科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏ ｎ 矿井突水形成机理分析与控制因素研究 蒋小庆 （神火集团新庄煤矿地测科，河南永城４７６６００） 【摘要】矿井水害防治反映了一个国家的科技水平和经济能力，这个问题仍然是－５今世界地质届的一个难题。本文在已有工作的基础上， 结舍我国目前对矿井突水的研究现状与成果，对矿井水害的形成机理进行了分析，并对我国矿井突水的控制作用进行了简单的描述。最后，在 总结了国内外对矿井突水综合防治方法的基础上对未来的矿井突水综合利用进行了展望。 【关键词】矿井突水；形成机理；控制因素；综合防治 ０引言 随着我国工农业生产的迅速发展．对煤炭的需求量日益增长 矿 山安全是煤矿生产永恒的话题．而防治地下水害则是煤矿安全生产所 面临的一个迫切的重大课题．煤矿水害防治反映了一个国家或地区的 科技水平和经济能力 我国是一个能源消耗大国．煤炭能源在能源结 构中占据了很大的比重．并且在很长一段时间内这样的格局都不会发 生改变。然而．由于我国煤矿水文地质的复杂性．煤矿开采过程中会遇 到很多水害的威胁 据统计．在过去的５０年中．我国发生各类矿井突 水事故近２０００次．造成人员死亡１６００余人，直接经济损失超百亿。 断层构造往往是各种水源进入矿井的直接通道．它能引发矿坑突 然涌水甚至大规模淹井事故 断层的透水性主要受断层的力学性质、 两盘的岩性条件、构造岩胶结程度、构造岩抗压强度、断层带静水力与 动水力的大小及采矿活动等因素的影响 重力滑动构造的滑动面发育层位不同．水文地质特征也相应发生 变化。如滑面发育在塑性岩体中．滑动带基本不富水。滑动面发育在可 溶性刚性岩体中．滑动带则裂隙发育．富水性强 ３＿３ 自然地理条件对矿井突水的控制作用 自然地理条件对地下潜水赋存的影响最为显著 由于我国新生界 潜水往往是矿区隐伏充水含水层的总补给源．所以潜水的地质水文条 件对矿井突水有着间接的控制作用。另外，特殊地理条件即建筑物下、 １ 我国煤矿水害现状研究 地表水体下和道路下采煤，也能引起矿区水文地质条件的重大变化． 我国煤炭工业发展受到众多因素的制约，除资金短缺、设备陈旧、 从而导致矿井突水 煤价过低等国家政策性因素外，水、火、瓦斯、顶板等地质灾害是主要 自然限制因素．尤其是地下水害对煤矿的生产和建设构成极大威胁 ４矿井突水的综合防治 据统计资料显示．从新中国成立以来．全国岩溶类矿井突水量大于 国外自２０世纪７０年代开始研究矿井突水的综合防治以来已经 ｌＯｍ３／ｍｉｎ的突水共发生２００余次．大于５０ｍ３／ｍｉｎ的突水２Ｏ余次．．由 在这个方面取得了较大的成就．国外学者围绕疏干降压防治水方法． 此可见．我国产煤区的水文地质条件均比较复杂．与国外其他主要产 发展了相应的钻探、排水新技术．并正逐渐将此技术采用计算机自动 煤国家相比．无论从受水威胁的面积上还是从类型上或者严重程度上 控制。这使得疏干技术水平大大的提高 另外．矿井排水成本越来越 都是罕见的．而且随着开采程度的增加，水害威胁越来越大，防治水的 高．一些国家开始试用堵水截流的防治水措施 Ｔ作也越来越困难 我国矿井防治水方法多种多样，有疏有堵，在一定条件下可疏、堵 结合。疏干降压的方式有地表疏干，也有井下疏干。在某些条件下．地 ２矿井水害形成机理分析 表、井下可联合疏干降斥。在注浆堵水方面．既有矿山局部丁程处理和 矿井水害的形成机理主要可分为地下热水型、机械潜蚀型、裂隙 淹井事故处理．也有大型防渗帷幕注浆丁程 根据近几年研究成果．排 型、岩溶型及构造型五种 水、供水、环境保护三位一体结合不仅可以解决排、供、环保三者之间 ２．１ 地下热水型水害形成机理分析 日益严重的矛盾和冲突．而且也是一项十分有效的矿井防治水技术 矿区地热异常的实质就是地下热水在地下做深循环运动，即地下 目前．国内主要采用的防止矿井突水的方法有带压开采、疏水降 水在重力作用下由补给区向地壳深部地温等值线增值方向流动，在一 压、底板注浆加固等 带压开采就是指充分利用煤层底板和承压含水 定条件下携带着热量又向着地温等值线减值的地壳浅部方向流动 地 层之间的隔水区而实现安全开采的一种综合防治技术 而对于疏水降 下热水深循环的过程便是地下水不断降温．而围岩不断增温的过程 压来说．底板高承压水是底板含水层破坏的重要因素．水压越高，导升 这种过程主要出现在排泄区和地下水交替十分强烈的地区．其结果是 含水层破坏带的高度越大．因此．降低底板承乐水是许多矿井采取的 形成一定范围的正异常 防止突水的综合措施 一般来说．为了Ｔ作面的安全回采．可以对底板 ２．２机械潜蚀型水害形成机理分析 进行注浆加固．阻止底板高承压水进入工作面．． 岩层中由于渗透水流的冲刷作用．将其中的细小颗粒带出冲走， 岩层变的结构松散、孔隙度增大、强度降低，甚至形成空洞，最后可导 ５矿井突水综合利用展望 致地下洞室围岩坍塌和大规模碎屑流事故 碎屑流多发生在颗粒不均 在矿井水涌水量大、突水事故严重的大水矿区进行矿井水资源综 的砂层中，但在坚硬岩石中的软弱夹层、泥化夹层、断层破碎带、含泥 合利用研究，必须与矿井水害防治结合起来，它是一个涉及煤炭、水 沙节理以及全、强风化带和由可溶盐类物质胶结的软弱岩石，也可能 利、环保和农业等多方面的系统工程。为了最有效第开发利用矿井水， 发生 促进资源开采与环境保护的良洼循环．各部门特别是煤矿生产部门必 须做好以下几项配套工作 ３我国矿井突水的控制因素 （１）矿井控排。即在井下采取适当措施控制矿井排水。可采取砌筑 ３．１含水层对矿井突水的控制作用 水闸墙、水闸门将各处水点构成通道，并通过打钻等方法，以水管、闸 我国煤系地层、煤系岩溶基底及其煤系覆盖层的沉积特征．尤其 阀控制出水，从而达到集中管理矿井排水量的目的 是可溶性岩石的岩溶发育规律具有区域特点．常常成为控制煤矿床水 （２）清污分离 将矿井污水与大出水点的清水分开．分别按两套排 文地质条件和地下水害的一个重要因素 水系统将它们排出矿井 ３＿２地质构造对矿井突水的控制作用 （３）矿井水回灌 在煤矿区利用有利地段或布置大口径群孔将矿 地质构造对矿井突水的影响主要体现在褶皱构造、断层构造和重 井清水多余排放量回灌到地下含水层中 力滑动构造这三个方面 （４）帷幕截流 在查清矿区水文地质条件的基础上．选择适宜的补 褶皱构造对矿井突水的控制作用首先表现为：褶曲两翼地层倾角 给通道段进行帷幕注浆．将地下水截到井田以外．达到减少矿井排水 的大小决定了含水层的出露面积和分布范围 两翼地层的倾角越缓． 的效果 ● 出露的面积越大．地下水大气补给量越大，矿井突水就越严重。其次， 定规模的褶皱构造可以在一定范围内形成一个完整的水文地质单 【参考文献】 （下转第３０６页） 元，它包括地下水的补给区、径流区和排泄区 一２５４ Ｊ科技视界 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏ ｎ 与者的积极性。是推动药品安全追溯系统建设的重要因素。药品安全 追溯工作从２００７年特药开始实施电子监管至今．已开展约８年时间． 目前正向全制剂品种、全流程、覆盖的目标前进。作为一名中国药品电 子监管工作的参与者．在工作的展开中深切体会到．通过运用中国药 品电子监管网收集的数据来为药品生产企业、流通企业、监管部门和 消费者提供服务．极大调动了他们推进药品电子监管工作的积极性。 也推动药品电子监管工作更快更好地发展 同理．消费者、企业、监管部门作为食品追溯链中重要的参与者， 应思考如何运用食品安全追溯系统为生产者（企业）提供管理依据和 准确的市场信息；为消费者提供准确而详细的有关产品的信息．保障 消费者自身利益：为监管部门提供监管技术支撑手段。充分调动各方 积极性．为食品安全追溯贡献各自力量。 案。这些档案的建立，保证了农畜产品安全的可溯源性，使更多、更安 全的农畜产品进入市民的“菜篮子”，摆上市民的餐桌。 截至目前．我国尚待建立统一规范的食品质量安全标准体系和涵 盖食品生产、流通、消费环节的食品追溯体系，以及与之相应的管理制 度。 ３我国食品追溯体系建设面临的挑战 ３．１食品供应链体系复杂 食品供应链体系的复杂性是引发食品质量安全问题的重要原 因．食品安全问题在整个食品链的各个环节都有可能发生并产生严 重后果．而且随着社会分工的逐步细化和专业化生产趋势的增强． 食品供应链将会越来越长、环节越来越多．范围越来越广．因而食源 性危害发生的概率也越来越大。如何建立一个科学的食品追溯体 ４结语 系．对复杂供应链中食品在各个环节进行有效地追溯．是一个急需 解决的课题 ２０１４年３月５日第十二届全国人民代表大会第二次会议．国务 ３．２食品追溯主管部门有待明确．食品追溯系统建设主体有待明确 院总理李克强在政府工作报告中强调：建立从生产加工到流通消费的 目前．食品的生产、加工、流通、消费环节由不同部门负责监管，从 各部委三定职能来看：农业部门负责监管初级农产品生产：食药监管 部门负责食品安全综合协调以及生产、流通（消费）环节的监管；卫生 计生委负责食品标准的制定及风险评估：商务部门主管食品流通行 业：质检部门负责食品进出口监管．工信部门负责食品工业行业的管 理：公安部门负责打击食品安全犯罪。食品追溯系统应涵盖从初级生 产到消费者的食品链所有环节，应是一个便于食品生产和安全监管部 门实施不安全食品召回和食品原产地追溯．便于企业和消费者信息沟 通的国家食品追溯体系。由谁作为食品追溯的主管部门和食品追溯系 统的建设主体．有待明确 ３－３多部门建设系统有待整合 各部委针对食品安全追溯建立了多个独立的信息化系统．对相同 产品不同生命周期，或不同产品进行追溯。的以乳制品为例，农业部 门、质检部门、工商总局和食品安全委员会办公室均建立了各自的乳 品电子信息追溯系统，分别对原料乳、乳品加工、流通和消费进行监 管 如何有效地将各自独立的乳品电子信息追溯系统进行整合．建成 全国统一的涵盖乳制品生产、流通和消费全流程的追溯系统．运用信 息化手段．将各环节的信息相关联．形成完整的信息追溯链，需要各部 委共同致力研究 ３．４如何调动各方积极性 从前期中国药品电子监管工作开展经验来看．调动追溯链中各参 全程监管机制、社会共治制度和可追溯体系．健全从中央到地方直至 基层的食品药品安全监管体制。严守法规和标准．用最严格的监管、最 严厉的处罚、最严肃的问责．坚决治理餐桌上的污染．切实保障“舌尖 上的安全” 如何实现对食品链从农田，牧场到餐桌的全链追溯．是我 国乃至全世界食品追溯体系建设面临的挑战。● 【参考文献】 ［１］《中华人民共和国食品安全法》（主席令第２１号）．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｆｄａ．ｇｏｖ．ｃｎ／ＷＳＯＩ／ Ｃ∞７８４／１ １８０４１．ｈｔｍ１． ［２］Ｎ洁．谈谈食品追溯体系的建立对食品安全的重要性［Ｊ１．知识经济，２０１Ｉ（Ｉ１）： ８０—８０． ［３］莫锦辉，徐吉祥．食品追溯体系现状及其发展趋势叨．中国食物与营养，２０１１，１７ （１）：１４－１６． ［４］王风云，赵一民，张晓艳，等戒国食品质量安全追溯体系建设概况［Ｊ］．农业网络 信息．２００８（１０）：１３４—１３７． ｆ５ １何莲’凌秋育．农产品质量安全可追溯系统建设存在的问题及对策思考：基于 ＮＪＩＩ省的实证分析ｌ ＪＩ．农村经济，２０１２（２）：３０—３３． ［６］于辉，安玉发．在食品供应链中实施可追溯体系的理论探讨『Ｊｌｌ农业质量标准， ２００５（３）：３９—４１． ［责任编辑：杨玉洁］ ｆ上接第２８３页）５结束语 高速公路桥梁施工技术，从其实际情况出发，发现问题，解决问题，做 通过文章对高速公路桥梁高墩施工技术的分析和研究．我们能够 了解到作为城市以及经济发展必然要素之一的公路桥梁．其施工质量 【参考文献】 与安全系数的保障．是一个永恒不变的话题．只有充分地保障了桥梁 ［１］郭卫琦．桥梁高墩施工技术探讨【Ｊ１．山西建筑，２０１２． 的安全与稳定性．才能够发挥其功能．促进我国各项事业的发展和进 ［２］－－￣晋ｌ浅谈高速公路桥梁建设中高墩施工技术ｃＪ］．科技风，２０１０ 步，否则．不但不能发挥其应用的各项功能，反倒会阻碍人们的出行， 影响交通运输行业的进步，增加大量的维修和保养费用。所以说．提高 ［责任编辑：侯天宇］ 到与时俱进，才能够更好的为人民和国家服务。ｅ 电力电缆故障分析及防范措施【ＪＪ．２０１０，６． （上接第２３７页）经济效益，甚至涉及到民用航空的飞行安全问题，这也 ［２］王晟．电力业务资质管理中心编写组 】扁压电工进网作业 是民航企业密切相关的—件重要事情．因此应采取相应的防范措施避免 ［３］国家电力监管委员会，材料：高压类理论部分，２００６—６—３０． 电缆故障的发生、及时消除设备的缺陷和安全隐患，防范于未然，确保 机场供电安全的稳定运行。’● ＇■ 【参考文献】 ［１］陈星，庞希望．１ＯｋＶ电力电缆故障分析及预防［Ｊ］．２０１５，３ ［４］任述飞，马国民．电力电缆的故障诊断及对策研究．￣］２０１１． ［５］张伟．电力电缆线路故障分析及防范措施ｆＪ】．２０１４，１０． ［责任编辑：邓丽丽］ （上接第２５４页）［１］靳德武．煤矿（床）水文地质学的研究现状及展望ＩＪ］．煤田 （３）． ［５］关永强，王铁记，岳卫振．牛儿庄矿奥灰特大溃水灾害的治理研究【Ｊ１．中国煤田 地质与勘探．２００９（５）． ２００６（３）． 『２］马培智．预防底板突水的目的含水层水文地质试验研究：鲁中煤田下组煤水 地质．［６］肖有才，娄源改，蒋丽．浅部截流、深部疏于：平煤集团矿井防治水综述［Ｊ】．煤炭 文地质补充勘探方法『Ｊ１．中国煤田地质，２ｏｏ５（５）． ２００５（３）． 『３］曹少娟，于万根同拓疆．常村煤矿矿井充水规律及防治对策『Ｊ］．中州煤炭，２００９ 技术．（１１）． ［４］石书会．浅析峰峰矿区矿井突水原因及防治［Ｊ］河北建筑科技学院学报，２００１ ［责任编辑：侯天宇］ ３。６ ｌ科技视界ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ