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为采矿安全,降低成本,对威胁采矿的各充水水源采取的疏排,控制与隔离等工程措施,统称矿床疏干。矿床疏干会破坏供水水源,美化环境。尤其在大水水源。因此,矿床疏干措施的制定。必须以人为本,从经济,技术,社会效应出发,兼顾采矿,供水,环境保护等诸多利益,是一项统筹性工作。矿床疏干首先应从开采布局开始。同时应结合水文地质条件合理选择疏干方法。
一、根据水文地质条件合理选择开采布局和开采方法
1. 先易后难:应尽量安排水文地质条件简单,流水量小的矿井先上马,既利于探索和积累防治水经验,为复杂矿井的疏干奠定基础,又可预先疏干,避免一开始就背上高成本的负担。
2. 置永久性主干井卷(井筒井底车厂等)于安全位置:避免穿过强含水层(带)或可能发生突水地段。如焦作中马村煤矿,因井底车场距高压充水层过近,建井15年因突水被淹8年之久,后在冯营演马村矿建井时,吸取经验教训,三年即建成投产。
3. 联合开采、整体疏干,利于形成统一降落漏斗,不仅加快了疏干速度,还能使多矿井分担单井出水量,降低成本。
4. 多水平开采、加强开采强度:如贾汪煤矿的经验表明,一个水平的涌水量与多水平涌水量基本一致。;而1973年,在提高机械化程度基础,采用多水平开采强度后,,大大降低了开采成本。
5. 根据水文地质条件选用采矿方法:如在大水矿床采用充填法与残柱(安全矿柱)法或间歇式采矿法。后者指上下层错开一定时间(一般为半年)段开采,以后和顶底岩层移动,降低导水裂隙高度。在地表水体开采时,准确确定安全开采开采深度,避免采空区冒落带波及上方水体。
(一)根据水文地质条件选择疏干工程措施
1. 间接进水防水工程
也称消极防水。如采用残柱法支撑法等安全采矿方法,构筑防水产闸门和密封墙等防水工程,以防突水时阻隔地下水大量涌入主干井巷。但这种防水措施是以强大的排水能力作为后盾,以河北一凤矿为例,为确保带压开采下三层煤的安全,建造了140m3/min的排水基地。
2. 直接进水的积极疏排、隔水帷幕工程措施,其安全性高,但投入也大,常用的方法有三种:
(1)地表疏排
①防洪:整治沟壑、敷设排水管,汇集、疏导降雨形成的地表洪流;同时填堵地面岩溶坍陷坑,构造破碎带导水通道;
②治理地表水:包括:回填河床坍陷洞,俢筑防水堤,防止地下水入渗;需要及可能时可以令地表水改道;
③疏干危及采矿的浅部强含水层:根据含水层的埋藏深度与富水性,选择铺设集水廊道(<15 m=或打疏干深井孔从地表排水,目前深井泵的最大扬程已达500 m。其优点井巷掘进前地下水位已被降低,安全性高与井下疏排比较速度快、成本低。
(2)井下疏排
①用坑道疏排:适用于大水矿床的预先疏干。即用专门的疏干坑道,揭露强含水层,疏截地下水,汇入水仓后用井筒排出表现。疏干井简一般设在采矿场外,可采用卧泵排水,不需要建大水仓、大泵房,也不怕淹。
②坑内放水钻孔疏排:适用于距顶底板较近(<1 5 m=涌水量不是很大的含水层的局部超前疏干,能在较短时间内形成局部疏干漏斗,对坑道掘进和开采初期实施超前疏干。包括:应用于基岩充水矿床的放水孔和第四系含水层的打入式过滤器。当第四系含水层距顶