矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散层水文地质灾害治理研究

2020-12-09鞠志勇

中国金属通报 2020年7期

鞠志勇

（国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿，内蒙古鄂尔多斯 017000）

上覆厚松散层水文地质灾害治理是当下巩固我国矿区安全的重要手段，然而现阶段有关矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散含水层水文地质灾害治理研究相对较少，基于该问题现状，要求行之有效的方法对其进行分析研究，本次研究对矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散含水层水文地质灾害治理进行分析，有十分重要的理论意义。

1 浅埋深薄基岩上覆厚松散含水层水文地质灾害概述

矿区很多区域矿层具有埋藏浅，且顶板基岩薄及松散性含水层厚等特点。经过检测后发现，该开采工作面属于古冲积河道洼地，在上古时期矿层上层部位当中的基岩层面已经受其严重冲蚀，造成基岩厚度逐渐变薄，但此时该基岩上层覆盖松散层却相对较厚。一旦基岩自身厚度逐渐小于其采动裂隙形成高度，则会出现裂隙沟通基岩顶部的现象，从而形成“水松散层”，一旦这种情况发生，则容易造成工作面溃水、溃沙情况发生。

2 上覆厚松散层水文地质灾害具体影响

第一、针对矿层埋深浅、上覆基岩薄、厚松散含水层的地质条件，在回采期间，尤其是在第一次老顶断裂后,极易发生溃水溃沙，则会对矿井造成毁灭性打击，会使大量的土层脱落，对矿区上方支撑点造成影响，一旦支撑点出现问题，这会导致上层出现大量塌落，严重影响其开采作业、安全运行。

第二、通过分析后发现，一旦上覆厚松散层出现水文地质灾害则会对矿区生产运行造成影响，例如人员伤亡、设备被淹甚至矿井损毁等情况，这些都会对矿井造成较大影响，严重波及了生产效益提升，对矿区全面发展及效益获取不利[1]。

3 矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散层水文地质灾害治理对策

四盘区东翼上覆基岩最薄处位于布置工作面切眼处，最薄30m，该区域正位于廉家海子古冲沟段，冲刷及断层较发育。复杂的地质构造对该区域巷道掘进及回采造成了很大威胁，在生产前必须采取安全措施后，方可进行施工。

3.1 构建水文地质灾害治理机制

在对矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散层水文地质灾害进行治理过程中，一定要注重其结合性，从制度层面入手，对水文地质灾害治理工作管理责任进行明确，对水文地质灾害治理工程作业中的问题、弊端等进行侧重分析。同时，矿区需要加强水文地质灾害治理现场监督管理，监督机制的构建需要体现治理当中的同级监督、下属监督等，将以往治理作业现场中的“一言堂”进行打破[2]。

3.2 完善精细化治理体系

在对矿区浅埋深薄基岩上覆厚松散层水文地质灾害进行治理过程中需构建精细化治理体系，包括前期设计、后期评估的细化。具体如下：第一、对治理环节、工序、设备等进行量化检测，必须在规范标准范围内完成任务，对造成矿区水文地质灾害问题进行分析，确保水文地质灾害治理工作安全顺利。第二、对水文地质灾害治理进度、执行情况等进行量化管理，包括机械设备的采用、技术的投入、进度开展等。可以有效降低因诸多问题造成的阻碍发生[3]。

3.3 全面落实井下探放水工程

在浅埋深薄基岩上覆厚松散层出现水文地质灾害的时候，想要有效控制地面松散含水层中的水体集中进入工作面，必须将地面松散含水层中的水进行提前疏放，减轻操作面的水文地质灾害压力。针对浅埋深薄基岩上覆厚松散层的水文地质灾害治理，井下探放水工程是比较有效的治理措施，施工区域在工作面的切眼处和两顺槽区域，探放水孔的数量和孔径需要根据松散含水层的动储量水总量及疏放速率而定。在进行探放水钻孔操作的时候，可能会发生松散层底部石块堵塞孔口等问题，需要在钻孔完成后进行通孔操作，保证疏放水的正常。

3.4 重视地面注浆施工

工作面在进行回采前，通过地面注浆的手段对基岩厚度不足50m的回采区域进行注浆加固。针对该次施工的地域特点，地面注浆施工采用了三角形分布注浆孔，孔距设定为6m，注浆压力按照国家的相关标准设定在4.0MPa～4.5MPa范围内，注浆材料使用的是水泥浆。在注浆施工区域内需要留有注浆效果检查孔，以便及时观察现场的注浆情况，检查孔的位置选择要平均分布在注浆施工区域内，要有典型的代表意义[4]。地面注浆施工可以通过水泥浆的固化粘结作用对基岩层的松散沙层进行固结，进一步防止工作面发生溃水溃沙的事故。

3.5 加强地质勘测力度

施工单位需要在正式开始工作面回采以前，对回采区域的水文地质条件进行再次的勘测，并且进一步加强勘测的力度，对回采操作提供全面、准确的地质条件数据，以便施工人员可以做出准确的判断，提前做出水文地质灾害问题的防治预案。在此期间，地质勘测人员要着重注意对基岩层厚度较薄位置的勘测，同时要对松散层含水量较大的区域进行标记，并且及时将勘测的数据告知施工单位，并且指导施工人员对松散层的动储存水进行疏放，疏放的方式可以有直通式泄水、井下探放水等。对于含水量不是特别多的区域，可以利用地面注浆的方式进行固结，以此减少松散层的流动，起到防溃沙的作用。

3.6 建立地面水文观测孔

为了确保矿区的安全生产，需要建立几个地面水文观测孔，以此对观测孔周边的地层构造、风化岩层深度以及岩层特性等进行观测，同时有助于我矿时刻了解浅埋深薄基岩上覆厚松散层的水位动态，提前做出应对处理。在施工的过程中要合理的选择钻机和泥浆泵等设备，并且防止松散层中的砂层出现坍塌，做好护壁防护。水文观测孔的施工主要有钻进、扩孔、下套管与止水、洗孔以及抽水试验等流程，施工工序较多，需要严格按照施工要求进行，以此保证施工安全和有效性。