防治水策略十篇

防治水策略 篇1

煤矿产业在中国社会主义市场经济发展中发挥着重要作用。而社会主义市场经济发展也给煤矿产业发展带来了前所未有的机遇。也正是这一发展趋势, 使得煤矿产业发展速度增快, 然而, 随之而来的是安全事故频频出现。煤矿充水会给煤矿发展带来严重安全事故威胁。中国在煤矿充水因素方面虽然有了一定研究, 但在实际煤矿业发展中, 煤矿充水事件频频出现。所以, 中国煤矿领域必须加强对煤矿充水因素的重视, 并不断研究防治煤矿充水的方法和措施, 从而促进煤矿企业发展和进步。

1 矿井充水因素分析

导致矿井充水的原因很多, 在此提出了几点主要的且十分容易导致煤矿充水的因素, 如充水水源、冲水通道等, 下面进行详细阐述, 以供煤矿企业参考。

1.1 充水水源

a) 大气降水对矿井充水的影响。大气降水是导致煤矿充水最主要的原因之一, 同时也是最容易引起煤矿安全事故的原因之一。大气降水后, 水会通过裂缝等渠道直接进入煤矿井下。大气降水具有明显季节性, 所以也比较好掌握。此外, 大气降水导致的煤矿矿井水量上涨一般都会出现在降水后3 d~7 d左右;b) 地表水对矿井充水的影响。煤矿矿井所在地如果地表水体发育不好, 在不下雨季节地表几乎没有水。所以, 如遇下雨天气, 地表水体、水流不发达, 没有规律, 就很容易引起矿井充水现象出现;c) 采空区及相邻矿井积水的影响。在煤矿采矿区周围普遍会分布着许多其它矿井。这些矿井在不同情况下进行开采, 难免会造成采空区积水的现象产生。所以, 煤矿开采区极易受临近矿井影响。

1.2 充水通道

a) 断层及裂隙。煤矿矿井如果内部断层落差与破碎带宽度都比较小, 再加之断裂层内会有一定泥沙在其中, 就会使得矿井断层导水性不好, 断层导水性不良是导致煤矿充水又一个重要原因;b) 封闭不良的钻孔及井筒。封闭不良钻孔是典型人类活动留下的点状垂向导水通道, 由于导水通道隐蔽性强, 垂向导水畅通, 不仅使垂向上不同层位含水层之间发生水力联系, 而且当井下采矿活动揭露或接近钻孔时, 可出现含水层水的入渗和灌入, 影响煤层正常开采, 甚至出现严重水灾事故。井田内及周边现有钻孔较多, 因施工年代不同, 尽管以往进行过封孔, 但矿井生产时仍应有所防范[1]。但部分钻孔由于技术设备、材料质量、施工条件、技术和生产需求及历史背景等原因, 未封孔或封孔质量较差。由于井田井筒均穿过煤层以上所有含水层, 故上部各含水层地下水可通过井筒对矿坑产生充水, 使得煤层以上各含水层富水性均弱, 容易导致煤矿充水现象;c) 煤层底板采动破坏导水带。煤层底板采动破坏导水带主要包括两部分: (a) 岩层新产生的断裂破坏部分; (b) 由于变形而引起的裂缝扩大部分。然而, 无论是这两者中的任何一部分, 都会严重影响岩层阻挡水流的重要作用, 同时还能使得小断层在逐渐发展中变成较大断裂带, 从而使得原本用来阻挡水流的岩层构造变成了有利于导水的水流构造。而这一原因也正是导致突发性煤矿充水事故的原因。

以上仅仅是导致煤矿充水最主要、也是最常见的几点原因。而事实上, 导致煤矿充水的原因有很多。所以, 对于煤矿充水原因的研究还需要煤矿领域专业人士进行进一步研究和探索。同时, 还要根据导致煤矿充水的原因, 研究出合理科学的防治措施, 从而在最大限度上避免由于煤矿充水而导致安全事故的出现。

2 防治煤矿充水的措施

由上述可知, 导致煤矿充水的原因有很多。所以, 煤矿领域必须正视这一问题, 并大量研究防治煤矿充水的方法和措施。同时, 在研究煤矿充水措施时, 必须要采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施, 以保证煤矿企业能正常有序的工作。

a) 防治煤矿充水的措施首先要从提高煤矿开采人员防水意识做起, 加强对煤矿工作人员的培训。一方面提高煤矿工作人员的防水观念和防水意识, 另一方面, 也要提高煤矿工作人员的防水技术和防水水平;b) 加强煤矿开采单位水文地质工作人员队伍的建设。由于煤矿充水事故的频发性, 所以煤矿业必须要培养并引进先进的水文地质方面人才。同时, 通过采用先进方式和手段, 对煤矿采空区进行有规律探测, 尽量避免涌水现象和导水性不良等现象出现;c) 煤矿充水会对采矿工人带来生命威胁, 所以为了煤矿安全生产, 也为了煤矿工人生命安全, 需投入大量资金来完善煤矿排水系统和安全设施。与此同时, 还要不断引进国外先进技术和管理经验, 来完善中国煤矿业的发展;d) 重视周围煤矿矿井开采情况, 采取信息互通、信息共享的方式来增进对周围煤矿的了解。此外, 在进行煤矿开采前, 要对矿井四周采空区等多方面进行调查, 确保煤矿顺利开采;e) 在对煤矿进行开采的过程中, 要坚决避免出现超层或越界的开采现象;f) 煤矿业在今后发展中, 要坚持先勘测后挖掘, 先治理后开采的原则, 从而在最大程度上确保煤矿开采的安全性和稳定性;g) 做好地面防治充水工作也十分重要。 (a) 要建立科学、合理的排水系统和防水系统; (b) 对于开采完毕的矿井要进行添堵; (c) 要严格检测矿井内是否有地面塌陷等不利于导水的问题, 如果发现, 要进行及时处理;h) 煤矿企业要想做好煤矿充水防治工作, 与气象等单位的密切合作十分有必要。通过及时掌握天气情况, 对煤矿采取相应措施, 做好预防工作;i) 煤矿方在进行开采时, 还应时刻谨记留设各类防隔水煤柱, 同时定期并认真观测煤矿矿井内断层的导水性;j) 煤矿方开采接近采空区时, 要进行探放水工作, 且工作具体步骤应严格按照相关规定来进行操作;k) 在对每个煤矿矿井开采之前, 都要制定十分缜密的防水计划和防水应急计划。且这两个计划要足够详细, 具有可实施性和可操作性。这一过程对于煤矿开采十分重要。这两种计划能在一定程度上帮助煤矿企业正常开展工作。尤其是这两个工作中的探水工作。探水工作直接关系到煤矿充水, 所以, 应根据其矿井实际具体情况进行分析和设计编制探放水计划。同时在计划中, 着重重视探水警戒线的确定, 然后, 还要根据警戒线深浅来制定相应科学的安全措施。此外, 在布置探水钻孔时, 切记要按照成组方式布置, 如果在布设过程中出现任何异常状况, 都要停止煤矿开采, 通过探放水的一些相关工作来排除隐患后方可继续采掘。煤矿采掘在这一过程中可能出现的隐患有很多, 其具体内容有如下几个方面: (a) 煤矿矿井内巷道压力随着煤矿开采时间增长, 很容易引起岩石逐渐变软, 并伴有掉渣等严重现象出现; (b) 矿井内巷道内壁会有类似小水珠的现象出现, 从而导致地板突然间发生涌水现象; (c) 在煤矿采掘过程中, 如果发现异常水声, 也属于不正常现象, 需要进行仔细检查; (d) 采面或巷道“挂红”, 水的酸度大, 有涩味或臭鸡蛋气味; (e) 工作面空气温度降低, 出现雾气[2]。

3 结语

由于煤矿充水对煤矿企业影响十分重大, 关系到煤矿企业发展, 更加关系着煤矿工人生命安全。所以, 对于煤矿充水工作的防治策略应加以重视和研究。

煤矿充水对于煤矿企业安全生产有着极大威胁。然而, 由研究可知, 引起煤矿充水的原因很多, 更加为防治煤矿充水工作带来了一定难度。而中国虽然在煤矿充水因素方面有了一定研究, 但从实际来看, 研究深度显然不够。因此, 为了中国煤矿产业安全生产, 促进中国经济发展, 煤矿领域专业人士必须加强对煤矿充水因素的重视和研究, 并不断从煤矿充水的多个角度、多个方面进行研究, 从而研究出更好、更有效的防治煤矿充水的方法和措施, 从而为煤矿企业发展和进步奠定坚实基础。

参考文献

[1]杨连云.煤矿防治水措施研究——以河南煤化焦煤集团古汉山矿为例[J].企业科技与发展, 2010 (10) :15-17.

防治水策略 篇2

1 典型病例

2006年9月7日, 吉林省大安市城郊孙某的3岁黑白花奶牛, 因喝水比平时多一半而发病。该牛精神沉郁, 四肢冰凉, 耳、鼻冷厥, 口色青白, 不吃不喝, 舌面滑润, 肌肉颤动, 头颈伸展频频, 里急后重、呻吟不安, 不停地做排尿姿势, 但尿量不多, 呈浅红色。检查心音及肺呼吸音未见异常, 肠音响亮, 胃蠕动音未听到, 体温39℃。对尿液进行酮体化验为阴性。对尿液进行血红蛋白化验:呈阳性反应。故结合病史确诊为奶牛水中毒。

2 发病机制

牛具有特别好奇的行为学特点。饮喂饲料水时, 一口气可以吸去半桶料水, 因而极易发生过量饮水。

从反刍兽消化生理学上讲, 液体饲料水10多秒钟即可进入网胃里, 再经过3～7min就进入真胃, 接着迅速进入小肠。奶牛每昼夜需要饮水100kg左右, 个别奶牛可达到200kg。其中85%～90%被牛体吸收利用 (这种吸收80%是由小肠完成, 大肠完成20%) , 其余10～15%的水分随粪便排出体外。

超常饮水后, 会使真胃、小肠的张力突然剧增。这种不能忍受的刺激会使蠕动无力, 同时胃肠内分泌物被水稀释, 内分泌减少, 胃蛋白酶的活性降低, 引起粗蛋白在胃里的初步消化障碍。加之, 小肠黏膜分泌胃肠激素的功能减弱, 直接影响胃液、胰液和胆汁的分泌排出。由此, 迅速出现消化紊乱。当水分被大量吸收后, 引起血液渗透压改变, 红血球崩解, 造成临床上所见的溶血性红蛋白尿。

当大量饮用冰凉水以后, 临床症状更加严重。腹疼剧烈, 体力消耗更大;当奶牛饮0℃的水100kg后, 要使这些冷水的温度达到体温, 需要消耗1040g的可消化物氮物, 大约相当于维持饲料量的40%左右。再加上过度饮水后, 消化机能紊乱, 能量转化受阻, 奶牛只能消耗体脂肪、体蛋白来维持新陈代谢。

3 鉴别诊断

本病的诊断比较容易, 主要依据“过量饮水, 突然出现血红蛋白尿”。但为了慎重起见, 还必须进行鉴别诊断。

3.1 初步鉴别血尿和血红蛋白尿

3.2 试剂鉴别

(1) 苛性钾血红蛋白尿试验:方法:取5～10cc尿于试管中, 加入10%的苛性钾溶液2～3cc, 振荡混合, 加热煮沸。判断:若沉淀为红褐色时, 判为 (+) ;若沉淀为灰白色时判为 (—) 。

(2) 列特拉德尿酮试验:试剂:亚硝基铁氰化钠1g, 无水碳酸钠200g。均匀混合装入棕色瓶里, 备用。方法:取少许混合试剂, 置于白色纸上或放在白色瓷盘中, 滴加被检尿1滴于试剂上。经数秒钟后判断结果。判定:呈粉红色或紫红色时, 此尿属尿酮阳性, 酮体含量越高颜色越深, 可呈紫色。若不变色或其它颜色时, 判为尿酮阴性。要与肾出血、尿道出血、肾炎、钩端螺旋体病、焦虫病相区别。

4 预防及治疗

(1) 预防:根据季节、气候的变化及饲草饲料的干湿程度灵活掌握每天的饮水量。一般依据每喂1kg饲料的干物质, 喂给温水4～6kg为宜。对产奶牛每产奶1kg, 应喂给温水4～5kg。最好的办法是让奶牛自由饮水, 从小养成自由饮水的习惯。

煤矿防治水的难题与改善策略分析 篇3

关键词：煤矿防治水；影响；难题；改善策略

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0175-02

作为我国的主要能源之一，煤炭仍将在未来很长时期内发挥重要作用。虽然煤炭发展受到阻碍，但这亦是对煤炭行业的一种挑战，煤矿应注重安全生产，尤其在矿井防治水方面。

1 防治水工作对煤矿安全生产的影响

防治水工作对煤矿生产的影响是多方面的，具体可概括为三个方面的内容：

①在矿井安全方面，矿井地质资料对煤矿生产设计、制定防治水策略和预测水患的重要依据，而地质资料的获取是防治水工作的内容之一。

②在水文地质调查方面，矿井防治水工作除获取本矿井水文情况，还需对附近区域小矿井水文信息，并制定防治水应急方案。

③水文地质资料对矿井地质储量、开采进度与水文预测预报方面亦有重要的影响。

2 煤矿防治水难题

2.1 煤矿防治水管理理念比较落后

矿井水害一直是影响煤矿安全生产的重要因素，几乎国内所有煤矿都面临不同程度的水害问题。而现阶段，煤矿防治水管理普遍存在理念上的缺失，具体表现在对于煤矿生产产量的过度重视，而忽略对于防治水工作的重视。

煤矿管理理念的落后，造成矿井防治水在煤矿企业地位得不到保障，致使相关部门缺乏详精的防治水管理职责与制度，甚至造成严重的水害事故。据相关资料统计显示，煤矿事故中水害事故率占到了30%～40%，而其中大多数事故的发生是由于管理的不到位引起的。因此，传统的“有情况多治理，无情况就忽视”的理念已经严重不适应现代煤矿安全生产的需要，煤矿防治水管理应紧跟时代脚步，保持与时俱进的管理理念。

2.2 缺乏足够的资金投入

就现阶段而言，国内多数煤矿面临经济效益下滑的窘境，煤矿效益不好，对于其内部管理与治理方面的资金投入必然减少。尤其是煤矿防治水工作，其在煤矿企业生产中一直处于边缘的地位，当煤矿经济效益受到影响之后，煤矿低于防治水工作的资金投入将更加缺乏。没有足够的资金投入，矿井防治水工作将得不到保障，如在遇到特殊条件的水害问题，治理智能凭借煤矿以往的治理经验，不用聘请专家进行科学、合理的设计。除此之外，资金的匮乏还是得煤矿防治水工作不能引进先进的技术设备、材料；防治水部门工人薪酬得不到保障，其工作态度与质量必将大打折扣，等。

2.3 技术人才储备不足

随着国内大学的扩招，国内大学为煤矿企业培养了众多的技术人才，包括采矿、机电、安全等方面人才。但在地质水文方面的技术人才仍然较少，分析其原因主要为大学本科教育多为基础性教学，对于某种针对性较强的专业培养不足。而研究生阶段虽有专门研究矿井水文地质，但煤矿企业中此方面的人才储备严重不足。矿井水文地质条件好，并不意味着不会发生矿井水害，煤矿企业亦需要注重矿井防治水人才引进。煤矿现有防治水技术人员有限，而又得不到充足的新鲜技术血液供应，出现青黄不接的现象。引进技术人才对于矿井防治水工作有着重要意义，只有保证足够数量的技术力量储备，才能在实际生产中规范化防治水工作。

3 煤矿防治水改善策略

针对煤矿防治水工作难题，煤矿今后的防治水工作可采取的改善策略有以下几项内容。

3.1 转变管理理念——提高煤矿防治水地位

传统的管理理念已经不适应当前煤矿企业的生产管理，应坚决摒弃落后管理的理念，积极引进并学习先进的管理理念。组织领导人员与相应的职工进行培训，学习先进的管理理念与成功的管理经验，并结合自身实际条件，有选择性地进行调整改进。分析自身存在的不足与差距，并对煤矿管理制定详尽的改善规划，有计划地提高防治水工作水平。

3.2 足够的资金投入——防治水工作基础前提

从某种角度分析，资金是煤矿一切管理事物与生产实际的基础条件，缺乏足够的资金投入，煤矿的安全生产得不到保障。因此，煤矿企业应对矿井防治水投入适宜的资金金额，保证防治水工作效率与防治水治理效果。

3.3 引进与培养水技术人才——煤矿防治水技术储备

煤矿防治水工作需要有足够数量的专业技能人员，这是保证煤矿防治水效果的重要前提。员工技术素养与其工作能力有着直接的关系，为提高员工技术水平，煤矿应引进水文地质专业人员，并定期对专职人员进行业务技术培训。培训内容除了防治水基础知识外，还应包括矿井防治水工作相关的管理与技术。考虑员工文化水平的差异，培训内容的制定应以实用性为原则，尽量贴近现场生产管理。同时，还应建立相应的激励制度，通过职称或者资金等方式来激励员工的学习积极性。

3.4 做好矿井水文地质勘测、监测——矿井防治水技术

措施

水文地质勘测是预防与预测矿井水害的有效措施，是进行矿井设计与生产设计工作的基础，如运用瞬变电磁法、井下直流电法等可行的综合物探技术勘察矿井承压水的范围、规模等信息，进而制定相应的解决方案。水文地质监测的一项重要内容就是矿井涌水量，涌水量是对矿井水文地质情况进行监测的重要参数，矿井日常工作中应做好涌水量参数的记录与分析工作。当涌水量有异常变化时，相关工作人员应上报负责人，由技术人员进行地质水文地质二次勘测与制定应对措施。矿井水文地质勘测与监测中需要特别注意两个特殊时期：①矿区雨季汛期多发期，尤其对于南方煤矿，需额外增加观测力度；②有透水征兆现象时，此时应密切留意矿井涌水量变化，对其进行综合分析并相应地调整施工生产计划。

3.5 定期排查矿井水患——煤矿防治水管理措施

煤矿防治水是一项持久性工程，对于防治水工作需要“系统抓、抓系统”，定期对矿井防治水工作进行检查，排除矿井水患。首先，规范矿井防治水检查管理的评分机制，用标准化的制度来约束和加强矿井设备现场管理。其次，煤矿企业监管应加强监管力度，对附有管理职能的部门制定监督考核制度与章程。通过章程来规范监管行为，做好排水设备检查、维修、运行状况等情况记录，施行有隐患及时解决方案。尤其对于我国南方的多雨矿区，雨季降水量较大，此时一旦发生水害其危害是巨大的，这时期更应该做好水情隐患的排查工作。

4 结 语

就煤矿当今的发展形势而言，煤矿防治水工作面临的难题非常严峻。煤矿防治水效果的提高任重而道远，煤企领导以及相关人员应充分认识到防治水工作的重要性，并切实体现在行动之中，为煤矿高效、安全生产提供基础保障。对于煤矿防治水工作的改善需要采取综合性的策略措施，秉持以管理理念的转变为基础，采取加大资金投入、引进与培养技术人才、做好水害排查等辅助措施，逐步有计划地解决矿井防治水难题。

参考文献：

[1] 武强.我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J].煤炭学报，2014，（5）.

[2] 朱磊.浅析目前我国煤矿防治水工作面临的困难与对策[J].山东工业技术，2014，（18）.

防治水策略 篇4

2011年防治水工作总结 2012年防治水工作计划

批准：

总工程师：

部长：

审核：

编制：

年月日

2011年工作总结

在嘉和煤业领导的正确领导下，从接管矿井到现在我部圆满的完成了2011矿井防治水的各项工作内容，为了及时总结经验，吸取教训，扬长避短，鼓足信心做好2012年嘉和煤业井上、下防治水等工作，现将今年防治水工作总结如下：

1.四月中旬下发的文件恢复成立了嘉和煤业雨季“三防”指挥部，迅速储备抢险物资，组建了抢险队伍，并进行了实战演习；对雨季“三防”前期准备工作组织了多次检查，对检查出来的问题责成有关单位迅速进行了整改，将事故隐患消灭在萌芽状态。通过认真细致地工作，保证了我矿汛期安全生产的正常进行，保障了国家财产免受损失。

2.每月月初对本月采掘计划内的工作面进行了防治水隐患排查分析，规定了排查、整改负责人；月底对本月的水情水害情况进行了总结；对每个季度的水情水害情况进行了预报和总结；在年底对本的水情水害情况进行了总结并对下的水情水害情况进行了预报。

3.每月不定时的对全矿各个回采、掘进工作面进行水情观测，为 矿井水情水害预报及排水系统的改善提供了真实可靠的资料。

4.提前对各回采工作面及掘进工作面进行了地质及水文地质预报，1～12月份共下发各类地质、水文地质预报通知单共42份，同时对150311、150312回采工作面和新区2#集中回风巷、x150202轨、皮顺，提交了地质说明书，预测了正常涌水量及最大涌水量，指导了安全生产的正常进行。

5.为了查明投入生产工作面的3m以上断层和15m以上的陷落柱，邀请重庆地质研究院对311工作面进行坑透工作，为工作面的安全回采提供了准确的地质资料。

6.根据坑透探测资料，对回采工作面出现的异常区进行了打钻探测验证，主要有150311回采工作面，每10米在轨、皮顺和切眼分别进行探测，为工作面的安全回采提供了准确的地质资料。

7.合理设计、精心组织，分别在150311轨、皮顺槽释放150311工作面上部对回采有影响的K7、K8含水层，从源头上消除了采空区突水的安全隐患，有效的减少了回采时采空区积水对生产的影响。

8.根据生产作业计划，对矿井掘进进行放线测量，累计放线3757m。其中有集中回风巷与集中轨道顺利贯通以及新二采区回风巷贯通等大型工程。

9．针对我公司地质透明平台不完善和地质保障体系不健全，由矿总工程师主持，地质部协助，对新旧区进行了三维地震勘探、瞬变电磁勘探、水文地质类型划分和补充勘探。

10、根据省厅及晋中市国土局的要求分别编制了土地复垦方案、矿山生态环境保护与治理恢复方案、储量核查、开发利用方案。

2012年工作计划

结合嘉和煤业的采掘生产衔接计划，地质部2012年重点做好以下几方面的工作。

1．四月中旬成立公司雨季“三防”指挥部，并下发文件对全矿的雨季“三防”工作进行具体部署。

2.在工作面在回采前对X150202、150312工作面进行无线电波坑透。

4．每月月初对本月采掘计划内的工作面进行了防治水隐患排查分析。

5．提前对各回采工作面及掘进工作面进行了地质及水文地质预报。

6．坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，对各队组防治水工作进行有效的监管。

7.根据生产作业计划及时正确对巷道进行中、腰线测量、放线。

嘉和煤业地质部

煤矿防治水管理模式探讨 篇5

1.1 煤矿水害源

矿井水害是伴随生产而发生的,往往具有突发性和地点的不确定性。水害造成的损失是既成事实和无法挽回的,一旦发生水害,虽然危害程度不同,但通常都使生产中断、财产损失,严重者造成人员的重大伤亡。2005-2009年五年中全国发生各类透水事故215起,死亡1373人。不难发现,煤矿透水事故下降幅度较大,人员死亡数量大幅下降。

1.2 水害源类型

矿井水害的充水水源一般有下列几种:地表水、第四系水、岩溶水、裂隙水、煤层顶底板含水层水和采空区积水。根据2005年到2009年上半年统计,全国215起透水事故中,老窑、采空区透水占81%,说明老窑、采空区透水是主要水害类型。

2 煤矿水害源的探测技术

2.1 煤矿水害源的构造探测技术

地质报告是煤矿设计的依据,是煤矿投产后水文地质工作的技术指导性文件。近年来,地质报告的编制质量很低。

在煤矿生产的困难时期,防治水工作被削弱。表现为投入不到位,缺乏必要的防治水设备,防治水基础设施损坏未得到及时修复。近年来,虽然煤炭市场形势好转,但由于思想重视不够,历史欠账又多,一时还没有彻底改变,矿井抵抗灾害的能力非常脆弱。

2.2 相对富水性探测技术

重视程度不够、认识不高、技术人员缺乏、防治水措施编制不科学、无操作性和针对性是当前普遍存在的问题。

另外,一些煤矿为了追求效益而忽视安全,主管部门以产量和效益做为考核成绩的标准,致使煤矿主要负责人心存侥幸,冒险生产。再有,责任不明确,没有建立以总工程师为首的技术管理体系,技术人员没有地位,说话没人听。

3 防治水害的综合管理

3.1 切实加强防治水基础工作

煤矿要编制中长期防治水规划和年度防治水计划,并认真组织实施。各类矿井要采用适合本矿井的物探、钻探、化探等先进适用技术,查明矿井或采区水文地质情况。

重视地球物理技术在煤矿水害方之中的地位,在采取设计阶段坚持利用三维地震勘探技术和瞬变电磁技术进行补充勘探,查明落差大于5m的断层及富水性。

3.2 认真做好井下探放水工作

凡采掘工作面受水害影响的矿井,要开展充水条件分析,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。矿井有透水征兆时,受水害威胁的区域要立即停止作业,撤出作业人员到安全地点,分析原因,采取有效措施。井下探放水必须使用专用的探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。

3.3 加强“雨季”三防工作

煤矿企业必须就防范暴雨洪水进行隐患排查和专项整治,彻底消除隐患。井口标高低于历史最高洪水水位的矿井要有应急措施;对洪水可能淹没的废弃老窑井口必须按规定填实封死,或在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板,严防地表水倒灌井下导致淹井。雨季要安排专人负责对本井田范围及可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙,以及可能影响矿井安全的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查,特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后,要实施24小时不间断巡视。建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度,发现暴雨洪水灾害严重,可能引发淹井时,必须立即停产撤人,只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产。

3.4 加强水害应急救援和职工防治水安全知识培训

各产煤地区相关部门要制订完善水害应急预案,建立区域抢险排水基地,增置各类排水设备,定期对设备进行检修,保证设备完好,以提高抢险救灾能力和效果。煤矿企业也要储备足够的抢险物资和设备,确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。煤矿企业要结合典型水害案例,加强对职工水害防治知识的培训和教育,提高安全生产技能和综合素质。制定并不断完善矿井水害应急预案,开展应急预案的演练,使职工掌握逃生的路线。煤矿企业发生透水后,要立即启动矿井水害应急预案,并按规定及时上报有关部门,积极开展救援工作。

3.5 加强防治水监管监察工作力度

地方各级煤矿安全监管部门要认真履行对煤矿水害的日常监管职责,加强对辖区内煤矿的监督检查力度。凡防治水措施不落实、没有开展水害隐患排查治理、超层越界开采的煤矿,必须责令其立即停产整改;经整改仍不合格的,要向当地政府报告并依法予以关闭。驻各地煤矿安全监察机构要对受老空水、地表水、承压水或溶洞水威胁的煤矿进行重点监察。凡存在重大水害隐患的煤矿,要责令其停产、限期整改;经整改仍不合格的,提请地方政府依法予以关闭。

对发生水害事故的矿井,要按照“四不放过”原则和“依法依规、实事求是、注重实效”的基本要求,认真调查事故原因,严肃追究事故责任,及时公布处理结果,接受社会和群众监督。对重大未遂透水事故,也要彻查原因,促使煤矿吸取教训,举一反三,提高防治水工作水平。

4 结语

地测防治水管理工作探讨 篇6

1 科学地锁定目标, 强化深层次的技术管理

东庞矿矿井地质和水文地质乃至瓦斯地质特征, 经采勘对比均发生了质的变化;矿井水平的延伸、边部和下组煤的开采所带来的诸多水害隐患, 均是构成地质灾害的重要因素, 因此, 锁定住上述目标及时升级地测防治水工作版本, 构筑新的防御体系, 是强化深层次技术管理的重要步骤。

1.1 在完善制度建设方面, 我们建立健

全了水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度, 规范了周分析制度和每月由总工程师参加的分析制度, 增加了定期杨矿组织的技术例会, 完善了地测相关规章制度。

1.2 注重了矿井生产过程中包括物探、

钻探乃至化探在内的全方位的综合勘探工作, 按公司规定补充了煤巷掘进和回采工作面煤层钻的钻探工作, 杜绝了采掘工作面误揭露无水陷落柱, 加强了对综合勘探资料的综合分析和规律的研究工作。

1.3 强化了地测技术人员的培训工作,

从科长到组长均承担了专业知识和实际工作应知、应会的传、帮、带的责任, 制定了全矿和专业技术人员的地测防治水技术培训计划, 使全矿职工掌握了矿井防治水知识, 增强了职工防治水意识, 通过培训也使地测专业技术人员较好地掌握了基本专业知识和工作方法, 满足了地测工作的需求, 指导了安全生产。

2 加强地测防治水基础工作

矿井地测防治水工作既是一项实用性很强的工作, 也是矿井生产过程中的一项致关重要的基础工作, 因此, 我们继续加强了地测信息保障集成系统建设, 满足了各专业数据库的建立、图纸编辑和自动成图的需求, 在此基础上我们对各类勘探成果及时与实际揭露资料对比分析、进行修正, 为应对各种突发情况提供了一个真正意义上的地测信息保障系统。

2.1 地质基础工作

在矿井生产勘探方法和手段上, 坚持了井上、下综合探测, 必要时采用巷探的原则, 同时随着勘探技术的发展也针对性地积极采用先进的勘探技术来满足生产对地质勘探成果的需求。

通过多年经验积累及先进技术的应用, 我矿总结出五条地质预测预报保障措施:⑴加强基础地质资料的综合分析, 进行地质预测预报;⑵利用综合物探技术的应用进行地质预测预报;⑶应用层位对比法进行地质预测预报;⑷利用井下钻探资料进行地质预测预报;⑸应用作图分析法进行地质预测预报。五条地质预测预报保障措施的认真实施, 较好地对地质复杂区地质构造、煤层赋存形态进行了超前预测预报, 指导了安全生产。

2.2 矿井测量基础工作

在矿井测量工作方面, 积极推广应用先进的仪器设备, 积极进行资料管理方面的探索;全站仪、防爆全站仪的引进, 大大提高了我矿测量工作效率和施测精度。同时, 在井下执行导线点挂牌制度, 方便了生产区队及其他相关人员使用。资料管理上, 编制电子成果台帐, 打印成册, 按采区分册, 美观整齐, 便于查找。

2.3 矿井水文地质基础工作

矿井水文地质工作是建立在矿井地质和测量基础工作之上的一项十分重要的基础工作, 它既汇集了地质和测量成果的优势, 同时又有它自身的特点, 因此我们在努力做强地质和测量基础工作的同时, 把矿井水文地质工作尤其是涉及矿井重大危险源的重大水害防治基础工作纳入主攻方向, 确定了严密的防治水技术路线, 建立了完整的防治水体系。

2.4 矿井储量基础工作

根据《储量》、《三量》规程和公司质量标准化达标要求, 规范了台帐、图纸的编制工作, 加强了工作面回采过程中地质构造、煤层夹矸的超前预测预报工作, 为矿井正规生产提供了准确可靠的数据和资料。同时, 为了加大资源回收力度, 对回采工作面采高、机头、机尾三角煤回收严格考核, 严格要求区队在上巷利用机组直接将巷道底煤割出, 下巷全部超前卧底, 提高资源回收率。

3 转变思路, 做实、做强地测防治水工作

3.1 改变生产格局, 促进防治水工作的落实

在采掘战场布置方面, 为了适应目前全程勘探的防治水技术思路, 结合矿井生产特点, 对采掘设计进行优化、合理摆布生产地区, 满足了一队两头的生产格局, 在严格完成各项防治水工作的同时提高了单进水平。

3.2 全面转变工作思路, 由技术向生产延伸

为了切实把防治水工作落到实处, 我矿及时提出了技术向生产延伸的工作思路:即地测防治水工作不单纯是技术部门的直属工作, 也是生产部门密不可分的工作任务;防治水工作没有完成, 要直接问责生产单位;思路的改变, 使生产单位时刻把协助运输钻机、排水系统完善。

3.3 实行技术例会制度, 力促各项地测防治水工作的落实

为做好矿井防治水工作, 我矿定期组织技术部门进行实地工作调研, 定期组织技术专题会, 对技术工作尤其防治水工作进行周密部署和安排, 每次调研和技术例会后, 及时下发工作纪要, 每项工作都确定负责人、完成时间, 并追踪考核。

3.4 逐步探索行之有效的地质技术路线

随着矿井生产水平的延伸, 矿井地质条件及瓦斯地质条件变得复杂, 严重影响了采掘生产及安全;通过现场经验积累及先进技术的应用, 我们及时总结出五条地质预测预报保障措施, 并广泛应用, 较好地对地质复杂区地质构造、煤层赋存形态进行了超前预测预报, 指导了安全生产。

3.5 多措并举, 提升职工防治水技能和意识

为了加强职工防治水教育培训工作, 教育科、地测部门每年联合制定年度地测防治水培训计划, 矿领导、专业科长、技术骨干亲自担任教师授课, 提高职工现场防治水意识。

4 今后努力方向

加强与大专院校、科研院所和勘探单位的协作, 实现优势互补, 提高技术创新和技术水平。提高钻探队伍素质, 建设一支现代化高素质的井下钻探队伍。进一步强化管理, 加强技术人员培训教育、知识更新, 提高地测队伍综合业务水平, 完善地测防治水体制, 使地测防治水工作再上新台阶。

摘要：东庞矿地测防治水工作, 通过目标定位, 强化深层次的技术管理, 使得矿井地测防治水工作不断完善和加强, 为矿井的生产、安全发挥了积极的作用。

关键词：防治水管理,安全生产,护航

参考文献

[1]庞庆刚.煤矿地测及防治水工作动态管理系统[J].矿山测量, 2011-12-15.

鹤煤四矿防治水研究 篇7

鹤煤四矿矿区位于鹤壁市北, 南与一、二矿相接, 北与九矿相邻, 隶属鹤壁市鹤壁集乡。本区为丘陵地貌, 地势北西高、南东低, 地面标高126~227m。本区属海河流域卫河水系, 汤河为区内唯一季节性河流, 其发源于鹤壁市西中窑头附近, 经本区南部、汤阴县城、在内黄县境内注入卫河, 流量0.3~0.4m3/s, 历史最大洪水流量1280m3 (1980年8月) , 历史最高洪水水位140m左右。

2 主要含水层、隔水层特征

根据以往区域水文地质研究, 本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶, 向南经天喜镇、鹤壁集、许家沟一线为界, 为一仅南北向延伸的中奥陶统与中石炭统的岩层接触带。东部以青羊口断裂为界, 南端在新村一带与西部边界相交, 该边界在深部起阻水作用。该单元北界尚未查明。本单元主要由石炭系、二叠系与新第三系碎屑岩组成, 含水组岩性主要为灰岩、砂岩和砾岩, 相对隔水岩为泥岩、沙质泥岩等, 是一个以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构。下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富, 水压力高。单元内断裂发育, 岩层走向近南北, 向东缓倾斜。本单元与西部水文地质单元的小南海~天喜镇泉域、许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系。本矿位于该水文地质单元的中部。

2.1 地表水

区内地势西高东低, 为丘陵地貌, 地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石层覆盖。流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河, 发源于距井田3~4km的西部山区, 流向由西向东注入卫河的支流汤河。两河流域均属季节性河流, 旱季河床干枯, 井田内河床基底为50~80m第三系粘土, 阻水性能极佳, 使得地表水与基岩地下水不发生水力联系, 对矿床开发无影响。

2.2 含水层

根据以往勘探资料 (岩性、结构、富水性、赋存特征等) 及二煤层开采已来的生产实践, 将矿井范围内含水层划分成五个, 分述如下:

(1) 中奥陶统灰岩含水层

O2f灰岩含水层位于二1煤层下102.39~183.50m, 矿区西部山区广泛出露, 补给条件好。区内有20个钻孔揭露该层, 揭露最大厚度123.4m (76水源孔) , 据区域资料:O2f灰岩含水层厚度397.97m。岩溶发育的大致规律是:0~100m以裂隙为主, 有少量溶洞, 洞内充填有铝土质砂岩;100~200m, 裂隙和溶洞都不发育;200~300m, 岩洞发育, 以溶洞为主。该层厚度大, 补给充足, 富水性强, 水头高, 是二1煤层底板威胁最大的间接充水水源。太原组下段L2灰岩含水层

C3L2灰岩含水层位于二1煤层下83.9~135.32m, 厚度一般58.5m, 是二1煤层底板间接充水含水层。该层厚度小, 补给条件一般, 岩溶裂隙发育中等, 富水性中等, 含岩溶裂隙承压水。

(2) 太原组上段L8灰岩含水层

C3L8灰岩含水层位于二1煤层下, 一般间距20~35m, 因断层影响, 间距最小值出现在76-4 (8.25m) 、76补4 (5.38m) 两个孤立点位, C3L8灰岩厚度一般3.5~5.5m, 属二1煤层底板直接充水含水层。由于其厚度小, 补给条件差, 以静储量为主, 本区揭露该层的钻孔, 无一孔发生漏水, 裂隙不发育, 富水性较弱, 含岩溶裂隙承压水。

(3) 二1煤层上60m砂岩含水层

该层由二1煤层上60m范围内的中、粗粒砂岩组成, 其中以S10为主, 厚度1.5~28.6m, 一般厚度8.4m, 是二1煤层顶板直接充水含水层。其补给条件差富水性很弱, 一般与其它含水层无水力联系, 采掘揭露时均为滴水或淋水, 并很快自行干枯, 因此对开采无影响。

2.3 隔水层

第三系底部粘土岩隔水层, 分布广, 厚度均匀, 能有效阻隔第三系李岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水向下渗透。

C3L8灰岩含水层与二1煤层一般间距20~35m, 由砂岩和砂质泥岩、泥岩组成, 砂岩含水性差, 砂质泥岩和泥岩隔水性良好, 正常情况下, 可以起到隔水作用。

C3t中段沙泥岩互层, 隔水性良好, 正常情况下, 可以起到阻隔太灰上、下段两水层的水力联系作用。

C2b铝土质泥岩厚度一般10m以上, 泥质成分高, 隔水性良好, 正常情况下能有阻隔O2f灰岩水向矿井充水。

2.4 含水层的水力联系及断层导水性 (1) 含水层间的水力联系

各含水层间因具有相对稳定的隔水层, 越流补给量小。从历年来已开采区的出水点资料看, 二1煤层顶、底板砂岩和灰岩含水层出水点, 出水持续时间都不太长, 并自行疏干。由此说明在无断层影响下, 区内C3L8、C3L2和O2f间屋水力联系。

(2) 断层导水性评价

F40、F44断层带使奥灰与二1煤层及C3L8灰岩对接, 马庄及建设两小矿在此带附近发生奥灰突水淹井并向本矿区透水, 足以说明此带导水、富水性极佳, 也是本区地下水的主要补给通道。在F618附近的10-1孔C3L8漏水, 且形成局部一级高温区, 说明该断层具有一定导水性, 深部高温水沿此带向上顶托排泄。根据生产实践所揭示, 区内NNE、NE方向断层导水性好, 当断层落差较大沟通C3L2和O2f灰岩时, 将形成富水带, 给开采带来威胁。勘探阶段所进行的断层抽水试验揭示的断层导水性、富水性差, 属天然状态下情况。而在生产条件下, 因开采而导致原始平衡被打破, 在形成新的平衡过程中, 某些断层可能会由不导水转变为导水。经综合分析预计矿井的正常涌水量为50m3/h, 最大涌水量为80m3/h。

3 防治水措施

本矿井水文地质条件基本为中等类型。为防止新生界含水层的水溃入和断层导水, 留有足够的防水煤柱;对于原生裂隙和采动裂隙导水采取掘进工作面超前预注浆封堵, 回采工作面在地面建立注浆站进行工作面底板改造。因此, 本矿井预防水灾的重点主要是奥灰水, 特别是在有断层等构造带的地方更应高度重视。

巷道过断层时, 要采取探放水措施, 先探后掘。探清楚其范围及水力联系, 并留有足够的安全煤柱。一旦发现断层或陷落柱有导入奥灰水情况时, 矿井必须视为水患矿井, 并采取相应的措施。严格执行“立足采面、物探先行, 以堵为主, 疏堵结合, 分类治理, 综合防治”方针。

井下巷道大多数沿煤层布置, 受煤层起伏影响较大, 巷道中难免会出现积水现象, 在矿井生产期间应根据实际情况, 在巷道适当位置设置水窝, 由小水泵将水窝水排至井底车场水仓, 保证井下巷道运输畅通。

参考文献

[1]李学伟, 许江涛.平煤宁庄井防治水研究[J].科技信息, 2014 (11) .

[2]邓寅生, 王焕忠, 文广超, 等.煤矿水害防治信息化[M].北京:煤炭工业出版社, 2011.

矿井老空水防治技术研究 篇8

关键词： 老空水；预测预报；积水量；钻孔布置方式

1 引言

煤矿回采工作面上坡回采或回采过程中出现洼兜都会形成一定积水空间，生产用水及煤层顶底板裂隙水汇入采空区后，则形成老空积水。若采掘工作面探放四邻老空积水不及时或不彻底时，可能会出现透水淹人事故。

2 老空水预测预报

凡有新的采掘工程时，需首先考虑该区域同层或上覆采空区是否存在老空积水，若存在老空水患威胁，需圈出老空积水范围，计算老空积水空间及最大积水高度。并发放水害预报至有关单位部门，同时要做出详细的探放水计划。

3 老空积水量计算

老空积水量计算一般采用下面两种方法：采厚预计法和断面积分法。其中采厚预计法适用于积水量较大的小窑积水和采后积水。

W=KMLh/ cosα

式中：W为积水量，M为采厚，L为积水区长度，h为积水水头高度，α为煤层倾角，K为充水系数。断面积分法适用于积水量较少时积水量的预计。利用回采工作面旬、月收尺地质素描资料，计算出积水断面Si，再由Si进行以下计算，便可求得积水量W。

Vi=SiLi

V=V1+V2+V3+…

W=KV

范各庄矿充水系数经验值为：从回采结束起五年以内取0.32，五年以上取0.2。

4 防治老空水典型工程实例

4.1 3621S切眼探放B2523老空积水工程

4.1.1 水情背景

3621S掘进工作面同层斜上方为B2523采空区，B2523采空区内有积水空间14000m3，最大积水高度13.9m，积水标高-426m，对3621S风道、切眼掘进及未来回采构成水害威胁。

4.1.2 设计方案及放水过程

根据规程规定，探放水钻孔超前距不少于30m，遂在3621S切眼距B2523运道30m处停头打钻放水，探放水钻孔布设成扇形结构，并遵循透点标高依次递减的方案设计钻孔5个，由于煤层内施工钻孔容易冒落不易成孔最终只打透3个放水孔，透点位置比最低点高3m、4m、6m。这样布设钻孔的目的是在水头放到一定位置时能通过钻孔向外吸风等现象判断采空区内积水高度。经过不断的捅孔，3个放水孔单孔最大涌水量均保持在0.5m3/min左右，待3孔均不出水后，又施工两个验证孔，透点位置为最低点，再继续放水，最终累计放出积水9000m3，解除了3621S切眼、风道掘进的水害隱患，保证了安全生产。

4.2 3621S运道探放毕2091老空积水工程

4.2.1 水情背景

3621S工作面上覆9煤层毕2091采空区，毕2091采空区内有积水空间10000m3，最大积水高度9.6m，积水标高-408.7m，该区域9煤层与12煤层平均间距39m，大于3621S工作面掘进巷高的10倍，对3621S运道、切眼掘进不构成水患威胁，但是12煤层采后导水裂缝带会波及9煤层采空区，因此毕2091采空区积水对3621S工作面回采构成水害威胁，需提前探放。

4.2.2 设计方案及放水过程

在3621S运道1198m钻窝处设计3个探放水钻孔，成扇形分布，透点处为积水区最低点上3m、上1m、和最低点处。在施工钻孔时，考虑到两煤层间距大，水头压力大，除注好孔口管外，各下了封闭止水套管12m，保证套管进12煤层顶板内2m以上，防止涌水冲刷煤层，在实际钻进过程中受11煤层与12煤层间高岭土膨胀影响，钻孔内经常出现不返水现象，经常需拔出钻杆重新下钻。最终施工5个孔，前两个孔按设计角度施工未钻透采空区，后三个孔更改角度后钻透采空区，成功将积水放出。

4.3 经验总结

4.3.1 B2523采空区实际放水量与预计积水空间不符

由于B2523工作面为综放工作面，其采空区积水空间不可单凭公式计算，因为综放工作面受地质条件影响不能完全达到放顶煤效果，采空区内丢煤较多，造成采空区内孔隙度变小，探放该类型老空水时需在打透采空区后根据出水钻孔的水压、水量进行验算，通过水压变化，算得水位下降高度，并由相应水压变化时间段内放出的水量来获得该积水区域的充水系数，由此反复推算采空区内剩余积水量。

4.3.2 探放毕2091采空区钻孔角度深度与设计不符

由于该处钻孔会穿过11煤层底板高岭土区域，受钻探工艺限制，在穿过该区域时，钻孔倾角会随进度发生不同程度变化，导致成孔后与设计不符，达不到理想放水效果。通过分析比较此处钻孔成孔后倾角比设计角度最少小6°，所以更改角度再次施工钻孔后成功打到采空区里部，达到了放水目的。

结语：采空区积水空间预测和探放水钻孔施工轨迹受采煤工艺和地质条件影响，往往不能用常规的方法分析，这就需要工程技术人员在水情分析和探放水过程中扩展思维，对不同采煤工艺形成的积水区储水条件进行分析总结，确定合理的充水系数，对不同地质条件下钻孔成孔规律进行总结，从而保障矿井安全生产。

井下承压水防治措施的探讨 篇9

1.1 项目概况

河南金鼎煤矿设计生产能力为0.45 Mt/a, 矿井服务年限46.7 a。采用主井单水平开拓方式, 生产水平标高为-370 m。矿井主要开采二1煤层, 采煤工艺为综采放顶煤工艺。

1.2 水文地质概况

对开采二1煤层影响较大的为二1煤层顶板二叠系下统大占砂岩裂隙含水层 (直接充水含水层) 和二1煤层底板石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层 (直接充实含水层) 、二1煤层底板寒武系白云岩岩溶裂隙含水层 (间接充水含水层) 。煤岩层综合柱状图如图1所示。

1.2.1 二叠系下统 (P1s) 大占砂岩裂隙含水层

井田内无地表露头, 由硅质胶结的中细粒砂岩组成, 是二1煤层顶板的直接充水含水层, 厚度一般7～25 m, 最厚38.17 m, 岩石节理裂隙较发育, 富水性弱, 涌水量1.192～2.067 L/s, 水位标高308.06 m。该含水层属高水头承压含水层, 是二1煤层顶板主要充水因素之一。

1.2.2 石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层

该层为二1煤层直接底板含水层, 与二1煤层之间有泥岩隔水层相隔, 该组灰岩厚度2.00～16.07 m, 平均厚度8.14 m, 涌水量0.170～0.280 L/s, 水位标高310.44 m, 属高水头承压含水层, 为直接充水含水层。

1.2.3 中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层

该含水层是井田内主要含水层, 下伏于石炭系本溪组之下, 井田内地表无露头, 其埋深大于600 m, 岩芯破碎, 裂隙发育, 但很少见溶蚀现象。涌水量0.240～0.325 L/s, 水位标高310.04 m, 富水性弱。该含水层属高水头承压含水层, 为区域内主要含水层之一, 对二1煤层开采有间接 (局部直接) 的充水影响。

矿井正常涌水量为1 056.84 m3/h;最大涌水量为1 373.89 m3/h。

2 防治水措施

2.1 二叠系下统 (P1s) 大占砂岩裂隙含水层防治措施

对矿井开采有影响的含水层富水性都比较弱但都属于高水头承压含水层, 故本矿井开采二1煤时需要采取疏水降压措施。

根据本矿井的地质条件, 采取对二1煤层顶板二叠系下统大占砂岩裂隙含水层疏干降压的方式, 以钻孔疏水降压为主, 巷道疏水降压为辅。在巷道掘进的过程中, 利用采准巷道对含水层打钻进行疏水降压。当-370 m水平运输石门穿二1煤层顶板二叠系下统大占砂岩裂隙含水层进入二1煤层时, 应提前打钻进行疏干降压。

2.2 石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层防治措施

2.2.1 石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层突水系数与煤层底板隔水层强度分析

石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层与二1煤层之间有隔水层相隔, 由炭质泥岩、泥岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组成, 厚度一般为5～15 m, 最厚42.81 m, 井田内比较稳定, 为二1煤层底板的主要隔水层。据钻孔资料, 该层岩芯层理发育, 易破碎, 在天然状态下可视为良好的隔水层, 但在厚度相对较薄或受断层影响时, 隔水性能变差, 易使下部岩溶裂隙水进入二1煤层。

按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》开采破坏深度可采用下式计算[1]:

式中, Mo为开采破坏深度, 断层附近的开采破坏深度比正常增大约0.5～1.0倍, m;L为工作面的长度, 该矿井的首采工作面长度为105 m。

经计算本矿井开采破坏深度为Mo≈12.5 m。

2.2.2 防治措施

根据地质资料, 石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层与二1煤层之间的隔水层厚度一般为5～15 m, 因此, 在开采过程中极易发生突水事故, 但石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层富水性弱, 透水性差, 地下水迳流迟缓。注浆堵水十分困难, 为了防治煤底板突水, 必须采取疏水降压的措施后方可进行开采。当采掘巷道距离二1煤层底板石炭系太原组 (C3t) 灰岩岩溶裂隙含水层较近时, 应提前打钻进行降压, 使底板含水层水压降低至采煤安全时的水压。

2.3 中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层

2.3.1 中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层突水可能性分析

该含水层是井田内主要含水层, 下伏于石炭系本溪组之下, 井田内地表无露头, 其埋深大于600 m, 距离二1煤层底板厚度平均为38.07 m。

按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》底板突水系数可采用下式计算:

式中, Ts为突水系数, 隔水层突水临界水压与隔水层有效厚度的比值, MPa/m;M为煤层距含水层间距, 二1煤层底板距离寒武系的厚度平均为38.07 m;Mo为开采破坏深度, 断层附近的开采破坏深度比正常增大约0.5～1.0倍, m;P为隔水层底板所承受的水压, MPa;

中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层水位标高381.88 m, 开采水平为-370 m, 由此得出隔水层底板所承受的水压P≈7.37 MPa。经计算二1煤层开采后底板突水系数Ts=0.29 MPa/m。

2.3.2 防治措施

根据《煤矿防治水工作条例》规定突水系数临界值应根据本地区资料确定[2]。一般情况下, 在具有构造破坏的地区为0.06 MPa/m, 隔水层完整无断裂构造破坏地区为0.10 MPa/m。该矿取临近焦作地区的突水系数临界值0.06 MPa/m。根据上述计算结果, 该矿井中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层突水系数大于临界突水系数, 因此受采动影响, 或者开采临近断裂构造附近时, 很有可能发生突水事故。中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层岩芯破碎, 裂隙发育, 适宜采用注浆加固措施, 因此为了预防煤底板突水, 必须采取底板注浆加固措施后方可进行开采。

2.3.3 注浆堵水工艺、材料和设备选择

注浆加固底板前, 首先用瞬变电磁和直流电伐仪对中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层进行水文地质物探, 两种仪器同时运用, 以便相互印证。对中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层进行注浆, 使之变为隔水层。

(1) 注浆工艺。在矿井工业场地设置注浆站, 沿风井敷设注浆管路, 经回风石门、回风上山、采区中部车场、到工作面顺槽, 向中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层打孔注浆, 在工作面上、下顺槽每隔60 m施工一个钻窝, 其尺寸是3 m×2.5 m×5 m, 每个钻窝内施工4个注浆钻孔, 其中垂直孔1个, 斜孔3个。每个孔的方位和倾角不等, 并使其尽可能与中上寒武系白云岩岩溶裂隙含水层裂隙发育方向垂直。

(2) 注浆材料。注浆材料选用水泥、粘土、水玻璃三元浆材。

(3) 注浆主要设备及器材。选用YSB-300/200型注浆泵2台, 其中1台工作, 1台备用;选用MYZ-150型注浆孔钻机6台, 其中2台备用;封孔密封装置选用P=6 MPa, 169套;高压表选用Y-1型, P=6 MPa, 10只;高压三通阀压力20 MPa, 10只。

(4) 检测、物探设备。配备WKT-E型无线电波透视系统1台;FDG-A型防爆多功能高密度电法探测系统1套;KKDL-3型矿井防爆地质雷达1台。

2.4 其它措施

(1) 巷道穿越断层时, 应采取有效支护和防治水措施, 避免断层出水或滞后出水;

(2) 对水文地质条件的进一步认识, 及时调整防治水方案;

(3) 鉴于该矿井井下涌水量较大且存在底板突水危险, 应针对主要含水层 (段) 建立地下水长观系统, 进行地下水动态观测、水害预测分析, 并制定相应的“探、放、堵、截、排”等综合防治措施。

摘要：根据河南金鼎煤矿水文地质条件, 分析了开采二1煤层时各承压含水层充水特征及影响因素, 针对各承压含水层的充水特征及其对煤层开采的影响, 分别采取疏水降压、注浆堵水等综合防治水措施, 并针对不同的防治水措施进行了合理的设备选型。合理的防治水措施对防止矿井“水害”事故的发生, 实现在高水头承压水患条件下的安全开采, 确保矿山安全生产具有重大的社会和经济效益。

关键词：承压含水层,充水因素,疏水降压,注浆堵水,注浆工艺、设备

参考文献

[1]建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[S].北京:煤炭工业出版社出版, 2006.

防治水策略 篇10

1 近年来煤矿井筒涌突水事故统计

煤矿井筒基岩段涌突水事故统计分析是进一步研究水害防治技术的前提。本文共收集基岩段涌突水案例21 个 ( 表1) , 井筒净径介于3. 5 ~ 8. 0 m, 突水点埋深介于120. 0 ~ 824. 7 m。主要在井筒净径、涌水水源、突水点埋深、地质构造、防治水措施5 个方面对其进行了统计。这些数据可为井筒基岩段涌突水主控因素体系的建立和涌突水危险性预测提供基础资料。

2 煤矿井筒基岩段涌突水特征及趋势

2. 1 煤矿井筒基岩段涌突水特征

( 1) 井筒基岩段涌突水水源。根据所收集的资料, 煤矿井筒基岩段涌突水水源包括松散层水、砂岩裂隙水、构造导水、岩溶水、老空水等。将表1 数据按涌突水水源进行归类得到分类统计如图1 所示。从图1 可以看出: 砂岩裂隙水突水事故次数最多, 占到所收集资料的42. 8% ; 其次为构造导水和岩溶水, 均占到19. 0% 。松散层水涌突水与老空水涌突水分别占到14. 3% 和4. 8% 。基岩段井筒工作面松散层水水害主要发生在基岩风化壳, 风化壳裂隙发育, 围岩破碎、透水性强, 在筒掘砌过程中, 上部松散层水、壁后充填注浆析出水或冻结壁解冻水极易通过风化壳涌入井筒掘砌工作面。因此, 《煤矿井巷工程施工规范》规定井筒冻结深度应深入不透水基岩10 m以上, 且要求冻结和注浆交叉段不小于15m。

( 2) 涌突水与井筒掘砌相对时间关系。通过对表1 井筒基岩段涌突水案例的研究与分析, 将煤矿井筒基岩段涌突水分为2 个类型: ①瞬时涌突水; ②迟滞涌突水。瞬时涌突水多为爆破诱发或钻孔直接揭露。突水前围岩相对较为完整, 爆生裂隙或钻孔直接沟通水体后, 突水量瞬时急剧增大, 突水预兆不明显, 多为岩溶水突水和砂岩承压裂隙水突水, 该类事故占总事故的61. 9% ; 迟滞涌突水多发生在出矸或砌壁阶段, 甚至发生在井筒安装完毕以后。该类事故一般归结为在围岩应力重分布和水压的联合作用下, 相对隔水层强度不足, 或倒水构造活化, 围岩裂隙扩展、延伸至含水层。其涌突水特征是涌水量先呈现先波动然后突然增大, 该类事故占到总事故的38. 1% 。井筒基岩段涌突水类型如图2 所示。

2. 2 煤矿井筒基岩段涌突水趋势

由揭露范围的局限性, 井检孔有时不能有效反映井筒所要穿越地层的工程与水文地质条件, 特别是对于我国西北侏罗系煤田, 井检孔抽水试验井筒预测涌水量与后期凿井实际情况严重不符, 常常造成涌水量过大甚至突水淹井事故。同时, 对于复杂特殊地层, 如断层带、推覆带、破碎带等, 地面注浆效果有时难以保证。即使不少井筒采用了地面预注浆堵水方法, 但后期的实际掘砌过程中仍发生了涌水量过大甚至突水淹井的问题[22]。由于浅部资源逐步开采殆尽, 开采深度不断加深, 华北石炭二叠系煤田新建煤矿井筒深度已超过千米, 其井筒基岩段掘砌受到煤系地层薄层灰岩和煤系地层下伏灰岩水的威胁。而对于整合矿井或改扩建矿井, 由于早期资源开采杂乱无章, 资源整合后, 新建井筒有时不可避免地要穿越采空区, 这样就可能受到老空积水的威胁。如裴沟煤矿副井[6]在掘砌过程中先后2 次揭露老空区, 发生2 次突水淹井的事故, 造成了巨大的经济损失。

3 煤矿井筒基岩段水害治理建议

煤矿基岩段防治水措施包括强排、地面预注浆和工作面注浆, 强排方案常常引起地下水水位下降和地面沉降等不利因素。工作面注浆和地面预注浆堵水措施的选择一般取决于基岩含水层层数和集中程度。图3 给出了所收集资料中未注浆、地面预注浆和工作面注浆所占的比例。从图3 可以看出, 采用地面预注浆后仍发生突水井筒明显少于采用工作面注浆的井筒。工作面注浆后, 结石体需要足够的养护时间以达到一定的强度, 若养护时间不足, 下一阶段的施工中爆破振动常常对堵水帷幕破坏严重, 从而削弱其堵水效果。由于井筒工作面空间有限, 限制了大型注浆设备的使用。这样, 对于深部高压岩溶含水层, 井筒工作面注浆常常不能满足高终压、大泵量的注浆结束标准, 从而难以保证堵水效果。且工作面注浆与井筒掘砌交叉进行, 不利于项目管理。而地面预注浆可与井筒掘砌平行作业, 从而缩短建井工期, 具有注浆效果可控、有保证等诸多优点。

4 结论

( 1) 煤矿井筒基岩段涌水水源主要为砂岩裂隙水、构造导水、岩溶水、松散层水以及老空水。随着开采深度的加大, 岩溶水水害威胁越来越大。

( 2) 工作面注浆常常难以满足深部高压岩溶含水层高终压、大泵量注浆结束标准, 因而注浆堵水效果不易保证。同时工作面注浆与井筒掘砌交叉进行, 不利于项目管理。