神府矿区矿井开采后水文地质特征及水害防治技术研究

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:李坤 刘刚
[导读] 摘要:本文从矿井水害产生原因出发,结合神府矿区水文地质特征,针对性的提出了一些防治矿井水害的对策,对矿山安全生产提供了相应建议。
        陕西地质工程有限公司  陕西西安  710054
        摘要:本文从矿井水害产生原因出发,结合神府矿区水文地质特征,针对性的提出了一些防治矿井水害的对策,对矿山安全生产提供了相应建议。
        关键词:井工开采;水文地质特征;水害防治;技术研究
        引言
        神府矿区随着煤层开采,采空区面积不断扩大,矿井水害问题也日益突出。不同煤矿所述地理位置不同,其所对应的水文、地质等条件各不相同,因此需对所探讨矿井的水文地质进行充分研究,并针对性的采取水害防治对策。
        1矿井水害产生原因分析
        1.1矿井选址盲目且施工过程缺乏科学性
        对于我国大部分矿山而言,在进行矿井勘探时,都没有做好前提准备,甚至忽略对矿井地下水文地质的探测,最终为后期的煤炭生产形成极大的安全隐患。
        1.2矿区地表水处理不科学
        地表水对于井工开采煤矿而言也存在一定威胁性,一旦形成导通地表的裂缝,地表水就可能沿着裂隙导流至巷道或采掘工作面,产生矿坑涌水,给井下开采造成重大影响。尤其是在降水量较大的丰水期,地表洼地及沟谷内产生的洪流更是形成了众多的不确定漏水隐患点。
        1.3老窑采空区积水
        2000年以前各地由于煤炭开采无统一规划,许多小煤窑私采滥挖,形成大量零散分布的采空区,且其位置无法多已无法核实,随着地下水在采空区内汇聚,给周边煤矿后期生产造成潜在涌水水源。
        2神府矿区水文地质特征
        2.1含水层
        根据地下水赋存条件及水力特征可将神府矿区含水层划分为第四系松散孔隙潜水含水层、侏罗系基岩裂隙含水层两个大类,第四系松散孔隙潜水含水层又包括沙漠滩区风积-湖积砂孔隙潜水含水层、河谷阶地区冲洪积潜水含水层以及黄土梁峁区风积黄土孔隙裂隙潜水含水层,各含水层分布及富水状况见图1。
 
        图1神府矿区含水层类型分布图
        2.2地下水补、径、排条件
        区内潜水主要接受大气降水补给,补给量受降水量、降水强度、地形地貌、含水层岩性等多种因素所制约。迳流方向受区域地貌形态控制,一般由地势较高的河间区向河谷区迳流。本区潜水主要以泉或泄流形式排泄,其次为人工开采及垂向蒸发。
        本区基岩承压水除裸露区通过风化裂隙带间接得到大气降水渗入补给外,主要接受就近潜水的补给。迳流方向主要受地形地貌控制,在河间区,浅层承压水可由地势较高的分水岭部位向沟谷区运移;在河谷区,承压水总趋势由北西向南东顺层迳流。其排泄是部分地段承压水顶板被沟谷切穿而混入潜水或形成水泉,其次使承压水有可能沿弱含水层或透水“天窗”顶托补给潜水。
        3水害防治对策研究
        3.1促进煤矿生产安全的策略分析
        对矿井内部进行地质勘探工作是保障整个煤矿生产安全性的一大重要手段,不仅需要勘探人员对矿区的地质和水文特征进行勘察,还需要排查那些会影响安全问题的危险因素。还必须在此基础上因地制宜,找出适合当地矿区生产的具体方式,提高煤矿生产安全手段与整个矿区发展目标的一致性,从而可以更好的提高整个煤矿生产的安全性,推动整个矿区企业的可持续发展与进步。
        3.2地表水害防治
        ①对矿井井筒的位置进行合理分配
        为避免地表水通过井筒流入矿井,需保证井筒的高度高于该位置处历年来最高水位;若有必要,可专门为井筒修筑堤坝、沟渠等防水害工程。
        ②合理留设河流保护煤柱
        对于径流量较大的河流应留设保护煤柱,防止开采后形成地表水漏失,危害井下安全生产。此外神府矿区生态环境脆弱,建议对区内长年流水河流均留设煤柱予以保护。
        ③及时回填采煤产生的塌陷裂缝
        根据地区生产经验,煤层综采放顶后1月左右采空区地表出现裂缝,2年后塌陷稳定,及时回填塌陷裂缝可有效阻断其导水通道,避免井下水害发生。
        ④封堵勘探钻孔
        勘探工作结束后,应用水泥黏土等及时封堵钻孔,防止地表水及煤层上部地下水漏失危害井下生产活动。
        ⑤在地表容易积水的地点,应当修筑沟渠,排泄积水。特别低洼地点不能修筑沟渠排水的,应当填平压实。如果低洼地带范围太大无法填平时,应当采取水泵或者建排洪站专门排水,防止低洼地带积水渗入井下。
        3.3老空水防治措施
        ①开展老窑采空区分布范围及积水情况调查工作,查清矿井和周边老空区积水情况,调查内容包括老空位置、范围、层位、积水情况、补给来源等。
        ②应当及时掌握本矿及相邻矿井距离本矿200m范围内的采掘动态,将采掘范围、积水情况、防隔水煤(岩)柱等填绘在矿井充水性图、采掘工程平面图等图件上,并标出积水线、探水线和警戒线的位置。
        ③当老空有大量积水或者有稳定补给源时,应当优先选择留设防隔水煤(岩)柱;当老空积水量较小或者没有稳定补给源时,应当优先选择超前疏干(放)方法;对于有潜在补给源的未充水老空,应当采取切断可能补给水源或者修建防水闸墙等隔离措施。
        ④近距离煤层群开采时,下伏煤层采掘前,必须疏干导水裂隙带波及范围内的上覆煤层采空区积水。
        ⑤应当对老空积水情况进行动监测,监测内容包括水压、水量、水温、水质、有害气体等;采用留设防隔水煤(岩)柱和防水闸墙措施隔离老空水的,还应当对其安全状态进行监测。
        3.4加强过断层管理
        过断层期间合理确定推采方向和角度,尽可能减轻或避免对断层的扰动作用,在开采过程中密切监测断层导水性变化,以防断层滞后突水发生,必要时对断层超前预注浆,技术人员及时进行现场指导,并监督过断层安全技术措施落实情况。
        3.5加强工作面涌水监测
        加强工作面涌水量实时监测,对于涌水量发生异常时及时进行分析,出现底板异常底鼓或产生裂隙、底板涌水等突水征兆要引起高度重视,发现异常情况及时汇报,以便查明原因、及时处理,必要时采取停产撤人的紧急措施。
        结束语
        综上所述,为更好的对矿井内部的水害进行防治,要在研究矿井内部地质水文特征的基础上不断的提高和开发相关的技术和手段,指导煤矿安全生产。
        参考文献:
        [1]岳金华.矿井水文地质分析及有效防治矿井水害的建议[J].能源与节能,2019(12):35-36+138.
        [2]杜献.矿区水文地质特征及防治水措施[J].中国新技术新产品,2019(20):93-94.
        [3]崔少北,李晓斌.矿井水文地质特征分析与类型划分[J].山西建筑,2019,45(18):65-67.
        [4]乔占瑞,龙建.矿山建设中水文地质的灾害防治策略探析[J].世界有色金属,2019(16):114+116.
 
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