煤礦開采中綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用

潘新榮

摘 要：文章以煤礦開采中綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用為研究對(duì)象，首先簡(jiǎn)單分析了煤礦開采中綜合防治水技術(shù)應(yīng)用必要性，隨后分析了煤礦開采中常見的水害，接著探討了煤礦開采綜合防治水技術(shù)，最后提出了一些增強(qiáng)礦井開采水害防治效果的措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;綜合防治水技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P634.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0155-02

0 前言

礦井水害一直時(shí)制約煤礦生產(chǎn)的重要災(zāi)害之一，并且礦井水害類型繁多，水害同時(shí)具有隱蔽性、突發(fā)性等特征，一旦出現(xiàn)水害問題，不僅會(huì)嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)，還會(huì)導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。因此為有效降低水害發(fā)生概率，有必要對(duì)煤礦開采中綜合防治技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討分析，這對(duì)于推動(dòng)我國煤礦開采產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤礦開采中綜合防治水技術(shù)應(yīng)用必要性

礦井水害是煤礦開采中比較常見的災(zāi)害之一，對(duì)于煤礦礦井安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的威脅。相較于頂板、瓦斯爆炸事故，水害事故雖然發(fā)生率不高，但俗話說，“火燒一線，水漫一片”，一旦在煤礦開采中發(fā)生水害事故，將會(huì)帶來大量經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，并且要比瓦斯事故與頂板事故帶來的危害嚴(yán)重的多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅1995年至2005年，我國煤礦水害事故發(fā)生次數(shù)高達(dá)1391起，共造成1881人死亡。尤其是近幾年，隨著開采深度的不斷加深，開采條件愈發(fā)嚴(yán)苛，相應(yīng)煤礦水害事故發(fā)生頻率逐漸呈上升勢(shì)頭，并逐漸成為了煤礦開采安全的一大嚴(yán)重威脅。煤礦水害不僅會(huì)造成大量的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)引發(fā)各種煤礦開采環(huán)境負(fù)效應(yīng)，不利于煤礦資源開采?；诖?，有必要對(duì)煤礦開采中綜合防治水技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討分析，從而通過分析不同煤礦水害，并采取針對(duì)性的綜合防治水技術(shù)，解放大量受水害影響的煤層，有效擴(kuò)展煤礦開采范圍，提升煤礦開采產(chǎn)量，并為煤礦人員安全采礦提供安全保障[1]。

2 煤礦開采中常見的水害分析

2.1 地表水害

煤礦開采一般多在地下空間內(nèi)進(jìn)行，位置地勢(shì)較低。而在煤礦周邊，通常分布有規(guī)模、數(shù)量不等的河流、胡泊等。當(dāng)進(jìn)入雨季時(shí)，相應(yīng)河流、胡泊水位會(huì)暴漲，一旦出現(xiàn)決堤問題，漫出大洪水會(huì)大量倒灌進(jìn)礦區(qū)，甚至能夠直接通過礦井口涌入井下，引發(fā)礦井水災(zāi)。另一方面，針對(duì)露天煤礦，在完成開采后一般會(huì)留下“天坑”，雨季時(shí)會(huì)導(dǎo)致天坑大量積水，這些積水也有可能直接滲入井下造成煤礦開采水災(zāi)。此外，部分礦區(qū)由于有著比較長(zhǎng)的開采歷史，因此礦井周圍分布有很多井口，同時(shí)還存在因超上限開采導(dǎo)致出現(xiàn)地面斑裂問題，這些在雨季時(shí)均有可能成為地表水進(jìn)入礦井中的“通道”，引發(fā)煤礦地表水害。

2.2 老窖水水害

老窖水具體指的是開采后的舊巷或空洞內(nèi)的積水，因此也被稱為老空水，老空水并不是一灘死水，一般會(huì)通過大氣降水、臨近河流補(bǔ)水等方式參與者地下水系統(tǒng)循環(huán)，他們?nèi)缤粋€(gè)小型水庫，分布在礦井周圍，雖然水量不大，一般不會(huì)造成淹井事故，但水量比較集中，來勢(shì)兇猛，一旦在煤礦開采中掘透老窖水隔水層，將會(huì)導(dǎo)致大量老窖水集中涌出，帶來嚴(yán)重的破壞力與沖擊力，同時(shí)伴隨著老窖水的涌出，還攜帶有大量的石塊、泥沙等雜質(zhì)，導(dǎo)致巷道堵塞，對(duì)煤礦開采工作人員生命安全造成嚴(yán)重的威脅。不僅如此，如果采礦區(qū)與老窖水距離比較近，老窖水除了突然潰井，還會(huì)以“淋水”“滴水”、“滲水”的方式進(jìn)入采區(qū)中，一旦誤穿隔水層，將會(huì)導(dǎo)致淹井事故發(fā)生，嚴(yán)重影響煤礦開采安全。

2.3 煤礦奧灰承壓水害

承壓水是位于穩(wěn)定隔水層的重力水，奧灰承壓水即是以奧陶系石炭巖作為煤礦直接或間接底板的重力水，奧陶系石炭巖主要以石灰?guī)r為主，延展面較大，厚度高達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米不等，厚度越厚越穩(wěn)定，一般這種巖層會(huì)承載有大量的重力水，是一個(gè)非常好的隔水層，但同時(shí)也是煤礦底板突水的一大因素。如果奧灰底板隔水層較?。ㄍǔ：穸仍?0m以內(nèi)），那么受到采礦擾動(dòng)的影響，在水壓與礦壓擾動(dòng)雙重壓力下，會(huì)導(dǎo)致奧灰隔水層鼓破，承壓水大量噴涌而出，引發(fā)煤礦底板突水事故。由于奧灰?guī)r層有著非常豐富的靜水儲(chǔ)量與補(bǔ)給水量，因此礦井突水量較大，有著極強(qiáng)的破壞力，很容易導(dǎo)致淹井，帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，對(duì)于煤礦開采工人生命安全也會(huì)造成極為嚴(yán)重的威脅[2]。

3 煤礦開采綜合防治水技術(shù)分析

3.1 地表水害綜合防治技術(shù)

針對(duì)于地表水的綜合防治，首先要通過在地表建筑防水工程，可以有效預(yù)防大氣降水與地表水進(jìn)入到礦井之中，有效保護(hù)礦井開采安全，這是防治地表水害的第一道防線，對(duì)于整體地表水害防治效果有著重要的影響。其次，要做好井簡(jiǎn)位置的合理選擇，無論遇到何種情況，都必要確保井口基礎(chǔ)標(biāo)高要比往年地面洪水最高水位要高。最后，若實(shí)際地形受到限制，難以保證井口位置標(biāo)高，可以通過采取河流改道方式，通常是在隔水層之上修筑堤壩，將河道截?cái)啵㈤_挖一條人工河道，順利將河流從礦區(qū)中引出，在建立人工河道時(shí)，應(yīng)保證河道坡度的合理性，不應(yīng)過大或過小，造成河道沖刷或堵塞問題;針對(duì)舊河道地區(qū)，應(yīng)注意修筑防排水工程，防止積水滲入井下。此外，針對(duì)礦區(qū)地表斑裂問題，為防止在雨季大量地表水滲入進(jìn)礦井，可以選擇在滲水區(qū)上方修筑排水溝，及時(shí)將水排出礦外，同時(shí)利用水泥或粘土將地表裂隙封堵住，如果裂隙較大，比如大型塌陷裂隙或者溶洞，可以選擇先在底部填充碎石，上部覆蓋泥土，然后夯實(shí)，并保障填充標(biāo)高稍高于地表，可有效預(yù)防地表出現(xiàn)積水、滲水問題。

3.2 老窖水水害防治技術(shù)

針對(duì)老窖水水害防治，應(yīng)采取如下技術(shù)措施：一是加強(qiáng)對(duì)老窖區(qū)積水狀況的排查工作，明確不同水窖積水量、補(bǔ)水源、水位、積水范圍，并結(jié)合以上數(shù)據(jù)制定礦井充水性圖等;二是明確老窖區(qū)積水線與探水警戒線，一旦接近探水警戒線，應(yīng)在開采前嚴(yán)格遵循“有疑必探，先探后掘”原則，有效預(yù)防老窖區(qū)突水。與此同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步明確探放老窖水“三大忌”，一忌不對(duì)窖區(qū)補(bǔ)水水源進(jìn)行仔細(xì)分析，二忌邊放探邊進(jìn)行礦區(qū)開采;三忌在雨季將大片老窖區(qū)積水放出。同時(shí)針對(duì)要排出的積水，只有先將水預(yù)先排出去，才能夠開展后續(xù)采掘工作。三是若礦井附近老窖區(qū)較多，應(yīng)先與相鄰礦井加強(qiáng)合作，二者定期更換圖紙開展采掘工作，從而確保能夠?qū)崟r(shí)掌握老空井積水問題，提前做好預(yù)防措施;四是提高對(duì)水閘墻與水煤柱管理的重視程度，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，做好井下工程測(cè)量，嚴(yán)禁任何采掘工程進(jìn)入防水隔離柱，并定期檢查防水隔離煤柱的完整性，有效預(yù)防老窖水水害發(fā)生。

3.3 煤礦奧灰承壓水害防治技術(shù)

針對(duì)于煤礦奧灰承壓水害防治，應(yīng)采取以下技術(shù)措施：首先應(yīng)提前做好地質(zhì)與水文條件勘察工作，充分了解奧灰含水層的厚度，含水層存在哪些水力聯(lián)系，實(shí)際巖溶發(fā)育情況與富水性。同時(shí)還要做好地質(zhì)構(gòu)造條件勘察，主要勘察內(nèi)容包括構(gòu)造巖石存在哪些斷層，斷層落差，構(gòu)造巖石力學(xué)性質(zhì)等。針對(duì)于水文地質(zhì)勘察，則需要圍繞礦井范圍建立一個(gè)地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng)，實(shí)時(shí)掌握地下水用水動(dòng)態(tài)，尤其是要做好井下主要突水點(diǎn)、隔水層邊界等關(guān)鍵區(qū)域的水流動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)匯報(bào)處理，可起到良好的預(yù)防效果。其次，還要做好疏水降壓措施，所謂疏水降壓，簡(jiǎn)單來說即是將煤層頂/板含水層的水疏干，或者降低頂/底板承水壓力，能夠有效降低地下靜水壓力，改善采礦條件，是煤礦奧灰承壓水害主要的一種水害整治措施。最后，還應(yīng)從采煤方式入手，結(jié)合實(shí)際水文地質(zhì)條件，做好開采順序的合理安排，一般來說，應(yīng)先開采相對(duì)安全的煤礦區(qū)域，針對(duì)敏感區(qū)域，應(yīng)先確定開采寬度，寬度越窄，對(duì)于煤礦底板帶來的擾動(dòng)越小，回采也就越安全。比如在開展近距離煤層聯(lián)合開采時(shí)，為防止重復(fù)采動(dòng)，導(dǎo)致礦壓增大，嚴(yán)重?cái)_動(dòng)底板，應(yīng)控制好兩層煤拖后距離，一般在70至80m，從而使得后一層煤開采始終是在前一層煤減壓環(huán)境下進(jìn)行，防止底板張裂破壞疊加，有效降低對(duì)煤礦奧灰層的擾動(dòng)，預(yù)防水害發(fā)生[3]。

4 增強(qiáng)礦井開采水害防治的措施

4.1 加強(qiáng)雨季安全隱患排查工作

首先，在實(shí)際進(jìn)行煤礦開采前，需要嚴(yán)格遵循《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)探放水規(guī)定，做好探放工作開展，并通過制定探放施工方案，在經(jīng)過技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，方可嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行探放工作，確保綜合治理措施得到有效落實(shí)。受雨季降水量增多影響，各種不同類型的水害發(fā)生概率也會(huì)有所提升，因此需要結(jié)合不同水害，均需要做好針對(duì)性預(yù)防工作，比如地表水害，應(yīng)在雨季時(shí)對(duì)周邊河床、地域進(jìn)行統(tǒng)一檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T加強(qiáng)合作，提前最后雨季地表水防治準(zhǔn)備，編制區(qū)域地表水防治報(bào)告，以免引發(fā)水災(zāi)害事故。還可以圍繞礦井井口位置，澆筑鋼筋混凝土蓋板，有效封閉井口，注意蓋板應(yīng)大于井口面積，防止地表水從井口倒灌礦井引發(fā)水害。與此同時(shí)，在雨季采礦企業(yè)還應(yīng)專門安排工作人員做好水害排查工作，尤其是針對(duì)一些關(guān)鍵位置，更要著重檢查，比如礦井周圍廢棄礦井、地面塌陷坑等，一旦收到暴雨預(yù)警信息，應(yīng)派人輪流檢查，保證檢查24小時(shí)不間斷，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水害隱患，做好妥善處理。

4.2 做好礦井水害緊急預(yù)案制定

為確保在水害發(fā)生后盡可能的降低經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，應(yīng)做好礦井水害緊急預(yù)案制定，從而能夠在第一時(shí)間做出反應(yīng)，開展救災(zāi)搶險(xiǎn)工作。在緊急預(yù)案之中，應(yīng)包括有搶險(xiǎn)排水基地設(shè)置，還應(yīng)有各種排水設(shè)施設(shè)置。并加強(qiáng)排水設(shè)的檢修與維護(hù)，盡可能確保排水設(shè)備在遭遇特殊情況仍能夠正常運(yùn)行，提高企業(yè)搶險(xiǎn)救災(zāi)水平與效果。與此同時(shí)，煤礦開采企業(yè)還應(yīng)加強(qiáng)人員管理，通過培訓(xùn)教育，有效提升煤礦開采工作人員的技術(shù)能力與防災(zāi)意識(shí)。在實(shí)際培訓(xùn)過程中，可以通過向煤礦開采人員普及相關(guān)的水災(zāi)害案例，有效增強(qiáng)煤礦開采人員的安全意識(shí)。為確保礦井水害應(yīng)急預(yù)案在遇到緊急情況下能夠得到有效的落實(shí)，煤礦企業(yè)了一定期開展演習(xí)工作，每個(gè)職工都能夠熟練掌握逃生路線及方法，盡可能的降低人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際進(jìn)行煤礦開采過程中，一旦發(fā)生透水事故，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)水害應(yīng)急預(yù)案，并將受災(zāi)情況及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門，確保救援工作能夠得到快速開展，將事故影響范圍降至最低。

5 結(jié)語

綜上所述，透水災(zāi)害是煤礦開采過程中常見的一種災(zāi)害問題，一旦發(fā)生水災(zāi)，將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。因此需要提高對(duì)煤礦水災(zāi)綜合防治的重視程度，針對(duì)不同類型水害，采取針對(duì)性綜合防治技術(shù)，從而有效降低水害發(fā)生概率，保障煤礦開采安全生產(chǎn)，推動(dòng)我國煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更加平穩(wěn)順利的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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