水文地质特征与矿井水害防治对策

发表时间:2021/2/24   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:虞璇
[导读] 摘 要:随着社会的不断进步和发展,煤矿产业的发展正变得越来越重要。
        陕西煤田地质勘查研究院有限公司  陕西西安市  710000
        摘 要:随着社会的不断进步和发展,煤矿产业的发展正变得越来越重要。在众多煤矿灾害的类型中,煤矿水害已经成为了威胁煤矿安全生产的最主要的灾害之一。当前,煤矿井下的地质条件也显得非常复杂,如何在复杂地质条件的背景下更好地进行矿井防治水技术,这已经成为了大家都在研究的问题。
        关键词:复杂水文地质条件;煤矿矿井;防治水技术;探究策略
        中国的煤炭资源储藏量非常丰富,这也使得煤矿开采业在我国经济发展的过程中占据着越来越重要的地位。但是,随着煤矿生产过程中的水文地质条件变得越来越复杂,在煤矿开采的过程中各类水灾事故也频频发生。而如何在复杂的水文地质条件下更好地进行防治水工作一直都在煤矿作业生产中占据着越来越重要的地位。
        1 防治矿井水害的意义
        井下的水害一直都在不断地威胁矿井生产的不断进行,并对矿井的安全生产管理产生非常重要的影响。目前,井下水害已经严重制约了矿井生产规模的进一步扩大,并在最后威胁到矿井的安全生产[1]。由于目前煤矿井下的地质环境非常复杂,在开采的过程中仅仅采用单一的防治措施已经很难对水害进行有效的防治,必须根据实际情况采用多种防治措施来进行防治,才能够更好地保证矿井的安全生产。
        2 主要水害的方式
        2.1 老空水
        在煤矿开采的过程中,很容易在地面上留下大小不一致的采空区。如果灰岩内部贮存的水和地表水流入到采空区的内部,就会因此形成老空水。如果老空水在使用的过程中不能够被及时排出,则很容易因此出现积水的现象,长此以往也就会对煤矿施工带来威胁。从外形结构来看,老空水本身内部的积水时间都会比较长,且又属于一个隐形的地下水库,且随着时代的发展,水库内部会存在大量有毒的气体。如果在施工的过程中不小心触碰了地下水库,则会在不得已间触碰水库,从而引发极大的安全事故。
        2.2 承压水
        在煤矿中的含水层之间会充满大量的水分,且含水层内部也会存在压力。如果在开采的过程中一旦触碰到倾斜的构造或者单斜的构造,则会使得内部有大量的水涌出,直接将水井淹没。
        3对煤矿进行水文地质勘察时的主要内容
        3.1 对开采煤矿区域的地下水进行分析
        对开采矿山区域的地下水进行分析,是勘测过程中的重点,因为地下水能够在很大程度上影响开采矿山区域的土质,如果忽视了对地下水的分析,那么就有可能造成采矿区域的土壤发生塌陷,危害从事开采煤矿行业的人员的人身安全。
        3.2 在对煤矿进行勘测时,必须了解在矿山处建立建筑物的地基所需要的土质类型
        在建设矿井之前,必须对开采煤矿区域的土壤有一个清晰的认识,并且对建筑物所需土质类型有一个大致的判断,避免因水文地质的特征与建筑物所需的不同而影响建筑物的安全性和稳定性,给进行煤矿开采工作的工作人员带来危险。
        3.3 将勘测数据与周围环境相结合,综合分析发生矿井水害的原因
        对煤矿的水文地质进行勘测之后,根据得到的数据与周围环境的关系,得到发生矿井水害问题的原因,进而寻找科学合理的方法去解决这些问题。
        4煤矿水文地质的基本特征
        4.1 水文地质的含水层的基本特征
        水文地质的含水层可以分为多个含水层,其中最主要的是奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层和太原组下段L1-4灰岩岩溶裂缝含水层,下面让我们了解一下这两个含水层的特征。
        4.1.1 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层
        奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层中水的分布是不均匀的,但是能够完成煤层底板之间的水传递,如果在对煤矿进行勘测时忽视了此层含水层对煤矿的影响,那么在进行开采煤矿时,就会给开采工人带来严重的灾难。


        4.1.2 L1-4灰岩岩溶裂隙含水层
        L1-4灰岩岩溶裂隙含水层的厚度比较均匀,拥有一个完整的结构,硬度和密度都很高,该层的含水量很少,因为岩溶裂隙大多都被填埋,水分进入很困难。
        4.2 水文地质的主要隔水层的特征
        在对煤矿进行勘测时,在煤矿的底部存在着由铝质泥岩组成的隔水层,这个隔水层能够有效地隔离水分,拥有较为稳定的层位,但是该隔水层有时会出现断层、破碎带,所以在进行煤矿开采时,因为开采煤矿引发防水层和隔水层的震动,造成断层或破碎带,无法再进行隔水工作。
        5矿井水害主要有哪些
        5.1 地表水引发的矿井水害
        埋藏煤矿的地表有时会有河流或水库,在进行煤炭开采的过程中,如果埋藏的煤炭与地表的距离很近,那么就很可能造成塌陷,导致河流或水库中的水流入埋藏煤炭的地方。
        5.2 煤层上方的含水层引发的矿井水害
        一般情况下,煤层上方的含水层的含水量会随着煤层深度的增加而减少,但是煤层上方的含水层会直接向煤层渗透水源,如果在进行煤炭开采的过程中,不能有效地吸收煤层上方含水层中的水分,那么就极有可能发生矿井水害,给采矿人员的家庭带来巨大的灾难。
        5.3 煤层下方的含水层
        在煤矿开采的过程中,有可能因为测量的不准确,导致开采时破坏了煤层底部的碳酸盐岩,碳酸盐岩遭到损害之后,由于碳酸盐岩底部拥有大量的地下水,一旦地下水的水位高于煤层的话,就会发生水害,给开采的企业或组织带来巨大的经济损失。
        5.4 老空区和老窑区内部积水引起的矿井水害
        有的地区由于拥有较长的开采煤矿的历史,但是没有留下书面依据,所以地下有很多不为人所知的老空区和老窑区,这些老空区和老窑区的分布杂乱无章,人们无法从地表的情况找到老空区和老窑区的具体位置,因而老空区和老窑区里的积水情况也不能为人所知,所以那些进行不规范开采煤矿的个体户在进行开采时,很容易发生矿井水害。
        6如何对矿井水害进行防治
        6.1 如何解决地表水引发的矿井水害
        在进行煤炭开采时,建立矿井时要确保牢固可靠,避免开采煤矿时发生塌陷。另外,矿井的高度要尽量增高,力求高度超过河流或水库的最高洪水位线,避免暴雨天气来临时,发生河流或水库的水倒灌的现象。
        6.2 如何解决煤层上方的含水层引发的矿井水害
        在對煤矿进行勘测的过程中,要对煤层上方的含水层进行抽水试验,明确煤层上方的含水层的含水量,在进行煤炭开采的过程中,使用合适的抽水设备将破坏的含水层中的水全部抽出,避免发生矿井水害。
        6.3 如何解决煤层下方的含水层引发的矿井水害
        在对煤矿进行开采之前,必须对煤层的深度进行测量,以及煤层下方的碳酸盐岩的深度,在开采的过程中,开采人员要把握好尺度,避免开采过深,破坏了煤层下方的含水层,造成矿井水害。
        6.4 如何解决老空区和老窑区积水引起的矿井水害
        在开采煤炭之前,要对开采的区域尽心准确地勘探,明确老空区和老窑区的位置,在进行勘探的过程中,由于老空区和老窑区不易被发现,勘探人员必须使用新的技术来进行勘测,以便准确定位老空区和老窑区的位置,然后将老空区和老窑区的积水抽出,为开采煤矿创造安全的环境。
        7总结语
        由于煤矿水文地质的特征,导致开采人员在进行煤炭开采工作的过程中很容易发生矿井水害,包括地表水引起的水害,煤层上下方的含水层引起的水害,以及老空区和老窑区积水过多引起的水害。
        参考文献:
        [1] 朱建军.工程地质勘察中水文地质问题的危害分析[J].世界有色金属, 2018(6).
        [2] 黄艺.工程地质勘察中水文地质问题的危害分析及处理措施[J].资源信息与工程, 2018(1).
        [3] 罗小波.工程地质勘察中水文地质问题的危害论述[J].华东科技:学术版, 2017(12).
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