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煤礦綜合防治水技術(shù)研究
1、煤礦工程的概況
本次研究的昌平煤業(yè)有限公司的井田范圍內(nèi)，存在五個(gè)廢棄的小煤礦，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告判斷得知，廢棄小煤礦均在2-3煤層開(kāi)采，且井下開(kāi)采都是運(yùn)用巷道掘進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)，由于廢棄小煤礦關(guān)閉時(shí)間長(zhǎng)，井下開(kāi)采資料丟失故井下開(kāi)采活動(dòng)不詳，廢2井和廢3井又緊鄰昌平煤礦的2-3煤層11020工作面，煤礦的底板下的巖溶水和工作面開(kāi)挖處存在裂縫，地表水通過(guò)裂縫流入采空區(qū)，形成積水區(qū)。由于煤礦附近存在老窯積水，煤礦開(kāi)挖過(guò)程中，施工人員觸碰到老窯積水的邊緣，導(dǎo)致老窯積水噴發(fā)，造成嚴(yán)重的煤礦水災(zāi)，老窯水長(zhǎng)期處于密封狀態(tài)，酸性強(qiáng)，含硫化氫，嚴(yán)重危害昌平煤業(yè)有限公司的安全生產(chǎn)。在開(kāi)挖的井田周圍分布有很多的廢棄的小煤礦，對(duì)正在進(jìn)行的煤礦開(kāi)采工作造成很大的影響。
2、煤礦水災(zāi)發(fā)生的原因
2.1 水災(zāi)位置的探測(cè)不足
煤礦水災(zāi)的位置、類型、原因有很多，加強(qiáng)了探測(cè)的難度。如果施工人員不能及時(shí)探測(cè)煤礦工作面的水災(zāi)位置，對(duì)煤礦水災(zāi)不重視，沒(méi)有實(shí)行有效的防水措施，將導(dǎo)致煤礦水災(zāi)的發(fā)生，造成許多的安全隱患，煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重?fù)p失。
2.2 地下水層的突水現(xiàn)象
施工人員在進(jìn)行煤礦開(kāi)采的時(shí)候會(huì)對(duì)含水層的煤礦底板進(jìn)行注漿改造工作，通過(guò)底板注漿改造來(lái)治理煤礦含水層的裂縫，形成了隔水層，有效防止底板水層的滲出。但是由于施工人員沒(méi)用按照嚴(yán)格要求進(jìn)行煤礦工作面底板注漿的改造工作，底板在改造質(zhì)量差，深層的水就會(huì)在底板較為脆弱的地方冒出，發(fā)生突水的現(xiàn)象，造成了嚴(yán)重的水災(zāi)，煤礦開(kāi)采工作無(wú)法進(jìn)行。
2.3 老窯水的危害
老窯水主要是指以前有些煤礦的開(kāi)采結(jié)束工作不完善，導(dǎo)致煤礦井存在一些采空區(qū)，地表水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的滲透，在采空地方形成了積水區(qū)。在后來(lái)的煤礦開(kāi)采過(guò)程中不小心觸碰到老窯水區(qū)，導(dǎo)致老窯水的突然涌入，造成嚴(yán)重水災(zāi)。老窯水長(zhǎng)期處于密封的狀態(tài)，酸性較強(qiáng)，對(duì)開(kāi)采設(shè)備有腐蝕性，破壞設(shè)備，造成安全隱患。老窯水中具有硫化氫，可使人窒息死亡。一些較小的老窯水區(qū)很難探測(cè)，嚴(yán)重影響煤礦的安全開(kāi)采。
2.4 廢棄小煤礦危害
對(duì)開(kāi)挖井田周圍進(jìn)行探測(cè)發(fā)現(xiàn)，井田周圍存在很多廢棄的小煤礦。在開(kāi)采過(guò)程中觸碰到附近廢棄的小煤礦，小煤礦與大煤礦連成一線，引發(fā)很大的安全隱患。如果小煤礦存在水災(zāi)隱患，造成煤礦水災(zāi)的發(fā)生，影響煤礦的生產(chǎn)。廢棄的小煤礦沒(méi)有處理好，發(fā)生煤礦自然產(chǎn)生二氧化碳，引發(fā)安全隱患。
3、防止煤礦災(zāi)害的方法
3.1 加強(qiáng)對(duì)煤礦水災(zāi)位置的探測(cè)
加強(qiáng)對(duì)煤礦水災(zāi)的探測(cè)可以有效的防止開(kāi)采過(guò)程中煤礦水災(zāi)的發(fā)生。為了準(zhǔn)確探測(cè)煤礦含水層的位置，我們要做好以下幾個(gè)方面。(1)提高測(cè)量的精度，確保井上下聯(lián)系測(cè)量的準(zhǔn)確，把廢棄小煤礦的井口位置準(zhǔn)確標(biāo)注在采掘工程平面圖上。(2)施工人員使用三維地震技術(shù)探測(cè)煤礦工作面的巷道附近的斷層，可以探測(cè)斷層的地質(zhì)、斷點(diǎn)的落差、斷層的范圍及斷層的延伸方向，在開(kāi)挖過(guò)程中保證斷層不受破壞。運(yùn)用瞬變電磁方法，可以探測(cè)到煤礦工作面附近的富水地區(qū)，對(duì)煤礦防治水工作帶來(lái)了很多的便利。(3)施工人員要認(rèn)真審查煤礦地區(qū)及附近地區(qū)的地質(zhì)圖紙及煤礦鉆孔的記錄，通過(guò)分析了解煤礦工作面的巷道附近的鉆孔沒(méi)有得到很好的密封，對(duì)鉆孔進(jìn)行良好的治理。(4)使用具有較高分辨率的探測(cè)儀對(duì)煤礦工作面的巷道進(jìn)行超前的探測(cè)，探測(cè)儀在探測(cè)有水災(zāi)危險(xiǎn)因素時(shí)會(huì)發(fā)出預(yù)警的信息，有效防止了水災(zāi)的發(fā)生。(5)施工人員要善于依據(jù)現(xiàn)實(shí)煤礦地區(qū)的地質(zhì)水文條件，對(duì)地下水層進(jìn)行預(yù)防。當(dāng)施工人員開(kāi)采工作點(diǎn)和預(yù)警的地方相差大于30米，要在煤礦工作面的兩側(cè)做探測(cè)試驗(yàn)，打鉆要和施工巷道成平行。如果煤礦開(kāi)采點(diǎn)和預(yù)警點(diǎn)之間的距離相差30米，施工人員要停止開(kāi)采工作，在煤礦工作面的巷道進(jìn)行探測(cè)試驗(yàn)，確保煤礦水災(zāi)的安全進(jìn)行。(6)超前地質(zhì)探測(cè)器。超前地質(zhì)探測(cè)器的探測(cè)范圍廣、內(nèi)容詳細(xì)、準(zhǔn)確性高，被用于各種煤礦開(kāi)采工作中。超前地質(zhì)探測(cè)器的探測(cè)長(zhǎng)度為100至200米，能夠探測(cè)煤礦工作面附近的斷層，斷層的位置、斷層的寬度、斷層的延伸方向，還有預(yù)測(cè)煤礦附近的含水層位置，為煤礦防治水工作提供了重要的依據(jù)。施工人員使用超前地質(zhì)探測(cè)器，在煤礦工作面的巷道開(kāi)采方向進(jìn)行鉆孔，觀察鉆孔的速率、鉆孔出水量等，判斷巷道的地質(zhì)情況，巷道的地層巖性、地層的完整性、地層的出水量、地層異常位置等，為煤礦的安全開(kāi)采提供保障。
3.2 嚴(yán)格控制鉆探施工質(zhì)量
施工人員要嚴(yán)格按照《煤礦防治水工作條例》進(jìn)行煤礦防治水的安全施工，保證鉆探的施工質(zhì)量，有效防止煤礦水災(zāi)的發(fā)生。(1)排水設(shè)備的準(zhǔn)備。在進(jìn)行鉆探工作之前要準(zhǔn)備好排水設(shè)備，例如在煤礦工作面放置兩臺(tái)水泵、排水管、配電設(shè)備等，對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，保證排水設(shè)備的正常運(yùn)行。在探測(cè)位置的最低位置，設(shè)置一個(gè)容量適合的水倉(cāng)。(2)在進(jìn)行鉆孔之前，施工人員要做好鉆孔的設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中不能隨意更改設(shè)計(jì)圖紙。(3)鉆孔位置的確定。進(jìn)行探測(cè)的鉆孔要選擇一個(gè)較為穩(wěn)定的位置，鉆孔的位置盡可能布置在巷道下面，這樣可以使鉆孔和采空地區(qū)之間的煤壁寬度變厚。鉆孔前要保證巷道和排水設(shè)備的正常運(yùn)行，有效防止煤礦水災(zāi)的發(fā)生。(4)為了確保鉆探工作的安全進(jìn)行，施工管理人員要對(duì)施工設(shè)計(jì)和施工安全技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，施工人員要按照施工要求進(jìn)行施工。對(duì)施工人員定期進(jìn)行培訓(xùn)和考核，提高施工人員的施工技術(shù)和煤礦水災(zāi)意識(shí)，保證施工工作的順利進(jìn)行。(5)防水災(zāi)組織的建立。煤礦開(kāi)采人員要加強(qiáng)與其他技術(shù)人員的聯(lián)系，開(kāi)采前有測(cè)量技術(shù)人員對(duì)煤礦進(jìn)行測(cè)量，有設(shè)計(jì)人員進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，有探測(cè)人員進(jìn)行探測(cè)，施工人員完成施工任務(wù)。各個(gè)技術(shù)人員的相互合作能夠提高施工的效率。(6)鉆孔器的檢查。在進(jìn)行鉆孔之前要對(duì)鉆孔設(shè)備的防噴、閘閥等裝置進(jìn)行全面的檢查，確保鉆孔設(shè)備的正常運(yùn)行。(7)鉆孔施工的控制。在鉆孔施工過(guò)程中，施工人員要詳細(xì)記錄施工的技術(shù)，施工中發(fā)生的異常情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取相應(yīng)的解決方法，保證鉆探工作的順利進(jìn)行。(8)鉆探防護(hù)。在進(jìn)行鉆探工作的時(shí)候，要做好各種安全防護(hù)工總，防止有毒氣體對(duì)施工人員的危害，保證施工人員的生命安全。
3.3 煤礦水災(zāi)應(yīng)急對(duì)策
煤礦水災(zāi)一直是煤礦開(kāi)采中面臨的一大難題，煤礦水災(zāi)對(duì)施工人員造成很大的威脅，造成不可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證施工人員的安全，盡可能降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，制定應(yīng)急對(duì)策，保證施工人員的生命安全。(1)加強(qiáng)各組織部門的合作，當(dāng)水災(zāi)發(fā)生時(shí)立刻通知應(yīng)急室，告知應(yīng)急室水災(zāi)的情況，應(yīng)急室進(jìn)行應(yīng)急措施。(2)應(yīng)急人員對(duì)巷道、沉淀地區(qū)進(jìn)行清理工作。(3)當(dāng)水泵的排水效果不足時(shí)，應(yīng)急人員要馬上打開(kāi)水倉(cāng)，保證排水工作的順利進(jìn)行。(4)應(yīng)急人員要觀察出水量的大小，及時(shí)開(kāi)啟排水設(shè)備，進(jìn)行有效排水，避免煤礦工作面被淹沒(méi)。(5)如果煤礦含水層的出水量過(guò)大，排水設(shè)備不能及時(shí)排出煤礦內(nèi)的水，應(yīng)急人員要通知所有工作人員撤離施工現(xiàn)場(chǎng)。
4、結(jié)語(yǔ)
煤礦是我國(guó)較為重要的一種能源，煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行，是煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要保障。因此施工人員要負(fù)起責(zé)任，共同防治煤礦水災(zāi)，保證煤礦開(kāi)采工作的安全進(jìn)行。
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