被淹没矿井的排水案例分析

2020-06-24 IP属地 未知10
 一、矿井淹没事故的类型及原因分析

 地表水大量灌入矿坑、矿井

原因:矿区附近有水库、河流、尾沙池等水体,且有地质构造被破碎带与井巷连通;防 洪、排水措施不利、地形有利暴雨、洪水向塌陷崩落区、岩溶漏斗汇流。

特点;溃入速度快、流量大,容易淹没全矿井,若为覆盖型岩溶导水,则可能伴有涌泥。

井巷与积水老巷贯通

原因:水文地质工作失当、未执行探放水制度而盲目施工;测量错误。 特点:视积水情况可造成局部淹井或全矿淹没。

矿井、矿坑遇松软含水层

原因:矿井、矿坑附近有流砂层,方式措施不当。

特点:涌水量不大,但伴随有泥砂涌出,危险性大,处理较困难。

 井巷与断层、裂隙、构造破碎带、溶洞等强含水层相遇原因:水文地质情况不清,对水害认识不足而盲目施工。特点:水量大,来势猛,易淹没井巷,有时伴有泥砂。

 排水设备不足或机电事故引起的

原因:水仓容量不足;排水设备欠维修;供电受雷击或其他事故而中断;未设防水闸 门,或闸门无法使用;隔离岩柱破坏。

特点:造成局部淹没或全矿淹没。二、被淹矿井的处理措施

强行排水

在原有井巷中安排水设备,或利用未淹的排水设备,进行排水恢复。

竖井强排中可使用掘进吊泵、潜水泵、卧泵、气压泵以及各种泵之间直接串联、间接串 联和并列直排的组合方式。使用大容积箕斗排水,也有相当大的能力。

斜井强排时可使用卧泵、潜水泵、深井泵及各种泵之间的并列直排,直接串联、开式接 力等组合方式。

 钻孔泄水

利用相邻未淹巷道或另建与被淹井巷有一定隔水岩柱的排水井巷,建立排水系统及 安全设施后,打钻放水、疏干,或从地面施工与透水巷道连通的大直径钻孔,安装潜水泵或 深井泵抽水降低水位。

井下构筑隔水墙隔离被淹巷道

矿井局部被淹,在未淹巷道中构筑一至数个隔水墙将透水地点从巷道网络中隔离出 去。利用隔水墙上的导水管的闸阀控制放水量,从容排出涌水。若突出泥砂无法排水,则 废弃被淹巷道,重掘绕道。

当矿井透水时,应迅速关闭预先设置的带门的防水闸墙。在没有防水闸墙时,可选择 适当地点紧急构筑隔水墙,以保证其它井巷的生产,并赢得处理透水、恢复井巷的时间。

隔水墙按结构形式可分为楔形和矩形。而其中楔形又可细分为单级楔形和多级楔形,如图 !% & ! 和图  所示。楔形隔水墙适用于水压大,围岩坚固的地点,当水压很大,且墙的设计厚度大于 #"’ ( $) 时,则需采用多级楔形隔水墙。

当水压不大,围岩松软时常采用此方法,而有锚杆加固的矩形隔水墙则适合于各种情况。

当矿井局部被淹需构筑隔水墙隔离被淹巷道时,首先要确定好位置,计算隔水墙厚度,再行施工。

构筑隔水墙的施工方法有:

(1)水下浇灌混凝土法

水下浇灌混凝土法如图 !" # $ 所示。施工时应注意:

从地面沿巷道走向向被淹巷道打垂直钻孔与巷道相交。孔距决定于隔水墙厚度和混凝土的塌落半径,一般为 孔的数量取决于隔水墙厚度和孔距,一般为 0 个。

图片14

在钻孔中下入旋扫器配合高压水冲刷巷道底面的杂物。用导管向巷道浇灌混凝土。

抛石注浆法

抛石注浆法如图 所示。施工步骤为:图片15

在钻孔中下注浆管,用压力向碎石中注入浓水泥浆或水泥砂浆。 养护后方可恢复排水。

自地面打钻注浆堵透水点

从地面向透水点打钻,必要时用钻孔爆破法沟通透水点,进行注浆堵水后排水恢复。 注浆堵水的方案适用范围广,作业条件好,方法简单,技术成熟,见效快,所以用得较多。钻孔位置应直接与透水点含水岩层相交或位于其附近,孔数 1 个,终孔直径不小于 (考虑下骨料),钻进中应测斜。若钻孔未沟通含水层,可进行钻破;若含水空间体积大,或动水流速快,可先注骨料。具体方法见表。

注浆施工质量及安全技术措施

(1)造浆前,对于注浆材料的凝胶时间要进行测定,不符合技术要求的材料,不准使用。

(2)注入水泥—水玻璃双液浆时,每更换一级浆液浓度,应测定凝胶时间。

(3)为防止浆液中混入纸片及水泥硬块等杂物而堵塞管路,在搅拌机倒灰口及出口处应设置过滤网。

(4)水泥浆搅拌均匀后,方可放入吸浆池,吸浆池内还需设二次搅拌,以防水泥浆沉淀。

(5)岩石裂隙中注浆,一般规律是先期施工的注浆孔注入量大,后期注浆孔注入量小,因此,一定要保证先期注浆孔的施工质量。

(6)注浆过程中,必须注意观察注浆压力(泵压及孔口压力表)和吸浆量的变化情况,当注浆泵压发生突降,吸浆量迅速减少或不吸浆时,一般是泵的吸水笼头或泵吸浆口球阀

(低压阀)堵塞;如果泵压突增,而注浆孔口压力上升很慢或不上升,一般是输浆管路发生 堵塞,应及时处理。

(7)注浆中注浆压力突然下降,增大流量仍不回升,属跑浆或超扩散,可采用缩短凝胶时间,增大浆液浓度或低压、间歇注浆或加入速凝剂和掺和料的方法来解决。

注浆结束标准

(1)正常条件下,每一次注浆时,注浆压力由小到大,注浆量由大到小,当注浆压力达到设计的终压时,注浆终量单液注浆为1。
 
       (2)特殊条件下,在大裂缝岩层中注浆时,若经过浆液浓度的变换,仍达不到终压和终量的标准,但又接近设计的注入量时,应暂时停注,待养护 #4 小时后复注,直至符合上述结束注浆标准。

在细裂隙或孔隙地层中注浆,当注 稀浆,压力仍上升很快而吸浆量迅速减少,或者压水量 12 时,可进行预处理。先压水 左右,接着压注 水玻璃,紧接着压注清水,并开始注浆。

三、被淹露天矿的处理措施

露天矿坑淹没的原因,一是由山洪、暴雨等地表水体的溃决造成的;二是因开挖过程 中遇强含水岩层或老窿突水造成的。常用的处理方案,可根据淹坑原因,水量大小、地质 条件、现有条件等加以综合考虑,确定最佳方案,必要时应进行技术经济比较。

四、允许淹没时间和淹没深度的确定

允许淹没时间的确定

露天采矿场不论采用何种排水方式,原则上都应允许坑底贮水,其允许淹没时间应根 据同时开采的阶段数(考虑受淹时影响出矿的程度)、贮矿仓能力以及淹没后造成的损失 等具体情况经研究确定。一般情况下;对采用露天排水方式的矿山,允许淹没时间,提出 以下几种情况:

(1)采用潜水泵、浮船、台车等排水方法的矿山,从排水角度来看允许淹没时间采用较长历时,如采用 ( + - 天。

(2)矿山在雨前可超前掘出按贮排平衡曲线要求的最小贮水容积;或最低工作水平在雨季允许停产(底沟无大型采、装、运设备作业),或最低工作水平采用机动性强的装备等。

(3)采矿工作面少或新水平准备工作比较紧张,雨季前掘不出按贮排平衡曲线要求的最小调节容积的情况下,允许淹没时间应适当缩短,可取 # $ % 天。

(4)当矿山采掘工程紧张,采矿工作台阶少,淹没损失较大,对安全生产有特殊要求的矿山,其允许淹没时间采用短历时的较高标准,即等于或小于 & 天。

 采矿场设计洪水的允许淹没深度可按以下原则确定:

(1)采矿场受淹后,排水作业不应停产;

(2)新水平开沟前,水深不淹本水平挖掘机主电机;新水平开沟完成前,水深不淹上个平台的挖掘机主电机;

(3)特殊情况下,如设计暴雨径流量特别大时,对是否允许淹没本水平或上水平挖掘机主电机,应通过技术经济比较确定。

(4)新水平准备时间充裕时,在每年暴雨期停止开沟,开段沟和上个平台可以淹没。


 
举报收藏 0打赏 0评论 0