前言：本站為你精心整理了煤礦水文地質(zhì)特征與防治措施范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：通過對(duì)忻州窯礦的水文地質(zhì)特征進(jìn)行分析研究，針對(duì)性地提出了有效防治礦井水害的應(yīng)對(duì)措施，以供煤礦安全生產(chǎn)作為參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：煤礦;水文地質(zhì)特征;礦井水害;應(yīng)對(duì)措施

引言

礦井水害是煤礦五大災(zāi)害之一，在煤礦建設(shè)及工作面開采過程中經(jīng)常遇到。如果礦井在生產(chǎn)過程中突發(fā)涌水情況，且涌水量較大難以排出的話，就會(huì)導(dǎo)致礦井水災(zāi)發(fā)生。礦井發(fā)生水害事故，輕則會(huì)破壞礦井環(huán)境及正常開采的工作面，重則危害礦工的生命財(cái)產(chǎn)安全。目前礦井水害問題已成為制約煤礦生產(chǎn)的主要問題之一，所以加強(qiáng)對(duì)煤礦水文地質(zhì)特征的研究，有效控制礦井水害，對(duì)煤礦企業(yè)的長效發(fā)展具有重大意義。

1礦井概括

忻州窯礦位于大同煤田的東北端，井田呈一不對(duì)稱的向斜構(gòu)造。其向斜軸位于井田中央，南部與煤峪口向斜相接，呈一弧形向斜軸走向，井田南部為NW10°，向北逐漸轉(zhuǎn)為NE40°延至?xí)x華宮礦，向斜軸略有起伏，下部分向北輕傾伏。向斜西翼平緩，傾角為1°～5°，東翼較陡傾角為2°～20°，向斜西翼煤巖層稍呈波狀起伏，形成寬緩的次一級(jí)褶曲。其中忻州窯礦向斜軸部兩翼500m范圍內(nèi)集中了大量斷裂構(gòu)造，大約有300條左右的大小斷層，主斷層形成多字型構(gòu)造，由南向北大致以NW20°左右呈雁行排列，即：低斜坑斷層（落差H=5m），洋灰臺(tái)斷層（落差H=17.5m），東二斷層（落差H=16.21m），404斷層（落差H=16.1m），主斷裂西側(cè)有3個(gè)次一級(jí)斷裂構(gòu)造帶，東側(cè)有1個(gè)次一級(jí)斷裂構(gòu)造帶，與主斷裂構(gòu)成“入”字型，呈NE-SW走向。除上述幾個(gè)大斷層外，其余斷層落差較小基本都是在2m以內(nèi)，多數(shù)為NE向高角度正斷層。

2礦井水文地質(zhì)概況

忻州窯礦水文地質(zhì)條件中等，影響礦井防治水安全的主要因素分別是：a)忻州窯礦現(xiàn)采14-3#煤層上覆存在多層采空區(qū)，由于侏羅系煤層埋深較淺，地面降水入滲導(dǎo)致采空區(qū)存在積水；b)忻州窯井田在地質(zhì)構(gòu)造上處于向斜軸部，軸部巖層裂隙發(fā)育，兩翼巖層含水不斷向軸部匯集，致使向斜軸部采掘工作面涌水量增大；c)忻州窯礦井田周邊及井田內(nèi)歷史上存在小窯破壞，部分小窯破壞范圍和積水情況不清。

3礦井防治水綜合措施

針對(duì)礦井產(chǎn)生水害的主要原因，主要從地面及井下兩方面針對(duì)不同地質(zhì)條件采取綜合探防措施，有效治理礦井水患。

3.1地面防治水主要措施

依據(jù)忻州窯礦的地理位置可知，該礦井屬于典型的大陸性氣候，全年降水量不多，歷年平均降水量大約為448mm左右，且全年降水量的60%～70%主要集中在7月—9月這3個(gè)月。從地質(zhì)條件可知，忻州窯礦煤層及上覆地層含水性弱，地下水主要以地表水入滲為主，所以地面防治水工作的重點(diǎn)在于控制地表水導(dǎo)入井下的通道。在這方面采取的具體措施有：a)做好忻州窯礦各井筒附近的防洪排澇措施。忻州窯礦各井筒標(biāo)高均高于當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位，但礦井位于山區(qū)，井筒附近不排除在降雨中有小股匯水通過，因此在井筒周邊采取構(gòu)筑排水溝渠、在雨季儲(chǔ)備沙袋及增加排水設(shè)備等措施，防止地表水通過井筒灌入井下；b)由于忻州窯礦煤層埋深淺，多層開采后造成地面變形、塌陷、裂縫等，這些塌陷、裂縫易成為地表降水導(dǎo)入井下的通道；另外，井田內(nèi)及周邊已關(guān)閉小窯井口由于封閉不嚴(yán)，也會(huì)將水導(dǎo)入井下，可能間接影響忻州窯礦防治水安全。對(duì)此，在每年雨季前開展全井田范圍的地表裂縫、塌陷及小窯井筒的排查治理工作，在工作面開采過程中，不定期地對(duì)工作面對(duì)應(yīng)地表情況開展巡查，發(fā)現(xiàn)有可能導(dǎo)水的通道，及時(shí)封堵；c)針對(duì)忻州窯礦周邊及井田內(nèi)存在小窯破壞且部分小窯破壞積水情況不清的情況，開展地面電法物探，圈定可能積水的異常區(qū)，根據(jù)異常范圍劃定探放水“三線”指導(dǎo)井下探放水工作[1]。

3.2井下防治水主要措施

井下防治水主要分井下防水和井下疏干排水兩方面。當(dāng)遇到煤層與水體或含水層之間存在隔水層的情況下，通常采用防水措施就能起到很好的效果。反之，如果煤層沒有隔水層而是直接與水體接觸或距離非常近的情況下，采用疏干排水措施更為安全有效，但唯一不足的是疏干排水的費(fèi)用較高，因此，在進(jìn)行防治水時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮選擇合適的防治水對(duì)策[2]。a)依據(jù)水文地質(zhì)條件合理開采。煤礦礦井在設(shè)計(jì)過程中，要首先考察好礦區(qū)的水文地質(zhì)條件，結(jié)合水文地質(zhì)條件將井田合理地進(jìn)行劃分，并選擇合適的采掘方法。在礦井布局上應(yīng)遵循先簡(jiǎn)后繁的原則，即優(yōu)先開采簡(jiǎn)單、容易開采的煤層，當(dāng)積累一定防治水經(jīng)驗(yàn)以后，再向水文地質(zhì)復(fù)雜的煤層擴(kuò)展；b)開采層預(yù)留防水隔離煤柱確保安全開采。防水隔離煤柱即在開采煤層與含水層或含水帶直接預(yù)留的一定寬度的煤層。通過預(yù)留一定寬度的不采煤層（防水隔離煤柱）不僅可隔絕地下水涌入礦井中，且能杜絕瓦斯及火災(zāi)事故的發(fā)生。一般情況下防水隔離煤柱主要有以下幾種類型：(a)在井田邊界及風(fēng)化帶設(shè)立的防水隔離煤柱。這樣主要是防止相鄰煤田或相鄰礦井之間發(fā)生溝通，防止鄰礦積水或發(fā)生透水危及本礦。此外在煤層的風(fēng)化帶也要預(yù)留防水隔離煤柱，防止巷道或硐室掘進(jìn)過程中發(fā)生水害事故[3]；(b)在被淹井巷間留設(shè)的防水隔離煤柱。假如礦井內(nèi)局部積水較多或有井巷被淹，無法排出積水時(shí)，就要在被淹井巷留設(shè)防水隔離煤柱，這樣可將生產(chǎn)區(qū)域與被淹區(qū)域充分隔離開，以便安全開采；(c)在斷層等導(dǎo)水構(gòu)造留設(shè)防水隔離煤柱。由于斷層破碎帶內(nèi)通常含有大量的水，且斷層還具有一定的導(dǎo)水性，能將含水層與地表水、采空積水進(jìn)行溝通，危害采掘工作面的安全；(d)在其它特殊情況下留設(shè)的防水隔離煤柱。煤礦采掘進(jìn)過程中，可能遇到封閉不良鉆孔或?qū)萋渲纫恍┩话l(fā)狀況，當(dāng)采掘過程中遇到這種情況也必須要留設(shè)防水隔離煤柱，以免發(fā)生礦井水害事故[4]；c)加強(qiáng)采空區(qū)積水的探測(cè)工作。忻州窯礦已開采多年，一些采空區(qū)內(nèi)避免不了會(huì)存有大量積水。因此，井下探放水是防治水工作最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。(a)掘進(jìn)過程中首先查清對(duì)巷道有影響的各類水害因素，在掘進(jìn)過程中實(shí)施“有掘必探”措施，開展超前物探和超前鉆探，進(jìn)一步消除防治水不確定因素；對(duì)掘進(jìn)前方存在積水或物探異常的情況，科學(xué)合理劃定探放水“三線”；探水線內(nèi)探放水工程布置完全符合《煤礦防治水規(guī)定》要求；(b)針對(duì)回采工作面的探放水，由于侏羅系煤層間層間距小，經(jīng)測(cè)算開采下層煤層及導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育必然導(dǎo)通上覆積水，因此貿(mào)然開采極易發(fā)生來自采空區(qū)積水的危險(xiǎn)。因此對(duì)每個(gè)綜采工作面均對(duì)上覆及周邊采空積水進(jìn)行探放，在開采前徹底消除水患；d)科學(xué)合理配備井下排水系統(tǒng)。首先做好礦井排水系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，保持排水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且保證一定抗災(zāi)、抗變能力。合理配備采掘工作面排水設(shè)置，根據(jù)巷道的起伏、涌水量的大小，靈活合理地布設(shè)排水管路、排水溝渠、排水泵、小水倉等設(shè)施，及時(shí)排除工作面涌水。在井田向斜軸部涌水量大的區(qū)域回采時(shí)，為工作面設(shè)置專用排水巷道，將工作面涌水引入排水巷排出，消除對(duì)回采工作面影響。

4結(jié)語

礦井水害防治工作是一項(xiàng)艱巨而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各煤礦企業(yè)均應(yīng)在明確礦井水文地質(zhì)特征的情況下，貫徹和遵循煤礦防治水的相關(guān)原則和規(guī)定，有針對(duì)性地運(yùn)用相關(guān)技術(shù)策略，加強(qiáng)水害防治力度，杜絕礦井水害事故的發(fā)生，確保煤礦企業(yè)各工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

［1］李海龍.忻州窯礦災(zāi)害綜合治理技術(shù)［J］.同煤科技，2015(3)：55-57.

［2］曾凡品.煤礦水文地質(zhì)特征與礦井水害的防治技術(shù)論述［J］.能源與節(jié)能，2014(12)：77-78.

［3］楊延文.柳林礦區(qū)水文地質(zhì)特征及礦井充水因素分析［J］.山西焦煤科技，2011(4)：54-56.

［4］陳江峰，許亞坤.蘆溝煤礦水文地質(zhì)特征及礦井涌水量計(jì)算［J］.煤礦安全，2009(11)：39-42.

作者:王存 單位:同煤集團(tuán)地質(zhì)勘測(cè)處