摘要:我国地缘广阔,煤炭资源丰富,煤矿成为我国能源产业中不可或缺的一部分。在煤矿生产系统中,回采工作面是采煤作业的主要场所,如果出现渗水、积水等情况,会直接影响煤矿生产活动的开展,严重时还可能引发严重事故。在我国煤矿生产及管理水平不断提高的情况下,从技术到管理层面做好煤矿回采工作面的防治水工作,是提高生产效率、保证工人生命安全、提升煤矿效益的有效方法。
关键词:煤矿工程;回采工作面;防治水;措施
在我国社会经济飞速发展的大环境下,煤矿企业生产管理水平在不断提升。针对多年来困扰煤矿生产的回采工作面防治水问题,相关单位需要组建专门的防治水管理小组,对产生水害的原因进行全面考察和分析。再结合煤矿回采工作面区域及附近岩层的实际情况,采用科学的方式设计一套成熟可靠的防治水系统。然后在工作执行中采取科学的执行方式,结合权责分明、严谨合理的管理方法,全面提高煤矿防治水管理水平。只有这样,才能降低水对煤矿回采工作面生产活动的影响,充分保证工作人员生命安全,提高煤矿生产效益。
一、概况
该煤矿12-233回采工作面正式开采,因长期开采的影响,该地区地表土质比较松散,地层有大量裂缝。这种情况导致该地区日常降水很容易进入含水层,同时地下水的入侵问题也比较严重。在该地区地表存在一定厚度的黏土隔水层,所以目前地表降水对回采工作面的影响比较低。该回采工作面的主要构成包括顶板、底板等支护系统。顶板部分的含水层包括石灰岩3层,分别用C1、C2、C3编码表示。因为石灰岩含水层不均匀性较强,该位置含水量较大,在回采工作面进行开采作业时,因振动和内部受力平衡被破坏,土层、岩层中的缝隙会进一步扩大。通过钻孔控制的方式测得该区域单位涌水量大概为0.0080L/s•m,放水钻孔数量为30,探放深度约为3m。经过观察,发现该区域含水性比较弱。在开采过程中,出现导水现象,水进入到回采工作面形成积水。底板部分的地质构成包括白云岩、石灰岩等,经测得该区域单位涌入量约为3.501L,说明该区域属于强富水层。在针对回采工作面进行掘进施工时,发现存在3处正断层,但此处目前暂无导水、淋水等现象,所以对回采工作的影响较小。
二、煤矿回采工作面防治水方案设计
对煤矿回采工作面进行防治水方案设计时,需要考虑该地区地质构造、围岩、开采进度等。并且,还应当对每层顶板砂岩断层、裂隙中的含水量进行有效控制,降低水头高度,这是做好防治水工作的关键。本文案例中煤矿企业针对回采工作面开展的防治水工作,主要内容如下所示。
1、钻孔作业。该煤矿防治水工作人员在采用常规的防治水措施时,十分重视钻孔点位及方式的科学性。在钻孔时,尽量让钻头到达含水层顶部,确保钻孔能覆盖整个区域。在钻孔间距控制方面,技术人员适当加宽了与巷道走向平行的钻孔间距,而与巷道走向垂直的相关钻孔的间距则大于工作面倾向长度的一半。通过对钻孔位置和深度的有效控制,可以进一步缩小回采工作面输水盲区,提高防治水效果。
2、离水层防治。回采工作开展的期间,工作面采空区上部会出现弯曲沉降带及冒落带,同时还会出现大量裂缝,引发导水现象。正常情况下,采空区上部岩层的弯曲沉降程度,将会直接影响裂缝、裂隙扩张程度,加上导水现象的出现,很可能会出现地面塌陷的现象。另外,部分采空区上部有坚硬的顶板岩石,当它不能和附近较软的岩石层同步弯曲下沉,离层问题随之出现。从防治水工作的角度来讲,离层现象会导致内部储存大量水,在该区域重量不断增大,或受到开采振动、地质活动影响时,会导致岩层崩裂,大量水涌入工作面,引发事故。根据该煤矿多年开采的经验,离水层一般会出现在距离切眼35m左右的范围之内。
所以在回采工作面不断推进的情况下,技术人员会在相关位置进行钻孔放水,然后看出水量,如果出水量超过每小时20m³,则说明离水层现象比较严重,则进一步钻孔,降低离水层内部压力。
三、煤矿工程回采工作面防治水的有效措施
1、对矿井下离层水进行严格控制。在煤矿工程回采工作面防治水工作中,对积水进行疏放是不可忽略的一项重要工作,因此,相关工作人员一定要对积水疏放工作进行严格控制。在回采过程中,施工人员进行打钻时一定要确保钻孔位置和钻孔时间的合理性,如果因为操作失误问题而出现顶板陷落的意外情况,那么水会在短时间内大量涌出,造成严重的水灾,此时井下煤矿开采人员的人身安全将会受到严重的威胁,整个煤矿开采进度也会因此而受到影响。
2、对排水系统的管道进行有效管理。煤矿工程矿井下的排水工作是否能够按照预期顺利完成,很大程度上取决于排水系统能否正常运行,因此,为了尽可能避免井下出现水害,煤矿企业要安排管理人员对采、掘工作面排水系统的安装进行有效管理。具体来讲,管理人员要定时定期地对排水管路、排水泵进行检查,确保工作面排水泵未损坏,管道没有裂缝或者堵塞等问题,如果管道中有异物卡住出现堵塞,那么就要及时对异物进行清除,若管道出现裂缝或者破裂,那么就要立即停止矿井下作业,然后对管道进行维修,确保排水系统正常运转之后再继续生产。
3、加大对回采工作面防治水工作的资金投入。煤矿工程回采工作面的防治水工作能够提升整个煤矿开采的安全性和平稳性,因此煤矿企业一定要给予该项工作足够的重视,加大对回采工作面防治水工作资金投入,为其高效运行提供资金上的支持,这样,设备采购人员就可以选择质量更好的排水设备,精度更高的物探、钻探仪器,为井下的防治水工作提供更加坚实的保证。除了排水设备的安设,矿井还要在规定区域设置排水沟,避免矿井下的污水排放到附近的农田中。一般来说,回采工作面的防治水工作对于相关工作人员的专业技能有着较高的要求,因此企业要加强对于工作人员的培训力度,提升工作人员的综合能力,这样就可以有效提高回采工作面防治水的工作质量。
4、重视地面的防洪排水和对水源的监测工作。雨季来临前,煤矿企业就一定要重视地面的防洪排水工作,避免出现地面上积水过多而大量渗到地下的情况。同时,在雨天,相关工作人员要对回采工作面的防水性能及时地检查,然后以检查结果为依据制定防治水方案,在方案制定过程中,必须要对其进行不断地完善,确保最后防治水方案的科学性、合理性和适用性,在方案实施过程中,相关工作人员要严格按照规定的工序进行作业,确保回采工作面不会受到雨天积水的影响。除此之外,煤矿企业还要对煤矿开采地区的水源进行监测,了解该地区的地下水分布和具体走向,这样在制定防治水方案时就可以使煤矿开采避开地下水的区域,从而避免出现地下水渗漏的问题。
煤矿工程开采过程中存在水害隐患的原因分别有:煤矿开采地区复杂的地质结构;开采人员施工操作缺乏规范性等。在进行地质超前勘测时,勘测人员要选择物探技术,尽可能提高勘测的准确性。煤矿工程回采工作面防治水的有效措施分别有:对矿井下积水进行严格控制;对排水系统的管道进行有效管理;加大对回采工作面防治水工作的资金投入;重视地面的防洪排水和对水源的监测工作;重视水文地质预测工作等。
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