石人溝鐵礦礦井防排水技術(shù)

石人溝鐵礦礦井防排水技術(shù)

大多數(shù)礦山都存在不同程度的排水問題。這問題如解決不好,不僅生產(chǎn)成本增高,經(jīng)濟(jì)效益降低,引起設(shè)備人身事故,而且會危及礦山的壽命;反之,如果解決得好,不僅能促進(jìn)生產(chǎn),確保安全,將排出的水綜合利用,變害為利,還可能收到很好經(jīng)濟(jì)效益?？傊?對一個礦山來講,防排水是一個不容輕視的問題。合理的防治水措施將會是礦山安全生產(chǎn)的重要保障。一、礦床地質(zhì)特征從國內(nèi)鐵礦床開發(fā)引起礦坑充水的主要含水層容水空間的特點分析,可分為三種充水類型:孔隙含水層充水的礦床,裂隙含水層充水的礦床及巖溶含水層充水的礦床。具體到石人溝鐵礦,它屬于裂隙含水層充水礦床。它具有如下特征:1、在剖面上,礦體上下部均由堅硬或半堅硬巖石組成;上部巖石出露地表或上覆零星分布的第四系松散沉積物。2、巖石的富水性取決于巖石的構(gòu)造破壞和裂隙發(fā)育程度。礦床可以明顯地劃分為上、下兩個含水帶,上部為風(fēng)化裂隙含水帶,下部為構(gòu)造裂隙含水帶。上部含水帶一般富水性弱,其風(fēng)化深度一般由地表向下可達(dá)數(shù)十米,而在低洼的溝谷地帶可近百米.下部含水帶受構(gòu)造控制,在空間上形狀不規(guī)則,厚度變化大,富水性不均一。3、礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,多屬壓性斷裂,未形成地下水的良好通道,對礦床充水影響不大,礦床屬水文地質(zhì)條件簡單的礦床。明確了礦床的充水類型,為我們采取防治水措施提供了依據(jù)。二、地面防排水措施礦井防治水分為地面和地下兩部分,在礦山實際生產(chǎn)中,這些都是行之有效的措施?，F(xiàn)在就對其做一下簡單的介紹。a地面防排水地面防排水是防止或減少大氣降水和地表水大量流入礦井的重要措施,是保證礦井安全的第一道防線。特別是對于以大氣降水和地表水為主要充水水源的礦井,地面防排水工作必須經(jīng)常進(jìn)行,尤其雨季到來之前,更要做好各項防排水工作。地面防排水措施主要包括填塞通道、排除積水、挖排洪溝、筑堤防洪、整鋪底及河流改道等,必須根據(jù)地形、水文和氣象條件加以合理選擇,有時還可將幾項措施綜合使用,以求更好的效果。b井下防治水1、地層覆巖地層的ht地下水源是看不見的,只有通過勘測,掌握古井、采空區(qū)的積水以及主要含層、充水?dāng)鄬雍土严兜姆植?從而定出礦井的積水線、探水線與警戒線。2、掘進(jìn)工作面位置1)井下生產(chǎn)必須執(zhí)行“有疑必探,先探后掘”的原則。2)凡遇到下面情況都必須停止掘進(jìn),進(jìn)行探水:(1)掘進(jìn)工作面接近含水層(流砂層、沖積層、各種承壓水的含水層、含水層或與地面大量積水區(qū)相通的斷層);(2)掘進(jìn)工作面接近被淹井巷或有積水的小窯、老空;(3)上層積水,在下層進(jìn)行采掘工作,兩層間垂直距離小于采礦工作面采高40倍或小于掘進(jìn)巷道高度的10倍;(4)在邊探邊掘區(qū)內(nèi)掘進(jìn)時,掘進(jìn)長度達(dá)到允許掘進(jìn)長度;(5)采掘工作面發(fā)現(xiàn)出水征兆;(6)當(dāng)采掘工作面接近各類防水礦柱時;(7)接近可能同河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時;(8)接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時;(9)接近其他可能出水地區(qū)時。3、聚合物排水的使用1)空水,有下列幾種方法:(1)直接放水。當(dāng)水壓不大,不致超過礦井排水能力時,可利用探水鉆孔直接放水。(2)先堵后放。當(dāng)與其他巨大水源有關(guān)系,動水儲量很大,一時排不完或不可能排完的情況下,應(yīng)先堵住出水點,然后排放積水。2)疏放含水層水。它包括地面疏放水、用井下疏水巷道疏水等。前者適用于埋藏較淺、滲透性良好的含水層。后者適用于已摸清水源,并預(yù)算出涌出量的情況下。3)放水時的注意事項:(1)放水前必須估計積水量,并要根據(jù)礦井排水能力和水倉容量控制放水?dāng)?shù)量及放水眼的流量。(2)要經(jīng)常觀測鉆孔中水量變化情況,特別放老空積水時,當(dāng)水量變小或無水時,應(yīng)反復(fù)多次下鉆至原孔深度或超過原孔深度,以防鉆孔被堵塞,造成放干積水的假象,避免掘進(jìn)時發(fā)生事故。(3)放水過程中,應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)放出的瓦斯及其他有害氣體的含量,以便采取措施。4、礦層幾何尺寸留設(shè)防水礦柱的目的是為了截止井上、下各種水源的通道。確定礦柱尺寸,必須考慮到被隔水源的壓力、流量、礦層的賦存狀況等各種因素。防水隔離礦柱因作用不同,大致分為井田隔離礦柱、斷層防水礦柱、被淹井巷之間的礦柱及防止?jié)撍傲魃暗攘魅胂锏蓝粼O(shè)的礦柱。5、注漿材料選擇1)截水。為了使井下局部地點的涌水不致波及其他地區(qū),需要在涌水的巷道中設(shè)置水閘門或水閘墻。2)堵水。注漿堵水是將專門制備的漿液通過管道壓入地層裂隙或孔洞,經(jīng)凝結(jié)、固化后達(dá)到隔絕水源的目的。在注漿堵水工程中,合理選擇注漿材料十分重要。它關(guān)系到注漿工藝工期、成本及注漿效果。目前,國內(nèi)外應(yīng)用的注漿材料多種多樣,可以簡單地分為硅酸鹽類和化學(xué)類漿液兩大類。三、巷道的超前探水施工石人溝鐵礦未做專門的水文地質(zhì)工作,深部斷層破碎帶,構(gòu)造裂隙發(fā)育帶無鉆孔控制,為防止在地下開采時,揭露的斷裂帶有可能導(dǎo)致大氣降水及地表積水穿入礦坑,在礦山井巷開拓時務(wù)必要做好超前探水工作。尤其在北區(qū)-16m中段的9線處,南區(qū)-60m中段的20線處,南區(qū)-120m中段的26線處,這三處為預(yù)測中各中段的最大涌水量出現(xiàn)處,此外,斷層F5以東第四系覆蓋區(qū)之下的礦體,雖然埋深不大,但受F5、F10大斷裂構(gòu)造的影響,水文地質(zhì)較為復(fù)雜,也需格外重視,當(dāng)斷裂構(gòu)造在礦體范圍內(nèi)時,不能采取盲目地強(qiáng)行通過,也不能盲目地進(jìn)行封堵。最好是在探明構(gòu)造規(guī)模、水量大小和水壓高低等情況后,再決定巷道的通過方法。在做超前探水時要注意以下事項:1、探水地點要確保與相鄰地區(qū)的工作地點的聯(lián)系,一旦出水,要馬上通知水害威脅地區(qū)的工作人員撤到安全地點。2、打鉆時,要時刻觀察鉆孔的情況,發(fā)現(xiàn)礦層疏松,鉆桿推進(jìn)突然感到輕松或順著鉆桿流出來的水超過供水量時,都要特別注意,這些都是接近或鉆入積水地點的征兆。碰到這種情況,要立即停止鉆進(jìn),進(jìn)行檢查。如果孔內(nèi)水很大,噴射較遠(yuǎn),必須馬上固定鉆桿,加固礦壁及頂?shù)装濉?、探水工作面要經(jīng)常檢查瓦斯及其他有害氣體,當(dāng)瓦斯含量達(dá)1%時,必須停止鉆進(jìn);達(dá)到1.5%時,必須停止工作,使其降至1%以下,方可開動機(jī)器。此外,也可以利用水泥砂漿等堵水材料,通過鉆孔注入到滲水的地層裂隙、斷層破碎帶,使其漿液在空隙中擴(kuò)散、凝固、硬化,從而最后達(dá)到堵水或加固作用。它可以對含水層或含水?dāng)鄬宇A(yù)先進(jìn)行注漿,使井筒或巷道能順利通過含水層或含水?dāng)鄬?為順利施工創(chuàng)造良好的條件。在井下開采過程中,為了井下局部地區(qū)涌水不致波及其它地區(qū),將開采地段與水源隔開,需在適當(dāng)?shù)攸c修筑防水閘門(墻)。1、水閘門。設(shè)置在可能發(fā)生涌水,需要堵截,而平時仍需要運輸和行人的巷道內(nèi)。如井底車場,水泵房,變電所的出入口應(yīng)設(shè)置防水閘門,一旦發(fā)生水患,立即關(guān)閉閘門,把水患限制在局部地區(qū),保證其他地區(qū)的安全。2、在井下需要永久截水,平時