楊鵬飛

摘 要：煤炭行業(yè)對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著很大的推動(dòng)力，對(duì)于煤炭的開發(fā)會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展。在煤炭行業(yè)的發(fā)展中有一項(xiàng)問題不容忽視，那就是對(duì)于礦井的水害防治工作，近些年來(lái)關(guān)于煤炭礦井的事故頻繁的發(fā)生，人們對(duì)于煤炭的安全生產(chǎn)格外的重視。為了更好地促進(jìn)煤炭的安全生產(chǎn)，對(duì)煤礦的水害防治工作進(jìn)行研究很有必要。該文以小紀(jì)汗煤礦作為研究的對(duì)象，分析其自身的水文特征以及如何做好該煤礦的礦井水害防治工作。

關(guān)鍵詞：小紀(jì)汗煤礦 水文特征 礦井水害防治

小紀(jì)汗煤礦位于“榆橫礦區(qū)”東北部，區(qū)域地形相對(duì)平坦，西高東低的地勢(shì)情況，區(qū)域內(nèi)水域不發(fā)達(dá)，僅有位于東部的榆溪河和東北部的白河。該區(qū)域的植被覆蓋率較低，夏季會(huì)經(jīng)常性的出現(xiàn)暴雨，導(dǎo)致河水的流量變化大。小紀(jì)汗煤礦一共有9層采煤層，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，屬于水平煤層，礦井采用斜井開拓，盤區(qū)條帶式開采，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10 Mt/a。小紀(jì)汗煤礦采用現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備，礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)裝備兩套高產(chǎn)高效綜采工作面，三套連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)工作面。

1 小紀(jì)汗煤礦水文地質(zhì)特征概述

1.1 區(qū)域地貌地形概述

小紀(jì)汗煤礦位于陜北地區(qū)，侏羅紀(jì)煤田的西南方向，位于毛烏素沙漠和黃土高原的銜接地帶。東南部為黃土梁赤地形，西北部為黃土梁崗地形和沙漠灘地。該區(qū)域內(nèi)共存在3種地貌：沙漠灘地、河谷階地區(qū)、黃土梁赤區(qū)。區(qū)域內(nèi)的地下水的分布、形成收到了地形地貌的制約，此外還有地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、古地理環(huán)境、水文氣象等因素的綜合制約。區(qū)域內(nèi)的河水補(bǔ)給主要來(lái)源于大氣降水和地下水，水量的變化受到季節(jié)的影響。

1.2 井田的水文地質(zhì)概述

井田所在區(qū)域?qū)儆陲L(fēng)沙堆積地形，位于毛烏素沙漠的東部，西北高東南地的地勢(shì)走向，區(qū)域內(nèi)的地形較為平緩，一般地形之間的高度差位于5～20 m。地形的最高點(diǎn)高度為1 257.4 m，位于井田的西部，最低點(diǎn)高度1 108.9 m，位于榆溪河道。風(fēng)沙堆積地形對(duì)于大氣降水可以很好地進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，也對(duì)地下水形成了很好的補(bǔ)給作用。此外，該區(qū)域還存在眾多的池塘、海子和碟形洼地等，由于地勢(shì)較低，有利于降水的匯集，擁有較為充足的水量，由于灘地之間排泄條件較差，所以區(qū)域內(nèi)多為地勢(shì)低洼的地表水匯集地。

1.3 地表水情況概述

該區(qū)域地表水的變化大多受到大氣降水的影響，大氣降水對(duì)于該區(qū)域水量變化起著十分明顯的作用，在旱季降雨量較少，地表水的儲(chǔ)存量就較少，在雨季，降雨量較大，由于沙漠地址利于水分的匯集和儲(chǔ)存，會(huì)儲(chǔ)存大量的水量。該區(qū)域地下水屬于第四系松散層潛水和基巖風(fēng)化帶裂隙潛水，第四系松散層潛水，在地下潛水的補(bǔ)給方式上，主要來(lái)源也是通過(guò)大氣降水獲得，此外，沙漠凝結(jié)水和灌溉回歸水以及渠水滲透水也對(duì)地下潛水形成了補(bǔ)給?；鶐r風(fēng)化帶裂隙潛水在水量的補(bǔ)給上，裸露區(qū)直接通過(guò)大氣降水補(bǔ)給，其余地區(qū)通過(guò)上層覆蓋的松散層潛水下滲補(bǔ)給。該區(qū)域地下水的化學(xué)特性主要受到該區(qū)域的地理環(huán)境、地下水的補(bǔ)給和排泄因素的影響。對(duì)于埋藏較淺的第四系松散層潛水、基巖風(fēng)化裂隙帶潛水以及洛河砂巖孔隙裂隙潛水，往往屬于物理性質(zhì)良好的重碳酸鹽型水，這種水的水質(zhì)較好且礦化度較低。而隨著深度的不斷增加，沉積的時(shí)代開始變老，地下水交替不暢通，運(yùn)動(dòng)速度偏慢，導(dǎo)致深層地下水的化學(xué)性質(zhì)較重，呈現(xiàn)出硫酸鹽型水，隨著深入的加深，水的礦化度逐步提高。

2 礦井水害的防治工作

礦井的水害防治工作需要結(jié)合礦井的實(shí)際情況來(lái)制定，因此，對(duì)于小紀(jì)汗煤礦的礦井水害防治工作需要結(jié)合小紀(jì)汗煤礦的地質(zhì)特征和水位特征來(lái)制定。針對(duì)頂板以及煤層的富水特征、裂隙情況以及水源的來(lái)源和補(bǔ)給情況、富水層礦井煤炭開采的實(shí)際工作情況，提出了在煤層的揭露期采用“地面鉆孔疏水、井下鉆孔排水、注漿封堵”三者相結(jié)合的方式。在巷道掘進(jìn)時(shí)期采用“拉頂泄壓、集水水倉(cāng)、集中排放”三者相結(jié)合的方式。在工作面的回采期，采用“提前排水和控制礦壓”的方式來(lái)進(jìn)行礦井水害的防治。

2.1 煤層揭露期間的水害防治

在煤礦的施工工作中，影響施工作業(yè)安全的主要問題就是容易受到含水層的壓力影響產(chǎn)生安全事故，因此，在對(duì)小紀(jì)汗煤礦的主、副和風(fēng)井的施工中，提前做好礦井的水害防治工作尤為關(guān)鍵：首先，在煤層揭露前提前進(jìn)行水壓的釋放，從地面施工疏水鉆孔，鉆孔位置一般選在開挖的井筒周圍，在孔中安裝水泵和排水管路。其次，在煤層揭露后在井下施工超前疏放水鉆孔，實(shí)現(xiàn)對(duì)水壓的二次釋放，對(duì)于富水區(qū)域?qū)嶋H施工疏放水鉆孔數(shù)量要根據(jù)地面和井下的疏放水量來(lái)確定。最后，在完成打鉆孔放水后，降低了礦井的水壓，通過(guò)注漿的形式進(jìn)行鉆孔的封堵，一般情況下注漿封堵是采取脲醛樹脂對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵。

2.2 巷道掘進(jìn)期的水害防治

煤炭開采中，最為重要和關(guān)鍵的部分就是巷道的挖掘，同時(shí)也是水害防治工作重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，巷道挖掘是水害的高發(fā)期，因此，為了更好地確保煤炭的安全開采，在巷道的挖掘期，應(yīng)該從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行控制：一是對(duì)水壓和水流進(jìn)行導(dǎo)控；二是對(duì)巷道涌水的處理和排放。在炮掘前提前進(jìn)行拉頂泄壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)承壓水的流向和水壓的控制。針對(duì)礦井挖掘期間巷道產(chǎn)生的涌水，可以通過(guò)水泵的方式進(jìn)行抽取和排放，此外，還可以在巷道內(nèi)設(shè)置多個(gè)臨時(shí)的水倉(cāng)，通過(guò)水倉(cāng)進(jìn)行涌水的收集，通過(guò)水泵將涌水進(jìn)行抽取，實(shí)現(xiàn)對(duì)涌水的有效控制。

2.3 工作面回采期的水害防治

在工作面的回采期間，造成煤礦水害的主要內(nèi)容有頂板水、導(dǎo)水裂隙以及上覆巖層的礦壓等，因此，在工作面的回采期的水害防治工作應(yīng)該從工作面的礦壓控制以及頂板水的疏水工作進(jìn)行。頂板水疏水工作，在進(jìn)行煤層開采前，通過(guò)對(duì)煤層頂板進(jìn)行打孔，使用疏水管進(jìn)行承壓水的排放，降低煤層開采時(shí)的壓力，避免出現(xiàn)承壓水過(guò)多導(dǎo)致礦井水害的發(fā)生。對(duì)于頂板的礦壓控制，可以對(duì)采空區(qū)的頂板進(jìn)行壓力的控制，防止由于頂板的面積過(guò)大，而承受更多的壓力，對(duì)于采空區(qū)的頂板目前主要依靠全部垮落法，可以很好地降低頂板所承受的壓力，避免水害的產(chǎn)生。

3 結(jié)語(yǔ)

小紀(jì)汗煤礦屬于國(guó)家戰(zhàn)略開發(fā)的重要規(guī)劃，對(duì)小紀(jì)汗煤礦的開發(fā)對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)都有著重要的意義。同其他的煤炭開發(fā)工作一樣，在對(duì)小紀(jì)汗煤礦進(jìn)行開發(fā)時(shí)，也需要注意對(duì)礦井的水害進(jìn)行有效的防治。首先，需要對(duì)小紀(jì)汗煤礦的地質(zhì)和水文特征進(jìn)行了解，小紀(jì)汗煤礦屬于富水層的煤礦類型，煤礦的水害防治工作不容忽視。其次，對(duì)于煤礦的水害防治工作，我們從三個(gè)不同的階段進(jìn)行控制：一是煤層揭露期間通過(guò)打鉆孔進(jìn)行涌水的排放和導(dǎo)流。二是巷道掘進(jìn)期通過(guò)拉頂泄壓和設(shè)立臨時(shí)水倉(cāng)的方式進(jìn)行水壓控制。三是工作面回采期通過(guò)打鉆孔和垮落法實(shí)現(xiàn)降低頂板的水壓。

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