正文
煤矿防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原则,根据不同水文地质条件,采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。其中,预测预报是基础。
武强指出:“
煤矿防治水基本原则的核心体现在两个方面:地面预测预报(补勘)是基础,是第一道防线;井下超前探放水是关键,是第二道防线。
”
由于煤层顶板上方普遍沉积中厚层砂岩裂隙或薄层岩溶裂隙,或松散孔隙充水含水层,采掘过程中极易造成其顶板覆岩冒裂损失,导致顶板突水。这已经成为我国大部分矿区普遍面临的一大水害难题。
武强表示,推行“三图双预测法”很有必要。他解释,“三图”即顶板冒裂安全性分区图、顶板含水层富水性分区图、顶板突水条件综合评价分区图,“双预测”即天然状态下工作面涌水量预测、人为改造状态下工作面涌水量预测。
“我们用‘三图’可以把煤矿水害危险区定位出来,用‘双预测’来确定危险区域的危险程度,进而采取相应的防治水配套措施。”武强说。
煤层底板突水是我国大部分煤矿在开发过程中普遍面临的工程技术难题。以往解决这个问题的方法,无论是煤矿企业,还是科研院所,甚至在大学专业课本中,唯一的方法是突水系数法。
“目前,突水系数法已经无法满足深部带压开采和现代采煤方法提出的要求。我们提出了煤层底板突水预测预报的新方法——脆弱性指数法。”武强说。
脆弱性指数法采用的基本模型是将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息进行融合,与具有强大空间信息分析处理功能的GIS耦合于一体的评价模型。
老空水害是煤矿主要水害,一般具有隐蔽性、突发性、强破坏性、腐蚀性、有害气体伤人等特点。武强指出,老空水预测预报的有效方法是分区管理法。
他表示,
老空水预测预报可分四步进行。
第一步,查明煤矿和周边200米范围老空立体空间分布规律、形成时间、范围、层位、积水、补给来源等情况。
第二步,制定老空水防治方案和具体措施。
第三步,根据老空水查明情况和防治措施落实程度,对受老空水威胁的煤层按程度编制分区管理设计,并由煤矿总工程师组织审批。
第四步,老空积水情况清楚且防治措施落实到位的区域划为可采区,否则划为缓采区。缓采区由煤矿地测部门编制老空水探查设计,通过井上井下探查手段查明老空积水情况,制定的防治措施落实到位后,方可转为可采区,若探查和采取措施后仍不能保证安全开采的区域划为禁采区。
“针对老空和积水情况不明的区域,必须采取井上井下结合的钻探、物探、化探等综合勘探技术手段进行探查,编制矿井老空水害评价报告。”武强强调。
武强指出,“探、防、堵、疏、排、截、监”七项防治水综合配套措施是煤矿水害防治的主要技术方法。
“探”包括地面和井下两部分。地面探指地面的水文地质(补充)调查、观测、勘探,井下探指水文地质补充勘探、采掘工作面探测、局部防治水工程勘探等。
“防”指合理留设各类防隔水煤(岩)柱和修建各类防水闸门或防水墙等,防隔水煤(岩)柱一旦确定,不得随意开采破坏。
“堵”指注浆封堵具有突水威胁的顶底板充水含水层,或导水断层、裂隙和陷落柱等局部通道,或注浆帷幕封堵导水边界等。
“疏”指疏放老空水、充水含水层预疏水降压等。
“排”指完善矿井排水系统,包括排水水泵、管路、水仓和供电系统等。
“截”指加强地表水(河流、水库等)的截流治理。
“监”指建立地下水和扰动岩土体的动态监测系统,对井田范围内主要充水含水层水位、水温、水质,矿井局部采区涌水量,采掘、注浆扰动破坏岩土体的应力与应变等进行长期动态监测与预警。