論煤礦水害的防治措施

楊秀東

【摘 要】文章簡(jiǎn)明扼要的介紹了目前我國(guó)礦井防治水方面所采取的主流的一些方法和措施，并從地面防水和煤礦井下防水兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行闡述，并以煤礦井下防水為詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵詞】煤礦水害防治；地面防治水；煤礦井下防治水

0.引言

凡是影響、威脅礦井安全生產(chǎn)、使礦井局部或全部被淹沒(méi)并造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的礦井涌水事故都稱為礦井水災(zāi)。我國(guó)不僅是世界主要煤礦生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是煤礦水害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。據(jù)解放后的統(tǒng)計(jì)資料，1955～1985年30年內(nèi)全國(guó)統(tǒng)配煤礦共發(fā)生突水769次（其中老窯水198次），淹井事故218起，且有逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。煤礦突水事故所造成的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。

大氣降水、地表水、含水層水、巖溶陷落柱水、斷層水、以及舊巷或老空區(qū)積水等，都是造成礦井水害的主要水源。

1.地面水害防治措施

地面防水指的是在地表修筑各種防排水工程，防止和減少大氣降水和地表水滲入礦井。礦井水的主要來(lái)源是地表水和降水，因此采取地面防水措施對(duì)與礦井結(jié)構(gòu)而言非常關(guān)鍵。結(jié)合礦區(qū)的氣候條件和地質(zhì)狀況，筆者認(rèn)為，礦井的防水設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

1.1慎重選擇井筒位置

井口（平硐口）和工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)主要建筑物的標(biāo)高應(yīng)在當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位之上，難找較高位置的應(yīng)在上述周圍修建泄水溝和攔水堤壩。

1.2河流改道

在礦井范圍內(nèi)有常年性河流流過(guò)且與礦井充水含水層直接相連、河水滲漏是礦井的主要充水水源時(shí)，可在河流進(jìn)入礦區(qū)的上游地段筑水壩，將河流截?cái)啵捎萌斯ず拥朗购铀h(yuǎn)離礦區(qū)。

1.3鋪整河底

礦區(qū)內(nèi)有流水沿河床或溝底裂縫滲入井下時(shí)，側(cè)可在滲漏地段用粘土、料石或水泥鋪墊河底，防止或減少滲漏。

1.4添堵通道

礦區(qū)范圍內(nèi)，因采掘活動(dòng)引起地面沉降、開(kāi)裂、塌陷而形成的礦井進(jìn)水通道，應(yīng)用粘土或水泥予以添堵。

1.5挖溝排（截）洪

地處山麓或山前平原區(qū)的礦井，因山洪或潛水流滲入井下構(gòu)成水害隱患或增大礦井排水量，可以在井田上方垂直來(lái)水方向布置排洪溝、渠，攔截、引流洪水，使其繞過(guò)礦區(qū)。

1.6排除積水

有些礦區(qū)開(kāi)采后引起地表沉降與塌陷，常年積水，且伴隨開(kāi)采面積增大積水越來(lái)越多，此時(shí)可將積水排掉，造地復(fù)田，消除水害隱患。

1.7加強(qiáng)雨季前的防汛工作

做好雨季防汛準(zhǔn)備和檢查工作是減少礦井水災(zāi)的重要措施。

矸石、爐灰、垃圾等雜物不得堆放在山洪、河流沖刷到的地方，以免沖到工業(yè)廣場(chǎng)和建筑物附近，或是淤塞了河道和溝渠。

2.煤礦井下防治水

井下水害來(lái)勢(shì)兇猛，俗有“水老虎”之稱，可見(jiàn)水害之兇猛。礦井水害的防治可歸納為六個(gè)字，那就是“查、探、放、排、堵、截”。

2.1查

做好礦井水文地質(zhì)的觀察和資料的收集是煤礦水害防治的基礎(chǔ)和依據(jù)。

①收集煤礦所在地的地面氣象、降水量和河流水文資料、查明地表水體的分布、水量和補(bǔ)給、排泄的條件、洪水期對(duì)煤礦所在區(qū)域的影響程度。②通過(guò)探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測(cè)孔、觀測(cè)各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。③觀測(cè)礦井涌水量及季節(jié)的變化規(guī)律。④查明礦井水源和可能涌水的通道，為防治水提供依據(jù)。

2.2探

“有疑必探，先探后掘”是采掘工作必須要遵守的原則，也是防治井下水害事故發(fā)生的重要方法。

當(dāng)采掘工作面的施工接近充水的小窯、老空、含水量大的斷層等水體時(shí)，必須嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程的要求采用探放水的方法，嚴(yán)格按要求查明探細(xì)采掘工作面前方的水體情況，并將水有控制有節(jié)奏有計(jì)劃的放出，以確保證采掘工作面的安全生產(chǎn)不出現(xiàn)突水和涌水的水害事故。當(dāng)進(jìn)行采掘工作時(shí)若是遇以下各種情況必須嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的要求實(shí)行探水作業(yè)：

①當(dāng)采掘工作面接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時(shí)，必須進(jìn)行探水作業(yè)，探明前方的詳細(xì)水體賦存情況；②當(dāng)采掘工作面接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印⑾萋渲鶗r(shí)需嚴(yán)格的按照制定的作業(yè)措施施行探水作業(yè)，并有專人監(jiān)督指導(dǎo)；③當(dāng)采掘工作面接近有可能出水鉆孔和各類防水煤柱時(shí)，需事先編寫(xiě)專門的作業(yè)措施并指導(dǎo)施工；④當(dāng)采掘工作面接近可能與地表水體相通的斷裂破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)，必須事先詳細(xì)調(diào)查查明相關(guān)的地質(zhì)資料，透徹前方的水體分布和賦存情況并編制專門的作業(yè)措施，現(xiàn)場(chǎng)要有專門的探水專業(yè)人員操作；⑤當(dāng)采掘工作面接近或是遇有上層采空區(qū)積水的情況時(shí)，或是在兩層間垂距小于采高40倍或巷高10倍下層采掘工作以及采掘工作面有明顯出水征兆時(shí)必須實(shí)行探水作業(yè)并編制專門的探水作業(yè)措施。

2.3放（排）

要杜絕水患，首先要制定有力的措施將威脅性水源全部或部分地疏放掉。

疏放老空區(qū)水可以采用直接放水、先堵后放、先放后堵和采用煤柱或構(gòu)筑物暫先隔離；疏放含水層水可以采用地面打鉆抽水、用井下疏水巷道疏水和用井下鉆孔疏水。

疏放水時(shí)的安全注意事項(xiàng)：①探到水源后，在水量不大時(shí)，一般可用探水鉆孔防水；水量很大時(shí)，應(yīng)該另打防水鉆孔。一般情況下，防水鉆孔直徑都在50～75mm之間，孔深在70m以內(nèi)。②采取防水措施前，應(yīng)該先測(cè)試放水量、水壓以及煤層的透水性，必須掌握排水設(shè)備的排水能力和水倉(cāng)容量，才可以安排防水順序，確定控制水量。若不提前了解現(xiàn)場(chǎng)情況和機(jī)械設(shè)備的工作狀況，就盲目采取防水措施，很可能造成嚴(yán)重后果。③防水施工中，應(yīng)該實(shí)時(shí)關(guān)注水量變化、出水的清濁和雜質(zhì)、是否伴有特殊聲響或有害氣體涌出等，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，必須盡快采取處理措施并報(bào)告調(diào)度室。④提前規(guī)劃好施工人員撤退的路線，以確保其人身安全。撤退途中必須有照明設(shè)施。⑤為避免高壓水和碎石噴射或?qū)@具壓出傷人，如果水壓太大，鉆孔時(shí)必須使用反壓和防噴裝置，并用擋板背緊工作面以防止套管和煤巖壁突然鼓出，擋板后面要加設(shè)頂柱和木垛，必要時(shí)還應(yīng)在頂?shù)装鍒?jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻，然后才可防水。

2.4截

截水是通過(guò)水閘門、水閘墻及防水煤（巖）柱等物體將水截住，采掘區(qū)必須遠(yuǎn)離水源，有效制止水災(zāi)蔓延。如果某一點(diǎn)發(fā)生突水事故，就不會(huì)對(duì)其它地區(qū)造成太大的威脅。許多實(shí)踐工程也證明了，截水防水的措施有助于減輕水災(zāi)危害。

2.5堵

堵水實(shí)際是礦井注漿堵水，它是礦井防水措施中（下轉(zhuǎn)第408頁(yè)）（上接第331頁(yè)）一個(gè)非常有效的措施。注漿堵水就是將配置的漿液壓入井下巷道或巖層的裂隙和空隙內(nèi)，在縫隙內(nèi)擴(kuò)散、凝固、硬化，以提高巖層的密實(shí)度、強(qiáng)度以及不透水性，用封堵的方式將補(bǔ)給水源截?cái)?，同時(shí)加固地層。多個(gè)鉆孔注漿后形成的隔水帷幕，我們稱之為帷幕注漿。

礦井注漿堵水一般在下列場(chǎng)合使用：①當(dāng)涌水水源與強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。②當(dāng)井巷必須穿過(guò)一個(gè)或若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來(lái)很大的危害，甚至不可能正常進(jìn)行掘進(jìn)工作時(shí)。③當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水時(shí)，為了加固井壁、改善勞動(dòng)條件、減少排水費(fèi)用等，可采用注漿堵水。④某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水量，降低常年排水費(fèi)用，也可以采用注漿堵水的方法堵住水源。⑤對(duì)于隔水層受到破壞的局部地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，除采用隔離煤柱外，還可以采用注漿加固法建立人工保護(hù)帶；對(duì)于開(kāi)采時(shí)必須揭露或受開(kāi)采破壞的含水層，對(duì)于溝通含水層的導(dǎo)水通道、構(gòu)造斷裂帶等，在查明水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，可用注漿帷幕截流，建立人工隔水帶，切斷其補(bǔ)給水源。

3.小結(jié)

隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采的科學(xué)技術(shù)水平的提高和裝備水平的提升，煤礦開(kāi)采在縱向和橫向都大為增加，原來(lái)越多的高產(chǎn)高效的大型礦井特大型礦井出現(xiàn)，這些大型特大型礦井的上馬必然也帶來(lái)一大堆技術(shù)難題，防水就是其中的主要難題之一，因此只有嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)及煤礦安全規(guī)程的要求并嚴(yán)格落實(shí)才能很好的開(kāi)展煤礦防治水的工作，煤礦地面治水和煤礦井下治水要齊頭并進(jìn)皆重視，嚴(yán)格并活用各項(xiàng)煤礦水害的防治措施，并在防治的動(dòng)態(tài)中予以優(yōu)化和完善，真正的建立適合各個(gè)煤礦的高標(biāo)準(zhǔn)的煤礦水害防治措施，最終把煤礦水害這只“老虎”關(guān)牢看好。