地表防治水技术措施

地表防治水技术措施***煤业有限公司地表防治水技术措施2012年地表防治水技术措施全文共1页，当前为第1页。地表防治水措施地表防治水技术措施全文共1页，当前为第1页。一、地表水防治设计依据1、地形、水系和汇水面积本井田地处大同向斜的东南翼，口泉山脉西部高坡，半高坡地段，北部大部分地区为黄土覆盖，东南部基岩出露明显，冲沟较为发育而无地表水体。地表迳流主要来源于雨季山洪瀑发，且时间短暂，雨后排泄很快，入渗量小。据调查主井口附近最高洪水位标高为1290.00m，主井口标高为1360.00m，回风井口附近最高洪水位标高为1300.00m，回风井口标高为1399.00m，现在设计的副井口附近最高洪水位标高为1186.00m，副井井口标高为1243.00m，主、副、风井井口位置均位于最高洪水位线之上，洪水对井口一般情况下没有影响。本矿地表为缓坡状地形，无山塘，无汇水现象。2、水文地质、地质灾害、开采塌陷和裂隙对矿井的影响(1)井田水文环境对矿井的影响地表防治水技术措施全文共2页，当前为第2页。井田地处晋北高原，属于中低山和黄土高原丘陵地带，基岩出露面积较大，沟谷较发育。地形最高点位于井田西南部的山顶标高为1656.70m，最低点在井田的东北角标高1375.00m，最大相对高差为281.70m。地形总的走向为西南高东北低，井田内覆盖的黄土，由于长期受水流的冲蚀切割，区内沟谷较发育，多呈树枝状展布。地表防治水技术措施全文共2页，当前为第2页。本区属于海河流域永定河水系,桑干河支系，井田内无大的地表水体，只有一条黄土冲沟与口泉河相通，但常年无水，只有在雨季才有短暂洪水排泄。口泉河为本区域的主要河流，全长54km。流域面积216km2，河宽100-300m，平日干涸无水，为渗漏层河床，雨季时最大洪水量可达600m3/t，但距本井田很远，对本矿井没有威胁。井田内地表无其它地表水体，众多沟谷仅在汛期有洪水流泄，炭窑峪富水性贫乏属弱贫水区；地下水主要有松散岩类孔隙水，碎屑岩类裂隙水及碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水。(2)开采后对矿井的影响煤层之上含水岩组主要为大同组的砂岩，煤层开采前赋存有碎屑岩类裂隙水，随着煤炭生产迅猛发展，受煤矿采煤矿坑水排水量影响及煤层开采后顶板冒落、裂缝、下沉、松驰扰动，含水岩组结构遭到破坏，地下水多沿采动裂隙产生垂直下渗，其排泄途径主要是人工排泄（矿坑排水），目前该含水岩组趋于半疏干扰动状态，煤层开采对该类地下水影响较重。对奥陶-寒武系岩溶水进行开发利用，同时受自然降雨因素的影响，岩溶水区域水位一直处于下降状态，岩溶水补给区域富水性弱，岩溶水为深埋藏型，采煤对其没有影响。地表防治水技术措施全文共3页，当前为第3页。井田内西北部地区地表大面积为松散质黄土，受矿井煤层开采的影响，岩土体的完整性遭到了破坏，降雨径流易于沿地面变形带下渗或冲刷，降低了土壤的持水度，同时导致土壤养分流失，降低土地质量，使土地沙化，其后果是造成土地减产，严重时造成植物枯死，成为荒地沙地，影响了整个生态环境。地表防治水技术措施全文共3页，当前为第3页。井田内煤层上部含水层目前基本处于疏干状态，现矿井开采过程中矿坑排水量一般为1.3m3/h，随着采矿规模的扩大和延伸，矿坑排水量有所增加，上覆含水层将进一步被疏干，更主要的是采空区顶板冒落、地面变形，使含水层结构遭到破坏，水环境质量变差，危害程度较重。另外矿坑排水可导致水体污染，虽然目前地表水及地下水污染轻微，随着井田内外各个矿井的不断排水，污染会越来越重。（3）地质灾害对矿井的影响根据山西省城乡建设环境保护厅晋抗字（1993）第10号文和大同市城乡建设局同城抗字（1993）第7号文的通知，大同地方按7度地震烈度设防。由于本井田距近几次较大的地震较远，没有对井田构成危害，但根据1：400万《中国地震动峰值加速度区划图》划分，本井田区地震动峰值加速度0.10g，对应地震基本烈度为Ⅶ度，该区域属基本稳定区（Ⅱ类）。地表防治水技术措施全文共4页，当前为第4页。井田地形以构造剥蚀中、低丘陵为主，区内部分为黄土覆盖，地形切割较深，风化剥蚀强烈，黄土冲沟发育。经多年开采及地面观察，井田内未发现有大面积的滑坡和崩塌现象，只是局部黄土冲沟边缘受雨水影响，形成小型的垮塌。地表防治水技术措施全文共4页，当前为第4页。随着采空区面积的不断扩大，今后会出现不同程度的地面塌陷和地裂缝现象，而改变原生状态。井田内未发现地面下沉与地面塌陷形成的水坑。目前的冲沟也形不成泥石流等不良的地质灾害。二、矿井地表水的防治1、矿井地表水的综合防治措施本着生产环节简单、实用、紧凑、节约投资、充分利用地形地物的设计原则，地表水向井下严重渗漏，汛期威胁矿井安去时，在漏水段进行修建沟渠、沟渠改道和修建防洪坝，也可采用河流改道的办法。由于矿区内含煤地层裸露，地表冲沟发育，地表水与含煤地层间有一定的联系。因此本矿井需专门的地表水防治工程。（1）煤层露头煤未设计开采，不会造成新的采动破坏。（2）对于已与地表联通了的裂隙，应及时查明，并采取一定的堵漏措施（如灌浆等）进行封闭，防止地表水直接由裂隙直接浸入。（3）要对所开采煤体上方的冲沟，采取一定措施，将地表水，尤其是雨季时期的大气降水疏排或尽量避开开采区域上方。地表防治水技术措施全文共5页，当前为第5页。（4）加强地表防治水工作，要随时观测地表滑坡及工程地质变化引起的地下水变化，切实做好水文地质工作，搞好综合防治水工作，加强对地表水体的疏、防、排水系统工作，防止地表水大量渗入井下影响矿井安全生产。每次降大到暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近地表有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象；发现漏水情况，必须及时处理。地表防治水技术措施全文共5页，当前为第5页。（5）对勘探钻孔的可能引起的导水，首先要加强排查，开封孔严密，防止钻孔成为导水通道。（6）对容易积水的地点修筑沟渠，排泄积水，对较低洼地点、塌陷区及地面裂隙就及时进行充填压实；排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗入井下；每次降大到暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷落及岩溶塌陷等现象，发现漏水情况，必须及时处理。（7）为了防止雨水渗入到井下，在矿区内采取填坑、补凹、整平地表、修筑防（排）洪沟等措施。（8）在井口周围必须用石头修筑防（排）洪沟和砌筑截洪挡墙，避免洪水通过井口灌入井下，造成水灾事故。地面工业广场建筑物周围等修筑排截水沟，进行防排水。（9）严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、溪沟可能冲刷到的地段。地表防治水技术措施全文共6页，当前为第6页。（10）若矿井井口、平硐硐口存在洪水威胁时，应作如下处理：地表防治水技术措施全文共6页，当前为第6页。①治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑。根据情况，分别采用围、堵、截流、疏导、填土夯实及设泵站排水等措施。②在易发生滑坡和塌方处的上游，修建排水截流设施，下部修建档土墙。（11）雨季到来前，相关部门对水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，全面检修一次，联合排水试验一次，并对水仓、沉淀池和水沟进行清理；进行地面塌陷区调查，对可能向井下渗水的塌陷区要进行填平夯实或围堤设水泵排水。井口附近及工业广场的排水沟进行清理，疏通排水渠道。同时对地面一些低洼不平处进行填平或挖设排水沟，保证地面积水能及时排出。（12）不得违法违规开采防水保护煤柱。2、防范暴雨洪水引发煤矿事故灾难（1）矿井要主动与气象、水利、防汛等部门联系，建立灾害性天气预警和预防机制。掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息;及时掌握汛情水情，主动采取措施。并与周边相邻矿井沟通信息，当矿井出现异常情况时，立即向周边相邻矿井进行预警。地表防治水技术措施全文共7页，当前为第7页。（2）矿井要安排专人负责对本井田范围内及可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙及可能影响矿井安全生产的山洪爆发部位进行巡视检查，特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后，要实施24h不间断巡查。地表防治水技术措施全文共7页，当前为第7页。（3）矿井要建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准、撤人的指挥部门和人员及撤人程序等;发现暴雨洪水灾害严重、可能引发淹井时，必须立即撤人，只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产。（4）矿井在雨季前要开展一次隐患排查治理行动。隐患排查治理的重点是：位于地表山洪部位附近，矿井的防洪设施和防范措施是否到位;与矿井连通的采煤塌陷坑是否填平压实;井田范围内及周边已关闭的废弃煤矿是否充满填实;矿井防排水系统是否完善等。对排查出的隐患，要落实责任，限定在汛期前完成。三、地表防渗工程及措施1、（1）封堵地面塌陷裂隙通道的措施①封堵塌陷坑和裂隙②围截隔离塌陷裂隙区③将洪水引出塌陷裂隙区地表防治水技术措施全文共8页，当前为第8页。塌陷坑堵填方法示意图地表防治水技术措施全文共8页，当前为第8页。渡洪槽示意图（2）封堵陷坑，排出积水矿石采出之后地下形成采空区，上覆围岩失去支撑，顶板产生移动、变形、破裂以致大面积冒落。随着开采范围的扩大，岩层移动下沉可以扩展到地表，形成下陷盆地、塌陷坑及裂缝。这些都是由于大气降水和地表水系灌井通道引起的。（3）封堵陷坑、裂缝的方法：①将洪水引出塌陷裂缝区地表防治水技术措施全文共9页，当前为第9页。在设置防洪沟不让洪水进入塌陷裂缝区之内；要将塌陷区内降水及时引流出区。为此，可在塌陷裂缝区的外围开挖截水沟渠，在塌陷区内开顺水沟，将降水集中到不致渗漏于井下的地段，然后引出矿区。地表防治水技术措施全文共9页，当前为第9页。②充填塌陷坑和裂缝用土、石充填陷坑的方法是，下部先充填石块、废石、矸石，上部覆盖泥土、黏土，并分层夯实，使之高出地面0．5～1m。③围截隔离塌陷裂缝区当无法回填洪泛区内的塌陷群时，可用土堤将其围截隔离，以防洪水漫灌。（4）排出地表积水大气降水在矿区地表洼地聚积，形成地表水体。这种积水遇到矿区表土层薄、透水性强、浅部灰岩岩溶发育时会形成矿井充水的水源，应尽快排出。地表积水的排出，必须根据矿区的具体情况，选择切实可靠的排出方法。①如条件允许，应优先采用自流排水。即从积水区开排水沟，将水引到矿区范围之外。在开挖排水沟前，要事前进行现场勘查，选择排水沟线路、坡度，然后通过水力计算确定断面形状和尺寸。地表防治水技术措施全文共10页，当前为第10页。②排除积水必须防止回灌和倒渗现象。因此，要尽可能将排除之水送到远离积水区或远离其他可能渗入井下的地点，沿途沟渠要采取防渗措施。

③若是积水范围不大，积水不深，而且附近取材又方便的情况，在排出积水后，可用黏土将洼地填平、夯实，以防再次积水。地表防治水技术措施全文共10页，当前为第10页。2、冲沟铺底的原则(1)不应过多缩小原冲沟断面，人工铺设冲沟断面尺寸的确定应进行水力计算。(2)人工铺设冲沟的材料应尽量就地取材。(3)铺砌方式必须同时满足防渗、防潜蚀、防冲刷。(4)砂卵石等易变形的冲沟，一般不宜用刚性材料衬砌。(5)在基岩上浇注混凝土时应进行清基处理。(6)刚性衬砌应留有伸缩和不均匀沉降缝，缝间用沥青止水。(7)漏水的冲沟两帮，也应进行衬砌处理。3、人工冲沟的衬砌衬砌进出口段的要求(1)护砌段的上下游均应超出渗漏段一定距离。(2)进出口段应保持水流顺畅，或做成“八”字墙。地表防治水技术措施全文共11页，当前为第11页。(3)护砌结构的始末应设截渗墙，以免冲毁护砌结构，同时可防止水流由护砌的两端潜入渗漏段。截渗墙应嵌入不透水层或基石中。地表防治水技术措施全文共11页，当前为第11页。人工冲沟衬砌断面示意图4、修筑防（排）洪沟、防洪堤的措施（1）防（排）洪沟的布置排(截)洪渠布置示意图地表防治水技术措施全文共12页，当前为第12页。地表防治水技术措施全文共12页，当前为第12页。在塌陷区上方修防（排）洪沟示意图（2）放（排）洪渠的布置原则

防（排）洪沟的位置选择是矿井地面防水工程成败的关键。防（排）洪沟的选地原则应是：

①尽量不改变自然流。

②尽量利用天然的或人工的已有的沟渠和地形。

③防（排）洪沟渠的曲率半径不应小于沟宽的5～10倍。

④要布置在矿区或井田范围以外。

⑤防（排）洪沟要避开与矿井充水有关的含水层露头区、断层破碎带、岩溶发育区。如必须穿越上述地带时，防（排）洪沟应作防渗处理。

⑥防（排）洪沟线路应选择工程地质条件较好，没有山崩、滑坡危险的边坡岩层较坚实的地带。

⑦集洪范围应能最大限度地汇集流人矿区内的洪水。防（排）洪沟的断面和坡度、边坡：地表防治水技术措施全文共13页，当前为第13页。①防（排）洪沟断面大小应以雨季时能迅速排出汇流最大山洪为准。这必须了解矿区历年最大洪水量，计算出最大设计流量，求出最优断面。地表防治水技术措施全文共13页，当前为第13页。②防（排）洪沟的坡度应与地形坡度大体一致。在地形过陡的地段，为防止流速过大引起冲刷，可设置跌水设施。③防（排）洪沟的边坡，要根据设计线路通过地段的工程地质条件以及护砌情况确定。（3）防（排）洪沟的布置构造复式断面排洪明渠示意图跌水布置示意图地表防治水技术措施全文共14页，当前为第14页。（4）防洪堤地表防治水技术措施全文共14页，当前为第14页。在无法布置防（排）洪沟的地段，也可布设防洪堤以阻挡洪水进入矿区。防洪堤布设的一般原则：①应尽量选用当地材料。②堤脚应离开岸边一定距离。③堤轴线应和洪水流向平行。④在易冲刷段应进行护砌，必要时应在迎水面上砌石或水泥抹面。四、填堵老窑井口封闭老窑井口应先行调查、绘图，事后做出标记。大井口可用水泥盖封闭，再用黄土堆满盖上；浅而小的旧坑老窑井口可直接就近取土填塞；对靠近洪沟的井口，应加盖1m厚的灰土，并使井口高出地面1m以上。位于山坡上的古窑井口，可用片石砌一高度不小于1m的圆形挡水墙，拦截雨水灌入。除古窑旧坑外，矿区对废弃坑道、井口，亦应同样关注四、地表水防治工程及设备1、防洪道工程：修筑防洪排涝沟引开工业场地下部冲沟。地表防治水技术措施全文共15页，当前为第15页。2、排涝工程：工业场地排水沟汇集后排入场外冲沟。地表防治水技术措施全文共15页，当前为第15页。3、排水设备设计矿井水由井下