礦山突水災害影響因素分析及防治措施研究

張佳鑫 鄧涵瀛

摘要：隨著社會的快速發(fā)展，人們對礦產資源的需求急劇增加，越來越多的礦山由露天開采逐漸轉化為地下開采，淺部開采礦山逐漸向深部開采過渡。在深部開采中，通常會面臨“高地溫、高地壓和高水壓”等問題，由于地下水的存在，特別是存在含水層的礦山，易導致采場突水和底板突水等事故，對井下人員和設備構成巨大的威脅;另外，由于井下突水事故的發(fā)生，還容易對礦山的生態(tài)環(huán)境產生一定的影響。因此，亟需對礦山突水主要影響因素進行分析，并制定有針對性的礦井突水防治措施，以保證礦山的安全生產。

關鍵詞：礦山;突水災害;影響因素

引言

礦物水暴露在礦山作業(yè)中構成了極有可能災難性的危險，大多數煤層都有滲漏，潛在風險更大。除非采取適當的地下水供應措施，否則有可能危及煤炭的整體安全。應用合成材料研究技術可以更準確地預測地質工程和水文精度，結合地質數據進行分析，進一步改進熱液措施。

1礦井突水影響因素

1.1礦井突水水源

礦井突水事故發(fā)生的根源是由于地下水的存在，在外界環(huán)境的刺激下，導致地下水滲透到井下采空區(qū)或巷道等，從而導致礦山發(fā)生井下突水事故，因此，首先需掌握礦井發(fā)生突水事故的根源，即明確礦井突水的水源分布。結合國內外各突水礦山的典型事故，可將影響礦井突水事故發(fā)生的水源特征歸納為以下幾類：大氣降水、孔隙水、地表水、裂隙水和地下含水層等，下面主要對大氣降水、地表及采空區(qū)積水、地下含水層的特征進行研究。

1.2礦井水害事故發(fā)生原因

許多管理人員和施工人員幸運的是，他們沒有按照可疑的研究、預測、預測和后續(xù)行動原則開展工作，也沒有負責項目外更復雜的預防措施。久而久之，街道上已經出現(xiàn)了斷層，幾乎空無一物的區(qū)域，防水層，強水封，但建筑工人仍然沒有排放污水，導致突然的水事故，甚至更嚴重的作物歉收。排水工程質量低，許多礦山已經過時，如果不及時修復，可能會失敗。擋墻存在問題，兩側無法凹下去。

1.3人為因素

人為因素也是造成礦井發(fā)生突水事故的主要影響因素之一，有些現(xiàn)場作業(yè)人員缺乏安全意識，或者未按照標準和規(guī)范進行現(xiàn)場施工。由于礦山未按照要求對現(xiàn)場工作人員進行安全教育培訓，造成現(xiàn)場工作人員安全意識淡薄，對礦井突水災害事故出現(xiàn)的前兆了解不夠，當礦井突水災害事故征兆出現(xiàn)時，現(xiàn)場工作人員可能未及時發(fā)現(xiàn)，或未及時將現(xiàn)場情況上報給領導并采取相應的措施，從而導致礦井突水災害事故的發(fā)生。其次，現(xiàn)場工作人員對現(xiàn)場工程地質條件掌握程度不夠，盲目進行開采和掘進，未及時進行超前探水，也可能造成礦井突水災害事故。

2礦區(qū)突水模式

2.1大氣降水集中潰入突水模式

大氣降水集中潰入突水模式是指由于大氣降雨引起的突水事故，其致災時間與大氣降水時間具有同步相關性或固定時間的延遲相關性，其突水量一般與降水量呈正比關系。在暴雨季節(jié)，地表水位（河水位）抬升高于井口（或隱伏的古井筒、封閉不良的鉆孔、地面坍陷坑與井下存在水力聯(lián)系時）標高時，將沿這些集中通道潰入井下，從而造成突水事故。辛安礦突水時恰逢雨季，受暴雨影響，地表洪水水位大幅度提高，由于辛安井田柳條東沖溝存在大量歷史久遠、位置不明、充填不密實的隱伏古井筒，其成為地表洪水潰入礦井工作面的良好導水通道。煤層采出后，上覆巖層失去支撐、頂板巖層發(fā)生移動、變形以至破壞和垮落。

2.2非法越層開采突水模式

非法越層開采突水模式是指峰峰礦區(qū)內部分小煤礦無視國家法律，開采無序、越層越界、亂挖亂掘，甚至開采防水煤柱和礦井邊界煤柱，從而引發(fā)煤礦水害的發(fā)生。峰峰礦區(qū)內分布數10個小煤礦，小煤礦在生產期間開采獲得批準的2#、4#邊角煤，但大部分小煤礦不僅僅滿足于開采上組煤，甚至開采受奧灰水威脅極大的下組煤。部分小煤礦與主要開采礦井相連通，其采空區(qū)分布范圍、積水范圍、積水量和水頭壓力，以及與其它水源的聯(lián)系等情況無法實測和調研，一旦發(fā)生突水事故，大青水、奧灰水等通過采空區(qū)潰入主要開采礦井，水大勢急矸屑俱下，給主要生產礦井的水害防治造成了極大的困難。

3礦井突水防治措施

3.1涌水的引導排放

設置供水管道或排水點，并將集水井引入流域。氣閘密封在排水溝蓋下，然后在上面涂上一層2厘米厚的石灰，z .b .良好的密封，或不涂石灰。

3.2開采前的突水監(jiān)測

在礦山開采前，首先，需打地質鉆孔，借助相關的儀器設備，對礦區(qū)周圍的水文地質條件進行勘測，結合礦區(qū)水文地質條件和構造地質條件，在典型部位開展放水試驗等，并布置觀測孔，明確不同區(qū)域富水程度分布情況，劃分出礦區(qū)突水災害事故可能發(fā)生的危險區(qū);其次，采用放射性探測或物理探測的方法對整個礦區(qū)可能發(fā)生突水事故的位置進行探測，并布置相關監(jiān)測點，預測礦區(qū)突水事故發(fā)生的可能性。

3.3帷幕注漿堵水

通過連接河流和污染物，阻塞壓力不僅可以抑制水，還可以抑制災害氣體。為此，提出了一種掛鎖，分為間距80米的分段，循環(huán)末端繼續(xù)挖掘60米，保持20米的領先地位。

3.4地表水防治

地表水主要來源于大氣降雨以及地表河流、湖海中的水，是井下突水的主要來源之一，因此，為了防治礦井突水事故，首先需要控制地表水，主要防治措施是在地表構筑相關的防水工程，防止地表降水直接滲入到井下：（1）確定合理的井筒位置及地表主要建筑物、建筑設施的位置。首先，需掌握礦區(qū)歷年來最高洪水位情況，依據相關設計標準，合理設計井筒和地表主要設施的標高，保證在任何情況下礦井井口不被洪水淹沒;其次，當礦區(qū)最高洪水位高于井筒及工業(yè)構筑物的標高時，必須修筑相應的防水設施。（2）在地表修建排水溝等防洪設施。在礦區(qū)附近或者可能發(fā)生突水區(qū)段的上游，應當設置防洪排水溝，防止地表水流入到礦井區(qū)域內;其次，部分礦山設置排水溝相對困難時，可以設置截水溝截斷水源。（3）修建人工河床。鋪設人工河床，可以防止河流水直接滲入到井下。

結束語

我國很多礦山已逐漸進入到深部開采階段，許多礦井經常會出現(xiàn)突水現(xiàn)象，嚴格制定防治水措施對保護人民的生命財產安全有重要意義。為了提高我國礦井突水災害事故應急救援能力，國家應加強對礦井突水災害事故防治的管理力度，并將該制度落實到各礦山企業(yè)。從業(yè)人員要強化安全意識，加強對現(xiàn)場水文地質條件的勘測，全力做好礦井突水災害防治工作，提高礦山企業(yè)的安全水平。

參考文獻：

[1]付財.金屬礦山底板涌水災害治理方案研究[J].世界有色金屬，2018

[2]郭佳奇，深長隧道突水災害演化與失穩(wěn)機理研究與應用.河南省，河南理工大學，2018