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煤礦水害防治理論與技術(shù)-文庫吧資料

2024-10-22 14:01本頁面
  

【正文】 — 滲透系數(shù) 、 滲透率 充水含水層 含水層水壓 含水層富水性 含水層滲透性 中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼發(fā)育及充填情況 —— 厚度等值線圖 —— 隔水強(qiáng)度高的砂巖層空間沉降位置 —— 脆 、 塑性巖厚度比 底板隔水巖段 防突性能 隔水巖段關(guān)鍵巖層位置 隔水巖段巖性比例 隔水巖段總厚度 工作面斜長 開采方法與工藝 煤層傾角 礦壓破壞發(fā)育帶 煤層采高與采深 回采誘發(fā)的導(dǎo)升高度 導(dǎo)升發(fā)育帶 原始導(dǎo)升高度 —— 線密度分布圖 、 單位面積斷層跡線的總長度 —— 張性 、 壓性 、 扭性 —— 點(diǎn)密度分區(qū)圖 —— 斷距 、 寬度 、 長度及傾角 —— 充填巖性 、 膠結(jié)程度 地質(zhì) 構(gòu)造 斷層 ( 裂 隙密集帶 ) 性質(zhì) 斷層分布密度 斷層尖滅點(diǎn) 、 交叉點(diǎn)分布密度 斷層規(guī)模 斷層充填膠結(jié)情況 —— 埋深 、 位置 —— 線密度分區(qū)圖 褶皺軸密度 褶皺軸埋深 褶皺 —— 密度分布圖 、 不同部位水力性質(zhì) 巖溶陷落柱 ( 2)、 建立 “ 脆弱性指數(shù)法 ” 的預(yù)測評價模型 ????Niii ISVI1( 3 )工程應(yīng)用實(shí)例 下面以邢臺章村礦三井為例,進(jìn)行實(shí)例分析。 (三) 編制帶壓開采地質(zhì)、水文地質(zhì)說明書 開采受水害威脅地區(qū)的煤層 , 在編制開拓 、掘進(jìn)與回采設(shè)計之前 , 必須編制該范圍的地質(zhì) 、水文地質(zhì)說明書 , 以作為設(shè)計的依據(jù) 。 ( 二 ) 編制突水系數(shù)圖 前面已經(jīng)提到 , 突水系數(shù)的應(yīng)用是通過突水系數(shù)圖來體現(xiàn)的 。 ( 一 ) 查清帶壓開采的礦井或采區(qū)的地質(zhì) 、 水文地質(zhì)條件 除應(yīng)對區(qū)域水文地質(zhì)條件有所認(rèn)識外 , 對井田或采區(qū)的水文地質(zhì)條件更應(yīng)了解清楚 , 對充水含水層的補(bǔ) 、 徑 、 排條件和不同充水含水層間的水力聯(lián)系狀況以及保護(hù)層的隔水性能均應(yīng)予以研究 。 在試驗(yàn)性疏干結(jié)束后 , 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對疏干方案作進(jìn)一步修訂 。 目前這三種疏干方式皆有采用 。 預(yù)先疏干在井巷開拓之前進(jìn)行;并行疏于是在井巷開拓過程中進(jìn)行 , 一直到礦井全部采完為止 。 ( 二 ) 疏干方式 疏干工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合 。 3。 要盡可能利用疏干勘探工程 ,并補(bǔ)充疏干給水裝置 。 2。 疏干勘探 疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探 。 二 疏干開采 ( 一 ) 疏干程序 礦井疏干過程可分為疏干勘探 、 試驗(yàn)疏干和經(jīng)常疏干三個逐漸過渡程序 , 應(yīng)與礦井的開發(fā)工作密切配合 。 礦井疏干的目的是預(yù)防地下水突然涌入礦井 , 避免災(zāi)害事故 , 改善勞動條件 , 提高勞動生產(chǎn)率 , 消除地下水靜水壓力造成的破壞作用等 , 是煤礦防治水的一種主要措施 。 防治煤層頂 、 底板含水層的水害 , 既要從整體上查明水文地質(zhì)條件 , 采取疏干降壓或截源堵水等防治措施 , 又要重視井下采區(qū)的探查 。 ( 六 ) 探放含水層水 由于基巖裂隙水的埋藏 、 分布和水動力條件等都具有明顯的不均勻性 , 煤層頂 、 底板砂巖水 、 巖溶水等在某些 ( 或某一 ) 地段對采掘工作面沒有任何影響 , 而在另一些地段卻帶來不同程度的危害 。有的礦的施工地質(zhì)孔將上層煤的老空積水大量導(dǎo)入正在生產(chǎn)的下層煤采區(qū),也曾造成嚴(yán)重的水害。山東肥城礦區(qū)的原 “ 中一井 ” ,因地質(zhì)勘探階段的鉆孔封孔質(zhì)量不好,將中奧灰水導(dǎo)入煤系薄層灰?guī)r,致使開采上組煤時礦井涌水量很大,且長期達(dá)不到疏水降壓的目的,礦井一直無法投產(chǎn),被迫改為 “ 水文地質(zhì)試驗(yàn)井 ” ,補(bǔ)做了10余年的水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作,將有懷疑的鉆孔一一作了啟封,最終才解決了這一人為造成的水文地質(zhì)問題。 ( 五 ) 導(dǎo)水鉆孔的探查與處理 礦區(qū)在勘探階段施工的各類鉆孔,往往能貫穿若干含水層,有的還可能穿透多層老空積水區(qū)甚至含水?dāng)鄬拥取?例如 1984年開灤范各莊礦2171工作面陷落柱突水的最大涌水量達(dá) 2053m3/min, 使該大型礦井在 21h內(nèi)被全部淹沒 , 成為世界采煤史上最大的一次突水 。 ( 四 ) 探放陷落柱水 煤層底板為厚層石灰?guī)r的華北型煤日 , 由于導(dǎo)水陷落柱的存在 , 使某些處于上覆地層本來沒有貫穿煤系基底強(qiáng)含水層的中 、 小型斷層或一些張裂隙 , 成為水源充沛 、 強(qiáng)富水的突水薄弱帶 ,一旦被揭穿 , 將引起突水 。 (9)采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時。 (7)采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?60m時。 (5)井巷工程接近或計劃穿過的斷層淺部不含(導(dǎo))水,但在深部有可能突水時。 (3)采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài) ( 即等于安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值 ) , 在掘進(jìn)工作面前方和采面影響范圍內(nèi) , 是否有斷層情況不清 , 一旦遭遇很可能發(fā)生突水時 。 ( 三 ) 探放斷層水 1. 探放斷層水的原則 凡遇下列情況必須探水: (1)采掘工作面前方或附近有含 ( 導(dǎo) ) 水?dāng)鄬哟嬖?,但具體位置不清或控制不夠嚴(yán)密時 。 (4)先堵后探放。 (3)先降壓后探放。 (2)先隔離后探放。 (1)積極探放。 2。 (8)水情及避災(zāi)聯(lián)系匯報制度和災(zāi)害處理措施 。 (6)通風(fēng)措施和瓦斯檢查制度 。 (4)探放水施工與掘進(jìn)工作的安全規(guī)定 。 (2)探放水巷道的開拓方向 、 施工次序 、 規(guī)格和支護(hù)形式 。 1。 (9)采掘工程接近其它可能涌 ( 突 ) 水地段時 。 (7)采動影響范圍內(nèi)有承壓含水層或含水構(gòu)造 , 或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清 , 可能突水時 。 (5)接近可能涌 ( 突 ) 水的鉆孔時 。 (3)打開隔離煤柱放水前 。 (1)接近水淹的井巷 、 老空 、 老窯或小窯時 。 2。 第五節(jié) 礦井水害主要防治方法 一 、 井下探放水 ( 一 ) 探放水概述 1。 鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能參考 , 如果需要采用 , 應(yīng)適當(dāng)加大安全系數(shù) 。 防水煤 ( 巖 ) 柱一經(jīng)留設(shè)即不得破壞 , 巷道必須穿過煤柱時 , 必須采取加固巷道 、 修建防水閘門和其它防水設(shè)施 , 保護(hù)煤( 巖 ) 柱的完整性 。 ? (6)在同一地點(diǎn)有兩種或兩種以上留設(shè)煤 ( 巖 ) 柱的要求時 , 所留設(shè)的煤 ( 巖 ) 柱必須滿足各個留設(shè)煤 ( 巖 ) 柱的要求 。 ? (4)一個井田或一個水文地質(zhì)單元的防水煤 ( 巖 ) 柱應(yīng)該在它的總體開采設(shè)計中確定 , 即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設(shè)相適應(yīng) , 否則會給以后煤柱的留設(shè)造成極大的困難 , 甚至無法留設(shè) 。 為了多采煤炭 , 充分利用資源 , 也可以用采后充填 、 疏水降壓 、改造含水層 ( 充填巖溶裂隙 ) 等方法 , 消除突水威脅 , 創(chuàng)造少留煤柱的條件 。 ? (1)在有突水威脅但又不宜疏放 ( 疏放會造成成本大大提高時 ) 的地區(qū)采掘時 , 必須留設(shè)防水煤 ( 巖 ) 柱 。 (5)地表水體防水煤 ( 巖 ) 柱:為防止采煤后地表水經(jīng)塌陷裂縫潰入井下而留設(shè)的煤 ( 巖 ) 柱 。 這種煤 ( 巖 ) 柱為暫時性的煤 ( 巖 ) 柱 , 在上 、 下兩水平( 或相鄰兩采區(qū) ) 開采末期或透水威脅消除后 , 這部分煤( 巖 ) 柱中的煤 , 仍然可以回收出來 。 (2)井田邊界煤柱:相鄰兩井田以技術(shù)邊界分隔時 , 為防止一個礦井淹沒 ( 由突水或礦井報廢引起 ) 后影響另一個礦井的安全生產(chǎn)而留設(shè)的煤柱 。根據(jù)防水煤(巖)柱所處的位置,可以分成不同的類型。對于這些地點(diǎn)的人員,應(yīng)利用一切可能的方法(如打鉆或掘進(jìn)一段巷道等)向他們輸送新鮮空氣、飲料和食物;當(dāng)積水不能排除、且不具備打鉆的條件時,為保障他們的生命安全,可考慮進(jìn)行潛水救護(hù),即由潛水救護(hù)隊(duì)員潛水進(jìn)入災(zāi)區(qū),將攜帶的氧氣瓶、飲料、食物、藥品等送給遇險人員,以維持起碼的生存條件。 三、水災(zāi)救災(zāi)指揮者應(yīng)進(jìn)行正確判斷 作為指揮者,在突水事故發(fā)生后,應(yīng)正確判斷遇險人員可能躲避的地點(diǎn),科學(xué)地分析該地點(diǎn)是否具有人員生存的條件,然后積極組織力量進(jìn)行搶救。 在排水后進(jìn)行偵察 、 搶險時 , 要防止冒頂 、 掉底和二次突水 。 根據(jù)突水量的大小和礦井排水能力 , 積極采取排 、 堵 、 截水的技術(shù)措施 。 二 、 水災(zāi)現(xiàn)場處理 應(yīng)迅速判定水災(zāi)的性質(zhì) , 了解突水地點(diǎn) 、 影響范圍 、 靜止水位 , 估計突出水量 、 補(bǔ)給水源及有影響的地面水體 。 水泵房人員在接到突水事故報警后 , 要立即關(guān)閉泵房兩側(cè)的密閉門 , 啟動所有水泵 , 把突出的水盡快排出;沒接到救災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)人的撤退命令 , 絕對不可離開工作崗位 。 在撤退中 , 如出路已被水隔斷 , 就要尋找井下位置最高 、 離井筒和大巷最近的地方暫時躲避;同時定時在軌道和水管上敲打發(fā)出求救信號 。 水災(zāi)現(xiàn)場處理與指揮 一 、 井下發(fā)生水災(zāi)初期的自救 井下發(fā)生突水后 , 應(yīng)立即用最快的方法通知附近地區(qū)的人員一起按照《 礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計劃 》 中所規(guī)定的路線撤出 。(二)突水總水量的估算突水搶險過程中,需及時掌握從突水開始到某一時刻的突水總水量,其計算方法如下:1 算術(shù)迭加法V = Q1t1+ Q2t2+ Q3t3+ ?? + Qntn, m3式中 V ——從突水開始到某一時刻止突水總體積, m3 Q1 ~ Qn——從突水開始分段計算突水的涌水量, m3/ m i n t1 ~ tn——從突水開始到某一時刻止,與上述涌水量相對應(yīng)的連續(xù)時間段 ( t1+t2+t3+ ?? +tn=t , m i n )。 當(dāng)突水量增大到不能采用水溝測量時 , 可選用大巷中較為平直的一段 , 測量大巷內(nèi)的水流量 , 其方法與在水溝內(nèi)測量相同 。選用規(guī)整的水溝長 5m 左右,清除溝內(nèi)的雜物,選擇上、中、下三個斷面,測其寬度及 3 — 5 個水深值,并用木屑、紙屑作浮標(biāo),測量水的流速,反復(fù)測量 3 — 5 次,采用下式計算突水水量。 三、 突水后水量估算 發(fā)生突水后,水量的估算是一項(xiàng)必不可少的工作,根據(jù)現(xiàn)場具體條件,迅速而準(zhǔn)確地對突水水量做出估算,是突水事故處理和搶救的重要依據(jù)。 ( 二 ) 工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆 ( 1) 工作面壓力增大 , 底板臌起 , 底臌量可達(dá) 500mm以上; ( 2) 工作面底板產(chǎn)生裂隙 , 并逐漸增大; ( 3) 沿裂隙或煤幫向外滲水 , 隨著裂隙的增大 , 水量增加 , 當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時 , 煤幫滲水可能停止 , 此時水色時清時濁 , 底板活動時水變渾濁 、 底板穩(wěn)定時水色變清; ( 4) 底板破裂 , 沿裂縫有高壓水噴出 , 并有 “ 嘶嘶 ” 或刺耳水聲;( 5) 底板發(fā)生 “ 底爆 ” , 伴有巨響 , 水大量涌出 , 水色乳白或呈黃色 。在各類突水事故發(fā)生之前,均可能表現(xiàn)出多種突水預(yù)兆,下面分別予以介紹。 同時 , 根據(jù)事故水源啟動全部排水設(shè)備加速排水 , 防止整個礦井被淹 。 為防止突水事故造成人員傷亡 , 井下要設(shè)置安全出口 , 標(biāo)出避災(zāi)線路 , 一旦發(fā)生突水事故 , 可以安全撤出險區(qū) 。 要積極采用新的探測手段 , 準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)前方水體和導(dǎo)水通道 , 探明水文地質(zhì)情況 , 對受破壞較深的隔水層可采用注漿加固 、 注
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