修筑防洪溝

　　位于山麓或山前平原地區的金屬礦和煤礦，在其礦區范圍內，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補給含水層，或者從開采造成的陷落區或裂隙進入礦井。如果井口位置選擇不當，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，石灰巖巖溶發育，由于長期大量排水的結果，沿山前出現長數公里的大范圍沉降帶及塌陷坑，每當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，減少礦井涌水量，該礦根據地形開挖了由大小溝渠組成的疏水網，將雨水導入山腳疏水溝，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鍵。防洪溝的選地原則應是：

　　① 盡量不改變自然流向；

　　② 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小于溝寬的5～10倍；

　　④ 要布置在礦區或井田范圍以外；

　　⑤ 防洪溝要避開與礦井充水有關的含水層露頭區、斷層破碎帶、巖溶發育區。如必須穿越上述地帶時，防洪溝應作防滲處理；

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

　　⑦ 集洪范圍應能最大限度地匯集流入礦區內的洪水。

　　三、防洪溝的斷面和坡度、邊坡

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

　　防洪溝的坡度應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，可設置跌水設施。

　　防洪溝的邊坡，要根據設計線路通過地段的工程地質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，上覆圍巖失去支撐，頂板產生移動、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。

　　例如淮南礦務局九龍崗礦，由于地層倒轉，石炭紀太原組石灰巖覆于煤層之上，煤層開采后，頂板石灰巖扒縫，形態似疊瓦，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生。

　　封堵陷坑、裂縫的方法有：

　　① 將洪水引出塌陷裂縫區

　　除設置防洪溝不讓洪水進入塌陷裂縫區外，還要將塌陷區內降水及時引流出礦區。為此，可在塌陷裂縫區的外圍開挖截水溝渠，在塌陷區內開順水溝，將降水集中到不致滲漏于井下的地段，然后引出礦區。

　　② 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。

　　③ 圍截隔離塌陷裂縫區

　　當無法回填洪泛區內的塌陷群時，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；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

　　大氣降水在礦區地表洼地聚積，形成地表水體。這種積水遇到礦區地表土層薄、透水性強、淺部灰巖巖溶發育時，會形成礦井充水的水源，應盡快排出。地表積水的排出，必須根據礦區的具體情況，選擇切實可靠的排出方法。

　　① 如條件允許，應優先采用自流排水。即從積水區開排水溝，將水引到礦區范圍之外。在開挖排水溝前，要事前進行現場勘查，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。

　　② 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、設備利用率等是綜合考慮修建何種泵站的依據。

　　排除積水必須防止回灌和倒滲現象。因此，要盡可能將排除之水送到遠離積水區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

　　當河流、溝渠等地表水系流經礦區斷層破碎帶或石灰巖含水層露頭帶時，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縮小太多；

　　② 就地取材，修建防漏、防滲層，還應滿足防浸蝕、防沖刷的要求；

　　③ 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時，要注意清基；

　　⑤ 在北方礦區，要注意防凍；

　　⑥ 對岸坡有漏水的河床，岸坡應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

　　流經礦區的河道，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，應考慮將河流改道，即用人工河道將河水引出礦區之外。

　　① 改道路線。新河道線路距離要求最短；新河道要避免走上坡，盡可能避開不穩定土層或滲漏嚴重的地層；新水道路線要綜合考慮井田防治水、礦區遠景規劃、農業及環境等因素。

　　② 新河道起止點的選擇。起點應順勢誘逼河水流入新河道；起點要選在不易被沖刷的穩定地段；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，應設置攔河壩將水流導入新河；攔河壩與新河起點之間應保留一段距離，以免攔河壩被洪水沖潰。

　　③ 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，又可增產利民。必要時要清除淤泥積沉物。

　　④ 局部去彎取直，減少河水流經礦區的途徑；用人工引流將礦區河水引到下方礦外河中。這兩個辦法可不必全部改道，只進行部分調整。

　　填堵老窯井口

　　中國采礦歷史悠久，一些老礦區均有老窯，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先行調查、繪圖，事后作出標記。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，應加蓋1米厚的灰土，并使井口高出地面1米以上。

　　處于農田內的井筒，在填實后還應在距地表以下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，既可防止滲漏雨水，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，礦區對近年鄉鎮、個體開的小煤窯或民窿金屬礦的廢棄坑道、井口，亦應同樣關注。