第十二章 矿山防水.doc

第十二章矿山防水一、教学目的及要求了解地面防水的主要措施,掌握井下防治水的主要措施及矿井突水征兆。二、重点难点重点:井下防治水的主要措施及矿井突水征兆。难点:井下防治水的主要措施。三、学时分配(4学时)第一节:地面防治水()第二节:井下防治水(2学时)第三节:矿井突水及其处理()四、教学内容与过程矿井水灾是煤矿建设和生产中的主要灾害之一。由于我国大部分煤矿地质构结复杂,生产安全深受各种灾害侵扰,频繁的突水事故严重威胁着矿井的安全生产。根据统计资料显示,建国以来全国岩溶类矿井共发生200余次突水量在10m3/min的矿井突水事故,且随着开采深度的增加,水害威胁越来越大,防治水的工作也越来越困难。如1984年6月2日开滦矿务局范各庄矿发生的特别重大突水事故,最大突水量为2053m3/min,造成该矿井及相邻的吕家坨矿全部淹没,经济损失近5亿元,是迄今为止世界采矿史上突水水量最大的事故。2005年8月7日广东省梅州市大兴煤矿发生特别重大透水事故,造成121人死亡、1人重伤致残,直接经济损失4725万元。一、矿井水与矿井水灾的概念矿井水来源于地表水和地下水。地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天坑和塌陷坑积水、雨水和冰雪融化汇集的水等。地下水主要指含水层水、断层裂缝隙水和老空积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进入矿井。凡影响、威胁矿井安全生产,使矿井局部或全部被淹没,造***员伤亡和经济损失的矿井涌水事故统称为矿井水灾。二、发生矿井水灾的基本条件通过分析涌水事故,造成矿井水灾必须具备2个基本条件:即存在水源和涌水通道。水源就是流经或积存于井田范围内的地表水和地下水,包括地表积水、洪水、松散层水、岩溶裂隙水、砂岩裂隙水、采空区水、灌注浆水、运煤水、生产用水等,造成重大或特别重大事故的水源往往是岩溶裂隙水和采空区水。涌水通道是水源进入矿井的渠道,包括自然通道和人工通道两类,自然通道主要有塌陷坑、断层、裂隙、裂缝、溶洞、陷落柱等,人工通道有井筒、巷道、峒室、采空区、钻孔、开挖面、井口、生产用水管路等。为了防止水灾的发生,必须进行深入地调查研究,查清井田内的水文地质条件,掌握矿区内水源的分布及其与矿井的联系、沟通情况,并采取相应的防范措施,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则,做到防患于未然。第一节地面防治水地面防治水是指在地面修筑防排水工程,防止或减少大气降水和地表水渗入井下。它是保证矿井安全生产的第一道防线。为了防止或减少大气降水和地表水涌人工业场地,或通过渗漏区或井口进入井下,必须认真做好地面防治水工作。地面防治水是一项经常性的工作,一般在每年雨季前进行。要做好地面防治水工作,首先要掌握地表水的性质、特点及变化规律,其次要掌握本矿区的地形、地貌及当地气候条件,要研究确定防治水措施及防排水工程。一、防止井口灌水井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位;在山区还必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段。井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历年最高洪水位时,必须修筑可靠的拦水堤坝、泄水沟渠或采取其他防排水措施。二、填塞通道填塞通道指填塞降水及地表水直接或间接流入井下的通道。地面塌陷裂缝、基岩裂隙、溶洞、废弃的小窑井筒等都可能成为降水及地表水直接或间接流入井下的通道,如经查明其确与井下构成了水力联系,必须用粘土填平夯实或水泥砂浆将其填塞。对于较大规模的塌陷裂缝或溶洞,通常下部充以碎石,上部覆以粘土,分层夯实并使之稍稍高出地表,以防积水和泥浆灌入井下,如图12-2-1所示。图12-2-1塌陷坑填塞方法三、铺整河底对于流经井田范围内的河流(或冲沟、渠道),其河床渗水性强,当水流沿河床或沟底的裂缝渗入井下时,则应采取局部或全部铺底办法加固河床,可在渗漏地段用粘土、料石或水泥铺垫河床,以防止或减少河水渗漏。例如四川南桐煤矿长兴灰岩出露地表,且发育有沟谷,通过铺整河底,修筑人工河床,雨季时矿井涌水量比原来减少30~50%,见图12-2-2所示。图12-2-2河流铺底示意图四、河流改道当煤体上部无足够厚度的隔水地层时,应尽可能将井田范围内的河流、湖泊、池沼等疏干或迁移。若地形条件不允许改道,而河流弯曲较多时,可在井田范围内将河道截弯取直,缩短河道流经矿区的长度,以减少河水下渗量(图12-2-3)。如徐州大黄山矿为防止地表水进入矿井,将流经井田范围内的河流改道,彻底解除了地表水对矿井的威胁。图12-2-3河流改道五、排(截),因山洪或潜水流灌入的形式流入矿区,在地势低洼处汇集,造成矿区局部淹没,或沿煤层、含水层露头带及采空塌陷裂隙渗入井下,增大矿井涌水量。这时,可在井田上方垂直来水方向修筑拦洪坝或排洪沟、渠,拦截、排