关于矿井涌水通道的分析(2)

1970-01-01 08:00


  导水陷落柱基底溶洞发育,空间很大,其容量大于陷落柱岩块的充填量。柱体内充填物未被压实,垂直水力联系畅通,并且沟通煤层底板和顶板数个含水层,高压地下水充满柱体,岩溶作用强烈。采掘工作面一旦揭露或接近柱体,地下水大量涌入井巷,水量大且稳定,易造成淹井事故。
  华北型石炭二叠系煤层,特别是太行山两侧煤田均发育有岩溶陷落柱,开采时也常遇陷落柱。采矿实践证明多数陷落柱不导水,只有少数的陷落柱因塌落物疏松,或在地震影响下,使陷落柱的充填物与陷落柱围岩之间产生相对移动,造成导水通道。大平矿无陷落柱发育。

  四、岩溶区塌陷及“天窗”
  
  具有一定厚度松散层覆盖的岩溶矿区,因矿区排水后,导致地表产生的塌陷称岩溶塌陷。产生岩溶塌陷必须具备三个条件:隐伏灰岩上覆有松散沉积物;灰岩岩溶发育,有太的溶蚀空间,且被地下水充满;矿井排水。在自然状态下,灰岩含水层的水位高于灰岩的顶板,矿井未排水时,隐洞顶部岩层或松散层底部隔水层,它承受着上覆岩体的自重力作用,与隔水层强度和灰岩含水层中地下水对上覆岩层的顶托力两者保持平衡状态。矿山排水后,灰岩水位大幅下降,溶蚀空洞中部分充满地下水,这样,疏干洞内形成瞬时“真空”,对洞壁产生吸蚀作用,另一方面隐洞上方松散隔水层失去顶托力,故失去平衡,使隔水层遭到破坏,洞顶急剧塌陷直至地表。
  塌陷的形态平面多半为圆形、椭圆形,剖面上为坛形、井状、漏斗状。它多半分布在第四系厚度较薄处、河床两侧和地形低洼地段。岩溶塌陷通道的存在极易引起第四系孔隙水、地表水大量下渗和倒灌,使大量水和泥砂涌入矿井,对矿井安全生产造成极大威胁。如湖南恩口矿区,由于矿井长期排水影响,在栖霞灰岩和茅口灰岩分布地段先后产生塌陷6150处,雨季大量地地表水灌入,灌入量约占矿井涌水量的60%。因此,研究矿区塌陷规律,对评价石灰岩含水层冲水条件及对煤层生产的影响具有重要意义。
  天窗是指含水层顶板隔水层由于岩相变化或隔水层受后期冲刷而失去隔水性的部位。天窗的存在本身就是一个连通两个含水层的通道,导致邻层地下水甚至地表水涌入矿井。掌握天窗的具体分布和范围对了解矿井水的组成和治理极为有益。
  
  五、钻孔
  
  井田勘探时施工的各种钻孔,它沟通了矿床上部和下部的含水层,甚至与老窑水或地表水发生联系。开采时如井巷揭露或接近未封闭或封闭不佳的钻孔时,则他们可成为导致顶板含水层、老窑水或地表水涌入井巷的通道,从而造成突水事故。如:峰峰王凤矿采煤二大巷遇到钻孔,突然涌水达3600立方米/时。因此,为了大平矿水库下开采万无一失,集团公司从2005年开始就对大平矿水库下及周边钻孔进行封孔质量检查,到目前为止已经封检107个,效果非常好,确保了矿井的安全开采。
  
  六、地震裂隙
  
  位于地震活动区的矿井,由于地震作用可以在水源与井巷之间造成新的裂隙,彼此连通,成为涌水通道,使水流入井巷,增加矿井涌水量。如顶板或底板为隔水层,则地震裂隙可破坏它的隔水性,形成新的导水通道。如地震裂隙发育在含水层内,则形成汇水的新通道,并可导致矿井涌水量急剧增加。因此,位于地震活动区的矿井应建立地震观测站。大平矿是水库下开采,已建立了矿震监测站。
  
  七、结束语
  
  总之,对于具体矿井来说,多数情况下通道也不是单一的,应具体分析区别对待。就大平矿水库下开采而言可能存在如下通道:(1)断层受采动影响后,活化导水可能成为导水通道;
  (2)受采动影响,导水裂隙带直接与地面水体或风化带含水层连通,成为导水通道:(3)地质勘探钻孔封孔质量不好,可能导通水库水;
  (4)由不可抗力的自然灾害而造成得导水通道。
  因此,大平矿针对以上几种情况,采取了相应的防范措施,确保了大平矿水库下开采的安全。

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