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汛期來了,礦山防水治水工作,不能忽視!

作者:admin 發布日期: 2020-06-10 二維碼分享

水害是威脅礦山生產的主要災害之一。近年來,隨著礦山開采深度的加大,河下、海下采礦作業的普遍被采用,礦山防水治水工作越來越在礦山生產中顯得重要。


一、礦井水的來源


水進入礦井的過程叫礦井充水。礦井充水的必備條件是必須有水源和充水通道。具備了這兩個條件,即能造成礦井充水。礦井水的來源可分為地表水源和


地下水源以及老空積水三類。


(一)地表水源。大氣降水、冰雪融化是地表水的主要來源。在開采地形低窪且埋藏較淺的礦體時,地表水容易從井口、低窪地帶、舊鑽孔或采空區形成的地麵塌陷區流入礦井。大氣降水有明顯的季節性,並與開采深度、地質構造、采礦方法等有關。如果井下巷道有斷層、.裂隙、石灰岩溶洞,礦區井田附近的江河、湖泊、池沼、水庫、廢棄的露天凹地等地表水可能進入井下。


(二)地下水源。地下水是礦井充水.經常.主要的水源。大氣降水等地表水也是補給地下水的來源。流入礦井的地下水大致可分兩部分,一是靜儲量,它是岩石孔隙中已存在的水量,隻有靜水量的礦井湧水,隨著不斷的排水而不斷減少,甚至可能被疏幹。二是動儲量,即靜儲量減少後,地表水或其它水流不斷補給的水量。若地下水的補給條件好,動儲量大,排水量長期不會減少。


地下水按其含水層的空隙性質及其埋藏條件又可分為孔隙水、裂隙水、岩溶水、潛水和自流水。


  • 孔隙水是存在於岩層孔隙中的地下水,主要是流砂層和礫石層中的水,一般分布在第四紀鬆散岩層中,也可存在於部分疏鬆第三紀沉積物和基岩風化殼中。孔隙水多為潛水,對建井,露天開采和淺部開采都有一定的影響。


  • 裂隙水是存在於基岩裂裂隙的水。基岩中的裂隙有原生裂隙、風化裂隙和構造裂隙。原生裂隙主要出現在某些岩漿岩中;風化裂隙主要分布在基岩淺部;構造裂隙分布廣、延伸遠,特別是在脆性岩石中比較發育,對礦井充水有一定影響。斷層破碎帶以及岩漿岩與圍岩接觸帶,有時可存大量地下水,而且成為地表水和地下水流入礦井的通道,尤其是斷層破碎帶,對礦井采掘工作影響較大。


  • 岩溶水是存生於岩石溶洞中的地下水。在石灰岩和白雲岩等可溶性岩層中,都含有岩溶水,它的特點是水量大,運動快,在垂直和水平方向上都具有分布不均勻的特性,有時可形成地下河。在人類生活中它是良好的水源,在礦山生產中則是礦井充水、危害安全生產的重要因素。


  • 潛水是埋藏在地表以下..個穩定的隔水層以上的地下水。


  • 自流水是充滿兩個隔水層之間的地下水。當鑽孔從地麵打穿隔水頂板時,自流水便湧入孔內,並不斷上升,直至一定高度保持穩定或噴出地表。這說明自流水具有壓力,所以又稱承壓水。自流水多靠大氣降水等地表水、潛水補給。自流水(尤其是岩溶自流水)是威脅礦井生產安全的主要隱患。

  

(三)老空水。是古代和近期的采空區及廢棄巷道,由於長期停止排水而積存的地下水。老空水象是一個個地下水庫,一旦巷道揭露或巷道與老窯之間的礦(岩)柱強度小於它的靜水壓力時,就會象水庫大壩垮了一樣,突然淹沒“下遊”,同時伴有硫化氫、二氧化碳、放射性氣體和沼氣等有毒有害氣體湧出。


二、礦井水害


礦井水害是指在礦井基建和礦床開采的過程中,由於開采工作引起岩層的移動、破壞,產生與水源相通的裂縫。掘進井巷時,穿透含水層或溶洞。加上礦床水文地質資料掌握不詳或測量錯誤,盲目施工而穿透積水舊巷,井巷出口位於洪水水位以下和地表水、雨雪水通過各種滲漏通道進入井下等原因,造成礦井積水、湧水。當水量超過礦井企常排水能力時,則釀成水患。

   

礦井水害有透水、湧水、突水三種。常見的水害有:


 (一)開采江、河、湖泊、水庫地表水影響範圍內的礦脈(或煤層)時,以及雨季洪水暴發水位高出攔洪堤壩或衝毀井口圍堤時,水直接灌入礦井。


 (二)井筒在衝積層或經含水層中開鑿時,如果事先不進行處理,就會湧水,特別是從砂礫層、水砂層一齊湧出時,可造成井壁塌陷、沉陷、井架偏斜。


 (三)在頂板破碎的煤層(礦林)中掘進巷道,因放炮或支護不好發生冒頂,或回采工作麵上方防水岩柱尺寸不夠,當冒落高度和導水裂縫與湖泊河流等地表水或強含水層溝通時,便會造成透水。


 (四)巷道掘進與斷層另一盤強含水層打通,就會造成突水。若斷層帶岩石破碎,各種破碎麵或石灰岩裂隙溶洞較發育,突水威脅就更大。


 (五)由幹隔水岩(煤)柱的抗壓強度抵杭不住靜水壓力和礦山壓力的共同作用,巷道掘進後經過一段時間的變形,引起底板承壓水突然湧出。


 (六)石灰岩溶洞塌落形成的陷落柱內部岩石破壞,往往構成岩溶水的垂直通道。當巷道與它掘通時,’幾個含水層的水同時大量湧出,造成淹井。


 (七)勘探鑽孔封孔質量不好,成為各水體之間垂直聯係的通道。當巷道或采場與這些鑽孔相遇時,地表水或地下水就會經鑽孔進入礦中,造成湧水。


 (八)回采工作麵或巷道遇到老空或舊巷道的積水區時,會在很短時間裏湧出大量的水。


發生礦井水害的根本原因可以歸納如下幾點:


(一)礦區和礦井水文地質情況不清,勘探不足,未認真進行調查測定,缺乏必要的圖紙資料。


(二)采掘工程接近積水空區、充水斷層、含水層等地帶時,不執行探水放水規定,盲目施工。


(三)亂采亂挖破壞了防水煤柱和岩柱,或井巷布置在接近強含水層等水源地帶。施工後在礦山壓力和水壓的共同作用下,發生頂底板透水。


(四)積水地帶位置測量錯誤、資料不全,或巷道掘進方向偏離探水鑽孔的方向,結果巷道與積水地帶掘透。


(五)井下水泵房水倉容積或水泵設計排水能力偏小,不能應付大量湧水,或水倉泥砂沉積過量,容積減少,造成湧水淹井。(六)井下未構築防水牆、防水閘門或防水構築物失效。


井下發生水害之前,一般出現一些異常現象。這種現象稱之為透水兆、大致有以下幾種:


(一)巷道壁或煤壁結露,俗稱“拉汗”。


(二)工作麵溫度下降,產生霧氣或煤層變冷。


(三)煤層發潮、發暗,失去光澤。


(四)從積水區通過裂隙漏入工作麵的沼氣、二氧化碳、硫化紅等有害氣體增加。


(五)礦山壓力加大、淋水現象嚴重,或底板鼓起並有滲水。


(六)出現壓力水流,表明距離水源較近,或礦體有水擠出並產生“嘶嘶”聲,有時尚能聽到空洞泄水聲。


(七)采場或巷道壁“拄紅”,水的酸度大,水味發澀並有臭雞蛋味。

  

三、礦山防水治水


《礦山安全條例》有關條款對礦山防水作了明確規定。礦山防水治水主要是利用各種方法杜絕或減少水流入礦中,措施分地表防水和井下防水治水兩個方

麵。


(一)地表防水。是指在地麵修築防水工程。主要措施有:


1.慎重選擇工業廣場及坑口位置。井口和工業廣場內主要建築物、地麵設施的標高應高出當地曆年.高洪水位,若受地形限製應采取補救措施。


2.河流改道。井田範圍內的河流、湖泊、溝渠應盡可能疏千,或將河流引出礦區。如果改道困難,也可將井田內河道取直,以盡量減少滲透通道和礦柱損

失。


3.在河流不能改道時,鋪設不透水人工河床,或局部填塞裂隙,以製止河水漏失。

   

4.挖排水溝。通常在井田外緣或漏水區的上方迎水流方向修築排水溝,將水引出井田。


 5.填塞漏水通道。地麵窪地、塌陷裂縫、基岩裂隙、溶洞、廢棄鑽孔、古井等,都可能成為地表水直接或間接流入井下的通道。因此,必須采取防止積水的措施。對於麵積不大的窪地、塌陷區,可用粘土填平夯實,並使之高出地麵;對麵積較大的窪地則應采取疏幹排水措施。在雨季汛期之前,應注意防汛檢查。


(二)井下防水治水。防治礦井水害采取“以防為主,防治結合”的原則。通常情況下,井下多采用防、排、探、放、截、堵等綜合方法。不管采取什麽辦法,首先必須做好礦井地質工作和水文觀測工作,其中以弄清老窿、衝擊層厚度、斷層和裂隙、礦井的含水層、隔水層、鑽孔等情況為重點,然後針對具體情況,選擇采取以下措施。


  1. 井下探水。為了進一步探明水文情況,確切掌握水源位置和距離,在采掘工作之前,需要探水。邊看邊掘是預防透水的重要措施。具體講,在掘進接近


  2. 含水的斷層、流砂層、礫石層、溶洞或陷落柱時,以及接近與地表水體或與鑽孔相通的地質破碎帶、積水的老窿、舊巷和灌過泥漿的采空區,必須探水前進。


    采用邊探邊掘的方法時,必須使鑽孔深度超前於巷道掘進距離,使工作麵前方經常有不小於20米的保護礦柱。在薄礦體內可適當縮短距離,但一般不得小於5米;岩石中的探水鑽孔則需超前5-10米。鑽孔的深度一般為40米左右。


  3. 疏幹。即把含水層中的水位降到生產工作麵標高以下,或有計劃地將水源和水部分或全部疏出,從而徹底消除在采掘過程中湧水的可能性。疏幹是礦井防水.積極、.有效的措施,根據不同情況可采用地麵預先疏千、鑽孔疏幹和巷道疏幹三種形式。


  4. 截水。為了使井下局部湧水不致危及其它地區,需要..或暫時截住水源,將開采區與水源隔離。截水措施有構築防水閘牆、防水閘門和留防水礦柱等方法。


  5. 堵水。一般采用注漿法,就是將水泥槳或化學漿壓入地層空隙,漿液在空隙中擴散、凝固、硬化;.後起到堵攔地下水源或加固岩層的作用。


  6. 水不僅對礦山造成直接危害,還是產生滑坡的主要因素之一。為了減輕或消徐水對邊坡岩體的影響,可同樣采用上述措施排除地表和地下水。

    

四、井下水害的處理


一旦井下發生水害事故,在場者或.先知情者應立即向上級報告,同時組織並下人員迅速撤退。人員必須按熟悉的避災路線或朝著有風流通過的上山巷道方向撤退。預先設計的避災路線必須與地麵相通。


處理水害,必須了解水害地點、性質、湧水量、靜止水位、影響範圍、補給水源以及有影響的地麵水體,同時還要了解事故前人員分布情況,礦井中有生存條件的地點及進入該地點的可能通道,以便迅速組織搶救。根據所了解的積水量、湧水量,組織強排,並采用堵塞和灌漿堵水的辦法切斷補給水源,抑製井下湧水;搶救過程中要加強通風,切斷井下電源;排水後立即偵察災區,尋找遇誰人員和搬運設備。

救出傷員時,要防止突然改變傷員已適應的環境和生存條件,避免造成不應有的傷亡。

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