引言:上京礦區(qū)現(xiàn)有四對生產(chǎn)礦井,開采有上京井田、永豐井田、后洋井田、龍頭坑井田、小華井田等,井田總面積為26,87平方公里。多年來,由于歷史的原因,受小窯的無序開采,井田部分地表覆蓋層、大礦的保安煤柱受到破壞,并在井田中留下了采空區(qū)、獨頭下山及地表裂隙帶,加上管理混亂、技術水平不高,技術資料不健全,給大礦的正常安全生產(chǎn)留下了較大的安全隱患。下面以上京礦區(qū)為例,通過對礦井的水害防治工作進行總結。探索出一套礦井水害防治對策。
1、礦區(qū)井田的水窖因素分析
1.1 礦井充水因素
1.1.1 大氣降水:大氣降水是本礦區(qū)地下水的主要補給來源,也是礦坑充水的主要因素。根據(jù)生產(chǎn)技術部門現(xiàn)場實測,在礦坑涌水量與降水量關系中,涌水量曲線與降水量曲線趨勢基本一致,雨季和旱季出現(xiàn)的“峰”與“谷”界線清楚。
1.1.2 二疊系下統(tǒng)童子巖組細砂巖裂隙承壓水:童子巖組地層是井巷工程揭露的主要地層,其細砂巖裂隙承壓水含水層大多數(shù)是煤層的頂?shù)装澹斁锕こ探衣都毶皫r含水層時,含水層中的地下水就會進八巷道,成為礦坑充水的直接因素。
1.1.3 斷層對礦坑充水的影響:礦井導水和局部導水斷層的導水性弱一極弱,斷層破碎帶中的水會補給童子巖組細砂巖含水層,成為礦坑充水因素。局部斷層破碎帶中仍儲存了一部分地下水,當井巷工程揭露時會突入巷道,但突水時間短,水量少,除永豐東井田F2導水斷層外。井巷工程未發(fā)現(xiàn)導水性較強的充水斷層,對礦坑充水影響不大。
1.2 礦區(qū)井田水患情況:隨著礦區(qū)井田地表小煤開采后采空區(qū)的增多及垮塌,礦區(qū)井田與地表小煤連通多,有些采空區(qū)通地表,暴雨或連續(xù)降雨后,經(jīng)滲水通道流入井下,井下涌水量明顯增大。如仙亭礦第一水平(+500m)正常涌水量最大為461.7m3/H,最小為128.64m3/H,平均為294.79m3/H,但連續(xù)暴雨涌水量最大為正常涌水量的2倍以上。同時,由于地表水的滲入,導致井田內(nèi)部分采空區(qū)及獨頭下山積水,形成水患。
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2、礦井水害防治對策
2.1 技術基礎工作
2.1.1 合理進行開拓與開采。礦井應慎重選擇井巷位置,力求避免穿過強含水層和大型斷裂破碎帶,距離高壓含水層要有足夠的安全煤柱,井底車場要設置水倉及排水設備,滿足礦井最大涌水量的排水要求。
2.1.2 礦井日常的水文地質(zhì)基礎工作。一是要建立完善礦井水文地質(zhì)基礎資料和圖紙,為防治水工作提供技術保障。①建立各類水文地質(zhì)臺賬與資料:礦井涌水量水文觀測成果臺賬;氣象資料臺賬;地表水文觀測成果臺賬;礦井突水點卡或臺帳;封閉不良的鉆孔臺帳;井下水文地質(zhì)鉆孔臺帳;其它如地表小煤巡查記錄表;礦井防治水工作文件、方案、總結、預案措施等。②應,建立和備有水文地質(zhì)圖紙:礦井水文地質(zhì)圖;水文地質(zhì)柱狀圖:水文地質(zhì)剖面圖;礦井充水性圖;礦井涌水量與各種相關因素動態(tài)曲線圖;礦井防治水系統(tǒng)圖等。二是要重視水文地質(zhì)的日常業(yè)務,為防治水工作提供參數(shù)與依據(jù):①氣象資料的收集工作。收集的內(nèi)容主要有降雨量與蒸發(fā)量;關注雨季氣候變化情況,及時掌握雨季氣象動態(tài)。②老窯與小煤開采的調(diào)查及資料收集。重點調(diào)查和掌握礦區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)在正在開采的小煤和廢棄的老窯情況。并在圖上準確標出小煤硐和老窯的位置、范圍、開采情況、開采年限、積水情況、隔離煤柱留設、與大礦的空間關系等。③礦井涌水量觀測工作。礦井要在主要采區(qū)、主要大巷和石門點分水平、分采區(qū)設站進行觀測,并設立永久性觀測站,一般每月觀測1-3次,雨季期間觀測次數(shù)要增加2-3次,并建立觀測臺帳。對新揭露的出水點和潰入性涌水點,要增加觀測次數(shù)和觀測時間。以掌握水量變化情況,并建立觀測臺帳。④各礦井下山水患、汛期的主要涌水點、防治水或“三防”設施必須在礦井充水性圖上標出。