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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，存在五個(gè)廢棄的小煤礦，根據地質(zhì)報告判斷得知，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(cháng)，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，形成積水區。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，導致老窯積水噴發(fā)，造成嚴重的煤礦水災，老窯水長(cháng)期處于密封狀態(tài)，酸性強，含硫化氫，嚴重危害昌平煤業(yè)有限公司的安全生產(chǎn)。在開(kāi)挖的井田周?chē)植加泻芏嗟膹U棄的小煤礦，對正在進(jìn)行的煤礦開(kāi)采工作造成很大的影響。
2、煤礦水災發(fā)生的原因
2.1 水災位置的探測不足
煤礦水災的位置、類(lèi)型、原因有很多，加強了探測的難度。如果施工人員不能及時(shí)探測煤礦工作面的水災位置，對煤礦水災不重視，沒(méi)有實(shí)行有效的防水措施，將導致煤礦水災的發(fā)生，造成許多的安全隱患，煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益受到嚴重損失。
2.2 地下水層的突水現象
施工人員在進(jìn)行煤礦開(kāi)采的時(shí)候會(huì )對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)生突水的現象，造成了嚴重的水災，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)采結束工作不完善，導致煤礦井存在一些采空區，地表水經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的滲透，在采空地方形成了積水區。在后來(lái)的煤礦開(kāi)采過(guò)程中不小心觸碰到老窯水區，導致老窯水的突然涌入，造成嚴重水災。老窯水長(cháng)期處于密封的狀態(tài)，酸性較強，對開(kāi)采設備有腐蝕性，破壞設備，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很難探測，嚴重影響煤礦的安全開(kāi)采。
2.4 廢棄小煤礦危害
對開(kāi)挖井田周?chē)M(jìn)行探測發(fā)現，井田周?chē)嬖诤芏鄰U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(xiàn)，引發(fā)很大的安全隱患。如果小煤礦存在水災隱患，造成煤礦水災的發(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、防止煤礦災害的方法
3.1 加強對煤礦水災位置的探測
加強對煤礦水災的探測可以有效的防止開(kāi)采過(guò)程中煤礦水災的發(fā)生。為了準確探測煤礦含水層的位置，我們要做好以下幾個(gè)方面。(1)提高測量的精度，確保井上下聯(lián)系測量的準確，把廢棄小煤礦的井口位置準確標注在采掘工程平面圖上。(2)施工人員使用三維地震技術(shù)探測煤礦工作面的巷道附近的斷層，可以探測斷層的地質(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。運用瞬變電磁方法，可以探測到煤礦工作面附近的富水地區，對煤礦防治水工作帶來(lái)了很多的便利。(3)施工人員要認真審查煤礦地區及附近地區的地質(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，對鉆孔進(jìn)行良好的治理。(4)使用具有較高分辨率的探測儀對煤礦工作面的巷道進(jìn)行超前的探測，探測儀在探測有水災危險因素時(shí)會(huì )發(fā)出預警的信息，有效防止了水災的發(fā)生。(5)施工人員要善于依據現實(shí)煤礦地區的地質(zhì)水文條件，對地下水層進(jìn)行預防。當施工人員開(kāi)采工作點(diǎn)和預警的地方相差大于30米，要在煤礦工作面的兩側做探測試驗，打鉆要和施工巷道成平行。如果煤礦開(kāi)采點(diǎn)和預警點(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)行探測試驗，確保煤礦水災的安全進(jìn)行。(6)超前地質(zhì)探測器。超前地質(zhì)探測器的探測范圍廣、內容詳細、準確性高，被用于各種煤礦開(kāi)采工作中。超前地質(zhì)探測器的探測長(cháng)度為100至200米，能夠探測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，還有預測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。施工人員使用超前地質(zhì)探測器，在煤礦工作面的巷道開(kāi)采方向進(jìn)行鉆孔，觀(guān)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 嚴格控制鉆探施工質(zhì)量
施工人員要嚴格按照《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，有效防止煤礦水災的發(fā)生。(1)排水設備的準備。在進(jìn)行鉆探工作之前要準備好排水設備，例如在煤礦工作面放置兩臺水泵、排水管、配電設備等，對排水設備進(jìn)行維護，保證排水設備的正常運行。在探測位置的最低位置，設置一個(gè)容量適合的水倉。(2)在進(jìn)行鉆孔之前，施工人員要做好鉆孔的設計，并嚴格按照設計圖紙進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中不能隨意更改設計圖紙。(3)鉆孔位置的確定。進(jìn)行探測的鉆孔要選擇一個(gè)較為穩定的位置，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之間的煤壁寬度變厚。鉆孔前要保證巷道和排水設備的正常運行，有效防止煤礦水災的發(fā)生。(4)為了確保鉆探工作的安全進(jìn)行，施工管理人員要對施工設計和施工安全技術(shù)進(jìn)行詳細的記錄，施工人員要按照施工要求進(jìn)行施工。對施工人員定期進(jìn)行培訓和考核，提高施工人員的施工技術(shù)和煤礦水災意識，保證施工工作的順利進(jìn)行。(5)防水災組織的建立。煤礦開(kāi)采人員要加強與其他技術(shù)人員的聯(lián)系，開(kāi)采前有測量技術(shù)人員對煤礦進(jìn)行測量，有設計人員進(jìn)行施工設計，有探測人員進(jìn)行探測，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)行鉆孔之前要對鉆孔設備的防噴、閘閥等裝置進(jìn)行全面的檢查，確保鉆孔設備的正常運行。(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)現問(wèn)題，并采取相應的解決方法，保證鉆探工作的順利進(jìn)行。(8)鉆探防護。在進(jìn)行鉆探工作的時(shí)候，要做好各種安全防護工總，防止有毒氣體對施工人員的危害，保證施工人員的生命安全。
3.3 煤礦水災應急對策
煤礦水災一直是煤礦開(kāi)采中面臨的一大難題，煤礦水災對施工人員造成很大的威脅，造成不可估計的經(jīng)濟損失。為了保證施工人員的安全，盡可能降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟損失，制定應急對策，保證施工人員的生命安全。(1)加強各組織部門(mén)的合作，當水災發(fā)生時(shí)立刻通知應急室，告知應急室水災的情況，應急室進(jìn)行應急措施。(2)應急人員對巷道、沉淀地區進(jìn)行清理工作。(3)當水泵的排水效果不足時(shí)，應急人員要馬上打開(kāi)水倉，保證排水工作的順利進(jìn)行。(4)應急人員要觀(guān)察出水量的大小，及時(shí)開(kāi)啟排水設備，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，排水設備不能及時(shí)排出煤礦內的水，應急人員要通知所有工作人員撤離施工現場(chǎng)。
4、結語(yǔ)
煤礦是我國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)現經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的重要保障。因此施工人員要負起責任，共同防治煤礦水災，保證煤礦開(kāi)采工作的安全進(jìn)行。
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