礦井水害發(fā)生的基本規(guī)律與成因以及水害防治技術(shù)

摘 要 煤礦的開(kāi)采一般都是在地下進(jìn)行，經(jīng)常會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，使得煤礦的開(kāi)采過(guò)程中潛藏著安全隱患。水害是常見(jiàn)的煤礦煤層災(zāi)害之一。本文結(jié)合實(shí)際論述了水害發(fā)生的規(guī)律和主要原因，并提出了預(yù)防的措施，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)實(shí)踐提供些許理論參考。

關(guān)鍵詞 煤礦煤層；水害；基本規(guī)律；成因；防治

中圖分類(lèi)號(hào) TD745 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0205-01

煤炭資源是我國(guó)重要的戰(zhàn)略性能源，它的安全生產(chǎn)不僅關(guān)系到廣大開(kāi)采人員的生命安全，還關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，所以預(yù)防各種可能發(fā)生的災(zāi)害非常重要，首先需要對(duì)災(zāi)害的成因有一個(gè)詳細(xì)的了解和把握，才能做到因地制宜，對(duì)癥下藥。

1 煤礦煤層水害發(fā)生的基本規(guī)律和成因

煤礦煤層發(fā)生水害給施工工人的人身安全帶來(lái)極大的威脅，也給社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)帶消極的影響。因此防水治害是非常必要和緊迫的事情。總體來(lái)說(shuō)，煤礦煤層水害發(fā)生的原因有很多，包括水文、地質(zhì)、施工等方面。煤礦能夠形成水害的客觀條件一是有水源，二是有連接水源和井下通道的渠道。王河煤礦煤層發(fā)生水患災(zāi)害的主要原因包括以下幾個(gè)方面：

1.1 地質(zhì)原因

煤礦的地質(zhì)原因主要表現(xiàn)在地質(zhì)的結(jié)構(gòu)、巖層的特質(zhì)、地形地貌等因素。王河煤礦的地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)于一般的礦井來(lái)說(shuō)，顯得尤其復(fù)雜，礦井底部的結(jié)構(gòu)有著大量的巖溶性裂縫，這就為水分的貯存提供了條件。在礦井的頂板部位有一段灰?guī)r含水層，但含水的量不夠均勻。礦井底板聚集著很多中厚層狀的石灰?guī)r，使得徑流的補(bǔ)給水量比較豐富。這樣的地質(zhì)構(gòu)造的儲(chǔ)水條件非常好，但同時(shí)也埋下了很多的水災(zāi)隱患，尤其是當(dāng)?shù)装灞容^薄的時(shí)候，開(kāi)采的時(shí)候容易透水。

1.2 水文原因

如果煤礦施工范圍內(nèi)存在較大范圍的地表水體，就會(huì)對(duì)煤礦的煤層開(kāi)采帶來(lái)一定程度的影響。地表水體會(huì)沿著天然的溝谷滲入到煤礦的底部，如果溝谷的水流量很大。適逢雨季就會(huì)導(dǎo)致淹井的情況發(fā)生。該煤礦的施工范圍內(nèi)不存在特別大的地表水體，溝谷水位處于最高點(diǎn)的時(shí)候也不會(huì)對(duì)礦井產(chǎn)生影響，對(duì)礦井的主采煤層不會(huì)構(gòu)成太大的水患威脅。地下水的補(bǔ)給狀況和水的排泄情況也會(huì)影響到煤礦煤層的施工安全。大氣降水是王河煤礦區(qū)域內(nèi)的地下水的主要補(bǔ)給形式。大氣降水主要輸通過(guò)煤炭開(kāi)采區(qū)的巖石裂縫地帶滲到地下，再經(jīng)過(guò)礦坑的積蓄，煤礦下層的水位就會(huì)產(chǎn)生變化，礦坑最后的涌水量的程度就與大氣降水有著很大的關(guān)系，水害的發(fā)生與大氣降水的狀況密切相關(guān)。另外，煤礦地下斷層的導(dǎo)水性和覆巖的破壞情況，直接影響到導(dǎo)水裂隙帶的寬窄，從而改變礦井的地下水文條件。從現(xiàn)階段來(lái)看，王河礦井的斷層情況處于良好的狀態(tài)，所以導(dǎo)水性質(zhì)呈現(xiàn)出較弱的現(xiàn)象，但是如果煤礦開(kāi)采力度不斷加深，規(guī)模不斷加大，使得煤礦礦井長(zhǎng)時(shí)間承受著巨大的靜水壓力和垂直應(yīng)力導(dǎo)致水裂隙的間隙越來(lái)越大，滲水的程度也會(huì)越來(lái)越大。

1.3 老窖、老空水的影響原因

在井田中不均勻分布著一些老窖，它們被開(kāi)采的時(shí)間比較長(zhǎng)，也不是在同一時(shí)間內(nèi)停產(chǎn)的，所以在原來(lái)的礦井處會(huì)存有一些積水的坑洼，有大有小，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沉淀，形成了一定的靜水壓力。如果在后來(lái)進(jìn)行的開(kāi)采活動(dòng)中，沒(méi)有充分注意到這些老窖的積水地帶，或者是采取了不當(dāng)?shù)牟删蚍绞?，就容易造成老窖的噴水，進(jìn)而引發(fā)煤礦煤層水災(zāi)發(fā)生，這與王河煤礦本身的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。老窖充水的主要因素就是底板奧灰?guī)r溶水。王河煤礦礦井的底板比較薄，在進(jìn)行深層開(kāi)采的過(guò)程中很容易發(fā)生透水事故。

2 煤礦煤層水害的防治技術(shù)

鑒于煤礦水害會(huì)給煤炭的開(kāi)采和曠工的生命安全帶來(lái)嚴(yán)重的損害，我們要加大防治的力度，可以通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行防治，以便最大限度地降低施工人員的傷亡程度和財(cái)產(chǎn)損失的程度。

首先要做好防止地表水大量深入礦井內(nèi)部的工作，尤其是當(dāng)發(fā)生暴雨的時(shí)候，石塊會(huì)容易隨著洪水的裹挾倒灌進(jìn)礦井內(nèi)部，給煤礦的采掘人員的生命安全和礦井的財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的威脅。在雨季的時(shí)候，要特別加強(qiáng)防洪訊息的檢查與隨時(shí)通報(bào)，做好防洪措施，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地面出現(xiàn)裂縫、塌陷的情況，要及時(shí)采取防護(hù)措施，進(jìn)一步加固完善礦井井口的堤壩和匯洪渠，使排泄洪水的通道一直保持順暢。另外還要隨時(shí)將溝谷中的垃圾廢渣清理出去，這樣溝谷就不容易發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，在洪水來(lái)臨的時(shí)候，就可以及時(shí)幫助礦井將積水排出去，盡量避免了倒灌的現(xiàn)象發(fā)生。加強(qiáng)對(duì)煤礦附近洋河的水文地質(zhì)的觀測(cè)，尤其是煤礦下洋河的位置，如果下洋河的水位驟然下降，通常表明礦井的涌水量大幅度增加，這時(shí)候就要后重新對(duì)礦井的涌水量進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量，以便更精確地確定水倉(cāng)的容量，為科學(xué)合理地選擇排水設(shè)備提供最可靠的數(shù)據(jù)信息。

其次要在斷層的地方做好導(dǎo)水水害的治理工作。當(dāng)煤礦煤層的開(kāi)采深度日益加深的時(shí)候，斷層的充導(dǎo)水性也同時(shí)會(huì)進(jìn)一步加大，這就很容易給礦井的水害埋下隱患。在煤礦礦井的建設(shè)中，以及煤炭資源的開(kāi)采過(guò)程中，要對(duì)斷層導(dǎo)水性質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和審查，需要的時(shí)候要留設(shè)斷層隔離煤柱。加強(qiáng)煤礦水文地質(zhì)的檢測(cè)工作，并建立有效的管理機(jī)制，將具體的管理措施落實(shí)到每一位負(fù)責(zé)人身上，還要定期組織煤礦礦井的水患宣傳與調(diào)查工作，編制相關(guān)的緊急事故處理辦法，以便在發(fā)生意外的時(shí)候做好救援工作。

再次要做好老窖和王河礦井的周邊礦井的調(diào)查工作，應(yīng)該在開(kāi)采前明確老窖的位置及具體的情況，以便在施工的時(shí)候可以采取相應(yīng)的維護(hù)措施，不至于破壞到老窖的積水地帶，當(dāng)然還要在這一地帶做好安全防護(hù)的措施，以便在意外發(fā)生的時(shí)候可以迅速地采取補(bǔ)救措施，將損失降低到最低限度。相鄰的礦井之間還要經(jīng)常派技術(shù)人員對(duì)相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行監(jiān)管，主要是查看對(duì)方的礦井防隔水煤柱的設(shè)置情況是否有變化，是否需要進(jìn)一步加固和維護(hù)等。同時(shí)還要防止相鄰的礦井人員出現(xiàn)違規(guī)操作的情況。

最后要不斷提高煤礦工人的危機(jī)識(shí)別能力和水害發(fā)生時(shí)候的逃生能力。在煤礦將要發(fā)生透水的時(shí)候會(huì)有一些征兆發(fā)生，例如，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，煤層的顏色會(huì)變得越來(lái)越暗，煤層整體有發(fā)潮的現(xiàn)象。在煤礦巷道壁上，或者是煤礦的頂板上會(huì)出現(xiàn)很多水珠，開(kāi)采出的煤層的溫度比平時(shí)的要低很多，在作業(yè)平臺(tái)上，出現(xiàn)大量淋水的現(xiàn)象，有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)壓力水頭。整體來(lái)看，開(kāi)采環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生的霧氣，給人以陰濕冰冷的感覺(jué)。在發(fā)生水害的時(shí)候施工人員要及時(shí)撤離到發(fā)水地點(diǎn)以上的水平面，盡量避開(kāi)壓力水頭和來(lái)水主流，迷路時(shí)應(yīng)朝有風(fēng)流的方向撤離，忌盲目潛水。

3 總結(jié)

綜上所述，煤礦煤層水害的發(fā)生是受到多重條件制約的，包括水文條件和開(kāi)采工藝等，對(duì)這些原因的把握非常關(guān)鍵，它們是做好煤礦水害防止的突破口。只有根據(jù)水害發(fā)生的具體原因及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，才能促進(jìn)我國(guó)煤炭行業(yè)的健康發(fā)展，也才能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓樹(shù)青，范立民，楊保國(guó).開(kāi)發(fā)陜北侏羅紀(jì)煤田水文地質(zhì)工程地質(zhì)問(wèn)題分析[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，1992，4.

[2]張杰，侯忠杰.淺埋煤層導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律物理模擬分析[J].礦山壓力與頂板管理，2004，4.

[3]馬立強(qiáng)，張東升，喬京利.淺埋煤層采動(dòng)覆巖導(dǎo)水裂隙通道分布特征試驗(yàn)研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，5.

[4]李文平，葉貴鈞.陜北榆神府礦區(qū)保水采煤工程地質(zhì)條件研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2000，5.