露天煤矿的防治水工作举措分析

引言

水害一直是影响煤矿开采的重要因素,露天煤矿在开采过程中亦是如此。随着煤炭行业转型升级发展,露天煤矿的开采难度相对于先前也出现了较大的变化,做好露天煤矿防治水工作的形式与任务也相对于先前有了较大的变化。因此,对露天煤矿的防治水工作举措进行分析有着较为重要的意义。

1.露天煤矿水害产生的主要原因及危害

首先,在出现了露天煤矿水害之后,对设备的使用寿命、使用效率等带来的负面影响较大,例如,在使用挖掘机进行作业时,工作时间利用系数会相对于先前出现明显的下降,根据当前开采实践表明,挖掘机工作的效率在水害影响下,一般会降低1/3,甚至会降低1/2,尤其是对露天煤矿的运输设备,不仅工作效率会相对于先前出现明显的下降,同时工作的安全程度也会相对于先前出现明显的降低。在露天煤矿出现了涌水情况之后,设备故障率也相对于先前有了明显的增加,设备使用寿命下降明显。

其次,在露天煤矿出现了涌水事故后,矿山工程建设速度下降明显,特别是在露天煤矿的采场底部,在出现了积水之后,掘沟的进度会受到较大的影响,矿山工程效率会出现明显的下降,特别是新水平在准备过程中,出现了水害问题时,带来的影响更大。

最后,在露天煤矿出现了涌水问题时,给边坡稳定性带来的危害较大,大量露天煤矿生产时间表明,煤矿涌水是导致滑坡的重要因素,随着含水量的增加,岩石的粘聚力、内摩擦角等物理指标下降明显,从而在很大程度上降低了边坡岩石的整体抗剪强度。

2.影响露天煤矿防治水效果的相关因素

从当前露天煤矿防治水工作开展情况来看,主要影响因素主要有人为因素与自然因素两大类。

(1)人为因素

首先,对露天煤矿的防排水工作重视程度较低,对矿井范围内水文地质情况掌握也不够,导致没有采取切实有效的防排水措施,导致金属煤矿出现了突然涌水量增加的问题,增加了露天煤矿出现水害的概率。

其次,在露天煤矿开采的过程中,出现了打通含水层的问题,导致露天煤矿出现涌水量陡然增加的问题。

第三,在露天煤矿开采时,设置的边坡参数不够科学,对于边坡的维护也不够到位,导致露天煤矿出现较大面积的滑坡问题,增加了涌水事故出现的概率,甚至出现了涌水事故和滑坡地质灾害相互诱发的问题。

第四,部分露天煤矿废弃的矿坑中常年有大量的积水存在,在排水作业停止之后,废弃的矿坑中积水的水位不断上涨,若与矿井采场出现了沟通的情况,在较短的时间内会形成较大的水压,大量的积水也会涌入到采场。

第五,在完成地质勘探之后,应当使用水泥或者黏土将钻孔进行封堵,防止出现封闭不严的钻孔,但是从实际工作来看,其中容易出现钻孔封闭不严,甚至没有封闭的问题,导致钻孔成为了沟通地表水、含水层的通路,将水引入到了露天煤矿的作业区域。

此外,部分露天煤矿有过地下开采的痕迹,在地下开采过程中,形成的采空区可能会出现积水问题,这些积水涌入到采场后,会带来较为严重的水害。

(2)自然因素

主要包含有气候条件、地形条件、地表水体及地质构造等。随着露天煤矿特点的不同,自然因素给露天煤矿防治水工作带来的影响也有着较大的不同。大气降水的渗透是地下水获得补给的主要来源,所以气候对地下水的水量大小、水位高低有直接的影响。地表水体和地下水在一定条件下可以互相转化和补给,两者之间有着密切联系。地形影响到地下水的循环条件和含水岩层埋藏的深度。岩石结构致密、节理裂隙不发育时,其透水性很弱,不易充水,甚至隔水;反之,透水性就较强,充水量也较大。

3.提升露天煤矿防治水效果的相关举措

(1)全面做好露天煤矿地面防水措施

地面防水的对象主要是地表水,通过采取地面方式措施,实现对露天煤矿地面水流的有效拦截,或者将水流有效引走,防止水流进入到采场。在露天煤矿地面防水工作中,地表水是主要的防止对象。从当前地表水的防治实践来看,主要可通过设置各种类型的项目,实现对地表水的有效拦截,或者通过设置其他引流方式,将地表水引向其他的坡面流,防止其进入到采场。

首先,可设置截矿山排水沟渠,这些沟渠主要设置在露天煤矿的四周,特别是在进入到雨季时,随着降水量的不断增加,这些沟渠不仅能够取得阻挡的效果,同时还可取得梳流的作用。

其次,结合露天煤矿周边地表河流的情况,可采取对地表河流进行改道的措施,特别是露天煤矿存在穿过煤矿的河流时,应当对河流进行改道迁徙,在改道过程中,对于改道的路线应当尽量选择路径较短的河流进行改道,同时,在地势选择时,应当以平缓为主。对于矿山发展前景也应当充分考虑,降低二次分流出现的概率。在新河道起点选择时,应当在河流冲刷容易发生的区域进行针对性的选择,注重于原有河流河势相互适应。

第三,设置调洪水库。在出现了季节性地表水横穿露天煤矿的开采边界时,除了采取对河道进行改道的措施之外,还应当在露天煤矿的上游设置贮存洪水池或者修筑调洪水库的方式进行截流。此外,还可以采用修筑拦河堤的方式进行,如果在露天开采的过程中,存在河流周围地面水的水位相对较高的情况时,露天煤矿企业应当修建岸边防护堤堰的方式,防止出现河水漫灌到采场。这个过程中,可选择使用虹吸排水管路填砾的方式实现对露天开采中帮部涌水问题的较好防治,见图1所示。

(2)全面做好露天煤矿地下防水措施

做好露天煤矿地下水防治工作,对于提升露天煤矿防治水工作实效非常关键。在具体实施中,首先需要对露天煤矿涌水条件进行全面的了解。同时,持续不断提升露天煤矿防治水措施的可靠性。所以,在进行露天煤矿地下水防治的过程中,良好的水文观测与地质观测,是做好露天煤矿地下防治水工作的基础。

首先,选择使用淡水钻孔。若露天煤矿开采范围内有溶洞分布或者地下采空区分布,则应当对可疑的地段开展探水作业,更为精准的掌握露天煤矿地下水的分布情况,从而采取更为针对性的措施,防止露天煤矿出现突发性涌水事故。

其次,结合具体工程布置需求,设置防水门或者防水墙。露天煤矿在开采的过程中,主要是利用地下巷道排水或者矿山排水的方式,保证露天煤矿地下水泵房处于安全的工作状态,防止出现涌水淹没的情况发生。地下水泵房在设计时,必须有水密门。水密门应当选择使用钢材制作,对于水流的流向应当遵循,选择使用封闭安装的方式。若遗留的旧巷道不能作为露天煤矿排水巷道,则应当设置对应的防水墙,实现疏干巷道与地下排水巷道的相互隔离。选择使用混凝土墙或者砖墙的方式将水有效隔离,对于墙体厚度的选择应当根据墙体承受的水压力与强度确定。这个过程中,可通过设置防水孔的方式,对于地下水的水量、水压等做到有效的控制与掌握。

第三,设置防渗帷幕。在露天煤矿开采境界之外,可通过设置防渗帷幕的方式实现对地下水的有效隔离。在地下水涌入采场的通道,可在一定距离范围内设置注浆钻孔,通过高压注浆的方式,将浆液融入到裂缝中,实现浆液在裂缝中的有效扩散,在露天煤矿的外围凝结形成挡水隔墙,从而有效防止露天煤矿开采范围之外的水给露天煤矿的正常开采产生较大的影响。

第四,设置防水矿柱。若露天矿地下排水巷道或者采掘工作面与存在积水的采空区或者地下溶洞较为接近,则必须设置防水矿柱,同时在开采图上将安全采掘的边界全部标出来。

4.结束语

综上分析,全面做好露天煤矿防治水工作对于保证露天煤矿安全生产、可持续生产有着非常重要的作用。同时,影响露天煤矿安全生产的因素也相对较多,一旦出现了露天煤矿水害事故,给煤矿生产的安全性带来的威胁也相对较大。因此,这就需要露天煤矿企业全面认识到做好防治水工作的极端重要性,切实从露天煤矿面临的新形势、新任务出发,切实采取针对性的措施,不断提升露天煤矿防治水工作效果。

摘要：露天煤矿是我国煤矿的主要组成部分,在保证我国煤炭产量等方面有着非常重要的作用。从当前露天煤矿的生产实际来看,做好露天煤矿的防治水工作对于保证露天煤矿开采的安全性与稳定性有着非常重要的影响。本文从露天煤矿水害产生的主要原因及危害分析入手,研究了影响露天煤矿防治水效果的相关因素,并针对性提出了提升露天煤矿防治水效果的相关举措。

关键词：露天煤矿,防治水,工作举措,分析

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