疏干工程包括地面疏干井和疏干巷道
2、地表水防治
地面防水是指在地表修筑各种防排水工程,防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或渗入井下,它是保证矿井安全生产的第一道防线,特别是以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。
地表水害防范措施
1)充分调查当地的地形、地貌条件,编制地形地质图和基岩地形地质图,掌握基岩充水含水层出露及隐伏露头情况,正确确定地表分水岭、充水含水层的补给区,计算评价每一水系或排洪沟渠的汇水面积,结合实际情况,进行矿坑充水条件分析。
2)掌握不同降水强度下的地表和地下径流模数,一般要根据一流、定流域范围的岩层条件,进行连续几个水文年的小流域水均衡观测,以便取得实际资料。
3)根据煤层开采的“上三带”理论和导水冒落裂隙带发育高度规律以及开采盆地岩移塌陷规律,确定采动盆地裂缝角影响范围内的含水层的破坏情况,分析地表水和大气降水的入渗补给条件和范围,结合井上下实际观测资料,设计地表防治水的具体工程。
4)要充分利用当地气象资料,根据大气降雨规律及降雨强度,比较准
备地预测防洪渠、堤坝、桥涵的瞬时流量,以确定防洪的标准和断面。
5)掌握和圈定矿区历史最高洪水位的洪水淹及范围,并做好汛期前的调查和汛期中的巡回观察。
6)根据水利工程的要求,设计沟渠堤坝的抗洪强度和排泄能力。
地面防水方法
1) 河流改道
矿区范围内有常年性河流流过且与矿井直接充水含水层接触,河水渗漏量大,是矿井的主要充水水源,会给生产带来影响。属该情况可在河流进入矿区的上游地段筑水坝,将原河流截断,用人工河道将河水引出矿区。若因地形条件不允许改道,而河流又很弯曲,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,减少河水下渗量。
2) 铺整河底
矿区有季节性河流、冲沟、渠道,当水流沿河或沟底裂缝渗入井下时,则可在渗漏地段用黏土、料石、水泥修筑不透水的人工河床,制止或减少河水渗漏。如四川南桐煤矿长兴灰岩出露地表且沟谷发育,通过铺整河底、修筑人工河床,雨季涌水量减少了30%-50%。
3) 填堵通道
矿区范围内,因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷等,经查明是矿井进水通道时,应用黏土或水泥填堵,对较大的溶洞或塌陷裂缝,下部填碎石、上部盖以黏土分层夯实,且略高出地面,以防积水。
4) 挖沟排(截)洪
地处山麓或山前平原区的矿井,因山洪或潜水流入井,构成水害隐患或增大矿井排水量,可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠拦截洪水和浅层地下水,并通过安全地段引出矿区。
5) 排除积水
有些矿区开采后引起地表沉降与塌陷,长年积水,且随开采面积增大,塌陷区范围越广,积水越多,此时可将积水排掉,造地复田,消除隐患。
防止地面水侵入工业场地和矿井的措施
《煤矿安全规程》第255、256、257条的规定是针对井口、工业广场和矿井免受洪水侵入而制定的安全措施。执行时,可分如下几种情况:
1) 井口和工业场地建筑物防泄洪
井口(包括风井)及主要建筑物(配电所、绞车房)的高程必须高于当地历年最高洪水位,低于者必须加高于洪水位之上或修筑堤坝防洪;位于山区时还必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段;坡面汇水地区应修建防洪堤坝或截水沟;内涝区和洪水季节有河水倒流现象的矿区与工业场地,应在泄洪总沟的出口处建立水闸,设置排洪站,以备河水倒灌时落闸、向外排水;严禁将矸石炉灰、垃圾等杂物弃于山洪、河流能冲刷地段,以免淤塞河床、沟渠造成洪水泛滥。
2) 露头带截洪防渗
留够并严禁开采煤层露头防水煤柱,以减少大气降水或地表水沿煤层露头带渗入矿井;在露头带以外,垂直来水方向修筑拦洪沟拦截洪水,并根据地形条件将水引出防护区。
3)经过塌陷区或透水岩层的河流、沟渠的处理
漏水渠道、河床应及时堵漏。位于塌陷区的,则在塌陷稳定后地段,
采用整铺河底的方法防漏;河底与导水裂隙带相通的河流,整铺河底无效时,可根据地形、地质、水文地质情况因地制宜,将河床局部改道。
滑坡泥石流的防范措施
1) 不在古滑坡和可能形成新滑坡的地点兴建工程建筑;
2) 不在易形成滑坡的岩体上堆积矸石、剥离的土方,增加其负荷量;
3) 兴建工程建筑时做好工程地质和水文地质勘察,设计上要防止开挖可能诱发滑坡的沟渠或阻塞某些沟渠,引起地表水或地下水径流方向的改变;
4) 采矿时要运用开采沉陷的岩移规律,尽可能避免形成与滑坡方向一致的岩移;根据具体条件在矿井划分、开拓水平和采区划分上有针对性的安排,使沉陷盆地的形成和采动岩移向着不利于滑坡的方向发展。
3、老窑积水
对老窑积水的主要防治对策就是要严格执行探放水制度,以根除水患。
1)高度警惕有掘必探
老窑积水不论大小,必须执行有掘必探,采掘工程有作业就必须进行探水,探放水工作必须由专人负责。
2)认真调查分析
对老窑积水资料的调查,一定要严肃认真,深入细致,确切地加以记录。依据资料的可靠程度,本着“留有余地、以防万一”的原则,在有关图纸上圈出积水线、积水线外推50-150米划定探水线,采掘工程进入探水线必须超前探水,对于大片积水区,必要时还要沿探水线外50-100米作为警戒线。采掘工程进入警戒线,必须向不同方向打警戒性探孔,初步控制层位、构造和积水的可能性。
3)严密组织探水掘进
在探放老空水前,要根据掌握的老窑水情况,制定合理的探放水设计,留设的防隔水煤柱要适当加大。根据积水层的赋存条件和采掘巷道的相互关系,探水钻孔必须在巷道的前方、两帮和顶、底都有布置,保证有足够的掩护距离和密度,防止从探水钻孔之间漏过老窑。
4)接近积水老窑时,发现近距离探到积水,必须迅速加固钻孔周围及巷道顶帮,另选安全地点,在较远处打孔放水或扫孔冲淤。在掘透老窑区时,必须在放水孔周围补打钻孔,保证在平面和剖面上都不漏掉积水硐子,各钻孔都能保证进出风,证明确无积水和有害气体后,方可沿钻孔标高以上掘透。
4、井下防治水
井下防水主要是预防井下突然涌水的应急措施,有防水闸门、防水墙和防水煤柱等。由于本矿区水文地质条件简单,所以着重对防水煤柱进行加强。
1) 防水煤(岩)柱的种类及留设原则
防水岩柱的种类。根据防水煤(岩)柱所处的位置,可以分成不同种类,常用的防水煤(岩)柱有:
① 煤层露头风化带的防水煤柱;
② 在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带的防水煤(岩)柱;
③ 与强含水层间有水力联系的断层或强导水断层接触的煤层的防水煤(岩)柱;
④ 有大量积水的老窑和老窑区防水煤(岩)柱;
⑤ 导水、充水陷落柱防水煤(岩)柱;
⑥ 分区隔离开采界防水煤(岩)柱。
2) 防水煤(岩)柱留设原则:
① 有突水威胁又不宜疏通地区,采掘时必须留设防水煤(岩)柱;
② 防水煤(岩)柱留设应在安全可靠的基础上,把煤柱宽度降到最低程度以提高资源利用率;
③ 一个井田或一个水文地质单元内的防水煤(岩)柱,应在总体开采设计中确定,即开采方式和井巷布局与各种煤柱留设相适应,避免在以后煤柱留设中造成困难;
④ 留设防水煤(岩)柱所需数据必须就地选取,邻区或外区数据仅供参考,若需采用时应适当加大安全系数。
3) 井下探放水
井下掘进、回采工作面在施工前,必须进行探放水设计,制定适应生产要求的探放水作业规程。在作业过程中,要严格按探放水规程进行施工,留足足够的安全距。接近老窑水或已知水体的探放水要制定专门的安全技术措施进行探放水。
5、井下探放水安全措施
1) 坚持“有掘必探,先探后掘”的探放水原则。
2) 探水前首先加固探水工作面支护,背好帮顶,以免压力冲垮煤壁和支柱。
3) 挖好排水沟,准备好相应容量的水仓和排水设备。
4) 探水工作地点要安设专用电话,一旦发现透水而又无法控制时,可立即通知受威胁的险区人员及时按防水路线标志撤离危险地区。
5) 清理巷道,保证安全撤退路线畅通无阻。
6) 打探水钻孔时,如发现煤岩松软或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量,必须立即停钻,但不得移动或拔出钻杆,派人监视水情,并立即报告矿调度室;如果情况危急,必须立即通知所有受水威胁地点撤人,并采取应急措施。
7) 探水工作面要有专职瓦斯员经常检查瓦斯及其它有害气体。如发现有害气体超过规定时,必须停钻、停电、撤人,并报告调度室处理。
8) 钻孔接近老空区时,估计有可能涌出瓦斯或其它有害气体时,必须有专职安瓦员在现场值班,检查空气成分,发现有害气体超过规定时,立即停钻、停电、撤人,并报告调度室处理。
9) 探水时,在水量小、水压不高的地区,可不设孔口管,积水通过钻孔直接流出。在水量和水压较大的地区或强含水层中要下置孔口管,下置孔口管时套管要下在坚硬完整的岩层中,套管下置深度、固结方法及耐压试验,必须符合设计要求;止水套管的接头必须用棉丝、铅油严加密封,防止漏水;下套管遇阻时,禁止猛墩套管;套管固结后,必须进行耐压试验,试验时间不少于30分钟,以套管不松动、不漏水为合格,然后安装水压表及止水闸阀。防备探到水源后,好利用孔口管放水。
10) 探到水源以后,如果水量不大,一般可利用探水钻孔放水;水量很大时,必须另打放水钻孔。放水钻孔的直径一般为50-70mm,孔深不大于70m。
11) 钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然发生变化,必须及时处理,并立即报告调度室。
12) 放水过程中要随时注意水量的变化,出水的清、浊及水中含有的杂质情况,同时还要密切注意有无有害气体的涌出和特殊的声响等,一旦发生异常,应立即采取措施处理并报告调度室。
13) 做好应急准备,在万一的情况下人员按防水路线标志进行撤离,沿途要有良好的照明和保证路线畅通。
14) 在井下水泵和变电所的出入口以及有涌水互相影响的采区之间,都必须设置防水闸门。