煤礦地質(zhì)防治水工作面臨的質(zhì)量問題及防治策略研究

＊?jiǎng)员?/p>

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)北辛窯煤業(yè)有限公司 山西 036700）

在國家經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展過程中，戰(zhàn)略發(fā)展方向不斷調(diào)整，工業(yè)發(fā)展水平顯著提升，因此對煤炭產(chǎn)量的需求提出了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求。這也使得企業(yè)不斷加強(qiáng)了對煤礦資源的開采力度，意在實(shí)現(xiàn)煤礦能源的有效供給。但過度開采煤礦資源的同時(shí)，出現(xiàn)了企業(yè)忽視作業(yè)安全質(zhì)量的問題，這種情況的出現(xiàn)很可能造成開采事故的發(fā)生，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故風(fēng)險(xiǎn)。對此，煤礦企業(yè)更需要加強(qiáng)對自身安全管理工作的關(guān)注，在確保地質(zhì)防水工作穩(wěn)定推進(jìn)背景下，不斷開拓和發(fā)掘企業(yè)競爭力，為開采效率和質(zhì)量提升奠定良好基礎(chǔ)。

1.煤礦防治水工作的主要內(nèi)容

在煤礦生產(chǎn)工作中，水害問題發(fā)生概率較高，是煤礦行業(yè)的主要災(zāi)害，這一問題的發(fā)生不僅會對企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還會引發(fā)不同程度的人員傷亡。在煤礦生產(chǎn)過程中，井下巷道發(fā)生突水事故的風(fēng)險(xiǎn)較高，這是因?yàn)樵谙锏谰蜻M(jìn)施工期間，設(shè)備往往需要穿越較厚的含水砂礫石層，如果地表水連同破碎帶區(qū)域，很可能引發(fā)涌水問題[1]。當(dāng)前煤礦防治水工作的基礎(chǔ)流程如圖1所示。

圖1 煤礦防治水工作基礎(chǔ)流程

分析可知，出現(xiàn)此種情況的主要原因在于煤礦在長時(shí)間開采后很容易形成采空區(qū)，如果不能及時(shí)對采空區(qū)進(jìn)行科學(xué)管理，暴露在外的地下水就會誘發(fā)采空區(qū)積水問題，這類突水事故的發(fā)生不僅會造成井下出現(xiàn)大量積水，嚴(yán)重的還會對作業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成負(fù)面影響。所以，在煤礦生產(chǎn)中更需要加強(qiáng)對防治水工作的關(guān)注，通過有效勘察和分析礦區(qū)塌陷情況，準(zhǔn)確掌握積水面積和深度，只有這樣工作人員才能根據(jù)以往工作數(shù)據(jù)對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況予以分析，最終在水位觀測站等站點(diǎn)的設(shè)立實(shí)現(xiàn)水位監(jiān)測，即使在雨季來臨前對礦區(qū)排水系統(tǒng)和地表水檢查情況進(jìn)行分析，保證礦區(qū)排水工作的正常推進(jìn)。

2.當(dāng)前地質(zhì)防水工作中的主要問題

(1)缺乏對地質(zhì)防水工作的關(guān)注

眾所周知，煤礦作業(yè)中往往需要應(yīng)對十分復(fù)雜的工作環(huán)境，但實(shí)際工作中潛在的風(fēng)險(xiǎn)和安全問題并沒有受到必要關(guān)注和重視。在實(shí)踐工作中可知，地質(zhì)水災(zāi)害主要隱藏在礦洞結(jié)構(gòu)內(nèi)部，只采用簡單的手段進(jìn)行檢測并不能有效認(rèn)識到其風(fēng)險(xiǎn)所在[2]。所以在前期準(zhǔn)備工作中，工作人員也很難對地質(zhì)水災(zāi)害問題予以關(guān)注。在對企業(yè)實(shí)際安全保障工作開展期間，很多企業(yè)和工作人員并沒有意識到地質(zhì)防水工作的重要意義，很多時(shí)候在地質(zhì)條件勘探中過分注重形式，認(rèn)為能夠應(yīng)對相關(guān)部門檢查即可，這種錯(cuò)誤的思想在某種程度上也大大增加了施工期間的安全隱患。

(2)防治水基礎(chǔ)設(shè)施不完善

基于當(dāng)前煤礦企業(yè)對于防治水工作的關(guān)注度不高，所以在實(shí)際工作中很難獲取充足的資金支持，這也使得防治水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和防護(hù)不到位問題時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重的甚至引發(fā)了防治水基礎(chǔ)設(shè)施失效或是不規(guī)范操作問題，很難正確發(fā)揮防治水的工作優(yōu)勢。在此背景下，水害發(fā)生概率明顯提升，對于已經(jīng)發(fā)生的水害難以得到合理控制，嚴(yán)重影響了后續(xù)工作的開展和推進(jìn)。加之當(dāng)前專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量有限，無法在設(shè)施配備后發(fā)揮防治技術(shù)方案的有效性，這也在一定程度上增加了水害發(fā)生概率和危害嚴(yán)重程度的影響。

(3)排水系統(tǒng)存在問題

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理過程中，很可能發(fā)生因?yàn)樯a(chǎn)問題對安全管理工作的忽視，特別是沒有認(rèn)識到排水系統(tǒng)建設(shè)和管理的重要性，此背景下，施工人員并不能嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水倉建設(shè)，很可能出現(xiàn)數(shù)量或是容積不達(dá)標(biāo)情況。加之當(dāng)前工作人員對于越層水文地質(zhì)的掌握程度有限，所以在工作中只能采取下圖方式進(jìn)行工作。

圖2 越層水文地質(zhì)現(xiàn)象示意圖

此外，現(xiàn)有排水設(shè)施仍然存在明顯的年久失修情況，沒有在安全出口位置放置有效的放水閘門，這些情況的出現(xiàn)都可能造成突水事故的嚴(yán)重性發(fā)展，不利于排水工作的順利推進(jìn)和發(fā)展。

(4)缺乏健全的水文地質(zhì)資料

在防治水工作開始前，往往需要多個(gè)部門進(jìn)行工作內(nèi)容合作，但是當(dāng)前很多煤礦地測部門并沒有認(rèn)識到這項(xiàng)工作的重要性，沒能及時(shí)對井田充水源和水害分布問題進(jìn)行針對性勘察，在實(shí)際工作中也沒有對水文地質(zhì)資料進(jìn)行有效收集，所以出現(xiàn)了施工期間資料不全面情況。長期在此種背景下，防治水方案很難發(fā)揮出應(yīng)有的科學(xué)性特點(diǎn)，并且在資料幫助下制定的采掘方案存在明顯的不規(guī)范問題，所以在后續(xù)施工中很可能發(fā)生因?yàn)椴僮鞑灰?guī)范引發(fā)的突水事故問題[4]。

3.煤礦地質(zhì)和防治水結(jié)合的意義

(1)安全問題關(guān)系著煤礦地質(zhì)與防治水工作效果

在以往煤礦生產(chǎn)工作中，存在明顯的管理理念落后問題，由于安全生產(chǎn)責(zé)任制度的落實(shí)效果不佳，所以沒有在實(shí)際工作中形成健全的煤礦安全生產(chǎn)管理體系，基于煤礦企業(yè)內(nèi)部工作難以形成安全為主的價(jià)值意識，因此很容易發(fā)生水害在內(nèi)的一系列安全生產(chǎn)事故。為更好的應(yīng)對上述問題，煤礦生產(chǎn)企業(yè)管理者更需要將煤礦地質(zhì)工作和防治水工作進(jìn)行融合，從而在制度角度、技術(shù)層面和管理角度上開展煤礦生產(chǎn)工作，在獲取有效的安全控制效果基礎(chǔ)上，不斷以安全生產(chǎn)管理理念為基礎(chǔ)，最終更好的適應(yīng)現(xiàn)代化煤礦地質(zhì)工作要求[5]。

(2)管理問題影響著煤礦地質(zhì)和防治水工作發(fā)展

在當(dāng)前煤礦開采工作不斷跨越發(fā)展基礎(chǔ)上，不管是煤礦地質(zhì)還是防治水工作，都面臨著極大的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，因此，怎樣在統(tǒng)一管理體系下推動二者工作的融合發(fā)展也是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)行業(yè)工作的重點(diǎn)問題。當(dāng)前部分煤礦地質(zhì)防治水工作的開展并沒有意識到系統(tǒng)化管理體系建設(shè)的意義，因此在管理內(nèi)容、方向和效果上難以取得顯著成績，由于工作人員在實(shí)際工作中缺乏對水害誘發(fā)因素的正確理解，所以難以結(jié)合煤礦安全生產(chǎn)發(fā)展要求進(jìn)行工作調(diào)整，此種情況的出現(xiàn)必然會對煤礦地質(zhì)工作和防治水工作的融合造成負(fù)面影響。對此，積極進(jìn)行煤礦地質(zhì)和防治水工作融合，也是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)企業(yè)在管理中需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。

(3)技術(shù)改進(jìn)推動著煤礦地質(zhì)和防治水工作發(fā)展

在現(xiàn)代社會穩(wěn)定發(fā)展背景下，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，給我國煤礦行業(yè)的安全生產(chǎn)與發(fā)展也提供了更為全面的技術(shù)支持和保障，這也意味著煤礦管理人員在防治水工藝上可以選擇更為豐富和靈活的手段，這種現(xiàn)代化的工作方式使得以往難以推進(jìn)的工作取得了更大的發(fā)展空間。特別是在現(xiàn)代技術(shù)的帶動引導(dǎo)下，煤礦地質(zhì)工作和防治水工作緊密結(jié)合，這也給兩者工作的密切溝通和銜接發(fā)展提供了更有效的幫助。在技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化過程中，工作人員可以進(jìn)一步分析煤礦開采的實(shí)際情況，最終在保證地表層面穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，有效預(yù)防施工變形或是工程坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

4.對煤礦地質(zhì)防治水質(zhì)量進(jìn)行提升的應(yīng)對方案

(1)積極開展前期準(zhǔn)備

在對地質(zhì)防水工作水平分析后，最重要的就是對前期準(zhǔn)備工作進(jìn)行處理。工作人員在煤礦作業(yè)開始前，應(yīng)該及時(shí)對當(dāng)前地質(zhì)情況進(jìn)行分析和勘察，從而利用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行施工范圍內(nèi)潛在風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，制定針對性水害預(yù)防方案。在獲取有效的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)后，才能為地質(zhì)防治水工作的推進(jìn)發(fā)展起到必要幫助。在此期間，還要積極進(jìn)行監(jiān)管技術(shù)探究，對井內(nèi)施工中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，如果施工前發(fā)生危險(xiǎn)問題，要制定合理的應(yīng)急對策和手段，在有效的前期準(zhǔn)備過程中，最大程度上降低潛在工作風(fēng)險(xiǎn)。

此外，還要在企業(yè)施工單位工作中全面貫徹個(gè)人安全責(zé)任生產(chǎn)制度，實(shí)現(xiàn)責(zé)任和個(gè)人工作效益掛鉤，在此種方式下實(shí)現(xiàn)管理人員責(zé)任意識的提升，為防治水工作的推進(jìn)發(fā)展提供必要幫助。

(2)強(qiáng)化對地理信息技術(shù)和智能化平臺的應(yīng)用

在地理信息技術(shù)幫助下，施工人員可以將煤礦施工分為三個(gè)階段：分別是事前、事中和事后。在協(xié)同機(jī)制幫助下，從多個(gè)角度進(jìn)行信息技術(shù)應(yīng)用分析，確保煤礦發(fā)展水平的全面提升[6]。為確保施工單位獲取更為精準(zhǔn)的煤礦勘察數(shù)據(jù)，還要利用人文數(shù)據(jù)分析當(dāng)?shù)厍闆r，從而為后續(xù)煤礦施工項(xiàng)目的推進(jìn)提供必要幫助。

在煤礦生產(chǎn)行業(yè)中，智能化平臺信息化建設(shè)工作為企業(yè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，還能幫助工作人員合理分布采礦區(qū)域，有效規(guī)避地理環(huán)境較差或是地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)，這也是對施工成本進(jìn)行節(jié)約的重要手段。同時(shí)，在對基礎(chǔ)設(shè)施或是開采設(shè)備進(jìn)行采購期間，還能在智能化平臺幫助下完成設(shè)備購買，在確保設(shè)備安全基礎(chǔ)上，穩(wěn)定提升地質(zhì)防水工作質(zhì)量和效率。

(3)加強(qiáng)礦井頂板支護(hù)

在煤礦開采水文地質(zhì)條件的分析基礎(chǔ)上，對防治水技術(shù)進(jìn)行研究，在實(shí)際的防水制水措施應(yīng)用中，需要在礦井頂板支護(hù)方面加強(qiáng)管控力度，提高礦井頂板支護(hù)的水平。在進(jìn)行礦井開采作業(yè)環(huán)節(jié)，木質(zhì)支架、鋼結(jié)構(gòu)支架、石材支架是最常見的支護(hù)材料。其中，木質(zhì)支架的適應(yīng)能力較強(qiáng)，質(zhì)地輕，搭建起來便捷程度高，因此被廣泛地應(yīng)用到了開采工作中，但是使用木質(zhì)支架卻存在著抗腐蝕能力不足的問題，防水性能不良。石材支架和木質(zhì)支架相比具有明顯的優(yōu)勢，荷載能力強(qiáng)，由石材和砂漿共同組成進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，可以有效的改進(jìn)圍巖風(fēng)化的問題。根據(jù)開采工作時(shí)間的長短，可以選擇臨時(shí)支護(hù)或永久支護(hù)的方式，進(jìn)行防治水的處理，臨時(shí)支護(hù)指的是將簡單的支架安裝在礦井的巷道內(nèi)，例如：液壓支柱就是常見的臨時(shí)支護(hù)支架，永久性支護(hù)則是需要以基礎(chǔ)的支護(hù)作為依托，將具備較強(qiáng)荷載能力和支架穩(wěn)定性能的元件，增添在基礎(chǔ)支護(hù)中，是一種具有較強(qiáng)穩(wěn)固性的支護(hù)形式，通常需要使用中心柱、偏心柱、立柱等元件。巷道加固中，采取注漿加固、機(jī)械加固的方式，注漿加固指的是將漿液填滿圍巖的內(nèi)部，受到漿液的粘力作用，圍巖將會成為一個(gè)系統(tǒng)的整體，確保圍巖具有高應(yīng)力水平，將圍巖裂縫問題封閉起來，該方式可以有效的保證礦井巷道的穩(wěn)定性，降低老空水沖破巖層的風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)械加固的方式指的是采取壓實(shí)操作的處理手法，將圍巖的松散部位使用機(jī)械壓實(shí)，增強(qiáng)巷道的穩(wěn)固性，在礦井的頂板支護(hù)環(huán)節(jié)做好支護(hù)處理，可以有效增強(qiáng)煤礦開采的防治水效果。

(4)設(shè)計(jì)排水排空氣裝置

為了防范煤礦開采中的風(fēng)險(xiǎn)隱患，加強(qiáng)對防治水技術(shù)的優(yōu)化運(yùn)用，增強(qiáng)防治水的效果，可以設(shè)計(jì)和使用排水裝置、排空氣裝置，當(dāng)出現(xiàn)安全事故問題時(shí)，除了要及時(shí)排除礦井內(nèi)的積水，還需要采取有效的手段，排除礦井內(nèi)部的有毒氣體。合理的使用排除有毒氣體的方式方法，考查礦井的實(shí)際情況，結(jié)合勘察的結(jié)果，使用和設(shè)計(jì)壓風(fēng)排風(fēng)裝置，根據(jù)真空負(fù)壓原理，對裝置進(jìn)行合理的運(yùn)用。在礦井中使用壓風(fēng)排氣裝置時(shí)，礦山井巷中的高壓風(fēng)與裝置相互連接，高壓風(fēng)會通過噴嘴和導(dǎo)管位置之后噴出，另一個(gè)裝置口呈現(xiàn)出真空的狀態(tài)。受到大氣壓力的影響，水泵排放水將會從水泵吸水口位置被壓入到水泵的泵體中，隨高壓風(fēng)水泵泵體和水泵吸水管內(nèi)的空氣將會排出，該方式保證了水泵吸水管內(nèi)充滿水，水泵泵體內(nèi)也保持充滿水的狀態(tài)，排除了泵體和吸水管內(nèi)的空氣。將水泵啟動運(yùn)行起來，若是此時(shí)水泵可以正常的排水，則說明水泵具有排空氣的功能，關(guān)閉排空氣閥門和壓風(fēng)閥門，自動進(jìn)行排空氣裝置的運(yùn)作，構(gòu)建起水泵無底閥排水系統(tǒng)，完善排水和排空氣的功能。分析水泵工作的原理，做好實(shí)地的環(huán)境考察、現(xiàn)場施工環(huán)境的考察工作，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對排空氣裝置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保裝置和工作原理之間具有一致性，防范井下事故風(fēng)險(xiǎn)，滿足社會生產(chǎn)活動對能源的需求，增強(qiáng)開采效率。掌握水文條件，將開采工作中受到的水文地質(zhì)條件所帶來的影響降到最低，提高開采安全性，增強(qiáng)開采作業(yè)的質(zhì)量，消除安全隱患、安全威脅。

5.結(jié)束語

綜上所述，雖然近年來我國煤礦地質(zhì)防治水工作已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不斷發(fā)展，但仍然存在很多細(xì)節(jié)工作問題，這些問題的出現(xiàn)很可能制約和影響煤礦安全生產(chǎn)工作的高質(zhì)量發(fā)展。所以，工作人員也要準(zhǔn)確分析現(xiàn)有問題，從而在遵循防治水工作原理和內(nèi)容要求的同時(shí)，創(chuàng)設(shè)全新工作方式，為我國煤礦安全生產(chǎn)工作的穩(wěn)定發(fā)展提供有效幫助。