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丰源煤矿矿井涌水规律及控制因素分析 一、引言 丰源煤矿位于山西省大同市左云县,是一座具有悠久历史的老矿井,近年来因为矿井涌水问题而备受关注。矿井涌水问题一直是煤矿开采过程中不可避免的问题之一。本文将围绕丰源煤矿矿井涌水规律及控制因素展开分析和探讨。 二、矿井涌水现象 丰源煤矿开采过程中,不断有来自顶板、底板和深部水源的水涌入矿井。这些水的来源非常复杂,有些是来自附近山区的河流和地下水,有些是来自矿井本身自然环境的存在。 1.顶板水源 在丰源煤矿开采的时候,顶板是一大重要部分,也是一般意义上的矿井涌水的主要来源。所谓顶板是指矿井顶部上方岩体。岩体中往往有着大量的缝隙和裂隙,因此在矿井上方地下水在经过一段时间后,会由于顶板松散塌落或者其他原因,将水以大量的方式涌入矿井,导致矿井涌水。 2.底板水源 除了来自顶板的水之外,丰源煤矿的底板水源也不能忽视。一般情况下,开采过程会使矿井深度加大,底板的压力和规模也随之增加,这将使得底板中的地下水压力增大,容易使密闭性差且含水量高的沉积岩层的水涌入矿井。 3.深部水源 在煤矿开采过程中,深部水源通常出现在一些天然裂隙和岩石断层中。这些水的来源一般是深部地下水经过岩层运移并且受到地形、地质构造、花岗岩和矿脉的影响,聚集在深部断层中,当矿井开采靠近断层带时,那些断层中的水就是涌入井下的主要水源。 三、矿井涌水的控制因素 除了给出造成矿井涌水现象的主要水源之外,我们必须了解涌水现象的控制因素,以便开发出可靠的对策。 1.煤层物性 煤层物性是影响矿井涌水的重要因素之一。首先,煤层的渗透性是影响矿井水动力学行为的关键因素之一。一旦对煤层的渗透性和含水量有了充分的了解,就可以制定出避免涌水和控制涌水的科学合理方案。其次煤层的颗粒度分布也决定了渗透性的大小,即粒径分布越大渗透性越高。 2.岩性 丰源煤矿地质构造分布比较复杂,地质体的物理和力学性质不同,因此对水的渗透和吸附本质也不尽相同。由于冒进道固定性较差,造成冒顶难题。特别是在软岩带,地应力等因素虽然存在,但矿井涌水却显得更加明显。 3.地下水系统 地下水是自然环境中不可避免的存在,但要想防止和控制矿井涌水,就需对地下水系统进行逐个的认真分析和研究。在丰源煤矿所属的大同地区,地下水系统复杂,很难确切预测涌水动态。因此,为了避免地下水的变化带来的影响,就需要定期盘点矿井场地水文地质情况,以避免意外的涌水事故。 4.采采措施 地质条件和矿石开采均会影响井下水的流动和渗透;另外,矿井开采方式对涌水现象也会产生较大的影响。为了避免矿井涌水发生,需要在采采措施方面采取以下几项:①朝向卸压原则开展开采;②采用隔直通的块状开采方案;③实施现场及时启动的积水排水工作;④实行夹层泵水法降低地下水位,减少涌水风险等。 四、总结 经过对丰源煤矿矿井涌水规律及控制因素分析,在煤矿开采过程中,涌水现象的发生有其先决条件,水源一般来自于顶板、底板和深部水源。同时,控制涌水的因素主要来自煤层物性、岩性、地下水系统和采采措施等。因此,为了避免发生矿井涌水,需要在开采过程中采取合理的采采措施,加强地质数据分析和水文地质预测,并实行现场水文监测、及时排水,以避免涌水事故的发生。