矿山水害防治知识

三、地下防治水
• • • • • • • • • 1、矿井地质和水文地质观测工作 水文地质工作是井下水害防治的基础，为了查明地下水源，应了解以下情 况： （1）冲积层和含水层的组成及厚度、分层的含水、透水性能。 （2）断层的位置、错动距离、延伸长度，破碎带的宽度、充填物胶结程度 和力学性质；个含水层之间以及地下水与地表水之间的断裂在水力联系上所 起的作用。 （3）隔水层的岩性、厚度和分布，断裂构造对隔水层的破坏情况以及距开 采层的距离。 （4）老窑和现采小窑的开采矿层、开采范围、开采深度以及被淹井巷的积水 情况和勘探钻孔对矿井充水影响。 （5）矿井开采后由于顶板受破坏，可能引起地表塌陷的范围，塌陷带、沉 降带的高度以及涌水量的变化情况，进而判断透水的可能性。 （6）收集历年大气降水等气象资料和地表水等水文地质资料，查明分布范 围和水量。 （7）通过对探水钻孔或水文观测孔中的水压、水位和水量变化的观测，查 明矿井水来源、矿井水与地下水和地表水的补给关系。
• （3）探水钻孔的布置。探水工作中，一次 打透积水的情况很少。绝大多数是探水与 掘进相结合，即探水—掘进—探水循环进 行，方能找到老窑，放出积水。因此在考 虑探水钻孔的布置时，必须保证掘进巷道 的前方仍有相当厚度的保安矿柱。此外， 老窑内的巷道极不规则，在探水掘进过程 中，如果钻孔密度不够，巷道就可能从两 个钻眼之间漏过而发生透水事故。具体的 布置应根据老窑水的分布的调查结果并结 合本矿井的实际情况决定。
wenku.baidu.com
• （1）调查老窑水的分布。由于小窑生产常 常乱采乱挖，破坏矿床现象严重，同时在 个别地区，由于地方保护主义，争夺矿山 资源，在工程布置上采取掠夺式开采，缺 乏统一部署，没有详实可靠的地质资料和 开采记录，给矿井水害的发生留下了祸根。 根据这些情况必须对老窑水的分布进行调 查。根据调查的结果将零星的有关小窑采 掘布置、开采的深度和走向长度、发展概 况、停采原因、井下涌水与地质构造等情 况收集起来，进行详细的文字记录和初步 绘制草图。回到室内要按比例详细的填绘 在有关的地质图纸上，并圈出积水线
• （5）钻孔透空征兆时的措施。一般探水钻 孔直径不大于75mm，如发现孔内显著变软， 沿钻杆向外流水（冲洗液突然增加）等透 空征兆时，应立即停止钻进，并旋紧安全 套管上的钻杆卡，禁止任何人直冲钻杆站 立，此时不能取钻，以防有害气体和大量 积水突然涌出。待检查各项措施并加固工 作面等工作进行完毕后再行放水。
一、矿井水害的预测
矿井水灾害的预测是指矿井在开采前， 根据地质勘探的水文地质资料及专门进行 的水害调查资料，确定矿井水害的危险程 度，并编制矿井水害预测图。依次，制定 矿井开采的最佳方案，以避免或减少开采 时矿井水的危害。对生产矿井，则需要根 据实际情况对矿井水害危险程度及矿井水 害预测图进行修正，并进一步制定出矿井 水灾害的预防措施。
• （2）地下暗河的分布规律： • ①地下暗河只存在于灰岩、白云岩等可溶性岩层中。 • ②地下暗河往往受构造的控制，如常沿走向断层发育起 来或沿褶曲轴部张裂隙溶蚀扩大而成；在急倾斜的岩层中， 也有沿某一被错动的纯质灰岩层发育的，所以地下暗河常 与岩层的走向大致平行。 • ③地下暗河的发育还受地形的控制。地下水和地表水一 样，具有从高处流向低处的特点。虽然暗河的“管道”弯 弯曲曲，但是河道的总趋势仍然是由暗河发源地到排泄口， 河道逐渐降低，这一规律对推测暗河分布位置很重要。 • ④多数地下暗河为一独立的管道系统，它本身有它的发 源地，然后进入暗河“管道”，进行径流和排泄，与同一 含水层的水力联系往往不甚密切，尤其是在暗河的排泄区 更为明显。
• （4）探水作业。钻探水作业直接面对水害，它不仅直接关系到探水 人员的安全，而且关系到探放水区周围甚至整个矿井的安危，所以施 工中应严格遵循下列有关事项： • ①加强顶板支护。探水巷道一般为双巷掘进，以便于通风和抢险。 为了保证探水地点、避灾路线、来水时必经的巷道不发生冒顶片帮， 探水前和整个施工期间要加强顶板支护。 • ②加强探水迎头的通风和有害气体的检查。探水地点随时可能透老 窑而散出CO2、H2S等有害气体，因此，必须加大探水地点的供凤量， 加强瓦斯检查，一旦发现有害气体含量增高，应查明原因，它往往是 接近古窑的征兆。 • ③安排避灾路线。探放水时，所有可能受水威胁的地点，特别是采 掘中的下山区域，必须安排避灾路线。在开始探水前，工人必须熟悉 避灾路线。 • ④设立警铃信号机其他通讯联络设备，探放水地点要设置电话，与 井口调度室进行通话联络，以便及时汇报钻眼过程中发现的地质变化 或透水征兆。 • ⑤安装安全套管。探放老空积水时，应在孔口设置安全套管阀门， 控制放水量，防止钻眼被水冲刷扩大。在初透积水时，安全套管还可 以用来测定水头压力。
• （6）严格鉴定放水效果。放水终了时将会 出现下列现象： • ①完全不淌水，向里进风或向外出风； • ②水流始终不断，但没有压力； • ③通捣时有小水流，不通捣时无水等。这 时即可停止放水，继续进行掘进工作。
3、矿井酸性水的防治
• 在含黄铁矿及有机硫的矿山中，当这些硫 化物在一定条件下受到氧化后，就形成硫 酸，从而使地下水具有酸性，排除酸性水 的基本措施如下：
• （1）分区排出酸性水，减少酸性水的危害范围。矿井酸性水的涌出 往往具有区域性。在涌出酸性水的区域，如果条件允许，可建立单独 排水系统，使酸性水集中一次排出，并且排酸性水的泵房、水泵规格 力求一致，备品配件划一，易于维修和更换。 • （2）分级排水，降低水泵扬程。酸性排水时，扬程越高，水压越大， 水泵被磨损、腐蚀的速度就越快。某矿在同一种水的排水过程中进行 比较后得出，扬程100m的水泵使用期限较50m扬程的水泵使用期限 缩短1/3以上。因此在条件允许的情况下，可把单级排水改为多级排 水，以降低水泵扬程。 • （3）冲谈酸性水，使矿井中的游离硫酸含量降低到最小限度。这种 办法主要在非酸性水涌水量大，酸性水涌水量小的矿井中采用，即将 酸性水和非酸性水按比例引入同一水仓混合后排出。 • （4）中和酸性水，在酸性水中掺入生石灰（CaO）可起中和作用， 降低水的酸性。 • （5）利用牛皮罐代替水泵排酸性水。 • （6）改善水泵、水管的耐酸性能。 • （7）其他办法。从开拓布局上设法减少矿井排除酸性水的年限，防 止地表水及降水渗入，提高回采率等，也是一些防治酸性水的积极措 施。
4、地下暗河的防治
• 有些可溶性岩石（主要是石灰岩）受降雨 和地下水的溶蚀作用，便可形成地下暗河。 暗河也有大小型之分。大型暗河与地表河 流相似。雨季河水猛涨，旱季则河水变小。 小型的地下暗河实际上是一个复杂的管道 系统。在灰岩中开凿巷道，暗河对生产的 影响不能不予以重视。
• （1）地下暗河对矿井生产的影响。井巷未 揭露暗河前，暗河对生产的影响甚微。一 旦巷道揭露了暗河，暗河的水将“破门” 而出，向巷道中大量倾泻，巷道顿时变成 水流踹急的“河道”，轻者被迫暂时停工， 重者可能淹没矿井。有些小型暗河，刚揭 露时可能水量不大，但是每次暴雨之后， 大量地表水灌入暗河，不仅水量猛增，同 时还夹杂着大量的泥、砂、卵石涌入巷道。
• （3）地下暗河的防治方法。防治地下暗河 最好的方法是查明暗河的具体分布位置， 从而设法使巷道避开它。在一个新区施工， 首先进行调查，了解矿区附近有无地下暗 河，暗河出口在哪里（暗河出口往往具有 涌水量大、季节性变化大，洞口有大量河 卵石等物），出口的标高、位置、水量大 小，结合暗河的一般分布规律，推测暗河 的分布方向，使施工人员做到心中有数是 完全可能的。目前防治地下暗河的方法有 堵塞、绕过、截流、断源等方法。
• 2）探水起点。由于老窑积水资料不可能绝对准确，必须 留出适当的安全矿柱。但是安全矿柱过宽，会大大加重钻 探工作量，延误掘进速度，对生产不利；安全矿柱过小， 则安全没有保证。我国有些矿山分别按照积水线、探水线、 警戒线3条线来处理。 • 积水线是指调查核定的采空区预定边界，探水线是一条 沿积水线向外推移60～150m的一条线。这是根据资料的 可靠程度和积水区的水头压力、积水量大小、矿层厚度及 其抗拉强度等决定的。对于怀疑较少的积水区一般为60m， 对于资料根据不充分、积水量大、水头压力高而矿质松软 的积水区大多加大到100～150m。 • 警戒线是在探水线的外沿平行外推50～100m所圈定一 条线。掘进巷道进入这一界线后，必须警戒积水的威胁。 • 总的来说，一般以探水线作为正式探水的起点，如果对 积水资料有新的疑点，采掘工作面有出水预兆应提前探水。 在较松软的矿床中，必须进行长距离的控制性探水。
矿井水害防治知识
技术部方红东整理
首先欢迎各位领导及专家随时批评指正！
其次热烈欢迎各位同仁共同切磋学习！
矿井水害防治
矿山建设和生产过程中，一般都会遇到溶水 或涌水现象。如果渗入或涌入矿井的水量超过 矿山正常的排水能力，采场或巷道就会被淹而 酿成矿井水灾事故，一旦矿井发生水灾，就会 使生产中断，设备被淹，人员伤亡。据统计， 矿山各类事故中，透水事故死亡人数最多，可 见矿山水害的严重性。
2、老窑积水的探放
• 在已回采的采空区，由于地表水和地下水的补给， 充满了大量积水。其特点是，一般积水范围不明 （特别是一些老矿井）、串联关系复杂、水量大、 酸性强、水头压力高、危害大。要隔离积水需保 留大量的安全矿柱，一方面影响资源的回收，另 一方面，由于资料不清、范围不确，可能引起积 水的突然涌出，酿成灾害事故。因此，探放老窑 水是采矿工作中防患于未然的必要措施，是探明 可采边界和安全开采的主要手段。为了做好这项 工作一般按下列程序进行探放。
二、地表放水
地表放水是指在地表修筑放水工程，防 止大气降水和地表水渗入矿井，是保证安 全生产的第一道防线，其质量好坏及布置 是否合理将直接影响到矿井涌水量的大小 和采掘工作能否正常进行。这种影响在雨 季尤为显著。
• 1、制定放水计划，建立防汛组织。制定放水计划前，必须进行大量 的调查研究，对矿区的地貌、地质构造、水文地质情况等都要作详细 的调查，并探明各种透水通路。根据实际和具体情况制定切实可行的 防治水计划。每年雨季前要做好防汛工作，成立由矿领导负责的专门 防汛队伍，进行放水工程的施工、检查和防汛抢险物资的准备。 • 2、合理确定井口位置。矿井（立井、斜井、平硐）井口标高必须高 于当地历史最高洪水位1m以上，或修筑坚实的高台，或在井口附近 修筑可靠的排水沟和拦洪坝，防止地表水经井筒灌入井下。 • 3、填堵通道。为防止雨雪水渗入井下，在矿区内采取填坑、补凹、 整平地表或建不透水层等措施。对矿区的天然裂隙、废弃的小窑井筒 和钻孔等，可能成为水流渗入井下的通道，应该用黏土与水泥浆共填。 对较大的塌陷坑、凹地应在下部填碎石，上部填土夯实并使之高出地 表。 • 4、整治河流。 • （1）河流（冲沟，渠道等）的某一段经过矿区，而河床渗透性强， 可导致大量河水渗入井下，则应在漏失地段用黏土、料石或水泥修筑 不透水的人工河床，以制止或减少河水漏入井下。 • （2）如河流流入矿区附近，则可选择合适的地点（最好是在隔水层 上）修筑水坝，将原河道截断，用人工河道将河水引出矿区以外。 • 5、修筑排（截）水沟。山区降水后以地表水或潜水的形式流入矿区， 地表有塌陷裂隙时，会使矿井涌水量大大增加，在这种情况下，可在 井田外缘或漏水区的上方迎水流方向修筑排水沟。排水沟大致沿地形 等高线保持适宜的坡度布置，将水排至影响范围之外。
5、井下防水矿柱的留设及隔水帷幕带
• （1）防水矿柱。通常遇下列情况应留设防水矿柱： • ①矿层直接为疏松含水层掩盖时； • ②矿床直接与含水丰富的岩层接触时； • ③矿床被强含水层所掩盖时。在这种情况下。 矿柱的留设主要应考虑矿物层开采后的塌陷裂隙， 最好不要波及到上部强含水层； • ④巷道接近导水断层带时。 • 防水矿柱尺寸的确定是个非常复杂的问题，应 考虑到含水层的水压、水量、所采矿床的机械强 度、厚度等因素及有关的规定，并通过实践综合 确定，做到既安全又经济合理。