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14矿区地下水防治方法和环境地质
14 矿区地下水防治方法和环境水文地质 14.1 矿区地下水防治方法 14.2 矿区环境水文地质 14.1 矿区地下水防治方法 随着科学技术的发展,矿区地下水的防治方法已从简单的排水,发展到复杂的预先疏干、排供结合;从简单的堵漏,发展到现代的帷幕注浆;从单纯的治水,发展防治结合、综合调控,使过去许多不能开发的矿床得以安全开采,并从实践中总结出一套综合防治方法和治理措施。 矿井防治水十六字方针:“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”。 目前常用的矿井水防治方法有:地面防水、井下防水、疏干排水、注浆堵水。 一、防水措施 1.地面防水 开挖排水沟 防渗堵漏 河流改道 2.井下防水 合理进行开采布局,采用正确的开采方法 留防水矿柱 修建防水闸门或水闸墙 超前探水 开挖排水沟 位于山麓、山前平原或位置较低的矿区,雨季常有山洪或潜流侵袭,淹没露天矿坑、井口和工业场地,或沿采空塌陷、含水层露头大量渗入造成矿井涌水。一般应在矿区上方(特别是严重渗漏地段的上方),垂直来水方向开挖大致沿地形等高线布置的排(截)洪沟,拦截洪水和浅部地下水,并利用自然坡度将水引出矿区。 除了截水沟防洪外,在某些情况下也采用防洪堤或水库蓄洪,其目的都是拦截洪水侵袭。 防渗堵漏 采矿活动引起的塌陷坑和裂隙,基岩露头区的裂隙、溶洞及岩溶塌陷坑,废弃钻孔及老空区等,经查明与井下构成水力联系时,可用粘土、水泥、钢筋混凝土等将其填堵。 大的塌陷坑和裂隙,可下部充以砾石、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塌陷洞口附近的基岩面上,并安装排气孔(管),以防潜蚀或真空负压作用引起复塌。 当河流(或渠道、冲沟)通过矿区,并沿河床或沟底的裂隙渗入矿井时,可在漏失地段用粘土及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。 河流改道 当矿区内有河流通过,对矿坑充水有严重影响时,可对河流进行改道。即在河流流入矿区的上游地段筑坝,拦截河水,同时修筑人工河床将水引出矿区。在山区,也可采用排水平硐来代替人工河道。如重庆市南桐矿业公司红岩煤矿就是通过排水平硐对丛林河进行改道的。 修改河道一般工程量大,投资多,不宜轻易采用,应通过技术经济比较后再进行设计施工。 合理进行开采布局,采用正确的开采方法 利用自然条件,防止或减少地下水进入矿坑的积极措施。内容如下: 矿层开采顺序和井巷布置应从水文地质条件简单地段开始; 将井筒及井底车场布置在地层完整、不易突水的安全位置; 在强含水层或地表水 下采煤时,应先采深部,后采浅部; 在高压含水层之上采煤时,应先采浅部,后采深部; 对处于同一水文地质单元的矿群,应多矿井联合开采,整体疏干; 为减少顶板破坏,在强含水层或地表水体下采煤时,应尽量采用房柱法或充填法,避免采用大跨度的崩落法等。 留防水矿柱 当矿层与含水层接触时,为了防止突水事故,应留设一定宽度和一定厚度的矿柱,称为防水矿柱。 留防水矿柱 防水矿柱的留设需要考虑被隔水源的水压和水量、煤层厚度、巷道尺寸、围岩被破坏的程度,以及采空后顶板的冒落情况等因素。 我国规定对于小于3.5m厚、倾角小于30°的煤层,留防水煤柱不小于20m,对于在地表水或强含水层下采煤时,防水矿柱要大于导水裂隙带的高度。 修建防水闸门或水闸墙 在可能发生突水的采区巷道进出口或井下重要设施(如井底车场、水泵房、变电所等)的通道,可修建防水闸门。 在局部有突水威胁的采掘工作面,可以修筑水闸墙,一般设置在需要永久或长期阻挡水的地方。 超前探水 超前探水:在采掘过程中对于可能有水患的地段,提前进行钻探,以查明采掘工作的前方、侧帮或顶、底板的水情,确保安全生产。 原则:有疑必探、先探后掘 《煤矿安全规程》第286条规定:采掘工作面遇到下列情况之一时,必须确定探水线进行探水: 接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时; 接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时; 打开隔离煤柱放水时; 接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时; 接近有出水可能的钻孔时; 接近有水的灌浆区时;接近其它可能出水地区时。经探水确认无突水危险后,方可前进。 1)探水起点的确定:通过调查访问划出的小窑老空范围一般并不能保证十分可靠。为保证矿井安全生产,通常按小窑的最深下山巷道划定一条积水线,由积水线外推60~150m作为探水线,掘进巷道进入此线就要开始探水;由探水线再外推50~150m作为警戒线,掘进巷道进入此线后就应警惕积水的威胁,随时注意掘进巷道迎头的变化,当发现有出水征兆时必须提前探水。探水线和警戒线的外推数值,取决于积水边界的可靠程度、积水区的水头压力、积水量的大小、煤层厚度及其抗张强度等因素。 2)老空积水量的估算: 3)探水钻孔的布置原则 : 探水钻孔应保证适当的超前距、帮距和密度。在探
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