煤礦水害類型及其防治對策分析

王艷龍

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

煤礦水害類型及其防治對策分析

王艷龍

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，我國的國民經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力在發(fā)展的基礎(chǔ)上正在不斷加強(qiáng)。在這種情況下，社會發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，對資源的依賴程度也進(jìn)一步加深。煤炭資源是目前常用的資源之一，對促進(jìn)社會的發(fā)展有重要的意義，尤其是對我國工業(yè)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。基于這個原因，我國的煤礦開采的數(shù)量和規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，開采呈現(xiàn)越來越難的趨勢。而各地的自然條件又給煤礦的開采帶來了困難。其中水害的危害是巨大的，水害的基本類型就是地表水水害、地下水水害、老采空區(qū)水害和災(zāi)難性透水。這些水害嚴(yán)重阻礙的煤礦開采工作的進(jìn)行，降低了煤炭的開采量。同時對煤礦的開采帶來了很大的安全隱患。為了保障煤礦開采的質(zhì)量，要對針對這些難點(diǎn)進(jìn)行合理的解決，提高開采質(zhì)量?；诖?，本文對煤礦水害類型和防治的策略進(jìn)行分析與研究。

煤礦；水害類型；防治；對策

1 煤礦水害事故的具體含義介紹

煤礦水害事故是煤礦生產(chǎn)過程中重點(diǎn)關(guān)注的問題之一，它通常指的是在進(jìn)行礦井建設(shè)和生產(chǎn)時，由于沒有對水方面上的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析、研究和防治處理，導(dǎo)致在地下水或地表水經(jīng)過坍塌區(qū)、斷層以及裂縫等相關(guān)位置時，出現(xiàn)難以控制的情況，使得部分的水進(jìn)入到了礦井中；情況輕微時可能只會影響到礦井生產(chǎn)設(shè)備無法正常的使用，如果是情況嚴(yán)重時，則會對礦井工作的人員的安全帶來很大的威脅，導(dǎo)致正常的生產(chǎn)工作無法繼續(xù)進(jìn)行等。煤礦水害的出現(xiàn)與礦井所在地的自然地質(zhì)有著非常密切的關(guān)系有，特別是對所在地地質(zhì)的賦存情況有關(guān)聯(lián)，它可能是引起煤礦水害出現(xiàn)的直接原因。通常煤礦的充水水源都會有許多種，例如：地下水、地表水、大氣降水和老空區(qū)水等，而造成煤礦水害事故的水源大多數(shù)都屬于采空區(qū)水。煤礦水害事故的發(fā)生一般都是集中在基建煤礦、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦以及改制煤礦上，所以這一部分的煤礦更加應(yīng)該注意對其水害事故進(jìn)行科學(xué)的預(yù)防和處理。

2 煤礦水害類型分析

就目前而言，較為常見的煤礦水害主要有四種，它們分別為地表水水害、地下水水害、老采空區(qū)水害和災(zāi)難性透水。

2.1 地表水水害

地表水水害顧名思義說的就是由地表水所導(dǎo)致的煤礦水害。如果煤礦開采區(qū)域與湖泊、江河、水塘、水庫等非常接近時，在連續(xù)性降雨的情況下，水體的水位則會上升，這時地表水則有很大的可能性會進(jìn)入到礦井中，進(jìn)而引導(dǎo)致煤礦水害的發(fā)生，從它的成因我們可以看出，煤礦地表水水害經(jīng)常出現(xiàn)在雨季時期。

2.2 地下水水害

地下水水害主要指的是因地下水所造成的煤礦水害。其中地下水的來源又分為許多種，例如：斷層水、含水層水、溶洞水和老采空區(qū)水等，在煤礦生產(chǎn)過程中，如果碰上類似的含水層時，含水層中的水便會進(jìn)入到礦井內(nèi)，這就是造成煤礦地下水害的一大原因。除此之外，通常含水層的水壓都會比較大，如果出現(xiàn)水壓破壞隔水層的情況，含水層也就進(jìn)入到煤礦井中，這也是導(dǎo)致煤礦水害出現(xiàn)的原因之一。

2.3 老采空區(qū)水害

近十幾年來，礦井開拓以煤巷為主，基本無巖集巷，施工疏放水孔特別困難，工作面內(nèi)涌水只能靠水泵排出，由于褶曲發(fā)育低洼區(qū)積水，致使排水環(huán)節(jié)增多，難度加大。特別是工作面回采后，采空區(qū)大量積水無法疏放，從而造成積水水害。若是在之后的采掘工程實(shí)施過程中長時間觸及水體邊緣，則老空水就會通過突然潰入形式在一定程度上涌入到采掘工作面，非常容易出現(xiàn)礦井水害事故。老空水害有以下特點(diǎn)：第一，具有較強(qiáng)的突發(fā)性；第二，老空水在酸堿性上呈現(xiàn)出酸性；第三，硫化氫有著相對較高的濃度；第四，涌水量相對較大，有著較強(qiáng)的破壞性，然而由于儲水空間相對來說比較封閉，使其涌水時間比較短，非常容易出現(xiàn)疏干現(xiàn)象。

2.4 災(zāi)難性透水

煤礦生產(chǎn)中的災(zāi)難性透水通常都是指底板高壓水進(jìn)入廢棄的小煤礦，讓地表水和老空水進(jìn)入到礦井中，進(jìn)入引發(fā)煤礦水害。通過對中國近些年中所發(fā)生的煤礦水害事故的研究，我們可以發(fā)生其水源主要來自小窯老空水，小窯老空水的主要特點(diǎn)就是水壓大、積水多，如果出現(xiàn)小窯老空水透水的情況，比對會對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工作造成很大的影響，同時也會給井下作業(yè)的工作人員的生命安全帶來很大的威脅。

3 煤礦水害事故的防治技術(shù)

3.1 強(qiáng)化對礦井環(huán)境的掌握

調(diào)查、掌握當(dāng)?shù)刈罡吆樗毁Y料，查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水情況，對于可能進(jìn)水的井口采取疏通河道、加高永久擋水堤壩、修筑泄洪渠、井口預(yù)備應(yīng)急堵水物資等措施。摸清采動塌陷區(qū)、地表裂縫、廢棄的舊鉆孔(立眼)、廢棄小窯井口等及降水直接或間接流入井下的通道，對于存在可能進(jìn)水的通道進(jìn)行徹底封堵；對于正在開采的工作面，每月定期巡查1次。與地方氣象、水利、防汛部門建立災(zāi)害性天氣預(yù)警、預(yù)報聯(lián)系機(jī)制，第一時間掌握洪水形成動態(tài)，提前做好思想準(zhǔn)備和應(yīng)對措施。暴雨期間在井上下實(shí)施24h不間斷巡查，嚴(yán)密監(jiān)測地表行洪及井下涌水量變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)情況危急，立即按照停產(chǎn)撤人規(guī)定及時撤出井下人員。

3.2 地表水的防治

對回采工作面和掘進(jìn)工作面影響范圍內(nèi)已經(jīng)存在的水壩和各類水塘，提前協(xié)調(diào)將水放干，并且在開采過程中不能重新蓄水。對采空區(qū)地面實(shí)行定期巡視，不許設(shè)置各類水塘；對于地面沉降自然形成的水坑，及時修筑排水溝或設(shè)泵排放積水。對采掘工作面穿過的地表溝流，提前修筑人工防滲河床或鋪設(shè)管道引流，不使明水滲入井下。礦井水原則上不得排往地形高處，已經(jīng)形成的蓄水壩要定期巡查安全狀況，發(fā)現(xiàn)有滲漏跡象時立即采取措施堵漏和加固。

3.3 老空區(qū)積水

采空區(qū)積水是礦井的主要水害威脅。礦區(qū)周邊小窯破壞較少，主要為本礦自有采空區(qū)及北部鄰礦采空區(qū)的積水。對于采空區(qū)積水，首先要確定范圍和積水量，整理其以往采掘圖紙，其次進(jìn)行地面調(diào)查，必要時用地面及井下物探輔助調(diào)查。對于已經(jīng)能夠確定范圍的積水區(qū)，可以進(jìn)行放水孔的留設(shè)，避免出現(xiàn)積水現(xiàn)象。對于鄰礦的采空區(qū)積水，除了進(jìn)行必要手段確定積水區(qū)外，還應(yīng)留設(shè)足夠防水煤柱，防治水害發(fā)生。

3.4 防水煤巖柱技術(shù)

在煤礦的開拓設(shè)計過程中，應(yīng)該在開采位置與積水區(qū)域中預(yù)留出足夠?qū)挾群秃穸鹊姆浪簬r柱，這樣就可以起到防治煤礦水害的發(fā)生的作用。防水煤巖柱技術(shù)在實(shí)際的煤礦水害事故防治中，主要的作用有隔離和防止兩個作用。這里需要特別注意，防水煤巖柱的設(shè)置處理要考慮到實(shí)際的防水害效果之外，還應(yīng)該將防水煤巖柱的安全性與經(jīng)濟(jì)性列入考慮的范圍之內(nèi)。厚度在3.5m以下、傾斜度在30°以下的采礦區(qū)域，其防水煤巖柱的留設(shè)位置應(yīng)該在20m以上；如果煤礦開采區(qū)域的側(cè)面與含水區(qū)有直接的接觸時，應(yīng)該使用斯列夫公式來進(jìn)行防水煤巖柱預(yù)留寬度的計算。

3.5 探放水技術(shù)

探放水技術(shù)主要是在進(jìn)行煤礦開采工作時，對可能存在著水害的煤礦開采區(qū)域進(jìn)行超前的鉆孔放水和鉆孔探水，這樣就可以清楚的知道煤礦開采位置的前方、側(cè)方、頂部以及底板位置上的水源情況，這樣就可以提前進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)對措施，有效地避免煤礦水害的發(fā)生。如果在開采過程中，礦井頂部的石塊出現(xiàn)淋水、出汗或者是礦井內(nèi)有特殊的氣味或響聲是，也應(yīng)該使用超前的探放水技術(shù)進(jìn)行水源情況的檢測。在利用探放水技術(shù)進(jìn)行煤礦水害防治時，應(yīng)該特別注意鉆孔的擺放位置，通常都是在開采面解決斷層、含水層或老空積水的位置上布置。除此之外，在一些泥沙的溶洞和突水的地方都應(yīng)該嚴(yán)格的進(jìn)行探放水工作，并在實(shí)際的探放水前應(yīng)該先對其程序進(jìn)行合理的設(shè)計，這樣才可以有效地防止煤礦水害的發(fā)生。

總而言之，煤礦水害已是影響煤礦安全生產(chǎn)的災(zāi)害，給煤礦生產(chǎn)的正常安全生產(chǎn)帶來了極大的威脅。煤礦生產(chǎn)過程當(dāng)中的水害事故是客觀存在的，由于科學(xué)技術(shù)手段和認(rèn)知水平的在現(xiàn)階段的局限性，煤礦水害事故在很長一段時間里都仍然是煤礦安全生產(chǎn)巨大威脅。但是，只要我們從思想認(rèn)識上了解煤礦水害的危害性和防治水害的重要性，摸清煤礦水害事故發(fā)生的規(guī)律，綜合運(yùn)用各種水害防治技術(shù)措施，以及先進(jìn)的管理預(yù)測機(jī)制，提高煤礦從業(yè)人員的綜合技術(shù)能力素質(zhì)，加大開發(fā)更加先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行煤礦水害防治工作的相關(guān)規(guī)章制度，實(shí)施行之有效的防治水害措施，以此來減少煤礦礦井水害的發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)煤礦行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

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