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淺談礦井水的預測及防治

煤炭開采歷史悠久,許多井田資源接近枯竭,特別是近年來煤炭產量劇增,大多數煤礦已轉移到下組煤層的開采,這樣勢必產生涌水現象,即上部采空區的積水或大礦四周地方小煤窯采空區的積水通過斷層破碎帶、裂隙等一系列充水途徑大量涌向現采工作面,這樣勢必造成掘進和回采的困難。因此解決涌水現象是當前亟待解決的首要問題。

要解決礦井水的問題,首先必須進行礦井水的預測,這只是手段,最終目的是防治涌水現象的發生。

決定礦井水充水(涌水)條件好壞的根本原因在于礦區充水水源規模與充水途徑條件的好壞,與此同時必須查清礦井充水水源的位置及與采掘工作面的距離、上下位置及其間的充水途徑。一般礦井主要的充水水源有地表水和老窯水2種,主要的充水途徑有斷裂帶、巖層孔隙、巖層的裂隙、采空區上方冒落裂隙帶及地面塌陷等。

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1 充分水源

1.1 地表水

雁崖礦地表水主要有季節性河流與水池。例如:在1989年,賈侯澗溝小煤窯在四號層中亂采,致使礦西二風井的工業廣場遭到破壞,使工業廣場上大水池裂開,水池的水沿地面塌陷,巖層裂隙等一系列充水途徑涌向408盤區,把整個11層408盤區膠帶巷淹沒,使高檔八隊停產,造成了嚴重的損失。因此忽略地表水充水水源是的后果是非常嚴重的,有些人總是認為地表水源離現采工作面遙遠,不會流入礦井,這種思想堅決不可有。

1.2老窯及小煤窯老塘積水

老窯及小煤窯老塘積水實質上屬于地下水的一種充水水源。在礦四周有許多地方開的小煤窯,有些小煤窯只顧出煤,進行違章作業,只抓產量不顧安全,不把排水放在首要位置,因此小煤窯的老塘里有大量積水,好似一個地下水庫,當礦井遇上或接近它們時,往往容易發生突水,而且來勢兇猛,有時還可能造成臨時性淹礦事故。因此地質工作者,尤其是水文地質工作者必須及時調查四周小煤窯的積水程度和積水范圍,以便預測通知有關部門,做好防治水工作。在這方面有許多例子,比如412盤區在掘進盤區運輸巷時就與鴉兒崖村大隊王家臺小窯貫通,使此小煤窯老塘中的大量積水涌入412盤區,致使工程二隊停產。這一實例說明工程技術人員沒有及時去預測老窯和小煤窯老塘積水,給國家和人民造成嚴重的損失。

以上所談的兩種水源是該礦的典型水源,即是該礦主要的涌水水源。但水源只是構造礦井涌水的一個條件,礦井是否涌水還取決于另一個重要條件,即涌水通道(途徑)。

2 水涌通道(途徑)

礦井主要涌水途徑有巖層裂隙、巖層孔隙、斷裂帶、上方冒落裂隙帶等。

2.1 巖層的裂隙(斷裂構造)

巖層的風化裂隙、成巖裂隙、構造裂隙都可能構成礦井涌水的通道,任何礦井所揭露的地層,都分布有不同數量、不同性質、不同規模和不同時期所形成的斷裂構造。在開采過程中當采掘工作面和它們相遇或接近時,與其相關的水源則往往會通過它們導入井下,造成涌水現象。比如,雁崖礦1990年高檔七隊在15#301盤區8108工作面開采,致使14#層采空區的積水沿著斷裂構造帶涌向工作面,使工作面不能生產,給該礦造成了很大的損失。在采礦進程中,遇見最多、危險性最大的是各種大中型斷裂構造。因此,今后在回采和掘進過程中要做好斷裂構造作為充水途徑的防治和預測工作,使損失降低到最低限度。

2.2 巖層的孔隙

這種涌水途徑往往在疏松未膠結成巖的巖石中,其透水性能取決于孔隙的大小及連通情況,而不取決于孔隙度。巖層的孔隙大、連通程度好,則巷道穿過時,涌水量大,否則涌水量就小。

2.3 采空區上方冒落裂隙帶

幾乎每一個采空區內都有一定范圍的積水,這些積水好似一個地下水庫,一旦有通道這些水就會大量涌向現采工作面,造成涌水現象。解決辦法就是打水孔,即在采掘前預先把上部采空區內的積水放下來,然后把水排入水倉。上方冒落裂隙帶是由于采空區塌落而形成的。

以上簡略談了一下礦井充水水源和礦井水的涌水途徑,這主要是為了解決礦井涌水現象的發生。如果把水源問題弄清楚了,就會自然地切斷水源與現采工作面之間的通道,從而達到防治目的;如果弄清了礦井充水途徑,就可以改道,使水源流向老塘或井下水倉,就可以預防礦井涌水現象。

由上述可知,礦井水涌出是有條件的,不給礦井水涌出造成條件,就不會產生礦井涌水現象。總之,各礦有各礦的充水條件,各礦都不一樣,如果各礦都在各自的工作崗位上把好關,不給礦井水的涌出造成環境,就會減少國家的損失。

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