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[摘 要]水文地质类型复杂型矿井在生产作业过程中存在水害威胁程度大、水害防治难度大、综合治理难度大等特点,水害成为这些矿井仅次于瓦斯危害的矿井第二大安全隐患,因此矿井防治水工作在这些矿井尤为重要。
[关键词]水害事故 水文地质复杂型矿井 水平拦截 区域拦截 防水闸门 专用泄水巷
中图分类号:TD163 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0065-01
1 引言
矿井水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一。其严重程度仅次于瓦斯灾害列第二位。长期以来,因矿井水害造成国家和人民生命财产及经济损失极为惨重的。现以黑龙江龙煤矿业集团鹤岗有限责任公司峻德煤矿为例,对水文地质类型复杂型矿井水害防治作如下浅析:
2 矿井概况
龙煤矿业集团鹤岗有限责任公司峻德煤矿位于小兴安岭东南麓,井田上覆第四系含水砂层,井田北部第四系砂层直接覆盖于白垩系裂隙含水层之上,其间无稳定的隔水层,且白垩系顶部80-100米范围内风化裂隙较发育,成为矿井水较大、最稳定的补给源。
根据《煤矿防治水规定》水文地质类型划分依据,龙煤矿业集团鹤岗分有限责任公司峻德煤矿被定为水文地质条件复杂型矿井,全矿井存在多处水害隐患区域,自1978年建矿以来共发生3起水灾事故。
3 矿井防治水简述
3.1 峻德煤矿矿井水监测方法及步骤
目前,井下涌水量监测手段主要分3部分:
3.1.1涌水量观测:以地测大队水文组为主,联合通风区对全矿各区域进行涌水量观测,地测大队水文组主要负责全矿各生产区域及排水沟涌水量观测,通风负责全矿各密闭涌水量观测,观测周期为7天。观测方法采用流速仪测算,辅助浮漂法测算(流速仪对水质要求非常高,一旦水体中含有大量杂质,流速仪测算精度就会下降)。所有数据经地测大队工程师审核后,绘制涌水量变化曲线及涌水量观测台账,随着矿井地下水动态监测系统的安装,矿井涌水量观测将会更加系统化、信息化,对矿井涌水量的监测将会更加直观。
3.1.2采区涌水量观测:采区技术人员能够时时掌握其作业区域涌水量变化情况,弥补了地测大队和通风区涌水观测的时间漏洞。同时,采区技术人员将每天的涌水量情况进行记录,每10天上报地测大队主任工程师,工程师负责资料审核、分析水情,并制定下一步防治水方案。
3.1.3矿用瞬变电磁探测(TEM):根据全矿水情,使用瞬变电磁对隐患区域进行针对性探测,重点区域加大探测密度,以保证探测结果的准确性。探测结果报地测大队主任工程师,同时反馈生产一线。地测大队主任工程师根据探测结果制定防治水措施。
3.2 峻德煤矿防治水手段主要有三种:
3.2.1物探与钻探结合作为矿井水防治的最主要手段
物探查疑钻探验证相结合的方法在矿井防治水工作中得到了广泛应用,成立专门的物探队伍进行矿井赋水异常探查,由专业探放水设备,专业探放水施工人员经培训后负责具体施工。2009年至2016年1月1日,全矿井下共施工专用探放水钻孔448个,仅二水平南17层一区就施工66个探放水钻孔,2010年2月至2016年1月,该区通过施工探放水钻孔,共放出采空区积水181.8万立方米。由此可见,物探与钻探结合对我矿采空区积水防治方面起到至关重要的作用。
3.2.2完善区域排水系统、施工专业泄水巷
由于水害隐伏区域的特殊地质情况,一般不具备健全的排水系统,都是通过裂隙或采空区废旧巷道流入井下。针对一般的采空区积水,钻探就能够取得非常好的效果,对于存在稳定补给源的采空区积水,仅仅钻探是不能从根本上解决问题的。峻德煤矿在这种采空区积水的综合治理上,主要采用的就是完善排水系统,施工专用泄水巷,从而解决采空区积水问题。
3.2.3布置防水闸门
防水闸门是井下防水的主要设施,我矿已建立防水闸门7处,能够做到在水患发生时,使矿井水平隔离,缩小灾情影响范围,保证矿井排水能力,控制水势危害,确保矿井安全。
3.3 地面防治水
地面防治水主要内容包括:地面塌陷坑積水、鹤立河、排水沟、砂层水位观测及砂层水疏干等。地测大队负责地面水体的观测,观测周期每月1次(雨季每次下雨后观测),成立专门的防水队统一负责地面防治水工程施工及维护。
4 防治水工作情况及简要说明
4.1 地测防治水部门作为矿井防治水的 “侦察兵”
必须要建立、健全防治水“15种台账、7种图纸”并对全矿所有生产作业场所进行水情隐患综合分析,对受水害威胁地生产场所编制情水害预报,峻德煤矿平均每年编制水情水害预报60多份。
4.2 加强地表水体观测
重点包括地表砂层水位观测孔、地表塌陷坑积水、地表河流积水、地表裂隙观测,观测周期每月1次,雨季期间根据实际情况增加。
4.3 地下水动态监测系统已基本安装完成,目前正在做最后调试工作。
4.4 编制防治水长期规划
防治水中长期规划的编制要切合矿井实际,要有针对性。峻德煤矿防治水长期规划主要分为3个方面:
4.4.1地面疏干
井田范围内上覆第四系砂层,砂层水头线0~25米,北部为疏干区,井田西部为鹤立河。鹤立河侧渗补给、大气降压垂直补给成为第四系砂层水的最主要补给源,这也为砂层水的疏干带来了很大的困难。砂层水通过浅部构造向下通过采空区进入井下,因此,砂层水是我矿井下采空区积水的根源,因此,必须保证足够的疏干能力,必要时对浅部构造进行注浆封堵,截断导水通道。我认为对上覆第四纪砂层水的治理,应成为峻德矿未来10—20年内矿井水防治主要任务。
4.4.2井下涌水量监测及积水区治理
加快地下水动态监测系统的建设,弥补人员观测上的时间漏洞,将简单的排水沟涌水量观测向水源水量观测转变,提高涌水量观测质量、缩短水灾预警时间。
4.4.3健全防水闸门系统
现有防水闸门均布置在井口附近,在突发情况下,只能在本水平控制水量,不能有效的控制各区域涌水量。因此,健全防水闸门系统也应成为我矿防治水工作的重点,将防水闸门由按水平布置改为按区域、水平联合布置,以加强矿井对突发情况下涌水量控制能力,提高矿井抗灾能力。最大程度上的降低矿井损失。
5 防治水工作存在的问题
防治水工作过程中会接触到大量的新技术、新应用,因此防治水技术人员需要不断的学习,来提高自己的业务能力,改善自己的工作方法。特别是采区技术人员,更要加强防治水知识的培训。专业探放水钻工是探放水工作的一线人员,能否掌握探放水安全知识,就是保障其人身安全的根本。因此,加强防治水人员培训将成为矿井防治水的重中之重。
6 结束语
矿井水害防治的重要性毋庸置疑,随着科学技术的进一步发展,大量的新科学、新技术将会被引用的矿井水害防治工作中来,作为水害防治人员,要立足于现有的技术条件,积极组织、学习矿井水害防治的新技术、新方法、新应用,时刻掌握矿井水害防治的最前沿技术,减小矿井水害的威胁程度,为矿井安全生产提供应有的技术保障。
参考文献:
[1] 王宏斌,刘伯,《矿井水害防治技术》
[关键词]水害事故 水文地质复杂型矿井 水平拦截 区域拦截 防水闸门 专用泄水巷
中图分类号:TD163 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0065-01
1 引言
矿井水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一。其严重程度仅次于瓦斯灾害列第二位。长期以来,因矿井水害造成国家和人民生命财产及经济损失极为惨重的。现以黑龙江龙煤矿业集团鹤岗有限责任公司峻德煤矿为例,对水文地质类型复杂型矿井水害防治作如下浅析:
2 矿井概况
龙煤矿业集团鹤岗有限责任公司峻德煤矿位于小兴安岭东南麓,井田上覆第四系含水砂层,井田北部第四系砂层直接覆盖于白垩系裂隙含水层之上,其间无稳定的隔水层,且白垩系顶部80-100米范围内风化裂隙较发育,成为矿井水较大、最稳定的补给源。
根据《煤矿防治水规定》水文地质类型划分依据,龙煤矿业集团鹤岗分有限责任公司峻德煤矿被定为水文地质条件复杂型矿井,全矿井存在多处水害隐患区域,自1978年建矿以来共发生3起水灾事故。
3 矿井防治水简述
3.1 峻德煤矿矿井水监测方法及步骤
目前,井下涌水量监测手段主要分3部分:
3.1.1涌水量观测:以地测大队水文组为主,联合通风区对全矿各区域进行涌水量观测,地测大队水文组主要负责全矿各生产区域及排水沟涌水量观测,通风负责全矿各密闭涌水量观测,观测周期为7天。观测方法采用流速仪测算,辅助浮漂法测算(流速仪对水质要求非常高,一旦水体中含有大量杂质,流速仪测算精度就会下降)。所有数据经地测大队工程师审核后,绘制涌水量变化曲线及涌水量观测台账,随着矿井地下水动态监测系统的安装,矿井涌水量观测将会更加系统化、信息化,对矿井涌水量的监测将会更加直观。
3.1.2采区涌水量观测:采区技术人员能够时时掌握其作业区域涌水量变化情况,弥补了地测大队和通风区涌水观测的时间漏洞。同时,采区技术人员将每天的涌水量情况进行记录,每10天上报地测大队主任工程师,工程师负责资料审核、分析水情,并制定下一步防治水方案。
3.1.3矿用瞬变电磁探测(TEM):根据全矿水情,使用瞬变电磁对隐患区域进行针对性探测,重点区域加大探测密度,以保证探测结果的准确性。探测结果报地测大队主任工程师,同时反馈生产一线。地测大队主任工程师根据探测结果制定防治水措施。
3.2 峻德煤矿防治水手段主要有三种:
3.2.1物探与钻探结合作为矿井水防治的最主要手段
物探查疑钻探验证相结合的方法在矿井防治水工作中得到了广泛应用,成立专门的物探队伍进行矿井赋水异常探查,由专业探放水设备,专业探放水施工人员经培训后负责具体施工。2009年至2016年1月1日,全矿井下共施工专用探放水钻孔448个,仅二水平南17层一区就施工66个探放水钻孔,2010年2月至2016年1月,该区通过施工探放水钻孔,共放出采空区积水181.8万立方米。由此可见,物探与钻探结合对我矿采空区积水防治方面起到至关重要的作用。
3.2.2完善区域排水系统、施工专业泄水巷
由于水害隐伏区域的特殊地质情况,一般不具备健全的排水系统,都是通过裂隙或采空区废旧巷道流入井下。针对一般的采空区积水,钻探就能够取得非常好的效果,对于存在稳定补给源的采空区积水,仅仅钻探是不能从根本上解决问题的。峻德煤矿在这种采空区积水的综合治理上,主要采用的就是完善排水系统,施工专用泄水巷,从而解决采空区积水问题。
3.2.3布置防水闸门
防水闸门是井下防水的主要设施,我矿已建立防水闸门7处,能够做到在水患发生时,使矿井水平隔离,缩小灾情影响范围,保证矿井排水能力,控制水势危害,确保矿井安全。
3.3 地面防治水
地面防治水主要内容包括:地面塌陷坑積水、鹤立河、排水沟、砂层水位观测及砂层水疏干等。地测大队负责地面水体的观测,观测周期每月1次(雨季每次下雨后观测),成立专门的防水队统一负责地面防治水工程施工及维护。
4 防治水工作情况及简要说明
4.1 地测防治水部门作为矿井防治水的 “侦察兵”
必须要建立、健全防治水“15种台账、7种图纸”并对全矿所有生产作业场所进行水情隐患综合分析,对受水害威胁地生产场所编制情水害预报,峻德煤矿平均每年编制水情水害预报60多份。
4.2 加强地表水体观测
重点包括地表砂层水位观测孔、地表塌陷坑积水、地表河流积水、地表裂隙观测,观测周期每月1次,雨季期间根据实际情况增加。
4.3 地下水动态监测系统已基本安装完成,目前正在做最后调试工作。
4.4 编制防治水长期规划
防治水中长期规划的编制要切合矿井实际,要有针对性。峻德煤矿防治水长期规划主要分为3个方面:
4.4.1地面疏干
井田范围内上覆第四系砂层,砂层水头线0~25米,北部为疏干区,井田西部为鹤立河。鹤立河侧渗补给、大气降压垂直补给成为第四系砂层水的最主要补给源,这也为砂层水的疏干带来了很大的困难。砂层水通过浅部构造向下通过采空区进入井下,因此,砂层水是我矿井下采空区积水的根源,因此,必须保证足够的疏干能力,必要时对浅部构造进行注浆封堵,截断导水通道。我认为对上覆第四纪砂层水的治理,应成为峻德矿未来10—20年内矿井水防治主要任务。
4.4.2井下涌水量监测及积水区治理
加快地下水动态监测系统的建设,弥补人员观测上的时间漏洞,将简单的排水沟涌水量观测向水源水量观测转变,提高涌水量观测质量、缩短水灾预警时间。
4.4.3健全防水闸门系统
现有防水闸门均布置在井口附近,在突发情况下,只能在本水平控制水量,不能有效的控制各区域涌水量。因此,健全防水闸门系统也应成为我矿防治水工作的重点,将防水闸门由按水平布置改为按区域、水平联合布置,以加强矿井对突发情况下涌水量控制能力,提高矿井抗灾能力。最大程度上的降低矿井损失。
5 防治水工作存在的问题
防治水工作过程中会接触到大量的新技术、新应用,因此防治水技术人员需要不断的学习,来提高自己的业务能力,改善自己的工作方法。特别是采区技术人员,更要加强防治水知识的培训。专业探放水钻工是探放水工作的一线人员,能否掌握探放水安全知识,就是保障其人身安全的根本。因此,加强防治水人员培训将成为矿井防治水的重中之重。
6 结束语
矿井水害防治的重要性毋庸置疑,随着科学技术的进一步发展,大量的新科学、新技术将会被引用的矿井水害防治工作中来,作为水害防治人员,要立足于现有的技术条件,积极组织、学习矿井水害防治的新技术、新方法、新应用,时刻掌握矿井水害防治的最前沿技术,减小矿井水害的威胁程度,为矿井安全生产提供应有的技术保障。
参考文献:
[1] 王宏斌,刘伯,《矿井水害防治技术》