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        巷道過斷層破碎帶的防治水技術(shù)研究

        2014-10-21 20:06:36王振廣
        中國(guó)機(jī)械 2014年24期
        關(guān)鍵詞:治理技術(shù)煤礦開采水害

        王振廣

        摘要:煤礦的勘探及開采不斷的深入,開發(fā)的范圍越來越大,其需要面臨著復(fù)雜的自然環(huán)境、惡劣的地質(zhì)條件及不穩(wěn)定的因素等,也造成了煤礦事故的頻繁出現(xiàn),嚴(yán)重威脅到施工人員的生命安全。其中水害是煤礦開采中極為嚴(yán)重的問題之一,其會(huì)直接造成安全事故,需要采取有效的措施進(jìn)行防水治水,保障施工的安全性。本文簡(jiǎn)單的分析了煤礦中較為復(fù)雜的環(huán)境斷層破碎帶的防治水技術(shù),并闡述了防治水的具體措施,為煤礦生產(chǎn)的管理人員提供一定的參考與借鑒。

        關(guān)鍵詞:煤礦開采;巷道;斷層破碎帶;水害;治理技術(shù);防治水措施;研究

        前言

        煤礦開采的過程中,對(duì)礦井水實(shí)施防治措施能夠避免水害事故,其不僅可以有效的提高礦井生產(chǎn)的安全性,是十分重要的安全保障條件之一,也能夠減少井涌量,減少生產(chǎn)成本,充分利用自然資源。但是實(shí)踐的煤礦生產(chǎn)中,由于礦井的結(jié)構(gòu)特殊,水文地質(zhì)基礎(chǔ)不佳,各種水害防治技術(shù)的應(yīng)用不足,或者煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)于防治水方面的工作不重視等因素,使得水害的治理效果不理想,水害事故出現(xiàn)的概率居高不下,對(duì)其進(jìn)行深入的研究是十分有必要的。

        1.巷道過斷層破碎帶常用的防治水技術(shù)

        1.1物探技術(shù)

        物探技術(shù)在過斷層破碎帶防治水中的運(yùn)用主要包括兩種,即地質(zhì)雷達(dá)法和瑞利波法,二者的性質(zhì)、特點(diǎn)的等,均有較大的差異,其中地質(zhì)雷達(dá)法是運(yùn)用了廣譜電磁技術(shù),先在介質(zhì)的表面發(fā)射電磁波,再利用相應(yīng)的設(shè)備收集其反射后的信息,對(duì)其接受的信息進(jìn)行法深入的分析后,即可以推斷出探測(cè)對(duì)象的形狀,并掌握該地區(qū)的地質(zhì)現(xiàn)象。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于探測(cè)的距離較大,可以達(dá)到50m;而瑞利波法的技術(shù)基本工作機(jī)制是先全面檢測(cè)各種頻率成份瑞利波的不同傳播速度,再推斷探測(cè)對(duì)象的基本情況和性質(zhì),適用于探測(cè)煤巷。該技術(shù)的特點(diǎn)在于施工操作較為簡(jiǎn)便,探測(cè)的準(zhǔn)確性較高[1]。

        1.2鉆探技術(shù)

        井下鉆探過程中進(jìn)行的探水工作,某些情況下無法直接運(yùn)用巷探方法,包括老空水區(qū)、斷水?dāng)鄬?、陷落柱等,需要將鉆探和巷探有機(jī)結(jié)合起來。如果情況允許,可以采取巷探方法,需要先設(shè)置超前探水鉆孔,其鉆進(jìn)方式分為單巷掘進(jìn)巷旁探水、雙巷掘進(jìn)單巷探水兩種。其中單巷掘進(jìn),巷旁探水適用于大巷、總回風(fēng)巷。當(dāng)實(shí)施單巷掘進(jìn)時(shí),應(yīng)把機(jī)房設(shè)置與巷道的兩邊。在巷道兩側(cè)進(jìn)行施工時(shí),即能夠及時(shí)的掌握周邊水害情況,并及時(shí)控制;雙巷掘進(jìn)單巷探水的方法一般適用于兩條平行巷道掘進(jìn)的情況,一條可以選擇超前掘進(jìn)的方法,其迎頭即能夠作為機(jī)房,開展各項(xiàng)探水活動(dòng),另一條巷道則選擇掘進(jìn)滯后,無需進(jìn)行探水活動(dòng)[2]。

        2.防治方案

        2.1設(shè)置隔離設(shè)施及排水系統(tǒng)

        由于礦井的井底、兩翼部位十分薄弱,容易出現(xiàn)井涌現(xiàn)象,需要將其進(jìn)行隔離,在設(shè)計(jì)水平延伸工作的過程中,應(yīng)結(jié)合礦井的基本情況選擇相應(yīng)的設(shè)施,包括防水閘門等,等處實(shí)現(xiàn)一定的隔離,在進(jìn)行水平延深設(shè)計(jì)工作中,應(yīng)選擇合理的隔離設(shè)施,如防水閘門的選擇等,還需要保障礦井的水平排水能力超過3000m2/h,強(qiáng)化其抗水災(zāi)的能力。下山采區(qū)等部位,地勢(shì)及較低,水害的情況會(huì)更加嚴(yán)重,需要在開采掘進(jìn)的時(shí),需要在開采區(qū)內(nèi)做好排水措施,并保障期排水能力。另外,還可以在采區(qū)內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置泄水巷,提高其泄水性能,布置回采巷道是,其方向應(yīng)根據(jù)腰線偽傾斜,呈上山的方向。

        2.2確定探水警戒線

        確定合理探水警戒線不僅需要完全掌握了巷道前方斷層、陷落柱等部位的導(dǎo)水性,還需要全面了解其構(gòu)造情況。但是實(shí)踐的情況是掌握其結(jié)構(gòu)較為困難,需要在掌握巷道前方斷層、陷落柱等部位的導(dǎo)水性后,直接確定探水警戒線。首先因全面考量斷層之間的落差,確認(rèn)其寬度應(yīng)比平行防水煤柱線大20m~100 m。如果巷道達(dá)到了警戒線,應(yīng)開展超前探水工作,推算出出斷層的具體位置,并結(jié)合斷層的情況,合理選擇適合防水煤柱及有效的注漿加固措施[3]。

        2.3底板注漿加固

        礦井的巷道在掘進(jìn)的過程中,如果存在水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū),地下水的施壓大于安全水壓,即巷道底板的厚度不足,不能完全達(dá)到安全隔水的效果,需要強(qiáng)化探測(cè)工作,掌握地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)資料,根據(jù)獲得的各項(xiàng)資料,制定相應(yīng)的注漿加固方案,強(qiáng)化地板的安全性。

        2.4做好巷道的支護(hù)工作

        一些礦井所在的地區(qū)其水量較大,水文地質(zhì)較為特殊,且水壓高,單純的注漿加固巷道底板并不能完全保障其安全性,還需要做好巷道的支護(hù)工作。在巷道掘進(jìn)的過程中也能有效的避免涌水問題,因此需要在加護(hù)地板,并保護(hù)底板的基礎(chǔ)上,使用錨桿進(jìn)行支護(hù),不破壞底板的同時(shí),強(qiáng)化其支護(hù)能力。另外,水害較為嚴(yán)重的相鄰的煤層,在斷層的兩盤,需要結(jié)合斷層的情況確定合理的留設(shè)煤柱寬度:如果斷層落差超過1.5 m ,上盤斷層煤柱的寬度需要超過20 m ,下盤則需要超過15 m,如果斷層落差在1.5m以內(nèi),并出現(xiàn)了導(dǎo)水現(xiàn)象,煤柱的寬度需要超過15m。

        3.總結(jié)

        煤礦開采的流程十分復(fù)雜,礦山所處的環(huán)境一般較為惡劣,且地質(zhì)條件特殊,各種條件均受到較大的約束,容易出現(xiàn)井涌的情況,影響礦山的生產(chǎn)安全,需要采取有效的防治水措施,排除各種安全風(fēng)險(xiǎn)。本文僅從一般的角度分析了幾項(xiàng)防治水技術(shù),實(shí)踐的管理過程中,還需要安全管理人員先全面掌握煤礦的各項(xiàng)情況,合理選擇防治水技術(shù),并制定科學(xué)的防治水措施,提高煤礦的安全性,避免出現(xiàn)水害事故,降低生產(chǎn)成本,也為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鄒光華,張鳳巖,宋彥波.巷道過含水?dāng)鄬悠扑閹У淖{加固技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2010下8(06):50-53.

        [2]高明中,韓磊,高新亞.巷道組過斷層圍巖控制技術(shù)研究[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010,30(03):17-22.

        [3]張秋成,李金海,劉丙申,徐永紅.地面返流注漿堵水技術(shù)及應(yīng)用研究[J].中國(guó)煤炭.2011(10):93-95.

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