小窑水对生产矿井的危害及防治措施

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摘 要:本文论述了废弃小窑积水的原因及对生产矿井的危害,提出了如何治理小窑采空区积水和防止地表水下泄;通过增强矿井排水能力;采用物探手段,划定积水区等综合防治措施,提高矿井抗灾能力。

关键词:生产矿井 防治水 小窑

中图分类号:TE2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0147-01

从1999年开始,我国对地方小窑进行大力整顿,对达不到安全生产条件的小窑给予关闭。各地的小窑已基本关闭,但废弃的小窑采空区积水对生产矿井的安全生产造成了重大的威胁。现针对废弃小窑积水如何防治进行分析探讨。

1 废弃小窑积水特征分析

生产矿井周边范围内的小窑普遍存在以下几方面的特点:(1)开采深度相对比较浅;(2)私挖滥采现象普遍发生;(3)为了争夺资源出现井与井相通的现象;(4)为节约成本,支护条件差,未进行回采后的充填工作;(5)管理不规范,缺少基础资料。因此,小窑关闭后,积水的补给、径流与排泄方式发生了改变,并且复杂,主要表现在以下几个方面。

1.1 水源补给快,积水量大

由于小窑开采深度相对较浅,采后充填措施不到位,地表出现裂隙及大面积塌陷,使大气降水及地表水沿裂隙直接进入地下采空区。因此,补给水源可以通过多个通道、大面积、短时间内进行补给,使采空区内的积水迅速增加。

由于小窑分布比较集中、数量多、范围广,致使采空区面积增大,加之,利益的驱使,相互争抢资源,造成井井相通的局面,形成统一的水体。

1.2 径流、排泄通道不固定

由于小窑采煤方法不正规,造成补给水源的径流、排泄通道不固定。原因是:渗入采空区的水从上往下径流的通道容易堵塞。一是由于大气降水、地表水补给量的变化,造成黄土、煤泥等杂物堵塞通道;另外是由于原巷道垮落、冒顶或老采空区再次垮落造成堵塞原通道,不管哪种情况,都会造成积水量增加,水压增大,当达到一定程度时,就会从薄弱地点溃出,形成新的通道,引起溃水淹井事故。

1.3 小窑水的相互补给

由于利益的驱使,造成小窑分布范围较广,区域较密集,加之,管理人员素质较低,没有进行实地测量,致使井井相通的现象十分常见。正常生产时,各自有正常的排水系统,不会出现相互补给的现象,但关闭后,排水设备废弃,随着水量的增多,水位上涨,小窑水通过巷道、采空区、导水断层及含水层相互补给,使原本补给量小的小窑,在相邻充水条件好的小窑的相互补给下,迅速充水,最终形成统一的积水水体。

1.4 积水位置分布无规律

由于小窑兴起时间长,规模大,技术管理存在问题多,无正规设计,且开拓方式、巷道布置,采煤方式和开采程序等不规范,随意性大,造成无规律的积水区域。

2 小窑积水可能给生产矿井造成的危害

2.1 矿井用水量增大,提高生产矿井的生产成本

由于小窑的私挖滥采,破坏了地表水的排流方式,破坏了矿区地下水态的天然动态平衡,使地表水、大气降水及小窑老空积水都通过径流的方式泄入生产矿井内,造成生产矿井的矿井涌水量增大,增加了生产矿井排水设备、设施的投入,提高了生产矿井的排水成本。

2.2 小窑积水形成“地下水库”,威胁生产矿井的安全

小窑关停后,由于多次移主、资料缺失,无法确定其开采范围、积水量、充水水源及相邻小窑间的相互补给关系,使得防治水工作开展困难。由于小煤窑废弃后,地表水与采空区水相连通,原有的排水系统拆除,无法正常排水,只能通过随意径流的流入相连的小窑内,形成统一的水体,当统一水体的面积不断增大就形成所谓的“地下水库”,当“地下水库”内的积水不断增多,压力不断增大,积水随时会从薄弱地点溃入生产矿井内,因此,生产矿井随时面临着重大的安全威胁。

3 防治措施

综合上述危害及原因分析,生产矿井应采取以下几方面的措施。

3.1 综合治理小窑,防治地表水下泄

(1)对生产矿井周边的小窑从新调查,尽量收集真实资料,通过知情人了解小窑与生产矿井之间的相互关系、开采范围、水源、积水区域、积水量等;对封填不实的小窑进行重新封填;对地表裂隙进行充填处理,防止地表水通过裂隙进入小窑采空。

(2)加大对矿区开采范围内的河道进行治理,采用疏通、截流、修筑排水设施等方法进行治理,防止大面积积水存在。

(3)恢复原有地貌,进行环境治理;恢复植被改变被破坏的自然环境。

3.2 加强井下防水、排水工作,防止突水事故发生

(1)采用将矿井内的水仓进行连通,增加排水设备,提高矿井抗灾能力。

(2)在重要的硐室安装防水门和闸板墙,确保硐室安全。

(3)在生产矿井内长期不进行采掘活动及小窑集中区域建设挡水墙,并安装水压、流量监测设备及高压放水闸阀,可以随时了解挡水墙内的情况,当压力和积水量较多时,可以随时进行控制放水,确保矿井生产安全。

(4)加强水文地质分析,结合小窑采空区位置,充分考虑积水因素,合理布置井巷工程及采区。

(5)对“地下水库”要进行科学的探放,直至确认无积水后,方可进行掘进或开采活动。

3.3 依靠先进技术,运用科学手段,查明确定小窑积水位置

在矿区井田及周边范围内,及时采用三维地震、直流电法、瞬变电磁等物探手段进行积水区域的控制。在开掘巷道内,每掘进70m,必须进行一次直流电法超前探测,并认真分析,做好预测预报,提前进行防范治理;在工作面施工结束后,要及时进行瞬变电磁和无线电坑透探测工作,对探测出来的异常区域进行钻探验证,确保安全后,方可进行开采活动。

4 结语

通过对小窑积水特征的分析,了解小窑水患的原因及其对生产矿井的威胁,为生产矿井对小窑水的防治,提出了科学的依据、制定了具有针对性的防范措施,为生产矿井免受小窑安全生产提供给了可靠的技术保障。

参考文献

[1]胡东林,顾林编.矿井防治水[M].太原:山西科学技术出版社,1993.

[2]武强,李周尧.矿井水害防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002.