礦井水災的綜合防治及防治水技術的應用

文/陳亮

礦井水災的綜合防治及防治水技術的應用

文/陳亮

煤礦生產經營中，經常受到水資源的危害，一旦出現水災，就會影響礦井的正常生產運營，給整個生產系統(tǒng)帶來不同程度的破壞，甚至造成人員傷亡。因此，做好礦井的防治水工作非常重要。通過對水災事故發(fā)生的原因進行多方面的分析，圍繞礦井水災的整體表現等采取積極有效的措施，有效促進防治水技術的整體提升，從而優(yōu)化煤礦井下的操作環(huán)境，保障煤礦安全生產。

一、礦井水災的分類與發(fā)生條件

1．礦井水災的分類

地面水以及地下水通過相關通道流入礦井，在涌入礦井的水流量超過一定量的時候，尤其是在超過礦井最大排水量的狀況下，就會造成礦井水災。從礦井水災的整體表現來看，主要存在以下兩種情況：

（1）地表水水災形成。在煤礦附近存在有相應的河流、湖泊、水庫、水渠等一些蓄水的工程，尤其是在自然雨季雨水量充沛的情況下，造成水位上漲，超過礦井井口標高涌入到煤礦井下，或者通過煤礦裂縫、斷層等而滲入到煤礦井下，造成水災的出現。這種地表水災由于地表水涌入兇猛，并伴隨有泥石流等現象，如果防備技術不當，就會造成淹井等現象。

（2）孔隙水水災形成。在孔隙水的形成上，尤其是在當煤層被松散而且含水的流沙層、砂礫層、粘土層覆蓋的情況下，在開采水平井下的操作過程中，煤巖柱留設不夠，就會造成冒裂帶進入到松散層。在開采前對水文條件的整體觀察不夠清晰，沒有按照含水層下回采條件留設煤柱，造成回采之后水分、砂石饋入煤礦井下。此外，在沒有按照嚴格規(guī)定的情況下超額出煤，或在煤巖柱中開拓巷道、硐室，影響整個煤層的完整性，由于年久滲水的原因，造成沖積層水以及流砂、泥沙的饋入，造成煤礦井巷的堵塞，形成空隙水災的發(fā)生。

2．礦井水災發(fā)生的條件

（1）構造斷裂帶與接觸帶。礦區(qū)含煤地層中存有數量不等的斷裂構造，它不僅使斷裂附近巖石破碎、位移，也使地層失去完整性，從而成為各種充水水源涌入礦井的通道。地層的假整合或不整合的接觸帶，由于空隙發(fā)育，當它與水源靠近時，也可能成為地下水進入礦井的通道。

（2）采礦造成的裂隙通道。煤層開采后，采空區(qū)上方的巖層因下部被采空而失去平衡，相應地產生礦山壓力，從而對采場產生破壞作用，必然引起頂部巖體的開裂、垮落和移動。塌落的巖塊直到充滿采空區(qū)為止，而上部巖層的移動常達到地表，根據采空區(qū)上方的巖層變形和破壞情況的不同，可劃分為三帶，三帶之中的冒落帶、裂隙帶就是礦井充水的良好通道。

二、礦井水災的整體危害

1．惡化生產環(huán)境

礦井水災可以造成煤礦井下巷道積水，在煤礦礦床的頂板形成淋水現象，致使工作面以及煤礦附近巷道的空氣相對潮濕，使空氣流通不暢，影響整個煤礦井下的安全操作，對于設備的正常運轉也會帶來不同程度的影響，造成整個工作環(huán)境惡化，影響身心健康。此外，水災現象的發(fā)生，能引起瓦斯積聚、爆炸和硫化氫中毒現象的發(fā)生。特別是當礦井水的水量超過礦井的排水能力或發(fā)生突然涌水時，輕則造成礦井局部停產或局部巷道被淹沒，重則造成礦井淹沒、人員傷亡，被迫停產、關井。

2．增加噸煤成本

發(fā)生礦井水災，尤其是礦井水相對較大的時候，就要增加排水設備的投入，提升綜合排水的費用，造成噸煤生產成本增加，影響整個煤礦企業(yè)的生產經營。

3．縮短設備壽命

煤礦水災對于金屬設備會造成不同程度的腐蝕作用，影響機械設備的正常運轉，既要增加機械設備的維修費用，也大大降低采煤率。

三、礦井水災的綜合防治措施

1．做實防治水各項基礎工作

在煤礦礦井水災的防治上，要針對煤礦企業(yè)的具體生產經營環(huán)境，制定煤礦企業(yè)中長期防治水的規(guī)劃以及季度、年度防治水工作計劃，建立組織機構，采取對策措施，對于每一類礦井都要采用適用的防治水措施，做好各項基礎工作。

查明礦井或采區(qū)水文地質情況時，對于礦井的物探、鉆探、化探等先進適用技術的運用，要有明細的管理辦法，并在具體的開采過程中，要重視地球物理技術在煤礦水災中的整體應用。通過采用現代化的綜合技術進行實地勘察，要對煤礦周邊的水文地質條件、地表水、水流量的涌入等情況進行詳細的調查，并查明落差大于5m的斷層及富水性地質層，這樣，能更好地進行礦井水災的有效防治，減少災害的出現。

2．強化雨季的安全隱患排查

在認真做好井下開采的同時，對于水災害的防治也要堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，落實“防、堵、疏、排、截”五項綜合治理措施，尤其是在雨季到來的時候，要更加做好各項防范工作。對洪水可能淹沒的廢棄老窯井口必須按規(guī)定填實封死，或在井口澆注一個大于井筒斷面的堅實的鋼筋混凝土蓋板，嚴防地表水倒灌井下導致淹井。雨季要安排專人負責對本井田范圍及可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙，以及可能影響礦井安全的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點部位進行巡視檢查，特別是接到暴雨災害預警信息和警報后，要實施24小時不間斷巡視。同時，構建全方位的隱患排查機制，形成及時撤出井下人員的管理制度，發(fā)現洪水可能造成淹井情況，要立刻停產，防止事故的發(fā)生，減少對人員健康的影響。

3．制定完善的水災害應急預案

在強化煤礦井下水災害的措施運用上，要構建全方位的應急預案，建立區(qū)域搶險排水基地，并及時增設各種排水設備，定期對各種設備進行檢修，保證設備運轉正常，提高搶險救災的能力。同時，還要加強各方面的技能知識培訓，結合煤礦生產經營中的典型水災害例子，加強對員工的水災防治知識培訓，提高整體綜合技能，制定并不斷完善礦井水害應急預案，開展應急預案的演練，使職工掌握逃生的路線。煤礦企業(yè)發(fā)生透水后，要立即啟動礦井水害應急預案，并按規(guī)定及時上報有關部門，積極開展救援工作。

四、煤礦防治水技術的應用

1．地面水防治技術

地面防水是指在地表修筑各種防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水涌入工業(yè)廣場或滲入井下，它是保證礦井安全生產的第一道防線，特別是以大氣降水和地表水為主要充水水源的礦井尤為重要。通過采用先進有效技術，形成地面水防治技術的成熟體系?？梢圆捎煤恿鞲牡馈佌拥?、填堵通道、挖溝排（截）洪、排除積水等綜合方式，防止地表水涌入礦井。在滲漏地段采用粘土、料石等進行整體休整。

2．井下防治水技術

在井下防治水技術運用中，首先要全面做好礦井水文觀測以及各項地質勘測工作，了解含水層以及老空積水情況，對地下水源有詳實的了解。其次，要做好井下探水工作。可以在井下采掘過程中通過打超前鉆孔，對工作面頂板、底板、側幫和前方端頭的地質構造進行整體的探查，對于地勢低洼，水流疏排不出去，或洪水季節(jié)河水有倒流現象的礦區(qū)，可在泄洪總溝的出口處建立水閘，設置排洪站，利用水泵向外排水。

（作者單位：山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司）

（責任編輯：龐永厚）