煤礦水害勘查與治理技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

翟麗娟

(中國煤炭地質(zhì)總局水文地質(zhì)局，河北 邯鄲 056004)

我國地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，多期構(gòu)造疊加形成縱橫交錯(cuò)的斷裂、裂隙，導(dǎo)致煤礦充水水文地質(zhì)條件復(fù)雜，是世界煤礦水害最為嚴(yán)重的國家之一[1]。近年來，煤礦重大水害事故數(shù)量和死亡人數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，但仍然存在重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，煤礦防治水工作依然繁重緊迫。

隨著淺部和上組煤資源儲(chǔ)量的逐漸枯竭，深部和下組煤開采受水害威脅日益嚴(yán)重，突水機(jī)理不清，影響控制因素多變，礦井充水水文地質(zhì)條件日趨復(fù)雜；隨著我國煤炭基地向西部轉(zhuǎn)移，地下水賦存規(guī)律和礦井充水條件面臨許多新的課題，保水采煤要求日益提高。在這種形勢(shì)下，水害勘查和治理技術(shù)得到迅速發(fā)展，取得了豐碩成果。

隨著供給側(cè)改革方案的實(shí)施，煤炭行業(yè)正在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，預(yù)計(jì)在2020—2030年進(jìn)入煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)相對(duì)穩(wěn)定的平臺(tái)期，煤炭安全綠色開采也將進(jìn)入新的發(fā)展期。因此，水害防治形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻，水害勘查和治理技術(shù)仍將是煤炭安全綠色開采的重大科研課題。

1 研究成果

1.1 水文地質(zhì)補(bǔ)充勘查

礦井水害的威脅程度取決于充水水源、充水通道和充水強(qiáng)度，以查明這三方面因素為目的，不斷創(chuàng)新勘查理念和技術(shù)手段，建立了一套系統(tǒng)、先進(jìn)的勘查體系?；诘叵滤到y(tǒng)、地下水賦存規(guī)律理論，采用多種勘探手段獲取多源地學(xué)信息，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法對(duì)含水層富水性、礦井突涌水危險(xiǎn)性和礦井涌水量等進(jìn)行定量評(píng)價(jià)預(yù)測，對(duì)隱蔽致災(zāi)因素進(jìn)行精細(xì)探查。

1.1.1 引入地下(表)水系統(tǒng)分析理念

以往煤田地質(zhì)勘探往往以“一孔之見”了解水文地質(zhì)條件。由于抽水鉆孔數(shù)量的限制或者含水層富水性的不均勻性，容易得出片面錯(cuò)誤的結(jié)論。對(duì)礦井充水條件的分析一定要將井田放到巖溶水系統(tǒng)、地表水系統(tǒng)、古沉積系統(tǒng)中去研究，查明其在系統(tǒng)中的具體位置，從而正確判斷受水害的威脅程度。

在地層標(biāo)高和過水?dāng)嗝嬗绊懸蛩氐目刂葡拢挥趲r溶水系統(tǒng)強(qiáng)徑流帶或排泄區(qū)的礦井受底板奧灰水害威脅嚴(yán)重。峰峰礦區(qū)是我國典型的大水礦區(qū)，礦井年涌水量總計(jì)7 968.10萬m3，主要原因是由于多數(shù)礦井位于黑龍洞泉巖溶水系統(tǒng)的強(qiáng)徑流帶或排泄區(qū)。霍州礦區(qū)是山西省受巖溶水害最為嚴(yán)重的礦區(qū)，上組煤和下組煤均帶壓，主要原因是礦區(qū)位于郭莊泉巖溶水系統(tǒng)的排泄區(qū)。

如果礦井與地表水發(fā)生了水力聯(lián)系，那么水害治理難度和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)將十分嚴(yán)重。對(duì)于井田內(nèi)發(fā)育含水層露頭或煤層埋藏較淺的礦井，應(yīng)調(diào)查露頭及淺埋區(qū)在地表水系統(tǒng)中的位置，研究礦井與地表水的水力聯(lián)系程度，以便制定科學(xué)有效的水害治理方案。例如，平朔三號(hào)井工礦煤層及含水層露頭區(qū)恰巧與大沙溝河谷重合，大沙溝流域的地表徑流源源不斷向大沙溝匯集，再通過頂板砂巖露頭補(bǔ)給礦井水，導(dǎo)致該礦多次發(fā)生突水，但水源一直未能查明。通過基于地表水系統(tǒng)理論的水文地質(zhì)勘查，較好地解決了這一問題。

西部鄂爾多斯盆地侏羅系屬于辮狀河沉積，河流眾多且曲折多變，河床沉積的巖性為含礫砂巖、粗砂巖，隨著向邊灘、河漫灘過渡，巖性逐漸變細(xì)為粉砂巖、泥巖。該沉積特征使得巖性巖相結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，導(dǎo)致煤層頂板含水層富水性復(fù)雜。在分析礦井充水條件時(shí)，要把礦井置于古沉積環(huán)境中，查明礦井位于古河流的具體位置，才能準(zhǔn)確判斷頂板含水層富水性。

1.1.2 勘查手段不斷豐富，勘查技術(shù)有所創(chuàng)新

以往煤礦床水文地質(zhì)勘查手段比較單一，以測井和抽水試驗(yàn)為主。針對(duì)我國東部煤田開采深度增加和西部煤田巖性巖相結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性增強(qiáng)，單一手段已無法滿足復(fù)雜充水條件的分析研究。因此，采用遙感水文地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探、抽水試驗(yàn)、水化學(xué)及環(huán)境同位素分析、地下水流場分析、巖土體物理力學(xué)分析等手段進(jìn)行綜合勘查，從多方面、多角度、多層次研究充水條件。

首先進(jìn)行遙感水文地質(zhì)調(diào)查和地面物探，了解地下(表)水系統(tǒng)補(bǔ)徑排條件及井田在系統(tǒng)中的位置，初步判定充水含水層富水性。然后開展鉆探和抽水試驗(yàn)等系列工作。根據(jù)鉆孔取心成果并結(jié)合煤田地質(zhì)勘探鉆孔資料，繪制含隔水層結(jié)構(gòu)對(duì)比圖、含水層厚度等值線圖、脆性巖與塑性巖比值等值線圖，通過這三張圖使得井田的巖性巖相結(jié)構(gòu)清晰地展現(xiàn)出來。含水層厚度越大、脆塑性巖比值越大，含水層富水性越強(qiáng)。以往水樣化驗(yàn)、水位觀測僅僅用于建立水化學(xué)背景值、了解地下水水位，并未用來開展充水條件的分析研究。目前在健全基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，充分分析研究水化學(xué)場和地下水流場信息，繪制一系列的水化學(xué)圖和流場圖來分析地下水補(bǔ)徑排條件。

1.1.3 水害評(píng)價(jià)技術(shù)不斷完善，預(yù)測精度大幅提高

對(duì)于礦井涌水量預(yù)測，以往多采用解析法和比擬法，對(duì)條件簡單或石炭二疊系煤層礦井預(yù)測結(jié)果相對(duì)可靠，但是對(duì)條件復(fù)雜或西部侏羅系煤層礦井，計(jì)算結(jié)果偏差較大。目前主要采用地下水三維數(shù)值模擬法預(yù)測開采條件下礦井涌水量及疏排水量。通過Modflow軟件刻畫水文地質(zhì)概念三維可視化模型，可以直觀地從立體的角度對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)條件有一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)。該方法能夠較好地解決非均質(zhì)各向異性等復(fù)雜問題。

各種勘查手段的開展獲得了大量地學(xué)信息，為充水含水層富水性、突水危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)預(yù)測提供了重要依據(jù)。但是這些信息是局部零散的，如果直接零散應(yīng)用分析水害是非常粗淺的，不能充分發(fā)揮出整體效應(yīng)和勘查資料所蘊(yùn)含的價(jià)值。中國礦業(yè)大學(xué)武強(qiáng)院士提出了基于多源地學(xué)信息復(fù)合疊加技術(shù)的含水層富水性評(píng)價(jià)方法[3]和礦井突涌水危險(xiǎn)性預(yù)測方法，頂板水害采用“三圖-雙預(yù)測法”，底板水害在“突水系數(shù)”評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上采用“脆弱性指數(shù)法”[1]。這些先進(jìn)評(píng)價(jià)技術(shù)的原理就是利用數(shù)學(xué)模型，將多種勘探手段獲得的大量地學(xué)信息進(jìn)行系統(tǒng)地分析、統(tǒng)計(jì)、模擬與疊加，從而得出整體的符合實(shí)際條件的評(píng)價(jià)結(jié)果。

總結(jié)水害評(píng)價(jià)預(yù)測技術(shù)的發(fā)展規(guī)律：從定性到定量，從單一因素到多因素，從均質(zhì)、平面到非均質(zhì)、三維可視化。

1.2 隱蔽致災(zāi)因素精細(xì)探查

1.2.1 地球物理勘探技術(shù)取得長足發(fā)展

采空區(qū)是最為嚴(yán)重的隱蔽致災(zāi)因素。這種隱蔽致災(zāi)因素必須首先利用物探手段進(jìn)行全方位探測，再采用鉆探手段對(duì)物探間接探測結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，最后進(jìn)行疏放水治理。物探是先行、宏觀控制性手段，承擔(dān)十分重要的職責(zé)。經(jīng)過多年的基礎(chǔ)理論研究、現(xiàn)場試驗(yàn)和分析對(duì)比，現(xiàn)已形成一套比較成熟而且先進(jìn)的探測技術(shù)。從時(shí)空上，研發(fā)了地-井-巷聯(lián)合精細(xì)探查技術(shù)，先進(jìn)行地面物探圈定異常部位，再進(jìn)行井下物探貼近目標(biāo)精細(xì)探測，最后利用鉆探、水文資料驗(yàn)證異常；從數(shù)據(jù)采集技術(shù)上，研發(fā)了全數(shù)字高密度三維地震，通過加密空間采樣密度和炮密度來改善激發(fā)條件和接受條件，檢波器由模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。這些改進(jìn)增大了地學(xué)信息量，提高了成像精度和分辨率；從解釋技術(shù)上，研發(fā)了電法三維可視化系統(tǒng)，地震屬性解釋、巖性解釋、波阻抗反演，從不同角度不同特征提取更多的信息量。利用這些新的物探技術(shù)能夠較好地解釋常規(guī)物探所無法發(fā)現(xiàn)的隱蔽復(fù)雜的采空區(qū)、小構(gòu)造、小陷落柱等。

1.2.2 現(xiàn)代化采煤方式下頂板巖體破壞的探測技術(shù)

目前，我國大型煤炭基地的現(xiàn)代化礦井為了達(dá)到高產(chǎn)高效目的，采用的是大采高綜合機(jī)械化開采或一次性采全高放頂煤開采，這種現(xiàn)代化開采方式對(duì)煤層頂板破壞強(qiáng)度大大增強(qiáng)，形成的導(dǎo)水裂縫帶高度和礦壓破壞帶深度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)分層房柱式開采方式。以往在導(dǎo)水裂縫帶以外的含水層或地表水，目前將會(huì)變成直接充水水源而進(jìn)入礦井，增大了礦井水害的威脅程度，尤其對(duì)我國西部侏羅系煤田，有可能將煤系上部富水性較強(qiáng)的白堊系地下水導(dǎo)入礦井。以往確定導(dǎo)水裂縫帶高度的經(jīng)驗(yàn)公式依據(jù)的是分層開采和房柱式開采，目前已無法滿足需要，準(zhǔn)確預(yù)測現(xiàn)代化采煤方式下的導(dǎo)水裂縫帶高度并采取科學(xué)的防治水措施尤為重要。經(jīng)過近年來探測設(shè)備和數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套成熟的探測技術(shù)。首先在典型地段進(jìn)行鉆孔實(shí)測，通過觀測鉆孔沖洗液漏失量，在孔內(nèi)開展超聲波成像和井中電視等物探手段，實(shí)測導(dǎo)水裂縫帶高度；其次對(duì)工作面或采區(qū)進(jìn)行巖體數(shù)值模擬，根據(jù)實(shí)測結(jié)果進(jìn)行模型識(shí)別，模擬預(yù)測頂板巖體破裂變形和導(dǎo)水裂縫帶高度。

1.2.3 多層含水層富水性精細(xì)探測技術(shù)

在井筒建設(shè)期間，立井和斜井穿過的每一個(gè)單層含水層的水量、水位、水質(zhì)、滲透系數(shù)均要了解，以便采取合理的治理措施。我國西部侏羅系煤田巖性巖相結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層頂板導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)往往發(fā)育多個(gè)含水層，為了滿足疏放水工程的要求，需要查明每個(gè)含水層的富水性和水文地質(zhì)參數(shù)。由于鉆孔結(jié)構(gòu)的限制，以往一個(gè)鉆孔一般只能進(jìn)行2～3次抽水試驗(yàn)，在鉆孔內(nèi)開展多分層抽水試驗(yàn)一直以來都是困擾人們的一個(gè)難題。中國地調(diào)局水環(huán)中心研制了分層抽水設(shè)備，使多層含水層富水性精細(xì)探測技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。該設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是利用高壓氮?dú)獬涮钌舷路飧羝鬟M(jìn)行同徑止水，可以對(duì)任意一個(gè)含水層進(jìn)行單層抽水試驗(yàn)，同時(shí)還能通過傳感器觀測上下含水層的水位，了解各含水層之間的水力聯(lián)系。該技術(shù)不僅為充水條件的分析提供了依據(jù)，也為地下水?dāng)?shù)值模擬預(yù)測礦井涌水量提供了參數(shù)。

上述煤礦床水文地質(zhì)勘查技術(shù)體系具有“五化”特點(diǎn)，即地下水系統(tǒng)化、信息多源化(大數(shù)據(jù))、探測精細(xì)化、評(píng)價(jià)定量化、勘查專項(xiàng)化，能夠滿足復(fù)雜水文地質(zhì)條件礦井水害探查的精度要求。我們采用這套先進(jìn)的勘查技術(shù)對(duì)數(shù)百個(gè)煤礦的水害進(jìn)行了預(yù)測預(yù)報(bào)，極大提高了預(yù)測精度，較好地解決了充水水源、充水通道和充水強(qiáng)度問題。

1.3 礦井水害主要治理技術(shù)

華北型煤田奧陶系巖溶水害最為嚴(yán)重。目前大多數(shù)礦井處于深部開采狀態(tài)(>800m)，嚴(yán)重受具有豐富儲(chǔ)量和高水壓(>8.0MPa)奧灰?guī)r溶水威脅。傳統(tǒng)的防治水技術(shù)治理效果差，已不能滿足礦井安全生產(chǎn)的需要。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是深部發(fā)育的導(dǎo)水陷落柱隱伏性強(qiáng)，是引發(fā)突水的主要因素，目前探測手段達(dá)不到要求。二是深部礦井井下探查治理難度大，極易發(fā)生埋鉆、卡鉆等事故，鉆探施工工期長；小構(gòu)造識(shí)別困難，一旦誤揭，將面臨高水壓、大流量的極大風(fēng)險(xiǎn)。三是井下防治水工作嚴(yán)重影響采掘進(jìn)度，生產(chǎn)與防治水矛盾突出；井下探查存在盲區(qū)，治理效果遠(yuǎn)不如地面效果好。在這種形勢(shì)下，產(chǎn)生了一項(xiàng)新的防治水技術(shù)—地面區(qū)域治理技術(shù)，這是在科技發(fā)展和礦井防治水工作現(xiàn)實(shí)需要下所誕生的。該技術(shù)就是在地面施工垂直主孔，到一定深度開始造斜進(jìn)入注漿目標(biāo)層，然后順層施工羽狀多分支水平鉆孔，通過注漿將含水層改造為隔水層，防止底板巖溶突水。這項(xiàng)技術(shù)表明，煤礦防治水在理念和技術(shù)上發(fā)生了新的根本性變化。在意識(shí)上，從被動(dòng)治理轉(zhuǎn)向主動(dòng)治理；在時(shí)間上，從過程治理轉(zhuǎn)向超前治理；在范圍上，從局部治理轉(zhuǎn)向區(qū)域治理；在空間上，從井下治理轉(zhuǎn)向地面治理。我們承擔(dān)的該類工程一個(gè)主孔最多帶有31個(gè)分支孔，水平段最長孔深為1 641m。

2 存在問題

2.1 深部煤層開采突水機(jī)理缺乏認(rèn)識(shí)

我國東部華北型煤田及東北煤田煤炭資源逐漸枯竭，正在向礦區(qū)深部開采。深部煤層存在的高應(yīng)力、高水壓、高溫度等“三高”問題嚴(yán)重影響煤炭安全生產(chǎn)[2]。深部礦井突水的控制因素和影響因素復(fù)雜，地下水賦存規(guī)律、巖溶發(fā)育規(guī)律、突水方式、突水規(guī)律、“三高”之間關(guān)系等尚未查清。

2.2 隱蔽致災(zāi)因素探測技術(shù)有待提高

華北型煤田深部礦井在高水壓、高應(yīng)力作用下，小構(gòu)造和隱伏陷落柱也極易造成突水，已經(jīng)發(fā)生的深部礦井突水事故多數(shù)是隱伏陷落柱引起，但是目前的物探設(shè)備和技術(shù)探測深部小構(gòu)造和隱伏陷落柱難度較大。

山西省在煤炭黃金時(shí)期小煤礦最多達(dá)近萬座。這些地方煤礦當(dāng)時(shí)進(jìn)行的是極不規(guī)則開采，沒有留下任何采掘測量資料，采空區(qū)面積達(dá)5 000km2。由于歷史原因，老空區(qū)遍布全省各礦區(qū)，特別是各歷史時(shí)期遺留的老窯水嚴(yán)重威脅著煤礦安全開采。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011-2015年發(fā)生的16起重大水害事故中，老空水害事故14起，占87.5%。因此,老空積水區(qū)成套有效探查、定位技術(shù)方法的研究與利用迫在眉睫。

2.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的水害監(jiān)測預(yù)警發(fā)展速度緩慢

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，各行各業(yè)與網(wǎng)絡(luò)信息的高度融合推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。但是，煤礦防治水領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)+發(fā)展速度緩慢，不能帶動(dòng)防治水技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。冀中能源集團(tuán)部分礦井開展了微震監(jiān)測，其他絕大多數(shù)礦井尚未建立水害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，或者僅僅是水量、水位的自動(dòng)觀測，不能起到真正意義的水害預(yù)報(bào)預(yù)警作用。

2.4 采煤、安全、生態(tài)三者兼顧的技術(shù)模式缺乏

西部鄂爾多斯侏羅系煤田煤炭資源豐富、開采條件簡單，是我國目前及未來主要煤炭能源基地。但是該地區(qū)存在生態(tài)環(huán)境脆弱、頂板水害嚴(yán)重、沖擊地壓嚴(yán)重等問題，保水采煤需求極為迫切。如何研究采煤、安全、生態(tài)三位一體的技術(shù)模式是該區(qū)需要解決的主要問題。

2.5 專門水文地質(zhì)勘查工作薄弱

以往水文地質(zhì)勘查的目的主要是探查水害，并不涉及治理。對(duì)大型水害治理工程需要的針對(duì)性參數(shù)不予提供，無法滿足水害治理工程設(shè)計(jì)和施工的需要。為治理工程提供技術(shù)服務(wù)的專門水文地質(zhì)勘查工作薄弱，應(yīng)該針對(duì)性地開展專項(xiàng)調(diào)查。例如底板巖溶水區(qū)域治理工程，需要調(diào)查構(gòu)造和巖溶的發(fā)育規(guī)律、地層產(chǎn)狀、目標(biāo)層厚度及標(biāo)高的穩(wěn)定性等特征；覆巖離層注漿工程，需要調(diào)查煤層頂板覆巖結(jié)構(gòu)、巖體物理力學(xué)特征、離層產(chǎn)生的可能位置等。

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 深部煤層與中生代煤層控水突水機(jī)理研究

我國東部礦井將陸續(xù)進(jìn)入1 000m以深的開采層位，應(yīng)深入研究高應(yīng)力、高水壓、高溫度等“三高”的分布特征、深部構(gòu)造與巖溶的發(fā)育規(guī)律、深部地下水的補(bǔ)徑排特征、突水致災(zāi)機(jī)理、導(dǎo)水通道的觸發(fā)條件、突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)預(yù)測理論與方法等內(nèi)容，為深部巖溶水害的探測與治理提供理論支撐。

我國西部鄂爾多斯煤田是一個(gè)較新的中生代煤田，地下水賦存規(guī)律屬于沉積控水類型，沉積控水規(guī)律尚處于研究探索階段。應(yīng)重點(diǎn)在鄂爾多斯盆地古沉積環(huán)境、巖性巖相結(jié)構(gòu)、沉積控水理論、沉積控水勘查技術(shù)、離層水害勘查治理技術(shù)等方面加強(qiáng)研究。

3.2 孔內(nèi)物探技術(shù)推廣利用

在井下貼近致災(zāi)異常體進(jìn)行探測對(duì)礦井防治水至關(guān)重要，通常做法是先物探再鉆探驗(yàn)證，受多種因素制約探測精度有限。近年來新研發(fā)了鉆物探無縫一體化井下超前探放水技術(shù)，即先施工鉆孔，然后將物探探頭從孔口慢慢推到孔底進(jìn)行探測，可以對(duì)鉆孔周圍和孔底20～30m進(jìn)行探測預(yù)報(bào)。其優(yōu)點(diǎn)是：①儀器探頭與異常體距離近探測效果好；②避開井下人文和自然的強(qiáng)干擾背景，提高微弱信號(hào)的識(shí)別和處理能力；③測試地層的電阻率和激發(fā)率兩個(gè)參數(shù)，克服了現(xiàn)有礦井物探僅用單一電阻率參數(shù)的探測方式。這是一種全新的礦井巷道超前探水預(yù)報(bào)方法，未來應(yīng)大力推廣應(yīng)用。在提高探測精度的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)精準(zhǔn)的定位技術(shù)，保證采空區(qū)坐標(biāo)準(zhǔn)確且探放水鉆孔準(zhǔn)確鉆入采空區(qū)。

3.3 加快建立物聯(lián)網(wǎng)+水害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

首先建立防治水智能信息系統(tǒng)。將地質(zhì)、水文地質(zhì)、開采設(shè)計(jì)等靜態(tài)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理，滿足監(jiān)管部門、煤炭企業(yè)和技術(shù)單位自動(dòng)查詢。

其次建立水害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。微震可以監(jiān)測覆蓋全空間的巖體破裂變形事件[4]，但無法判斷是否充水；多參數(shù)(應(yīng)變、水壓、水溫)監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測采動(dòng)變形并且判斷是否充水,但只能進(jìn)行點(diǎn)監(jiān)測,無法覆蓋整個(gè)工作面。研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)、覆蓋全空間、同時(shí)獲取巖體破裂和充水信息的水害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是今后主要研究課題，不僅監(jiān)測底板突水，還應(yīng)監(jiān)測頂板突水和采空區(qū)突水。

3.4 實(shí)施控水采煤和保水采煤技術(shù)

我國煤礦長期存在排水、供水、生態(tài)環(huán)境三者之間矛盾與沖突問題，在安全、綠色開采的新時(shí)代，如何解決好三者之間的矛盾顯得更為重要。在東部巖溶大水礦區(qū)可實(shí)施控水采煤技術(shù)，即超前區(qū)域治理技術(shù)，通過底板注漿加固或改造，防止巖溶水突涌入礦井，既保障安全也保護(hù)巖溶含水層。區(qū)域治理技術(shù)已經(jīng)得到利用，但需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝。在西部頂板水豐富礦區(qū)可實(shí)施保水采煤技術(shù)，即覆巖離層注漿技術(shù)，通過離層注漿充填和支護(hù)，防止頂板突水、沖擊地壓和地面沉陷，同時(shí)保護(hù)頂板含水層和生態(tài)環(huán)境，這是兼顧采煤、安全、生態(tài)三者的技術(shù)模式。

3.5 關(guān)閉礦井水治理、利用及環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究

隨著國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革和煤炭去產(chǎn)能政策實(shí)施，將加快關(guān)閉一批資源枯竭及落后產(chǎn)能礦井。煤礦關(guān)閉后仍存在地下空間和水資源，應(yīng)加強(qiáng)關(guān)閉礦井水資源開發(fā)利用技術(shù)研究，包括礦井水污染控制技術(shù)、污染處理技術(shù)和地下水庫開發(fā)利用技術(shù)等。