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煤矿防治水技术


一、开采后的地表(汇)水防治
地面防治水是煤矿防治水的第一道防线! 主要工作是 防治地表水和大气降水向井下渗透补给。 《规程》规定:每次降大雨时(地面)必须派专人检 查矿区及附近地面有无裂缝,老窑陷落和岩溶塌陷等, 发现漏水情况,必须及时处理;(井下)应及时观测井 下水文变化情况,并向矿调度室报告。
本次塌陷坑位于麻焉塔沟,塌陷坑上游沟长约5km, 汇水面积近10 km2。 估算溃入井下洪水量达200余万m3,溃入井下回填 物约17000 m3。
本次洪灾形成机理
在2006年河床曾发现裂缝,矿方当时对裂缝进行了充填, 并用水泥钢筋进行了加固。2007年7月22日,在30分钟内降水量 达45mm,由于降水强度大,上游汇水面积大,产生的径流量大, 预计本次径流量达450万m3。尽管矿方在原塌陷区上部进行了加 固工程,但由于裂隙带范围较大,洪水位超过了加固工程范围, 洪水沿周边裂隙进入采空区。随着水流的不断进入,塌陷区下方 的塌陷物不断随洪水进入采(古)空区,使加固工程失去了支撑, 形成大面积塌陷,导致大量洪水灌入井下。
《规程》:严禁将矸石,炉灰,垃圾等杂物堆放 在河流,山洪可能冲刷到的地段。
《规程》:煤矿企业每年雨季前必须对防治水工作进 行全面检查。
兴县马圐圙煤矿2007年“7.22”洪灾
马圐圙煤矿位于兴县魏家滩镇马圐圙村附近,设计 生产能力6万吨/年,批准开采13号煤层,井田面积 0.5594km2。 根据《山西省兴县马圐圙煤矿生产矿井地质报 告》,13号煤层厚度13.90—14.00m,平均13.94m , 顶板岩层由泥岩、砂质泥岩、页岩组成。放顶煤开采, 全部垮落法顶板管理。 根据对13号煤层开采后形成的冒落带和导水裂隙带 高度进行计算---------。《矿区水文地质工程地质勘探规 范》提供的Hc=(3~4)M和Hf=100M/(3.3n+3.8)+5.1计算 公式, 计算结果: 冒落带高度41.82~55.76 m, 导水裂隙带高度201.44 m。
13号煤层顶板到地表间距为67.06 m。与冒落、 导水裂隙带高度计算相比较,虽然13号煤层开采后冒落 带高度小于13号煤层顶板到地表间距,使冒落带达不到 地表,但导水裂隙带高度远远大于13号煤层顶板到地表 间距。
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2007年7月22日下午6时40分许,马圐圙煤矿所在区 域突降暴雨水,降雨持续约30分钟,降雨量约45mm, 造成井田内麻焉塔沟山洪暴发。由于该山洪沟位于马圐 圙井田西部采空区上部,造成河槽塌陷,洪水经塌陷坑 溃入井下,致使9名矿工被困,后派2人入井通知井下人 员紧急撤离时也被困于井下。

根据现场调查以上四个塌陷坑形成总面积800㎡以 上的塌陷区,其中沟底1、2号塌陷坑较大,致使河槽上 游大部洪水溃入井下。
洪灾抢险救灾指挥部在进行井下抢险的同时于7月24 日开始组织填埋塌陷坑,但在填埋过程中分别遭受到7 月25日、26日,8月3日、7日、25日、28日等多次大雨 的阻隔,洪水将填入塌陷坑内的近万方土石方全部冲入 井下,形成洪水淤泥多次灌井,使抢险救灾工作出现多 次遇阻和反复。
1、井口及场地的防排水问题 是山西煤矿普遍存在的隐患
1)、多台阶布置场地,井口常位于较低标高台阶; 2)、煤矿设计阶段最高洪水位标高依据不充分,多数没有考虑沟 谷汇水流量; 3)、场地建设多在流水路线地段施行大面积、大坡度平场,改变 原有地形条件、河流(沟谷汇水)径流条件; 4)、建井期间井口防排水多采用涵洞排水,大雨时期难以管理, 排水效果差、易堵塞;
煤矿地质
煤矿防治水技术
山西省煤炭职工培训中心,山西省 煤炭职业技术中等专业学校
毛振西
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主要内容 1、地表水防治 2、采空区积水防治 3、奥灰水防治 4、K2灰岩水防治
1)采空区积水特征 2)采空区探水 3)采空区放水
第一部分
矿井地面防治水
主要工作内容 1)开采后防止地表汇水引起的溃水 、溃泥、溃砂; 2)井口及场地的防排水;
防治结合
二、井口及场地的防排水问题
《规程》255条: 矿井井口和工业场地内建筑物的地面标高必须高于当 地历年最高洪水位;
-----低于最高洪水位的,应当修筑堤坝、沟渠或采取其它 可靠防御洪水的措施。
山西煤销集团吉县盛平煤业有限公司 2010年“6.30”洪水灌井事故
山西煤销集团吉县盛平煤业有限公司位于乡 宁县台头镇沙坪村东,行政区划属乡宁县台头镇、 管头镇, 批准开采2-9号煤层,井田面ห้องสมุดไป่ตู้17.7079km2。 生产能力90万t/a。
由于洪水不断的进入,塌陷物不断的随水进入采(古)空区, 导致先后有四个塌陷柱形成。
1、浅部煤层开采存在的主要问题:
1)、浅部厚煤层开采的抽冒问题; 2)、厚煤层放顶煤(大采高)开采导水裂隙带实际发育 高度与 计算值有较大出入的问题; 3)、浅部煤层开采开采上限的确定问题; 4)、浅部煤层开采防治地表汇水的合理方案问题。
安全意识! 忧患意识! 2、井口及场地的防排水方案
1)、位于河流附近的矿井应尽量不改变原有河道,并进行河道 护坡加固; 2)、位于沟谷的场地应测算上游汇水面积、最大降雨时期的汇 水流量,场地的防排水应充分考虑; 3)、涵洞排水能力有限,应尽量采用明渠排水(或结合明渠排 水),建设涵洞上游来水侧的多级拦渣设施,考虑涵洞过流不足 时的应急方案; 4)、有场地水患威胁的矿井,应进行场地挡水墙的构筑(基础、 宽度等),场内公路建设时应考虑公路排水(标高设计、坡度设 计);
经现场调查,麻焉塔沟底河槽附近共有塌陷坑四个 (现按顺序编号)其中沟底1号坑(60×29m)面积约 608㎡,2号坑(12×10m)面积120㎡,位于河槽沟底 内,两坑相距70m左右;3号坑(10×8m)面积约80㎡ 位于河槽西岸,4号坑(5×5m)面积约25㎡,位于河 槽东岸,具体位置见附图。现2、3、4号塌陷坑已基本 填平,1号塌陷坑尚未完全充填。
2、开采后的地面防治水
1)开采上限的确定:实际冒落带高度、裂隙带高度的探测分析, 保护层厚度的选择,确定开采上限标高(或平面方向停采线位 置); 2)厚煤层浅部地区开采,防止沟谷汇水进入井下的措施或方案; 回采前对采空区上方范围进行提前的预防处理,回采后的塌 陷区、裂缝区的处理;雨季上游汇水监测监控;(治!) 地表汇水威胁较大的地区开采实行大雨时期停产撤人的防水 策略;(防!)
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