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关于对矿井水害防治的探讨 |
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| 一、区域地质特征 通天坪区域为喀斯特岩溶地貌，溶洞较发育，且位于西秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带边缘。区域构造呈近东西向展开，区域内断裂构造发育。主要构造带为贯通寺垭－通天坪－云屏（F1）呈近东西向的断裂带延伸长度长、次级构造发育。 二、矿井充水条件 （一）矿井充水水源 1、大气降水 根据我矿区的地貌特征，坑内涌水的主要来源为大气降水。坑内水由于地表大气降水沿岩石空隙和裂隙渗入地下补给含水层间接进入矿井内。其特点有：①矿井涌水量的大小与当地的降水量大小、性质及延续时间成正比。同时长时间的小雨易于渗入矿井，而短时间的暴雨不易渗入矿井，但对于我矿区也应该做好防治工作。②矿井涌水量的大小随季节的不同而变化，雨季涌水量大，旱季涌水量小，且涌水量的高峰期由于岩石的渗透性的好坏应响的会比降水滞后一段时间。③大气降水的渗入量与开采深度成反比，由于区域地质地貌特征的影响，坑内涌水的大小与开采深度没有太大的关系。 2、地表水 地表水主要是针对矿井附近或位于矿井以上的河流、湖泊、水池、水库等通过一定的渠道进入矿井，威胁矿井生产。地表水能否进入矿井主要取决于巷道距离水体的远近、水体与巷道之间岩层性质及构造，及采矿方法。 3、地下水 地下水是矿井充水最直接、最主要的充水水源。矿（岩）体附近往往存在含水层，当他们与采掘空间有通道相连时，含水层中的水就会进入矿井成为矿井充水水源。地表水主要分为空隙水、裂隙水、岩溶水。 ①充水水源为空隙水在开采松散矿（岩）层时会遇到，水量较大，并且有流沙溃入井下。 ②裂隙水主要存在含水层中，当围岩含裂隙水时水会直接流入工作面，水量较小，水压较高。同时也应综合考虑与其它水源的联系情况。 ③充水水源为岩溶水：顶底板或围岩为石灰岩等可溶性岩层时，常会遇到此类水源。水量大、水压高、来势猛、水量稳定，不易疏干，危害性大。 4、老窑积水 主要是废弃的采空区巷道，由于长期停止排水而积存的地下水。其特点有： ①来势猛，在短时间内可有大量水涌入井巷，破坏性很大。 ②老窑积水一般为酸性水，具腐蚀性。易腐蚀金属设备。 ③对于老窑积水应考虑与其它水源的联系性。 （二）矿井充水通道 1、岩层的空隙 主要存在于疏松的沉积物中，起透水性的好坏取决于空隙的大小和连通情况，如角砾岩、粗砂眼等沉积物。空隙较大、连通程度好，其透水性就好，巷道穿过时涌水量就大，否则涌水量就小。 2、岩层的裂隙 岩层的风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙等都能构成矿井充水的通道，也包括各种节理、断层（一般正断层透水性强，逆断层透水性差）等。 3、岩层的溶隙 这种空隙主要存在于碳酸盐内等可溶性岩层中。它的大小、形状等变化较大，可从细小的溶孔直到巨大的溶洞，可以是彼此连通，也可以形成单独的管道或格架状岩溶体，当溶隙很大且连通性很好时，不仅可储存大量的地下水，而且也是矿井充水的良好通道，当巷道接近或揭露它们时，易造成大量涌水事故。 4、人工作用造成的充水通道 在采掘过程中，由于爆破工作造成的岩石裂隙，钻探工作当中钻孔封闭不严，钻孔与岩溶水的连通，加强了裂隙水通道的进一步畅通。 （三）影响涌水量大小的因素 1、地形的影响 地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度，控制着大气降水和地表水的汇集、渗透，因此地形间接地影响着矿井涌水量。 对于本矿区地貌特征主要是在地面水易于流动的河谷、冲沟或低地矿井涌水相对上升。反之地形较陡的地方，降水大部分形成了地表水流走，补给含水层的水量相对较少。 2、覆盖层与上覆岩层的影响 大气降水和地表降水能否渗入地下，进入坑内与覆盖层、上覆岩层的透水性及含水层围岩的出露程度、透水性有直接关系。当上覆岩层为粘土层等弱透水层或不透水层，且厚度稳定可起到隔水的作用，其坑内涌水量相对较小。 3、地质构造的影响 地质构造既决定了地下水的埋藏条件，又控制着地下水的运动，影响着坑内涌水量的大小。在矿区断层密集的地段，裂隙发育，可能造成涌水量增大；由于断层的作用，使矿（岩）层与强含水层接触或接近时，可能造成突水事故，使坑内涌水量增大。在存在褶曲的区域，当矿层上覆岩层存在含水层时，在开采位于向斜轴部附近的矿（岩）层时，涌水量一般比较大；位于背斜轴部附近的矿层时，涌水量一般比较小。 三、矿井水害的防治 （一）地面水防治 1、铺整河底 矿区有水流沿河床或沟底裂缝渗入井下时，则可在渗漏地段用黏土、料石或水泥铺垫人工河床，防止或减少渗漏。 2、填堵通道与挖排（截）洪沟 矿区内，因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷。矿区范围内的较大溶洞或废弃的旧钻孔等形成的矿井进水通道，应用黏土或水泥予以填堵。对较大的溶洞或塌陷裂缝，其下部充填碎石和砂浆，上部盖以黏土分层夯实，且略高出地面以防积水。地处山坡或山前平原区的矿井，因山洪或潜水流渗入井下，构成水害隐患或增大坑内排水量，可在井田上方垂直来水方向布置排洪沟、渠、拦截、引流洪水，使其绕过矿区。 3、加强雨季前的防汛工作 做好雨季防汛准备和检查工作是减少坑内水灾的重要措施。矸石、炉灰、垃圾等杂物不得堆放在易被山洪、河流冲刷到的地方，以免冲到工业广场和建筑物附近，或淤塞河道、沟渠。 （二）矿井水的综合治理 井下综合防治水分为“探、防、堵、排”四个方面。在采取措施之前，必须先搞清坑内水文地质情况。 1、坑内探水 当采掘工作面接近充水的小窑、老空、含水量大的断层等水体时，必须采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制地放出，以保证采掘工作面安全生产。每一矿井必须做好水害分析预报，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。 2、疏放水 有计划地将威胁性水源全部或部分地疏放出来，消除采掘过程中突水的可能性，是防治水害的有效措施之一。包括：（1）疏放老空水（2）疏放含水层水（3）疏放水时的安全注意事项：①探到水源后，在水量不大时，一般可用探水钻孔放水；水量很大时，必须另打放水钻孔，放水钻孔直径一般为50~75mm，孔深不大于70m。②放水前应进行放水量、水压及透水性试验，并根据排水设备能力及水仓最大容积，拟定放水顺序和控制水量，避免盲目放水引起水患。③放水过程中，随时注意水量变化，出水的清浊和杂质，有害气体深度变化，有无特殊声响等；一旦发现异常，应及时采取措施并报告领导。④准备应急措施，事先拟定人员撤退路线，沿途要有良好的照明，保证路线畅通。 四、对矿井水害防治的重要意义 凡是影响、威胁矿井安全生产、是矿井生产停滞并造成人员伤亡和经济损失的矿井涌水，不仅对矿井几矿工生命财产造成威胁还回破坏矿井的正常生产和建设；依次对有效的防止矿井水及有害气体，对于矿山企业的发展有重要的意义。 |
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