地面防治方法與措施
礦井水害災(zāi)害的地面防治措施主要有三種:挖溝排洪、堵塞通道、河流整治。
挖溝排洪,主要針對位于山麓和山前平原平原區(qū)的礦井,雨季常常遭遇山洪淹沒井口和工業(yè)廣場,或沿煤層、含水層露頭帶以及裂隙等進入,使礦井涌水量增大。一般應(yīng)該在礦區(qū)上方垂直來水方向修筑排水溝,攔截山洪和淺部地下水,排洪溝大致沿地形等高線布置,并保持適當(dāng)坡度,將水排至影響范圍之外。
堵塞通道,是針對礦區(qū)地面塌陷坑、裂縫、洞穴等可能成為礦井充水的通道,用粘土、水泥填堵,對于較大的塌陷坑、裂縫,下部充以碎石,上部覆蓋粘土夯實并稍高出地面,以防水流滲入。
河流整治,當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)有河流通過,并威脅礦井生產(chǎn)時,采取河道改道或鋪整河底等措施制制止或減少河水滲入,從而影響礦井涌水量。
井下防治方法與措施
煤礦井下水害防治措施主要是結(jié)合地質(zhì)勘查資料和井下檢測工作,采用采掘前的鉆孔探水,防水閘門、防水墻或注漿阻斷水源,排水疏干降壓等方法。
當(dāng)井下掘進接近溶洞、含水?dāng)鄬印⒑S富的含水層,接近可能與河流湖泊、含水豐富的含水層、大量積水的采空區(qū)相通的斷層時,接近被淹井巷或者積水采空區(qū)等情況時,必須超前探水,做好水害的應(yīng)對措施。
修建防水閘門、防水墻、注漿等措施一般用來阻斷水源。其中水文地質(zhì)復(fù)雜或有突水危險的礦井,必須在井底車場兩端設(shè)置放水閘門。防水墻則一般用來封堵充水工作面或采礦場、老空區(qū)、與地表水體連通的巷道。采用注漿堵水,將水泥漿注入巖石裂隙孔洞來阻隔水源。決定注漿成敗的關(guān)鍵在于:合理確定堵水部位,選擇注漿材料,確定施工方法。
排水疏干降壓方法包括地面鉆孔疏干、井下鉆孔疏干、利用巷道疏干。根據(jù)地下水位、水量和補給條件,確定疏干層段和順序,控制排水流量,排水前加固巷道,正式排水前進行水壓和透水實驗,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。
應(yīng)用GIS對水災(zāi)進行預(yù)測預(yù)報
GIS是GeographicInformationSystem的簡稱,即地理信息系統(tǒng),就是利用計算機對地理坐標或空間位置等數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、管理和分析等處理,最終以數(shù)據(jù)表格和圖形的形式輸出的一種現(xiàn)代化信息系統(tǒng)。目前應(yīng)用最為廣泛的地理信息系統(tǒng)的軟件是Arc-GIS,該軟件自帶的Classification、Overlay、Neighbourhood、Network四大分析功能可以對空間數(shù)據(jù)進行一定的處理,輸出用戶所需的結(jié)果。
應(yīng)用GIS對煤礦水害的預(yù)測預(yù)報,前期準備工作需要將所收集到的礦區(qū)水文地質(zhì)資料、礦區(qū)開采資料以及已有的突水資料進行分類整理,編輯成單因素的原始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表。然后對可能誘發(fā)水害的因素進行分析,針對不同的影響因素可對其數(shù)據(jù)進行空間差值分析,進而生成與各種單一因素有關(guān)的專題圖,例如隔水層有效厚度等值線圖、斷層密度等值線圖、等水位線圖、地表水分布圖等圖件。
最后利用Overlay分析功能將各種因素進行綜合分析,得出井下同一地點各種因素對其影響的程度,進而再結(jié)合實際生產(chǎn)情況進行空間差值分析和緩沖區(qū)處理,最后生成礦井水災(zāi)害預(yù)測分布圖來指導(dǎo)生產(chǎn)。
筆者根據(jù)自己所學(xué)到的GIS知識結(jié)合煤礦實際情況認為,煤礦是一項地下較復(fù)雜的空間工程,很難利用空間遙感、空間掃描等技術(shù)手段獲取較為詳細的空間數(shù)據(jù)資料,因此,目前CIS在煤礦的應(yīng)用,特別是水災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報工作還停留在二維空間分析中,對全面分析和準確預(yù)測煤礦水災(zāi)害有一定的局限性。若利用超聲波或其他技術(shù)手段較為準確地獲得煤礦井下詳細的空間數(shù)據(jù)資料,這將不僅提高煤礦水災(zāi)害預(yù)報的準確性,而且對煤礦生產(chǎn)的其他方面也具有深遠意義。