煤礦綜合防治水技術(shù)理論和實(shí)踐應(yīng)用

摘 要：礦井水害一直是影響煤礦安全生產(chǎn)和管理的重要問(wèn)題之一，尤其是針對(duì)開(kāi)采時(shí)間長(zhǎng)的煤礦面，由于開(kāi)采深度的增加，必然會(huì)受到嚴(yán)重的水害威脅，本文先簡(jiǎn)單分析了煤礦綜合防治水技術(shù)的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)論述煤礦綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用，希望能為相關(guān)人員帶來(lái)一些幫助。

關(guān)鍵詞：綜合防水技術(shù)；灰?guī)r含水層；鉆探；

中圖分類號(hào)：P634.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-07-00-01

煤礦水害與火災(zāi)以及粉塵等是煤礦安全生產(chǎn)的重要災(zāi)害，國(guó)內(nèi)外發(fā)生的多次突水淹井事故造成了極大的危害，本文主要以具體煤礦防水技術(shù)為例，闡述煤礦綜合防水技術(shù)的應(yīng)用，先簡(jiǎn)單分析煤礦綜合防水技術(shù)的研究現(xiàn)狀。

一、煤礦綜合防水技術(shù)的研究現(xiàn)狀

煤礦綜合防水技術(shù)的研究在20世紀(jì)70年代開(kāi)始，目前在國(guó)內(nèi)的研究中都取得非常大的成就，在水文地質(zhì)條件的綜合探查方面一般是采取鉆探驗(yàn)證以及地面物探的方法，目前井下探查技術(shù)應(yīng)用還不夠成熟，在輸水開(kāi)采技術(shù)方面，占據(jù)主導(dǎo)地位的是含水層預(yù)先疏干降壓方法，國(guó)內(nèi)外基本都是采用這種方法。

在注漿堵水方面的研究，最早的研究是在1802年，法國(guó)學(xué)者提出注漿法。自硅酸鹽的發(fā)明使用后，注漿的主要材料就成為水泥，在1864年礦井首次采用泥注漿法解決了井筒涌水的問(wèn)題，在以后的研究中逐漸增加了化學(xué)注漿、硫酸混合物注漿法以及水玻璃等，注漿技術(shù)的研究在20世紀(jì)40年代發(fā)展到頂峰時(shí)代。在20世紀(jì)80年代，開(kāi)始采用超細(xì)水泥或者是無(wú)毒高效的新型材料進(jìn)行注漿工作，各種研究理論馬格理論、Baker公式等不斷被提出。

我國(guó)的煤礦綜合防治水措施主要是采取防治結(jié)合的原則，針對(duì)不同的水文地質(zhì)條件采取合適的防治措施，在疏干降壓技術(shù)方面，主要包括地表疏干、井下疏干以及井上疏干等，在鉆探技術(shù)方面，人工受控定向道斜鉆探技術(shù)得到廣泛使用，在水文地質(zhì)條件綜合探測(cè)技術(shù)方面主要采用了綜合立體探測(cè)技術(shù)，目前計(jì)算機(jī)也在探測(cè)方面得到越來(lái)越廣泛的使用。

二、煤礦綜合防水技術(shù)的應(yīng)用

煤礦防治措施主要包括地面防治水、排水系統(tǒng)、疏干開(kāi)采以及露天煤礦防治水等，依照水源以及通道的不同，煤礦水害的防止也不同，就煤礦生產(chǎn)而言，防治水的措施主要應(yīng)用工作面之前、回采以及水害處理等階段。煤層頂板水害防治技術(shù)包括井下防水試驗(yàn)技術(shù)、構(gòu)造探查技術(shù)以及電磁類探測(cè)技術(shù)等，井下防水試驗(yàn)的目的是探查采礦條件下地下水的供水來(lái)源，進(jìn)而確定具體的礦井防治水的對(duì)策，在此基礎(chǔ)上采取如注漿堵水、放水降壓以及預(yù)留房防水柱等技術(shù)，主要采用的設(shè)備包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器以及鉆探口防噴裝備等。開(kāi)采區(qū)構(gòu)造探查技術(shù)主要是探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造。

一般技術(shù)的應(yīng)用，工作面防水流程為確定治水工作→綜合物探→確定異常區(qū)域→異常判斷→鉆探驗(yàn)證→注漿加固→效果驗(yàn)證→安全性評(píng)定。采取的措施包括防、探、堵以及隔離等，即：探防堵疏排截，防是：防隔水煤柱，排是：指建立完善的排水系統(tǒng)，保證水量能夠通過(guò)排水系統(tǒng)排出礦井，針對(duì)斷裂層的防水還需要設(shè)定足夠的防水煤柱。探是：指井下鉆探與井下物探相結(jié)合，這項(xiàng)步驟的應(yīng)用主要是（探查工作面范圍內(nèi)積水情況）確保回采以及掘進(jìn)的安全性，在采取這項(xiàng)措施時(shí)需要嚴(yán)格執(zhí)行三探？原則，具體而言就是指在掘進(jìn)前超前檢查可能受到威脅的煤層，同時(shí)必須保證探水深度超過(guò)20m，凡是遇到斷裂層，一定給予探測(cè)，針對(duì)于大于20m以上的斷裂層還需要嚴(yán)格查明導(dǎo)水性，在掘進(jìn)的過(guò)程中，凡是出現(xiàn)任何的不正常現(xiàn)象，一定要先進(jìn)行探測(cè)，若是在掘進(jìn)中出現(xiàn)了淋水的現(xiàn)象，必須及時(shí)采取措施查明導(dǎo)水性，確保掘進(jìn)以及回采工作安全性。固是：指針對(duì)探測(cè)出現(xiàn)的富水區(qū)采取頂板加固煤層底板等技術(shù)防治采中突水。堵是：指針對(duì)井下突水點(diǎn)，采取聯(lián)合注漿技術(shù)加固突水點(diǎn)，所謂隔是指實(shí)行大區(qū)隔離。

針對(duì)物探探測(cè)出的異常區(qū)域還需要設(shè)定專門的鉆孔驗(yàn)證，鉆孔傾斜角度一般設(shè)定為-10度～-20度，探查距離大于30m，在鉆孔的布置中考慮到煤層底板的承受水壓，止水套管需要大于20m（附煤礦防治水規(guī)定中的套管要求），依照水文地質(zhì)條件安全系數(shù)K取5，Kp取0.46Mpa，不同水壓超前距計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1所示。針對(duì)異常情況的處理，需要采取超前預(yù)注漿技術(shù)防治水。

在確定的異常工作面下部的泄水巷中施工，能夠達(dá)到了很好的疏水降壓效果。綜合防治水技術(shù)除了此方案去疏水降壓外，還可以使用頂板注漿加固技術(shù)，主要的目的是降低土水概率，這種技術(shù)在我國(guó)被廣泛的使用。利用回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷來(lái)布置鉆孔，注漿擴(kuò)散半徑設(shè)定在25～30m，保證整個(gè)工作面都能被加固區(qū)域覆蓋，鉆孔在此設(shè)計(jì)為斜孔盡可能多的揭露含水層。依照經(jīng)驗(yàn)公式t=L（√r2L2+8kpP-rL）/4Kp（式中t代表安全隔水層厚度，L表示巷道底板寬度，r表示底板隔水層平均重量，Kp表示底板隔水層平均抗拉強(qiáng)度，P表示底板隔水層承受的水頭壓力）。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述本文先簡(jiǎn)單分析了煤礦綜合防水技術(shù)的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析煤礦綜合防水技術(shù)的應(yīng)用，針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、煤層埋藏深度大的煤礦在采取防水措施時(shí)需要遵循就高不就低的原則，綜合評(píng)價(jià)和分析水文地質(zhì)條件，靈活的使用綜合防水技術(shù)。

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