1970년대부터 우리나라의 탄광수 예방관리는 수문지질학적 여건을 조사하고 현지 실정에 맞는 조치를 바탕으로 '선방제, 방제 병행'의 원칙을 주로 따랐다. 다양한 유형의 물 피해에 대해 다양한 예방 및 통제 조치가 채택됩니다. 준설, 차단, 준설과 차단의 조합을 포함하여 다양한 물 예방 및 통제 방법이 있습니다. 탄광 수해 예방 및 통제에 있어서 우리는 "예측 및 예측, 의심스러울 때 조사, 굴착 전 먼저 탐색, 채굴 전 먼저 처리"라는 16자 정책을 준수하고 이에 상응하는 "예방, 차단, 준설, 배수 및 차단'은 광산수 피해의 실제 상황에 근거한 것입니다. '종합적인 예방 및 통제 조치(Zhong Yaping, 2001; Zhao Tiechui, 2007).

물 유입 메커니즘 연구에서는 '물 유입 계수', '등가 방수층', 바닥 방수층에 '원래 전도성' 존재 등의 개념이 제안되어 왔습니다. 바닥에 물이 유입되는 메커니즘은 대수층의 수분 함량, 방수층의 두께, 자연 균열의 유무, 수압, 광석 압력 등의 요인이 종합적으로 작용한 결과인 것으로 여겨집니다. 바닥수 유입 예측 측면에서는 패턴 인식 방법, 무작위 정보 방법, 취약성 지수 방법과 같은 새로운 방법이 잘 적용되었습니다(Wu Qiang, 2006, 2007a, 2007b, 2009; Jin Dewu, 1998).

배수 및 수압저감에는 지표배수, 지하배수, 상부·지하복합배수가 ​​있다. 소수성과 압력 감소는 우리나라 광산의 물 손상을 방지하고 통제하기 위한 주요 기술적 조치입니다. 중국에서는 정기적인 탈수 및 배수가 널리 사용되는 것 외에도 Fengfeng 광산 지역 및 Zibo 광산 지역의 박층 석회수 탈수, 감압 및 한단 광산 지역의 탈수 작업 절차 및 탈수 탐사 방법도 사용되었습니다. 수행.

그라우팅과 물 차단에 있어서 물 차단과 차단은 우리나라 광산의 물 피해를 예방하고 통제하기 위한 중요한 방법입니다. 잔잔한 물과 움직이는 물 조건에서 물 유입 지점을 밀봉하기 위한 그라우팅과 광산 지역 주변의 흐름을 차단하기 위한 그라우팅 커튼에 대해서는 비교적 성숙한 방법과 경험이 있습니다. 이러한 유형의 작업은 Jiaozuo, Fengfeng, Coal Dam 및 기타 광산 지역에서 수행되었으며 특히 Kailuan의 Fangezhuang 광산에서 대규모 물 유입을 성공적으로 차단했습니다.

또한 시추 기술의 향상, 종합적인 3차원 탐사 방법의 채택, 컴퓨터 기술의 적용, 다양한 소프트웨어의 개발은 석탄의 수분 유입 상황을 정량적으로 연구하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. 광산.

1. 지하 방수 석탄(암석) 기둥을 남겨두기

수역, 대수층, 제한된 대수층 또는 물 전도 단층 근처에서 채굴 프로젝트를 수행하는 경우 지표수나 지하수가 작업장으로 침입하거나 붕괴되는 것을 방지하기 위해 일정한 폭이나 높이의 방수 석탄(암석)층을 합리적으로 채굴되지 않은 상태로 남겨두어야 합니다. 이 부분을 방수층이라고 합니다. 석탄(바위) 기둥 또는 방수 석탄(바위) 기둥. 그 중에는 단층 방수 석탄(암석)기둥, 유정경계 석탄기둥, 상부 및 하부 수평(또는 인접 광산 지역) 방수 석탄(암석)기둥, 침수지 방수 석탄(암석)기둥, 지표수체 방수 등이 있습니다. 석탄(바위)기둥은 6가지 종류의 기둥과 충적층 방수 석탄(바위)기둥이 있습니다.

2. 지하수 탐사 및 배수 기술

지하수 탐사 및 배수는 채굴 과정에서 지붕의 물을 함유하는 구조물을 식별하기 위해 첨단 탐사 방법을 사용하는 것을 말합니다. 광산 작업면의 바닥, 측면 및 전면(침하 기둥 포함), 대수층, 침수된 오래된 가마 및 기타 수역, 구체적인 위치 및 발생 등을 효과적인 예방 및 통제를 위해 필요한 준비를 하기 위한 것입니다. 광산 물 피해(Liu Yang, 2008).

3. 소수성 압력 감소 기술

소수성 압력 감소는 석탄층 대수층 또는 석탄층 대수층의 수압을 배수를 통해 석탄 채굴에 안전한 수압으로 낮추는 것을 말합니다. 배수 및 압력 감소 엔지니어링 시스템은 배수 엔지니어링, 배수 시설 및 배수 엔지니어링의 세 부분으로 구성됩니다[1]. Kailuan Zhaogezhuang 광산은 합리적인 소수성 및 압력 감소 채굴 계획을 수립함으로써 바닥에 있는 고압 오스트리아 회색수의 위협 속에서도 안전하고 압력이 높은 채굴을 달성했으며 막대한 경제적, 사회적 이익을 달성했습니다.

4. 그라우팅 수분 차단 기술

그라우팅 수분 차단 기술은 탄광에서 수분을 방지하고 제어하는 ​​가장 중요한 수단 중 하나입니다. 주로 사전 그라우팅에 사용됩니다. 벽 뒤에 그라우팅을 한 후 침수된 광산을 복원하기 위해 대규모 물 유입 지점을 차단하고, 광산에서 유입되는 물을 줄이기 위해 수원을 차단하며, 대수층이나 물 전도 단층을 통해 터널의 물을 차단합니다. 예를 들어, 1996년 3월 4일 Wanbei Mining Bureau의 Renlou 광산에서 대규모 물 유입이 발생했습니다. 피크 기간에 물 유입량은 576m3/min에 달했으며 그라우팅 워터 플러깅 기술을 사용하여 성공적으로 물을 차단했습니다. 붕괴 기둥의 석탄 바닥의 적절한 층(Zhao Tiechui, 2007).

5. 압력 채굴 기술

소위 압력 채굴은 탄층 바닥이 제한된 수역에 의해 위협받고, 탄층 바닥과 탄층 사이의 수층의 성능이 저하되는 것을 의미합니다. 제한된 대수층을 어떠한 조치도 취하지 않고 완전히 활용하거나, 국가 경제 및 기술 여건이 허용하는 경우 특정 기술적 조치를 취한 후 안전한 채굴을 달성하기 위한 포괄적인 물 예방 및 제어 기술입니다. 최근 몇 년 동안 이 기술은 우리나라에서 광범위하고 심층적으로 연구되어 놀라운 결과를 얻었습니다[11].

6. 방수문과 수문

방수문과 수문은 탄광 내 물을 방지하고 통제하는 주요 안전시설이다. 수문지질학적 조건이 복잡하거나 물침투 및 침수 위험이 있는 광산의 경우 지하터널의 설계 및 배치에 있어서 격리시설의 설치 및 개선, 방수문 및 수문벽의 위치를 ​​적절한 위치에 확보하고 설치하는 것이 필요하다. 수갱 바닥 주변의 방수 게이트; 물 침입 위험이 있는 다른 지역에서는 구역 격리를 위해 방수 게이트와 같은 방수 격리 시설을 근처에 설치한 후에만 채굴 활동을 수행할 수 있습니다(Wang Xinxiao et al., 2007).

7. 광산 방지 및 배수 기술

채광 과정에서 탄광은 필연적으로 대수층(신체)에 접근하거나 노출하거나 파괴해야 합니다. 대수층(바디)의 물이 원래의 균형상태를 잃어 탄광면으로 유입되어 수해사고를 일으키게 됩니다. 탄광의 안전한 생산을 보장하기 위해서는 이에 상응하는 예방 및 배수 시스템을 구축하는 것이 필요합니다. 광산 방수 및 배수 기술은 주로 지상 방수, 지하 방수 및 광산 배수의 세 가지 측면을 포함합니다. 예를 들어, 산둥성 화위안(Huayuan)에서 발생한 "8월 17일" 물 파열 및 우물 침수 사고는 폭우로 인해 발생했지만 탄광의 지하 방수에 탁월한 문제를 노출했습니다.

8. 탄층 채굴 앞의 작은 구조물을 예측하는 ANN 기술

소형 구조물이란 단층 거리가 5m 미만인 작은 단층이나 일부 작은 균열이 용해되어 있는 것을 말합니다. 간격. 광산 생산 과정에서 이러한 작은 구조물은 작업장 광산 및 터널 굴착에 큰 영향을 미치며 광산 수 예방 및 제어에 중요한 역할을 합니다. 터널 채굴 과정에서 현재의 소형 구조물 예측 방법의 단점을 고려하여 탄광 터널 굴착 전 소형 구조물 예측 방법에 ANN 기술을 도입하고, 광산 내 소형 구조물 예측 및 예측을 위한 새로운 방법에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 수행되었다(Wu Qiang, 2007c).

9. 대수층 변환 및 대수층 강화 기술

본 기술은 1980년대 중후반에 개발된 그라우팅 수처리 공법이다. 안전한 채굴을 위해 소수성 및 감압 공법이 필요하지만, 소수성 및 탈수 비용이 너무 높고 지하수 자원을 낭비하는 경우에는 대수층 변형 및 대수층 강화를 위한 그라우팅 수 제어 방법을 사용하는 것이 적절합니다. 이는 주로 탄층 바닥의 물 손상 예방 및 제어에 중점을 두고 있으며, 그라우팅 조치를 사용하여 대수층을 변형하거나 방수층을 강화하고 이를 상대적인 방수층으로 바꾸거나 방수 강도를 더욱 향상시킵니다(Wu 치앙, 2005). 이 기술은 바닥 물 손상을 예방하고 제어하기 위한 보다 효과적인 실질적인 조치 중 하나입니다. 이 기술은 산둥성 페이청 광산 지역에 성공적으로 적용되었습니다.

10. 시각화된 지하수 시뮬레이션 평가 소프트웨어 시스템(Visual Modflow) 및 광산수 예방 및 제어

Visual Modflow는 현재 국제적으로 인기를 끌고 있는 3차원 지하수 흐름 및 용질 수송 시스템입니다. 다양한 국가의 동료들로부터 만장일치로 인정받은 모바일 시뮬레이션 평가용 표준 시각화 전문 소프트웨어 시스템입니다. 광산수 예방 및 제어 작업에서 모든 물 수지 영역에 대한 평형 연구를 수행할 수 있어 사용자가 석탄층의 상부, 바닥 또는 측면 재충전에 있는 재충전 수원의 재충전 방법, 재충전 크기 및 수질을 직접 결정할 수 있도록 돕습니다. . 또한, 광산지역의 물전도 단층구조에 의해 유발될 수 있는 물 돌입사고의 규모도 예측할 수 있으며, 이는 물 내부 경계의 물의 예방 및 제어에 있어 매우 중요한 실무적 가치를 갖는다. 광산 지역의 전도 지역(Wu Qiang, 2005; Dong Donglin, 2009).

11. 중국 북부 탄전의 3차원 물로 채워진 지질 구조 이론

이 이론은 2000년 Wu Qiang이 처음 제안했습니다. 다양한 유형의 수력 내부 경계가 소통되어 형성된 긴밀한 수력 연결을 가진 다층 대수층 그룹의 3차원 물로 채워진 지질 구조는 중국 화북형 탄전의 주요 수문 지질학적 특징이며, 이러한 유형의 탄광에 대한 3차원 물로 채워진 수문지질학적 구조 개념 모델의 기초입니다. 내부 경계는 탄광의 3차원 물로 채워진 지질 구조 이론의 핵심입니다. 내부 경계 시스템에 대한 심층적이고 포괄적인 연구는 중국 북부 탄전 바닥에서 카르스트 물 유입 문제를 해결하는 열쇠입니다. .

공간 내부 경계의 기하학적 특성에 따라 분류된 4가지 기본 유형과 다양한 조합 유형은 탄광의 수문지질학적 조건의 복잡성을 이해하고 과학적이고 합리적인 물 예방 및 통제 대책과 실용적 가치를 채택하는 데 매우 중요한 이론적 지침입니다. (우창, 2000).

참고자료

Dong Donglin, Wang Huanzhong, Wu Caixia 외 2009. 단층 및 슬립 구조 복합 구조 영역에서 탄층 지붕 대수층의 누수 특성 및 물 유입 위험 분석. 중국과학원 암석 역학 및 공학 저널, 28(2): 373~379

국가 산업 안전 관리국, 국가 석탄 광산 안전 감독국 2009. 석탄 광산의 물 예방 및 통제에 관한 규정. . 베이징: 석탄 산업 출판사. 1~80

Hua Xieming, Fu Yaojun, Bai Xiqing. 2006. 우리나라 탄광 지역의 수문 지질 탐사 및 환경 지질 평가의 현황 및 개발 동향. and Exploration, 34(3): 40~43

Jin Dewu, Ma Peizhi, Wang Yanfu 1998. 중국 북부의 탄층 바닥에서 물 유입에 대한 확률론적 정보 시뮬레이션 및 지질학 공학. , 26(6): 36~39

Li Wenjun, Hao Ping. 1997. 다퉁 지방 탄광의 수해 현황과 산시 석탄, 17(5): 61~64.

Liu Yang 2008. 탄광에서의 물 예방 및 통제의 중요성. 개혁 및 토론, (27): 99

Ma Rungang 2006. 물 피해 현황 분석 및 예방. 기술. Shanxi Coking Coal Science and Technology, (1): 14~15

Shang Dengying, Wu Qiang, Zhao Suqi 외 2006. 탄광의 물 방지 및 통제 지침: 국가 관리. 작업 안전, 국가 탄광 안전 감독국, 1~88

Wang Jianjun. 2008. 광산 물 유입 사례 분석 및 압력 채굴 구역 설정, 37(5): 39~41

Wang Xinxiao. 2007d. 국가 탄광 안전 감독국 수해 방지 및 통제 전문가 팀장 Wu Qiang과의 “통제” 물 인터뷰, 10(74). : 20~21

Wu Qiang, Dong Donglin, Qian Zengjiang, et al. 2000. 중국 북부 탄전의 3차원 물로 채워진 지질 구조 이론, (2): 47~49

Wu Qiang, Dong Shuning, Zhang Zhilong. 2007e. 광산 수해 방지 및 관리. 베이징: 중국 광업 대학 출판부 1~9, 73~161

Wu Qiang, Xie Shuhan, Pei Zhenjiang et al. 2007b. 석탄층 바닥 물 유입 평가를 위한 새로운 실제 방법 ⅢJournal of Coal Science, 32(12): 1301~1306

Wu Qiang, Pang Wei, Dai Yingchun 외 2006. 석탄층 바닥 물 유입 취약성 GIS 및 ANN 커플링 기술 평가, 31(3): 314~319

Wu Qiang, Yang Liu, Zhu Bin, et al. 2009. 중국 석탄 지질학의 Zhaogezhuang 광산 응용 분야의 바닥 물 유입 평가, 21(6): 40~44

Wu Qiang, Yu Jia, Pang Wei et al. 2007c. ANN 방법을 기반으로 한 석탄 터널 굴착 앞의 소형 구조물 예측 기술, 중국 광업 저널, 36(4): 446~452

Wu Qiang, Zhang Zhilong, Zhang Shengyuan et al. 2007a. 석탄층 물 유입 평가 II 취약성 지수 방법을 위한 새로운 실제 방법, 32(11) ：1121~1126

Wu Qiang. 2005. 제6차 전국 석탄 산업 과학 기술 컨퍼런스 진행. 베이징: 석탄 산업 출판부, 294~296

Zhao Suqi, Wu Qiang, Guo Qiwen 외 2003. 전환 그라우팅을 통한 석탄 광산의 물 피해 제어, 31(2): 27~29

Zhao Tiechui 2007. 전국 석탄 광산의 전형적인 물 피해 사례 및 예방 기술. 베이징: 중국 광산 기술 대학교 출판사. 185~192

Zhong Yaping. 2001. 베이징 카일루안 탄광의 종합적인 물 방지 및 제어 기술에 관한 연구: 석탄 산업 출판사. 피>