煤礦開采水文地質(zhì)條件及防治水技術(shù)研究

張歷峰 華偉 崔巖

摘要：目前，煤炭仍是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡哪茉粗?，隨著對外貿(mào)易的頻繁往來和我國經(jīng)濟(jì)的迅速騰飛，對于煤炭的需求使得煤礦的開采工作如火如荼地進(jìn)行。但是在實(shí)際的施工中各種問題層出不窮。這些事故的發(fā)生，使得人們更加重視對開采煤礦地質(zhì)條件的分析，同時(shí)需要做好后續(xù)的防治水工作，為開采工作的順利開展實(shí)做好一系列的安全保障。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;防治水技術(shù);水文地質(zhì)

引言：自古以來，煤礦都是各國爭先恐后想要開采的重要資源。然而在生產(chǎn)過程中，由于貪圖利益工作進(jìn)展速度太快，導(dǎo)致缺乏對煤礦的地質(zhì)分析，許多煤礦企業(yè)沒有將安全隱患排查工作作為重點(diǎn)，不注重施工中的細(xì)節(jié)，防治水工作也沒有得到太大的重視，導(dǎo)致生產(chǎn)事故頻頻發(fā)生。一旦發(fā)生災(zāi)難事故，就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了讓煤礦能夠安全合理的生產(chǎn)，需要將水文地質(zhì)的分析與防治水工作同時(shí)進(jìn)行。

一、開展煤礦地質(zhì)工作前提

近年來，煤礦事故的發(fā)生率與日俱增。原因通常是煤礦的負(fù)責(zé)人和工作人員缺乏安全意識(shí)，在工作環(huán)節(jié)中沒有將安全生產(chǎn)放到首位，防治水工作和水文地質(zhì)分析工作不能相互結(jié)合，導(dǎo)致各種問題的出現(xiàn)。

（一）、分析煤礦地理位置

許多煤礦所在的位置可能會(huì)出現(xiàn)地下水層突水的情況，施工人員在開采煤礦之前，需要對煤礦底板進(jìn)行注漿改造。由于含水層可能會(huì)存在裂縫，通過底板的注漿改造能夠修補(bǔ)裂縫，避免底板滲水問題的發(fā)生。施工人員在操作中應(yīng)采用質(zhì)量較好的泥漿進(jìn)行改造，防止改造部位再次發(fā)生突水情況。

有些地區(qū)煤礦開采之后可能會(huì)出現(xiàn)老窯水危害，具體是由于煤礦開采結(jié)束后沒有做好妥善處理，部分煤礦已經(jīng)采空挖凈，久而久之積聚了大量的水。所以在開采之前，首先要判斷該區(qū)域是否有老窯水的存在。老窯水長期處在密閉空間，可能會(huì)產(chǎn)生硫化氫等有毒氣體，在開采前對地理?xiàng)l件進(jìn)行分析時(shí)要做好自身防護(hù)。此外，在一些大型煤礦的周圍都有可能有其他煤礦的存在，大多數(shù)是一些非正規(guī)開采的廢棄小煤礦。在對煤礦進(jìn)行開采時(shí)一旦碰到這些廢棄煤礦造成貫通，礦與礦之間的界限被打破，就會(huì)引起更大的安全隱患。相通的兩個(gè)礦井可能會(huì)使得有毒有害氣體相互流通，威脅礦工的生命安全。

（二）、分析煤礦充水條件

地表水、地下水以及大氣中的降雨是礦井充水的水源的重要組成。大氣中的降水通過巖層之間的縫隙可以流通到礦井的深部。但是如果在短時(shí)間內(nèi)降雨量較大，可能會(huì)對礦井的涌水量造成不利的影響。因此，大氣降水對礦井涌水量的干擾力度較強(qiáng)。除此之外，應(yīng)該對煤礦的地表水含水層和隔水層進(jìn)行充分分析，判斷其涌水量才能夠使得后續(xù)的工作有效開展。

二、煤礦防治水工作的問題

（一）、地質(zhì)勘探不準(zhǔn)確

大多數(shù)水災(zāi)害事故的發(fā)生主要集中在小型煤礦。原因是在開采前沒有對煤礦進(jìn)行全面的地質(zhì)勘探，對其地下積水也沒有大致的估量就開始盲目進(jìn)行開采。大部分企業(yè)為了眼前的一些蠅頭小利，并不按照嚴(yán)格的要求開采煤礦，而是選擇開采積水礦層，井下違規(guī)作業(yè)使得發(fā)生水災(zāi)的幾率大大增加。此外，部分煤礦缺乏具有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員，當(dāng)遇到水災(zāi)害事故時(shí)不能夠采取有效的防治措施，及時(shí)止損。再加上部分企業(yè)忽略了對先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和員工的教育培訓(xùn)，因此會(huì)對企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

（二）、治水管理不到位

目前許多煤礦的負(fù)責(zé)人對于防水工作意識(shí)較弱，沒有建立完善的企業(yè)監(jiān)督體制，導(dǎo)致防治水工作長期缺乏專業(yè)的工作人員管理。在進(jìn)行防治水工作之前，一定要對礦區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘探，但多數(shù)煤礦的技術(shù)條件不夠達(dá)標(biāo)，無法進(jìn)行正常的地質(zhì)檢測。對于礦區(qū)的水源位置，積水情況都沒有詳細(xì)資料。當(dāng)員工下井挖煤時(shí)就需要冒著一定的生命危險(xiǎn)。

（三）、確保專業(yè)防治水人才

目前國內(nèi)的各大高校仍沒有開設(shè)對煤礦進(jìn)行防治水的專業(yè)，目前許多具備一定經(jīng)驗(yàn)的防治水人才都是其他專業(yè)轉(zhuǎn)型而來。因此這方面長期存在著較大的市場空缺，給防治水增加了一定的難度。由于資金投入的不足，使得我國煤礦探測工作的進(jìn)度長期停滯不前。每逢雨季，由于煤礦的水文地質(zhì)條件復(fù)雜，就會(huì)給防治水工作較大的困難。

三、防治水技術(shù)的具體研究

（一）、落實(shí)企業(yè)責(zé)任制度

在具體進(jìn)行防治水技術(shù)工作前首先應(yīng)該落實(shí)企業(yè)的安全生產(chǎn)責(zé)任制度。只有工作人員能夠意識(shí)到安全生產(chǎn)的重要性，在后續(xù)的地質(zhì)勘測和防治水工作中才能把安全意識(shí)放到首位。單位需要建立水害預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)⑺疄?zāi)害工作落實(shí)到具體部門，重點(diǎn)排查礦井下的積水情況，建立水文預(yù)測表。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確標(biāo)注開展范圍以及積水的實(shí)時(shí)情況，盡量避免水患的發(fā)生。在發(fā)現(xiàn)危急情況時(shí)能夠及時(shí)的向上級(jí)報(bào)告處理，將危險(xiǎn)盡可能的降低。企業(yè)可以定時(shí)對員工進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，落實(shí)每位員工身上所肩負(fù)的責(zé)任與義務(wù)，從而能夠打造一支安全生產(chǎn)的團(tuán)隊(duì)。

（二）、完善煤礦自檢自查

在實(shí)施防治水工作之前，也需要對煤礦的情況和地理位置進(jìn)行自我分析。這是對煤礦全面了解的一種重要手段，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，將一些安全隱患有效規(guī)避，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。盡可能地降低在生產(chǎn)過程中，由于一些地質(zhì)問題或者防治水工作不到位而導(dǎo)致的事故。在開展防治水工作針進(jìn)行地質(zhì)勘測，能夠幫助工作人員很好地掌握含導(dǎo)水構(gòu)造特征。設(shè)計(jì)師需要全面勘測開采煤礦區(qū)域的導(dǎo)水特性和地質(zhì)構(gòu)造，能夠有針對性的建立防治水的方案。確保方案在具體實(shí)施過程中，能夠科學(xué)合理，能夠有效地規(guī)避開采區(qū)域的斷層結(jié)構(gòu)。在勘測過程中，可以利用動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)與觀測網(wǎng)獲得更好的勘測結(jié)果，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)能夠第一時(shí)間采取有效的控制方法，確保防治水工作的有效開展。

（三）、實(shí)施分類治理

實(shí)施分類管理的第一步需要治理陷落柱。在治理過程中，通常采取井上下注漿封堵的模式，把陷落柱的頂部和底部能夠填充完整，合理地控制線路筑的涌水量和導(dǎo)水性能。在結(jié)束水文地質(zhì)的勘察工作之后，可以采用封堵或者留設(shè)隔水煤柱的方式實(shí)施有效控制。在施工時(shí)首先需要對斷層情況進(jìn)行詳細(xì)了解，由于在注漿過程中以及疏導(dǎo)放水時(shí)，部分煤礦區(qū)域可能會(huì)承受高壓水帶來的威脅。因此，在進(jìn)行施工時(shí)，需要利用注漿的方法加固底板，防止底板破裂。除此之外，也可以采用鉆孔降壓疏水的方式，逐漸緩解底板的壓力，這樣的方式雖然要耗費(fèi)一定的時(shí)間，同樣也能夠減少地下層出水的發(fā)生幾率，確保煤礦能夠安全生產(chǎn)。

（四）、順利排水

為了確保煤礦中的地下水能夠順利排除需要參照煤礦排水的具體實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整排水泵的數(shù)量和功率。除此之外，排水泵房的排水能力需要再次基礎(chǔ)上能夠得到適當(dāng)提升，在遇到突發(fā)情況需要排水時(shí)能夠提供需求。入井排水人員應(yīng)牢牢掌握相關(guān)操作流程和崗位責(zé)任，入井之前檢查通風(fēng)系統(tǒng)，入井之后時(shí)刻檢查瓦斯、頂板支爐的情況并記錄在案。等到水泵運(yùn)行正常后檢查是否有漏水現(xiàn)象，排水完畢之后在關(guān)閉閥門切斷電源。留勤人員需要對井下各地點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)排水，并且需要保證向負(fù)責(zé)人匯報(bào)不少于3次。

（五）進(jìn)行防治水技術(shù)投入

要想確保煤礦能夠安全生產(chǎn)，除了要提升工作人員的安全意識(shí)之外，技術(shù)的成本投入也同等重要。要想使得煤礦的水害事故能夠有效減少，需要加強(qiáng)資金的投入與科技的生產(chǎn)。一方面工作人員要提高勘察水文地質(zhì)方面的能力，另一方面，需要增加防治水的技術(shù)手段能夠?qū)踩夹g(shù)措施落實(shí)到位，保障煤礦整體的安全性。

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作者簡介：張歷峰（1984-03-29），男，漢族，山東棗莊人，研究生，助理工程師;研究方向?yàn)榈刭|(zhì)工程。