淺談礦井水文地質(zhì)類型劃分及防治水工作建議

郝云陽

（河北昕佳工程勘查設計有限公司，河北 石家莊 050000）

礦山的掘進開采過程中大多會不同程度的滲入、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，那么就會讓礦井遭遇水害，嚴重影響礦山開采的安全性。站在不同角度，礦山水害又可以分為不同類型，如果站在礦山導水通道的角度，礦山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，礦山水害又可以分為地表水、老空水、底板與頂板水等。但是無論哪種水害，都會對礦井造成嚴重影響，甚至有可能引發(fā)瓦斯爆炸、硫化氫中毒、礦井淹沒等嚴重后果，因此必須引起礦山企業(yè)的高度重視。

1 對于礦山井下防治水特征的探究和分析

其一，在最近幾年中，相關(guān)部門結(jié)合礦井施工環(huán)境勘察狀況以及施工流程制定了一系列的規(guī)章體系，對礦井開采階段加以監(jiān)督和管理，以此為后期作業(yè)實施提供良好的依據(jù)，另外，在防治的過程中，依據(jù)實際的狀態(tài)對礦井水文地質(zhì)存在的特征進行提取匯總，結(jié)合井下水自身特點，創(chuàng)建相應的防治模式，通過特定的處理手段，提前制定預防計劃，方可在問題出現(xiàn)時積極應對。其二，在礦井開采作業(yè)期間，需要有效實施井下水治理作業(yè)，通過大型的探測設備以及處理儀器，對礦井的水文環(huán)境作出調(diào)研，與此同時，依據(jù)相應的防治方案，劃分礦井水文地質(zhì)的類型，可進行防治預測訓練，將整體效果體現(xiàn)出來，促使防治水工作朝著良好趨勢邁進。其三，井下水可控排放技術(shù)和防噴技術(shù)等工藝由于其極高的實用性而被廣泛應用在礦井開采階段。不同的工藝最終得出的效果也存在較大的差異，并且需要在合理的范圍之內(nèi)實施，發(fā)揮出最大的作用。這些工藝發(fā)揮出來的效果明顯，有助于礦山防治水工作高質(zhì)量開展。

2 礦山水害類型劃分

通過相關(guān)探究表明，對于礦山水害而言，其類型主要表現(xiàn)為以下幾個方面。第一，受惡劣天氣因素的影響。通常情況下，外部環(huán)境都是造成礦山水害的重要因素之一，同時也是很關(guān)鍵的作用條件。在進行防治的過程中，所設計的方案也都是會將環(huán)境因素造成的問題考慮進去。但是部分設計人員對礦井進行設計的過程中，沒有加大惡劣天氣因素狀況的探究力度，這使得礦山開采或者水害的控制程度大打折扣，并且相關(guān)的防治范圍未能對外作出相應的延伸與擴展，當?shù)V山處于開采作業(yè)期間，如果發(fā)生了惡劣天氣狀況的話，將會引起山體滑坡以及泥石流等自然災害，再加上礦井中采取的開采方式不規(guī)范，和標準要求不相符，人員過度開采等，不僅會給井巷工程造成極為嚴重的影響，對于相關(guān)工作人員的人身安全也形成較大的威脅，嚴重的甚至會造成人員傷亡，形成不可估量的經(jīng)濟損失，這些因素都會為后期礦井施工作業(yè)埋下嚴重的安全隱患，不僅如此，當?shù)V山開采過程中，發(fā)生強降水時，大量雨水短時間內(nèi)灌入到礦井中，形成瞬時大規(guī)模的水流沖擊，若礦山準備不足或排水能力不夠，便會造成關(guān)聯(lián)性的水害事故，影響礦山開采穩(wěn)定開展。

第二，礦井積水現(xiàn)象比較嚴重?，F(xiàn)階段，雖然礦山企業(yè)加大了各個環(huán)節(jié)的管理，依照實際情況制定了健全的管理制度，對各階段加以約束和監(jiān)督，一些尚未依照我國標準要求實施生產(chǎn)作業(yè)的礦山企業(yè)也隨之關(guān)閉，可是在實際情況中依舊有著一些難點存在，部分工程在開采的過程中，未依照所設定的標準來實施，同時，開采環(huán)境也十分糟糕，比如沒有做好礦山回填作業(yè)，被關(guān)停的礦井巷道以及采空區(qū)會不斷積水。這些問題以及隱患雖然不是直觀的，但是隨著工程進度的推進，再加上礦井內(nèi)部壓力的逐漸增大，便會形成極為嚴重的水害問題，若沒有及時作出緩解，將增加礦井災害出現(xiàn)概率。另外，礦井中積水也會引起礦井中尚未開采階段形成塌陷事故。一些工程對于積水的現(xiàn)象不重視，采用較為粗質(zhì)的方式來實現(xiàn)暫時性地解決，這種模式雖然可以在短時間之內(nèi)獲取較好的效果，但是卻給未來的礦山施工及開采留下了較大的安全隱患。由此可以看出，雖然不符合要求的礦井被停止生產(chǎn)，但是相關(guān)部門也務必加強對井下積水現(xiàn)象的關(guān)注度，做好合理的排水作業(yè)及礦井、采空區(qū)回填工作，以免礦井中出現(xiàn)水害隱患。最近幾年中，伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，市場運行良好，對于礦山資源的需求程度有了極大提高，礦山產(chǎn)業(yè)發(fā)展效率提升，開采范圍隨之拓展和延伸，規(guī)模和數(shù)量增多，以往單一的巷道顯然已經(jīng)不符合當代采礦作業(yè)提出的高要求，所以礦井內(nèi)隨之形成了新型巷道，部分老巷道被摒棄?；诘V山開采速度的增長，導致礦井中采空區(qū)逐漸增大，受此種現(xiàn)象的影響，礦井中采空區(qū)域和老巷道積水問題特別嚴重，從而限制了礦山企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的高效率實施。

另外，在部分開采工程中，地質(zhì)類型比較復雜，礦井周圍有著大量積水，例如老空水、巖體含水層、地表水，并且補給來源十分充沛，排泄能力又比較差，積水的范圍、位置和積水量的大小均不明了，此時礦井的采掘工作受到水害的威脅比較大，防治水工作的難度極大，工作量極多。這種情況是無法避免的，所造成的問題也是較難控制的，面對這種情況，在施工時可以通過相應的防治措施以及手段來盡量規(guī)避、管控，降低存在的風險，進而提升整體的防治效率和質(zhì)量水平。

3 井下水災引起的危害

其一，對礦井施工環(huán)境產(chǎn)生了不良的影響，人員自身安全得不到保障，受到了嚴重的威脅。礦井工程一般是需要向地下開采極高的深度的，對于地質(zhì)層薄弱、水源充足的一些礦山，便很容易引起地表塌陷，礦坑充水的現(xiàn)象。

其二，增加了排水工作成本和開采施工資金輸出，工程一旦出現(xiàn)充水、溢水的等現(xiàn)象，便需要采取相應的措施和手段，將礦坑中的水向外排出，這部分的工作便在一定程度上增加工程的相應成本，同時延長了預設的工期，其中，排水工作資金投入情況以及開采作業(yè)期間選取的生產(chǎn)設備直接影響著礦井內(nèi)部水量，在出現(xiàn)充水的問題之后，要加強控制，對此，需要合理安排資金，引進性能良好的設備，借助新型設備來更好地解決存在的水害問題其三，由于金屬是組成設備的重要材料，因此一旦井下水對金屬造成腐蝕，將對設備性能和使用時間產(chǎn)生影響，一定程度上會減少機器設備的使用壽命，形成較為嚴重的經(jīng)濟損失。

其四，數(shù)據(jù)勘查不精準，設備應用不當。在礦山開采處理的過程中，如果在勘查中數(shù)據(jù)不精準，出現(xiàn)設備應用不當，可能會造成大量涌水，此種情況輕則造成生產(chǎn)環(huán)境惡劣或局部停產(chǎn)，重則直接危害及工人生命和造成國家財產(chǎn)損失。

其五，降低礦井內(nèi)部排水效果，設施出現(xiàn)了問題的話，此時礦井內(nèi)部結(jié)構(gòu)的承載能力將會發(fā)生變化，難以對礦井內(nèi)部水量加以承載，不僅會對工程的實施產(chǎn)生阻礙，甚至還會為后期埋下塌方危害，施工人員安全受到了威脅。

4 實施礦井防治水工作的基本策略

4.1 強化水害防治力度，成立專業(yè)性的防治水機構(gòu)

現(xiàn)階段，要想提升礦山防治水工作管理效率，促使該項工作高效率實施，就需要成立專門的防治水機構(gòu)，加強水害防治工作的重視程度?？梢蕴暨x具有專業(yè)素質(zhì)的工作人員，成立監(jiān)督檢測的防治部門。在工程建立初期，對相關(guān)的防治措施以及方案進行核查，并確保其可應用性。在工程實施的過程中，監(jiān)督對應的防治處理環(huán)節(jié)，結(jié)合引進性能良好的機械設備以及新型的技術(shù)，增加日常數(shù)據(jù)信息的處理精度，實現(xiàn)更加可靠的測算和核定。與此同時，對于設備的監(jiān)管與使用也要符合日常的規(guī)范，降低防治工作存在的誤差，并延長相關(guān)設備儀器的使用壽命，確保應用的機械設備以及材料均和標準需求相一致，進而在一定程度上促使工作有效實施，最大程度降低水害的發(fā)生。

4.2 建立完善的礦山水害預警機制

礦山防治水，一定要做到預防為主、治理為輔，這也就需要礦山企業(yè)必須建立完善的水害預警機制，結(jié)合礦井的實際情況與地質(zhì)條件，制定出嚴密的水害防治措施。傳統(tǒng)的礦山水害防治機制雖然可以達到預期的處理目的，但是在實際應用的過程中，存在一定的問題和缺陷，極易出現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的誤差與異常，這也給礦山開采以及防治造成了極大的阻礙，所以，面對這種情況，需要創(chuàng)建設計更為靈活、多變的水害防治結(jié)構(gòu)機制。例如，礦山企業(yè)可以購進更加先進的監(jiān)測設備，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，創(chuàng)建全面且系統(tǒng)的智能化防治平臺，采用更為科學的防治手段，獲取礦山開采的數(shù)據(jù)。同時，地質(zhì)勘查人員也可結(jié)合礦井的補給水源和涌水通道，將需要治理的區(qū)域劃歸為不同的區(qū)域，并將每一個區(qū)域的管控與互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)督相關(guān)聯(lián)，形成智能化的監(jiān)測模式，以此來進一步明確水流方向，找到最為科學的觀測點，關(guān)聯(lián)測定設備，進而對礦井涌水量進行密切關(guān)注，同時工作人員也要對所觀測到的數(shù)據(jù)進行記錄與分析，在整理后匯報給上級部門。除此之外，地質(zhì)勘查人員也要運用先進的技術(shù)與設備，結(jié)合綜采面的地質(zhì)特征與斷層破碎帶，及時發(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)，要實現(xiàn)對礦井的全天候無間斷觀測，并將觀測數(shù)據(jù)繪制成圖紙，為后期的防治水工作提供有力支持。礦山企業(yè)也要加大對水患的排查力度，勘查人員要按時對警戒線、積水線、探水線等重點區(qū)域進行仔細排查，一旦出現(xiàn)異常要及時發(fā)出警報信息。

4.3 加強雨季三防工作和地面防治水隱患排查、治理工作

雨季對采礦作業(yè)的質(zhì)量和效率具有相對不利的影響。不同地區(qū)的雨季持續(xù)時間也存在一定的差異，所以，設計治理工作時，需要考慮地域的問題，同時形成靈活的處理形式，為避免雨季對采礦作業(yè)的影響，應采取一定的措施：一是采取適當?shù)姆篮榫葹拇胧纬捎嗅槍π缘姆姥创胧?。洪災的發(fā)生具有極強的不穩(wěn)定性，爆發(fā)時對于周圍環(huán)境的影響與礦山工程的開采也會造成極為嚴重的阻礙，面對這種情況，監(jiān)測部門必須要定期對礦山進行監(jiān)測與災害排查，結(jié)合信息化處理技術(shù)以及智能化防控手段科學準確地記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行匯總整合，上傳至關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)之中，進行下一步的分析與研究。二是要投入適當?shù)馁Y金支出，采購治水新技術(shù)和新設備，建立控制機制，確保在山洪暴發(fā)和降水量較大的情況下及時有效地進行礦山清理。三是成立專業(yè)巡查組，定期巡查，確保雨水不影響礦山整體穩(wěn)定和安全。但是這部分需要注意的是，所設定的周期要與此區(qū)域雨季的時間相匹配，具有一致性，這樣可以最大程度地獲取礦山水害的防治效果，降低形成的經(jīng)濟損失，避免出現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的水源危害，確保施工人員的人身安全，一定程度上提升了整體的工作效率。

4.4 提升礦井水害防治工作效率和管理水平

其一，當實施防治水作業(yè)期間，需要做好礦井水害防治要點的控制措施，這部分需要提前對防治區(qū)域的實際情況以及防控的具體要求進行融合，形成一整套防治機制，標記防治的相關(guān)要點，劃歸核心的防治區(qū)域，結(jié)合相應的處理設備，提升工作效率，處于此種時期中要求礦山企業(yè)正確了解到防治水工作的作用以及在礦山開采過程中安全實施的重要性，投入相應資金，提前制定出關(guān)于預防水害的處理計劃，以此提升防治水工作質(zhì)量。

同時強化技術(shù)人員培訓力度，強化技術(shù)人員專業(yè)技能，加深對知識點的掌握程度。部分工程在執(zhí)行之前，對于施工人員以及管控人員的專業(yè)素質(zhì)并沒有較為嚴格地限制，這對于礦山水文地質(zhì)的研究與水害的防控效果也是十分不利的，在實施防治水作業(yè)前期，可以先對地質(zhì)狀況加以勘察，有效劃分礦井水害類型，清楚地了解到水害實際分布現(xiàn)象，引進相關(guān)技術(shù)，將技術(shù)在防治水工作中的作用體現(xiàn)出來，加深各部門之間溝通力度，為防治水工作進一步開展奠定堅實基礎。

其二，需要對礦井水文地質(zhì)情況進行科學合理的探測，提前做好有關(guān)的防治水作業(yè)，遵循有采必探、有掘必探和先探查后挖掘的基本原則，以免產(chǎn)生尚未有效探查地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件掌握不到位的情況下便實施采掘作業(yè)，做好物探測量，采取局部注漿加固改進方式實施綜合性治理，逐一檢驗礦井水害隱患性，結(jié)合實際情況制定健全的防治水作業(yè)操作體系，落實合理的生產(chǎn)計劃和防治水方案，在開采期間編制規(guī)程，重點檢驗和審查防治技術(shù)，在挖掘前期階段中，確定出所探查工作項目，從而完成施工工程，同時在不受水患威脅的狀態(tài)下加以技術(shù)操作，促使以往被動防治工作轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃映爸卫怼?/p>

4.5 分類治理水害

①導水陷落柱的治理。對于導水陷落柱，通常是進行注漿封堵，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，并確保其不會導水。②導水斷層的治理。如果在地質(zhì)勘查中發(fā)現(xiàn)礦井底部存在導水斷層，通常選擇注漿封堵或者是預留防隔水礦柱的方式進行處理。在施工之前需要對導水斷層進行更為細致的勘查，并制定詳細的施工計劃。③工作面底板預注漿以及局部疏放水。在礦山開采過程中，礦井底板在一定程度上承受著承壓水的壓力，所以在具體掘進施工之前，可以采用注漿的方式對底板進行加固，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板強度，然后進行局部疏放水釋放掉一部分水壓，水壓就會被控制在安全值以下，這可有效降低礦井遭遇水害的概率。

4.6 提高人員思想認識

為了避免地下水的負面影響，提高員工的思想意識是當務之急。一些人員對水害的防治十分不重視，認為對于工程的影響有限。這種想法在一定程度上也會給礦井水害的防治造成消極的影響。礦山地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、礦山類型等環(huán)境地質(zhì)研究往往是重要且關(guān)鍵的研究內(nèi)容，但水文地質(zhì)參數(shù)并未得到部分企業(yè)和人員的高度重視。相關(guān)企業(yè)要改變這種現(xiàn)象，采取會議、培訓等多種方式，對實施人員的專業(yè)素質(zhì)作出培訓，同時，加強其對于專業(yè)檢測設備儀器的掌握程度，進而提高人員思想意識，也增強了綜合實踐能力，使領導和測量人員全面了解水文地質(zhì)中地下水問題對采礦作業(yè)的影響。同時，企業(yè)必須建立嚴格的管理制度，并制定具體的獎懲規(guī)則。

4.7 引進合理的安全評價方式

可以依據(jù)實際的防治需求，設計較為全面且系統(tǒng)的執(zhí)行評價模式。例如在對井下巷道進行掘進期間，可以采取直流電法以及音頻電透視法，并利用超前物探技術(shù)對掘進工作進行判斷。在完成防治工作后，明確了解到作業(yè)位置是否出現(xiàn)了積水現(xiàn)象，和超前探測數(shù)據(jù)加以論證，對實際的防治效果作出檢測與驗證，以此來進一步確保防治效果的真實性和可靠性。

5 結(jié)語

從以上論述來看，在新形勢發(fā)展背景下強化礦井防治水作業(yè)管理力度是非常關(guān)鍵的，要想提升防治水工作水平和效率，使其與標準要求相一致，就需要相關(guān)人員摒棄以往滯后理念，樹立新型意識，制定出健全的管理體系，依照我國標準要求構(gòu)建專業(yè)性強且經(jīng)驗豐富的施工團隊，合理應用資金，提升資金利用率，依照具體現(xiàn)象落實完善的防治對策，從而促使礦井工作得到更好的開展。