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1、矿井地表水的防治矿井地表水的防治牛建立 博士、研究员煤炭科学研究总院西安研究院2010年9月矿井地表水的防治矿井地表水的防治一、一、地表水防治的综合措施地表水防治的综合措施 二、二、地表防渗工程及措施地表防渗工程及措施 三、三、工程实例工程实例 一、地表水防治的综合措施一、地表水防治的综合措施( (一一) )山区矿井地表水的防治措施山区矿井地表水的防治措施( (二二) )平原区矿井地表水的防治措施平原区矿井地表水的防治措施( (三三) )山前和低山丘陵区矿井地表水的防治措山前和低山丘陵区矿井地表水的防治措施施（一）山区矿井地表水的综合防治措施（一）山区矿井地表水的综合防治措施v地表水向井下严重
2、渗漏，汛期威胁矿井安去时，应在漏水段进行地表水向井下严重渗漏，汛期威胁矿井安去时，应在漏水段进行河床铺底或修建人工河床，也可采用河流改道的办法。河床铺底或修建人工河床，也可采用河流改道的办法。v在高原山地有典型岩溶的矿区，为减少暴雨时的井下高峰涌水量，在高原山地有典型岩溶的矿区，为减少暴雨时的井下高峰涌水量，保证矿井安全，可利用地势，开凿截水平硐，截疏灌向岩溶暗河保证矿井安全，可利用地势，开凿截水平硐，截疏灌向岩溶暗河的河水的河水( (洪水洪水) )。v当河谷下煤层顶底板坚硬，采后形成塌陷沟当河谷下煤层顶底板坚硬，采后形成塌陷沟( (坑坑) )，无条件充填或，无条件充填或修人工河床时，应在塌陷
3、沟的上游外围挖截水沟，在沟谷处修建修人工河床时，应在塌陷沟的上游外围挖截水沟，在沟谷处修建渡槽。地形有利时，沟河可以改道。渡槽。地形有利时，沟河可以改道。v若矿井井口、平硐硐口存在洪水威胁时，应作如下处理：若矿井井口、平硐硐口存在洪水威胁时，应作如下处理：v治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑。可根据情况，分别治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑。可根据情况，分别采用围、堵、截流、疏导、填土夯实及设泵站排水等措施。采用围、堵、截流、疏导、填土夯实及设泵站排水等措施。v有泥石流灾害的矿区，应治山治坡，植树种草。工业场区和生活有泥石流灾害的矿区，应治山治坡，植树种草。工业场区和生活区要避开泥石流，
4、必要时应修建栏洪坝和疏导工程。在易发生滑区要避开泥石流，必要时应修建栏洪坝和疏导工程。在易发生滑坡和塌方处的上游，应修建排水截流设施，下部修建档土墙。坡和塌方处的上游，应修建排水截流设施，下部修建档土墙。返回返回（二）平原区矿井地表水的综合防治措施（二）平原区矿井地表水的综合防治措施v受河流泛滥威胁的矿井，当无条件提高河流防洪标准或进行河流受河流泛滥威胁的矿井，当无条件提高河流防洪标准或进行河流改道时，须在矿井井口、工业场地周围修筑堤坝。改道时，须在矿井井口、工业场地周围修筑堤坝。v受内涝威胁的矿区，应按河网化方式，开挖防洪排涝渠道系统，受内涝威胁的矿区，应按河网化方式，开挖防洪排涝渠道系统，
5、修建防洪排涝泵站，排出内涝积水。对有向井下溃水危险的塌陷修建防洪排涝泵站，排出内涝积水。对有向井下溃水危险的塌陷坑坑( (洞洞) )，应用块石，应用块石( (或片石或片石) )、砂和粘土填实或设泵排水。、砂和粘土填实或设泵排水。v对不符合在地表水体下采煤的地段，必须先排除地表积水，后采对不符合在地表水体下采煤的地段，必须先排除地表积水，后采煤，或者采取其它有效的措施。煤，或者采取其它有效的措施。v当河流或其它地表水体实矿井充水的直接或间接充水水源，对矿当河流或其它地表水体实矿井充水的直接或间接充水水源，对矿井安全有严重影响时，可是具体条件，在渗漏段或渗漏点分别采井安全有严重影响时，可是具体条件
6、，在渗漏段或渗漏点分别采取铺底、改道、或截流截源等防渗措施，排除积水并应填土夯实。取铺底、改道、或截流截源等防渗措施，排除积水并应填土夯实。返回返回（三）山前和低山丘陵区矿井地表水的综合防治（三）山前和低山丘陵区矿井地表水的综合防治措施措施v受洪水威胁的山前平原矿井受洪水威胁的山前平原矿井v受洪水威胁的低山丘陵区矿井受洪水威胁的低山丘陵区矿井v受洪水威胁的山前及低山丘陵区矿井受洪水威胁的山前及低山丘陵区矿井返回模块二返回模块二二、地表防渗工程及措施( (一一) )封堵地面塌陷裂隙通道的措施封堵地面塌陷裂隙通道的措施( (二二) )漏水河床漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底措施铺底措施( (三三)
7、 )河流改道或截弯取直措施河流改道或截弯取直措施( (四四) )修筑排洪渠、防洪堤的措施修筑排洪渠、防洪堤的措施( (五五) )地面帷幕截流注浆截流措施地面帷幕截流注浆截流措施 塌陷坑堵填方法示意图塌陷坑堵填方法示意图 渡洪槽示意图渡洪槽示意图（一）（一）封堵地面塌陷裂隙通道的措施封堵地面塌陷裂隙通道的措施 封堵塌陷坑和裂隙封堵塌陷坑和裂隙 围截隔离塌陷裂隙区围截隔离塌陷裂隙区 将洪水引出塌陷裂隙区将洪水引出塌陷裂隙区返回模块二返回模块二 人工河床衬砌断面示意图人工河床衬砌断面示意图（二）漏水河床（二）漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底措施铺底措施漏水河床漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底的原则铺
8、底的原则v(1)(1)不应过多缩小原河床断面，人工铺设河床断面尺寸的确定应进行水力计算。不应过多缩小原河床断面，人工铺设河床断面尺寸的确定应进行水力计算。v(2)(2)铺设人工河床的材料应尽量就地取材。铺设人工河床的材料应尽量就地取材。v(3)(3)铺砌方式必须同时满足防渗、防潜蚀、防冲刷。铺砌方式必须同时满足防渗、防潜蚀、防冲刷。v(4)(4)砂卵石等易变形的河床，一般不宜用刚性材料衬砌。砂卵石等易变形的河床，一般不宜用刚性材料衬砌。v(5)(5)在基岩上浇注混凝土时应进行清基处理。在基岩上浇注混凝土时应进行清基处理。v(6)(6)刚性衬砌应留有伸缩和不均匀沉降缝，缝间用沥青止水。刚性衬砌应
9、留有伸缩和不均匀沉降缝，缝间用沥青止水。v(7)(7)漏水的河床岸坡，也应进行衬砌处理漏水的河床岸坡，也应进行衬砌处理v 人工河床的衬砌人工河床的衬砌 整铺河床示意图整铺河床示意图v衬砌进出口段的要求衬砌进出口段的要求v(1)(1)护砌段的上下游均应超出渗漏段一定距离。护砌段的上下游均应超出渗漏段一定距离。v(2)(2)进出口段应保持水流顺畅，或做成进出口段应保持水流顺畅，或做成“八八”字墙。字墙。v(3)(3)护砌结构的始末应设截渗墙，以免冲毁护砌结构，同时可防止水流由护砌的两护砌结构的始末应设截渗墙，以免冲毁护砌结构，同时可防止水流由护砌的两端潜入渗漏段。截渗墙应嵌入不透水层或基石中端潜入
10、渗漏段。截渗墙应嵌入不透水层或基石中 v工程实例：工程实例：返回模块二返回模块二 整铺河床示意图整铺河床示意图1-1-灰岩；灰岩；2-2-页岩；页岩；3-3-整铺后的人工河床整铺后的人工河床（三）河流改道或截弯取直措施（三）河流改道或截弯取直措施v河流改道的原则河流改道的原则v (1)河流改道一般工程量大，投资多，一般不宜轻易采用，应通过技术经济比较后再行设计施工。v (2)要考虑矿区发展远景和工农业布局，既要避免二次改道，又不要因改道而影响矿区的工农业和生活用水。v河流改道设计河流改道设计v (1)人工河道路线选择应尽量走洼地，工程地质条件好，线路短。v (2)人工河道起点和终点应顺应河势。
11、河道坡度要合理，不宜过大或过小，以免冲刷或淤塞；河道的断面应能保证通过最大洪水量。v (3)在人工河道起点处，须在原河道上设置拦河坝，将水流引入新河道。坝址及人工河道应选择在隔水岩层上，必要时还应对局部河段进行防渗处理。v (4)拦河坝距人工河道衔接部位应有一定距离，以免拦河坝被水流冲溃。v (5)人工河道终点河下段河道相接处交角不宜过大，以防冲刷对岸。v (6)废弃河道应妥善处理，如进行废河还田、矸石填平等。 河流改道示意图河流改道示意图 河流改道示意图河流改道示意图 河流改道及截弯取直示意图河流改道及截弯取直示意图返回模块二返回模块二（四）修筑排洪渠、防洪堤的措施（四）修筑排洪渠、防洪堤的
12、措施1 1、排洪渠的布置、排洪渠的布置2、排洪渠的布置原则、排洪渠的布置原则3、排洪渠的布置构造要求、排洪渠的布置构造要求4、防洪堤、防洪堤 排排( (截截) )洪渠布置示意图洪渠布置示意图 在塌陷区上方修排洪沟示意图在塌陷区上方修排洪沟示意图1 1、排洪渠的布置、排洪渠的布置返回返回 排洪渠进出口布置示意图排洪渠进出口布置示意图2 2、排洪渠的布置原则、排洪渠的布置原则v1 1）渠线走向的布置原则）渠线走向的布置原则 v2 2）进出口的布置原则）进出口的布置原则返回返回3 3、排洪渠的布置构造要求、排洪渠的布置构造要求返回返回 跌水布置示意图跌水布置示意图 复式断面排洪明渠示意图复式断面排洪
13、明渠示意图4 4、防洪堤、防洪堤 在无法布置排洪渠的地段，也可布设防洪堤以阻挡洪水进在无法布置排洪渠的地段，也可布设防洪堤以阻挡洪水进入矿区。入矿区。v防洪堤布设的一般原则：防洪堤布设的一般原则：v(1)(1)应尽量选用当地材料。应尽量选用当地材料。v(2)(2)堤脚应离开岸边一定距离。堤脚应离开岸边一定距离。v(3)(3)堤轴线应和洪水流向平行。堤轴线应和洪水流向平行。v(4)(4)在易冲刷段应进行护砌，必要时应在迎水面上砌石或水泥抹面在易冲刷段应进行护砌，必要时应在迎水面上砌石或水泥抹面 返回模块二返回模块二（五）地面帷幕注浆截流措施（五）地面帷幕注浆截流措施 （当矿区内的地表河流对矿井的
14、开采造成影响，而其它防治方法又（当矿区内的地表河流对矿井的开采造成影响，而其它防治方法又不宜采用时，可采用注浆帷幕截流的方法，切断河水对矿坑的渗不宜采用时，可采用注浆帷幕截流的方法，切断河水对矿坑的渗漏与倒灌。）漏与倒灌。）帷幕截流背景帷幕截流背景1 1(b)(b)某矿各灰岩含水层与第四系含水层接触关系示意图某矿各灰岩含水层与第四系含水层接触关系示意图帷幕截流背景帷幕截流背景2 2(a)(a)某矿煤系被小汶河覆盖状况示意图某矿煤系被小汶河覆盖状况示意图帷幕的设计与施工帷幕的设计与施工返回模块二返回模块二 某矿灌浆帷幕位置及各段长度示意图某矿灌浆帷幕位置及各段长度示意图(为施工顺序为施工顺序) )
