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摘 要:充水岩溶裂隙带问题作为煤矿井下水害的一种,对该类水害问题采取合理措施进行防治,可有效提升煤矿井下生产的安全性。本文分析了充水岩溶裂隙带的水害类型,并根据该种水害情况,提出了一些防治水的施工技术,以促进煤矿企业井下生产的安全性。
关键词:煤矿 软岩巷道 支护 研究现状 展望
对煤矿企业来说,安全生产管理是永远的话题,加强预防管理工作,不仅能有效提升煤矿企业的安全管理能力,确保企业员工的生命安全,还能为煤矿企业带来良好的经济效益,加强煤矿企业的生产安全是必要的,煤矿井下水害作为主要的安全事故之一,对煤矿井下水害中的充水岩溶裂隙带进行研究是很有必要的,可提升防治水的施工技术水平,有效防治该类水害问题的出现,确保煤矿生产的安全。
一、充水岩溶的裂隙带水害带来的问题
根据我国各个聚煤区的水文及地质等特征,并考虑到煤矿井下水的危害程度,能将我国的煤矿地区划分成六个煤矿井下水害区,主要包含华北的石炭二叠纪、东北的侏罗纪、西北的侏罗纪、华南的晚二叠世、西藏—滇西的中生代及台湾地区的第三纪煤田等水害区,水害主要分布于华南华北两区域,其井下水文地质较为复杂,两区的水害问题很严重,尤其是岩溶裂隙水害问题及岩溶水害问题,东北地区虽然有裂隙水及散层水,但水害危害并不严重,西北缺水,存有供水的问题,而且台湾地区及西藏滇西等地区的煤矿井下水文地质较为简单,其水害问题并不严重。充水岩溶的裂隙带水害经常影响煤矿井下生产,并且经常出现淹井问题,即使排水,其负担费用巨大,严重影响了煤矿井下的采煤工作,煤矿井下的生产安全也受到严重的威胁,井下大量的煤无法开采,会影响我国的国民经济,采取合理的措施,对该类水害问题进行防治是很有必要的。
二、煤矿井下防治水的施工技术
1.国外煤矿井下防治水的施工技术。国外有些防治水技术值得借鉴,如主动防护法,该种方法主要是采取地面垂直的钻孔方法,通过潜水泵对含水层进行专门疏干,并且为了与该种疏干方法相适应,国外还生产了大排水量及高扬程的潜水泵,疏干工程采取计算机的自动控制。与此同时,国外的堵水截流法发展也较为迅速,地下帷幕的方法备受重视,俄罗斯认为帷幕是疏干工作的主要方向之一,而堵水截流技术中,开挖护壁及清渣流水的作业技术是较为先进的技术,其预测方法主要是统计学、突变论及现场试验的方法,例如水力压裂的方法,除此之外,物探方法也是防治水的主要技术,美国、德国及英国等国家,通过槽波地震的方法对落差比煤厚大的断层进行探测,并采取井下数字的地震仪进行煤矿井下岩层应力分布的探测,而俄罗斯则使用无线电波法对岩溶的发育带进行充水岩溶水害的预防。
2.国内煤矿井下防治水的施工技术。我国近些年,研究了瞬变电磁法及三维地震法等防治水技术,这两种技术的应用也都得到了煤矿企业的认可,其预防效果不错。
2.1三维地震法的防治水施工技术。三维地震技术作为面积采集的一种技术,主要是通过检波点及炮点网格的适当组合进行数据点网格与次数分布的监测,该技术具有目标图像清晰及位置预测更准确的优点,但与二维地震相比,三维地震探测法具有偏移归位准确及数据量大等特点。通常情况下,煤矿围岩及煤层具有显著的波阻抗差异性,每层的厚度高于1m的时候,能够形成较好煤层的反射波,不过一旦出现煤层踩空。陷落柱及顶板不规则时,就会出现各类低频的干扰,可作为采空区及陷落柱存在与否的标志,从而做好水害的防治工作。
2.2瞬变电磁法的防治水施工技术。瞬瞬变电磁法可称为TEM法,该类方式是时间域电磁的感应法之一,该类方法是通过接地线源或者接地回线等向地下进行一次脉冲场的发送,一次脉冲磁场的间歇性期间,可运用电偶极或者回线进行二次场的接收,并依据二次场的衰减曲线特点,对煤矿井下地质进行判断,该种方法具有分辨率高、反应灵敏及高工作效率等优点,通常煤矿陷落柱的发生与充水岩溶裂隙带的形成相关,因岩溶裂隙扩大及发育影响,四周地层的受重力会发生塌落,形成边界差异,通过电磁法可对煤矿的开采状况及采空区实施瞬变电磁法,了解煤矿井下水害状况,并采取合理的措施进行防治。为了防治水害问题,应定期对老空水地区的积水状况实施全面排查,一旦发现会有影响的老空积水区域,就采取措施进行防治,若有条件,可采取电法进行老空水区域的探查,并实施放水钻孔处理。
2.3防治水施工技术中的一些注意事项。对于煤矿井下的水害进行防治,尤其是充水的岩溶裂隙带,可采取下列措施,构建完善的水文观测系统,加强水害严重区域的重点防治,煤矿有条件的话,可在井下布置,不仅能节省费用,还便于保护,对于底板含水层的水文地质可采取钻探、物探与放水试验等方法进行探查分析,还可利用突水机理及富水规律进行煤矿水害防治研究,除此之外,还可构建水情的自动探测系统,通过网络电法对煤矿水害进行监测预警,一旦发现异常水情,就及时制定出防治决策及防治技术措施,从而有效快速地解决水害问题。
三、结语
充水岩溶裂隙带问题作为煤矿井下水害的一种,对该类水害问题采取合理措施进行防治,加强预防管理工作,不仅能有效提升煤矿企业的安全管理能力,确保企业员工的生命安全,还能为煤矿企业带来良好的经济效益,加强煤矿企业的生产安全是必要的,煤矿井下水害作为主要的安全事故之一,对煤矿井下水害中的充水岩溶裂隙带进行研究是很有必要的,运用采用三维地震及瞬间电磁法等物探方法,不仅能有效了解煤矿井下的水文地质及含水状况,避免矿井地质灾害和重大的经济损失出现,还可提升防治水的施工技术水平,有效防治该类水害问题的出现,确保煤矿生产的安全。
参考文献:
[1]樊建勇,梁立勛,卓军,贺华茂,刘华林,江乾林.煤矿井下充水岩溶裂隙带防治水施工技术[J].煤矿安全,2015,04:84-86.
[2]陈萍.岩溶山区矿坑顶板冒落导水裂隙带高度估算有关问题讨论——以贵州省黔西县青龙煤矿为例[J].贵州地质,2015,01:53-58.
[3]刘树才.煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D].中国矿业大学,2008.
[4]张晓团,高午.府谷矿区矿井涌水实例及突水因素分析[J].中国煤炭地质,2010,04:35-39.
关键词:煤矿 软岩巷道 支护 研究现状 展望
对煤矿企业来说,安全生产管理是永远的话题,加强预防管理工作,不仅能有效提升煤矿企业的安全管理能力,确保企业员工的生命安全,还能为煤矿企业带来良好的经济效益,加强煤矿企业的生产安全是必要的,煤矿井下水害作为主要的安全事故之一,对煤矿井下水害中的充水岩溶裂隙带进行研究是很有必要的,可提升防治水的施工技术水平,有效防治该类水害问题的出现,确保煤矿生产的安全。
一、充水岩溶的裂隙带水害带来的问题
根据我国各个聚煤区的水文及地质等特征,并考虑到煤矿井下水的危害程度,能将我国的煤矿地区划分成六个煤矿井下水害区,主要包含华北的石炭二叠纪、东北的侏罗纪、西北的侏罗纪、华南的晚二叠世、西藏—滇西的中生代及台湾地区的第三纪煤田等水害区,水害主要分布于华南华北两区域,其井下水文地质较为复杂,两区的水害问题很严重,尤其是岩溶裂隙水害问题及岩溶水害问题,东北地区虽然有裂隙水及散层水,但水害危害并不严重,西北缺水,存有供水的问题,而且台湾地区及西藏滇西等地区的煤矿井下水文地质较为简单,其水害问题并不严重。充水岩溶的裂隙带水害经常影响煤矿井下生产,并且经常出现淹井问题,即使排水,其负担费用巨大,严重影响了煤矿井下的采煤工作,煤矿井下的生产安全也受到严重的威胁,井下大量的煤无法开采,会影响我国的国民经济,采取合理的措施,对该类水害问题进行防治是很有必要的。
二、煤矿井下防治水的施工技术
1.国外煤矿井下防治水的施工技术。国外有些防治水技术值得借鉴,如主动防护法,该种方法主要是采取地面垂直的钻孔方法,通过潜水泵对含水层进行专门疏干,并且为了与该种疏干方法相适应,国外还生产了大排水量及高扬程的潜水泵,疏干工程采取计算机的自动控制。与此同时,国外的堵水截流法发展也较为迅速,地下帷幕的方法备受重视,俄罗斯认为帷幕是疏干工作的主要方向之一,而堵水截流技术中,开挖护壁及清渣流水的作业技术是较为先进的技术,其预测方法主要是统计学、突变论及现场试验的方法,例如水力压裂的方法,除此之外,物探方法也是防治水的主要技术,美国、德国及英国等国家,通过槽波地震的方法对落差比煤厚大的断层进行探测,并采取井下数字的地震仪进行煤矿井下岩层应力分布的探测,而俄罗斯则使用无线电波法对岩溶的发育带进行充水岩溶水害的预防。
2.国内煤矿井下防治水的施工技术。我国近些年,研究了瞬变电磁法及三维地震法等防治水技术,这两种技术的应用也都得到了煤矿企业的认可,其预防效果不错。
2.1三维地震法的防治水施工技术。三维地震技术作为面积采集的一种技术,主要是通过检波点及炮点网格的适当组合进行数据点网格与次数分布的监测,该技术具有目标图像清晰及位置预测更准确的优点,但与二维地震相比,三维地震探测法具有偏移归位准确及数据量大等特点。通常情况下,煤矿围岩及煤层具有显著的波阻抗差异性,每层的厚度高于1m的时候,能够形成较好煤层的反射波,不过一旦出现煤层踩空。陷落柱及顶板不规则时,就会出现各类低频的干扰,可作为采空区及陷落柱存在与否的标志,从而做好水害的防治工作。
2.2瞬变电磁法的防治水施工技术。瞬瞬变电磁法可称为TEM法,该类方式是时间域电磁的感应法之一,该类方法是通过接地线源或者接地回线等向地下进行一次脉冲场的发送,一次脉冲磁场的间歇性期间,可运用电偶极或者回线进行二次场的接收,并依据二次场的衰减曲线特点,对煤矿井下地质进行判断,该种方法具有分辨率高、反应灵敏及高工作效率等优点,通常煤矿陷落柱的发生与充水岩溶裂隙带的形成相关,因岩溶裂隙扩大及发育影响,四周地层的受重力会发生塌落,形成边界差异,通过电磁法可对煤矿的开采状况及采空区实施瞬变电磁法,了解煤矿井下水害状况,并采取合理的措施进行防治。为了防治水害问题,应定期对老空水地区的积水状况实施全面排查,一旦发现会有影响的老空积水区域,就采取措施进行防治,若有条件,可采取电法进行老空水区域的探查,并实施放水钻孔处理。
2.3防治水施工技术中的一些注意事项。对于煤矿井下的水害进行防治,尤其是充水的岩溶裂隙带,可采取下列措施,构建完善的水文观测系统,加强水害严重区域的重点防治,煤矿有条件的话,可在井下布置,不仅能节省费用,还便于保护,对于底板含水层的水文地质可采取钻探、物探与放水试验等方法进行探查分析,还可利用突水机理及富水规律进行煤矿水害防治研究,除此之外,还可构建水情的自动探测系统,通过网络电法对煤矿水害进行监测预警,一旦发现异常水情,就及时制定出防治决策及防治技术措施,从而有效快速地解决水害问题。
三、结语
充水岩溶裂隙带问题作为煤矿井下水害的一种,对该类水害问题采取合理措施进行防治,加强预防管理工作,不仅能有效提升煤矿企业的安全管理能力,确保企业员工的生命安全,还能为煤矿企业带来良好的经济效益,加强煤矿企业的生产安全是必要的,煤矿井下水害作为主要的安全事故之一,对煤矿井下水害中的充水岩溶裂隙带进行研究是很有必要的,运用采用三维地震及瞬间电磁法等物探方法,不仅能有效了解煤矿井下的水文地质及含水状况,避免矿井地质灾害和重大的经济损失出现,还可提升防治水的施工技术水平,有效防治该类水害问题的出现,确保煤矿生产的安全。
参考文献:
[1]樊建勇,梁立勛,卓军,贺华茂,刘华林,江乾林.煤矿井下充水岩溶裂隙带防治水施工技术[J].煤矿安全,2015,04:84-86.
[2]陈萍.岩溶山区矿坑顶板冒落导水裂隙带高度估算有关问题讨论——以贵州省黔西县青龙煤矿为例[J].贵州地质,2015,01:53-58.
[3]刘树才.煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D].中国矿业大学,2008.
[4]张晓团,高午.府谷矿区矿井涌水实例及突水因素分析[J].中国煤炭地质,2010,04:35-39.