指防止礦區地表水災的措施。
1.修筑防洪溝
(1)防洪溝的位置
防洪溝的位置選擇是礦井地面防水工程成敗的關鍵。防洪溝的選地原則應是:
1)盡量不改變自然流。
2)盡量利用天然的或人工的已有的溝渠和地形。
3)防洪溝渠的曲率半徑不應小于溝寬的5~10倍。
4)要布置在礦區或井田范圍以外。
5)防洪溝要避開與礦井充水有關的含水層露頭區、斷層破碎帶、巖溶發育區。如必須穿越上述地帶時,防洪溝應作防滲處理。
6)防洪溝線路應選擇工程地質條件較好,沒有山崩、滑坡危險的邊坡巖層較堅實的地帶。
7)集洪范圍應能最大限度地匯集流人礦區內的洪水。
(2)防洪溝的斷面和坡度、邊坡
防洪溝斷面大小應以雨季時能迅速排出匯流最大山洪為準。這必須了解礦區歷年最大洪水量,計算出最大設計流量,求出最優斷面。
防洪溝的坡度應與地形坡度大體一致。在地形過陡的地段,為防止流速過大引起沖刷,可設置跌水設施。
防洪溝的邊坡,要根據設計線路通過地段的工程地質條件以及護砌情況確定。
2.封堵陷坑,排出積水
礦石采出之后地下形成采空區,上覆圍巖失去支撐,頂板產生移動、變形、破裂以致大面積冒落。隨著開采范圍的擴大,巖層移動下沉可以擴展到地表,形成下陷盆地、塌陷坑及裂縫。這些都是由于大氣降水和地表水系灌井通道引起的。
(1)封堵陷坑、裂縫的方法:
1)將洪水引出塌陷裂縫區
在設置防洪溝不讓洪水進入塌陷裂縫區之內;要將塌陷區內降水及時引流出區。為此,可在塌陷裂縫區的外圍開挖截水溝渠,在塌陷區內開順水溝,將降水集中到不致滲漏于井下的地段,然后引出礦區。
2)充填塌陷坑和裂縫
用土、石充填陷坑的方法是,下部先充填石塊、廢石、矸石,上部覆蓋泥土、黏土,并分層夯實,使之高出地面0.5~1m。
3)圍截隔離塌陷裂縫區
當無法回填洪泛區內的塌陷群時,可用土堤將其圍截隔離,以防洪水漫灌。
(2)排出地表積水
大氣降水在礦區地表洼地聚積,形成地表水體。這種積水遇到礦區表土層薄、透水性強、淺部灰巖巖溶發育時會形成礦井充水的水源,應盡快排出。地表積水的排出,必須根據礦區的具體情況,選擇切實可靠的排出方法。
1)如條件允許,應優先采用自流排水。即從積水區開排水溝,將水引到礦區范圍之外。在開挖排水溝前,要事前進行現場勘查,選擇排水溝線路、坡度,然后通過水力計算確定斷面形狀和尺寸。
2)建立泵站,機械排水。不具備自流排水條件者,必須建立泵站將積水排出。
泵站有臨時泵站與永久性泵站兩種。臨時性泵站在雨季建立,用后拆除;永久性泵站,建立之后長期使用。泵站的排水能力、排水量和排水時間、地形條件、設備利用率等是綜合考慮建何種泵站的依據。
排除積水必須防止回灌和倒滲現象。因此,要盡可能將排除之水送到遠離積水區或遠離其他可能滲入井下的地點,沿途溝渠要采取防滲措施。
若是積水范圍不大,積水不深,而且附近取材又方便的情況,在排出積水后,可用黏土將洼地填平、夯實,以防再次積水。
3.河床鋪底或改道
(1)河床鋪底
當河流、溝渠等地表水系流經礦區斷層破碎帶或石灰巖含水層露頭帶時,河水可能會沿河床或溝渠底部漏失,滲入井下,成為礦井充水的水源。
在不適宜改道的情況下,可在河床、溝渠底部的漏失地段,用防漏防滲材料,如黏土、料石或水泥等鋪設河底,修建不滲水的人工河床,以制止河水向井下滲漏。
修建人工河床應注意的問題是:
1)要進行水力計算,確定新河床斷面,但比原河床斷面不應縮小太多。
2)就地取材,修建防漏、防滲層,還應滿足防侵蝕、防沖刷的要求。
3)對砂、卵石河床,因其易于變形,故不能用剛性材料砌筑。
4)在基巖上澆筑混凝土時,要注意清基。
5)在北方礦區,要注意防凍。
6)對岸坡有漏水的河床,岸坡應和床底同時進行同樣的襯砌。
(2)河流改道
流經礦區的河道,如其下方有巖溶含水層,河底裂隙多,不適宜修人工河床時,應考慮將河流改道,即用人工河道將河水引出礦區之外。
1)改道路線。新河道線路距離要求最短;新河道要避免走上坡,盡可能避開不穩定土層或滲漏嚴重的地層;新水道路線要綜合考慮井田防治水、礦區遠景規劃、農業及環境等因素。
2)新河道起止點的選擇。起止點應順勢誘逼河水流入新河道;起止點要選在不易被沖刷的穩定地段;新河道的終點與原河道相接處的交角不宜過大,以免對河岸沖刷;新河道起點,即原河道的上游,應設置攔河壩將水流導入新河;攔河壩與新河起點之間應保留一段距離,以免攔河壩被洪水沖潰。
3)舊河道必須進行處理。為防止舊河道給開采造成隱患,必須先將舊河道積水排出,再用黏土和矸石填平,將廢舊河道改成良田,既可防雨水積聚,又可增產利民。必要時要清除淤泥積沉物。
4)局部去彎取直,減少河水流經礦區的途徑;用人工引流將礦區河水引到下方礦外河中。這兩個辦法可不必全部改道,只進行部分調整。
4.填堵老窯井口
中國采礦歷史悠久,一些老礦區均有老窯,古坑密布,而且老窯多分布在露頭附近或洼處,造成雨水匯積。老窯年深水大,對深部礦區存在潛能位壓,一旦突水則壓高量大,傷亡慘重。
封閉這些老窯井口應先行調查、繪圖,事后做出標記。大井口可用水泥蓋封閉,再用黃土堆滿蓋上;淺而小的舊坑老窯井口可直接就近取土填塞;對靠近河溝的井口,應加蓋1m厚的灰土,并使井口高出地面1m以上。
處于農田內的井筒,在填實后還應在距地表以下2m處打厚度不小于1m的三七灰土,然后再覆以耕土,這樣,既可防止滲漏雨水,又可便于耕種。
位于山坡上的古窯井口,可用片石砌一高度不小于1m的圓形擋水墻,攔截雨水灌入。
除古窯舊坑外,礦區對近年鄉鎮、個體開的小煤窯或民窿金屬礦的廢棄坑道、井口,亦應同樣關注。
——摘自《安全科學技術百科全書》(中國勞動社會保障出版社,2003年6月出版)