岩溶管道发育异常的煤矿井防治水对策研究

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浅谈煤矿地下矿山防治水管理及有效对策

浅谈煤矿地下矿山防治水管理及有效对策

浅谈煤矿地下矿山防治水管理及有效对策随着煤炭行业的不断发展,煤矿地下矿山防治水管理及有效对策也愈发重要。

这不仅关系到矿工的安全,也涉及到煤炭生产的效率和质量。

因此,本文将从几个方面探讨煤矿地下矿山防治水管理及有效对策。

一、煤矿地下矿山防治水的重要性在煤矿生产过程中,地下水是一个常见的问题。

如果不能有效地进行防治水管理,将会给煤炭生产带来很多难题。

首先,地下水会影响煤炭采掘的速度和效率,会导致设备出现故障和事故等问题。

其次,地下水会对煤炭的品质造成影响。

每一种煤炭都有自己特定的水分含量和硫含量,如果地下水的含量过高,则会导致煤炭品质下降。

最后,如果地下水进入煤矿,将对矿工的安全造成威胁。

因此,对于煤矿地下矿山防治水管理,不容忽视。

二、煤矿地下矿山防治水的方式和措施煤矿地下矿山防治水的方式和措施有很多种,以下是其中几种主要方式:1、增加排水设备:在煤矿地下矿山中,安装排水泵和排水管道是防治水的一种有效措施。

这些设备可以及时排水,降低地下水位,减少水流入矿井的数量。

2、堵漏工作:在煤矿地下矿山中,一些洞穴的墙壁和地面可能会有裂缝和孔洞,这些都会导致地下水流入矿井。

因此,在防治水管理中,堵漏工作是十分重要的。

可以使用透水性弱的材料对洞穴进行堵漏,如水泥、石灰等。

3、掌握地下水压力:在煤矿地下矿山中,地下水的压力也是影响地下水流的一个重要因素。

因此,掌握地下水压力,进行规范的水源开采和排水方案是防治水的重要手段。

4、安全监测:为了避免煤矿地下矿山防治水出现失误和造成煤炭生产的影响,及时进行安全监测是必不可少的。

可以使用水位监测仪器、水位报警器、液位报警器等设备进行水位监测,及时发现问题并采取措施。

三、煤矿地下矿山防治水的应急措施除了上述的正常防治水管理,针对突发情况,煤矿地下矿山防治水的应急措施也应该有准备。

具体包括:1、预备灌装工作:在煤矿地下矿山中,灌注混凝土是应急灌装的一种常用方式。

在突发情况下,可以使用预备好的混凝土对孔洞进行灌装,降低地下水涌入的压力。

关于在煤矿地质防治水工作常见问题和对策的探讨

关于在煤矿地质防治水工作常见问题和对策的探讨

关于在煤矿地质防治水工作常见问题和对策的探讨伴随着我国煤矿产业兼并重组工作的持续开展,同时也得益于相关煤矿开采工艺与技术水平的持续提高,我国的煤矿开采领域也取得了极大的发展与进步,但是于此同时也应当注意到在当前的煤矿地质防治水工作当中相继暴露出了许多新的问题。

本文将主要就当前我国煤矿的防治水工作所较常出现的一些问题展开了相关的分析,并进而就加强煤矿防治水提出了一些针对性的应对措施,以期能够为相关的煤矿防治水工作提供以必要的参考。

标签:煤矿地质;防治水;对策;探讨1 造成煤矿发生水灾害的原因①降雨:日常的降雨能够经过风化带、断层破碎带以及岩石裂隙最终渗入至矿井当中,此外,在大部分的额煤矿开采区域之中往往都存在有河、沟等大面积的水量储存状况,这也就导致了矿井当中所出现的涌水量会严重受到降水的干扰作用;②断层充水:因为断层自身便存在有少量的水分,伴随着开采范围的持续延伸以及井巷的扩大,会导致原本的地质均衡状态被打破,断层的构造和地表水、地下水均会出现水利联系,进而出现在未开采区域发生充水隐患;③违规开采:在我国的煤矿开采作业当中,依然存在有较大数量的小规模煤矿甚至是非法开采的煤矿,这一部分煤矿在开展煤矿开采作业的过程当中,往往对于矿井均未经过科学性的设计工作,而且在实际的开采进程当中一般是一边挖一边采,采用此种开采作业方式极易造成安全事故的出现。

2 煤矿防治水工作的现状分析2.1 企业责任得不到落实部分煤矿主过度重视眼前利益,而无视政府部门的监督与管理,完全罔顾安全责任意识,只要有煤就采,从主观层面上导致了防水事故的频繁出现情况。

部分煤矿企业对于政府所下发的停产整顿指令完全不顾,针对相关规定要求所应采取的防水措施标准拒不履行,并长期从事非法开采,造成防水安全事故频繁发生。

2.2 煤炭行业的管理弱化我国部分省、市及自治区的煤矿安全检查部门其主要负责领导对于煤矿防治水方面的专业技术知识较为欠缺,在实际的煤矿工作人员中具备有专业防治水技术知识的人员则是少之又少,其通常极少进入矿井当中进行专项检查。

废弃煤矿岩溶地下水污染机理及防控研究以贵州凯里鱼洞河流域为例

废弃煤矿岩溶地下水污染机理及防控研究以贵州凯里鱼洞河流域为例

四、结论
本次演示以石羊河流域为例,探讨了内流河流域全新世环境变化与碳循环的关 系。结果表明,全新世环境变化对碳循环产生了显著影响,而人类活动也会对 这种变化产生重要影响。为了应对这些影响,我们需要采取一系列优化管理和 保护措施,以促进内流河流域的可持续发展。
谢谢观看
同时,加强相关法规和政策的制定与实施,提高公众环保意识,形成政府、企 业和公众共同参与的土壤污染治理与再利用模式。这样不仅有利于保护生态环 境,还能促进煤矿工业的可持续发展平朔煤矿作为国内大型煤炭企业之一,应 积极承担起环保和社会责任,加大对土壤污染治理的投入力度。采取科学合理 的治理和再利用方案,实现经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一。这对 于平朔煤矿的长远发展具有重要意义,也为国内其他煤矿企业树立了良好的环 保榜样。
三、结果与讨论
分析结果表明,石羊河流域全新世环境变化对碳循环产生了显著影响。一方面, 气候变化导致植被分布和物种组成发生变化,进而影响土壤有机碳的积累和分 解。另一方面,人类活动如灌溉、农业扩张和城市化等也会对碳循环产生重要 影响。针对这些影响,我们探讨了相应的解决方案,包括优化农业管理、加强 湿地保护和推动流域生态修复等。
废弃矿井地下水污染风险的防范 措施和未来展望
为降低废弃矿井地下水污染风险,需要采取一系列防范措施。首先,应加强废 弃矿井的日常监管,定期进行地下水监测和土壤质量评估。其次,采取工程措 施对废弃矿井进行治理,如构建截排水系统、加固废渣堆放场等。此外,还可 以通过恢复植被、建设生态廊道等方法,提高生态系统的自净能力。
废弃矿井地下水污染风险的来源 和危害
废弃矿井地下水污染风险的来源主要包括采矿过程中产生的废水、废渣以及岩 石中的有害物质。这些污染物不仅会污染地下水,还会对周边土壤和生态系统 造成严重影响。例如,含有重金属的废渣和废水一旦进入地下水系统,就会对 饮用水源造成威胁,给人体健康带来危害。此外,地下水污染还会对农业、林 业和渔业等产业造成不利影响,破坏生态平衡。

煤矿防治水中存在的问题及对策研究

煤矿防治水中存在的问题及对策研究

煤矿防治水中存在的问题及对策研究摘要:本文主要阐述了煤矿防治水的危害,就目前矿井水灾防治措施进行了分析及对策研究。

就主要问题提出了几点建议。

关键词:矿井水害防治水矿井水灾是煤炭五大自然灾害之一,是煤炭安全中常见的危害。

矿井突然涌水或涌水量超过正常排水能力造成水患,称为矿井水灾。

矿井一旦发生水灾,轻则恶化生产环境,造成工作面接续紧张,破坏正常助生产秩序,重则造成国家资源和财产的损失,造成伤亡或淹井事故。

一、煤矿防治水工作中存在的主要问题及难点1.第一水平防隔水煤柱被破坏。

多数矿井第一水平特别是主平硐以上的防隔水煤柱,由于历史开采原因或小煤侵入,基本已被破坏,地表通过采空区与井下互相沟通,暴雨季节地表水直接溃入井下,形成突发性涌水,增加矿井的排水压力,极易导致淹井事故。

2.探放水超前距和探水眼个数难以达到设计要求。

根据《煤矿防治水规定》的要求,探放水设计要求探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形,超前探水距离最少不低于30m。

福建省由于受地质构造影响,煤层赋存条件不稳定,在现场一般只有中间1个眼施工深度相对较深,旁边的两个眼极易打到顶、底板而施工深度不足,难以达到设计要求。

加之受探放水机具的限制,超前距往往达不到30m,严重影响探放水质量。

3.水文地质基础工作比较薄弱。

由于没有专职的水文地质工作人员,现有水文地质资料均由普通地质人员兼职收集整理,他们工作任务繁重,有时处于应付状态,加上少数地质人员水文地质专业知识不精通,使得矿井的水文地质基础工作比较薄弱,如个别水文地质工作人员未能掌握正确的涌水量观测方法;绘制矿井充水性图不觇范;有些矿井没有苍旷井水文地质规程》等基本工具书:个别管理人员混淆了矿井涌水量与排水量的概念等等;这些都在一定程度上影响了煤矿防治水工作的效果。

4.职工防治水意识不强。

一线职工未能熟练掌握透水预兆相关知识,防治水意识淡薄,在现场作业中不能准确辨识透水危害因素,又没有掌握水害逃生技能,自救能力差,成为矿井防治水的薄弱环节。

赵官煤矿岩溶水害特征及治理方案研究

赵官煤矿岩溶水害特征及治理方案研究

赵官煤矿岩溶水害特征及治理方案研究
付帅;时晓东;姜晓飞;李加庆;韩中阳
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】煤矿开采过程中,地下水对矿山安全开采具有重要影响,进行地下水防治工作是保障煤矿开采安全的必要条件。

以赵官煤矿七采区为研究区域,针对矿区能源11煤、13煤的开采受到顶板四五灰、底板徐奥灰岩溶承压水威胁,安全风险较大问题,为解除11煤、13煤顶板水害威胁,在收集区域水文、地质等相关基础资料的基础上,对煤矿岩溶水害特征及治理方案进行研究,结果可见:矿区七采区主要含水层从上之下依次为四五灰含水层、徐灰含水层和奥灰含水层。

在七采区联合开采11煤和13煤的情况下,可采取预疏降或注浆加固措施对顶板四五灰水及底板徐灰、奥灰水进行治理。

通过施工地面近水平定向孔单元进入目标治理范围11煤顶板四五灰岩层顺层钻进,可有效封堵四五灰溶隙、裂隙通道,实现11煤的安全回采。

远期建议强化地下水监测工作,建立地下水动态观测系统,制定防水治水措施,确保矿井安全生产。

研究结果为矿山开采中地下水防治提供参考。

【总页数】3页(P88-89)
【作者】付帅;时晓东;姜晓飞;李加庆;韩中阳
【作者单位】济宁市地源矿产资源开发有限公司;济宁市堃发生态建设集团有限公司;山东省地矿工程集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P641.134;P694
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矿井煤底板岩溶水水害防治可行性初探

矿井煤底板岩溶水水害防治可行性初探

矿井煤底板岩溶水水害防治可行性
初探
矿井煤底板岩溶水水害是煤矿水害的常见形式之一,处理起来比较困难。

煤底板岩溶水水害防治可行性初探,主要从以下几个方面来探讨。

一、矿井水文地质调查
对于矿井煤底板岩溶水水害防治来说,首先要进行水文地质调查。

根据调查结果,对煤底板内部的地质构造以及水文地质条件进行全面分析评估,明确煤层内水的来源、渗漏途径和流向,为下一步的水害治理提供科学依据。

二、采用人工强化措施
在煤底板岩溶水水害防治中,采用人工强化措施是通常的做法。

强化措施主要包括封孔抓漏、堵水止渗、隔断和提高煤底板自身强度等。

采用针对性的强化措施能够有效地抑制水害的发生和扩大,降低煤矿生产成本和维修费用。

三、合理利用特殊工艺
为了更好地解决矿井煤底板岩溶水水害,可以采用更加先进的特殊工艺来进行治理,例如压裂、注浆、混凝土浇筑等方法。

这些特殊工艺能够提高煤底板的密度和强度,增加其抗压、抗变形能力,从而较好地控制煤底板的岩溶水渗透。

四、进行科学管理
在煤底板岩溶水水害防治中,进行科学的管理也是很重要的一点。

通过建立完善的监测及报警系统,对于煤底板产生的水害情况进行及时监测和处理,采取科学合理的管理手段,防止水害事故发生,提高煤炭资源的开采效率。

总之,针对煤底板岩溶水水害,采用合适的措施进行防治是十分必要的。

通过水文地质调查、采用人工强化措施、合理利用特殊工艺、进行科学管理等方式,可以较好地解决煤底板岩溶水水害问题,提高煤炭开采的效率和质量,同时保障煤炭地下安全生产。

煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨

煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨随着采煤深度的加深和采煤工作的持续进行,煤层底板岩溶承压水的水害问题逐渐凸显。

本文旨在对煤层底板岩溶承压水水害进行分析,并探讨其综合治理方法。

煤层底板岩溶承压水的成因主要是由于长期的自然侵蚀和采煤对地质环境的改变所致。

在煤层下方的岩溶地质体中积聚了大量的岩屑和土石体,形成了不稳定的地下水系统。

当采煤时,煤层下的地下水往往被抽取或排放,使得岩溶地质体中的水压开始逐渐升高,加速了地下水的流动和侵蚀。

随着时间的推移,地下水的压力逐渐增大,形成了承压水。

煤层底板岩溶承压水造成的主要影响是地下水的渗漏和涌出。

这些水会汇入矿井的回采工作面,增加井下排水量,同时还会引发地面塌陷和地质灾害等问题。

此外,承压水的存在还会降低瓦斯抽采的效率,增加瓦斯爆炸的风险。

针对煤层底板岩溶承压水的水害问题,综合治理措施可以分为以下几个方面:第一,要进行地质勘探和评估。

对煤层下方的地质情况进行详细了解,并评估地下水的分布特征和压力情况。

同时,还要进行地下水的监测和预警,及时掌握水位、水质和水压的变化情况。

第二,要加强采煤工作中的措施和技术手段。

采煤时,要合理控制井下排水量,并逐步恢复地下水的水位和压力。

还可以采取人工注水的方式来稳定地下水系统,减少承压水的形成。

第三,可以配置专业的治理设备和系统。

对于已经形成的承压水问题,可以采用地面注浆、地下隔离带等方法进行治理。

针对不同情况和地质条件,还可以选择使用各种类型的注浆材料和数控钻机等设备。

综上所述,煤层底板岩溶承压水的水害问题是一个复杂的地质水文学问题,需要政府、企业、科研机构和社会公众共同参与治理。

在今后的工作中,需要进一步加强科学研究、技术创新和经验积累,为煤矿生产的可持续发展提供全面的支持和保障。

矿井岩溶水突水因素分析及防治措施研究

2)底板破坏及涌水。底板涌水的原因是含水层水 压、采动矿压、隔水层厚度及导水裂隙等因素共同作 用的结果。按采场底板变形和破坏程度不同,可将煤 层底板以下至含水层部位分成直接底板采动裂隙带、 中间弹塑性变形带、底板采动地下水导升裂隙带。
当煤层顶底板岩层有效隔水层厚度达不到安全 厚度或物理力学强度指标达不到安全值的时候,地下 水(尤其是奥陶系岩溶水)极有可能在矿压、水压的联
1)顶板破坏及涌水。当前条件下,大多数煤矿通 常采用全部垮落法,形成了大面积的采空区,采空区 上方可形成冒落带(Ⅰ )、裂隙 带(Ⅱ)和整 体移动 带 (Ⅲ)。冒落带和裂隙带使连续分布的含水层受到破坏, 出现大量泄水通道,使得上覆含水层中的地下水在重 力的作用下,沿着这些泄水通道进入矿井。如若裂隙 带到达地表,则极有可能贯通地表水,造成大量水体 涌入矿坑而出现淹井事故。
煤矿现代化
2019 年第 4 期
总第 151 期
矿井岩溶水突水因素分析及防治措施研究
曹少飞
(山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司 ,山西 晋城 048000)
摘 要:我国灰岩岩溶分布很广,面积大约为 2×106km2,约占国土面积的 1/5,这些地区往往是重要 的煤产地,有 60%的煤矿不同程度地受到底板岩溶承压水的威胁,受水害的面积和严重程度均居世 界各主要采煤国的首位。本文以屯兰矿为例,分析奥陶系上马家沟组含水层突水因素,并提出了相应 的防治措施,为煤矿安全生产提供科学依据。 关键词:岩溶 ;顶底板 ;突水 ;防治 中图分类号:TD 745 文献标识码:A 文章编号:1009-0797(2019)04-0087-04
1 突水机理分析
采掘扰动之前,各岩层均处于平衡状态,煤层与 相邻含水岩体中的地下水受地层岩性、地质构造、地 形地貌及溶蚀条件的控制,呈自然流动的均衡状态。

煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨

煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨1. 引言1.1 煤层底板岩溶承压水水害概述煤层底板岩溶承压水水害是煤矿生产中常见的一种地质灾害,其形成主要是由于地下水对煤层底板岩溶作用的影响而导致底板岩溶开展,形成含水煤层和煤与顶板岩溶之间的溶洞。

在煤矿开采过程中,底板岩溶承压水在煤体中聚集并逐渐增加压力,一旦压力超过煤体强度极限,就会对矿井工作面和采空区产生破坏和威胁。

煤层底板岩溶承压水水害不仅会影响矿井的生产效率和安全性,还会造成资源浪费和环境污染。

加强对煤层底板岩溶承压水水害的研究和治理具有重要的意义和价值。

通过深入理解煤层底板岩溶承压水水害的成因和危害,可以有效制定相应的治理方案和措施,保障矿井的安全生产和可持续发展。

【煤层底板岩溶承压水水害概述】的研究将有助于提高煤矿安全管理水平和减少生产事故的发生,促进煤矿产业的健康发展。

1.2 研究意义和目的煤层底板岩溶承压水水害是煤矿生产中常见的地质灾害之一,对煤炭资源开采和矿井安全生产造成了严重影响。

本文旨在深入研究煤层底板岩溶承压水水害的成因机制,探讨其发展规律及治理技术,为煤矿生产中的地质灾害防治提供理论支撑和实践指导。

具体来说,本研究旨在通过分析煤层底板岩溶承压水的特点和影响因素,揭示其对煤矿生产的不利影响,为煤矿开采过程中应对岩溶承压水水害提供科学依据。

通过总结煤层底板岩溶承压水水害的治理技术和方法,探讨其综合治理的可行性和效果,为煤矿安全生产提供可靠保障。

本研究具有重要的理论和实践意义,将对煤矿生产中的安全和可持续发展起到积极推动作用。

1.3 研究方法和数据来源研究方法和数据来源是任何研究工作的基础,对于煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理也不例外。

在本研究中,我们采用了多种研究方法和数据来源,以确保研究的科学性和严谨性。

我们进行了大量的实地调查和野外勘察工作,通过地质剖面的观测和取样分析,获取了煤层底板岩溶承压水的相关数据。

这些数据包括地层构造、岩性特征、水文地质条件等,为后续的研究提供了基础。

煤矿煤岩突水灾害的原因分析及防治对策研究

煤矿煤岩突水灾害的原因分析及防治对策研究煤矿煤岩突水灾害是煤矿生产中常见的一种灾害,对煤矿安全生产造成了严重的威胁。

本文将从原因分析和防治对策两个方面进行探讨。

一、煤矿煤岩突水灾害的原因分析1. 地质条件:煤矿地质条件是煤岩突水灾害发生的基础。

一些地质构造复杂、岩层断裂发育的煤矿容易发生突水灾害。

此外,煤矿井下的地下水位、水文地质条件等也会影响突水灾害的发生。

2. 采煤工艺:采煤工艺是突水灾害的重要因素之一。

在采煤过程中,如果不合理选择采煤方法、煤柱宽度不当或者煤层顶板支护不稳定等,都会增加突水灾害的风险。

3. 煤矿开采活动:煤矿开采活动对突水灾害的发生有直接影响。

煤矿开采过程中,如果开采速度过快、矿井排水系统不完善或者矿井通风系统不良等,都会导致突水灾害的发生。

4. 人为因素:人为因素也是突水灾害的重要原因。

煤矿管理不善、安全意识淡薄、违章操作等都会增加突水灾害的发生概率。

二、煤矿煤岩突水灾害的防治对策研究1. 加强地质勘探:在煤矿开采前,应进行详细的地质勘探工作,了解煤层的岩性、构造情况、水文地质条件等,为突水灾害的防治提供可靠的依据。

2. 优化采煤工艺:合理选择采煤方法,确保煤柱宽度适当,加强煤层顶板支护工作,提高采煤效率的同时,降低突水灾害的风险。

3. 完善排水系统:煤矿应建立完善的排水系统,包括井下排水系统和地面排水系统。

井下排水系统应定期检查和维修,确保排水设备运行正常。

地面排水系统应合理布局,及时排除地表积水,防止积水渗入矿井。

4. 加强安全管理:煤矿应加强安全管理,完善安全生产制度和操作规程,加强对员工的安全培训和教育,提高员工的安全意识和操作技能,减少人为因素引发突水灾害的可能性。

5. 强化监测预警:煤矿应加强对矿井地质、矿井水文地质等参数的监测和预警工作。

及时发现地质异常和水文异常,采取相应的措施,避免突水灾害的发生。

6. 推进科技创新:煤矿应积极推进科技创新,引进先进的采煤技术和设备,提高煤矿开采效率和安全性。

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岩溶管道发育异常的煤矿井防治水对策研究
通过分析贵州省遵义县某煤矿现有的水文地质资料,确定了煤矿水患类型及威胁程度,计算了矿井巷道与采场安全水头值,对矿井底板下三带进行了分析,提出了岩溶管道发育异常的煤矿井防治水对策,为其它类似水患矿井提供参考。

关键词:煤矿水害;岩溶管道;发育异常;防治水对策
在岩溶地下管道发育地区,管道水在整个岩溶含水体中占据重要地位并控制了区域水文地质特征。

由于管道含水空间较大,因此导致其水流特征完全不同于溶孔溶隙水。

管道流补给集中且较为迅速,一旦管道含水与煤矿井下采掘巷道沟通,会以大泉形式排泄,给煤矿井下安全生产造成极大威胁。

贵州省遵义县某煤矿位于岩孔-松林背斜北西翼,矿井范围内含水层为二迭系下统茅口组、上统长兴组及三迭系下统夜郎组玉龙山段,水量受大气降水的影响而呈季节性变化。

矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水,地下水岩溶管道发育异常较多,主要充水因素为岩溶水,水文地质类型属复杂类型。

随着矿井开采向深部延伸,岩溶管道含水压力会逐步增大,对矿井的防治水工作提出了新的要求与挑战,现矿井防治水措施较简单,煤矿对矿井水文地质条件调查与认识不足。

因此,重新制定切实可行的防治水对策,保证矿井的安全生产。

一、水患类型及威胁程度分析
1.矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水,主要充水因素为茅口组岩
溶水。

2.含水层主要为茅口组(P1m)含水层,是矿床主要充水含水层,地下水较为丰富,其岩溶水很容易沿岩溶管道进入矿井。

3.滑坡体是大气降水直接渗入补给的裸露松散岩体,透水性好,滑坡水将是矿床充水的重要因素之一。

4.矿井轻度水患区面积约2.07km2,该区有9条裂隙,21个含地下水岩溶管道异常。

在该轻度水患区,局部地下水岩溶管道异常明显的,地层较破碎处,存在水患安全隐患,因此,在此区域开采煤矿,要特别注意地下水岩溶管道异常,更不可破坏煤层底板,防止底板突水。

在该轻度水患区,有四个岩溶管道异常区域穿越煤系地层,且伴随节理发育。

另外,二采区埋深较大,静水压力较大,伴随有岩溶管道发育。

5.有三个区域属中度―严重水患预测区,面积总计4.60km2,三个区共有七条节理裂隙异常,96个地下水岩溶管道异常。

该区煤层埋藏深,地下水静水压力大,在节理裂隙发育处,煤层顶底板的可能性大,岩溶管道异常明显,节理裂隙异常发育,下切深度较大,少数节理裂隙切穿煤层,上覆、下伏异常有可能穿越煤系地层,形成上下沟通。

二、安全水头值[1]
安全水头即为不致造成隔水顶底板突水的承压水水头最大值,当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值大于实际水头值时,开采后,隔水层不容易被破坏,煤层底板水突然涌出可能性小,可以进行带压开采,但应当制定安全措施。

在含水层的水头大于安全水头的地段进行回采时,应采取相应措施减小水压以保证安全生产。

对于该矿井而言,应计算井底车场、硐室、水仓、煤层中掘进巷道和采煤工作面安全水头值。

根据《煤矿防治水规定》附录五,安全水头压力值计算公式如下:式中:H―底板隔水层能够承受的安全水压(MPa)t―隔水层厚度(m),井底车场和井底水仓布置于煤层顶板的岩层中,井底车场距离茅口灰岩最小距离58m。

井底水仓距离茅口灰岩最小距离36m;煤层中的掘进巷道距离茅口灰岩1.5-5.0m,取1.5m。

L―巷道宽度(m);―底板隔水层的平均容重(t/m3);Kp―底板隔水层的平均抗拉强度(10-2MPa)。

由以上计算知,矿井底车场、硐室和水仓基本不受茅口组岩溶管道含水威胁,而煤层中的掘进巷道受岩溶管道中的含水压力影响较大,应随着采掘延深随时测定岩溶管道中的含水压力值。

采煤工作面安全水头压力值计算公式如下:
P = T SM=0.061.5=0.09MPa
式中:M―底板隔水层厚度(m);P―安全水压(MPa);Ts―突水系数(MPa/m),一般情况下,在具有构造破坏的地段Ts按0.06MPa/m 计算,隔水层完整无断裂构造破坏地段Ts按0.1MPa/m计算。

该煤矿矿区范围内有数个断层,故Ts取0.06MPa/m。

由以上计算知,矿井采煤工作面安全水头压力值过小,必须采取技术措施降低岩溶管道中的含水压力值,或增大底板隔水层抗拉强度以提高安全水头压力值。

三、矿井下三带分析[2]
开采煤层时底板存在下三带,即底板破坏带、完整岩层带和承压水导高带。

矿井下三带分析如下:
A、底板破坏带h1:
由经验公式计算如下:
h1=1.86+0.11L=1.86+0.11120=15.06m
式中L为工作面斜长,m。

由以上计算知,矿井底板破坏带理论厚度为15.06m。

B、完整岩层带(保护层带)h2:
未获得矿井承压水导高带厚度,矿井可采煤层1层,编号为M12,下距茅口灰岩1.5-5.0m,小于底板破坏理论厚度。

因此矿井不存在保护层带。

C、承压水导高带(隐伏水头带)h3:
承压水导高带指含水层中的承压水沿隔水底板中的断裂破碎带上升的高度,即由含水层顶面到承压水导升上限之间的部分。

受采动影响和裂隙发育的不均匀性,导高带的上界是参差不齐的。

以上仅为理论分析,煤矿在开采过程中应当观测三带发育高度,必须超前探放水并建立疏排水系统。

四、防治水对策
1.严格探放水措施
采掘工程必须坚持预测预报、有掘必探、先探后掘、先探后采以及有疑必停的原则,巷道在掘进过程中采用物探、钻探相结合的探测方法,掌握前方岩溶管道发育和含水情况,控制与岩溶管道的距离,若探测岩
溶管道含水,应及时采取探放措施,待确认安全后才向前掘进。

井巷揭露的主要出水点或地段,必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析,防止突发透水事故。

2.疏水降压措施[3]
矿井在生产过程中如发现承压含水层水压超过煤层开采安全临界水压或有突水威胁时,采取以下疏水降压措施:
(1)疏水设备
与井下探放水设备共用。

(2)疏水地点
在煤层采面运输巷掘进过程中施工疏水钻孔进行疏水。

(3)管路敷设
井下疏水不铺设专门管道,涌水通过排水沟流入井底水仓中。

(4)疏水方法
①疏干勘探
疏干勘探目的是进一步查明矿区疏干所需要的水文地质资料,确定疏干的可能性,提出疏干方案。

②试验性疏干
采用试验性疏干能降低水位,过程中视干扰效果及残余水头的状况,进行工程调整。

③经常性疏干
经常性疏干是生产矿井日常性的疏干工作,随着开采范围的扩大和水平延伸,疏干工作要不断地进行调整、补充。

3.注浆堵水
矿井在建井和生产过程中如发现承压含水层水压超过煤层开采安全临界水压或有突水威胁时,布置在煤层中的巷道和采场采取注浆加固底板措施。

4.建立完善的排水系统
矿井采用斜井开拓,三条井筒延伸至一采区底部,工作面淋水通过排水泵排出;一采区下部车场附近分别布置主副水仓和水泵房等排水设施设备;水泵房有管子道和副斜井相通;矿井开采至二采区时,二采区下部车场附近分别布置主副水仓和水泵房等排水设施设备;水泵房有管子道和二采区轨道下山相通。

配备矿用防爆潜水电泵作为水灾抢险救灾设备,潜水泵有独立供电系统,当矿井发生水灾时,其它生产设备停止运行,由地面变压器专供潜水泵排水。

5.设立专门的防治水机构
配备满足工作需要的防治水专业技术人员,明确责任,确保排水系统完好通畅,安全避灾路线畅通无阻。

并制定应急处置预案,解决防治水所需的人、财、物等,组织调查摸清本矿水文地质资料,掌握矿区内水患情况。

全体成员负责监督执行,安监科重点检查,技术科负责防治方法的指导及详细安排,防治水人员要依照安全措施要求,严格进行防治水工作。

五、结论
茅口组是矿区内主要的碳酸盐岩含水岩组,为富水性强的碳酸盐岩
岩溶裂隙、溶洞水含水层,是含煤岩系直接底板含水层,其所含岩溶水可能通过岩溶管道直接进入矿井之中,通过地质勘探,煤矿共发现117个含地下水岩溶管道异常,给煤矿井下安全生产造成极大威胁,是煤矿的主要充水因素。

计算矿井安全水头值后可知,矿井底车场、硐室和水仓基本不受茅口组岩溶管道含水威胁。

煤层中的掘进巷道受岩溶管道中的含水压力影响较大,应随着采掘延深随时测定岩溶管道中的含水压力值。

矿井采煤工作面安全水头压力值过小,必须采取技术措施降低岩溶管道中的含水压力值,或增大底板隔水层抗拉强度以提高安全水头压力值。

通过对煤层底板下三带分析知,矿井底板破坏带理论厚度远大于煤层与茅口组距离,不存在保护层带,矿井受底板岩溶水威胁较大。

针对该矿井受岩溶水威胁较大、岩溶管道发育异常较多的特点,提出了采取严格探放水、疏水降压、注浆堵水、建立完善的排水系统、设立专门的防治水机构等措施,以解决岩溶管道发育异常对矿井带来的威胁,最终达到矿井的防治水目标。

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