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摘要:叙述了煤矿水文地质条件的研究意义及煤矿水文地质的研究现状,基于晋城地区现阶段煤矿水文地质的条件,提出了防治水害的措施。
关键词:煤矿;水文地质条件;研究
0引言
根据研究,晋城地区的煤炭能源消耗,占据晋城地区所有能源消耗比例的绝大部分。而且在世界上,中国的煤炭能源消耗也非常巨大。如此大的消耗需求,需大量能源不断地供应。然而煤炭资源是不可再生资源,如此强大的需求会导致煤炭资源供不应求。很多煤炭开采区,都有着严峻的地理条件,水文地质条件更为复杂多样,开采的危险性极高。调查显示,每年有很多因煤炭资源开采而造成的严重水灾灾害,因为水灾事故发生而送命的工作人员更是数不胜数[1]。矿井水不仅严重危害着煤炭开采工作人员的生命,更加阻碍了晋城地区煤炭事业的发展。虽然晋城地区煤炭储量庞大,但现阶段受技术水平限制,很大一部分煤炭资源由于水文地质条件限制无法开采,这也导致晋城地区很大一部分的煤炭资源由于开采不利而得不到资源利用。因此,首先要找到煤炭水文地质条件的研究意义,并对国内现状加以分析,通过实际考察,找到解决方法,帮助晋城地区煤炭开采事业的发展。
1煤矿水文地质条件的研究意义
随着科学技术的发展,国内外许多学者对中国的煤矿水文地质条件进行了合理分析,随着开采技术的提高,技术方法的多样化,很多开采单位对于一些事故发生的原因都能有很好的了解和掌握,能在一定程度上规避事故发生。要在有限的条件下,对矿井进行合理勘测,保证可大致掌握水文地质条件情况,然后进行有效分析,得出结论,进行有效防范。但这些工作的运作都是无法马上获得经济效益的。这就导致现在有很多矿井老板受利益驱使,不注重安全措施的采取和水文地质的勘测,在不了解矿井情况时就让开采工人下井进行挖煤工作。一旦发生水害事故,就会导致很严重的损失。在没有经过事先勘测的矿井,如果发生事故,人们无法第一时间了解事故状况,无法做出良好判断,无法进行事故抢救,严重时整个煤矿都会坍塌。因此,没有经过任何水文地质勘测和设立安全紧急预案的情况,不仅会造成整个煤矿无法正常开采,导致该地煤炭资源无法得到最大程度利用,造成资源浪费,还会造成严重的人员伤亡和财产损失。因此,对于煤矿水文地质条件的研究有很重要的意义。
2煤矿水文地质的研究现状
中国国内的水文地质条件研究工作始于20世纪初,晋城地区早期的研究方法是引进国外先进技术,后来随着科学技术发展,晋城地区很多研究者编纂了著名研究理论,并对现阶段水文地质条件的研究产生了重要作用。煤矿地质主要包括地层、地质构造、含水层等。地层分为古生界奥陶灰岩系、石炭碎屑岩夹碳酸盐岩岩系、二叠砂岩含水岩系、新生界第四系。地质构造分为两期构造,第一期为北东向主干断层,第二期是由第一层派生的中等断层。含水层根据地质和岩石的特性不同,大致分为奥陶纪中统灰岩含水岩系、石炭纪山西组砂岩含水层和太原组碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层、二叠纪石盒子组砂岩含水岩系,最后是第四纪冲积砂砾石含水岩系。通过对这些地质条件的研究分析,找到良好的应对措施,为晋城地区煤矿事业的发展提供有力发展条件。
3煤矿水文地质灾害的预防措施
3.1矿井水的防治措施
矿井水防治是为了减少水害事故发生,保证煤矿开采的安全性,降低开采成本,在最大程度上合理利用煤炭资源。这就需要在开采煤炭资源前进行大量水灾防治工作,根据当地煤矿实际情况做好防治地表水工程或井下疏放排水工程等。根据矿井内各含水层的分布情况,了解含水层间的水力联系和地质构造对于地下水的影响,分析研究水害对矿井的威胁程度,通过了解水害发生的可能性,对矿井进行危险分区,从而达到警示的目的。在开采过程中,尽量避免在危险地区开采,减少事故的发生情况。对于危险区,要在开采施工前对此进行隐患排除,进行合理的开采前治理,降低危险性,减少危害区域,确保在施工过程中的安全性。
3.2矿井水害的防治措施
3.2.1加强矿区的水文地质勘测
做好水文地质资源预测的报备在查明矿井水害隐患的基础上,对水害隐患采取一系列控制措施。以保证有效避免水害发生,减少水害事故造成的人员伤亡和财产损失,同时最大程度降低煤矿开采的资金投入。要根据实际情况对不同地区的不同矿井进行分析,使水位和水压都保证在一个安全标准之上。在矿井排水和防水的过程中,防水较为主动,排水较为被动,但又缺一不可。治理矿井水害时,要将防水和排水相统一,相互帮助,共同为破除水害隐患做出贡献。基于不同的实际状况和经济条件展开不同的防治措施。要加强矿区的水文地质勘测,做好水文地质资源预测的报备。在实际开采过程中,影响煤矿安全开采的因素多种多样,主要有顶板砂岩裂隙水、岩浆水等,井下地形复杂,很可能存在隐藏的倒水断层等,因此开采过程中,必须加强水文地质勘探,提前探知井下水情,如存在隐患及时防治,保证在没有安全隐患的情况下进行开采,最大程度保证开采工作人员的施工安全。
3.2.2建立长期的观测系统
煤矿开采工作随着开采次数的增多,深度也逐渐增加,危害也越来越大。矿井在水质侵蚀影响下,对开采所造成的威胁也越来越大。为保证煤矿开采的安全性,要建立一个关联各个含水层的检测系统,通过实时监测,及时准确地了解各含水层状况。并根据各个含水层的不同特点进行紧急安全预案,如果遇到紧急状况的发生能第一时间找到解决办法,对水害进行有效控制,在一定程度上减少煤矿开采过程中的损失。
3.2.3建立完善的水文地质信息库
根据分析水文数据的特点,使用地理信息系统作为平台。并将在水质勘测的过程中收集到的水文地质资料进行数字化处理,建立全面的数据分析系统,将数据管理规范化、条理化,且保证数据具有一定的可靠性,从而帮助煤矿开采工作预测准确的结果。及时更新数据信息库,保证数据的有效性和时效性。
4结语
在现有的技术条件下,要最大限度提高煤炭资源开采的利用率,规避一切不利条件,减少不必要的损失,降低经济成本。这就需要在保证利用率的同时,加强水文地质条件的研究,通过不断精准的勘测,保证减少水害事故的发生,为煤矿开采提供便利条件,且要学会借助计算机设备来减少人力资源的消耗,以促进煤炭资源的利用率,为晋城地区经济的发展做出贡献。
参考文献:
[1]潘启林.水城县勺米乡范家寨煤矿水文地质条件及防水措施研究[J].新农村(黑龙江),2014(14):294.
[2]任虎俊,段俭君,胡婉,等.山西潞安集团李村煤矿水文地质条件及矿井涌水量预测[J].中国煤炭地质,2013,25(5):27-31.
[3]刘斐.方庄煤矿水文地质条件研究及矿井防治水措施[J].煤,2013(9):24-25.
作者:武新胜 单位:山西煤炭运销集团晋城有限公司
第二篇:矿区水文地质勘探技术要求研究
摘要:随着我国国民经济的迅猛发展,建筑工程、矿山开采业也得到了迅速的发展。建筑工程项目、矿山开采项目作为我国国民经济发展的支柱产业,其发展现状将直接影响我国现代化的经济建设。水文地质勘探作为建筑工程施工、矿山开采的基础,其勘探质量对项目的开展起着基础性和决定性的作用,不仅关系到企业的经济效益,还关系到施工人员、开采人员的人身安全。对矿区水文地质勘探工作的整体情况进行概述,对当前矿区水文地质勘探工作中存在的问题进行剖析,并分析矿区水文地质勘探的技术方法。
关键词:矿区水文;地质勘探;技术要求
水文地质勘探是矿区开采之前的重要工作,只有做好矿区水文地质勘探,才能确保矿工的安全和顺利的开采。矿区水文地质勘探是一项专业性较强的工作,在实际应用中,矿区水文地质勘探还存在一些问题,它会严重地影响水文地质勘探的质量和效率。因此,应采取积极有效的对策,加强水文地质勘探管理,不断提高矿区水文地质勘探水平。当前,很多矿主只关注矿区的矿床分布、矿脉走向、煤田地质等情况,忽视全面的水文地质勘探,导致矿区频繁发生透水事故,危及工作人员的生命安全,也给企业带来巨大损失。在矿区进行水文地质勘探,可全面了解矿区水质水量,隔水层走向和分布,含水层走向和分布等情况,为矿区开采提供科学依据。因此,应高度重视矿区水文地质勘探中存在的问题,有针对性地采取有效对策,提高水文地质勘探质量,充分发挥其重要作用。本文首先就矿区水文地质勘探作以简要概述,之后分析当前矿区水文地质勘探的技术水平和勘探能力,并就矿区水文地质勘探的技术要求作了进一步的探讨,希望能在水文地质勘探的实际工作中起到一定的指导作用。
1对矿区水文地质勘探工作的整体概述
水文地质勘探是以勘探区的水文地质勘探类型及自然地理条件为重要依据来有针对性的选择有效的勘探技术,以对勘探区水文地质条件进行研究的一项重要手段。从勘探工作的基本任务来看,主要工作内容包括以下几个方面:其一,查明矿区水文地质条件和矿床充水的因素,科学预测矿坑涌水量,在此基础上,客观评价矿床水资源的利用,指明供水水源方向。其二,在查明矿区工程地质条件的前提下,对露天采矿场岩体边坡的稳定性以及岩体的质量进行科学、客观的评价,有效预测出施工过程中可能发生的质量问题,便于工程问题的及时发现与解决。其三,对矿区的地质环境质量进行全面、准确的评述,并对矿床开发中可能引起的环境质量问题进行科学预测、提出相关预防及治理意见。
2当前矿区水文地质勘探工作中存在的问题
2.1对勘探资料总结的不够全面
对于矿区的厚层灰岩底层和边界划分,一些勘察人员进行了大量的实验和测量工作,但是,由于受到技术水平、试验方法、勘探设备、客观条件等因素的限制,效果较差,矿区水文地质勘探资料不全面,并且勘探得出的相关数据不准确、不完整,采用的统计方法不合理,不能正确划分矿区含水层,水文地质勘探质量不高,给矿区的开采工作带来很多麻烦。
2.2水文地质勘探不能正确反映隔水层和含水层的变化规律
受科学技术、勘探设备的限制,矿区水文地质勘探无法准确划分出相对隔水层和含水层,无法准确勘探出含水层组的地下水位、构造、产状、空隙率、岩性、厚度、埋藏深度、层位和数目,不能正确反映隔水层和含水层,垂直方向上水质、透水性、富水性的变化规律。矿区实际的水文地质情况和勘探结果存在较大差异,影响了矿区水文地质勘探的准确性。
3对矿区水文地质勘探技术的分析
3.1综合物探技术以及相关要求
该技术是电法勘探技术与地震预测技术的有效结合,其勘探对象主要针对的是矿区的地质构造和矿井水问题。综合物探技术的使用,能有效发挥出矿区的高分辨率三维地震数据体的功效,再以相关钻孔资料为重要依据,来分析采矿的目的层的地质构造,进而建立起完整而系统的地层构造立体图像。与此同时,结合电法勘探技术来分析矿区地下水的分布储存情况,通过该种方式全面了解地下水构造的隔水层厚度及导水性。
3.2水文地质钻探技术以及相关要求
该技术作为其他水文地质勘探技术的基础,是一个应用时间较长,应用范围较广的重要勘探技术。我国的煤矿资源大多都分布在西北等干旱及半干旱地区,由于该地区的水资源十分匮乏,因此,用水问题往往十分突出。在对该矿区进行水文地质勘探时,应尽可能的减少用水量。一般情况下,在煤炭矿系下奥陶系岩溶含水层中都会存在泥灰岩层,在钻探时地层坍塌或者漏失的情况时有发生,再加上钻孔结构的复杂性,大大增加了钻探工作的难度。为此,对钻孔结构及钻孔技术进行深入的研究显得尤为重要。
3.33S技术的应用以及相关要求
3S技术中的3个S,即是GPS技术、GIS技术以及RS技术,这三种技术各有优势,尤其是RS遥感技术,其功效尤为强大。它能在计算机的帮助下建立起全方位的遥感体系,是智能化勘探的有力支撑,对提升勘探工作效率十分有益。而这三种技术经过计算机的处理之后,可将三种不同技术所拥有的不同功效结为一体,并实现勘探工作的一体化,大大促进了矿区水文地质勘探工作的有效开展。
4结语
综上所述,在我国经济社会快速、持续发展的推动下,我国矿业开采量势必会进一步加大,对此,矿业企业、相关管理人员对矿区水文的地质勘探工作要重视起来,同时,不断提高我国当前矿区水文地质勘探技术的工作。要结合自身实际、积极引进先进的矿区水文地质勘探技术,强化对新技术的学习和创新,有效解决当前我国矿区水文地质勘探工作中存在的问题,弥补工作中存在的不足,有效推动我国矿山开采业的发展,不断提高矿山开采企业的经济效益。
参考文献:
[1]叶树根.矿区水文地质勘探存在的问题及对策[J].城市地理,2014,(14):32-33.
[2]易倩霓,魏炜.矿区水文地质勘探存在的问题及对策[J].江西建材,2014,(03):236-238.
[3]尹博.矿区水文地质勘探的关键问题探讨[J].中外企业家,2014,(17):230-232.
[4]赵立国.矿区水文地质勘探存在的问题及措施[J].黑龙江科技信息,2012,(36):9-11.
[5]田冲,汤达祯,周志军,等.彬长矿区水文地质特征及其对煤层气的控制作用[J].煤田地质与勘探,2013,(01):97-99.
作者:周欣荣 单位:黑龙江省齐齐哈尔矿产勘查开发总院
第三篇:煤业公司水文地质类型划分分析
摘要:我国煤矿地质、水文地质条件总体上十分复杂,据统计,在大中型煤矿中有500多个工作面受水害威胁。我国受水害威胁的煤炭储量约占探明储量的27%,使大量的煤炭资源成为呆滞储量无法开采,直接影响矿井服务年限。在一些地区,煤炭能否开发,很大程度上取决于矿井煤层受水害威胁程度,进行矿井水文地质类型划分是进行矿井防治水的基本依据。文章以石圪节煤业公司为例,分析石圪节煤业公司的水文地质,并对水文地质类型进行划分,希望对煤矿的水害防治起到一定作用。
关键词:水文地质;类型划分;石圪节
石圪节煤业公司隶属潞安矿业集团有限责任公司,是潞安矿区最早开发的一对矿井。始建于1929年,1930年投产,先后开采3号煤层、15号煤层,经过多次技术改造,现年产90万t。该矿瓦斯绝对涌出量为2.06m3/min,属瓦斯矿井。采煤方法采用走向长壁后退式全冒法,矿井现采用二斜井、四立井开拓,其中主井为斜井。该矿井田内3号煤层大部分已采空,现除部分大巷外已全部封闭,正常涌水量为24m3/h;+725m水平主要开采15号煤层,开采标高为630~882m,正常涌水量为120m3/h。
1地质概况
1.1地层
1.1.1区域地层
石圪节煤业公司位于沁水盆地的东侧。区域地层由老到新,主要有上元古界震旦系、古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,中生界三叠系,新生界第三系、第四系。
1.1.2井田地层
井田大部分地区为第四系黄土所覆盖,仅在冲沟处有二叠系上统上石盒子组和下统下石盒子组基岩零星出露,基本为一全掩盖区。根据钻孔揭露,井田内发育的地层由老至新有:奥陶系中统上马家沟组和峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组下段、第四系。
1.2煤层
井田内含煤地层主要为二叠系下统山西组和石炭系太原组,其中山西组含煤三层,在本组下部的3号煤为全区可采的稳定煤层,其余均为不可采煤层,煤层平均总厚度为6.68m,太原组含煤10层,由上至下依次为7、8-1、9、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3,其中15-1号、15-3号为全区可采的稳定煤层,其余煤层均为不可采,煤层总厚度为7.61m。
1.3构造
1.3.1区域构造
本地区位于太行山的背斜西翼,沁水盆地的东侧,其中沁水盆地东部地层实测大致为走向北东,向西倾斜的单斜构造。由于受到新华夏构造运动的影响,范围内的褶曲呈现雁行排列,相互平行,井田位于晋获褶断带的西侧。
1.3.2井田构造
井田基本构造为一向西倾斜的单斜构造,局部发育宽缓的向斜、背斜,其轴部裂隙发育,成为相对富水部分。地层走向南北,倾向西,倾角比较平缓,一般为3~6°。生产中揭露17条断层,落差一般小于10m;井下先后揭露7个陷落柱,平面形状呈似椭圆形,大小不等,一般在30m×70m,最大90m×300m,未发现岩浆岩侵入,综观全井田地质构造应属简单类型。
2水文地质
2.1区域水文地质
井田位于辛安泉域中部襄垣至长治之间径流区,区域内主要河流是漳河,属海河水系,分清漳河和浊漳河两支。区域东部出露一套碳酸盐岩底层,呈长条状南北方向分布,含岩溶裂隙水,向西地势逐渐降低。区域中西部为新生界早期形成的断陷盆地,由黄土丘陵和低山组成,海拔800~1200m,堆积物较厚,最大可达300m,并夹有一系列孔隙含水层。区内尚有少量中生界及古生界碎屑岩出露,含一系列裂隙含水层。
2.2矿井水文地质
2.2.1含水层和隔水层
将含水层按岩性组合自上而下划分为:①第四系松散岩类孔隙含水层;②基岩风化带砂岩裂隙含水层;③二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层;④二叠系下统下石盒子组中部及底部K8砂岩裂隙含水层;⑤二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层;⑥石炭系上统太原组含水层;⑦奥陶系中统岩溶裂隙含水层。将隔水层划分为:①石炭系上部太原组15-3煤层底部至中部本溪组底部隔水层;②太原组上部石灰岩层间隔水层;③二叠系砂岩含水层层间隔水层。
2.2.2矿井充水
水源主要为大气降水、地表水、地下水和老空水。
2.2.3井田及周边矿井采空区积水情况
井田内煤层积水主要集中在向斜轴部及低洼地方,本井田采空区积水位置、积水范围、积水量清楚。与周边矿井留设防隔水煤柱,无越界开采,现阶段相邻矿井积水对井田的开采没有影响,本井田周边矿井采空区积水位置、范围、积水量清楚。
2.2.4矿井涌水量
1)3号煤层矿井涌水量预计。由于石圪节煤业公司开采历史较为久远,3号煤主要涌水量来源于之上的Ⅶ、Ⅷ砂岩含水层,当初开采方法和排水系统与现在相差较大,现石圪节3号煤层除部分大巷外已全部关闭,矿井涌水量采用容积法计算,预计3号煤层正常涌水量为24m3/h,最大涌水量为32m3/h。
2)15号煤层矿井涌水量预计。15号煤层采用现涌水量观测值,根据本井田近三年矿井涌水量观测数据对比分析,预计15号煤层近期开采矿井正常涌水量为120m3/h,最大涌水量为180m3/h。
3水文地质类型划分
3.13号煤层矿井水文地质类型
1)含水层性质和补给条件。本井田东部为煤层露头线,局部有基岩出露;南部为山前斜坡地带,该煤层以往开采后的导水裂隙带将会波及到基岩风化带,基本流入采空区,含水层补给来源较差。属于简单类别。
2)煤层采动影响含水层单位涌水量。据邻区(王庄井田)43号钻孔抽水试验资料:单位涌水量q=0.00084L/s•m,渗透系数K=0.00567m/d,说明该含水层为弱富水性含水层。属于简单类别。
3)采空区积水情况。根据矿井充水性图资料,分别位于矿区的中部和西北部,矿井内和周边采空区积水位置、范围、积水量清楚,同层采空区积水位置、范围、积水量清楚。根据《煤矿防治水规定》第二分类划分,为中等型。
4)矿井涌水量。通过前面资料分析,开采3号煤层时矿井正常涌水量为24m3/h,最大涌水量为32m3/h。属于简单类别。
5)矿井突水量。矿井充水主要以顶板淋水、渗水为主,局部为采空区上部积水渗水。矿井没有突水发生,根据《煤矿防治水规定》第四分类划分,为简单型。
6)开采受水害影响程度。3号煤顶板Ⅶ、Ⅷ两个含水层是3号煤开采充水的直接来源。3号煤柱回采虽受水害威胁,不会威胁矿井安全,属于中等类别。
7)防治水工作难易程度。井下主要采取疏干措施,即通过合理布置采区及工作面以达到疏放3号煤顶板砂岩含水层水之目的。3号煤开采防治水工作易于进行,属中等类别。根据《煤矿防治水规定》,本矿3号煤柱开采,其水文地质类型为中等。
3.215号煤层矿井水文地质类型
1)受采掘破坏或影响的含水层。15号煤上部K2石灰岩岩溶裂隙含水层裂隙发育不均,根据本井田2-1孔注水试验资料,太原组含水层单位涌水量q为0.068L/(s•m),而据邻区(王庄井田)资料,单位涌水量q为0.000046~0.00047L/(s•m),富水性弱。东部埋藏较浅的地方可直接沟通大气降水和基岩风化带第四系含水层,补给条件相对较差,水文地质类型简单。
2)矿井及周边采空区积水状况。井田内煤层积水主要集中在向斜轴部及低洼地方,根据矿井充水性图资料,分别位于矿区3号煤层的中部和西北部,矿井内和周边采空区积水位置、范围清楚,同层采空区积水量、积水范围清楚。根据《煤矿防治水规定》第二分类划分,为中等型。
3)矿井涌水量。通过前面资料分析,开采15号煤层时矿井正常涌水量为120m3/h,最大涌水量为180m3/h。
4)矿井突水量。矿井充水主要以顶板淋水、渗水为主,局部为采空区上部积水渗水。矿井没有突水发生,根据《煤矿防治水规定》第四分类划分,为简单型。
5)开采受水害影响程度。太原组各石灰岩岩溶裂隙水是矿井开采的主要充水水源,顶板水防治是工作的重点,应坚持“预报预测、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,认真做好防水、探水、疏水、排水以及截水工作,总的认为采掘工程受水害影响程度不大,不会威胁矿井安全,为中等型。
6)防治水工作难易程度。根据本矿水文地质特征,参照《煤矿防治水规定》,深入开展井上、下水文地质调查、勘探以及防治水相关工作,做好采空区积水信息统计、构造水分布、太原组中各灰岩岩溶水的防探工作。按照《煤矿防治水规定》划分依据,为中等型。根据《煤矿防治水规定》水文地质类型划分原则,15号煤矿井水文地质类型为中等型。
4防治水建议
石圪节煤业公司矿井防治水工作总体较为简单,以目前投入的人力、物力基本能满足防治水工作要求。为了更好地做好矿井防治水工作,建议如下:
1)加强领导,认真执行防治水管理制度。
2)加强地质与水文地质基础工作,建立健全各种台帐,为防治水工作提供科学依据。
3)加强矿井地质及水文地质工作,在开采过程中及时收集水文地质资料。本区内次级小断层一般为张性断层,在开采时应予以注意。对于断开15号煤层的两条断层,须弄清断层的确切走向位置,并留有足够的防水煤柱。
4)建议对已关闭矿井周边老窑专门开展物探工作,以查清周边老窑及生产矿井(含关闭矿井)的积水线,以便采取防治措施,合理留设防隔水煤(岩)柱,确保矿井安全生产,对矿区水害防治具有重要意义。
作者:谢文菊 单位:潞安集团
第四篇:水文地质对煤矿防治水工作的重要性研究
摘要:论述了水文地质条件对煤矿防治水工作的影响,从运用GPSPTK技术、光学定位测量、无线电定位测量等方面,介绍了山西省煤矿防治水的技术措施,旨在防止矿井水害事故的发生,确保煤矿开采工作的安全性。
关键词:水文地质,煤矿,防水技术,测量方法
水文地质学又划分为地下水动力学、区域水文地质学、水文地球化学、矿床水文地质学、供水水文地质学以及土壤改良水文地质学等,与地震、地热和环境地质关系密切。确保煤矿开采工作的安全需要研究水文地质,严防溃水、透水、突水事故的发生。2012年6月,山西市煤矿安全监察局在地方煤矿防治水工作座谈会上主张推行“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合程序,健全防治水“探测超前、预报准确、防治达效、管理到位”的工作体系,采取“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先掘后采”措施以加强煤矿防治水害工作。本文将浅析水文地质条件对煤矿防治水工作的重要性,并以山西煤矿管理为例探讨煤矿防治水害工作的方案。
1水文地质条件对煤矿防治水工作的重要影响
1.1对矿井安全的影响
水文地质资料信息的精确程度决定着矿井的生产安全,例如矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸,分析矿井充水规律、开展水害预测、制定防水措施都需要依据矿井充水性图,由此可见,图纸的准确性对煤矿的安全生产具有重要作用,如果图纸的质量有问题很可能会导致矿井淹井事故的发生。
1.2对水文地质调查工作具有重要影响矿井在调查所有煤矿,特别是小煤矿和废弃老窑的具体状况时会在矿图上标出该矿井的具体位置、开采范围及其年限,井底积水情况、出水地点以及水情变化等。
1.3对采区、采掘巷道及工作面布置的影响
水文地质资料直接影响到采区设计、采区巷道布置,并对煤矿生产造成重大影响。例如某煤矿2001工作面,原设计走向880m,切眼位于矿界煤柱线上。由于临界小煤矿采掘情况不详,所以运输巷掘至距原设计切眼140m处便打钻探测,当打到70m时探到老空井有积水涌出,随即留设防水煤柱并重新布置开切眼,减少储量10万多吨,对生产造成重大影响。1.4对地质储量的影响地质储量准确的程度,对采区、采掘巷道布置、采掘接替以及设备选型都具有重要影响。如果实际储量比提供的储量小,那么将会缩短工作面的生产周期,造成采掘接替紧张,浪费设计巷道和所选设备。
1.5对水文预报的影响
水文预报是指导煤矿井巷施工和生产的一种重要手段,主要表现在可避免重大透水事故的发生,为制定安全技术措施提供依据,指导安全生产。
2山西煤矿防治水技术措施与规章制度
2.1运用GPSRTK技术测量地形
在测量地形的时候,如果地形的坡度比较平缓,相对高差小,就可以利用GPSRTK技术采集需要的测量数据。如果坡度较陡,相对高差大,就需要将GPSRTK技术和全站仪相配合,来测量地形。
2.2做好物化探测量工作
一般情况下,GPSRTK技术进行物化探测量的工作时都先在测区内运用测量方法布设物化探网,需要按照一定的规律来取样点或者分布物化探观测点,再设计基线。然后再把设计好的基线或者测线点传输到GPSRTK掌上机,将设计点位用GPSRTK线放样方法布设到实地。
2.3做好矿区控制测量
进行矿区控制测量的时候,主要依据矿区作业面积和GPSRTK技术的厘米级精度指标,在国家等级控制点之上做首级控制。如果矿区的作业面积不太大,运用导线点或者一、二级小三角点就可以满足要求。
2.4运用光学定位测量
水下地形在测量水下地形的时候,首先会借助光学仪器来进行定位。主要运用前方交会法、后方交会法、侧方交会法、视距极坐标法和导标一角法来测量水下地形。
2.5运用光学及测距定位测量
地下水深一般情况下,GPSRTK定位技术在水深测量的工作中,都先在测区内运用极坐标测量方法布设水深测量网,即测量方位、距离和测量船的位置。随着高精度的红外线、电子经纬仪和激光测量仪的发展,水深测量工作都采用电子经纬仪和测距仪组成测量系统,有时候也会使用全站仪来测量。
2.6运用无线电定位测量
地下水深测量水深时也会依据无线电定位的远距离作用和广泛的覆盖范围以及GPSRTK技术的厘米级精度指标,将定位系统分为远程定位(距离小于300km)、中程定位(距离小于1000km)和远程定位(距离大于1000km)。
2.7制定明确的规章制度
2012年6月,山西市煤矿安全监察局在地方煤矿防治水工作座谈会上制定了科学的煤矿防水工作制度,表1就是山西市煤矿防水工作制度表。
3煤矿防水工作的建议
在初次放顶之前,要监测并完善排水系统,保持泄水通道的畅通,确保在中切眼初放期间能够正常排放涌水。此外,要维护液压系统与支架的维修,将泵站的压力控制在30MPa,乳化液液配比为3%~5%,支架初撑力不能小于24MPa。在初次放顶期间必须将割煤速度控制在2m/min以下,并每隔1h就停机10min,观察顶板是否存在来压现象,提前做好防治水工作,按照计划方案设计两巷排水能力,并保证排水能力不小于最大预计涌水量的备用水泵以及排水设备与排水管路的完好无损。运顺水仓泵和轨顺都必须使用双回路电源。而且,要做好清淤工作,及时清理巷道中的淤煤,这样可以有效保证排水管路的畅通与清洁。如果发生水淹巷道事故,必须及时从安全通道有序撤离,然后向上级部门与调度室回报具体情况。要注意随时监测水文地质与矿压,做好水文预报工作。另外,在网络时代的背景下,理应全面使用计算机技术,创建煤矿防水工作管理途径,应用电子文档,建立规范标准的数据库,实现煤矿防水工作的现代化管理,这样能够节省时间,提升管理工作的效率与质量。
4结语
水文地质条件对矿井安全的维护工作具有重要影响,确保矿井的安全就必须做好水文地质调查工作。山西市煤矿安全监察局曾经在地方煤矿防治水工作座谈会上主张推行综合治理煤矿防水的程序,并进一步完善煤矿防水工作管理体系,通过运用GPSRTK技术测量地形,做好物化探测量工作与矿区控制测量工作,运用光学定位测量水下地形,采用光学及测距定位以及无线电定位测量地下水深,并建立了科学、明确的规章制度,为完善煤矿防水工作管理体系提供了大量的宝贵经验。另外,做好煤矿防水工作还需要在初次放顶之前,监测并完善排水系统,保持泄水通道的畅通;维护液压系统与支架的维修,按照计划方案设计两巷排水能力,保证排水能力不小于最大预计涌水量的备用水泵,要为运顺水仓泵和轨顺提供双回路电源;及时清理巷道中的淤煤,有效保证排水管路的畅通与清洁;随时监测水文地质与矿压,做好水文预报工作;使用计算机技术,创建煤矿防水工作管理途径。
参考文献:
[1]杨云飞.煤矿防治水工作中存在的问题及对策[J].太原城市职业技术学院学报,2012(3):19-20.
[2]张成功,朱由军.鲁东煤矿防治水工作中存在的问题及对策[J].山东煤矿安全监察局路东分局,2010(1):34-36.
[3]闫晶.浅谈煤矿防治水工作中存在的问题及对策[J].中国科技信息,2013(18):77-79.
[4]张家峰.浅谈煤矿防治水工作的重要性[J].河南科技,2013(13):23-25.
作者:韩叙 单位:山西省煤炭地质水文勘查研究院