張 廷,孔祥樂
(內(nèi)蒙古自治區(qū)第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000)
在煤礦的開采中,我們?yōu)榱吮WC開采過程的安全、有效,就要最大程度的降低礦井充水現(xiàn)象的發(fā)生。我們要通過嚴格的勘查等工作,分析研究煤礦區(qū)的水文特征,找出切實有效的措施,避免由于礦井充水所帶來的安全問題,從而保證煤礦開采工作的順利進行。研究有效的解決礦井充水問題的對策,是我國煤炭開采行業(yè)當前亟待解決的,是我國煤炭開采行業(yè)能夠健康持續(xù)發(fā)展的重要的方面。
我們對煤礦區(qū)水文特征的研究,首先要研究地層特點,要考慮地層的水流情況、巖石類型等。由于我國地質(zhì)巖石分為很多種,每一種都有不同的特征,我們要分析這些特征,有助于我們對礦區(qū)的水文分析。我們不但要研究巖石本身的特征,還要研究煤礦區(qū)水源來源的不同,因為不同的水流來源,也是影響礦區(qū)水文特征的重要因素。一般情況下,空氣中的降水,是巖石中水源的重要來源。因為巖石結(jié)構(gòu)等原因,空氣中的降水會儲存于巖石的裂縫當中[1]。在巖石的裂縫中,水源會隨著巖石的傾斜及重力的作用,流入其他的區(qū)域。這種水流,也是煤礦區(qū)水文特征的一個重要表現(xiàn)方面。
為了分析礦井充水的因素,我們就要分析礦井水的來源,分析不同水源對礦井充水的影響。首先,我們就要分析空氣中的降水,因為空氣中的降水,是礦井水最主要的來源。由于采煤層的層頂,多為粉砂巖或者泥巖,這類巖石強度較好,抗風(fēng)能力較好,所以一般采煤層的層頂比較穩(wěn)定。采煤層的層底,一般都是由粉砂巖和細砂巖組成的地質(zhì)巖組,一般抗氧化等能力較差,遇到地質(zhì)中的水的時候,會產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況。其次,我們要分析地表水的影響。地表水基本是由江、河、湖、海等水源組成。這些水源有著流經(jīng)量較大,水體豐富的特點,這些特點,也給礦井造成了一定的影響。在這些地表水的長時間的作用下,不可避免的會產(chǎn)生滲透作用。這些地表水的滲透作用,會對礦井產(chǎn)生侵蝕,從而使礦井中形成充水。再次,我們也要對地下水進行研究。地下水是指地表以下的水源。地下水的形成一般是由于含水層中存在的水,還有地表水的流動和滲透作用,使一部分水存儲于地下,另外還有一些巖石縫隙中所存儲的水,或者是通過空氣中的降水流入地下所形成。地下水對礦井充水的影響,主要是通過采煤層的頂層的巖石裂縫或者其他的縫隙流入煤礦井中,或者通過采煤層的底板的巖石組流入礦井中,由于底層的巖石組的不穩(wěn)定,對抵御滲水的能力較差,也是使礦井充水的重要原因。最后,還有一些人為因素的影響。例如:在很多的煤礦開采區(qū),由于管理疏忽等原因,有很多附近的居民或者外來人員進行私挖亂采。由于這些人沒有完備的采礦設(shè)備以及不具備應(yīng)有的采礦的技術(shù),這些人經(jīng)常會采用斜井開采方式。由于煤礦附近這樣的不規(guī)范的斜井數(shù)量較多,導(dǎo)致很多的地上水及地下水通過這些斜井流入煤礦井中。這些斜井中長期的積水,也導(dǎo)致了礦井充水。因為這些斜井的內(nèi)部沒有相關(guān)的防水措施,斜井中的積水長時間得不到排出,就會通過層底或者井邊的巖石縫隙等,深入到周圍的地質(zhì)環(huán)境中,從而增加了煤礦區(qū)的礦井充水的可能性和礦井充水的水量。
圖1 礦井充水的可能性及礦井充水水量
(1)重視開采前的勘測。為了防止煤礦井的充水事故的發(fā)生,我們要積極重視起煤礦井開采前的勘測工作。我們?yōu)榱藴p少事后的補救工作,就要防范于未然,將可能的風(fēng)險在最開始的階段就降到最低。煤礦開采前對整個煤礦區(qū)的水文環(huán)境的有效勘測,可以使我們的煤礦開采人員在煤礦開采前就及時發(fā)現(xiàn)問題,從而能夠及時有效的進行問題的研究和解決,避免在開采過程中發(fā)生安全事故??梢?,開采前期的勘測工作是非常重要,不容忽視的。這不但能使我們避免安全事故的發(fā)生,還能減少煤炭開采中的經(jīng)濟損失。
(2)加強煤礦井的防水。要想做到降低煤礦井的充水情況,必要的防水工作是必不可少的。我們在對礦井的施工過程中,要充分了解周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu),熟悉其特征,預(yù)測其會對煤礦井產(chǎn)生的不利影響,做好防水措施。我們要建立有效的防水系統(tǒng),通過先進科學(xué)技術(shù)以及新型的防水材料的使用,來增強防水系統(tǒng)的工作效果。我們的防水系統(tǒng)要科學(xué)合理的安排,要結(jié)合勘探結(jié)果,設(shè)計最適合當?shù)厮沫h(huán)境的防水系統(tǒng)。在建造防水系統(tǒng)時,要嚴格按照工程質(zhì)量的要求進行,保證防水系統(tǒng)能夠在煤礦開采中達到預(yù)期的使用效果。
(3)采取有效的截水措施。由于煤礦井的透水、涌水等現(xiàn)象的發(fā)生,我們就要因地制宜的在煤礦井下修建水倉,來有效的截斷煤礦井在開采過程中發(fā)生的透水、涌水等。通過水倉的建立,可以減少礦井充水事故的發(fā)生。我們還需要在煤礦井的周圍設(shè)計并建造排水溝,這些排水溝的建造,能夠有效的將空氣中的降水或者地面徑流的水從排水溝排出礦井,從而降低煤礦井中的充水的發(fā)生。
(4)采取必要的堵水措施。由于煤礦區(qū)長時間的采礦以及一些個人的私采等因素的影響,煤礦井周邊會經(jīng)常發(fā)生一些地面塌陷等問題。而這些地面的塌陷現(xiàn)象,會導(dǎo)致礦井周邊的地表水大量涌入煤礦井中。為了防止這些地表水的涌入,我們就需要對煤礦井進行堵水處理。我們要合理設(shè)計并修建溝渠等排出積水。還要對那些由于塌陷或者其他原因形成的地勢低洼的區(qū)域以及地面上的裂縫等地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行修復(fù)。我們要采取有效的方法對那些低洼地面進行回填。還要對一些廢棄礦坑進行有效的處理、拆除、填滿等。我們還要加強個人私自采礦的監(jiān)督管理工作。這些都可以對預(yù)防煤礦井的充水情況的發(fā)生起到積極的左右。由于煤礦井周圍經(jīng)常會存在河流湖泊等自然因素,我們還要對地表水等影響因素實施積極的控制措施,消除地表水對煤礦井的潛在不利影響。這就要求我們對流經(jīng)河流的堤壩等的質(zhì)量實施監(jiān)控,避免由于堤壩等的年久失修而導(dǎo)致的地表水對煤礦井的充水的影響。
由于我國各地區(qū)的水文環(huán)境的不同,我們要充分認識其中的不同特征,為煤礦開采做好前期的勘測準備工作。我們也要深刻認識到煤礦充水對煤礦開采工作的不利影響,了解煤礦充水對開采工作造成的安全隱患,從而積極的研究對策,加強防水措施的建設(shè),并有效設(shè)計合理的堵水措施和截水措施,將一切可能造成煤礦井充水事故的不利可能性都降到最低,這不但是我國安全生產(chǎn)的需要,也是保證采礦工作者的人身安全的需要。