淺談礦井水害立體防治技術(shù)體系

摘要：文章首先簡(jiǎn)述了礦井水害防治技術(shù)概念，然后分析了礦井水害的主要類型以及礦井水害防治現(xiàn)狀與存在主要問(wèn)題，最后重點(diǎn)探討了礦井水害的綜治防治以及措施。

關(guān)鍵詞：煤礦;礦井水害;水害防治

一、前言

隨著我國(guó)的改革開放和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)在現(xiàn)今世界上已位居主要產(chǎn)煤國(guó)家之一，煤炭開采越來(lái)越多，而煤礦井下水害作為礦井最主要的五大災(zāi)害中的一種，其危害性極其嚴(yán)重。煤礦井下水害可對(duì)國(guó)家及人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。因此，礦井水害防治技術(shù)體系的探討具有非常重要的意義。

二、礦井水害防治技術(shù)概念

礦井水害防治以“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”為基本原則，并根據(jù)礦井水害實(shí)際情況制定相應(yīng)的“防、堵、疏、排、截”綜合防治措施。

“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)”就是要在查清礦井水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)礦井的水文地質(zhì)類型、水害隱患、嚴(yán)重程度進(jìn)行分析研究，并通過(guò)相應(yīng)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行分采區(qū)、分工作面評(píng)價(jià)，圈定安全區(qū)、臨界危險(xiǎn)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)，并標(biāo)注于相關(guān)圖紙上，以排除開采活動(dòng)的盲目性?！坝幸杀靥健笔侵冈陬A(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，對(duì)沒有把握的區(qū)域或塊段采用物探、化探、鉆探等方法和手段進(jìn)行綜合探查，以探明水害疑點(diǎn)或可疑作業(yè)區(qū)域?！跋忍胶缶颉笔侵冈诰C合探查的基礎(chǔ)上，在確保巷道掘進(jìn)或（和）工作面回采沒有水患威脅時(shí)，可實(shí)施掘進(jìn)及回采作業(yè)?！跋戎魏蟛伞笔侵冈诰C合探查的基礎(chǔ)上對(duì)于有水害隱患區(qū)域，必須采取有針對(duì)性的措施，直到完全消除水害威脅后才能組織正常作業(yè)。

“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施，簡(jiǎn)單地講，“防”就是對(duì)于礦井邊界、導(dǎo)水?dāng)鄬印⒏邏簭?qiáng)含水層、導(dǎo)水陷落柱等一定要采取留設(shè)防水煤（巖）柱或通過(guò)改變采煤方法來(lái)預(yù)防，并對(duì)其他可能誘發(fā)礦井水害的水源、通道實(shí)施加固、隔離、阻斷等措施;“堵”，即針對(duì)有安全隱患的礦井充水水源、涌水通道，必須超前進(jìn)行注漿封堵，或?qū)?qiáng)含水層、隔水層進(jìn)行注漿封閉或加固處理;“疏”主要指能疏干的水源要堅(jiān)決疏干，不能疏干的如華北型奧陶系灰?guī)r水要結(jié)合安全帶壓開采上限要求，采用疏水降壓等措施實(shí)現(xiàn)安全作業(yè);“排”既指排水供水相結(jié)合，使礦區(qū)水資源得到綜合利用，又指建立安全可靠的礦井排水系統(tǒng);“截”即通過(guò)開挖溝渠，修筑堤壩、防水帷幕等截流措施，攔截地表河流、水庫(kù)等地表水及松散層孔隙水。

在井下排水技術(shù)方面，已普遍采用了國(guó)產(chǎn)高效率離心式水泵，一些礦區(qū)已開始使用高揚(yáng)程、大流量的潛水泵。除上述水害防治技術(shù)外，水害較大礦區(qū)都因地制宜地采用了井下放水、留設(shè)各種防水煤（巖）柱、修筑防水閘門等安全技術(shù)措施。

三、礦井水害的主要類型以及礦井水害防治現(xiàn)狀與存在主要問(wèn)題

1、礦井水害的主要類型

礦井水害成因復(fù)雜，既有單獨(dú)出現(xiàn)的問(wèn)題，又有多種因素引起的水害，導(dǎo)致礦井水害頻繁發(fā)生。根據(jù)水害發(fā)生的主要原因，可以將礦井水害分為以下幾種主要類型：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、巖溶水水害、裂隙水水害等。同時(shí)，按照水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度，礦井水害又可以分為簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜、極復(fù)雜四種類型。

（一）、地表水水害

由于多數(shù)礦井都處于地平面以下，如果礦井口缺乏有效的防水設(shè)施，很容易導(dǎo)致大氣降水、江河、湖泊等地表水，通過(guò)礦井口涌入礦井之中，而出現(xiàn)地表水水害。通常情況下地表水水害多發(fā)生在海拔較低、礦井口中位置較低的礦井，容易因地面洪水而發(fā)生“倒灌淹井”，引發(fā)地表水水害，而給煤炭安全生產(chǎn)造成巨大損失。

（二）、老空水水害

老空是指采空區(qū)、老窯和已經(jīng)報(bào)廢井的總稱，老空水的水源就是這些古井、水窯、廢巷及采空區(qū)的積水。這種老空水具有靜態(tài)儲(chǔ)量大，一旦當(dāng)采掘工作面接近或溝通時(shí)，老空水就會(huì)涌入巷道或工作面，瞬間會(huì)灌滿巷道或工作面造成重大安全生產(chǎn)事故。

（三）、孔隙水水害

裂隙水水害通常為第三系、第四系松散含水層孔隙水、流沙水或泥沙等，有時(shí)為地表水補(bǔ)給。通過(guò)采空冒裂帶、地面塌陷坑、斷層帶及煤層頂、底板含水層裂隙及封孔不良的舊鉆孔導(dǎo)水等形式進(jìn)入巷道，而形成水害。

（四）、巖溶水水害

巖溶水水害主要是由于作業(yè)過(guò)程中，打通周邊溶洞，導(dǎo)致巖溶水涌入巷道，形成水災(zāi)。這種礦井水害主要發(fā)生在巖溶地貌地區(qū)，比如：2005年在四川廣能發(fā)生的龍灘煤礦的透水事故，就是由于在井下作業(yè)時(shí)，不慎打通溶洞，造成巖溶水涌入巷道，導(dǎo)致重大安全事故。

（五）裂隙水水害

裂隙水水害的水源主要為砂巖、礫巖等裂隙含水層的水，常受地表水或其它含水層補(bǔ)給，通過(guò)冒落帶、斷裂帶、采掘巷道揭露頂板或底板砂巖水，或者封孔不良的老鉆孔導(dǎo)水進(jìn)入巷道或工作面，從而導(dǎo)致水災(zāi)事故的發(fā)生。

2、礦井水害防治現(xiàn)狀與存在主要問(wèn)題

煤礦水害防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，雖然我國(guó)在煤礦防治水害方面取得了較好的成績(jī)，然而面對(duì)一些煤礦水害事故頻發(fā)的問(wèn)題，必須要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)。煤礦水害防治方面還存在一些突出的矛盾和問(wèn)題，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面。

（一）、防治手段落后

礦井水害防治最關(guān)鍵的工作是要勘測(cè)在前，預(yù)測(cè)在先。如果不能做到對(duì)礦井水害進(jìn)行科學(xué)勘測(cè)與超前預(yù)測(cè)，礦井水害發(fā)生的概率將會(huì)非常高。當(dāng)前，一些煤炭生產(chǎn)企業(yè)為了追求利潤(rùn)最大化，把大量的資金投入到煤炭的產(chǎn)出上，而不愿意花費(fèi)過(guò)多的資金和精力，用在水害的勘測(cè)與預(yù)防上，導(dǎo)致地質(zhì)勘探裝備落后，技術(shù)力量相對(duì)薄弱，很難科學(xué)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下導(dǎo)水通道位置、分布、性質(zhì)等的探測(cè)和預(yù)先防范。對(duì)井下及礦井周邊地質(zhì)環(huán)境缺乏有效的勘測(cè)和掌握，大大削弱了礦井水害防治的能力和成效，也使得許多本可以避免的礦井水害卻不斷發(fā)生。

（二）、防治隊(duì)伍不健全

礦井水害防治是一項(xiàng)專業(yè)性、技術(shù)性和針對(duì)性很強(qiáng)的工作，近年來(lái)，隨著人們對(duì)礦山安全形勢(shì)擔(dān)憂情緒的不斷擴(kuò)大，特別是對(duì)于大多數(shù)獨(dú)生子女家庭，鮮有愿意讓自己的子女入礦業(yè)專業(yè)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致礦山專業(yè)技術(shù)人才匱乏。煤礦缺乏既懂采礦專業(yè)知識(shí)，又掌握地質(zhì)水文專業(yè)知識(shí)與技能的礦井水害防治專業(yè)人才。加之，一些煤礦生產(chǎn)企業(yè)對(duì)煤礦水害隱患的嚴(yán)重危害認(rèn)識(shí)不充分，對(duì)煤礦水文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)不重視，一旦出現(xiàn)水害安全隱患，就處于臨時(shí)補(bǔ)救，而無(wú)歷史數(shù)據(jù)的尷尬境地，從而失去了最佳的防治時(shí)機(jī)，甚至?xí)?dǎo)致重大事故。

（三）、防治措施不力

一些煤礦生產(chǎn)企業(yè)對(duì)瓦斯等事故的防范較為重視，而對(duì)水害的防治重視有所弱化，往往會(huì)憑感覺認(rèn)為礦井歷史上沒有發(fā)生過(guò)水害事故，現(xiàn)在也無(wú)需太在意，導(dǎo)致對(duì)水害防治的重視不夠，缺乏有效的礦井水害防治預(yù)案，一旦發(fā)生透水事故，將很難實(shí)現(xiàn)對(duì)水害事故的應(yīng)急搶險(xiǎn)救援。近年來(lái)發(fā)生的幾起重特大礦井水害安全事故都充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

（四）、違法違章作業(yè)嚴(yán)重

近年來(lái)，隨著各級(jí)對(duì)抓好安全生產(chǎn)工作力度的不斷加快，有效扭轉(zhuǎn)了各類重特大煤礦安全事故的發(fā)生。但由于煤礦生產(chǎn)是高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)行業(yè)，導(dǎo)致一些私營(yíng)業(yè)主未批先采、超規(guī)開采比較嚴(yán)重。小企業(yè)由于缺少必要的勘測(cè)技術(shù)手段，而對(duì)無(wú)法充分掌握礦井的地質(zhì)水文等條件，特別是非法開采、違章作業(yè)，發(fā)生礦井水害的概率很大。對(duì)于一些礦井超層越界開采，甚至開采保安煤柱、防水煤柱，提高開采上限等違法違章作業(yè)，都大大增加了礦井水害發(fā)生的概率。

四、礦井水害的綜治防治以及措施

1、礦井水害的綜治防治

（一）、進(jìn)一步完善水害防治各項(xiàng)規(guī)章制度

煤礦企業(yè)要結(jié)合各自實(shí)際情況，補(bǔ)充完善礦井中長(zhǎng)期防治水規(guī)劃、年度防治水計(jì)劃、水害防治工作方案、應(yīng)急預(yù)案等各項(xiàng)防治水技術(shù)措施，并組織實(shí)施，確定礦井水害防治的工作重點(diǎn)。要健全和完善地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng)，定期開展水害隱患排查，根據(jù)礦井年度、季度、月度生產(chǎn)（建設(shè)）作業(yè)計(jì)劃，進(jìn)行水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。建立和完善防治水考核制度，落實(shí)日常探放水孔進(jìn)尺驗(yàn)收記錄考核工作;完善礦井探放水制度，嚴(yán)格落實(shí)“防、堵、疏、排、截”和“有掘必探、先探后掘\"等綜合防治水措施。

（二）、狠抓探放水隊(duì)伍建設(shè)

煤礦防治水工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，貫穿建井、生產(chǎn)乃到閉坑全過(guò)程。煤礦企業(yè)要積極引進(jìn)煤炭院校主體專業(yè)（地測(cè)方面）的大中專畢業(yè)生，聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)防治水技術(shù)人員充實(shí)優(yōu)化目前的防治水管理隊(duì)伍;井下探放水隊(duì)伍要逐步實(shí)現(xiàn)以中專、技校畢業(yè)生為主，形成探水、放水、監(jiān)測(cè)監(jiān)控的專業(yè)化隊(duì)伍。要提高防治水隊(duì)伍的工資水平。煤礦防治水費(fèi)用要列入當(dāng)年礦井生產(chǎn)安全費(fèi)用計(jì)劃。

（三）、嚴(yán)格執(zhí)行井下探放水規(guī)定

煤礦企業(yè)要及時(shí)按規(guī)定編制探放水設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行探放水。必須嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”，嚴(yán)禁在水文地質(zhì)條件不清和掘前不探的情況下生產(chǎn)（建設(shè)）作業(yè)。要進(jìn)一步強(qiáng)化采空水、老空水、構(gòu)造水等積水的探放工作。在探放水前，必須查明采空區(qū)的空間位置、積水量和水壓，撤出探放水點(diǎn)以下受水害威脅區(qū)域的所有人員，預(yù)計(jì)有瓦斯或其它有害氣體時(shí)，還必須認(rèn)真檢查空氣成分，礦井有突水征兆時(shí)，立即撤出井下所有人員，嚴(yán)格落實(shí)“有疑必停、有險(xiǎn)必撤”的緊急措施。同時(shí)進(jìn)一步完善防排水設(shè)施，礦井防排水能力必須按規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配套，達(dá)不到的要停產(chǎn)整頓，限期達(dá)標(biāo)。

（四）、進(jìn)一步強(qiáng)化煤礦水害防治工作的安全監(jiān)管

要全面落實(shí)上級(jí)有關(guān)水害防治的工作部署，要落實(shí)日常安全檢查包保責(zé)任制，認(rèn)真履行對(duì)煤礦安全的日常性、經(jīng)常性檢查和監(jiān)管執(zhí)法職責(zé)。特別要針對(duì)水害隱患工作中存在的問(wèn)題、礦井水文地質(zhì)類型，制定分類指導(dǎo)意見，周密部署安排，督促企業(yè)認(rèn)真落實(shí)水害防治責(zé)任制，強(qiáng)化各項(xiàng)措施，對(duì)轄區(qū)內(nèi)煤礦水害隱患登記建檔，督促企業(yè)對(duì)查出的隱患進(jìn)行整改。

（五）、加強(qiáng)“雨季”三防工作

煤礦企業(yè)必須就防范暴雨洪水進(jìn)行隱患排查和專項(xiàng)整治，徹底消除隱患。井口標(biāo)高低于歷史最高洪水水位的礦井要有應(yīng)急措施;對(duì)洪水可能淹沒的廢棄老窯井口必須按規(guī)定填實(shí)封死，或在井口澆注大于井筒斷面的堅(jiān)實(shí)的鋼筋混凝土蓋板，嚴(yán)防地表水倒灌井下導(dǎo)致淹井。雨季要安排專人負(fù)責(zé)對(duì)本井田范圍及可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動(dòng)裂隙，以及可能影響礦井安全的水庫(kù)、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查，特別是接到暴雨災(zāi)害預(yù)警信息和警報(bào)后，要實(shí)施24小時(shí)不問(wèn)斷巡視。建立暴雨洪水可能引發(fā)淹井等事故災(zāi)害緊急情況下及時(shí)撤出井下人員的制度，發(fā)現(xiàn)暴雨洪水災(zāi)害’嚴(yán)重，可能引發(fā)淹井時(shí)，必須立即停產(chǎn)撤人，只有在確認(rèn)隱患已徹底消除后方可恢復(fù)生產(chǎn)。

（六）、加強(qiáng)水害應(yīng)急救援和職工防治水安全知識(shí)培訓(xùn)

相關(guān)部門要制訂完善水害應(yīng)急預(yù)案，建立區(qū)域搶險(xiǎn)排水基地，增置各類排水設(shè)備，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，保證設(shè)備完好，以提高搶險(xiǎn)救災(zāi)能力和效果。煤礦企業(yè)也要儲(chǔ)備足夠的搶險(xiǎn)物資和設(shè)備，確保搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)到位并發(fā)揮作用。煤礦企業(yè)要結(jié)合典型水害案例，加強(qiáng)對(duì)職工水害防治知識(shí)的培訓(xùn)和教育，提高安全生產(chǎn)技能和綜合素質(zhì)。制定并不斷完善礦井水害應(yīng)急預(yù)案，開展應(yīng)急預(yù)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(dòng)礦井水害應(yīng)急預(yù)案，并按規(guī)定及時(shí)上報(bào)有關(guān)部門，積極開展救援工作。

2、防治水的技術(shù)措施

（一）、防

在礦井設(shè)計(jì)時(shí)，井口和工業(yè)場(chǎng)地應(yīng)選擇在不受洪水威脅的地點(diǎn)，井口和工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的主要建筑物的標(biāo)高，必須高出當(dāng)?shù)貧v年的最高洪水位;如因地形限制，難于找到合適的井筒位置，就應(yīng)修筑堅(jiān)實(shí)的高臺(tái)，以使井口標(biāo)高高出歷年最高洪水位。礦區(qū)地表的塌陷區(qū)（包括塌陷裂縫、塌陷洞等）、廢棄的鉆孔及小窯古并等，要用鉆土和石塊堵塞、填平、夯實(shí)，對(duì)于較大范圍的塌陷坑和裂縫塌陷區(qū)，如果填塞工程量太大，或因某些原因不能進(jìn)行填塞時(shí)，也可采取在其外挖掘環(huán)狀排水溝截水，不使雨水匯集。對(duì)于流經(jīng)礦區(qū)的河流和溝渠，如確實(shí)查明有水流漏失情況，并對(duì)礦井安全構(gòu)成威脅，可在礦區(qū)水流漏失地段，用粘土、料石或水泥修筑加固。這種辦法多用于流量不大或季節(jié)性河流，對(duì)于水量較大的河流，可采取改道的辦法。河流改道雖可徹底解決河流對(duì)礦井安全的威脅，但工程大，耗資多，還要涉及到當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)等許多問(wèn)題，故不輕易采用，需作認(rèn)真的調(diào)查和全面的經(jīng)濟(jì)比較后再作決定。

（二）、疏

對(duì)礦區(qū)內(nèi)的大面積積水或防水匯集水，可開掘疏水溝渠將積水排走。如果積水流不出去，可以開鑿隧洞，把水引到礦區(qū)以外。修筑疏水溝渠時(shí)，應(yīng)避開煤層和含水層露頭、地表裂縫等，以防地表水滲入井下。

（三）、排

對(duì)于地勢(shì)低洼，水流疏排不出去，或洪水季節(jié)河水有倒流現(xiàn)象的礦區(qū)，可在泄洪總溝的出口處建立水閘，設(shè)置排洪站，利用水泵向外排水。

（四）、截

在井口和工業(yè)場(chǎng)地上游的有利地形處，雨季前把水放到最低水位，以爭(zhēng)取最大蓄洪量，減少對(duì)礦井的威脅。礦井應(yīng)當(dāng)查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況，疏水能力和有關(guān)水利工程等情況;掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料，建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

礦井水害防治工作是一個(gè)多部門、多單位相互配合的工作，要不斷地進(jìn)行分析、研究，找出適合礦井水害防治的具體對(duì)策，嚴(yán)格把握質(zhì)量控制，并付諸實(shí)施，防止水害事故的發(fā)生，減少煤礦井下水害可對(duì)國(guó)家及人民的生命財(cái)產(chǎn)造成的損失。

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