发布时间:2023-09-21 17:34:19
绪论:一篇引人入胜的水灾害防御,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

中图分类号:O741+.2 文献标识码:A 文章编号:
在我国绝大多数的煤矿都是地下开采井下作业,煤矿井下工作场所客观条件制约很多,水、瓦斯、顶板、煤尘问题提出的改火,以及运输、机电等都可能成为矿井事故的原因,如果预进方法防和处理不及时,严重的甚至会出现重大人员伤亡和财产损大矿集失。特别是煤炭整合之后,一系列的小煤矿生产管理问题尤为突出。矿井水害一直是制约我国煤炭生产发展的重要因素之一。地下水涌入矿井, 不仅造成生产损失和人员伤亡, 导致多种环境负效应, 而且还威胁着大量煤炭资源不能开采。随着相关学科的发展和新方法、新手段的应用,防治水技术必然会向新的高度迈进。
一、矿井水的来源
1、采空区积水。在井田内如果有大面积的采空区,或者周边有其它煤矿的大面积采空区及古空区,可能存蓄地下水。在矿井顶板岩石冒落导水裂隙带或地质构造等不同沟通渠道的作用下,可对下方的煤层矿井产生不同程度的突水。矿井开采中对此应引起高度重视,建议对全井田进行补充勘探,进一步查明水文地质情况,补充完善采空区、老窑及其周边小窑积水情况,有无越界开采的情况,以便准确地指导矿井设计、施工和生产。
2、大气降水。大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿井,成为矿井突水的间接,且重要的补充来源。矿井涌水量受降水的季节变化影响,具有明显的动态变化特征,且有延后特征。
3、含水层地下水。井田矿井顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系,使地下水进入矿井,成为矿井突水的主要来源。在开采过程中也不排除在特殊构造部位( 如隐伏断裂构造) 的越层补给。
二、矿井水的防治措施
1、矿井地下水灾害的防治
(1)灾害性水源的防治:对于渗漏严重的水库、河流等,应进行铺底或河流改道,在矿区建库蓄洪。调节控制雨季区域性的洪水流入矿区的洪峰水量,减少洪流入渗晕。
(2)灾害性通道的防治:地表防治,采用塌陷的回填,或围堤筑坝;地下防治,采用浅部截流或帷幕注浆;井下防治,是避开岩溶发育地带,控制大出水点的流量,修水闸墙或水闸门,井下注浆等。
(3)人类采矿活动:人类采矿如在浅部采用长壁全冒落法进行开采,地表形成大的积水坑而使涌水量激增,此时采用其它采矿方法则有可能减少或避免涌水量增加。采矿方法不当破坏原有阻水构造,隔水层,冒落连通其它含水层及地表水体,引起灾害,故应正确规划人类自身的采矿活动。
2、构筑防水闸门和水闸墙:为了使井下局部地区的涌水不致波及其它地区或拦截水源,将开采区与水源隔离,避免矿井受突然涌水的袭击,此时应在井下适当地点构筑水闸门或水闸墙。水闸门一般设置在可能发生涌水需要堵截而平时仍需运输或行人的巷道内,如井底车场、井下水泵房和变电所的出入口等。对于大水矿井必须设计密封式泵房,以保证矿井全部淹没而泵房与变电所安然无恙,仍可照常运转、排水,以至恢复矿井的正常生产。
3、注浆堵水:注浆前期应该用物探方法查明下伏含水层顶部的岩溶、裂隙的分布情况;然后选择适当的注浆工艺使其封闭,并充当隔水层的作用,进而加大了隔水底板的厚度至大于临界厚度值。对于断层较多、裂隙发育完全的碎裂底板,必须采取超前探测水,之后实施注浆,从而封闭了导水裂隙,加大了底板岩层的强度。当掘进或回采过程中遇到个别断层或陷落柱突水时,可在查明具体情况后进行局部注浆堵水,从而达到安全开采的目的。
4、完善矿井排水系统,提高矿井抗灾能力。所属整合矿井应该按照技术改造设计完成排水系统施工工作,按照相应的技术要求进行改造,逐步形成完整的矿井排水系统。加强防治水技术指导、服务工作,防治重大突水事故发生。为了确保各矿技改安全,坚持“预测预报、物探先行、钻探验证、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,搞好采掘工作面水害管理。要求整合矿井必须采用“有掘必探、物探先行、钻探验证”的方法进行掘进钻探相步结合,有效防治重大突水事故发生。
三、几种预防预测技术
1、采煤工作面底、顶板突、溃(淋)水预测预报技术
(1)底板突水预测预报:底板突水预测预报一直是煤矿防治水工作的重点之一。研究工作基本集中于两个方面: 一是对底板突水机理的试验与理论研究;二是研制和开发用于底板突水的预测预报技术,包括用于信息获取,信息处理及信息解译的仪器、设备及计算机软硬件技术。
(2)底板突水预测预报技术:基于突水机理研究形成的各种理论大多都有各自的一套突水预测预报方法。根据目前国内外学者的研究,一般都认为含水层的水压和保护层强度是确定能否突水的主要原因。因此研究重点放在了矿压、水压的变化及在它们联合作用下断层、裂隙等的力学性质及形变方面,即采动应力场和渗流场藕合分析。
(3)底板突水机理:研究底板突水机理研究是预测预报技术重要的基础工作。该研究可分为3类,即现场写实分析法(经验法)、数值模拟和物理模拟法(相似材料模拟法)。近年来,较有影响的研究工作主要为: 突水灾害发生的力学机理研究、采矿对断层的扰动机理及力学模型、矿井突水的自然水力压裂效应、煤层底板突水形成机制的非线性动力学模型、应力与裂隙网络渗流藕合模型、高压水流沙层突水机理研究等。
(4)顶板溃水溃沙分析及预报:顶板溃水溃沙是与底板突水不同的另一类灾害类型。它主要是指沿一些强导水通道, 或因采矿扰动而使地表、第四系水、沙或充填于岩溶洞穴等中的水、沙同时溃人矿坑而造成灾害事故。
2、水文地质条件探查技术
水文地质条件探查是包括矿床水文地质在内的一切水文地质工作的重要基础。常规的、传统的水文地质条件探查工作是在相应的普查、初步勘探、详细勘探阶段或普查、详查及精查阶段进行的。自80年代中期以来,随着生产发展的需要,煤矿床水文地质条件探查工作较以往不同的是出现了两个较大的转变: 一是研究对象从大到小,即从区域、矿区到采区、工作面的转变;另一是研究工作从地面到井下的转变。
3、带水压安全开采技术
带水压安全开采技术简称为带压开采技术。它是指当煤层底板隔水层承受较高水压时,在不进行或很少进行降低水压的情况下确定能否安全采煤的技术。该技术的重大进展在于:对突水系数进行改进,建立了带压安全开采的安全水压预测模式,并已经实践检验,投人使用。形成了带压开采工作面评价技术,即“五图、双系数、三级判别法”。
4、矿井水“排供结合”及净化处理技术
随着人们对水资源可贵性认识的不断深人,煤矿防治水技术由单纯的防排水向矿区水资源综合利用方向发展, 即从单纯的破坏水资源来换取煤炭资源向两种资源的共同开发和利用发展, 由此而形成的主要技术有:矿区排水与供水相结合技术(排供结合技术);矿区地表水、地下水联合调度,合理调配技术;矿井污水净化处理及再利用技术;截流与疏供结合配套技术;矿区地下水优化管理技术。
四、结束语
矿井水灾害作为矿井常见灾害中最为危险的一种,不能掉以轻心,要通过积极完善制度和加强专业技能培训,逐步提高矿井工作人员的安全意识和标准作业化规范施工;通过成立专业的处理机构来强化基础设备和技术的投入,建立良好的统筹协调机制,确保防范措施落在实处。只有不断完善基础设施和技术力量储备,才能够较为显著的降低资源整合后矿井的水灾害风险。
参考文献:
[1]煤炭工业部.煤炭资源地质勘探抽水试验规程.北京:煤炭工业出版社,1980.
《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。地质灾害的产生主要有两个原因:一是自然原因,二是人为原因。地质灾害给水利工程造成了巨大的影响,如何有效地预防这些地质灾害,在灾害发生的时候如何有效的救援,灾后如何有效地修复并投入使用,都是当前急需解决的问题。笔者结合当前容易发生的地质灾害的成因及其影响,根据相关资料提出一些较为有效的防治技术和措施,希望有一定的参考价值。
1 水利工程地质灾害的现状和特点分析
我国地大物博,大地之上江河纵横,流域面积超出1000km2的大江河就多达1500多条。从1949年到现在,已经建成了约10万座的水利水电工程,这些工程都发挥了比较好的防洪、发电以及航运等社会效益和经济效益,但是水利工程在带来极大效益和便利的同时,也引发了地质灾害的情况。灾害种类大体上可以分为三种:第一种是水库引发的地震;第二种是库岸岸坡稳定,而第三种为浸没问题。其中水库引发的地震是指水库在蓄水的过程发生地震问题,截止到现阶段,大约已经发生了100多例这样的情况。一般情况下,水库水位实际的升降情况与地震发生的频度和强度都有着比较明显的关系,水库引发的地震造成的深度一般情况下都不会大于20km。而水库岸坡破坏的形式主要有塌岸还有崩塌的问题,一般情况下都是出现在平原或者是盆地的地区。
2 水利工程地质灾害的类型和成因
2.1 工程建设直接引发的地质灾害问题
工程建设活动(比如进行坝基开挖、边坡进行开挖、人工的堆渣以及水库蓄水等)直接导致地质灾害问题,主要包括了崩塌、滑坡、围岩坍塌、水库大流量渗漏、水库诱发地震、地基(或者是采空区)发生大规模的塌陷等情况。
2.2 工程建设与自然因素共同引发的地质灾害问题
工程建设与自然因素(比如暴雨、洪水以及地震等情况)共同引发的地质灾害(比如泥石流、山体滑坡或者是地面塌陷等情况)。其中又以汛期洪水地质灾害的情况最是明显。汛期的洪水地质灾害问题主要包括了滑坡、泥石流、河岸出现冲刷或者是其他的一些与洪水相关的自然或者是人为的灾害。有一些水电水利工程在进行施工的时候就曾发生河岸冲刷出现坍塌的情况,特别是在汛期的时候,如果导流洞或者是溢洪道进行泄洪,出口河岸以及下游河道经常由于冲刷掏蚀发生塌岸,从而形成灾害。
2.3 自然因素引发的地质灾害问题
自然因素引发的地质灾害一般情况下都是地震地质灾害以及超标洪水地质的灾害,主要指的是所有的水电水利工程建设区因为天然地震的活动以及比较极端的天气情况影响从而引发的对人民的生命、人民的财产以及工程的建设造成重大损失的灾害问题,主要包括了地震或者是超强的暴雨期间工程区遭受的崩塌、滑坡、滚石、泥石流或者是塌陷等自然灾害问题。
3 水利工程地质灾害预防实践措施
3.1 利用信息化技术提高工程勘测质量
对水利工程的地质灾害预防工作一定要不断的加强,这样可以比较有效地提升整个工程勘测方面的质量问题。在当今阶段,利用信息化的高科技技术手段是目前水利勘测部门进行预防地质灾害技术比较常用的有效措施之一。
3.1.1 选择信息测绘的高科技技术。水利工程相关的勘测人员利用信息化的高科技的勘测技术,大体都包含了GPS定位以及三维成像技术等一些比较高科技的信息化技术,这样能够对工程周边的地区形成一个立体化的认识。而以前比较传统的二维化设计图,选择建模的技术转换为三维立体化的模型图。现阶段所有的勘测技术在对水利进行检测的过程当中,利用移动式的ArcGIS平台,能够起到有效提升勘测质量的作用。
3.1.2 合理利用信息监测的技术。所有的水利工程地质灾害在出现之后,相关技术人员一定要选择信息化的监测技术,对工程周围的地质变化进行有效监控,可以比较有效的实现风险自动化进行预警的重要功能。
3.2 根据工程实践问题做好灾害防治预案设计
对工程地质灾害方面研究有效的防治预案,这是之后阶段地质灾害方面能够有效进行预防的重要任务。
3.2.1 选择合适的监测方式。现阶段监测方式分为日常监控、汛期监控以及应急时期进行的监控这三种情况。其中日常监控指的就是对整个水利工程在非汛期的时候所进行的风险监管方式,由于风险相对较低,一般情况下都是使用三级监控的方式,而汛期所采用的是二级或者是一级监控模式。应急监控的方式主要是对于洪涝、地震或者是滑坡等一些地质风险相对较高的或者是已经发生灾害的情况,由于工程地质灾害的风险相对其他的灾害比较高,所以一定要选择特级监控这种监控模式,在必要的时候还要启动相应的救援预案。
3.2.2 采取有效的应急方案。在进行风险防治的预案当中一定要包括严密的应急方案。比如对应急的物资进行合理的分配、对地质灾害的风险方面所采取的应对技术措施等等,这些都是在应急措施方面必须要进行严格标准的重要内容。
3.3 结合环保理念,减少人为因素灾害形成
对于自然地质发生的灾害,人为因素所导致的地质灾害在进行预防的过程当中,人力干预效果相对更加明显,也会更加有效。因此,预防人为因素的干预工作在整个水利工程的地质灾害中是需要进行预防的重点所在,大力开展水土保持的重要基础工作,因为水土保持的基本工作对整个水利工程以及周边区域的地质灾害预防是非常重要的环节之一。
3.4 做好灾害预防中物资、人力调配工作
对水利工程的地质灾害进行设计预防的措施,不仅需要有先进的理念,而且要进行科学、合理的指导,这必然需要物力以及人力方面的支持。所以,在对地质灾害进行预防的措施当中,预防物资与人力之间一定要进行科学的、合理的调配。在地质灾害发生的时候,一定要确保所需的物资数量可以充足调配,在人力资源方面一定要合理配置。
结束语
水利工程是一项系统工程,涉及到的地质灾害问题较多。它的成因不同,可分为工程建设、自然因素以及两者共同作用引发的地质灾害,然而水利工程的对象种类较多,包括:边坡工程、水库工程、地基工程和地下工程等。
水利工程往往与民生问题紧密相连,加强水利工程的管护及地质灾害监测,可以保障水利工程更好的发挥其作用,延长水利工程的使用年限,同时保证人民生命财产安全,促进地方经济社会健康、稳定发展。
参考文献
[1]王自高,何伟.水电水利工程地质灾害问题分类[J].地质灾害与环境保护,2011,(4).
[2]王艳妮,刘刚.地质灾害领域本体的研究与应用[J].地理与地理信息科学,2011,(6).
随着我国经济快速发展,地下过度开采情况严重,已经造成了众多灾害性的问题,如地下水污染严重、地面沉降问题突出。如何有效管理地下水开展,减少灾害的发生,成为水利管理部门的重要课题。本文通过研究地下水开采与灾害发展之间关系,了解地质沉降等灾害的危害性,为合理开采地下水提供参考意见。
1.地下水过度开采与各种灾害
1.1地面沉降
(1)区域的地面标高降低 造成地面沉降的主要原因分为自然因素和人为因素,自然因素包括:地壳新构造运动、海平面相对上升造成地质抬升、土层的松紧程度及其结构、地震的冲击作用以及火山运动等等。人为因素有:抽取地下液体(包括了水、油、天然气等)、对地下矿产进行开采(如对有色矿产开挖)、修造地下工程并对地下结构进行改造(如修建地铁、隧道等)、还包括地表活动对地质施加负荷(包括地表的各种建筑)等。在我国北方地带地壳运动不频繁、土质结构稳定,因此自然因素对地面沉降的影响较小、沉降的速度也十分缓慢。但是,在我国大部分地区于近年集中出现了不同程度、不同面积的地面沉降现象,其中,人为因素是最主要的原因。
(2)地下水位下降地表因此出现下降 地面沉降是当今我国很多地区出现的较为严重的地质灾害之一,地面沉降会造成基础建设受损、人员伤害、降低城市防洪能力等严重的后果,主要有以下几点:①基础设施、房屋等建筑受到损害。由于地质表面出现局部下降等不规则升降,容易出现地表建筑倾斜、墙壁开裂,基础设施如公路、铁路、地下建筑等更容易受到破坏,公路塌陷、铁路地基不稳、地下建筑坍塌等严重事故出现的概率增多。②供水成本增高:由于地面沉降,使抽水井管相对上升,导致抽水深井降低甚至失去取水功能,从而增加工农业用水的重复取水投资。③农业损失加大,在农村出现地面沉降虽然不如城镇肯能会造成重大损失,但对农业的影响也是极大。④降低城市防洪能力,地面沉降造成整个城镇的地面不平,地段有高有低,排水系统则不能发挥作用,容易造成堵塞情况。⑤在水系发育丰富的河网地区,地面沉降造成桥梁净空减小,使过桥能力大大地降低,同时也使城市的港湾、码头的使用能力降低。
1.2地下水化学灾害及水质污染
地下水的补给、径流、排泄的特征,都有其自身的规律,如果不受到人为影响,则地下水资源不易造成污染,水质也较为自然。地下水可分为浅表地下水和深层地下水。一般对地下水的开采和利用多为浅表地下水,浅表地下水所受到人类活动的影响更为深远。现今中国发展速度离不开工业等行业拉动,各地不同程度的污染排放直接或者间接地通过地表水渗入这一方式补给至浅表地下水,从而造成地下水污染情况日益严重。除了补给特征造成污染外,地下水径流及排水特征也加重了地下水污染和化学灾害。浅表地下水的径流及排泄主要受地形、地貌、水文条件的影响,一般由山区向平原缓慢流动,也有部分向深层地下水渗入。受到人类活动的影响,如今绝大城镇区域的地下水的排水方式为人工开采,彻底改变了地下水的天然特征。同时,由于地下水被过度开采,容易造成水位低槽带或临时性水位降落漏斗,地下水越来越向漏斗中心流去,地下水污染问题则集中在低槽带不得排泄,使得地下水污染更加严重,化学灾害出现可能性更大。
1.3 山体滑坡
通常认为山体滑坡的主要原因是受到人类活动而破坏了地表层,致使山体滑坡出现。但事实上据统计,因地下水渗透作用引起的山体滑坡占90%以上。受到地下水的补、径、排特征影响,山体地下水越是丰富则山体滑坡的可能性则越大,在城镇区域,地下水的径、排特征被人类活动彻底改变,而山体中的地下水无法按照原有规律进行排水,而加大了山体滑坡发生率。
1.4 地下水咸化
随着地下水开采不断加重,浅表层的淡水区被不断开采,水位越来越低。根据地下水的补、径、排的特征,浅层地下水不断被人为排出,而补给的淡水却是越来越少,出现了深层地下水、咸水地下水反补浅层地下水和淡水地下水,出现了地下水咸化的现场,同地下水漏斗地带和低槽带的出现也加重了地下水咸化的过程。 地下水咸化的现象在我国各个地方,特别是北方沿海地区都有不同程度的危害。地下水是北方的主要水源,若是咸化则直接影响了人民的生活用水、农业用水和工业用水,极大地影响了经济发展和人们生活。
2.科学管理地下水开采与防治灾害
2.1合理利用客水,减少地下水开采量
实施南水北调工程,将黄河小浪底水库水资源调给涑水河流域,运城拥有大量客水资源,在经济条件允许的情况下,建议农用和生态用水采用上客水,减少地下水的开采量,把优质不易得到的地下水用在居民饮用水工程上。减轻对地下水的超量开采,有利于缓解地面沉降问题。
2.2建立地下水科学监测体系,分区控制开采地下水
结合地下水现状,地下水补、径、排的特征通盘考虑,对运城市各地的地下水进行分级评估,划分为地下可采区、控采区、禁采区。这就需要加强对地下水资源的监测工作,完成地下水监测网络。可采区域限定开采数量,提高地下水资源利用率;禁采区域严格执行禁止令,通过行政法律手段加以管理;控采区域一般条件下不得开采,只有满足特定条件才准予开采。这样,可以极大缓解地下水消耗量过大,防治出现地下水漏斗带,缓解地下水污染及咸化程度。