深化地质保障做好煤矿地质灾害防治工作王鹏李莹

深化地质保障做好煤矿地质灾害防治工作王鹏李莹

山东省三河口矿业有限责任公司山东省济宁市277600

摘要:煤矿生产建设过程中各类水文地质灾害一直是威胁作业安全的重要因素之一,而这些水文地质灾害的主要诱因便是地下水,因此对地下水的防治便成为了煤矿建设乃至生产中始终如一的重点内容。加强对地下水的有效防治,其目的在于保障煤矿建设生产安全,避免灾害事故的出现;科学、合理地减小矿井涌水量,实现生产成本的优化并改善建设作业环境;鉴于这些目的,在进行地下水防治时必须充分立足矿井生产实际,采取具有针对性的防治措施,从而做到地下水威胁的有效消除。

关键词:地质条件;地质灾害;防治措施

引言

新时代,人们意识到准确利用对地质环境的把握和分析来确保地质灾害防治及时有效有着重大意义,可以避免其引发的严重且规模巨大的损伤。深入探析现今时期的地质环境以及防治灾害策略,这样做不但有助于综合防控各类地质灾害,而且还可以为防灾和治灾提供有效的依据。

1煤矿地质灾害特征

1.1地表下沉

对于煤炭开采区域发生地表的下沉是不可避免的,但是当一些煤矿为了追求更多的经济利益,对煤炭进行过量开采会造成煤层上方的地表下沉严重,甚至某些地方发生塌陷现象,结果会造成地表的建筑或农田被损坏而无法使用。塌陷的发生主要是因为开采的煤层被过分挖空,同时采空区没有及时回填,在原岩应力的作用下煤层上方顶板失去平衡,破坏严重,从而破坏延伸到地表产生塌陷。另外,对于在水体下采煤时,如果对水体处理不当,导致水体大量流入矿井内,造成地下水位的下降,这也会引起地下水上方的岩层破坏,且可能延伸到地表引发地表塌陷。

1.2瓦斯

瓦斯作为一种易燃易爆的气体赋存在煤层内,当含量较小时不会产生危害,但是当在矿井内积聚到一定量时容易造成煤矿工人窒息或引起瓦斯爆炸事故发生。煤矿瓦斯的积聚有两种方式:(1)缓发性。对于瓦斯矿井,工作面在推进过程中,煤层内的瓦斯会逐渐的外流,当通风系统设计合理、工作正常时,瓦斯随风流被顺利的排出,但是当出现通风死角或通风故障时,局部瓦斯会逐渐的积聚并达到对人体伤害和爆炸浓度,显示出一定的缓发性;(2)瞬发性。有些高瓦斯矿井在开采过程中会出现瓦斯喷涌状况,不可避免的产生瓦斯浓度增大的现象,如遇火源会引发瓦斯爆炸事故发生。

1.3滑坡

对于煤矿开采造成的滑坡与自然灾害情况下发生的山体滑坡是不一样的,煤矿发生的滑坡主要是指对煤矿生产过程中产生的废弃物(如矸石、建设废料等)的不合理堆放对原有山体或植被造成影响和破坏,导致矿区周边山体发生滑坡事故,这样的滑坡是人为的结果。

2煤矿地质灾害的预防措施

2.1煤层自燃及防治措施

(1)井下巷道必须做到设计合理,通风系统稳定、简单、可靠,从设计上满足防灭火要求。(2)综采顺槽掘进过程中出现的顶煤破碎、冒落区域,沿空掘进过程中因片邦、躲避峒、裂隙与采空区沟通的区域,必须及时采取喷浆、注凝胶等堵漏措施,并对浮煤进行阻化处理。(3)采煤工作面主要采用撒阻化剂、汽雾喷洒阻化剂、注阻化泥浆、喷浆、喷涂混凝土防灭火的综合防灭火方式。(4)对已采综放面加强防火墙的检查、监测,发现问题及时处理。(5)加强自然发火的预测预报工作,充分利用束管检测、色谱分析及KJ90安全监控系统监测、分析可疑地点的气体成份和温度变化情况,发现火灾隐患及时采取措施进行处理。

2.2地下水防治技术

(1)通过排气压入浓密水泥浆进行防治水。相较于以往的竖井深孔涌水控制时先在注浆孔内灌入水泥浆后再将管道埋送入孔内的方法不同,这种方法采用水平或仰视预埋注浆孔的方法,可以有效规避传统工艺无法实现管体与孔壁间间隙密实的方法,需多次反复注浆的弊端,通过排气压入的方法,能够保证水泥浆液的一次性有效灌注,且浆液固结后抗压能力可达30MPa,能够有效满足封堵地下水涌出的需求。

(2)钻孔上增设防突防喷装置

钻孔上布设的防喷防突装置是实现高压顶水钻探作业安全、有效开展的关键核心。在钻进作业防突中,尽管钻机自身携带的液压卡盘在实现高压水击穿时具有一定的夹持功效,但经过工程实践可知,单纯依靠液压卡盘无法真正达到高压涌水钻探防突的安全需求。因此,为实现钻进作业的安全防护,可在钻杆上布设异径防突器,这一装置能够有效确保1000m以上水头压力下的探水作业安全性。防喷措施是指在高压阀门上布设自伸缩式封口装置,同时在高压阀门同孔口管间布设减压器与四通管,经实际应用表明,其防喷效果良好。

2.3提高地灾防治科学技术

研究地质灾害的防治科学技术是防治地质灾害的另一项重要措施。我们需要研究地质灾害形成的典型环境,成因模式和内在机理,按照风险区划地质灾害,加强对防控方法、检测预警和技术标准的研究,建立模拟仿真和应急响应研究体系。在第一时间加强防治,提高地质灾害防治水平,降低损失。

2.4加强工程地质环境安全评价

地质环境安全评价是地质防治的一个重要举措,加强土地利用规划、防洪规划和城镇建设规划,可以使地质灾害风险消除,为防灾减灾提供对策。地质环境安全主要包括地质成分、地质结构、外部形态和工程性质等,可以保证人居环境和工程区域的安全,要避免其他因素对其造成干扰,最大限度地降低风险的可能性。因此对作用强度、危害对象和持续范围的研究非常必要,可以更有针对性地采取防治措施。

2.5河道治理技术

对矿区厚煤层开采受其影响堤防治理的按照治理机理可以划分为沉陷后治理、沉陷中治理和开采前治理3种模式:(1)沉陷后治理技术:针对河床下采煤引起的河床、堤防、滩地、护堤地下沉、堤防堤基开裂,在煤层沉陷稳沉后,运用堤防加固、裂缝处理、河槽治理、河岸加固等技术,按照河道规划及管理要求对河道进行综合治理,恢复河道防洪功能。(2)采中动态防治技术:在开采沉陷过程中根据采区各工作面采煤沉陷预测,对滩地、堤防进入闭合区的裂缝进行处理,然后对堤防、护堤按照沉陷值进行加高加固,最后对堤岸进行防护治理。(3)采前治理技术:在开采影响前完成对堤防高程的欲加高,根据开采沉陷预测下沉值提前对堤防加高加宽,满足河道防洪对标高的要求,保证河道的防洪标准在开采沉陷后不降低,满足区域防洪安全的要求。

2.6其他安全辅助措施

(1)严格遵守各项安全规章制度,依照规程进行生产作业并确保各类防治水设施布设的标准化。譬如水泵布设、水仓布设、排水管理布设等必须依照生产设计严格修建并做好日常维护保养工作。(2)组建专业技术团队,对矿区水文地质状况进行持续性动态跟踪调查,记录各类水文地质现象,并将其绘制相应的图表以便及时分析,同时对其中的异常状况及时进行反复勘验,确保安全隐患的提前发现与治理。(3)增强对矿区内大型沟谷的监测,对其疏水性能及渗漏能力做到全面掌控,对于出现的各类地裂缝及地表塌陷情况应及时进行填埋处理。(4)掘进作业时严格遵守“有掘必探,先探后掘”的方针,一旦发现作业面出现安全威胁,应当及时撤离所有作业人员至安全区域。

结束语

总而言之,地下水等地质水文灾害作为煤矿建设中的多发性灾害,必将是矿井建设安全管理的永久话题之一。矿井管理者必须充分认识这一问题,积极采取有力措施,组织专业技术人员构建适应自身矿井地质实际的水文地质灾害防治体系,在确保安全隐患有效消除的同时推动建设作业的持续开展,为矿井经济效益与社会效益的双赢提供永久保障。

参考文献:

[1]张全丽.潞安矿区水文地质特点及其对煤矿建设的影响[J].煤,2011,07:53-55+74.

[2]窦玉康.浅谈塔然高勒矿井建设的经验教训[J].煤炭工程,2012,S1:27-28.

[3]李志明.大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术[J].煤炭科学技术,2010,09:104-107+116.

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