李健健
(內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局109勘探隊,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000)
水害問題是地質(zhì)工程實踐中常見的影響因素之一。當前地質(zhì)實踐中,通過合理的方式探查水害存在,并以科學的方式對其進行治理已成為所有工作者工作的重要內(nèi)容,本文由此展開分析。
A地質(zhì)工程是一處大型的煤炭礦井實踐工程。其通過輕型綜采放頂煤工藝的應用,實現(xiàn)了32m、100m、270m及500m各不同水平深度的煤炭探查與開采。并且在礦坑的頂板管理上,普遍采用了跨落法進行技術(shù)處理。就目前看來,其面臨的水害問題主要表現(xiàn)在兩個方面:第一,煤炭開采的掘進缺乏必要的巷探工程,煤巖傾角較大,不穩(wěn)定的隱伏斷層容易造成水害問題;第二,隨著掘進深度的不斷增加,新增巖層的水文地質(zhì)鉆孔比較缺乏,使得前方掘進的不穩(wěn)定因素較多,水文災害難以預測。為實現(xiàn)A地質(zhì)工程深層復雜地質(zhì)工作面的煤炭開采安全,進行水害的探查與治理勢在必行。
水害探查是地質(zhì)工程產(chǎn)前地質(zhì)安全檢測的重要內(nèi)容。實踐過程中,水文地質(zhì)條件極復雜工作面的水害探查包含了物探、鉆探、及化探三種基本方法。
(1)物探法。物探法是水文地質(zhì)條件極復雜工作面水害探查的基本方式[1]。其在掘進過程中細致分析導水構(gòu)造的具體特征,為水害探查奠定基礎(chǔ)。然后通過探查儀及順變電磁儀的應用,實現(xiàn)了底板、前方和兩側(cè)的超前檢查。A工程項目水害物探探查應用中,其不僅保證了前方的探查距離,更實現(xiàn)了工作面兩側(cè)60m、地下80m的探查保證,有效的提升了水害探查的準確性。
(2)鉆探法。鉆探法是水文地質(zhì)條件極復雜工作面水害探查的又一重要手段。實踐過程中,全方位覆蓋是鉆探水害探查應用的重要原則,探查過程中,每個探查點的鉆孔數(shù)量最少應保持在三個,并且重點做好垂直及兩側(cè)的鉆探應用;同時每超前探查200m,在間隔170m的區(qū)域就應設置探查鉆孔點,保證鉆孔的超前距離不少于30m。A地質(zhì)工程的鉆探應用分井上鉆探和井下鉆探兩個部分,其在物探指導、鉆探超前的指導下,進行了博灰的改造和礦基架構(gòu),實現(xiàn)了礦坑的查治結(jié)合。
(3)化探法。化探法是一種利用化學方式找礦的探查方式。與物探方式相比,化探法的經(jīng)濟效益沒有物探法高,但化探操作輕松,能較大的減輕工作人員的探查強度和壓力。A工程施工團隊在現(xiàn)已擁有的鉆孔中注入適量水分,進行水質(zhì)變化的化學觀測和分析,實現(xiàn)了探查區(qū)域內(nèi)含水狀況和隱伏水構(gòu)造的準確把控。
隨著地質(zhì)工程建設數(shù)量的不斷增加,水害問題的影響愈發(fā)嚴重突出。為進一步提升地質(zhì)工程建設的效率和質(zhì)量,進行科學的水害防治勢在必行。具體而言,水害防治的措施包含如下內(nèi)容。
(1)進行頂板砂巖水的疏放。實踐過程中,工作面的掘進使得頂板的砂巖面臨較大水壓,一旦不能進行及時的疏放,勢必造成掘洞的結(jié)構(gòu)破壞。在疏放過程中,鉆孔疏放是頂板砂巖水疏放的重要方式,其根據(jù)探查的基礎(chǔ)情況,進行疏放孔的合理布置,一般情況下,疏放孔應盡可能了的布置在工作面的機巷,并且每個放水點的終孔應控制在2~3個,保證頂板巖的穩(wěn)定。需要注意的是,疏水孔應于斷層面保持垂直,且穿過斷層上下層。另外,一旦頂板巖堅硬,應停止使用疏水孔對其進行內(nèi)壓水釋放。
(2)建立強排水系統(tǒng)。強排水系統(tǒng)是水害預先防治的重要控制措施。強排水系統(tǒng)的應用必須滿足一下應用條件:第一,具有獨立的供電系統(tǒng),與其他設備互不干擾。第二,擁有必要的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)排水性工作狀態(tài)的合理把握。第三,確保排數(shù)系統(tǒng)與水倉水位、水泵溫度、排水管流的系統(tǒng)協(xié)調(diào)。在A建設工程中,工程人員就采用了強排水系統(tǒng)進行礦坑積水的疏排。其通過三趟4寸排水管和二趟6寸排水管的應用,實現(xiàn)了6臺潛水泵和4臺自吸泵的系統(tǒng)配合,使得多余積水有效的排放到了機巷連巷。
(3)建設型水害治理。常見的建設型水害防治措施包含了泄水巷施工、沉淀池和排水溝施工、擋水墻施工、水倉和臨時排水系統(tǒng)施工等諸多內(nèi)容。這些措施俱能保證水文地質(zhì)條件極復雜工作面水害的有效治理,保證地質(zhì)工程的建設質(zhì)量和工作人員安全,實現(xiàn)工程經(jīng)濟效益提升。實踐過程中,A地質(zhì)項目的不穩(wěn)定隱伏斷層較多,因此工程人員在建立強排水系統(tǒng)的同時,對其進行了水倉和擋水墻的建設,有效的保證了工程的建設質(zhì)量。
水害的探查及治理是一個較為專業(yè)、復雜的系統(tǒng)過程。其探查實踐的操作往往需要多種方式的系統(tǒng)結(jié)合。在A地質(zhì)工程水害探查過程中,其充分應用了物探、鉆探、化探相結(jié)合的探查方式,并且通過強排系統(tǒng)、水倉建設、擋水墻建設等手段進行防治處理,有效的提高了地質(zhì)工程的水害治理水平。具體而言,其查明了主要導水通道的斷層結(jié)構(gòu),在鉆孔過程中,弱化了通道山伏青與大青含水層之間水力聯(lián)系,降低了復雜工作面的富水含量。另一方面,強排水系統(tǒng)的建立使得機巷的多余積水能及時的進行排出,一旦積水較多,無法及時有效的排出,則可通過水倉進行臨時調(diào)節(jié)。并且擋水墻的建設大大減少了機巷富水含量,確保了掘進機巷的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
地質(zhì)工程建設中,水文地質(zhì)極復雜工作面水害的探查及治理至關(guān)重要。工程建設人員只有充分認識到水害探查治理的重要性,并在科學探查的基礎(chǔ)上,進行規(guī)范合理的治理保證,才能進一步提高水害探查及治理水平,推動地質(zhì)工程建設的良性發(fā)展。