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煤矿水文地质条件分析与防治策略

时间:2022-12-10 17:20:09 来源:网友投稿

【摘要】在渗水、滴水、突水等影响下,会对煤矿的安全生产带来不同程度的破坏力,也会造成井巷或者工作面被水淹没等现象,给整个形成突发性强、人员伤亡大的影响,因此,要结合水文地质的相关条件分析,为煤矿的安全生产打下良好的基础。

【关键词】煤矿水文地质;条件分析;防治策略

引言

随着煤炭开采的不断深化,人们也对煤矿安全问题越来越关注,在煤矿生产中对其进行水文地质特征的研究可进一步保证矿井安全生产。合理了解地下水因素对水文地质条件造成的影响是保证煤矿安全生产的前提和必要条件,更是提高煤矿生产工作效益和良好社会效益的重要措施。

1、煤矿水文地质条件

1.1地层

按照从上到下的顺序可将井田地层划分为前古生界变质岩系、中生界白垩系与新生界第四系。作为煤系地层的最底层,前古生界变质岩系属于最古老的地层,其主要组成部分为黑云母花岗岩与白云质大理石。中生界白垩系组成部分为厚度为800m的石头含煤组、400m的河子庙子组及600m的东山地层组。而新生界第四系是由厚度均为6m左右的沙质砾石、粘土、黄色粘土及黑色腐殖土等组成。

1.2地质构造

中国地质矿井构造具有一定的复杂性,通过多年实践表明,中国煤矿施工企业对煤矿生产区的构造已实现了初步控制,且现阶段已基本控制了煤层断层。而通过对断层结构的分析与研究,可将其划分为两期,即第一期的北西向主干断层与第二期由第一层派生的中等断层。其中第一期断层又分为F17与F47断层,F17断层与含煤层比较接近,然而断层倾角要大于地层倾角,贯穿南北勘探线,从5号勘探线一直延伸至20号勘探线。断层落差具有一定的均匀性,通常大约为200m,倾向东南,倾角为30°。而群英勘探区与生产区的分届层即指F47断层,其同样贯穿了南北勘探线。F47断层中的控制点设置并不明确,断层落差大约为100m,倾向西北,倾角为35°。

1.3含水层

含水层的功能为补给、排泄及水力联系,然而中国含水层具有较为复杂的水文地质条件,通常情况下含水层水主要为通过大气降水经孔隙与裂隙及断流层流入含水层内部的孔隙水与裂隙水。现阶段一、二水平煤层在中国已被开采完,三水平煤层正在开采中,所以生产区地表由于不同程度的下降而产生塌陷,存在较多坍陷坑。这些塌陷坑连通了地表与裂隙,使降水量影响到井下涌水量。

2、水文地质对煤矿防治水工作的相关影响

2.1不利于矿井的安全生产

在煤矿安全生产过程中,水文地质资料的准确性,对于煤矿的安全运行有很大的影响性。在矿井充水等综合记录中,可以形成对水文地质条件等资料的图纸记录,这样,就能形成对煤矿充水现象发生的规律进行分析,并能为防治水工作提供重要的依据。如果没有详细的水文地质资料,就会对煤矿各种工作面形成一定影响,其中,对于断层的导水性形成估计不足,在附近采集面出现突然出水的现象,就会造成矿井淹井等现象,不利于矿井的安全生产。

2.2不利于调查工作的全面开展

在煤矿水文地质因素影响中,开展调查工作是尤为重要的。如果不采取相应的调查工作,就会造成麻木的开采,影响整个煤矿的安全性与效益的提升。在煤矿调查内容中,主要体现在矿图上的内容有应该包括有井口位置、开采范围、年限、积水状况等多方面的内容,最主要的就是做好防治水工作。

2.3不利于采区工作面的布置

在水文地质资料的采集中,能实现对煤矿采区的整体设计,其中,在煤矿采掘巷道布置中,如果没有详细的水文地质状况分析,就会造成与实际的脱节,对煤矿的安全生产带来更大的影响。成打钻探测,在打钻到70m的过程中,就会出现积水现象,就要形成对防水煤柱的重新设计,造成了整个煤矿整体效益的下降,这样,不利于整体开采效益的整体提升。

3、煤矿充水通道

3.1断层

煤矿井内一旦存在较多断层,就容易导致岩层破裂,增加其导水性,在井巷工程施工中穿过断层时,矿井就会流入断层间隙中的积水。实践表明,断层附近是沿着断层两侧进行节理发育的,煤岩一旦出现弱化,就会使其强度受到影响。

3.2煤层开采形成裂隙

埋藏在地下深处的煤层受到了上层底部的极大重力,因此对其本身的坚固程度有着极高要求,同时也会产生抗力,使煤层与其上部地层的状态趋于稳定。而开采煤层后,由于空洞会导致煤层上部平衡性缺失,进而造成岩石断裂。

3.3不良钻孔

中国煤矿井田内存在很多钻孔,这些钻孔具有较早的施工年限,能穿过含水层与煤层。一般情况下,在钻孔施工结束后,会要求利用水泥封堵钻孔,然而在实际施工过程中,钻孔会由于质量问题而导致在封堵中出现坍孔,进而导致钻孔封堵不及时或不到位。如此经过长期发展,在接近煤层开采时就会使井田与其它水源连通,增加了压力,进而引发突水事故。

4、煤矿水文地质防治策略

4.1地表水的防治策略

在具体防治过程中,应结合导流与导排,使地面排水系统得到有效改善,充填与疏通各个排水沟,定期清理排水沟底淤泥,并加厚垫底,为排水沟坚固性提供强有力保障。同时,还应定期维修各个水站的设备,确保其稳定性,使其处于一个正常工作状态,充分发挥其功能与作用,并及时清理蓄水池中的淤泥。

针对井田裂隙、地面陷坑及废弃的小煤矿应开展回填工作。在防治地表水害的过程中,应组织相关专业人员,建立专门项目小组,在地表水害防治前阶段应由施工技术部门的质量检测人员检查与验收地表,确保验收技术与工程技术标准一致,一旦出现不满足施工技术标准的情况,就必须停止验收并予以及时处理与修改,直到验收合格才能继续开展后续工作。

4.2井下采空区积水的防治策略

在防治井下采空区积水时,应强调防治采空区积水与治理断层水、裂隙水及钻孔水。其中低洼地段开采是造成采空区积水的主要原因,而煤矿断层是造成断层水、裂隙水及钻孔水的主要原因。在采空区积水的防治中,针对探放水系统在开采初期应通过疏放的方法进行探放水,然后针对各期在开采时造成的采空区积水情况进行调查,使煤层开采过程的安全性得到充分保障。

相关规定指出,为方便采空区下的积水排放,应设立水仓与排水管于相应位置。同时为优化相邻矿井的交换,实现资源最优配置,还应制定科学合理的相邻矿井交换图制度,为保证在雨季能使采空区积水情况得以及时的探测并得到解决,应建立完善的雨季巡回检查制度。

4.3做好水文地质条件等基础工作管理

在矿井防治水工作中,要针对煤矿安全生产的各种综合环境情况,形成防治水工作的相关计划处理,在建立强有力的组织机构中,采取积极有力的措施,在做好各项基础工作的基础上,结合现代化的测绘、探测技术,运用物探、钻探等先进技术,对于煤矿周边的水文地质条件等形成明细化的管理,这样,就可以为整个开采提供强有力的帮助。在详细的对实地进行勘察的过程中,对于煤矿周边的水文地质条件、地表水、水流量等情况形成详细的调研报告,这样,能为水灾害的出现提供强大的防御保障。

结束语

在煤矿防治水的工作中,要注重对水文地质条件等整体重视,在结合煤矿整体采矿特点的基础上,对于煤矿的水灾害特点,水灾害类型以及规模等形成详细的评估报告,在综合分析各种资料的基础上,形成相应的现代化技术运用,对于水灾害类型多的矿机,要提出相应的安全保障与技术规程的运用,形成综合性的防治措施,从而全面提升煤矿开采的安全性能。

参考文献

[1]李春旭.门克庆井田水文地质条件分析[J].科技视界.2013(03)

[2]王明君;许蕊;邓燕.陈巴尔虎旗煤田水文地质条件浅析[J].内蒙古水利.2013(05)

[3]朱远平.探讨水文地质条件对煤层气赋存的控制作用[J].科技创新与应用.2013(13)

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