第十章 矿井水的防治.ppt

第十章矿井水的防治在矿井充水条件分析和矿井涌水量预测的基础上，根据充水水源、通道和水量大小的不同，采取的防治措施。 首先查明矿区地质和水文地质条件，再因地制宜地采取措施。矿井防治水工作，应坚持以防为主，防、排、疏、堵相结合，应坚持先易后难，先近后远，先地面后井下，先重点后一般，地面与井下相结合，重点与一般相结合。防害时，做到确保安全，经济合理，排供结合，综合利用，保护矿区地下水资源和环境。防治方法有： 第一节地面防水 第二节井下防水 第三节疏干降压 第四节矿井排水 第五节注浆堵水 第一节矿区地面防水 地面防水是指在地表修筑防排水工程或采取其它措施，限制大气降水和地表水补给含水层或直接渗入井下，从而减少矿井涌水量防止水害事故的发生。它是保证煤矿安全生产的第一道防线，对露天矿和主要充水来源为大气降水和地表水的矿井尤为重要。地面防水工程类型有： 1．截水沟、水库与防洪堤 2．河流改道 3．整铺河床 4．堵塞通道一、地面防水工程的类型1．截水沟、水库与防洪堤 位于山麓或山前平原的矿区，雨季山洪或潜流侵袭，淹没露天坑、井口和工业场地，或沿采空塌陷、含水层露头大量渗漏造成矿井涌水。 在矿区上方，严重渗漏地段，开挖大致沿地形等高线布置的排(截)洪沟(图10-1)，拦截洪水和浅部地下水，并利用自然坡度将水引出矿区。在某些情况下也采用防洪堤或水库蓄洪，拦截洪水侵袭。图10-1排(截)洪沟布置示意图1-地形等高线；2-排洪沟2．河流改道 当矿区内有河流通过，并严重威胁露天矿或矿井生产时，在河流流入矿区的上游地段筑坝拦水，修筑人工河床引水。 在山区，也采用排水平硐来代替人工河道。如四川南桐红岩煤矿，就是通过排水平硐对丛林河进行改道的。图10-2河流改道示意图1-拦河坝；2-矿区界限 河流改道一般工程量大，投资多，不宜轻易采用，应通过技术经济比较后再行设计施工。应考虑以下四点：1）经济合理，确保实效。坝址及人工河道应选 择在隔水岩层上，必要时还应对局部河段进 行防渗处理。2）人工河道坡度合理，不宜过大或过小以免冲 刷或淤塞；人工河道的断面应能保证通过最 大洪水量。3）旧河道要妥善处理，如填塞或雨季设泵排 水，以防积水渗入井下。4）要考虑矿区发展远景和工农业布局，即要避 免二次改道，又不要因改道而影响矿区的工 农业和生活用水。3．整铺河床 当河流(或渠道，冲沟等)通过矿区，并沿河床或沟底的裂缝渗入矿井时，可在漏失地段用粘土料石或水泥铺砌不透水的人工河床，以阻止或减少河水漏失。 例如，北京门头沟煤矿，一条长约4.4km的主沟漏失严重，采用铺底措施后基本上消除了沟渠水的下渗； 四川某煤矿，河流在煤层顶板长兴灰岩露头处通过，河水沿岩溶裂隙渗入矿井。通过整铺河床后(图10-3)，雨季矿井涌水量减少了30%-50%。图10-3整铺河床示意图1-灰岩；2-页岩；3-整铺后的人工河床4．堵塞通道 采矿活动引起的塌陷坑和裂隙，基岩露头区的裂隙和溶洞及岩溶塌陷坑.废弃钻孔及老空等，经查明与井下构成水力联系时，可用粘土，块石，水泥，钢筋混凝土等将其填堵。 大的塌陷坑和裂隙，下部充以砾石，上部覆以粘土，分层夯实，并使其略高于地表。填堵岩溶塌陷时，混凝土盖板应浇注在洞口附近的基岩面上，安装排气孔(管)，以防潜蚀或真空负压引起复塌。图10-4充填塌陷坑坑示意图 地面防水，应综合运用，方能取得实效。如：徐州贾汪矿区，在充分调查和研究矿区自然条件的基础上，结合矿井生产和发展情况，总结出“井下着眼，井上着手，远近结合，以防为主，防、排、治相结合”的治水方针，按近山矿区和平原矿区的不同特点，制定了不同的综合措施（图10-5）。即山区以蓄为主，蓄防结合。修水库、挖鱼鳞坑、建山前顺水沟，以减少矿井雨季洪峰流量； 矿区外围以防为主，防排结合。即在可向井下漏水的煤系地层和太原组灰岩露头周围修筑排洪道，排洪道水注入屯头河，并在排洪道的出口处建闸设泵，以便河水倒灌时落闸向外排水； 矿区内部以导为主，导排结合。即在低平矿区内挖中央排洪道，向矿区外围导流排水，并在塌陷区设泵排除积水。 上述工程的修建，使该矿区雨季各井涌水量都减少了20%-40%，1963年战胜了50年一遇的特大洪水，保证了矿井安全生产。图10-5韩桥、青山泉矿区地面防治水工程图1-等高线；2-河流或排水洪道；3-排洪道铺底段；4-废河道；5-水库大坝；6-石拱渠；7-灌区；8-太原群灰岩露头；9-正断层；10-逆断层二、地面防水工程设计与计算 矿区地面水流多为面积小的坡面径流、季节性冲沟或小溪，因缺少洪水观测资料，常根据洪水痕迹调查或雨量资料推算洪水量， 因此地面防水工程设计时，一般均需收集暴雨资料，按防水工程设计标准推算洪水量，从而根据暴雨径流量来设计截水沟或改道河流的纵横断面、防洪堤的堤高、