礦山防治水最專業(yè)知識(shí)都在這了

水害是威脅礦山生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一

隨著雨季來臨，降水頻繁襲來

我們來了解一些

水害的相關(guān)知識(shí)和如何做好礦山防水治水工作

礦井水的來源

水進(jìn)入礦井的過程叫礦井充水。礦井充水的必備條件是必須有水源和充水通道。具備了這兩個(gè)條件，即能造成礦井充水。

礦井水的來源可分為地表水源和地下水源以及老空積水三類。

地表水源

大氣降水、冰雪融化是地表水的主要來源。在開采地形低洼且埋藏較淺的礦體時(shí)，地表水容易從井口、低洼地帶、舊鉆孔或采空區(qū)形成的地面塌陷區(qū)流入礦井。大氣降水有明顯的季節(jié)性，并與開采深度、地質(zhì)構(gòu)造、采礦方法等有關(guān)。如果井下巷道有斷層、.裂隙、石灰?guī)r溶洞，礦區(qū)井田附近的江河、湖泊、池沼、水庫、廢棄的露天凹地等地表水可能進(jìn)入井下。

地下水源

地下水是礦井充水最經(jīng)常最主要的水源。大氣降水等地表水也是補(bǔ)給地下水的來源。流入礦井的地下水大致可分兩部分：一是靜儲(chǔ)量，它是巖石孔隙中已存在的水量，只有靜水量的礦井涌水，隨著不斷的排水而不斷減少，甚至可能被疏干。二是動(dòng)儲(chǔ)量，即靜儲(chǔ)量減少后，地表水或其它水流不斷補(bǔ)給的水量。若地下水的補(bǔ)給條件好，動(dòng)儲(chǔ)量大，排水量長期不會(huì)減少。

地下水按其含水層的空隙性質(zhì)及其埋藏條件又可分為孔隙水、裂隙水、巖溶水、潛水和自流水。

1、孔隙水

存在于巖層孔隙中的地下水，主要是流砂層和礫石層中的水，一般分布在第四紀(jì)松散巖層中，也可存在于部分疏松第三紀(jì)沉積物和基巖風(fēng)化殼中?？紫端酁闈撍瑢?duì)建井，露天開采和淺部開采都有一定的影響。

2、裂隙水

存在于基巖裂裂隙的水。基巖中的裂隙有原生裂隙、風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙。原生裂隙主要出現(xiàn)在某些巖漿巖中；風(fēng)化裂隙主要分布在基巖淺部；構(gòu)造裂隙分布廣、延伸遠(yuǎn)，特別是在脆性巖石中比較發(fā)育，對(duì)礦井充水有一定影響。斷層破碎帶以及巖漿巖與圍巖接觸帶，有時(shí)可存大量地下水，而且成為地表水和地下水流入礦井的通道，尤其是斷層破碎帶，對(duì)礦井采掘工作影響較大。

3、巖溶水

存生于巖石溶洞中的地下水。在石灰?guī)r和白云巖等可溶性巖層中，都含有巖溶水，它的特點(diǎn)是水量大，運(yùn)動(dòng)快，在垂直和水平方向上都具有分布不均勻的特性，有時(shí)可形成地下河。在人類生活中它是良好的水源，在礦山生產(chǎn)中則是礦井充水、危害安全生產(chǎn)的重要因素。

4、潛水

埋藏在地表以下第一個(gè)穩(wěn)定的隔水層以上的地下水。

5、自流水

充滿兩個(gè)隔水層之間的地下水。當(dāng)鉆孔從地面打穿隔水頂板時(shí)，自流水便涌入孔內(nèi)，并不斷上升，直至一定高度保持穩(wěn)定或噴出地表。這說明自流水具有壓力，所以又稱承壓水。自流水多靠大氣降水等地表水、潛水補(bǔ)給。自流水(尤其是巖溶自流水)是威脅礦井生產(chǎn)安全的主要隱患。

老空水

是古代和近期的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長期停止排水而積存的地下水。老空水象是一個(gè)個(gè)地下水庫，一旦巷道揭露或巷道與老窯之間的礦(巖)柱強(qiáng)度小于它的靜水壓力時(shí)，就會(huì)象水庫大壩垮了一樣，突然淹沒“下游”，同時(shí)伴有硫化氫、二氧化碳、放射性氣體和沼氣等有毒有害氣體涌出。

礦井水害

礦井水害是指在礦井基建和礦床開采的過程中，由于開采工作引起巖層的移動(dòng)、破壞，產(chǎn)生與水源相通的裂縫。掘進(jìn)井巷時(shí)，穿透含水層或溶洞。加上礦床水文地質(zhì)資料掌握不詳或測(cè)量錯(cuò)誤，盲目施工而穿透積水舊巷，井巷出口位于洪水水位以下和地表水、雨雪水通過各種滲漏通道進(jìn)入井下等原因，造成礦井積水、涌水。當(dāng)水量超過礦井企常排水能力時(shí)，則釀成水患。

礦井水害有透水、涌水、突水三種

常見的水害有：

開采江、河、湖泊、水庫地表水影響范圍內(nèi)的礦脈(或煤層)時(shí)，以及雨季洪水暴發(fā)水位高出攔洪堤壩或沖毀井口圍堤時(shí)，水直接灌入礦井。

井筒在沖積層或經(jīng)含水層中開鑿時(shí)，如果事先不進(jìn)行處理，就會(huì)涌水，特別是從砂礫層、水砂層一齊涌出時(shí)，可造成井壁塌陷、沉陷、井架偏斜。

在頂板破碎的煤層(礦林)中掘進(jìn)巷道，因放炮或支護(hù)不好發(fā)生冒頂，或回采工作面上方防水巖柱尺寸不夠，當(dāng)冒落高度和導(dǎo)水裂縫與湖泊河流等地表水或強(qiáng)含水層溝通時(shí)，便會(huì)造成透水。

巷道掘進(jìn)與斷層另一盤強(qiáng)含水層打通，就會(huì)造成突水。若斷層帶巖石破碎，各種破碎面或石灰?guī)r裂隙溶洞較發(fā)育，突水威脅就更大。

由干隔水巖(煤)柱的抗壓強(qiáng)度抵杭不住靜水壓力和礦山壓力的共同作用，巷道掘進(jìn)后經(jīng)過一段時(shí)間的變形，引起底板承壓水突然涌出。

石灰?guī)r溶洞塌落形成的陷落柱內(nèi)部巖石破壞，往往構(gòu)成巖溶水的垂直通道。當(dāng)巷道與它掘通時(shí)，’幾個(gè)含水層的水同時(shí)大量涌出，造成淹井。

勘探鉆孔封孔質(zhì)量不好，成為各水體之間垂直聯(lián)系的通道。當(dāng)巷道或采場(chǎng)與這些鉆孔相遇時(shí)，地表水或地下水就會(huì)經(jīng)鉆孔進(jìn)入礦中，造成涌水。

回采工作面或巷道遇到老空或舊巷道的積水區(qū)時(shí)，會(huì)在很短時(shí)間里涌出大量的水。

發(fā)生礦井水害的根本原因：

礦區(qū)和礦井水文地質(zhì)情況不清，勘探不足，未認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查測(cè)定，缺乏必要的圖紙資料。

采掘工程接近積水空區(qū)、充水?dāng)鄬印⒑畬拥鹊貛r(shí)，不執(zhí)行探水放水規(guī)定，盲目施工。

亂采亂挖破壞了防水煤柱和巖柱，或井巷布置在接近強(qiáng)含水層等水源地帶。施工后在礦山壓力和水壓的共同作用下，發(fā)生頂?shù)装逋杆?/p>

積水地帶位置測(cè)量錯(cuò)誤、資料不全，或巷道掘進(jìn)方向偏離探水鉆孔的方向，結(jié)果巷道與積水地帶掘透。

井下水泵房水倉容積或水泵設(shè)計(jì)排水能力偏小，不能應(yīng)付大量涌水，或水倉泥砂沉積過量，容積減少，造成涌水淹井。(六)井下未構(gòu)筑防水墻、防水閘門或防水構(gòu)筑物失效。

透水兆

井下發(fā)生水害之前，一般出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為透水兆。大致有以下幾種：

巷道壁或煤壁結(jié)露，俗稱“拉汗”。

工作面溫度下降，產(chǎn)生霧氣或煤層變冷。

煤層發(fā)潮、發(fā)暗，失去光澤。

從積水區(qū)通過裂隙漏入工作面的沼氣、二氧化碳、硫化紅等有害氣體增加。

礦山壓力加大、淋水現(xiàn)象嚴(yán)重，或底板鼓起并有滲水。

出現(xiàn)壓力水流，表明距離水源較近，或礦體有水?dāng)D出并產(chǎn)生“嘶嘶”聲，有時(shí)尚能聽到空洞泄水聲。

采場(chǎng)或巷道壁“拄紅”，水的酸度大，水味發(fā)澀并有臭雞蛋味。

礦山防水治水

《礦山安全條例》有關(guān)條款對(duì)礦山防水作了明確規(guī)定。礦山防水治水主要是利用各種方法杜絕或減少水流入礦中，措施分地表防水和井下防水治水兩個(gè)方面。

1、地表防水：是指在地面修筑防水工程。

主要措施有:

慎重選擇工業(yè)廣場(chǎng)及坑口位置。井口和工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)主要建筑物、地面設(shè)施的標(biāo)高應(yīng)高出當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位，若受地形限制應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

河流改道。井田范圍內(nèi)的河流、湖泊、溝渠應(yīng)盡可能疏千，或?qū)⒑恿饕龅V區(qū)。如果改道困難，也可將井田內(nèi)河道取直，以盡量減少滲透通道和礦柱損失。

在河流不能改道時(shí)，鋪設(shè)不透水人工河床，或局部填塞裂隙，以制止河水漏失。

挖排水溝。通常在井田外緣或漏水區(qū)的上方迎水流方向修筑排水溝，將水引出井田。

填塞漏水通道。地面洼地、塌陷裂縫、基巖裂隙、溶洞、廢棄鉆孔、古井等，都可能成為地表水直接或間接流入井下的通道。因此，必須采取防止積水的措施。對(duì)于面積不大的洼地、塌陷區(qū)，可用粘土填平夯實(shí)，并使之高出地面;對(duì)面積較大的洼地則應(yīng)采取疏干排水措施。在雨季汛期之前，應(yīng)注意防汛檢查。

2、井下防水治水

防治礦井水害采取“以防為主，防治結(jié)合”的原則。通常情況下，井下多采用防、排、探、放、截、堵等綜合方法。不管采取什么辦法，首先必須做好礦井地質(zhì)工作和水文觀測(cè)工作，其中以弄清老窿、沖擊層厚度、斷層和裂隙、礦井的含水層、隔水層、鉆孔等情況為重點(diǎn)，然后針對(duì)具體情況，選擇采取以下措施：

井下探水。為了進(jìn)一步探明水文情況，確切掌握水源位置和距離，在采掘工作之前，需要探水。邊看邊掘是預(yù)防透水的重要措施。具體講，在掘進(jìn)接近

含水的斷層、流砂層、礫石層、溶洞或陷落柱時(shí)，以及接近與地表水體或與鉆孔相通的地質(zhì)破碎帶、積水的老窿、舊巷和灌過泥漿的采空區(qū)，必須探水前進(jìn)。

采用邊探邊掘的方法時(shí)，必須使鉆孔深度超前于巷道掘進(jìn)距離，使工作面前方經(jīng)常有不小于20米的保護(hù)礦柱。在薄礦體內(nèi)可適當(dāng)縮短距離，但一般不得小于5米;巖石中的探水鉆孔則需超前5-10米。鉆孔的深度一般為40米左右。

疏干。即把含水層中的水位降到生產(chǎn)工作面標(biāo)高以下，或有計(jì)劃地將水源和水部分或全部疏出，從而徹底消除在采掘過程中涌水的可能性。疏干是礦井防水最積極、最有效的措施，根據(jù)不同情況可采用地面預(yù)先疏千、鉆孔疏干和巷道疏干三種形式。

截水。為了使井下局部涌水不致危及其它地區(qū)，需要永久或暫時(shí)截住水源，將開采區(qū)與水源隔離。截水措施有構(gòu)筑防水閘墻、防水閘門和留防水礦柱方法。

堵水。一般采用注漿法，就是將水泥槳或化學(xué)漿壓入地層空隙，漿液在空隙中擴(kuò)散、凝固、硬化;最后起到堵攔地下水源或加固巖層的作用。

水不僅對(duì)礦山造成直接危害，還是產(chǎn)生滑坡的主要因素之一。為了減輕或消徐水對(duì)邊坡巖體的影響，可同樣采用上述措施排除地表和地下水

井下水害的處理

一旦井下發(fā)生水害事故，在場(chǎng)者或最先知情者應(yīng)立即向上級(jí)報(bào)告，同時(shí)組織并下人員迅速撤退。人員必須按熟悉的避災(zāi)路線或朝著有風(fēng)流通過的上山巷道方向撤退。預(yù)先設(shè)計(jì)的避災(zāi)路線必須與地面相通。

處理水害，必須了解水害地點(diǎn)、性質(zhì)、涌水量、靜止水位、影響范圍、補(bǔ)給水源以及有影響的地面水體，同時(shí)還要了解事故前人員分布情況，礦井中有生存條件的地點(diǎn)及進(jìn)入該地點(diǎn)的可能通道，以便迅速組織搶救。根據(jù)所了解的積水量、涌水量，組織強(qiáng)排，并采用堵塞和灌漿堵水的辦法切斷補(bǔ)給水源，抑制井下涌水;搶救過程中要加強(qiáng)通風(fēng)，切斷井下電源；排水后立即偵察災(zāi)區(qū)，尋找遇誰人員和搬運(yùn)設(shè)備。

救出傷員時(shí)，要防止突然改變傷員已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，避免造成不應(yīng)有的傷亡

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