煤矿突水灾害的防治.doc

煤矿突水灾害的防治众所周知，“水、火、瓦斯、粉尘、顶板”灾害是煤矿生产的五大灾害。其中水害历来是制约煤炭资源开发的重要因素。随着对地下岩层的开拓与延伸，地下含水层位动态平衡受到破坏，对水的诱发及强化作用，造成井下开采环境恶化，常常遇到突然发生的来势凶猛的透水现象，致使设备被淹没、人员伤亡。因此，如何根据矿区的水文地质特征，辨识水害、采取预防措施是十分重要的课题。引发水害的水源和原因在暴雨、地表水、地下水和老窖水这四种引发煤矿的水源中，地下水（孔隙水、裂隙水、岩溶水）造成的频率最高，危害也最为严重。地下岩溶水尤为严重。由于水源不同，造成水害的水源压力也有差异。在我国北方地区，多为突发性底板岩溶水突水；南方和西南地区，作用于煤层顶底板的突水压力较小，矿井突水多为缓发式突水。煤矿水害的原因可分为自然地质因素和人为因素两个方面。地质因素包括：老窖、老空积水、含水层和断层导水等。其中老空积水是指生产矿井的老采空区、老巷道等积水，这种水存在于采掘工作面周围，既可以形成大面积的积水区，也可以以零星形态分布，这种水体的水量虽然不是很大，但因流动快而具有很大的突发性，尤其是矿区开采多年，而且下山开采，上部的煤层大都已采空，容易形成老积水。人为因素主要指一些煤矿，超层越界开采，防水系统不完善造成较为严重的水害灾害。煤矿水灾害的防治措施煤矿水害灾害的防治应该坚持“预测预报，有疑必探，先治后掘”的方针，落实“防、堵、疏、排、截”综合防治。强化水文地质勘查建井前的水文地质勘查时整个煤矿生产的指南针，但是由于一些煤矿任意更改钻孔深度，或者减少钻孔数量，加之野外数据采集和数据处理存在一定局限，最终导致这些煤矿水文地质资料的详细程度和可靠程度较低，尤其是有些地质资料没有对相关的地表水、岩溶水对开采的影响作出充分评价，甚至水文地质边界不清，矿井涌水量预测存在较大误差等因素都会给矿井安全生产带来很大隐患。因此强化建井前的水文地质勘查是煤矿安全必须做足的功课，特别是对于地质结构较为复杂的矿井尤为重要。地面防治方法与措施矿井水害灾害的地面防治措施主要有三种：挖沟排洪、堵塞通道、河流整治。挖沟排洪，主要针对位于山麓和山前平原平原区的矿井，雨季常常遭遇山洪淹没井口和工业广场，或沿煤层、含水层露头带以及裂隙等进入，使矿井涌水量增大。一般应该在矿区上方垂直来水方向修筑排水沟，拦截山洪和浅部地下水，排洪沟大致沿地形等高线布置，并保持适当坡度，将水排至影响范围之外。堵塞通道，是针对矿区地面塌陷坑、裂缝、洞穴等可能成为矿井充水的通道，用粘土、水泥填堵，对于较大的塌陷坑、裂缝，下部充以碎石，上部覆盖粘土夯实并稍高出地面，以防水流渗入。河流整治，当矿区内有河流通过，并威胁矿井生产时，采取河道改道或铺整河底等措施制制止或减少河水渗入，从而影响矿井涌水量。井下防治方法与措施煤矿井下水害防治措施主要是结合地质勘查资料和井下检测工作，采用采掘前的钻孔探水，防水闸门、防水墙或注浆阻断水源，排水疏干降压等方法。当井下掘进接近溶洞、含水断层、含水丰富的含水层，接近可能与河流湖泊、含水丰富的含水层、大量积水的采空区相通的断层时，接近被淹井巷或者积水采空区等情况时，必须超前探水，做好水害的应对措施。修建防水闸门、防水墙、注浆等措施一般用来阻断水源。其中水文地质复杂或有突水危险的矿井，必须在井底车场两端设置放水闸门。防水墙则一般用来封堵充水工作面或采矿场、老空区、与地表水体连通的巷道。采用注浆堵水，将水泥浆注入岩石裂隙孔洞来阻隔水源。决定注浆成败的关键在于：合理确定堵水部位，选择注浆材料，确定施工方法。排水疏干降压方法包括地面钻孔疏干、井下钻孔疏干、利用巷道疏干。根据地下水位、水量和补给条件，确定疏干层段和顺序，控制排水流量，排水前加固巷道，正式排水前进行水压和透水实验，发现问题应及时处理。应用GIS对水灾进行预测预报GIS是GeographicInformationSystem的简称，即地理信息系统，就是利用计算机对地理坐标或空间位置等数据进行输入、存储、管理和分析等处理，最终以数据表格和图形的形式输出的一种现代化信息系统。目前应用最为广泛的地理信息系统的软件是Arc-GIS，该软件自带的Classification、Overlay、Neighbourhood、Network四大分析功能可以对空间数据进行一定的处理，输出用户所需的结果。应用GIS对煤矿水害的预测预报，前期准备工作需要将所收集到的矿区水文地质资料、矿区开采资料以及已有的突水资料进行分类整理，编辑成单因素的原始数据和数据表。然后对可能诱发水害的因素进行分析，针对不同的影响因素可对其数据进行空间差值分析，进而生成与各种单一因素有关的专题图，例如隔水层有效厚度等值线图、断层密度等值线图、等水位线图、地表水分布图等图件。最后利用Overlay分析功能将各种因素进行综合分析，得出井下同一地点各种因素对其影响的程度，进而再结合实际生产情况进行空间差值分析和缓冲区处理，最后生成矿井水灾害预测分布图来指导生产。笔者根据自己所学到的GIS知识结合煤矿实际情况认为，煤矿是一项地下较复杂的空间工程，很难利用空间遥感、空间扫描等技术手段获取较为详细的空间数据资料，因此，目前CIS在煤矿的应用，特别是水灾害的预测预报工作还停留在二维空间分析中，对全面分析和准确预测煤矿水灾害有一定的局限性。若利用超声波或其他技术手段较为准确地获得煤矿井下详细的空间数据资料，这将不仅提高煤矿水灾害预报的准确性，而且对煤矿生产的其他方面也具有深远意义。第 4 页 共 4 页