煤礦井下防治水技術(shù)與施工研究

楊 兵

(山西新元煤炭有限責(zé)任公司，山西 晉中 045400)

引言

基于安全生產(chǎn)的要求，近年來(lái)，煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越重視水害等常見(jiàn)災(zāi)害的防治。但隨著煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境的逐漸惡劣化以及受到人員、資金等因素的限制，現(xiàn)階段煤礦井下水害防治工作還存在著一定的缺陷與不足之處，導(dǎo)致煤礦井下生產(chǎn)依然面臨著水害的威脅。因此，必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)防治水技術(shù)的研究。

1 常見(jiàn)的煤礦井下水害類型

1.1 礦壓破壞所致水害

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在近些年中我國(guó)對(duì)于煤礦采掘的深度逐漸增加，已經(jīng)到達(dá)了地下水所處的深度，如果沒(méi)能進(jìn)行有效的預(yù)防和治理，就會(huì)非常容易產(chǎn)生水災(zāi)害問(wèn)題。因?yàn)榈V壓的破壞而導(dǎo)致的水災(zāi)害是最為普遍的礦下水災(zāi)害，在針對(duì)煤層底板實(shí)施采挖作業(yè)期間，極易對(duì)其導(dǎo)水帶帶來(lái)?yè)p壞，另外也使阻水巖體受到了采動(dòng)，進(jìn)而提升了防治水的困難性。礦壓破壞所致水害的構(gòu)成原理是，礦壓破壞會(huì)使得巖體的阻水能力大幅度減小，并連續(xù)不斷的降低，慢慢將小的斷面摧毀成更大的斷裂帶，然后慢慢和阻水結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)水道，最后致使產(chǎn)生水災(zāi)害。

1.2 不良鉆孔所致水害

一般來(lái)講，導(dǎo)水通道都是以點(diǎn)狀垂向的形式呈現(xiàn)的，如果采用的鉆孔模式不正確，同樣極易致使產(chǎn)生礦下水災(zāi)害。導(dǎo)水通道具有非常高的隱蔽性，同時(shí)導(dǎo)水的方向是垂直狀態(tài)的，擁有較高的暢通性。在此種情況下，各個(gè)垂向?qū)哟伍g的含水層構(gòu)成了關(guān)聯(lián)水力，在進(jìn)行鉆孔作業(yè)期間、礦下施工期間，工作面的突水情況就會(huì)非常容易產(chǎn)生，最終引發(fā)水災(zāi)害事故。

2 煤礦井下水防治水技術(shù)

2.1 防治特點(diǎn)

我們國(guó)家在進(jìn)行井下煤炭開采期間，通常礦下開采重點(diǎn)會(huì)對(duì)階段性特點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)用，所以礦下的水防治問(wèn)題會(huì)分為幾個(gè)不同的環(huán)節(jié)：第一，采挖以前，需要對(duì)地面實(shí)施物理勘測(cè)活動(dòng)，同時(shí)還要對(duì)防治水程序進(jìn)行改良或重建，然后對(duì)避災(zāi)路線進(jìn)行合理規(guī)劃。第二，采挖期間，必須實(shí)施好鉆探工作和超前物探工作，另外還需要將預(yù)測(cè)方面的工作和預(yù)報(bào)方面的工作實(shí)施好。第三，回采以前，需要針對(duì)礦下實(shí)施綜合性的物探工作，另外為了提升其外側(cè)底板和內(nèi)側(cè)底板阻水層的牢固性，還需要運(yùn)用全面注漿法來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此來(lái)進(jìn)一步保證開采活動(dòng)可以在更為安全的情況下進(jìn)行。第四，必須將勘測(cè)工作面的有關(guān)問(wèn)題解決好，在進(jìn)行回采期間和回采工作以后，均需要對(duì)礦下的水質(zhì)和水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此來(lái)更好的保證煤礦開采的安全程度。

2.2 防治技術(shù)

在對(duì)礦下防治水技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用期間，通常都會(huì)影響到很多方面，影響較為嚴(yán)重的方面包括：礦下的狀況、導(dǎo)水通道的情況、開采地區(qū)和工作面的充水狀態(tài)等等。對(duì)于較為關(guān)鍵的防治水技術(shù)來(lái)講，重點(diǎn)包含兩類：第一，在對(duì)普通地質(zhì)水文檢測(cè)進(jìn)行剖析期間，通常會(huì)運(yùn)用物理水防治方式，這種方式可更好的對(duì)礦下水災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)還能對(duì)其實(shí)施有效防御。第二，采用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)來(lái)綜合預(yù)防、治理礦下水災(zāi)害，在這一過(guò)程中還會(huì)運(yùn)用到物理勘測(cè)技術(shù)、傳感器技術(shù)和鉆探技術(shù)等等，另外還會(huì)用到鉆探的方式以及設(shè)備。在對(duì)礦下水災(zāi)害進(jìn)行檢測(cè)與治理期間，以上這部分技術(shù)均獲得了實(shí)踐與運(yùn)用，且收獲了較好的運(yùn)用成效。

3 井下水害防治的實(shí)現(xiàn)途徑

3.1 掘進(jìn)前的水防治

在對(duì)煤炭進(jìn)行開采時(shí)，在采掘以前對(duì)工作面區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)該運(yùn)用三維地震技術(shù)，同時(shí)還需要運(yùn)用三維三分量地震勘測(cè)技術(shù)實(shí)施整體性的覆蓋，進(jìn)而有效確定地質(zhì)的實(shí)際架構(gòu)。在進(jìn)行地震勘探期間，部分區(qū)域出現(xiàn)異常情況，可采用支流電法來(lái)完成整體的覆蓋，還可運(yùn)用瞬變電磁法來(lái)完成整體性的覆蓋，針對(duì)含水層賦水規(guī)律和結(jié)構(gòu)導(dǎo)水能力實(shí)施監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用適宜的方式，對(duì)礦下水災(zāi)害進(jìn)行合理的預(yù)防和治理。

3.2 采掘過(guò)程中的水防治

在對(duì)礦下煤炭進(jìn)行開采期間，把地面物理勘探期間找到的不正常問(wèn)題當(dāng)成防治水工作中的關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)解決，另外，還需要針對(duì)這部分關(guān)鍵地區(qū)進(jìn)行超前鉆孔探測(cè)操作和超前物理探測(cè)操作。在進(jìn)行物理探測(cè)期間，對(duì)于不正常的部分，需要對(duì)其富水情況進(jìn)行勘察，而后進(jìn)行鉆孔探測(cè)實(shí)驗(yàn)，從而辨別出在采掘期間是不是必須對(duì)安全距離進(jìn)行留設(shè)。

3.3 回采前的水防治

在回采以前進(jìn)行防治水的首要任務(wù)就是對(duì)工作面進(jìn)行劃定，對(duì)工作面進(jìn)行劃定以后，再進(jìn)行坑透探測(cè)，同時(shí)還需要探測(cè)側(cè)向瞬變電磁，從而為增固底板和注漿帶來(lái)更好的參考依據(jù)。另外，如此操作還能夠?yàn)閵W灰處到煤層底板之間隔水層的穩(wěn)固性打好根基，進(jìn)而有效加強(qiáng)隔水層的厚度和隔水層的完善性，保證礦下煤炭開采的安全程度。

4 煤礦井下水防治施工管理策略

4.1 建立健全組織機(jī)構(gòu)

在對(duì)煤礦進(jìn)行采掘以前，想要完成對(duì)于水災(zāi)害的良好預(yù)防和治理，需要事先創(chuàng)建有關(guān)的工作團(tuán)隊(duì)，同時(shí)派遣專職工作者來(lái)確定具體的職責(zé)和任務(wù)，進(jìn)而為礦下防治水活動(dòng)的正常進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。將礦下水災(zāi)害的類型作為依據(jù)，建立應(yīng)急治理方案，同時(shí)創(chuàng)建應(yīng)急救援指揮中心，并布控專業(yè)搶險(xiǎn)隊(duì)、技術(shù)隊(duì)以及救援隊(duì)等退伍。對(duì)各個(gè)部門以及工作人員的實(shí)際責(zé)任進(jìn)行確定，以保證在產(chǎn)生水災(zāi)害時(shí)能夠第一時(shí)間做出應(yīng)對(duì)措施，確定水災(zāi)害的實(shí)際方位，剖析水災(zāi)害出現(xiàn)的原由，同時(shí)做出對(duì)應(yīng)的解決操作，進(jìn)而在最大程度上降低水災(zāi)害帶來(lái)的破壞力，降低損失，保證礦下采掘工作的順利實(shí)施。

4.2 完善應(yīng)急處置機(jī)制

為了保證礦下防治水活動(dòng)的有效實(shí)施，需要?jiǎng)?chuàng)建和完備應(yīng)急處理機(jī)制。在對(duì)煤炭進(jìn)行采掘期間，能夠在出現(xiàn)水災(zāi)害時(shí)及時(shí)組織施工人員撤離場(chǎng)地，針對(duì)工作場(chǎng)地中的具體狀況實(shí)施檢測(cè)，確定引發(fā)水災(zāi)害的原因和實(shí)際狀況等。建立專家隊(duì)伍來(lái)探析水災(zāi)害形成的原因，運(yùn)用有效方案來(lái)進(jìn)行治理，對(duì)過(guò)水通道進(jìn)行確定、對(duì)突水的水源進(jìn)行確定，針對(duì)水災(zāi)害有可能引發(fā)的災(zāi)害展開預(yù)估，按照水災(zāi)害的具體狀況，運(yùn)用相應(yīng)的治理方案，有效控制水災(zāi)害的威脅程度。

4.3 規(guī)范施工工藝流程

在進(jìn)行礦下采掘期間，需要嚴(yán)格遵守有關(guān)的制度規(guī)范，充分控制采掘期間的所有環(huán)節(jié)和所有工作要點(diǎn)。另外，在進(jìn)行礦下采掘以前，需要對(duì)相關(guān)工作者進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，使工作人員能夠充分把握有關(guān)的工作程序，可充分依照相關(guān)制度規(guī)范來(lái)實(shí)施，嚴(yán)禁違反規(guī)定的情況發(fā)生，進(jìn)而有效控制因?yàn)椴倏夭徽_而引發(fā)的水災(zāi)害現(xiàn)象。最后，必須針對(duì)作業(yè)場(chǎng)地的規(guī)范制度進(jìn)行嚴(yán)格遵守并落實(shí)到位，嚴(yán)格控制采掘期間所有操作的規(guī)范性，將巡查工作落實(shí)好，對(duì)隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)化解，防治出現(xiàn)問(wèn)題，從源頭上消除礦下水災(zāi)害問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在煤礦井下作業(yè)的過(guò)程中，水害是非常常見(jiàn)的一種災(zāi)害，國(guó)內(nèi)的很多煤礦區(qū)中都存在水害事故的影響。因此為了能夠有效提高煤礦井下采掘的效率，并避免發(fā)生安全事故，就必須加強(qiáng)水防治以及施工實(shí)踐，這樣才能確保煤礦工作能夠安全順利進(jìn)行。