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作者:张帅 于小明  时间:2019-09-11  点击:329

摘要:煤矿水害已经是威胁矿井的重要灾害之一,不仅会引起工作人员的伤亡,还会使煤矿的经济形成重要的损失,进而给我国的经济发展带来负面的影响。由于煤矿的水文地质条件复杂,水害的类型繁多,煤矿的水害防治是一项复杂的工程。因此,在治理的过程中应该以防治为主。对矿井及其周围的水文地质条件应该进行充分的调查,查明水害的类型和原因,还要配有足够排水能力的排水系统和排水设备,根据矿井的实际情况设置科学合理的排水方法,消除水害对煤矿安全生产的影响。

关键词:煤矿;水灾原因;防止技术

引言

随着煤田开采向地层深处不断延伸,井筒深度不断增加,地层情况越加复杂,开凿条件越加恶劣,突水淹井事故呈现出上升的趋势,严重影响和威胁矿井安全生产。水害事故的发生,大多数是由于思想麻痹、责任制不落实和防治技术的缺陷等引起。为提高煤矿水害防治工作绩效,实现安全开采,必须加强煤矿水害防治技术工作。

1煤矿水害成因分析

1.1突水事故防范措施不到位

由于采矿工程活动所诱发的突水事故防范措施不到位,特别是对于采空区积水和关闭废弃的小煤窑积水特征及其潜在的突水危险性认识不足,矿井关闭过程中的水文地质工作及关闭后地下水活动条件的监测监控不到位,导致对废弃矿井采掘空间分布及积水淹没情况不清楚,加之防水煤岩柱留设不足或缺乏必要的防水煤岩柱,从而形成了巷道掘进过程中直接或间接揭露采空区积水造成矿井突水灾害。这一类型突水往往突发性强,冲击力大,造成瞬间淹井和惨重的人员伤亡。

1.2对隐蔽型导水构造的精细探查预测技术落后

现有的针对隐蔽型导水构造的精细探查预测技术落后,装备不足。隐蔽型导水构造主要包括隐伏断层、局部构造破碎带、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等,它们是沟通矿区充水水源与矿井采掘工程之间的主要导水通道。在矿井采掘过程中必须超前探知该类隐伏导水构造并进行必需的治理和防范措施后才能进一步予以采掘。大量的突水事故出自掘进巷道前方,说明对该类导水构造探测预报和防治不到位,探测工程不足或探测精度不够,从而造成掘进巷道头与隐伏导水构造不期而遇形成突水灾害。

1.3煤矿防治水技术、水害防治装备及水害安全管理水平薄弱

许多矿井特别是乡镇煤矿缺乏专门的矿井水文地质专业人员和必需的矿井水害探测防治装备,对矿井水害防治的重要性和管理不到位,矿井水文地质条件不清。虽然矿井突水条件十分复杂,但通过科学的、必要的防治水技术工作完全可以大幅度降低水害的发生。近年来煤矿水害的基本特点充分说明了加强矿井防治水技术与管理工作的有效性。

2防治煤矿水害的技术

2.1提高防治水害的意识

我国有复杂的煤矿水文地质条件,水害事故时有发生。因此,防治水害一定要以“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则为本,采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施,不断总结经验,加强井下的防水意识,是防治水害的基础和前提。加强煤矿地质水文基础,建立起完善良好的排水和防水系统。将防治水的安全质量标准化作为重点,健全防排水工作系统,为防治水提供可靠的资料和依据。此外,要严格科学管理,落实防治水的安全责任制,加强员工的安全知识培训,提高井下员工的防治水知识和安全意识。我国的煤矿水害类型多种多样,这就要求防水措施要根据水害的类型而制定。

2.2防水措施根据水害类型制定

2.2.1含水层水害防治措施

顶底板是含水层水害事故的高发区。顶板突水,要采用合理的抽水、排水办法疏干覆岩层含水层中的积水,安全防水煤柱尺寸要根据相关的要求进行设定。底板突水更容易受到地质条件的影响,其发生的情况比较复杂,因此一定要根据实际情况进行核实,采取相应的防治措施。

2.2.2采空区积水水害的防治措施

很多矿井上部煤层中的自然冒落的采空区,由于矿井周围往往又有很多小煤窑,小煤窑中的大量积水很容易与周围采空区中的积水连通,形成更大面积的采空区积水。因此在采空区积水水害的防治过程中,一定要进行探水,以查明采空区的积水量以及工作面与采空区积水的位置关系,进而才能进行排水。对采空区的排水方式有两种:除了地面抽水外,还有井下排水方式。假如采空区积水与地表距离较小,就可以在地表进行打孔,但此种方法的成本较高,且很容易影响井下作业;如果采空区积水距地表相对较深,可以充分利用废弃巷道等,也可以直接将采空区下部的钻孔打在井下适合的位置,然后利用水位差进行排水。这种方法的成本相对较低,也是目前井下排水常用的方法。

2.2.3地表水水害的防治措施

做好水文地质工作是防止地表水渗入井下造成水害的前提条件。将防水煤柱及保护层预留充分,并注意堵截地表的孔隙和裂隙,以防在暴雨的天气形成渗漏。此外,还要对地表水进行实时监测,特别是在夏季多雨的季节,在地表要修筑好防洪堤坝、排水通道等。对于地下裂隙、孔隙、废弃的钻孔和井下通道一定要进行监控,尽一切可能切断地表水向下渗入的通道,从根源上防止地表水水害的发生。

2.3地下水防治措施

对矿区冲积层水主要采取留设冲积层防水煤柱方法进行防治,这种方法能有效的防治冲积层水对开采造成的威胁,从技术上容易实现;对矿区煤系含水层水主要以排水为主,矿井涌水点的充水水源主要为煤层顶板砂岩、石灰岩裂隙水,这些含水层水沿着构造裂隙及回采放顶冒落裂隙带直接向矿井冲水,但是水量较小,补给较差,矿井以排水为主,易于防治。对于矿区奥灰水,由于矿区只是开采部分区域的局部带压,且最大突水系数小于突水的临界值0.06MPa/m,开采时不受奥灰水影响,但随着开采条件变化和人们对水节约措施加强,了解奥灰水水位是否上升到煤层标高,主要通过加强动态监控实现。

2.4加强水害应急管理

全面整理分析井上下涌水点、出水通道,编制井下积水体危险源评估和防治措施。对矿井水平、采区、采掘工作面涌水量进行预测,对井下采掘工作面透水危险性提前做好预测评估,编制《矿井防治水应急救援预案》。完善地面及井下防排水系统图,井下设置水害避灾路线指示牌,保证矿井水平、采区、采掘工作面有两个安全出口,确保采掘工作面、井底车场、水泵房、中央变电所与地面调度室的通讯畅通。加强职工水害防治的安全知识培训,每年组织一次水害应急救援现场演练,强化职工应对矿井突发水灾事故的自救和抢险技能。制定暴雨期间巡视及停产撤人制度。当连续下大雨、暴雨,洪泛内涝严重,矿井涌水量猛增或有矿井突水征兆时,应及时撤出井下人员,暂停生产,以保安全。

结束语

矿井防治水工作是一项持之以恒、长抓不懈的工作,与每一名矿工息息相关。分析和研究煤矿水害的原因,对于掌握矿井透水事故的致因因素和保证煤矿的安全生产及防止水害事故的发生,都具有重要的现实意义。同时要做好“防、堵、疏、排、截”的各种工作,在管理上牢固树立防水重于治水的理念,消除各种水害对煤矿的安全生产。

参考文献

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[3]白玉杰.煤矿水害原因分析及防治技术[J].煤炭技术,2009,28(11):85-87.