修筑防洪溝

　　位于山麓或山前平原地區(qū)的金屬礦和煤礦，在其礦區(qū)范圍內(nèi)，多無大的地表水系成為礦井充水的主要水源。山地礦井的大氣降水常常以山洪或潛流的形式泄入礦區(qū)補給含水層，或者從開采造成的陷落區(qū)或裂隙進入礦井。如果井口位置選擇不當(dāng)，位于最高洪水位以下，則有山洪直接灌入井口的危險。

　　一、修筑防洪溝的實例

　　淮南大通煤礦，地層走向與山坡走向一致，石灰?guī)r巖溶發(fā)育，由于長期大量排水的結(jié)果，沿山前出現(xiàn)長數(shù)公里的大范圍沉降帶及塌陷坑，每當(dāng)雨季礦井涌水量很大，排不勝排。為杜絕山洪流入塌降沉陷地帶，該礦在沉陷帶上方，垂直于來水方向開挖了長達幾公里的排洪防洪溝，使山洪沿溝泄向井田以外，避免了山洪危害。

　　淄博西河礦八號井處于丘陵地帶，雨水順山坡向低凹處匯流補給礦井。為防止水災(zāi)，減少礦井涌水量，該礦根據(jù)地形開挖了由大小溝渠組成的疏水網(wǎng)，將雨水導(dǎo)入山腳疏水溝，并引到邊界以外，效果顯著。

　　二、防洪溝的位置

　　防洪溝的位置選擇是礦井地面防水工程成敗的關(guān)鍵。防洪溝的選地原則應(yīng)是：

　?、?盡量不改變自然流向；

　?、?盡量利用天然的或人工的已有的溝渠和地形；

　　③ 防洪溝渠的曲率半徑不應(yīng)小于溝寬的5～10倍；

　?、?要布置在礦區(qū)或井田范圍以外；

　?、?防洪溝要避開與礦井充水有關(guān)的含水層露頭區(qū)、斷層破碎帶、巖溶發(fā)育區(qū)。如必須穿越上述地帶時，防洪溝應(yīng)作防滲處理；

　　⑥ 防洪溝線路應(yīng)選擇工程地質(zhì)條件較好，沒有山崩、滑坡危險的邊坡和巖層較堅實的地帶。

　?、?集洪范圍應(yīng)能最大限度地匯集流入礦區(qū)內(nèi)的洪水。

　　三、防洪溝的斷面和坡度、邊坡

　　防洪溝斷面大小應(yīng)以雨季時能迅速排出匯流最大山洪為準(zhǔn)。這必須了解礦區(qū)歷年最大洪水量，計算出最大設(shè)計流量，求出最優(yōu)斷面。

　　防洪溝的坡度應(yīng)與地形坡度大體一致。在地形過陡的地段，為防止流速過大引起沖刷，可設(shè)置跌水設(shè)施。

　　防洪溝的邊坡，要根據(jù)設(shè)計線路通過地段的工程地質(zhì)條件以及護砌情況確定。

　　封堵通道，排出積水

　　一、封堵陷坑、裂縫

　　礦石采出之后地下形成采空區(qū)，上覆圍巖失去支撐，頂板產(chǎn)生移動、變形、破裂以致大面積冒落，隨著開采范圍的擴大，巖層移動下沉可以擴展到地表，形成下陷盆地、塌陷坑及裂縫。這些都是大氣降水和地表水系灌井通道。

　　例如淮南礦務(wù)局九龍崗礦，由于地層倒轉(zhuǎn)，石炭紀(jì)太原組石灰?guī)r覆于煤層之上，煤層開采后，頂板石灰?guī)r扒縫，形態(tài)似疊瓦，垂直地層走向分布，寬達1000米以上，裂縫張開度極大。有些礦井頂板裂縫與原有巖溶裂隙、溶洞相通，上至地表，成為大氣降水、地表水進入井下的通道。在急傾斜金屬礦，不僅頂板冒落會造成塌陷扒縫，有時底板方向亦有類似通道產(chǎn)生。

　　封堵陷坑、裂縫的方法有：

　　① 將洪水引出塌陷裂縫區(qū)

　　除設(shè)置防洪溝不讓洪水進入塌陷裂縫區(qū)外，還要將塌陷區(qū)內(nèi)降水及時引流出礦區(qū)。為此，可在塌陷裂縫區(qū)的外圍開挖截水溝渠，在塌陷區(qū)內(nèi)開順?biāo)疁?，將降水集中到不致滲漏于井下的地段，然后引出礦區(qū)。

　?、?充填塌陷坑和裂縫

　　用土、石充填陷坑的方法是，下部先充填石塊、廢石、矸石，上部覆蓋泥土、粘土，并分層夯實，使之高出地面0.5m～1m。

　?、?圍截隔離塌陷裂縫區(qū)

　　當(dāng)無法回填洪泛區(qū)內(nèi)的塌陷群時，可用土堤將其圍截隔離，以防洪水漫灌。

　　湖南水口山鉛鋅礦用此法隔離了曾家橋大塌陷區(qū)；湖南斗笠山、恩口等煤礦均用此法收到地面防水的效果。

　　二、排出地表積水

　　大氣降水在礦區(qū)地表洼地聚積，形成地表水體。這種積水遇到礦區(qū)地表土層薄、透水性強、淺部灰?guī)r巖溶發(fā)育時，會形成礦井充水的水源，應(yīng)盡快排出。地表積水的排出，必須根據(jù)礦區(qū)的具體情況，選擇切實可靠的排出方法。

　?、?如條件允許，應(yīng)優(yōu)先采用自流排水。即從積水區(qū)開排水溝，將水引到礦區(qū)范圍之外。在開挖排水溝前，要事前進行現(xiàn)場勘查，選擇排水溝線路、坡度，然后通過水力計算確定斷面形狀和尺寸。

　?、?修建泵站；機械排水。不具備自流排水條件者，必須修建泵站將積水排出。

　　泵站有臨時泵站與永久性泵站兩種。臨時性泵站在雨季建立，用后拆除；永久性泵站，建立之后長期使用。泵站的排水能力、排水量和排水時間、地形條件、設(shè)備利用率等是綜合考慮修建何種泵站的依據(jù)。

　　排除積水必須防止回灌和倒?jié)B現(xiàn)象。因此，要盡可能將排除之水送到遠離積水區(qū)或遠離其他可能滲入井下的地點，沿途溝渠要采取防滲措施。

　　若是積水范圍不大，積水不深，而且附近取材又方便的情況，在排出積水后，可用粘土將洼地填平、夯實，以防再次積水。

　　河床鋪底或河流改道

　　一、河床鋪底

　　當(dāng)河流、溝渠等地表水系流經(jīng)礦區(qū)斷層破碎帶或石灰?guī)r含水層露頭帶時，河水可能會沿河床或溝渠底部漏失，滲入井下，成為礦井充水的水源。

　　在不適宜改道的情況下，可在河床、溝渠底部的漏失地段，用防漏防滲材料，如粘土、料石或水泥等鋪設(shè)河底，修建不滲水的人工河床，以防止河水向井下滲漏。

　　修建人工河床應(yīng)注意的問題：

　　① 要進行水力計算，確定新河床斷面，但比原河床斷面不應(yīng)縮小太多；

　?、?就地取材，修建防漏、防滲層，還應(yīng)滿足防浸蝕、防沖刷的要求；

　?、?對砂、卵石河床，因其易于變形，不能用剛性材料砌筑；

　　④ 在基巖上澆筑混凝土?xí)r，要注意清基；

　?、?在北方礦區(qū)，要注意防凍；

　?、?對岸坡有漏水的河床，岸坡應(yīng)和床底同時進行同樣的襯砌。

　　四川南桐某礦修建人工河床后，雨季礦井涌水量比原來減少30％～50％；京西煤礦有一條4．4公里長的溝渠滲漏嚴(yán)重，人工鋪底后，基本消除溝渠滲入井下；新博礦一號井，有一條叫孝婦河的常年河道從井田中心穿過，采用河床鋪底后礦井全年平均涌水量減少30％。

　　二、河流改道

　　流經(jīng)礦區(qū)的河道，如其下方有巖溶含水層，河底裂隙多，不適宜修建人工河床時，應(yīng)考慮將河流改道，即用人工河道將河水引出礦區(qū)之外。

　?、?改道路線。新河道線路距離要求最短；新河道要避免走上坡，盡可能避開不穩(wěn)定土層或滲漏嚴(yán)重的地層；新水道路線要綜合考慮井田防治水、礦區(qū)遠景規(guī)劃、農(nóng)業(yè)及環(huán)境等因素。

　　② 新河道起止點的選擇。起點應(yīng)順勢誘逼河水流入新河道；起點要選在不易被沖刷的穩(wěn)定地段；新河道的終點與原河道兩相接處的交角不宜過大，以免對河岸沖刷；新河道起點，即原河道的上游，應(yīng)設(shè)置攔河壩將水流導(dǎo)入新河；攔河壩與新河起點之間應(yīng)保留一段距離，以免攔河壩被洪水沖潰。

　?、?舊河道必須進行處理。為防止舊河道給開采造成隱患，必須先將舊河道積水排出，再用粘土和矸石填平，將廢舊河道改成良田，既可防雨水積聚，又可增產(chǎn)利民。必要時要清除淤泥積沉物。

　?、?局部去彎取直，減少河水流經(jīng)礦區(qū)的途徑；用人工引流將礦區(qū)河水引到下方礦外河中。這兩個辦法可不必全部改道，只進行部分調(diào)整。

　　填堵老窯井口

　　中國采礦歷史悠久，一些老礦區(qū)均有老窯，古坑密布，而且老窯多分布在露頭附近或洼處，造成雨水匯積。老窯井深水大，對深部礦區(qū)存在潛能位壓，一旦突水則壓高量大，傷亡慘重。

　　封閉這些老窯井口應(yīng)先行調(diào)查、繪圖，事后作出標(biāo)記。大井口可用水泥蓋封閉，再用黃土堆滿蓋上；淺而小的舊坑老窯井口可直接就近取土填塞；對靠近河溝的井口，應(yīng)加蓋1米厚的灰土，并使井口高出地面1米以上。

　　處于農(nóng)田內(nèi)的井筒，在填實后還應(yīng)在距地表以下2米處打厚度不小于1米的三七灰土，然后再覆以耕土，這樣，既可防止?jié)B漏雨水，又不妨礙耕種。

　　位于山坡上的古窯井口，可用片石砌一高度不小于1米的圓型擋水墻，攔截雨水灌入。

　　除古窯舊坑外，礦區(qū)對近年鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體開的小煤窯或民窿金屬礦的廢棄坑道、井口，亦應(yīng)同樣關(guān)注。