魏家溝煤業礦井防治水措施

鹽邊縣魏家溝煤業有限責任公司

礦井防治水

措

施

魏家溝煤業礦井防治水措施

礦井地麵防水

防止礦區地表水災的措施。
　　1．修築防洪溝
　　(1)防洪溝的位置
　　防洪溝的位置選擇是礦井地麵防水工程成敗的關鍵。防洪溝的選地原則應是：
　　1)盡量不改變自然流。
　　2)盡量利用天然的或人工的已有的溝渠和地形。
　　3)防洪溝渠的曲率半徑不應小於溝寬的5～10倍。
　　4)要布置在礦區或井田範圍以外。
　　5)防洪溝要避開與礦井充水有關的含水層露頭區、斷層破碎帶、岩溶發育區。如必須穿越上述地帶時，防洪溝應作防滲處理。
　　6)防洪溝線路應選擇工程地質條件較好，沒有山崩、滑坡危險的邊坡岩層較堅實的地帶。
　　7)集洪範圍應能最大限度地彙集流人礦區內的洪水。
　　(2)防洪溝的斷麵和坡度、邊坡
　　防洪溝斷麵大小應以雨季時能迅速排出彙流最大山洪為準。這必須了解礦區曆年最大洪水量，計算出最大設計流量，求出最優斷麵。
　　防洪溝的坡度應與地形坡度大體一致。在地形過陡的地段，為防止流速過大引起衝刷，可設置跌水設施。
　　防洪溝的邊坡，要根據設計線路通過地段的工程地質條件以及護砌情況確定。
　　2．封堵陷坑，排出積水
　　礦石采出之後地下形成采空區，上覆圍岩失去支撐，頂板產生移動、變形、破裂以致大麵積冒落。隨著開采範圍的擴大，岩層移動下沉可以擴展到地表，形成下陷盆地、塌陷坑及裂縫。這些都是由於大氣降水和地表水係灌井通道引起的。
　　(1)封堵陷坑、裂縫的方法：
　　1)將洪水引出塌陷裂縫區
　　在設置防洪溝不讓洪水進入塌陷裂縫區之內；要將塌陷區內降水及時引流出區。為此，可在塌陷裂縫區的外圍開挖截水溝渠，在塌陷區內開順水溝，將降水集中到不致滲漏於井下的地段，然後引出礦區。
　　2)充填塌陷坑和裂縫
　　用土、石充填陷坑的方法是，下部先充填石塊、廢石、矸石，上部覆蓋泥土、黏土，並分層夯實，使之高出地麵0．5～1m。
　　3)圍截隔離塌陷裂縫區
　　當無法回填洪泛區內的塌陷群時，可用土堤將其圍截隔離，以防洪水漫灌。
　　(2)排出地表積水
　　大氣降水在礦區地表窪地聚積，形成地表水體。這種積水遇到礦區表土層薄、透水性強、淺部灰岩岩溶發育時會形成礦井充水的水源，應盡快排出。地表積水的排出，必須根據礦區的具體情況，選擇切實可靠的排出方法。
　　1)如條件允許，應優先采用自流排水。即從積水區開排水溝，將水引到礦區範圍之外。在開挖排水溝前，要事前進行現場勘查，選擇排水溝線路、坡度，然後通過水力計算確定斷麵形狀和尺寸。
　　2)建立泵站，機械排水。不具備自流排水條件者，必須建立泵站將積水排出。
　　泵站有臨時泵站與永久性泵站兩種。臨時性泵站在雨季建立，用後拆除；永久性泵站，建立之後長期使用。泵站的排水能力、排水量和排水時間、地形條件、設備利用率等是綜合考慮建何種泵站的依據。
　　排除積水必須防止回灌和倒滲現象。因此，要盡可能將排除之水送到遠離積水區或遠離其他可能滲入井下的地點，沿途溝渠要采取防滲措施。
　　若是積水範圍不大，積水不深，而且附近取材又方便的情況，在排出積水後，可用黏土將窪地填平、夯實，以防再次積水。
　　3．河床鋪底或改道
　　(1)河床鋪底
　　當河流、溝渠等地表水係流經礦區斷層破碎帶或石灰岩含水層露頭帶時，河水可能會沿河床或溝渠底部漏失，滲入井下，成為礦井充水的水源。
　　在不適宜改道的情況下，可在河床、溝渠底部的漏失地段，用防漏防滲材料，如黏土、料石或水泥等鋪設河底，修建不滲水的人工河床，以製止河水向井下滲漏。
　　修建人工河床應注意的問題是：
　　1)要進行水力計算，確定新河床斷麵，但比原河床斷麵不應縮小太多。
　　2)就地取材，修建防漏、防滲層，還應滿足防侵蝕、防衝刷的要求。
　　3)對砂、卵石河床，因其易於變形，故不能用剛性材料砌築。
　　4)在基岩上澆築混凝土時，要注意清基。
　　5)在北方礦區，要注意防凍。
　　6)對岸坡有漏水的河床，岸坡應和床底同時進行同樣的襯砌。
　　(2)河流改道
　　流經礦區的河道，如其下方有岩溶含水層，河底裂隙多，不適宜修人工河床時，應考慮將河流改道，即用人工河道將河水引出礦區之外。
　　1)改道路線。新河道線路距離要求最短；新河道要避免走上坡，盡可能避開不穩定土層或滲漏嚴重的地層；新水道路線要綜合考慮井田防治水、礦區遠景規劃、農業及環境等因素。
　　2)新河道起止點的選擇。起止點應順勢誘逼河水流入新河道；起止點要選在不易被衝刷的穩定地段；新河道的終點與原河道相接處的交角不宜過大，以免對河岸衝刷；新河道起點，即原河道的上遊，應設置攔河壩將水流導入新河；攔河壩與新河起點之間應保留一段距離，以免攔河壩被洪水衝潰。
　　3)舊河道必須進行處理。為防止舊河道給開采造成隱患，必須先將舊河道積水排出，再用黏土和矸石填平，將廢舊河道改成良田，既可防雨水積聚，又可增產利民。必要時要清除淤泥積沉物。
　　4)局部去彎取直，減少河水流經礦區的途徑；用人工引流將礦區河水引到下方礦外河中。這兩個辦法可不必全部改道，隻進行部分調整。
　　4．填堵老窯井口
　　中國采礦曆史悠久，一些老礦區均有老窯，古坑密布，而且老窯多分布在露頭附近或窪處，造成雨水彙積。老窯年深水大，對深部礦區存在潛能位壓，一旦突水則壓高量大，傷亡慘重。
　　封閉這些老窯井口應先行調查、繪圖，事後做出標記。大井口可用水泥蓋封閉，再用黃土堆滿蓋上；淺而小的舊坑老窯井口可直接就近取土填塞；對靠近河溝的井口，應加蓋1m厚的灰土，並使井口高出地麵1m以上。
　　處於農田內的井筒，在填實後還應在距地表以下2m處打厚度不小於1m的三七灰土，然後再覆以耕土，這樣，既可防止滲漏雨水，又可便於耕種。
　　位於山坡上的古窯井口，可用片石砌一高度不小於1m的圓形擋水牆，攔截雨水灌入。
　　除古窯舊坑外，礦區對近年鄉鎮、個體開的小煤窯或民窿金屬礦的廢棄坑道、井口，亦應同樣關注。

井下防治水
1．查明水源
地下水源是看不見的，隻有通過勘測，掌握古井、采空區的積水以及主要含水層、充水斷層和裂隙的分布，從而定出礦井的積水線、探水線與警戒線。
2．探放水
1)探水
(1)井下生產必須執行“有疑必探，先探後掘”的原則。
(2)凡遇到下麵情況都必須停止掘進，進行探水：
①掘進工作麵接近溶洞、含水層(流砂層、衝積層、各種承壓水的含水層、含水斷層或與地麵大量積水區相通的斷層)；
②掘進工作麵接近被淹井巷或有積水的小窯、老空；
③上層積水，在下層進行采掘工作，兩層間垂直距離小於采煤工作麵采高的40倍或小於掘進巷道高度的10倍；
④在邊探邊掘區內掘進時，掘進長度達到允許掘進長度；
⑤采掘工作麵發現出水征兆；
⑥當采掘工作麵接近各類防水煤柱時；
⑦接近可能同河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時；
⑧接近有水或稀泥的灌漿區時；
⑨接近其他可能出水地區時。
(3)探水前應注意如下問題：
①加強靠近探水工作麵的支護，以預防高壓水衝垮煤壁及支架；
②檢查排水係統，應根據預計出水量確定是否加大排水能力，清理水溝、水倉使其暢通和起緩衝作用；
③水壓較大時，探水孔要設套管，以便安裝水閥控製放水量，特別危險的地區還要選擇堅固地
點，砌築水閘牆；
④深水工作地點要安設電話，以便能及時與調度室和中央泵房聯係。
(4)探水時注意事項：
①探水地點要確保與相鄰地區的工作地點的聯係，一旦出水，要馬上通知水害威脅地區的工作人員撤到安全地點。
②打鑽時，要時刻觀察鑽孔的情況，發現煤層疏鬆，鑽杆推進突然感到輕鬆或順著鑽杆流出來的水超過供水量時，都要特別注意，這些都是接近或鑽人積水地點的征兆。碰到這種情況，要立即停止鑽進，進行檢查。如果孔內水很大，噴射較遠，必須馬上固定鑽杆，背緊揮水工作麵，如加固煤壁及頂底板。
③探水工作麵要經常檢查瓦斯及其他有害氣體，當瓦斯含量達1％時，必須停止鑽進；達到1.5％時，必須停止工作，使其降至1％以下，方可開動機器。
2)放水(疏幹)
(1)疏放老空水，有下列幾種方法：
①直接放水。當水壓不大，不致超過礦井排水能力時，可利用探水鑽孔直接放水。
②先堵後放。當老空水與溶洞水或其他巨大水源有關係，動水儲量很大，一時排不完或不可能排完的情況下，應先堵住出水點，然後排放積水。
(2)疏放含水層水。它包括地麵疏放水、用井下疏水巷道疏水等。前者適用於埋藏較淺、滲透性良好的含水層。後者適用於已摸清水源，並預算出湧出量的情況下。
(3)放水時的注意事項：
①放水前必須估計積水量，並要根據礦井排水能力和水倉容量控製放水數量及放水眼的流量。
②要經常觀測鑽孔中水量變化情況，特別放老空積水時，當水量變小或無水時，應反複多次下鑽至原孔深度或超過原孔深度，以防鑽孔被堵塞，造成放幹積水的假象，避免掘進時發生02manbetx.com 。
③放水過程中，應經常檢查孔內放出的瓦斯及其他有害氣體的含量，以便采取措施。
3．留設防水煤柱
留設防水煤柱的目的是為了截止井上、下各種水源的通道。確定煤柱尺寸，必須考慮到被隔水源的壓力、流量、煤層的賦存狀況等各種因素。
防水隔離煤柱因作用不同，大致分為井田隔離煤柱、斷層防水煤柱、被淹井巷之間的煤柱及防止潛水及流砂等流人巷道而留設的煤柱。
4．截水和堵水
(1)截水。為了使井下局部地點的湧水不致波及其他地區，需要在湧水的巷道中設置水閘門或水閘牆。
(2)堵水。注漿堵水是將專門製備的漿液通過管道壓人地層裂隙或孔洞，經凝結、固化後達到隔絕水源的目的。在注漿堵水工程中，合理選擇注漿材料十分重要。它關係到注漿工藝工期、成本及注漿效果。目前，國內外應用的注漿材料多種多樣，可以簡單地分為矽酸鹽類和化學類漿液兩大類。