煤礦開采中綜合防治水技術應用

瞿武

中煤第一建設有限公司朔州分公司 山西朔州 036900

1 煤礦井水害的類型

1.1 地表水害

煤礦開采一般多在地下空間內進行，位置地勢較低。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。當進入雨季時，相應河流、胡泊水位會暴漲，一旦出現(xiàn)決堤問題，漫出大洪水會大量倒灌進礦區(qū)，甚至能夠直接通過礦井口涌入井下，引發(fā)礦井水災。另一方面，針對露天煤礦，在完成開采后一般會留下“坑”，雨季時會導致大坑大量積水，這些積水也有可能直接滲入井下造成煤礦開采水災。

1.2 砂巖裂隙出水

在富水煤系砂巖裂隙處，在采掘面揭露時，水體將由原生、后生裂隙中滲出，其主要表現(xiàn)為巷道滲水、工作面頂板滲水、巖層層面滲水等情況。煤系砂巖裂隙含水層若無地表水或其他水源補給，并不會對礦井造成巨大影響，若排水系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行也將出現(xiàn)水害問題影響煤礦開采工作進度[1]。

1.3 煤礦奧灰承壓水害

奧灰?guī)r溶含水層大多屬于開采煤層之下，在水壓達到一定條件時，其與開采層之間的巖層厚度越厚則開采工作越安全。在具有奧陶系灰?guī)r含水層，且水量較大的煤層，極易出現(xiàn)奧灰承壓水水害（大部分出現(xiàn)在斷層位置、陷落柱位置等區(qū)域）。

2 引發(fā)礦山洪水的原因

2.1 水災位置探測不到位

水災位置探測工作的有效性對于煤礦施工效率的提高至關重要。只有準確探測出水災發(fā)生的具體位置，才能夠采取進一步的防治措施。然而，現(xiàn)實中，煤礦水災位置、成因以及類型的多樣性往往使得探測工作的難度大大提高。如果相關人員未能對煤礦工作面水災發(fā)生的具體位置進行探測，缺乏對煤礦水災的重視，那么煤礦水災發(fā)生的頻率就會快速提高，由此引發(fā)的安全隱患也越來越多，煤礦企業(yè)的綜合運營效益將會受到非常嚴重的損失。

2.2 礦山管理不合理

如果在礦山進行防洪，沒有防水措施可供選擇，缺乏當?shù)厝肆Y源管理，許多地表水就會進入礦井內，并將引發(fā)洪水。同時，礦井排水系統(tǒng)在防洪方面也發(fā)揮著重要作用，如果在日常生產(chǎn)過程中不對其進行管理和及時檢查，在老化的情況下，它們就得不到很好的控制[2]。

2.3 基礎工作質量不合格

（a）在工程設計過程中存在紕漏。在進行開采工作前要先進行設計，確定開挖方位、開采深度等，且需要進行圖紙設計，為后期開采工作提供依據(jù)。但設計人員對于實際情況缺乏了解，設計出的方案并不具備合理性；（b）工程建設沒有達到國家規(guī)定的要求。一些從事煤炭開采工作的管理者不具備專業(yè)的技術及知識理念，因此施工過程存在不足，沒有達到國家規(guī)定的硬性要求，如施工的材料、方式、設備質量等都不達標。還有一些煤礦為了獲取經(jīng)濟效益，刻意使用低劣的材料，違反了中國對于煤礦基礎工程的質量要求，使前期工作的質量較低，存在很大的安全隱患。

3 礦井綜合防治水技術

3.1 綜合探測

地質探測是保證防治水措施有效性的重要基礎，能夠對含導水底層、含導水構造的特征進行勘察，從而為工作人員制定有效的防治措施打下了堅實的基礎。在進行開采設計方案制定的過程當中，相關工作人員應該憑借綜合物探的方式對開采區(qū)域范圍內的地質構造情況和導水特性進行全面仔細的勘察，有針對性的制定科學合理有效的防治工作方案。采用適當?shù)募夹g對開采區(qū)域內的斷層以及陷落柱等地質構造進行勘察。在進行工作面的回采工作之前，需要再一次對底板的綜合水文地質進行勘察，進而可以對當前的情況有所了解，通常情況下，可以采用高密度直流電法對工作面回風巷、運輸巷，以及開切眼底板下方八十米以上的富水情況進行勘察。

3.2 分類治理水害

（a）治理導水陷落柱。根據(jù)地質勘探確定的陷落柱發(fā)育特征，制訂詳細的施工方案，治理方法主要是井上下注漿封堵，將陷落柱底部和頂部一定范圍都徹底充填，努力做到陷落柱不含水、不導水。

（b）治理含（導）水斷層。對于地質勘探查明的導水斷層，處理措施主要有兩種，即注漿封堵和留設防隔水煤柱。在具體施工之前，應進一步探明含（導）水斷層的導水性，再制訂具體的施工方案。

（c）掘進疏水降壓。在井下巷道掘進過程中，需要根據(jù)地層含水層水位隋況，采取井下鉆孔疏水降壓的方法，降低工作面底板水壓，避免突水事故的發(fā)生。

（e）做好鉆孔密封保障工作，尤其是勘探期間遺留地質鉆孔，在掘進或開采工作面推進至鉆孔一定距離時，應首先逐個進行密封質量核對，對有出水威脅的鉆孔從新封堵[3]。

3.3 保證潛水泵房排水能力

為了保證地下水能及時排出礦井，需要根據(jù)礦井排水能力需要，通過增加泵房數(shù)量、增加泵機功率等方法，增強泵房排水能力。同時，在擴大泵房排水能力時，還需要確保泵房排水能力留出足夠的富裕系數(shù)，以確保礦井能應對突發(fā)性排水需求。

4 防治煤礦水災的有效措施

4.1 雨季加強安全隱患檢查

在煤礦開采過程中，需堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”原則防治水災害，充分落實“探、防、堵、疏、排、截、監(jiān)”這幾種綜合治理措施。由于雨季降水量多，煤礦出現(xiàn)水災害事故的幾率也較高，因此需做好預防工作，以免引發(fā)水災害事故。針對部分可能被洪水淹沒的廢棄礦井必須嚴格依據(jù)相關規(guī)定封堵嚴密，或在礦井井口位置澆筑大于井筒斷面的鋼筋混凝土蓋板，以免地表水灌入礦井中引發(fā)水害。

4.2 做好礦井水害緊急預案制定

為確保在水害發(fā)生后盡可能的降低經(jīng)濟損失與人員傷亡，應做好礦井水害緊急預案制定，從而能夠在第一時間做出反應，開展救災搶險工作。在緊急預案之中，應包括有搶險排水基地設置，還應有各種排水設施設置。并加強排水設的檢修與維護，盡可能確保排水設備在遭遇特殊情仍能夠正常運行，提高企業(yè)搶險救災水平與效果。與此同時，煤礦開采企業(yè)還應加強人員管理，通過培訓教育，有效提升煤礦開采工作人員的技術能力與防災意識。

5 結語

煤礦作為我國的重要能源之一，其在近些年來的需求量逐漸提高。為了提高煤炭開采的效率，煤礦企業(yè)應在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時，兼顧社會效益，施工人員應切實擔負起責任，對煤炭水災問題進行有效防治，從而為煤炭開采工作的高效開展奠定合理基礎。