導(dǎo)語：礦區(qū)水害防治技術(shù)研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在對(duì)新汶礦區(qū)地質(zhì)概況和水害類型分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了新汶礦區(qū)水害特點(diǎn)，并據(jù)此提出了防治水的基本思路和防治技術(shù)。

關(guān)鍵詞：新汶礦區(qū)；防治水；地質(zhì)特征

1礦區(qū)水文地質(zhì)特征

1．1礦區(qū)水文地質(zhì)條件

新汶、萊蕪煤田分別位于蒙山、蓮花山、泰山三大分水嶺之間，為兩個(gè)孤立的斷陷盆地，各自呈一獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。新汶煤田位于蒙山和蓮花山兩大分水嶺之間，為山間向斜半緩階丘陵地形，呈東西帶狀分布，地形標(biāo)高+158～+230m，東高西低，向斜中部地勢(shì)較平坦，兩翼起伏較大。萊蕪礦區(qū)南北東三面環(huán)山，西面開闊，屬泰山和蓮花山環(huán)繞的山間盆地。兩煤田南部均有地勢(shì)較高而巖溶裂隙發(fā)育的奧陶系、寒武系石灰?guī)r；北面為地勢(shì)較高的第四系及太古界花崗片麻巖。

主要地表水系為大汶河和小汶河，而西流經(jīng)兩礦區(qū)淺部，匯人大汶河。在兩河流所流經(jīng)的裸露灰?guī)r區(qū)，河水滲漏補(bǔ)給地下水，綜合入滲系數(shù)為0．23。區(qū)內(nèi)年總降雨量歷年平均為713．5mm，降雨多集中在7、8、9三個(gè)月。

1．2礦區(qū)主要含水層及富水特征

區(qū)內(nèi)主要充水含水層有第四系砂礫層、古近系礫巖、石炭系薄層灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r等。

(1)第四系砂礫層：厚0-15m，分布于汶河兩岸，覆蓋于煤系地層之上，直接受大氣降水和河水補(bǔ)給，含水充沛，可直接補(bǔ)給淺部煤系露頭。q：1．20L／s·m以上。

(2)古近系礫巖：廣泛分布于煤田內(nèi)部，淺部巖溶發(fā)育，含水性強(qiáng)，深部巖溶發(fā)育差，含水微弱，q：0．09～1．29L／s·m。底部常有一層紅色泥質(zhì)粉砂巖，對(duì)煤系的水力聯(lián)系有一定的阻隔。

(3)石炭系薄層灰?guī)r：主要有四層(一灰、四灰、徐灰、草灰)，并在煤田南部有出露。淺部巖溶裂隙發(fā)育，直接受大氣降水、地表水系或第四系含水層的補(bǔ)給，含水性強(qiáng)，是各礦井直接充水因素。向深部巖溶裂隙迅速減弱，垂深400m以下屬微弱的裂隙含水層。其中，一灰厚2～7m，q：0.01～0．51L/s·m；四灰厚4～7m，q：0.01～5.50L／s·m；徐灰厚5～17m，草灰厚5～20m，q：0.04～2.24L／s·m。(4)奧陶系灰?guī)r：出露于煤田南部，厚度大，巖溶發(fā)育，接受大氣降水補(bǔ)給，含水性強(qiáng)，q：0.03～2.40L／s·m，深部也有一定程度的古巖溶發(fā)育。

2礦區(qū)主要水害類型及分布

礦區(qū)存在的主要水害類型是地表水害、老窯、老空水害、小煤礦水害和頂?shù)装搴畬铀Α＊?/p>

2．1地表水害

新汶礦區(qū)地表水系發(fā)育，有大、小汶河及其支流十余條。

2．2老窯水害

新汶礦區(qū)淺部古井及地方小煤窯多數(shù)開采不正規(guī)，采掘資料不清，開采范圍不明，而這些古空、老窯往往又與地表水有一定的水力聯(lián)系，接受地表水的補(bǔ)給，成為地下水體，長(zhǎng)期積水達(dá)到一定程度，突破隔離煤巖柱潰人礦井，造成災(zāi)害性事故。

2．3小煤礦水害

新汶礦區(qū)淺部小煤礦密集，共分布生產(chǎn)小煤礦66處，有31處因資源枯竭相繼關(guān)閉，目前生產(chǎn)小煤礦35處，其中新汶煤田29處，萊蕪煤田6處。這些礦井一般與大礦或相互之間留有隔離煤柱，正常情況下不會(huì)引起水害。但由于部分小煤礦在歷史上已形成相互聯(lián)通的局面，與大礦無法永久隔離，或超層越界開采，破壞了礦井隔離煤柱，甚至盜采大礦資源。另外，部分小煤礦資源枯竭，擅自提高開采上限，違法開采露頭保護(hù)煤柱，形成地表水下泄礦井的通道。這些小煤礦一旦發(fā)生突水事故，將直接威脅大礦的安全。違章開采的小煤礦，閉坑后的積水也會(huì)對(duì)大礦構(gòu)成威脅。

2．4老空水害

各生產(chǎn)礦井開采年限均較長(zhǎng)，結(jié)束水平、采區(qū)多，采空區(qū)分布范圍廣，且不同程度的積水，當(dāng)采掘工程接近或采動(dòng)影響波及積水區(qū)時(shí)，對(duì)生產(chǎn)形成一定的水患威脅。

2．5煤層頂板充水含水層水害

新汶礦區(qū)可采煤層層數(shù)多，有些可采煤層頂板有多層充水含水層，如山西組的2、4煤層。由于多煤層的重復(fù)采動(dòng)和斷層裂隙塌陷滑移程度不同，采動(dòng)導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度和部位也常發(fā)生變化，使煤層頂板充水含水層中氣些富水帶中故水突然泄人采掘工作面，造成大的水害事故。礦區(qū)內(nèi)的山西組砂巖含水層，太原組薄層灰?guī)r含水層，局部富水區(qū)也可造成大的危害。

2．6煤層底板承壓充水含水層水害

本溪組徐家莊灰?guī)r、草埠溝灰?guī)r和煤系基底奧陶系灰?guī)r，均為富水性較強(qiáng)的不均質(zhì)巖溶裂隙含水層。當(dāng)采掘工程接近、揭露與各含水層、含水體連通的斷層、裂隙、陷落柱、巖漿巖、封閉不良鉆孔等導(dǎo)水通道，或采動(dòng)影響波及含水層、含水體時(shí)，含水層的水進(jìn)入礦井。后組煤深部開采，在徐、奧灰原始導(dǎo)升較高或構(gòu)造發(fā)育地帶，隔水層厚度較薄地段，隱伏含水構(gòu)造發(fā)育地段，含水層水在礦壓、水壓的綜合作用下，通過導(dǎo)水裂隙進(jìn)入采掘工作面，威脅工作面及礦井排水系統(tǒng)安全。

目前受徐、奧灰影響較為嚴(yán)重的是潘西礦；良莊、孫村等礦開采11煤也已顯現(xiàn)出奧灰水威脅。3礦區(qū)水害防治技術(shù)研究

3．1地表水害防治途徑

對(duì)地表含水層露頭區(qū)、小煤井古空范圍地表塌陷積水區(qū)、煤層露頭盜采坑、挖砂坑進(jìn)行全面調(diào)查，采用高分辨率遙感圖象、結(jié)合物探查明其分布范圍、積水情況，進(jìn)行治理。

治理途徑：①結(jié)合矸石山的治理對(duì)積水坑采用矸石進(jìn)行回填；②對(duì)滲漏水通道進(jìn)行注漿封堵，從源頭上根治地表水害；③對(duì)小汶河建立水文觀測(cè)站，分析探測(cè)河道漏水情況，根據(jù)滲漏水情況和地段，采取鋪河底、河流改道等措施。

3．2古空與報(bào)廢小煤礦水害防治途徑

古空與報(bào)廢的小煤礦，因開采范圍不清，積水情況不明，治理難度較大，積水潰人礦井深部威脅礦井安全生產(chǎn)。對(duì)其治理，首先是探明其開采范圍和積水情況，然后采取針對(duì)性措施。利用高密度電法、探地雷達(dá)、EH4等先進(jìn)儀器對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)淺部各類小煤礦、古空區(qū)開采范圍、積水情況進(jìn)行探測(cè)，查明其分布范圍和積水情況。

治理途徑：①粉煤灰、骨料、粘土等充填積水區(qū)；②注漿封堵可能的潰水通道；③疏通排水通道，井下排水；④存在隔水煤柱的地段，分析煤柱的隔水性能及強(qiáng)度，評(píng)價(jià)其阻水能力，采取注漿加固等措施，增強(qiáng)其抵御水壓的能力；⑤建立古空、報(bào)廢小煤礦水文觀測(cè)系統(tǒng)，施工部分觀測(cè)孔，對(duì)古空和報(bào)廢小煤礦積水情況進(jìn)行觀測(cè)，使用自動(dòng)水觀測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)觀測(cè)和預(yù)警。

3．3小煤礦邊界煤柱水害防治途徑

小煤礦違規(guī)開采，超層越界開采是造成礦井水害隱患的主要原因。為防止小煤礦突水危及大礦及小煤礦閉坑后積水威脅大礦生產(chǎn)，須對(duì)小煤礦進(jìn)行管理，對(duì)水害隱患進(jìn)行調(diào)查，采取有力措施，確保礦井安全生產(chǎn)。

治理途徑：①加強(qiáng)對(duì)小煤礦的調(diào)查管理，嚴(yán)格執(zhí)行《相鄰煤礦調(diào)查辦法》，對(duì)小煤礦的積水情況、開采上、下限、各類保護(hù)煤柱的完好情況進(jìn)行調(diào)查，嚴(yán)防小煤礦超層越界、破壞隔離保護(hù)煤柱、擅自提高開采上限現(xiàn)象的發(fā)生；②加強(qiáng)水閘墻等防水設(shè)施和各類防水煤柱的巡查管理，搞好邊界隔離工程的監(jiān)測(cè)監(jiān)控；③研究解決不完整開采邊界煤柱加固技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同礦井之間的有效隔離；④構(gòu)筑防水設(shè)施，實(shí)現(xiàn)礦井永久性隔離。

3．4礦井老空水防治途徑

各礦應(yīng)定期對(duì)老空區(qū)積水情況進(jìn)行全面排查，對(duì)有可能影響生產(chǎn)的老空積水在生產(chǎn)前進(jìn)行探放是治理老空水的根本途徑。探測(cè)手段可采用井下施工探放水鉆孔，有條件的地段采用電法探查老空積水區(qū)，再有針對(duì)性地施工井下放水鉆孔。

3．5煤層頂?shù)装逅Ψ乐瓮緩姜?/p>

新汶礦區(qū)侏羅系和第三系覆蓋于煤系之上，對(duì)煤層頂?shù)装逅Φ姆乐?，采取以下防治措施：?/p>

(1)建立和完善礦井水文觀測(cè)系統(tǒng)，對(duì)水害嚴(yán)重的區(qū)域重點(diǎn)布置，其他地段適當(dāng)布置。水文觀測(cè)孔的布置要井上下結(jié)合，有條件的礦井盡量布置在井下，既節(jié)省費(fèi)用，也便于保護(hù)；

(2)在全礦區(qū)工作面投產(chǎn)前采用物探、鉆探及放水試驗(yàn)等手段探查分析工作面頂、底板底板含水層水文地質(zhì)條件，進(jìn)行開采安全性評(píng)價(jià)；

(3)開展含水層富水規(guī)律及突水機(jī)理進(jìn)行研究，研究工作面開采臨界安全水壓、礦壓、隔水層厚度和工作面布置方式推進(jìn)速度之間的關(guān)系，力求從理論和方法上解決目前后組煤開采過程中防治水工作問題；

(4)建立工作面水情自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)。采用網(wǎng)絡(luò)電法礦井水害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)工作面水情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)水情及時(shí)預(yù)報(bào)，災(zāi)情發(fā)生時(shí)指示發(fā)生位置、水源及水量大小，為災(zāi)害治理決策提供依據(jù)。