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    浅谈中国煤矿水文地质类型划分与特征

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    点击次数:53 更新时间:2023年12月17日10:47:25 打印此页 关闭


    随着我国科学技术的不断进步,我国的煤炭生产行业也得到了蓬勃的发展,同时技术手段也得到了不断地更新和与完善。由于我国煤炭资源属于不可再生资源,在我国经济发展中占据主导作用,为了更好地保护我国的煤炭资源,推动煤矿生产行业的健康发展,则需要全面优化和升级开采手段,创新安全管理措施,以此来全面提升煤炭生产工作的安全性,保障工作人员在工作中的生命安全,推动煤炭生产企业实现健康可持续的发展目标。

    1 各地区矿井涌水量的现状

    按照本次对国家的调查结果显示,国家每年的实际排水量可以达到 71×108m3以上,而内蒙古、河北、黑龙江、江西、山东、河南、湖南、重庆、四川、贵州、云南这些地区每年的煤矿排水量可以超过2×108m3,大概占国家煤矿总排水量的 83%,并且有些地方可以达到 9×108m3的煤矿最大排水量。国家煤矿总数最大的涌水量和正常的涌水量之间的比例是 1.9,其中有云南、福建、四川、湖南、贵州、重庆、江西、湖北、广西这些地区的最大涌水量总数和正常涌水量的比例大于等于2,这些地区大多数都位于南方,由于气候条件的因素影响会使这个比例数值发生不断的变化,尤其是到了季节性降雨的时候,影响的程度颇为严重。对于涌水量来说,在矿井中最大涌水量和正常涌水量的偏差越大,说明地表水及季节降雨和矿井下的疏通协调工作越良好,反之,则可能由于没有及时做好良好、有效的疏通和协调工作,导致正常涌水量和最大涌水量数值相接近。在南方雨季的气候下,如果出现涌水量急剧增长的情况,对于矿井则需要做好必要的准备和充足的设备来进行疏通排水,如果没能及时做好排水准备工作,将会出现淹井的情况,从而延长了排水工作的进度,便使得问题无法高效的处理与解决。在发生暴雨洪水等极端气候时,则需要马上疏散人员离开并停止生产,待暴雨结束后,对工作现场进行隐患的排查,减少受极端条件影响引发工作现场的一系列安全隐患,尽量避免对人员造成二次伤害,在全面排查隐患及问题后,便可以继续进行生产。

    2 煤矿的水文地质特征

    煤炭资源是现代基础能源,无论是自用还是出口,都能获得巨大的经济效益。我国幅员辽阔,煤炭开采行业遍布全国,发展形势十分良好,市场需求不断增加,这促使我国煤矿逐步走向发展高峰。在煤矿开发过程中,为了提高开采效率,确保采矿作业安全,必须全面了解矿区水文地质特征,掌握其具体特征。据数据统计发现,影响煤矿生产安全的因素主要包括两大类,其中一类是地下水循环规律,另一类为地质特点,所以在了解煤矿水文地质的时候,需要准确掌握水文地质情况,这样才可以保障煤矿开采企业顺利开采。煤矿开采前期,需要由专业人员从网上查阅资料和实地考察两个方面来搜集和分析水文地质情况,及时掌握地下水的分布特点,地下水循环规律以及腐蚀性的强度,并成立小组来分析煤矿地下水情况,同时还可以采用科学计算的方式来预测和评估矿区水文地质条件是否符合当前煤矿开采的具体要求。将此结果作为分析依据,以便准确找到安全系数较高的开采位置,从而建立完善的矿井主系统。

    3 国家矿井的类型划分

    根据国家颁布的《煤矿安全规程》及相关煤矿政策中,通过国家技术标准和相关工作规章制度的补充作用,当前矿井水灾害防治理论取得了较好的研究进展,全国各地区防治水的有效性和可靠性也提高到了一个新的高度。为进一步优化煤矿防治水基础工作,深入挖掘全国各地区各种煤矿水害的特点和类型,,国家煤矿安全监察局对省级单位煤矿水文地质类型进行了调查研究。本次参与调查的城市有广西、湖北、江西、重庆、贵州、湖南、四川、福建、云南、青海、江苏、河南、吉林、辽宁、山西、山东、山西、宁夏、甘肃、黑龙江、安徽、北京、内蒙古、河北以及新疆地区。其中陕西、云南、四川、贵州、重庆、河南、山东、湖南、江西、内蒙古、黑龙江、山西、河北地区每年煤矿排水量超过2×108m3,可以占到全国总排水量的80%以上,而有的地区最大煤矿排水量可以达到9×108m3以上。在黑龙江、河北、河南、内蒙古、山东、陕西、山西、广西、重庆、辽宁、江苏、安徽、江西以及四川地区有着涌水量超过1000m3/h的矿井,在地下开采的煤矿中,陕西省的神东锦界煤矿拥有着最大涌水量的矿井,正常工作中涌水量可以达到4000m3/h以上,而有些时候的最大涌水量,能够高达5500m3/h左右。在内蒙古的元宝山煤矿拥有着最大的露天开采煤矿,实际工作的过程中也存在着较大的排水量,一般情况下涌水量可以达到10000m3/h以上。

    4 治理矿井防治水的措施

    4.1 加强施工人员的岗前培训与指导

    首先,设立专门的培训机构,对施工人员进行专业知识的培训和指导,将技术能力、安全意识等相关内容不断渗透其中,加强学习,并严格坚持执行“三检制”和“联检制”。另外,企业还可以利用多媒体技术向施工人员传播水害预防知识,让他们意识到水文地质勘察和掌握水害预防知识的重要性。并且,积极开展资格检查工作,将施工的程序化、标准化和规范化作为检查标准,以此来保障煤矿开采的安全性。其次,建立健全的岗位责任制,将责任进行明确具体地划分,开采过程中不断强化施工人员的责任意识,紧绷责任这根弦,实行责任到人制度,严格按照规章制度进行作业,避免违规开采作业的发生,确保开采工作顺利进行。最后,建立激励机制,提高施工人员对开采工作的积极性,激发员工工作热情,增强工作责任感,在监督和管控下提升自我工作素养,加强安全意识,全面推动煤炭开采工作安全进行。

    4.2 裂隙充水煤矿床

    为了查明裂隙充水煤层中裂隙的发育程度和分布,可以采用生产矿井调查、简易水文地质观测和水文地质填图等手段。根据矿井方案设计,抽水试验孔布置在主引水断裂带附近和裂隙密集地段。若裂隙充水煤矿床主要充水水源为大气降水,则其主要采用的水文地质勘查方法有长期观测、生产矿井和老窑调查等手段,老窑采空区可通过少量钻探工程、水文地质测绘及地面物探进行划出,并把塌陷裂隙范围与渗水地段圈出。如果工作需要,就要建立小流域均衡法的长期观测站。长期观测主要针对老窑和生产矿井的泄水点的水质和水量,调查生产矿井最大涌水量或特大涌水量工作是应该重点关注的。除了解断层、老窑与地表水体间的水力联系外,一般可少量布置抽水试验钻孔。

    4.3 按矿井涌水量

    随着矿山生产的不断发展,矿山的开采深度越来越深。老生产区无法进行进一步的生产开发。对于这些老矿区,由于开采时间长、面积大,与新矿区相比,涌水量较大,因此防治水工作尤为重要。矿井开采过程中的突水量在矿井水文地质类型的划分中有着重要地位,矿井的突水量具有突发的特性,一旦突水量过大就会造成水灾发生,对矿区的安全生产造成重大影响。在通常的开采过程中可能会出现工作顶板渗水的现象,这种少量的涌水现象不会对矿井的安全生产造成影响,因此这种涌水量就不属于突水量的参考范围。但是当矿井的工作面出现大量突水点的时候,突水量就会增大,也就造成矿井涌水量的突然增大,造成大的水灾,必然会对矿井的安全造成重大隐患。因此要严格监控矿井的涌水量问题,把矿井的涌水量问题作为划分矿井水文地质类型的一个重要因素。

    4.4 完善管理体系

    为了有效控制和避免安全事故的发生,必须完善管理制度,优化管理流程,丰富管理内容,不断加强管理,提高管理水平,形成完善规范的管理体系。同时,还要求施工人员严格按照规定标准作业,避免乱采,减少水害的发生,同时加强施工人员和技术人员的自我保护,确保采矿作业的顺利进行。在煤矿水文监管上,需要完善与优化监督管理机制,同时为了避免出现地方利益影响水质监测效果的情况,需要实施有效的分级监测和分级管理办法。将市级和县级的骨干的基础作用充分地发挥出来,加强对煤炭企业的监督和管理。省市县三级上下联动,各司其职,有效保证各项工作扎实、有序地进行,能够为施工人员提供有效的监测数据支持,确保采矿工作能够顺利进行。

    4.5 时间要求

    矿井水文地质条件会随着时间的变化而不断变化,这就要求对矿井水文地质类型的划分也随着变化。《煤炭防治水规定》中规定各煤矿生产企业按一定时间对矿井的水文地质类型进行重新划分的主要原因就是矿井的水文地质类型会随着开采施工的进行而不断变化。首先,根据规定要求矿井水文地质类型划分要每隔三年进行一次划分,矿井生产者要根据这间隔的三年的矿井生产活动对矿井的水文地质进行分析总结,再依照上次的矿井水文地质类型划分方法进行借鉴从而重新进行科学合理的划分。其次,就当前矿井的水文地质信息资料进行详细搜集和整理,结合矿井的长期发展进行合理推测,从而为当前的矿井水文地质类型进行正确划分。所以说矿井水文地质类型的划分结果会因时间的不同而不同,时间是起着重要作用的一环。

    4.6 重视水文地质勘探,为防治水工作提供可靠依据

    在煤矿发生突水事故的原因中,未能详细总结地质资料是主要原因,因此有必要对煤矿所在地的水文地质条件进行调查。在勘探过程中,要尽可能全面地获取水文地质资料信息,为水防治工作的开展提供具体指导。举例来说,钻探和物探技术是现阶段水文地质勘探中最常用的技术。相比之下,钻探法可以获得更准确的数据,但是在勘探过程中需要大量进行钻孔,所以效率较低;而物探技术虽然可以较快地获得水文数据,但其数据精度不足,需要辅以钻探法来对数据进行修正。勘探过程中,对于水文地质构造情况正常的地区,可以适当降低勘探要求,获取基本数据即可;而对于水文地质情况较复杂的区域则需要获得详实的数据资料。举例来说,在勘探过程中,如果存在一些废弃的采空区域,则要对采空区的范围进行探明,并测得水压等数据,为防治水措施的提出提供可靠的参考依据。在勘探工作结束之后,就要直接在平面图上标注测绘数据,让工程技术人员及时对当地的水文地质情况形成足够的了解。

    4.7 有效防治雨季地表水

    首先,雨季结束后,应及时将所有雨水抽排并转移至其他区域,并对工作面进行加固和分流,以避免地表出现严重积水问题。一旦积水累积,它将直接从地面流出。这样可以从源头上解决洪水问题,从根本上保证施工人员的生命安全。其次,合理配备矿井采掘面的排水设施,在实际开展和防治过程中,设置符合矿井实际配置的排水设施也非常重要。在实际工作中根据巷道、采区涌水点的涌水量,巷道长度等实际性指标对排水设施的各项参数进行合理化的计算,根据计算结果选择合理的排水设施,并做好使用时的安全检查,确保设备保持备用状态,在发生水害时,可第一时间起到保护和防治的作用,有效降低工作损失,提高煤炭企业的经济效益。

    结束语

    综上所述,通过深入分析煤矿水文特征,全面提高勘测水平,加大监管力度,提高技术人员的自我保护意识,能够有效解决水害问题,实现安全开采,不断降低安全事故的发生概率,保障施工人员的生命安全,为我国煤炭事业健康发展奠定良好基础。对于水文地质条件复杂的矿井进行长期开采,就需要对矿井的水文地质类型进行科学合理的划分。我国矿井生产研究人员根据我国矿井开采的实际情况和不同的矿井水文地质条件信息确定好矿井的水文地质类型,提高矿区发展的效率,为矿井的安全生产和矿井的长期发展合理部署规划,避免生产中的危险因素,为矿井的安全生产奠定良好基础。


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