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煤矿防排水中的常见问题分析

王成 朱良东
  
安家(建筑与工程)
2022年26期
国能宝清煤电化公司 黑龙江省 双鸭山市 155625

摘要:我国煤炭资源丰富,赋存形式多样。不同地区的水文地质矿山类型差异很大。在水文地质条件简单的地区,采煤系统的设计、开发、准备和设计相对简单,没有必要把重点放在控制煤矿水上。然而,当煤矿水文地质条件复杂时,在煤矿初步设计中应充分考虑煤矿周边河流等外部补给水源的影响,也应考虑在剥离和采煤工作面推进过程中地下含水层对矿山各平盘及边坡稳定的影响。因此,合理、科学地划分煤矿水文地质类型,详细、严格的防治煤矿水害,是保证煤炭生产企业安全、高效开采的重要基础。

关键词:露天煤矿;防排水;解决对策

随着经济社会的快速发展,对煤炭资源的需求逐渐增加,煤炭开采技术也在不断提高。煤矿开采作业环境复杂,作业过程繁琐,易受环境因素影响,对作业人员的安全造成一定的隐患。为了保证煤矿开采的正常进行,减少因水损害造成的煤矿安全事故,本文做了以下分析。

1煤矿水害的类别

1.1老空水引发水害

煤矿开采特别是一些规模比较大的矿井,在开采工作结束后基本都会被废弃,而没有采用合适的措施来进行适当处置。伴随着废弃时间的增长,若是附近有新的煤矿开采到这些废弃矿井的积水水体承重岩壁,就会导致有大量的水流入到新煤矿之中,形成水害,进而导致煤矿开采的安全性、经济利益都受到损害。

1.2砂岩裂隙出水

在一些含水量较高的煤矿的砂岩裂隙之中,在挖掘到砂岩壁的时候,极其有可能从其裂隙中出水,并呈现出不一样的表现,例如岩面出水等等。但是,若是没有稳定的水源等来为砂岩裂隙补充水,那么其原来的含水量并不会影响煤矿开采。

1.3奥灰承压水水害

奥灰岩溶含水层绝大部分都位于开采的煤层下方,当水的压强达到特定标准之后,就会渗出一定量的水,导致水害,因此,奥灰岩溶含水层必须和开采层之间要有足够远的距离,以确保煤矿开采工作的安全性。除此之外,就大部分的煤矿的实际情况来进行分析,可以发现奥灰岩溶含水层的含水量越大,就越容易发生奥灰承压水水害。

2煤矿防排水期间出现的问题

2.1缺乏健全的排水系统

国内很多煤矿企业主要以中小型企业承包矿区进行开采的模式进行运作,采矿时仅重视经济收益,忽视了国家下达的文件要求与具体规定,导致矿区施工中未能做好排水系统的构建;还有部分煤矿未能处理好生产与防排水系统建设的关系,为了生产进度,随意破坏排水系统或排水系统建设滞后于生产实际需要,使得矿区防水效果大打折扣,提高了安全隐患发生的几率。

2.2未能做好水灾防范工作

完善水灾防范工作,有助于提高煤矿企业应对、处理水灾的能力。但是,多数企业并没有认识到预防水灾的重要性,即使是企业中开展了一定的水灾排查工作,但也是敷衍了事、形式主义,煤矿采空区域中仍有大量积水没有得到及时处理,自然灾害之后造成的积水也不够重视。若未能做好水害防治,必然会在煤炭开采中发生安全事故,若情形严重还可能造成严重的人员伤亡。

2.3专业技术人员相对不足

由于国内煤矿企业对防排水工作重要性认识不足,所以,防排水相关的技术人才、设备十分稀少。由于没有防排水方面的专业技术人员或由非水文地质方面专业人员转行从事防治水工作,所以发生水害后,只能安排其他人员进行处理,由于此类员工缺乏防排水专业知识及技术能力。因此,很多水害无法彻底解决,容易造成反复发生的现象。

3煤矿防排水技术措施

煤炭是社会发展的第一动力来源,与社会发展的各个方面都存在着联系。寻求煤层开采的防排水技术,成为现代煤炭开采的安全技术保障。

3.1探放水技术

根据矿区的水文地质条件,通过探放水技术可预先查明煤矿的主要充水水源,查看煤矿是否存在孔隙水,煤层底板有无奥套系石灰岩,掌握各种含水层的具体位置、充水量大小等情况,在煤矿周围是否分布有老采空区,掌握其数量、距工作面的距离等。同时,根据煤矿地质报告,通过探放水技术查明煤矿的主要充水通道,掌握煤矿的断层等地质构造的数量、富水性、导水情况,计算煤层顶板及底板的破坏深度,与含水层的空间位置,坚持“有掘必探,先探后掘”的原则,在探明煤矿充水水源和通道的情况下,采取必要的防排水技术措施保证煤矿安全生产。当采掘工作面接近老空区、富水断层、强含水层时,需要进行超前探放水。常用的技术手段是布置探水钻孔。一般探水要与掘进相互配合,即探水、掘进循环进行,为了能准确探明这些可疑充水点,要布置钻孔成扇形或半扇形,且在巷道允许掘进距离的位置,两钻孔间距要小于3m,巷道允许掘进位置到钻孔深度位置的距离一般为20m。

3.2疏放降压技术

疏放降压就是采用抽水或放水的方法来减少和降低含水层的水量或水压,从源头上来消除突水的危险。疏放降压的技术手段主要有布置疏放巷道和疏放降压钻孔。当煤层顶板有含水层时,可将回采巷道预先掘出,充分利用这些巷道将顶板含水层水进行疏放,当煤层底板有含水层时,可将开拓和准备巷道布置在底板含水层中,利用这些巷道对底板水进行预先疏放。如果煤层顶板含水层距离煤层较远,回采巷道疏放水效果不好时,可在回采巷道中布置放水钻孔进行疏放;如果煤层底板含水层为承压水,由于水压较高在含水层布置巷道有突水危险时,可向底板含水层布置钻孔进行疏放,来降低含水层水压。

3.3注浆堵水技术

注浆堵水是井下防排水的有效技术手段之一,它是将注浆材料制成浆液通过注浆设备压入井下突水地点,在浆液扩散凝固后,封堵煤矿充水水源通道,同时可以起来加固岩层的作用,以达到井下防排水的目的。因注浆堵水有诸多优点,防排水效果较好,在煤矿建设和生产过程中被广泛应用,如井筒工作面预注浆、井壁后及巷道周围注浆、注浆封堵被淹煤矿突水点、注浆加固煤层底板防止突水等。注浆堵水技术主要包括注浆材料的选择、注浆设备的选型及注浆工艺的采用等。其中,注浆材料是影响注浆堵水效果的重要因素,因此要根据突水地段的水文地质条件、围岩裂隙发育情况、水量大小及水的化学成分等因素来选择。常用的注浆材料有水泥浆液、黏土浆液、水泥-水玻璃浆液及化学浆液等。注浆设备是将注浆材料制成浆液并输送浆液的系统,是浆液进入突水点的动力来源,因此要根据设计的浆液量、注浆压力、注浆深度等参数来选定。

3.4井点超前疏干与采场集中排水相结合技术

井点超前疏干与采场集中排水相结合给水是露天煤矿降水的经典做法,面对复杂的水文地质条件,在探明地下含水层构造后,围绕采场周边形成环状疏干井群,可有效降低富水地区周边含水层对采场采剥工作面推进的影响,技术特点是根据采场剥离和采煤标高的要求,利用井点打穿含水层,形成连续的降水漏斗提前降低采区地下水位,阻止采区周边含水层对采区的补给。在剥离和采煤推进过程中辅助形成采区最低点集水坑,根据暴露区域渗流量和大气降水情况选择适当排水设施将生产区域积水排除,保证生产正常进行。

4结束语

综上所述,煤矿生产过程应正确研判水文地质类型。根据不同的水文地质类型,确定排放水系统建设方案,并根据相关规定与规范,科学配置专业防治水人员及数量,综合利用防治水技术,建立水情信息监测系统,提前制定各项应急预案,从而实现对各类事故的有效防范,保障煤矿开采的顺利进行。

参考文献

[1]张慧慧.煤矿防排水常见问题及对策[J].矿业装备,2019(02):92-93.

[2]刘朝俊.煤矿防排水技术应用分析[J].石化技术,2019,26(02):44.

[3]李建芳.浅析煤矿开采水文地质条件及防排水技术研究[J].神华科技,2018,16(11):40-41+51.

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