對(duì)煤礦水文地質(zhì)特征與礦井水害防治的研究

張培

摘要：目前我國(guó)的礦井水害造成的損失巨大，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用措施的不斷提高，通過(guò)研究煤礦開(kāi)采的水文地質(zhì)特征以及采用有效的措施對(duì)防止礦井水害有著重要的意義。本文主要闡述煤礦地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容，水文地質(zhì)條件等因素對(duì)礦井生產(chǎn)中的影響制約因素，并提出相應(yīng)的預(yù)防和處理措施，為預(yù)防水害確保礦井的安全有序生產(chǎn)打下理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；礦井水害；防治；趨勢(shì)

水文地質(zhì)是自然界中地下水各種變化和活動(dòng)現(xiàn)象的表現(xiàn)形式，是其物理、化學(xué)性質(zhì)以及分布、運(yùn)行規(guī)律的主要研究模式。礦區(qū)的水文地質(zhì)條件將直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)，因此科學(xué)的了解地下水因素對(duì)水文地質(zhì)條件構(gòu)成的影響是保證煤礦安全生產(chǎn)的前提和必要條件。隨著當(dāng)今社會(huì)的飛速發(fā)展和煤礦產(chǎn)量的日益增高，做好煤礦水文地質(zhì)危害分析和提出合理應(yīng)對(duì)措施是科學(xué)利用水文地質(zhì)條件防治礦井水害的關(guān)鍵所在。

1水文地質(zhì)條件可能引起的危害分析

礦井水害事故是危及煤礦安全生產(chǎn)的五大災(zāi)害之一.隨著礦井生產(chǎn)大面積開(kāi)采，并且逐步向深部和底層發(fā)展，礦井水害的威脅將越來(lái)越嚴(yán)重。根據(jù)我國(guó)多數(shù)礦區(qū)煤炭分布特征及水文地質(zhì)條件，煤礦開(kāi)采一般有4種類型的水容易形成礦井水害。

1.1地表水

礦區(qū)內(nèi)地表水主要包含水庫(kù)、河流、積水洼地等，當(dāng)煤層埋藏較淺、采煤作業(yè)進(jìn)行到水體下且采煤引起的塌陷到達(dá)水體底部時(shí)，地表水將會(huì)流入礦井形成水害；或者煤礦的井口位于水體的最高洪水位線以下，一旦遇暴雨天氣，當(dāng)洪水水位超過(guò)井口時(shí)，就可能發(fā)生洪水灌井事故。

1.2煤層上覆含水層水

煤層上覆含水層也稱直接充水含水層。其水量大小與含水層的埋藏深度、裂隙發(fā)育程度、補(bǔ)給條件等因素有關(guān)。這種水多來(lái)自于煤層頂板，水量多是隨著煤層埋藏深度增加而減少。根據(jù)某統(tǒng)計(jì)資料顯示，當(dāng)開(kāi)采深度達(dá)到200米以下時(shí)，水量將逐漸較弱。防治措施：在勘探過(guò)程中布置好水文地質(zhì)抽水試驗(yàn)孔，通過(guò)抽水試驗(yàn)，預(yù)算礦井可能最大涌水量，在開(kāi)采過(guò)程中配足排水設(shè)施，將開(kāi)采過(guò)程中被破壞的含水層中的水及時(shí)抽放。

1.3煤層下伏含水層水

煤層下伏含水層也稱間接充水含水層。某礦區(qū)底部均分布有巨厚的碳酸鹽巖，在其內(nèi)蘊(yùn)含有豐富的地下水（巖溶水）。一旦該含水層的水位高于煤層時(shí)，將形成帶壓開(kāi)采，這種礦井水害事故一旦發(fā)生，很難治理。防治措施：必須查明煤層下伏巖溶含水層的含水層位，富水性、水位標(biāo)高等指標(biāo)；做好煤層與含水層之間隔水層的厚度、巖性組合、巖性特征、力學(xué)性質(zhì)；煤層的底板標(biāo)高之間變化；斷層、陷落柱的分布及導(dǎo)水性等綜合性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

1.4老空和老窯區(qū)積水

主要是指由于過(guò)去的一些煤礦開(kāi)采，包括本煤礦的開(kāi)采，也包括其他一些小煤窯的開(kāi)采，開(kāi)采完以后遺留下一部分采空區(qū)，這部分采空區(qū)被后期的地下水或地表水充滿，就形成了一些老窯積水。老空和老窯水積存于生產(chǎn)開(kāi)拓水平以上，其積水量大小取決于積水空間與積水時(shí)間。在我國(guó)許多老礦區(qū)的淺部，老采空區(qū)星羅棋布，且其中充滿大量積水，它們大多積水范圍不明，連通復(fù)雜，水壓高，水量大，酸性強(qiáng)。如現(xiàn)生產(chǎn)井巷接近或崩落帶達(dá)到老采空區(qū)，便非常可能引起突水事故。

2預(yù)防礦井水害的應(yīng)對(duì)措施

（1）防治礦井水害的總體原則：“探”，先探后掘，堅(jiān)持“不探明、不放凈、不開(kāi)采”的三不放過(guò)原則，由于積水區(qū)的空間位置都很隱蔽，形狀不規(guī)則，深度和層位不一，既有連成一片，易于探明的較大積水區(qū)，也有深入腹地孤立存在，很難查找的較小積水區(qū)。因此，應(yīng)通過(guò)地面物探手段先總體上圈出積水區(qū)的大體邊界.然后再據(jù)此劃定“緩沖安全帶”。確定起探標(biāo)高，邊探邊掘。

（2）煤礦要建立健全水害安全管理體系，成立專門防治水害的職能部門，增強(qiáng)相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)，包括探放水技能培訓(xùn)，水害事故的預(yù)警演練等等，以應(yīng)對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程突然發(fā)生的水害事故。建立礦井水害安全責(zé)任制，將水害安全責(zé)任落實(shí)到煤礦的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。每個(gè)部門都應(yīng)該積極配合水害防治部門，加強(qiáng)溝通、做好分工，切實(shí)地做好礦井水害防治工作。一旦礦井發(fā)生了水害事故后，應(yīng)該因地制宜、積極搶救，事后認(rèn)真分析事故的原因，以避免類似的事故再次發(fā)生。

（3）要增強(qiáng)員工防治水害的意識(shí)，煤礦企業(yè)應(yīng)該定時(shí)定期的開(kāi)展水害防治培訓(xùn)，包括水害防治的相關(guān)知識(shí)、教會(huì)員工識(shí)別水害事故發(fā)生時(shí)的征兆等，增加員工應(yīng)急防范能力。在正常生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)突遇空氣變冷、掛紅、水叫等透水前兆時(shí)，應(yīng)立即停止煤礦生產(chǎn)作業(yè)、加固支架，如果有條件的應(yīng)立即進(jìn)行探放水，井下人員必須及時(shí)撤離。

（4）煤礦要提高水害防治的能力還必須有必備的基礎(chǔ)性設(shè)備配置，完善并升級(jí)礦井的排水系統(tǒng)，而且要定期淘汰老舊的排水設(shè)備，并對(duì)水害防治設(shè)備進(jìn)行定期檢修，提高礦井水害防治的應(yīng)急預(yù)防能力。與此同時(shí)，為保證探放水工作的順利進(jìn)行，煤礦企業(yè)還要配備足夠的電煤鉆或風(fēng)鉆等設(shè)備。

（5）煤礦在日常的生產(chǎn)過(guò)程中，必須高度重視礦井抽冒現(xiàn)象，應(yīng)配備專業(yè)的水害防治人員，加強(qiáng)對(duì)抽冒現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)，從而總結(jié)出現(xiàn)象發(fā)生的原因和規(guī)律，為水害防治技術(shù)提供重要的理論支持。

3防治礦井水害的發(fā)展趨勢(shì)

為有效防治水害事故，保證煤礦安全生產(chǎn)，煤礦企業(yè)只有不斷發(fā)展更新水害防治技術(shù)，針對(duì)礦井水害發(fā)生的特點(diǎn)，筆者結(jié)合工作實(shí)際提出以下的對(duì)策和防治建議：

（1）積極培養(yǎng)專業(yè)的水害防治人才。煤礦企業(yè)應(yīng)加大人才培養(yǎng)力度，努力培育出高水平、能夠獨(dú)立承擔(dān)研究水文地質(zhì)課題的專家團(tuán)隊(duì)；加強(qiáng)煤礦探放水工的操作技能和實(shí)戰(zhàn)演練培訓(xùn)；培養(yǎng)高水平水文地質(zhì)工程師，時(shí)刻掌握煤礦的日常水文地質(zhì)情況。

（2）提高科學(xué)信息技術(shù)在水害防治中的應(yīng)用。積極開(kāi)展瞬間電磁法、三維地震勘探等科技含量高的綜合物探技術(shù)方法，快速檢測(cè)陷落柱等的含水情況、探測(cè)礦區(qū)的含水情況，從而為煤礦提供可靠的水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)資料。在水害防治的過(guò)程中還要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)逐步建立水文資料集成系統(tǒng)，水害預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料集成系統(tǒng)等。最后可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)建立全國(guó)的水害防治系統(tǒng)，為今后的水害防治工作，實(shí)現(xiàn)信息共享。

（3）要關(guān)閉非法礦產(chǎn)礦井資源。國(guó)家有關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)嚴(yán)格整治國(guó)有礦區(qū)范圍內(nèi)的非法礦井，實(shí)現(xiàn)徹底關(guān)閉，并加強(qiáng)對(duì)有證小礦井的監(jiān)管，利用可靠的技術(shù)，確保小礦井在開(kāi)采過(guò)程中不能威脅大礦井。

（4）加強(qiáng)煤礦水害的監(jiān)管監(jiān)察力度。各級(jí)政府部門應(yīng)認(rèn)真履行對(duì)轄區(qū)內(nèi)煤礦水害的日常監(jiān)管監(jiān)察工作，重大隱患要重點(diǎn)跟蹤，做好登記建檔，落實(shí)整治工作。

4結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前煤礦開(kāi)采過(guò)程中，為防止礦井不同程度的水害事故，我們必須要充分了解礦區(qū)的水文地質(zhì)條件，并采取科學(xué)合理的防治措施，建立健全相關(guān)的規(guī)范制度，并且一定要堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘，先治后采”的防治水原則，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)采中科學(xué)化、規(guī)范化管理，確保在礦井生產(chǎn)中能夠合理有效的利用水文資源，把防治水與礦井的采掘安排、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展等作為一個(gè)整體來(lái)考慮，把礦井水害事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而保障煤礦的安全生產(chǎn)。