土板的衔接质量，避免漏浆。

（1）应根据水压力和隧道的渗漏水量大小，采用不同的施工缝、变形缝防水形式，但防水形式不应过于复杂，造成施工困难；对于一级防水结构的施工缝或变形缝，一般情况下应设置两道止水条或止水带。

（2）对于素混凝土结构，应设置中埋式止水带，止水带宽度应满足防水要求；对于钢筋混凝土结构，应设置背贴式止水带，以避免环向钢筋对止水带位置的影响。

（3）止水条应嵌在接缝混凝土的凹槽中，以便于定位和防水。

（4）止水条和止水带之间均应进行焊接，以提高接头的防水能力。

4.结语

（1） 公路隧道防排水是项系统工程，需综合考虑指导原则，设理念和施工质量等问题。

（2） “以排为主”的防排水指导原则，不利于生态和环境的保护。已经不适应公路隧道进一步发展的需要，建议改为“堵水限排”。

（3） 对地层注浆有助于減小地下水排放的流量，注浆后仍然要在衬砌背后设置地下水排导系统，并且在衬砌结构设计计算时仍要考虑衬砌外水压力，衬砌所受的水压力目前尚无成熟的计算理论和方法，需要进一步研究。

（4） 注浆是很有必要的，在一般的地层条件中，通过注浆可以减少围岩的渗透系数，限制地下水的流出量。

（5） 在有地下水出露的地段，排水系统的设置很有必要，可以起到排放渗水和减少衬砌所受水压的作用。

（6） 通常注浆和排水系统应该联合使用。“注浆―排导”方式以圍岩注浆为堵水手段，在衬砌中仍设置排导系统“堵水限排”，这是一种比较有效的方法。

（7） 总的来说，隧道防排水设计要综合考虑设计和施工各种因素，因地制宜，根据工程条件选择合理的排堵措施。

参考文献：

[1]吕康成，崔凌秋，等.隧道防排水技术工程指南[M].北京：人民交通出版社.2004-12.

煤矿水害特点与防治技术分析 篇12

1煤矿水害的主要特点

1.1煤矿水害类型较多

由于现代经济活动的不断增多, 使得自然条件越来越恶劣, 因此水害灾害发生的类型更加多样, 主要有地表水害、第四系松散层水害、侏罗系及古近系水害、奥灰承压水害、老空水害等几种常见的煤矿水害类型。

1.2煤矿水害波及的范围广

煤矿水害的危害是连续的, 可能会对周围的所有煤矿区造成一定的波及效果, 使得煤矿的生产会同时遭受到一种或几种不等水害的影响, 给整个的煤矿区的正常运行带来严重的困扰。

1.3煤矿水害类型相对集中

经过对这几年发生的煤矿水害的事故调查结果显示, 在所有的煤矿水害事故当中以老空突水和底板奥灰突水所带来的破坏力最大, 成为了今后煤矿水害防治的重点对象。在很多的老煤矿区, 大部分矿井已经进入下组煤开采, 底板承压含水层水头压力大, 因此对于下组煤开采来说威胁巨大。而部分的矿井开采距离奥灰100余米的n层煤即便在没有明显构造的情况下仍发生底板突水的状况, 说明底板承压水的威胁比一般水害要大。另外, 由于很多的煤矿开采历史悠久, 因此会存在一部分的废弃老窑, 矿井范围内也分布有废弃的老空区。这些老空、老窑在形成大量的积水以后会形成我们所讲的老空、老窑水置于生产矿井的上方, 这无疑会给煤矿的安全生产作业带来极大的威胁。

1.4煤矿水害分布与开采煤层、地质条件及地形、地貌有着密切的联系

由于上下组煤的开采有所区别, 因此在具体的水害灾害发生情况也大有区别。在上组煤的开采时, 顶底板砂岩水害是对矿井开采具有重要影响的, 而下组煤开采时, 徐、奥灰水害是主要的煤矿水害。同时, 地质构造条件对于其影响也较大, 例如在山区、丘陵地带, 由于煤层露头出露大, 同时丰富的地下水资源供给, 使得遭受地表水和奥灰承压水威胁相对严重。

2煤矿水害的防治技术分析

2.1留设防水煤岩柱技术

所谓的防水煤岩柱, 指的是在进行开拓方式设计时在积水区和采煤区之间通过预留一定宽度和一定厚度的防水结构称之为煤岩柱。建造防水煤岩柱的主要目的是利用煤岩柱的防水构造尽可能的避免积水进入到煤矿的生产作业区和采空区。而且防水煤岩柱具有隔离作用, 可以很好地将积水区与正在开掘的巷道或在开采的采煤面隔离开来。一般来会说, 防水煤岩柱的设置都是有严格规定的, 既要符合安全设计的要求, 还要考虑到经济合理的要素。通常, 对于厚度在3.5m以下的, 煤岩柱的预设应该是在2m以上。而对于在地下水体下或强含水层下采矿的情况, 防水煤岩柱的设置要比导水裂隙带的高度大, 最小不应该小于导水层裂隙带的高度加5---30m的保护层。

2.2超前探放水技术

超前探放水的主要目的是在采掘过程中, 超前对于可能隐藏水患的地段进行钻孔探水、放水、探明采掘等工序, 以帮助及时探出水情得以妥善处理。很多时候, 在煤矿的开采挖掘过程中会出现出汗、淋水、巷道变形、异味、发出声响等现象, 这些都是异常情况的信号需要及时采取实施超前探放水。

2.3应用防水闸门和防水闸墙技术

为了有效的防止井下突发水害事故的发生, 可通过应用防水闸门和防水闸墙阻挡涌水突然进入到矿井当中, 造成井下的重要的开采区以及重要的设备机械遭受淹没。通常来说, 密封性能较好的防水闸门和防水闸墙还可以起到隔离的作用, 能够有效地隔离涌水区和保护区。作为结果, 应该提前在可能发生突水的采区巷道进出口处或井下修建好防水闸门, 而防水闸墙则应该安置在局部有突水威胁的采掘工作面, 这样可以有效地避免水透的危害。

2.4合理选择煤矿的开采方式

除了矿井地质、水文地质条件等会给煤矿水害的产生起到一定的影响外, 煤矿的开采方式的正确选择也是能有效地防止和减少地下水进入矿井的重要举措。相对来说, 合理选择煤矿开采方式是一种比较自然积极地防治水措施, 在结合煤矿的实际情况进行开采时, 应该提前设定好开采顺序和井巷布置。

3结语

综上所述, 我国的煤矿业已经成为国民经济发展的重要产业之一, 但同时煤矿业的水害防治已经是困扰其顺利发展的重要问题。因此要想保证煤矿产业稳步发展, 就一定要做好煤矿业的水害防治工作, 促进煤矿业的顺利开采。但是水害的防治是一项比较复杂的内容, 需要利用人力与科学技术同自然灾害作斗争。通过使用现代的煤矿水害防治技术, 加之建立健全水害的防治网络体系, 就产生煤矿水害灾害的原因进行分析, 最大程度的降低煤矿水害发生的几率, 这对于提高煤矿的生产能力具有现实意义。

摘要：在矿井实际建设的过程当中, 煤矿水害是危害最大的重大自然灾害之一。很多时候, 矿井的生产以及建设中经常会因为治理不当引发透水或突水事故, 既会直接影响矿井的日常生产, 也会给生产人员的生命财产安全带来一定的威胁。通过对煤矿水害基本情况的调查、分析、研究, 我们可以从中得到基本的煤矿水特点, 根据特点做好有效的预防措施, 以大大降低煤矿遭受水威胁的几率。

关键词：煤矿水害,特点,防治技术

参考文献

[1]刘永贵.山东省煤矿水害特征及防治技术途径研究[D].山东科技大学, 2007.

[2]董书宁, 虎维岳.中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素[J].煤田地质与勘探, 2007, 05:34-38.