防止地表水淹井的四大措施.doc

防止地表水淹井的四大措施修筑防洪沟位于山麓或山前平原地区的金属矿和煤矿，在其矿区范围内，多无大的地表水系成为矿井充水的主要水源。山地矿井的大气降水常常以山洪或潜流的形式泄入矿区补给含水层，或者从开采造成的陷落区或裂隙进入矿井。如果井口位置选择不当，位于最高洪水位以下，则有山洪直接灌入井口的危险。一、修筑防洪沟的实例淮南大通煤矿，地层走向与山坡走向一致，石灰岩岩溶发育，由于长期大量排水的结果，沿山前出现长数公里的大范围沉降带及塌陷坑，每当雨季矿井涌水量很大，排不胜排。为杜绝山洪流入塌降沉陷地带，该矿在沉陷带上方，垂直于来水方向开挖了长达几公里的排洪防洪沟，使山洪沿沟泄向井田以外，避免了山洪危害。淄博西河矿八号井处于丘陵地带，雨水顺山坡向低凹处汇流补给矿井。为防止水灾，减少矿井涌水量，该矿根据地形开挖了由大小沟渠组成的疏水网，将雨水导入山脚疏水沟，并引到边界以外，效果显著。二、防洪沟的位置防洪沟的位置选择是矿井地面防水工程成败的关键。防洪沟的选地原则应是：尽量不改变自然流向；尽量利用天然的或人工的已有的沟渠和地形；防洪沟渠的曲率半径不应小于沟宽的510倍；要布置在矿区或井田范围以外；防洪沟要避开与矿井充水有关的含水层露头区、断层破碎带、岩溶发育区。如必须穿越上述地带时，防洪沟应作防渗处理；防洪沟线路应选择工程地质条件较好，没有山崩、滑坡危险的边坡和岩层较坚实的地带。集洪范围应能最大限度地汇集流入矿区内的洪水。三、防洪沟的断面和坡度、边坡防洪沟断面大小应以雨季时能迅速排出汇流最大山洪为准。这必须了解矿区历年最大洪水量，计算出最大设计流量，求出最优断面。防洪沟的坡度应与地形坡度大体一致。在地形过陡的地段，为防止流速过大引起冲刷，可设置跌水设施。防洪沟的边坡，要根据设计线路通过地段的工程地质条件以及护砌情况确定。封堵通道，排出积水一、封堵陷坑、裂缝矿石采出之后地下形成采空区，上覆围岩失去支撑，顶板产生移动、变形、破裂以致大面积冒落，随着开采范围的扩大，岩层移动下沉可以扩展到地表，形成下陷盆地、塌陷坑及裂缝。这些都是大气降水和地表水系灌井通道。例如淮南矿务局九龙岗矿，由于地层倒转，石炭纪太原组石灰岩覆于煤层之上，煤层开采后，顶板石灰岩扒缝，形态似叠瓦，垂直地层走向分布，宽达1000米以上，裂缝张开度极大。有些矿井顶板裂缝与原有岩溶裂隙、溶洞相通，上至地表，成为大气降水、地表水进入井下的通道。在急倾斜金属矿，不仅顶板冒落会造成塌陷扒缝，有时底板方向亦有类似通道产生。封堵陷坑、裂缝的方法有：将洪水引出塌陷裂缝区除设置防洪沟不让洪水进入塌陷裂缝区外，还要将塌陷区内降水及时引流出矿区。为此，可在塌陷裂缝区的外围开挖截水沟渠，在塌陷区内开顺水沟，将降水集中到不致渗漏于井下的地段，然后引出矿区。充填塌陷坑和裂缝用土、石充填陷坑的方法是，下部先充填石块、废石、矸石，上部覆盖泥土、粘土，并分层夯实，使之高出地面0.5m1m。围截隔离塌陷裂缝区当无法回填洪泛区内的塌陷群时，可用土堤将其围截隔离，以防洪水漫灌。湖南水口山铅锌矿用此法隔离了曾家桥大塌陷区；湖南斗笠山、恩口等煤矿均用此法收到地面防水的效果。二、排出地表积水大气降水在矿区地表洼地聚积，形成地表水体。这种积水遇到矿区地表土层薄、透水性强、浅部灰岩岩溶发育时，会形成矿井充水的水源，应尽快排出。地表积水的排出，必须根据矿区的具体情况，选择切实可靠的排出方法。如条件允许，应优先采用自流排水。即从积水区开排水沟，将水引到矿区范围之外。在开挖排水沟前，要事前进行现场勘查，选择排水沟线路、坡度，然后通过水力计算确定断面形状和尺寸。修建泵站；机械排水。不具备自流排水条件者，必须修建泵站将积水排出。泵站有临时泵站与永久性泵站两种。临时性泵站在雨季建立，用后拆除；永久性泵站，建立之后长期使用。泵站的排水能力、排水量和排水时间、地形条件、设备利用率等是综合考虑修建何种泵站的依据。排除积水必须防止回灌和倒渗现象。因此，要尽可能将排除之水送到远离积水区或远离其他可能渗入井下的地点，沿途沟渠要采取防渗措施。若是积水范围不大，积水不深，而且附近取材又方便的情况，在排出积水后，可用粘土将洼地填平、夯实，以防再次积水。河床铺底或河流改道一、河床铺底当河流、沟渠等地表水系流经矿区断层破碎带或石灰岩含水层露头带时，河水可能会沿河床或沟渠底部漏失，渗入井下，成为矿井充水的水源。在不适宜改道的情况下，可在河床、沟渠底部的漏失地段，用防漏防渗材料，如粘土、料石或水泥等铺设河底，修建不渗水的人工河床，以防止河水向井下渗漏。修建人工河床应注意的问题：要进行水力计算，确定新河床断面，但比原河床断面不应缩小太多；就地取材，修建防漏、防渗层，还应满足防浸蚀、防冲刷的要求；对砂、卵石河床，因其易于变形，不能用刚性材料砌筑；在基岩上浇筑混凝土时，要注意清基；在北方矿区，要注意防冻；对岸坡有漏水的河床，岸坡应和床底同时进行同样的衬砌。四川南桐某矿修建人工河床后，雨季矿井涌水量比原来减少3050；京西煤矿有一条44公里长的沟渠渗漏严重，人工铺底后，基本消除沟渠渗入井下；新博矿一号井，有一条叫孝妇河的常年河道从井田中心穿过，采用河床铺底后矿井全年平均涌水量减少30。二、河流改道流经矿区的河道，如其下方有岩溶含水层，河底裂隙多，不适宜修建人工河床时，应考虑将河流改道，即用人工河道将河水引出矿区之外。改道路线。新河道线路距离要求最短；新河道要避免走上坡，尽可能避开不稳定土层或渗漏严重的地层；新水道路线要综合考虑井田防治水、矿区远景规划、农业及环境等因素。新河道起止点的选择。起点应顺势诱逼河水流入新河道；起点要选在不易被冲刷的稳定地段；新河道的终点与原河道两相接处的交角不宜过大，以免对河岸冲刷；新河道起点，即原河道的上游，应设置拦河坝将水流导入新河；拦河坝与新河起点之间应保留一段距离，以免拦河坝被洪水冲溃。旧河道必须进行处理。为防止旧河道给开采造成隐患，必须先将旧河道积水排出，再用粘土和矸石填平，将废旧河道改成良田，既可防雨水积聚，又可增产利民。必要时要清除淤泥积沉物。局部去弯取直，减少河水流经矿区的途径；用人工引流将矿区河水引到下方矿外河中。这两个办法可不必全部改道，只进行部分调整。填堵老窑井口中国采矿历史悠久，一些老矿区均有老窑，古坑密布，而且老窑多分布在露头附近或洼处，造成雨水汇积。老窑井深水大，对深部矿区存在潜能位压，一旦突水则压高量大，伤亡惨重。封闭这些老窑井口应先行调查、绘图，事后作出标记。大井口可用水泥盖封闭，再用黄土堆满盖上；浅而小的旧坑老窑井口可直接就近取土填塞；对靠近河沟的井口，应加盖1米厚的灰土，并使井口高出地面1米以上。处于农田内的井筒，在填实后还应在距地表以下2米处打厚度不小于1米的三七灰土，然后再覆以耕土，这样，既可防止渗漏雨水，又不妨碍耕种。位于山坡上的古窑井口，可用片石砌一高度不小于1米的圆型挡水墙，拦截雨水灌入。除古窑旧坑外，矿区对近年乡镇、个体开的小煤窑或民窿金属矿的废弃坑道、井口，亦应同样关注。第 6 页 共 6 页