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煤矿水文地质灾害防治技术

期刊目录网矿业论文发表2022-05-26 10:10关注(1)

  煤炭是我国最主要的能源,随着煤炭的开采向地下更深处发展,开采区域的水文地质情况,也越来越复杂。煤矿勘探工作中,如果不重视矿区的水文地质情况,盲目地进行煤矿开发,会很容易出现水文地质灾害,影响煤矿的安全开采,造成经济损失,严重的甚至危害工作人员的生命安全。因此,要提前做好预防工作,采取针对性的技术和措施,来减少煤矿水文地质灾害的发生。该文首先阐述了煤矿水文地质灾害的危害,然后分析了导致煤矿水文地质灾害的各种因素,最后探讨了防治煤矿水文地质灾害的技术与措施。

煤矿水文地质灾害防治技术

  关键词:煤矿;水文地质灾害;防治;技术;措施长期

  以来,我国经济和社会的发展,都离不开各种能源的支撑,尤其是煤炭,其作为最主要的能源,更是发挥了至关重要的作用。然而,随着煤炭的开采向地下更深处发展,煤炭开采区域的水文地质情况也越来越复杂。煤矿勘探工作中,如果不重视矿区的水文地质情况,忽视地下水的分布、体量、流向等情况,盲目地进行煤矿开发,会很容易出现水文地质灾害,影响煤矿的安全开采,给国家造成经济损失,甚至会危害工作人员的生命安全。因此,必须要未雨绸缪,提前做好预防工作,采取针对性的技术和措施,最大限度地减少煤矿水文地质灾害的发生,杜绝出现重大煤矿事故,保障煤炭生产的安全、平稳、可持续发展[1]。

  1煤矿水文地质灾害的危害

  1.1引发煤矿安全事故

  在煤矿的安全事故中,80%以上的事故发生的原因,都是因为煤矿发生水文地质灾害,进而导致出现淹井、塌井等安全事故,甚至会造成人身伤亡事故。1.

  2影响煤矿开采的进度

  煤矿如果发生水文地质灾害,地下水会大量汇集,进入采掘工作面,如果出现排水困难,会引起煤炭开采工作环境的急剧恶化,导致煤炭开采工作的暂停,进而影响整个煤矿开采矿工作的进度。

  1.3降低煤矿企业的经济效益

  煤矿水文地质灾害的发生,会造成煤矿生产设施的损坏,危害工作人员的人身安全,加大煤矿企业的生产成本,因此会给煤矿企业带来很大的经济损失,降低煤矿企业的经济效益[2]。

  1.4破坏煤矿所在地区的生态环境

  如果发生水文地质灾害的煤矿处于岩溶充水矿床的地区,如果为了防治矿井被水淹而向外排水,大量的泥沙会随着水流一起排出溶洞,排水的时间如果太久,泥沙大量流走,会导致溶洞出现坍塌,破坏煤矿所在地区的生态环境。

  2导致煤矿水文地质灾害的因素分析

  导致煤矿发生水文地质灾害的因素,主要有以下3种。

  2.1煤矿地基稳定性差

  煤矿建设在地面上,地基的稳定性至关重要,是保障煤矿安全生产的基础。由于软土抗水流侵蚀的能力较强,受地下水的影响较低,因此在通常情况下,都会选择软土来建造煤矿的地基。虽然建造煤矿地基的软土,具有良好的抗水流侵蚀能力,但是它也有缺点,如硬度不足,在稳定性方面不如其他材料。由于软土的小孔中仍存在水压力,影响煤炭地基的稳定性。

  2.2地下水的过度开采

  我国的地下水资源是有一定限度的,并不是取之不尽、用之不竭的。地下水的过度开采,是煤矿水文地质灾害发生的一个重要因素。煤矿所在地区,如果人们对地下水过度开采,会使煤矿的地下水位出现下降,导致地下矿层空间出现压力变小的情况,在严重的情况下,会导致煤矿出现塌陷的地质灾害。

  2.3煤矿地下水平衡失效现象

  我国的国土面积达960万km2,地域非常辽阔。不同的地域,具有不同的地质结构、不同的水文条件。当来自不同地域的水流汇集到一起之后,水流的速度会不断加大,水流的动力也会渐渐增大,当水流的动力不断增大,达到一定的数值时,就会发生水平衡失效的现象,会导致矿物层的稳定性失调,进而引发煤矿水文地质灾害的发生。

  3煤矿水文地质灾害的防治技术

  3.1伽马射线技术在煤矿水文地质勘探中,主要的探测目的,就是确定勘探地区的地质状况,并掌握勘探地区的水文特征,然后根据此地区的地质状况、水文特征,采取科学、有效的对策,进而降低此地区煤矿水文地质灾害的发生率,保证煤矿开采的安全。利用伽马射线技术,对煤矿的地质层进行细致的扫描,同时借助计算机成像软件,可以确定不同的地质层中含水量的多少,进而可以比较精确地找到水源。伽马射线技术具有很多的优势,设备操作比较简单,不受煤矿地质环境的影响,尤其在断层带和裂隙带等比较特殊的煤矿地质环境下,可以得到重要的应用。

  3.2钻孔透视技术

  钻孔透视技术的工作原理,针对不同的岩层结构,无线电波会出现不同的透视效果、反射效果,进而勘探到岩层中存在的溶洞或者含水层。在不同的介质中,无线电波具有不同的传播系数,如果勘探的岩层中存在含水层,无限电波的频率就会出现波动。当电磁波在介质中传播时,接收装置可以采集电磁波的各项数据,并根据电磁波的频率、振幅进行定量的分析,从而判定岩层是否存在溶洞,以及溶洞和通道的具体位置,分析出煤矿层的地质状况、水位状况,从而为煤矿的安全生产提供参考。

  3.3流量测井技术

  流量测井技术的特点是简单方便,容易操作,能够节约测量资源,因此其应用非常广泛。利用流量测井技术,可以勘探煤矿的水文地质状况,在煤矿不同深度的界面上,根据断面的流量不同,可以探测不同深度水层的高度、水位,以及渗透性系数、煤矿层的含水层、隔水层,都可以得到精确的判断。对于煤矿层的水文动力特性、水位地质状况,运用流量测井技术,都可以精确地反映出来,因此对防治煤矿水文地质灾害工作发挥了很好的作用,取得了令人满意的应用效果。多种物探方法组合开展勘察的技术适用于山区复杂地形,而且不会破坏地表植被[3]。

  4煤矿水文地质灾害的防治措施

  4.1重视煤矿的防治水工作

  在建设的过程中,要重视矿井的防治水工作,建立专门的水文地质机构,加强对防治水技术人员的培训,不断提升防治水队伍整体的专业技术水平。对近年来发生的煤矿重大水害事故,进行细致的调查研究,分析其发生的原因,归纳出里面的规律,并总结经验,吸取教训,做好未来煤矿开采中水文地质灾害的预防工作。随着煤炭开采层向地下的加深,煤矿的水文地质条件会越来越复杂。因此,在实际的煤矿开采作业过程中,必须树立安全第一的思想认识,工作中要采用最先进、最安全的作业方法。此外,在煤矿开采作业中,应做好煤炭开采设备日常的维护、保管工作,注意空气流通,做好井下通风,培训井下作业人员掌握各种危害的预防措施,以及危害发生后如何紧急处理,最大限度地防范煤矿水文地质灾害的发生[4]。

  4.2重视煤矿水文观测工作

  煤矿地面塌陷的形成,与矿区的岩溶地质条件、采空区,以及地下水等,关系密切[5]。为了更好地防治水文地质灾害,实现矿区防治水的目的,就要重视煤矿水文观测工作,掌握煤矿所在地的详细的水文地质资料,对煤矿资料进行调查、搜集,核查、统计,并进行详细记录,不断掌握详细的水文地质资料,并充分考虑煤矿所在地的气象、降水量分布,以及补给排泄等影响因素,制定详细的矿山防治水措施。在矿区的内部,要利用先进的技术,科学、合理地设置水文观测孔的位置,对煤矿所在地的水压、水位,以及水量的变化,进行科学、严密的监测、观察,并根据检测到的大量数据,总结出其变化的规律。矿井涌水量的数据,也是观测一个要点,要重点进行监测,并总结矿井涌水量随季节变化的规律。同时,对矿坑排水的监测,也要重视起来,对监测到的数据资料,及时地进行整理,如果发现异常,及时采取科学、合理的应对措施,消灭安全隐患,以避免煤矿水文地质灾害的发生。

  4.3做好煤矿水文地质勘探工作

  煤矿水文地质勘探工作是煤矿生产的关键环节,为煤矿资源的正常开采、井下水的治理,以及为煤矿建设、防治水患,都提供重要的参考依据。水文地质勘探工作可以为煤矿井下作业的顺利开展提供科学的预判。通过对水文地质勘探,可以确定煤矿地下水位的状况,对存在的井下涌水隐患进行及时排除,避免发生严重的涌水事故。为了避免煤矿开采的过程中发生水文地质灾害,在煤矿进行开采之前,要对煤矿所在地的地下水源分布情况,进行认真、细致的勘探,掌握煤矿所在详细的水文地质资料,为设置矿井工作面、巷道的布置位置,提供科学的依据,预测可能引起煤矿水文地质灾害的问题,并提前做好应对预案,从而有效确保煤矿开采作业的安全,最大限度地避免安全事故的发生。

  4.4做好井下防探水措施

  井下探水是做好矿区治水工作的重要环节。要严格遵守探水原则,有疑必探,先探后掘,充分做好安全评估工作,并采取针对性的安全措施。对井下探水突发事故,提前做好应急预案,并加强日常演练,积累经验。一旦出现水文地质灾害,能够反应迅速,及时地处置,将水文地质灾害的危害程度降到最低。矿区如果在地热田,有控热导水构造,地温场温度从断裂带向外逐渐降低[6]。要根据煤矿所在地的实际情况,每年在雨季到来之前,对矿井防治水工作,进行全面、细致的排查,如果排查出安全隐患,采取针对性的整改措施,将水文地质灾害的隐患及时地消灭掉,以保障煤矿开采作业的安全、顺利开展。

  5结语

  综上所述,煤矿水文地质灾害具有很大的危害,通过对导致煤矿水文地质灾害的因素进行分析,充分利用现有的技术条件,利用伽马射线技术、钻孔透视技术、流量测井技术、地震勘探技术等先进的科学技术,并采取有效的措施,重视煤矿水文观测工作,做好煤矿水文地质勘探工作,做好井下防探水措施,结合煤矿的实际情况,科学、合理地做好煤矿水文地质灾害的预防工作,保障煤矿工作人员的生命安全,提升煤炭开采作业的安全性,促进我国煤矿行业的可持续、健康、平稳发展。

  参考文献

  [1]周志强.煤矿地质灾害特征及防治措施[J].当代化工研究,2020(9):26-27.

  [2]杨新武.煤矿地质灾害以及防护措施[J].石化技术,2020(1):264,266.

  [3]阳映,闫清华,衣骏杰,等.综合物探技术在北京延庆松山隧道勘察中的应用[J].地质与勘探,2021,57(6):1374-1382.

  [4]任晓娇.关于中国煤矿地质灾害的分析与防治研究[J].能源与节能,2020(5):12-13.

  [5]陈江军,石长柏,蔡足根,等.钟祥市磷矿区复合型地面塌陷形成机制研究[J].资源环境与工程,2021,35(6):867-874.

  [6]邱辉,朱育坤,李朋,等.广东河源市黄村地热田地热地质特征及地热流体化学特征[J].地质与勘探,2021,57(6):1391-1400.

  作者:张尚旺

  来源于《科技资讯

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