對煤礦防治水措施的分析

邱文凱　宋軍　劉林

摘 要：文章說明了煤礦井水災(zāi)的危害，就目前煤礦井水災(zāi)防治措施也從幾個方面進行了分析，在此基礎(chǔ)上，展望前景，明確了煤礦防治水措施的研究方向，主要探討了對煤礦物探防水的研究以及注漿防水技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：煤礦井水害；防治水措施；研究方向

一、煤礦井水災(zāi)的危害

煤礦井水災(zāi)對礦井的生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生較大危害，不僅會降低煤礦井生產(chǎn)作業(yè)的效率，甚至?xí)斐傻V井人員傷亡的惡性事故，危害國家，危害人民，詳細說來主要體現(xiàn)在以下六個方面。

第一，會造成硫化氫中毒、引起瓦斯積聚并進一步產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。

第二，污染生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。造成巷道嚴重積水，頂板的淋水會使附近巷道空氣以及工作面潮濕，容易引起病菌滋生，惡化工作環(huán)境，對個人身體健康構(gòu)成威脅。

第三，排水費用增加，造成噸煤成本的提高，降低礦井收益。礦井水的多少與排水費用、排水設(shè)備和設(shè)施息息相關(guān)。

第四，增加設(shè)備的損耗，減少相關(guān)設(shè)備的使用壽命。水在氧氣的作用下對金屬設(shè)施、設(shè)備具有較強腐蝕作用。

第五，造成煤炭資源的浪費。這主要體現(xiàn)在隔離煤柱的損失。

第六，當煤礦井突然發(fā)生涌水現(xiàn)象或總水量超出煤礦井的排水能力時，不僅會造成局部巷道被淹沒或礦井局部停產(chǎn)，甚至?xí)斐傻V井被淹沒以至干人員傷亡等惡性事故，那么煤礦井就會被迫停產(chǎn)、關(guān)井。

二、當前煤礦井水災(zāi)防治措施

目前煤礦井水災(zāi)的防治措施，大體上可總結(jié)為查明、觀測、探水、放水、截水、堵水。那么查明、觀測和探水這三個技術(shù)措施主要是前期的水災(zāi)預(yù)防工作，運用監(jiān)測、預(yù)測、探測等手段。放水、截水、堵水則主要是后期的水災(zāi)治理，比如在我國被廣泛應(yīng)用的注漿截流技術(shù)手段。

（一）查明，是指查明充水水源和導(dǎo)水通道

煤礦井水防治措施的關(guān)鍵是查明工作面及采區(qū)、礦井的充水水源及其通道。

（二）觀測，主要是指水文觀測

具體說來體現(xiàn)在以下三方面：第一，運用水文觀測孔以及過探水鉆孔，觀測各類地下水水源的水量變化、水位、水壓，查明水質(zhì)，分析煤礦井水的來源。第二，查明水量的補給、地表水體的分布和排泄條件；查明洪水對居民點及工業(yè)廣場、礦區(qū)的影響程度；收集當?shù)氐暮恿魉牡刭|(zhì)和降水量、氣象資料，包括洪水期和枯水期、水位、速度、流量等。第三，觀測四季礦井的涌水量并總結(jié)出規(guī)律。

（三）探水

據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定：礦井必須做好水害分析預(yù)報，堅持“有疑必探，先探后掘”的探放水原則。由于受客觀認識能力和勘探手段的限制，煤礦生產(chǎn)又是地下作業(yè)，水文地質(zhì)條件相對復(fù)雜，因此掌握不清地下含水條件，存在水害疑問區(qū)。

（四）放水

即查明水源后，根據(jù)水源的特征采取相應(yīng)的疏放水方法，有準備、有計劃地疏放干任何威脅到煤礦井安全生產(chǎn)的水源。這是應(yīng)對礦井水災(zāi)最有效、最積極的方法。

（五）截水

就是查明水源后，受條件所限無法疏放水或疏放水不合理時，采用防水煤柱、防水墻、防水閘門等設(shè)施，臨時或永久性地截住水源，將水與采掘區(qū)隔開，使局部受困不影響整體。

（六）堵水，是指注漿堵水

將專門準備的堵水材料漿液通過鉆孔輸送到斷層破碎帶或地層的溶洞、裂隙，使?jié){液不斷的擴張、凝固、并進一步硬化，達到隔離水源、填充堵塞通道的目的。注漿堵水方法實施簡便，并且效果也不錯，是防止煤礦井透水積極有效的手段。目前這種注漿堵水手段不管從工藝、注漿材料、檢測、設(shè)備以及注漿應(yīng)用等方面都有了一定進步。

三、煤礦防治水措施的研究方向

（一）對煤礦防水物探的研究

物探方法有成本低、速度快、工作靈活等優(yōu)點，所以煤礦地質(zhì)部門也逐漸認可這種方法。但是就目前來說，物探方法發(fā)展程度不夠完善，目前的煤礦防水物探方法還不能完全解決煤礦防治水所遇到的實際問題，物探方法還要不斷的提高和完善，并且還應(yīng)進一步探索出能夠解決實際問題的物探方法。以下是防水物探的發(fā)展方向。

1.理解煤礦防水物探的整體作用。這其中包括地質(zhì)資料與物探資料的結(jié)合，不同的問題采用不同的方法等。不僅可以減少多解性、局限性和盲目性，還可以相互借鑒，以他人之長，補己之短。

2.不斷完善現(xiàn)有的技術(shù)手段，物探資料解釋由定性化研究向定量化研究發(fā)展。

3.加大物探資料處理自動化、微機化研究的力度，使煤礦防水物探結(jié)果標示、資料處理等向前邁向一大步。

4.加強對與煤礦井防治水息息相關(guān)相關(guān)并且難度較大的解決地質(zhì)問題方法的研究。比如預(yù)測工作面底板結(jié)構(gòu)、超前探測距離在50m以上等。

煤礦防水物探技術(shù)手段經(jīng)過不斷實踐與探索，基本形成了應(yīng)用地球物理這個領(lǐng)域的重要分支并具有自己的特色，同時也已經(jīng)成為解決煤礦防治水問題的非常重要的手段。實際上，它不僅可以提供解決與煤礦生產(chǎn)相關(guān)的地質(zhì)問題，還可以在減少煤礦自然災(zāi)害方面發(fā)揮重要作用。因此煤礦防水物探的完善與發(fā)展，還會進一步提高水文物探、工程物探的水平。

（二）堵水截流方法的研究

堵水截流方法作為煤礦防治水的輔助措施，目前有了較大發(fā)展，也因此產(chǎn)生了很多新技術(shù)。國外在建井階段施工酮室和井筒是主要應(yīng)用的是注漿堵水，他們普遍認為在建井前期，排水并不能被注漿堵水所代替?，F(xiàn)在，很多國家采用的是挖溝機，修建隔水帷幕于軟巖層中，清渣、護壁、開挖流水作業(yè)，是目前國內(nèi)外最先進的堵水截流手段。蘇聯(lián)有關(guān)專家認為，深度不超過50m的砂礫層水可以用帷幕加以解決，這主要取決于當前的技術(shù)裝備水平，如蘇聯(lián)的BM型挖溝機，挖溝寬度為0.5m，溝深50m，在巖石硬度4級以內(nèi)都可以挖溝。日本的BM型多齒輪轉(zhuǎn)頭挖溝機，挖溝寬度0.4m～1.2m，溝深50m。雖然現(xiàn)在還沒有在難度更大的喀斯特巖層中建立較大型的地下帷幕，但是根據(jù)國外較先進的注漿設(shè)備，鉆探設(shè)備及測試儀表的水平，在技術(shù)層面還是可以滿足要求的。

四、結(jié)語

煤礦防治水問題亟待解決，因為它不僅與礦工的生命財產(chǎn)安全以及礦井本身等切身利益息息相關(guān)，而且對于社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，礦區(qū)自然生態(tài)環(huán)境的保護及國家各種資源的開發(fā)利用都有著非常重要的意義。所以，我們要理論與實踐相結(jié)合，逐漸探尋礦井水災(zāi)發(fā)生的規(guī)律，發(fā)揮各種防治水技術(shù)措施的優(yōu)勢，走預(yù)防為主，防治結(jié)合之路，并以更為先進的儀器、工藝、材料、設(shè)備為輔導(dǎo)，根除礦井水害，還礦山一片燦爛的天空。

參考文獻

[1] 周韜，韓自豪，周建雄等.瞬變電磁法在煤礦水害防治中的應(yīng)用[J].中國煤田地質(zhì)，2004，16（2）.

[2] 喬寶印.物探技術(shù)在礦井水防治中的應(yīng)用[J].河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2003（3）.

[3] 白云來.礦井底板承壓水突水特征與防治措施研究現(xiàn)狀[J].礦業(yè)快報，2008（5）.

[4] 虎維岳.新時期煤礦水害防治技術(shù)所面臨的基本問題[J].煤田地質(zhì)與勘探，2005，33（增刊）.

[5] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.2009年版煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2009.