試論煤礦礦井防治水的技術(shù)措施

袁帥

摘 要：為了能夠?qū)γ旱V水害進行切實有效地預(yù)防與控制，需要做好水害的防治工作。文章通過研究礦井溢水充水的原因，提出了水害防治的技術(shù)性措施以及保障性措施，以期為礦井水害的防治工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；礦井；防治水；技術(shù)；措施

近些年由于氣候變化的原因，部分煤礦礦區(qū)的降雨量有所增加，礦井時有水害事故的發(fā)生，因此開展煤礦水害的防治工作是迫在眉睫的。在進行煤礦的井下生產(chǎn)作業(yè)時，要堅持“提前進行預(yù)報預(yù)測、在開掘前要先進行探測、先進行治理后進行開采”的原則，同時采取預(yù)防、堵塞、疏通、排瀉、攔截的綜合性治理方式，加強對礦井水害的防治工作，保障煤礦生產(chǎn)安全。故而，加大對煤礦水害的防治治理措施的研究力度尤為重要。

1 礦井溢水與充水原因的分析

礦井溢水與充水的原因主要包括巖溶、構(gòu)造、采空區(qū)積水、地表水、地下水以及大氣降水等。對礦井溢水充水有嚴(yán)重影響的是巖溶以及采空區(qū)積水。而鉆孔、大氣降水等是影響礦井溢水充水的次要原因。同時礦井充水對不同類型的煤礦所產(chǎn)生的影響也不盡相同。

2 水害防治的前期準(zhǔn)備工作

2.1 水文調(diào)查

水害防治首先需要進行水文調(diào)查。這就要求煤礦礦井工作人員積極進行礦區(qū)氣象資料的收集，同時對礦區(qū)以前的抽水實驗的資料、供水井鉆探資料、勘探鉆孔資料、動態(tài)性觀測資料、勘察以及研究成果等進行收集研究；對由于煤炭開采所引發(fā)的出露、地裂、滑坡以及崩塌的地質(zhì)形態(tài)進行調(diào)查；對煤礦本區(qū)域以及周邊區(qū)域的溝谷、河流的最高洪水位、一般性水位以及徑流量進行收集調(diào)查；對煤礦區(qū)域內(nèi)的景觀出水層位、水質(zhì)、涌水量、水位、標(biāo)高以及具體的位置進行調(diào)查；礦區(qū)內(nèi)與周邊的小礦窯、礦井的情況需要繼續(xù)調(diào)查。對礦區(qū)內(nèi)部及周邊的小窯、礦井的隔離煤柱、采煤方法、充水情況、采空區(qū)的區(qū)域范圍、開采層位、具體的范圍與位置以及本井田同周邊的小窯、礦井的空間關(guān)系進行詳細(xì)的調(diào)查與研究。

2.2 水文地質(zhì)的補充勘察

2.2.1 地面物探。是利用高密度電法、順變性電磁法和三維地圖等進行物探的方法，查明礦區(qū)區(qū)域內(nèi)直徑大于五米的陷落柱和落差大于五米的斷層。同時，查明陷落柱與斷層的導(dǎo)水性、富水性以及不良的封閉性鉆孔的導(dǎo)水性，明確地掌握了解采空區(qū)的積水范圍以及各煤層因開采造成的導(dǎo)水性裂縫帶的高度。

2.2.2 地面鉆探。地面物探工作發(fā)現(xiàn)了礦區(qū)地質(zhì)水文條件的變化，但需要后續(xù)鉆探進行確定證實。尤其是要查明碳酸鹽類的縫隙巖溶及石炭系的太原族類碎巖屑的含水層富水性，同時要查明并確定奧灰水位，以明確確定礦區(qū)煤層是否有奧灰水位帶壓。

2.2.3 探放水試驗。探查與開采的擾動導(dǎo)致了三帶的發(fā)生，進而造成石炭太原組碎巖屑以及碳酸鹽類裂隙熔巖的富水性、下降漏斗的生成擴展。二疊砂巖裂隙的含水層對石炭太原組碎巖屑以及碳酸鹽裂隙熔巖的含水層的補充關(guān)系。

另一方面，明確掌握因開采造成的三帶生成下的水文地質(zhì)的邊界狀況，確定各個含水層間水力的內(nèi)在聯(lián)系。明確掌握陷落柱、斷層的導(dǎo)水性、阻水性與富水性。進行放水試驗實質(zhì)上是對探放空水的方案與技術(shù)實施研究。

2.2.4 水化學(xué)和環(huán)境同位素的測試。水化學(xué)和環(huán)境同位素的測試是為了解決對下水的徑流條件、地下水的年齡、礦井充水的水源以及地下水的補充來源等問題。在礦井的谷溝區(qū)域的地表層與礦井進行同位素和水化學(xué)的測試，化驗的結(jié)果可以使用三角形圖與聚類圖等方式進行研究分析。目的是對礦井水化學(xué)的環(huán)境以及排、徑、補等特征進行研究，為后續(xù)的礦井水力之間的聯(lián)系和礦區(qū)地表水的研究積累資料。

3 井下水防治的技術(shù)與措施

井下水房子的措施和技術(shù)必須依賴于前期詳細(xì)的調(diào)查各煤層直接性充水含水層的富水性，并且對各煤層的倒水裂縫是否可以與采空積水層、上覆含水層有聯(lián)通進行計算。調(diào)查礦區(qū)內(nèi)部導(dǎo)水情況、構(gòu)造情況以及礦井周邊與內(nèi)部是由有采空積水的分布等情況。在進行開采挖掘時要堅持“預(yù)先進行預(yù)測、挖掘前先探測、開采前先治理”的原則，將超前物探以及超前鉆探的工作做好。

3.1 超前物探

在對煤礦進行開采的過程中，應(yīng)將超前物探作為日常放水治水的主要內(nèi)容。超前物探的方法主要包括無線電波的坑道透視、瞬變性電磁技術(shù)、高密度電法以及地質(zhì)雷達。其中無線電波的坑道透視可以對巷道與鉆孔間、鉆孔間、巷道間的富水分布、空洞、含水帶、松軟破碎帶、沖刷、褶皺陷落柱、斷層等情況進行探測。高密度的電法主要用于對礦井集水區(qū)域、含水層、含水構(gòu)造層等情況進行探測。瞬變性電磁技術(shù)主要是對深層不規(guī)則的水體、煤礦采空區(qū)、通道與巖溶洞等含水地質(zhì)的情況進行探查。地質(zhì)雷達能夠?qū)θ讌^(qū)域內(nèi)的含水帶、陷落柱、斷層等地質(zhì)異常體進行超前探測。

3.2 超前鉆探

若在靠近水位地質(zhì)的條件較為復(fù)雜、封閉性差的鉆孔、斷層、導(dǎo)水狀況不明的陷落柱、相鄰的煤礦、老空區(qū)等區(qū)域進行挖掘時。在已經(jīng)進行超前物探的情況下，還要超前鉆探進行驗證，以方便放水治水措施的選擇采取。在對采掘操作面進行探水前，要編制出探水放水的設(shè)計，明確探水的警戒線，同時采取防止有毒氣體危害的安全性措施。探放水的超前距離與鉆孔布置，要根據(jù)煤層硬度和厚度、水頭的高低等情況確定。

3.3 地下水與地表水的防治

掌握礦區(qū)降水量以及最高水位等水情資料，建立健全防水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)。定時對排水設(shè)施進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即解決。這就要求煤礦企業(yè)定時并細(xì)致地對地面裂縫進行檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫應(yīng)及時將裂縫填充以防止地表水下滲。定期檢查檢修各種設(shè)備，以保證各種設(shè)備的安全運行。定期檢修排水管道與排水設(shè)備，保證排水系統(tǒng)能通暢、安全可靠的運行等措施。

與此同時，加強對老空水治理與防治，對積水區(qū)應(yīng)劃定探水警戒線、探水線、積水線等。當(dāng)采掘靠近探水線的時候，探放水積水區(qū)在探放水完成后才能進行開采。而對于非積水區(qū)，要能夠嚴(yán)格遵守“預(yù)先進行預(yù)測，礦井開掘前先進行探測，有問題要先處理解決好進而才能開采”的原則。對于斷層水的防治，應(yīng)先確定斷層的落差、位置等，如果斷層具有導(dǎo)水性并且落差比較大，應(yīng)留設(shè)足夠防水層，以確保斷層不發(fā)生突水的情況。

3.4 管理措施

整個礦井防水措施實施過程中，必須堅持預(yù)測與預(yù)報的制度。在煤礦采掘的時候，要根據(jù)現(xiàn)有的資料對水患進行預(yù)測與預(yù)報的工作。水患的預(yù)測與預(yù)報要月有月報、季有季報、年有年報。當(dāng)水情出現(xiàn)了變化時或者巷道臨近危險的地段，要進行臨時性的預(yù)報，預(yù)報的內(nèi)容要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的要求。當(dāng)各采掘工程的設(shè)計經(jīng)過審核并得到批準(zhǔn)后，要對工程區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)與水文條件以及具有可能性的水患進行認(rèn)真的分析。提高各單項的水文資料與地質(zhì)資料、水患預(yù)測預(yù)報以及切實有效的水患防范措施。

4 結(jié)束語

為提高礦井水患的防治能力，實現(xiàn)高效、有序、安全的生產(chǎn)，應(yīng)能夠明確地掌握礦井的水文與地質(zhì)條件，分析并評價礦井水患的危害性，對礦井的水患進行排查，做到防患未然，以做好礦井的水患防治工作。

參考文獻

[1]陳傳燕，鄧偉.淺談西華煤礦礦井防治水技術(shù)措施[J].技術(shù)與市場，2014，11：37-38.

[2]陳婭鑫.深部煤層開采礦井防治水技術(shù)研究[D].河北工程大學(xué)，2011.

[3]文廣超，鄧寅生.煤礦礦井防治水信息化系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2010，6：60-63.

[4]李飛.煤礦防治水精細(xì)化管理研究[J].中國煤炭工業(yè)，2013，11：54-55.