矿井防治水技术应用分析

矿井防治水技术应用分析

龙口矿业集团有限公司梁家煤矿山东省烟台市265700

摘要:煤矿防治水技术与对策研究在煤矿企业中占有十分重要的位置,要合理运用研究出的方法,严格遵守各种制度,在此基础上创新和发展,在实践中逐步掌握更多防治水技术和方法,逐渐运用到煤矿工作中,以便煤矿企业能够更好更快地发展。

关键词:矿井防治水;技术;应用

1煤矿矿井开采过程水害产生原因

1.1矿压损坏

矿压损坏是产生矿井水害的一个主要原因。在煤矿底板开采环节,底部的导水带很容易受到损坏,没有阻水能力的岩体受到开采压力,势必会降低整个岩层的阻水能力,整体的阻水效率会大幅度下降,这种情况下,本身存在的岩石断层很容易恶化为威胁范围较大的断裂带,岩层原有的阻水构造就会演变为导水通道,进而发生水灾事故。

1.2不良钻孔

点状垂向导水通道都是开采活动遗留下来的。煤矿开采过程中的不良钻孔行为会对矿井水害的形成产生最直接的影响。点状垂向的导水通道通常都有较强的隐蔽性,再加上水流走势为垂向,所以导水非常顺畅。一方面,矿井周围不同层位含水层之间势必会产生一定的水力联系;另一方面,一旦井下开采作业开进钻空位置或者揭露钻孔时,势必会增加突水事故产生几率,继而导致更加严重的水灾事故。

2煤矿矿井水灾危害检测方法

2.1瞬变电磁检测法

这种检测主要是借助二次场空间特点来完成对目标的监测和研究,然后根据监测数据确定目标的物理特性。如果监测目标是低阻体,则这种方法的定型功能就能得到很好的发挥,并且这种方法的另一个优势是敏感度较强。基于这两点使用瞬变电磁检测可以相对精准地对低阻异常的地质问题进行定位。使用瞬变电磁检测法对巷道的侧向探测,可以实现对煤矿工作面以及设计巷道的超前探测,尤其适合对煤矿井下富水区域开展水灾防治,再者利用这种方法不断地扩大探测区域,可以实现对异常区域的全面探测,例如异常区域含水性具体区域、影响范围等,最大限度规避开采过程的事故风险。

2.2煤矿井下直流电法

煤矿井下直流电检测方法主要是借助了不同岩石的差异性以及全空间理论。首先根据全空间理论来设置电厂,之后可以有效地对煤矿开采区域的水文地质情况进行检测。这种检测方法是现阶段煤矿井下水文地质分层中应用比较广泛的一种。首先是对含水层以及导水体的超前探测,主要是针对巷道底板以及作业面100m范围以内的区域探测,然后及时探测出含水层、隔水层的具体数据,如厚度以及高度,同时还需要对异常水体的具体范围作出探测;其次是利用三级空间交汇探测技术来协助井下探测,先对对应范围内岩石视电阻率变化规律作出相应的了解,然后根据井下探测结果预测矿井作业范围内的导水结构,例如断层结构、陷落柱结构、裂隙破裂带结构等,探测范围一般为80m。

2.3音频电穿透视法

音频电穿透视法主要是利用了不同介质电磁波传播原理。不同的介质电磁在传播的过程中,因为本身电流强度相对较大,所以对应介质的电阻率就会呈现出一种有规律的变动,以此为基础,使用音频电穿透视法可以相对精确地计算出穿透点的视电阻率关系变动,然后根据上面计算出来的数据描绘出视电阻率平面等值线图,根据平面等值线图对检测区域的相关地质信息作出判断和了解,之后根据所在区域的地质条件等信息对该区域的富水性质、分布状况以及具体的空间形态作出较为准确的判断,更好地帮助矿井防治水。从方法的构成和操作流程可以看出,这种检测方法可以更加有效地为煤矿开采作业提供准确可靠的数据支持,但是具体的使用还需要紧密联系深部煤层开采要求来进行。

3矿井概况

某煤矿位于柳林县陈家湾乡,隶属山西汾西矿业(集团)有限责任公司,距柳林县城15km,井田位于河东煤田中段,离柳矿区南部,批准开采山西组3#、4#煤层,井田面积18.908km2,煤系以上含水层富水性较弱,井田水文地质类型为中等。年正常涌水量34.79m3/h,最大涌水量73m3/h。开采深度的提高,矿井部分区域突水系数大于安全开采的临界值,矿井区域内太灰水有可能随采掘活动扰动进入工作面。同时,奥陶系灰岩水也存在通过大的导水构造突破煤层底板进入采场的可能。因此就需要做好煤矿水灾的防治工作。

4矿井防治水主要方法

4.1老空水的防治措施

对于该煤矿老空区积水的防治主要从探查与防治两方面工作入手。

4.1.1做好探查工作

探查人员应当坚持“有疑必探,先探后掘,边探边掘”的基本工作原则,以认真负责的工作态度做好老空区积水的探测工作。同时,要善于使用各种现代化探测技术,充分探测井下积水状况,从而为该煤矿生产部门对老空区积水进行防治提供必要的技术支持。

4.1.2做好防治工作

该煤矿老空区积水的防治工作主要需要从以下方面进行:(1)对于已经完成明确探测的部分,可以根据实际情况进行合理的防水工作,降低老空区积水带来的威胁;(2)对于情况不确定的区域,煤矿生产部门在生产过程中应留足安全煤柱,同时需要继续做好老空区积水的探测工作,必要时进行防水处理;(3)需要在煤矿水灾防治过程中,根据探测工作划分老空区积水范围,布置好探水线以及警戒线。

4.2顶板水的防治措施

该煤矿巷道顶板部分含水层的富水性比较弱,在煤矿掘进过程中,易造成顶板水通过岩层缝隙进入掘进工作面。为保证该煤矿掘进作业的安全有序进行需要对顶板水做好处理工作:(1)疏放钻孔。探测人员先确定该煤矿顶板的富水区,然后以疏放钻孔的形式来进行积水的排放,从而降低积水对于煤矿掘进的影响。(2)疏水巷道的建设。该部分的工作主要是疏放钻孔的补充,当疏放钻孔的排水效果无法达到目标时,就可以进行疏水巷道的建设,巷道应切穿顶板裂缝,并与水流方向垂直,从而达到最好的疏放效果。

4.3底板承压水的防治措施

底板承压水造成的水灾也是一种较为常见的煤矿水灾类型。对于该煤矿底板承压水的防治主要有带压开采、底板注浆加固两种形式。

4.3.1带压开采

带压开采就是指在煤矿开采过程中,充分利用煤层底板与含水层之间的隔水性能,在避免使用防水措施的情况下实现安全开采。经检测该煤矿区域底板承压水的顶部约10m左右的古风化壳具有一定的隔水作用,使得带压开采有着较高的安全性。

4.3.2底板注浆加固

首先底板要提前注浆,主要是针对底板岩层出现的裂缝,通过注浆加固来稳定防水层,这样一方面能够大幅度提升底板隔水层的阻水性能,另一方面可以最大限度提升隔水层的防护强度。通过底板加固注浆防护还可以有效地阻断奥灰水以及不同含水层之间的水力联系,起到很好的突水预防效果。

4.4合理的设置防水闸门

该煤矿区域中没有水库等水体,并且井巷工程也没有经过强含水层,再加上受到地质构造以及煤矿底层产状的影响,水文地质条件并不十分理想。该煤矿煤层顶部以及底板岩层富水性相对较低,所以整个矿区正常状况下的涌水量不大,并不会有突发淹井的现象,煤矿开采前期并不需要设置防水闸门。但是随着开采的进行,需要逐步强化水文地质情况勘查,同时还需要及时了解矿井的涌水量变化情况,一旦发现存在突水淹井的可能,就需要及时在矿井底部车场周围设置防水闸门。

结束语

煤矿开采过程中会出现很多灾害,例如水害、瓦斯爆炸、水灾、粉尘以及地质灾害等。根据以往的煤矿开采情况,一旦在煤矿开采过程中出现水灾危害,矿井突水量甚至会超过煤矿本身排水能力的数倍甚至是上百倍,所以开展煤层开采防治水工作显得尤为重要。

参考文献:

[1]王凯,王松,原晋林,胡叶丰.矿井防治水技术研究及应用[J].能源与节能,2017(11):130-131.

[2]牛上锋.浅谈矿井防治水安全技术[J].山东煤炭科技,2017(10):149-150.

[3]雷志明.矿井防治水技术综合研究与应用[J].煤,2017,26(10):83-84.

[4]温秀芬.煤矿矿井防治水技术研究[J].矿业装备,2017(04):60-61.

标签:;  ;  ;  

矿井防治水技术应用分析
下载Doc文档

猜你喜欢