深部煤層開(kāi)采礦井防治水技術(shù)探析

駱明玉

（駐馬店市吳桂橋煤礦集團(tuán)有限公司，河南 駐馬店 463000）

前言：現(xiàn)如今我國(guó)煤層開(kāi)采事業(yè)已經(jīng)取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，為國(guó)家提供了大量的經(jīng)濟(jì)財(cái)富。但是因地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度較高，使得煤層開(kāi)采安全隱患增加。加之受到多種因素影響，在煤礦生產(chǎn)中很容易產(chǎn)生水害，且突水量超出礦井自身排水能力數(shù)倍。因此就在深部煤層開(kāi)采礦井中需要及時(shí)運(yùn)用防治水技術(shù)，以此來(lái)保障開(kāi)采的安全性

一、煤礦礦井水災(zāi)危害檢測(cè)

（一）瞬變電磁檢測(cè)技術(shù)

瞬變電磁檢測(cè)技術(shù)其實(shí)就是利用二次場(chǎng)空間特點(diǎn)針對(duì)目標(biāo)所開(kāi)展的監(jiān)測(cè)，隨后利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)掌握目標(biāo)的物理特性。當(dāng)目標(biāo)為低阻體時(shí)，瞬變電磁檢測(cè)法能夠展現(xiàn)應(yīng)有的作用，且這一技術(shù)在敏感性方面相對(duì)較強(qiáng)。因此在使用瞬變電磁檢測(cè)技術(shù)時(shí)能夠精準(zhǔn)針對(duì)低阻異常地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。在開(kāi)展巷道側(cè)向探測(cè)時(shí)，則可以針對(duì)工作面、設(shè)計(jì)巷道的超前探測(cè)等，對(duì)于煤礦井下中的富水區(qū)采取防治工作。此外還可以借助瞬變電磁檢測(cè)技術(shù)延伸探測(cè)區(qū)域，針對(duì)存在異常的區(qū)域采取全面探測(cè)，明確含水性情況、實(shí)際影響范圍等，實(shí)現(xiàn)規(guī)避開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)。

（二）煤礦井下直流電技術(shù)

在使用美康井下直流電檢測(cè)技術(shù)時(shí)，就是從巖石差異性出發(fā)，借助全空間理論來(lái)進(jìn)行的。第一，結(jié)合全空間理論做好電廠設(shè)置，隨后針對(duì)開(kāi)采區(qū)域中水文地質(zhì)情況開(kāi)展檢測(cè)工作。目前在煤礦井下水文地質(zhì)分層中煤礦井下直流電技術(shù)有著廣泛的運(yùn)用。第二，針對(duì)含水層、導(dǎo)水體等進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)還要對(duì)巷道底板與作業(yè)面一定范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，隨后找出含水層等數(shù)據(jù)，如厚度、高度等。通過(guò)對(duì)存在異常的水體進(jìn)行探測(cè)，以此來(lái)掌握具體范圍情況。第三，借助三級(jí)空間教會(huì)探測(cè)技術(shù)，協(xié)助井下探測(cè)。同時(shí)還要對(duì)范圍內(nèi)巖石視電阻率的變化規(guī)律進(jìn)行分析，隨后根據(jù)探測(cè)所得結(jié)果確定作業(yè)范圍中的導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，如縫隙破裂帶結(jié)構(gòu)等。

（三）音頻電穿透視法

使用音頻電穿透視法時(shí)需要從不同介質(zhì)電磁波傳播原理出發(fā)，做好深入分析工作。因介質(zhì)不同，所以電磁在傳播中本身電流強(qiáng)度較大，因此對(duì)應(yīng)介質(zhì)電阻率呈現(xiàn)有規(guī)律變化，并以此為基礎(chǔ)，借助音頻電穿透視法能夠精確計(jì)算出穿透點(diǎn)視電阻率關(guān)系變動(dòng)情況，隨后結(jié)合計(jì)算所的結(jié)果描繪等值線圖。隨后根據(jù)平面等值線圖針對(duì)需要檢測(cè)的區(qū)域中地質(zhì)實(shí)際信息情況做出準(zhǔn)確的判斷，掌握這一區(qū)域中富水性質(zhì)、分布情況、空間形態(tài)等。只有做好準(zhǔn)確的判斷，才能提高礦井防治水處理效果。通過(guò)對(duì)方法構(gòu)成、操作流程進(jìn)行分析可以看出，這一檢測(cè)方法能夠?yàn)槊旱V作業(yè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，但是在使用中還需要做好聯(lián)系工作，針對(duì)深部煤層開(kāi)采要求進(jìn)行分析。

二、深部煤層開(kāi)采礦井水害出現(xiàn)的原因

（一）地質(zhì)環(huán)境

深部煤層有著掩埋深、煤層之間密度小等特點(diǎn)，加之深部煤層往往與山體之間呈現(xiàn)了相互交結(jié)的特點(diǎn)，地處山體脊背外側(cè)，而正是受到這種山體形態(tài)的影響，使得與地下水源之間呈現(xiàn)了上下層連接的狀態(tài)，同時(shí)也是核心巖石外部支撐中的重要延伸點(diǎn)。而對(duì)于采礦人員來(lái)講，在開(kāi)展深部煤層挖掘工作時(shí)，如果沒(méi)有針對(duì)具體地理環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，那么很容易觸碰到山體雷區(qū)，最終造成山體巖石層、地下水之間存在的過(guò)渡段出現(xiàn)坍塌，最終引發(fā)深部煤層開(kāi)采水害事故。

（二）開(kāi)采技術(shù)

在深部煤層礦井開(kāi)采以前，要求技術(shù)人員需要針對(duì)實(shí)際開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行綜合分析，設(shè)計(jì)好探水鉆孔的具體位置，落實(shí)礦井開(kāi)采防水治理工作。隨著開(kāi)采工程的不斷進(jìn)行，原有才開(kāi)防護(hù)數(shù)據(jù)隨之發(fā)生變化。而開(kāi)采人員在工作中如果沒(méi)有清楚認(rèn)識(shí)到煤層開(kāi)采水層與煤層之間的關(guān)系，那么很容易在開(kāi)采中出現(xiàn)依然使用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行操作等行為，最終出現(xiàn)破壞地下巖層支持結(jié)構(gòu)等問(wèn)題，從而造成礦井水害事故。

三、深部煤層開(kāi)采礦井防治水技術(shù)

（一）做好防水閘門(mén)設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)V區(qū)在正常情況下并不會(huì)產(chǎn)生大量涌水量時(shí)，且不會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性淹井等問(wèn)題，所以在開(kāi)采前期階段中并不需要設(shè)置防水閘門(mén)。但是隨著開(kāi)采深度的不斷加深，則需要及時(shí)針對(duì)水文地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，同時(shí)還需要針對(duì)礦井中涌水量的實(shí)際變化情況等進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在突水淹井風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好防水閘門(mén)的設(shè)計(jì)，以此來(lái)保障安全。當(dāng)深部水壓力超出5MPa 以上時(shí)，如果高壓水閘門(mén)設(shè)計(jì)難以落實(shí)，那么就需要采取其他方法。

（二）做好填充開(kāi)采工作

在填充開(kāi)采過(guò)程中就是將適宜的材料填入到煤層中去。且在使用材料進(jìn)行填充以前，還需要做好比例分析工作，保證配置的合理性，確保其能夠形成加速凝劑。一般來(lái)說(shuō)，目前比較常用的材料包含固定廢棄物等，且為了確保填充的質(zhì)量能夠滿足要求，還需要保障最后加速凝劑具備理想的強(qiáng)度。通過(guò)使用填充開(kāi)采法，不僅可以避免巖石出現(xiàn)異動(dòng)等問(wèn)題，同時(shí)也可以避免沉陷問(wèn)題的出現(xiàn)，減少矸石的排放，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境目標(biāo)。通過(guò)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，在深部煤層開(kāi)采中運(yùn)用填充開(kāi)采法不僅可以避免對(duì)煤層底板產(chǎn)生損害，同時(shí)也可以提升隔水層在阻水等方面的能力，規(guī)避煤層底板突發(fā)水風(fēng)險(xiǎn)。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，填充開(kāi)采技術(shù)得到了關(guān)注，并廣泛運(yùn)用到了不同的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，取得了一定的成效。

（三）奧灰疏水降壓

在煤礦開(kāi)采中工作面、周邊施工放水孔上可以使用疏水降壓的促使，而其目的就是要放水疏降奧灰水，確保奧灰水位地域安全水頭以下。當(dāng)?shù)V井中的奧灰含水層徑流相對(duì)較慢時(shí)，在補(bǔ)水能力方面相對(duì)較低，而這也為疏水降壓提供了支持。當(dāng)?shù)V井中奧灰水含水層厚度相對(duì)較深時(shí)，可以存儲(chǔ)大量水，同時(shí)在水質(zhì)方向上比較明顯。因此借助疏水降壓法不僅可以降低含水層中的實(shí)際水壓，同時(shí)與額可以保障區(qū)域的奧灰水壓。為保障奧灰水壓能夠滿足安全要求，還需要增加一定的排水、處理水的費(fèi)用。因此在運(yùn)用中需要結(jié)合工程實(shí)際情況，確保降壓方式選擇的合理性。

（四）在煤層底板中采取注漿加固技術(shù)

對(duì)于煤層底板注漿加固技術(shù)來(lái)講，就是使用注漿的方式，及時(shí)將材料填入到裂縫中，以此來(lái)形成穩(wěn)定的隔水層，提升隔水層的實(shí)際輕度，確保底板隔水層具備較強(qiáng)的阻水能力。所以在使用煤層底板注漿加固方法時(shí)，不僅可以封堵底板中的導(dǎo)水?dāng)鄬樱瑫r(shí)也可以切斷奧灰水層與其他含水層之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)降低突水風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。目前在煤礦開(kāi)采中使用煤層底板注漿加固技術(shù)有著一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也得到了廣泛的運(yùn)用，產(chǎn)生了理想的效果。此外為避免出現(xiàn)突水事故，確保煤礦開(kāi)采的順利進(jìn)行，節(jié)約礦井排水方面的費(fèi)用支持，就需要合理使用煤層底板注漿加固技術(shù)，以此來(lái)提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)煤礦經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，在找出煤層突水威脅最大低層的基礎(chǔ)上做好注漿加固處理，確保煤礦安全生產(chǎn)。同時(shí)也要做好人員建設(shè)工作，以提升操作人員專業(yè)能力為主，最大限度避免因人員問(wèn)題所產(chǎn)生的不利影響，確保深部煤層開(kāi)采礦井防治水技術(shù)的有效措施，減少施工風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)，確保煤礦開(kāi)采工作的安全性，確保開(kāi)采工作的順利開(kāi)展。

（五）設(shè)置安全路線

在深部煤層開(kāi)采礦井防治水技術(shù)中，需要設(shè)置出安全的防治水路線，落實(shí)系統(tǒng)性的煤礦效果處理，確保防治水技術(shù)的有效運(yùn)用。在實(shí)行開(kāi)采過(guò)程中需要結(jié)合開(kāi)采區(qū)域中水層分布圖進(jìn)行分析，開(kāi)鑿輸送渠道。按照水體分布結(jié)構(gòu)，打造逃生渠道，設(shè)計(jì)應(yīng)急處理與逃生路線，借助地質(zhì)結(jié)構(gòu)制定應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)防護(hù)目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，隨著我國(guó)煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展，深部煤層開(kāi)采礦井防治水技術(shù)逐漸成為開(kāi)采中的重要組成，加之受到地層復(fù)雜性不斷增加的影響，就需要采取適合的措施，最大限度將突水事故風(fēng)險(xiǎn)降到最低，以此來(lái)提升經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。