煤礦防治水工作面臨的困境及對(duì)策

＊李 楓

（山西高河能源有限公司 山西 046000）

煤礦的掘進(jìn)開(kāi)采過(guò)程中大多會(huì)不同程度的滲入、涌入或流入一定量的水，如果在礦井中積聚的水量超出了礦井的正常排水能力，那么就會(huì)讓礦井遭遇水害，嚴(yán)重影響煤礦的開(kāi)采安全性。站在不同角度，煤礦水害又可以分為不同類型，如果站在煤礦導(dǎo)水通道的角度，煤礦水害主要包括陷落柱、巖體裂隙、斷層等異常突水；如果站在水源的角度，煤礦水害又可以分為地表水、老空水、底板與頂板水等。但是無(wú)論哪種水害，都會(huì)對(duì)礦井造成嚴(yán)重影響，甚至有可能引發(fā)瓦斯爆炸、硫化氫中毒、礦井淹沒(méi)等嚴(yán)重后果，因此必須引起煤礦企業(yè)的高度重視。

1.煤礦防治水工作面臨的困境分析

在2000年以后，國(guó)家與相關(guān)部門高度重視煤礦企業(yè)的水害防治工作，并采取了一系列有效措施，重大水害事故有了大幅下降。但是縱觀近年來(lái)煤礦企業(yè)防治水工作的整治效果，仍然存在著一定問(wèn)題，造成了十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，我國(guó)近年來(lái)水害事故出現(xiàn)次數(shù)與死亡人數(shù)如圖1，圖2所示，導(dǎo)致煤礦水害屢禁不止的原因不外乎以下幾種：

圖1 2000年-2015年煤礦水害事故起數(shù)示意圖

圖2 2000年-2015年因水害而造成的死亡人數(shù)示意圖

(1)越界開(kāi)采

煤礦水害多發(fā)生在中小型煤礦中，這與中小型煤礦企業(yè)缺乏對(duì)地質(zhì)的詳細(xì)勘察有直接關(guān)系。一些中小型煤礦企業(yè)過(guò)于看重經(jīng)濟(jì)利益，并且勘查技術(shù)有限，導(dǎo)致礦井在開(kāi)采過(guò)程中沒(méi)有對(duì)開(kāi)采邊界與積水空間進(jìn)行嚴(yán)格劃界，越界越層開(kāi)采現(xiàn)象嚴(yán)重，在開(kāi)采過(guò)程中存在一定盲目性，這也直接增加了礦井遭遇水害的概率。

(2)缺乏完善的基礎(chǔ)設(shè)施

導(dǎo)致礦井遭遇水害，還有可能是因?yàn)榫S護(hù)礦井正常開(kāi)采的基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有完善配套，或者存在著違規(guī)建設(shè)。例如，沒(méi)有結(jié)合礦井的實(shí)際情況合理設(shè)置排水系統(tǒng)、防隔水煤柱的留設(shè)不標(biāo)準(zhǔn)或者是未留設(shè)、防水墻的建設(shè)沒(méi)有按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)、安全防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)不合理等，這都會(huì)在一定程度上增加礦井遭遇水害的幾率。尤其是降雨較多的南方地區(qū)，如果降水量突增，煤礦企業(yè)卻沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留防水巖柱，就很容易導(dǎo)致雨水灌進(jìn)礦井，進(jìn)而淹沒(méi)礦井。

(3)防治水能力有待提高

煤礦的防治水能力主要表現(xiàn)在管理人員水平與防治技術(shù)兩方面?，F(xiàn)階段，一些中小煤礦普遍缺少水文地質(zhì)專家，防治水技術(shù)也相對(duì)落后，這也就導(dǎo)致煤礦的防治水管理工作難以高效開(kāi)展。與此同時(shí)，煤礦企業(yè)的很多防治水理念都相對(duì)落后，也缺乏必要的水害監(jiān)測(cè)設(shè)施，無(wú)法對(duì)水害進(jìn)行未雨綢繆。例如，某小型煤礦因缺乏必要的水文地質(zhì)技術(shù)人員，缺乏對(duì)溶洞承壓水的正確認(rèn)識(shí)，采用了錯(cuò)誤的探放水措施，導(dǎo)致礦井遭遇重大水災(zāi)。

2.煤礦防治水工作的優(yōu)化策略分析

(1)建立完善的防治水工作制度與機(jī)構(gòu)

鑒于煤礦水害的嚴(yán)重危害性，煤礦企業(yè)在日常工作中一定要高度重視防治水工作，堅(jiān)持做到預(yù)防為主、治理為輔，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就必須采取有效措施從源頭上進(jìn)行處理，堅(jiān)決做到水害的盡早發(fā)現(xiàn)、盡早治理。

首先，工作人員要對(duì)礦井的水文地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面勘察，明確礦井的防治水工作要點(diǎn)，同時(shí)充分了解礦井周圍的水量及水流情況，并結(jié)合礦井的基礎(chǔ)排水設(shè)施，制定出嚴(yán)密的防治水工作計(jì)劃，確保煤礦的防治水體系不斷健全。煤礦企業(yè)也要投入必要資金，購(gòu)買相應(yīng)的勘測(cè)設(shè)備，例如探放水設(shè)備、水文地質(zhì)探測(cè)設(shè)備等，并確保防水巖柱的留設(shè)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足礦井的防水需求。

其次，進(jìn)一步規(guī)范施工細(xì)則，確保工作人員在工作中能夠有制可依。例如，煤礦企業(yè)需要制定更為具體的水患排查工作任務(wù)，明確排查周期與排查流程，并進(jìn)一步規(guī)范探放水操作，制定科學(xué)的突發(fā)事件應(yīng)急計(jì)劃。

最后，將防治水工作責(zé)任具體落實(shí)，單獨(dú)設(shè)置防治水機(jī)構(gòu)與崗位，工作人員需要承擔(dān)起煤礦防治水工作的重任，確保每一項(xiàng)防治水工作制度的有效落實(shí)，對(duì)于不作為的工作人員要追究其責(zé)任。

(2)對(duì)礦井水害前兆有一定了解

通常情況來(lái)說(shuō)，煤礦在遭遇水害之前一定會(huì)有一些異?，F(xiàn)象產(chǎn)生，也就是水害前兆，工作人員如果對(duì)水害前兆有一定了解，那么就可及時(shí)作出必要的應(yīng)急處理，將水害損失降到最低。但是在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，工作人員往往因?yàn)槿狈?duì)水害前兆的必要了解與對(duì)水害的足夠重視，對(duì)這些前兆視而不見(jiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致悲劇的產(chǎn)生。

水害前兆大致可分為以下幾點(diǎn)：一是，煤壁掛紅。如果發(fā)現(xiàn)煤層裂隙表面或者是巖層表面出現(xiàn)暗紅色水銹，那么就說(shuō)明巷道離積水區(qū)距離已經(jīng)十分接近；二是，煤壁出現(xiàn)水珠。這是因?yàn)槿绻谙锏栏浇嬖诜e水區(qū)，那么水會(huì)在壓力作用下透過(guò)煤巖裂隙滲出，聚成水珠；三是，巷道內(nèi)產(chǎn)生霧氣。因?yàn)橄锏涝陂_(kāi)采過(guò)程中，人力與設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)讓巷道溫度有所升高，那么積水區(qū)的水就會(huì)因蒸發(fā)而形成霧氣；四是，空氣突然變冷。如果工作面與積水區(qū)距離較近，煤壁會(huì)因?yàn)闅鉁亟档蜕l(fā)涼意，就會(huì)令人感覺(jué)寒冷；五是，出現(xiàn)水聲。如果在煤壁中間出現(xiàn)水聲，就代表水體與煤壁之間的距離十分接近，并且很有可能隨時(shí)突破煤壁；六是，煤層發(fā)潮。如果挖去煤層表面依然發(fā)現(xiàn)煤層潮濕，那么則說(shuō)明工作面與積水區(qū)距離十分接近。

(3)建立完善的煤礦水害預(yù)警機(jī)制

煤礦防治水，一定要做到預(yù)防為主、治理為輔，這也就需要煤礦企業(yè)必須建立完善的水害預(yù)警機(jī)制，結(jié)合礦井的實(shí)際情況與地質(zhì)情況，制定出嚴(yán)密的水害防治措施。

例如，煤礦企業(yè)可以購(gòu)進(jìn)更加先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，采用更為科學(xué)的防治技術(shù)，地質(zhì)勘查人員就可結(jié)合礦井的補(bǔ)給水源和涌水通道，明確水流方向，找到最為科學(xué)的觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)礦井涌水量進(jìn)行密切關(guān)注，同時(shí)工作人員也要對(duì)所觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與分析，在整理后匯報(bào)給上級(jí)部門。除此之外，地質(zhì)勘查人員也要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合綜采面的地質(zhì)特征與斷層破碎帶，及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦井涌水情況是否存在異常，特別是在雨量較大的季節(jié)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的全天候無(wú)間斷觀測(cè)，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制成圖紙，為后期的防治水工作提供有力支持。煤礦企業(yè)也要加大對(duì)水患的排查力度，勘查人員要按時(shí)對(duì)警戒線、積水線、探水線等重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)排查，一旦出現(xiàn)異常要及時(shí)警報(bào)。

(4)分類治理水害

①導(dǎo)水陷落柱的治理。對(duì)于導(dǎo)水陷落柱，通常是進(jìn)行注漿封堵，徹底填充陷落柱的頂部和底部，最大程度降低陷落柱的含水量，并確保其不會(huì)導(dǎo)水。

②導(dǎo)水?dāng)鄬拥闹卫?。如果在地質(zhì)勘查中發(fā)現(xiàn)礦井底部存在導(dǎo)水?dāng)鄬?，通常選擇注漿封堵或者是預(yù)留防隔水煤柱的方式進(jìn)行處理。在施工之前需要對(duì)導(dǎo)水?dāng)鄬舆M(jìn)行更為細(xì)致的勘查，并制定詳細(xì)的施工計(jì)劃。

③工作面底板預(yù)注漿以及局部疏放水。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，礦井底板在一定程度上承受著承壓水的壓力，所以在具體掘進(jìn)施工之前，可以采用注漿的方式對(duì)底板進(jìn)行加固，這可使礦井底板的含水層變?yōu)槿鹾畬?，可在很大程度上提高底盤強(qiáng)度，然后進(jìn)行局部疏放水釋放掉一部分水壓，水壓就會(huì)被控制在安全值以下，這可有效降低礦井遭遇水害的概率。

④掘進(jìn)疏水降壓。在巷道的掘進(jìn)過(guò)程中，技術(shù)人員一定要充分探明含水層的水位情況，然后利用井下鉆孔的方式進(jìn)行疏水降壓。除此之外，在勘探期間工作人員會(huì)對(duì)地質(zhì)進(jìn)行鉆孔，當(dāng)掘進(jìn)工作面推進(jìn)至鉆孔附近時(shí)，一定要仔細(xì)查驗(yàn)鉆孔的密封效果，對(duì)密封質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查，對(duì)于有潛在出水威脅的鉆孔要進(jìn)行重新密封，確保密封安全性。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦井在開(kāi)采過(guò)程中不可避免的會(huì)遇到水害威脅，只能有效預(yù)防卻無(wú)法徹底根除，這也就要求煤礦企業(yè)必須將煤礦防治水工程作為一項(xiàng)日常的長(zhǎng)期工作，確保所有防治水措施的具體落實(shí)。煤礦企業(yè)同時(shí)要注意總結(jié)礦井水害的產(chǎn)生原因與產(chǎn)生規(guī)律，不斷加大對(duì)水害的預(yù)防治理力度，并進(jìn)一步提高水害防治技術(shù)，最大程度的避免礦井遭遇水害的概率。