煤礦井下綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用研究

馬越

（內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗特弘煤炭有限公司官板烏素煤礦 內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗 010300）

煤礦井下本身便存在著復(fù)雜的地質(zhì)條件，在防治水工程中，也會(huì)遇到巷道支護(hù)頂板水防治的困難問題，所以，提出采用新型的綜合防治水技術(shù)予以處理，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用之后，發(fā)現(xiàn)綜合防治水技術(shù)的有效應(yīng)用可以避免巷道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)突水情況，進(jìn)一步增強(qiáng)巷道掘進(jìn)的可靠性和安全性。在此背景之下，本文針對(duì)煤礦井下綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究，希望能夠更好地發(fā)掘出綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，助力煤礦井下作業(yè)順利進(jìn)行并取得良好的作業(yè)效果。

1 煤礦井下防治水工程的瓶頸問題

1.1 水災(zāi)位置探測(cè)不準(zhǔn)確

煤礦水災(zāi)的類型、位置、原因有很多，這些因素都非常容易給探測(cè)工作帶來困難，假如作業(yè)人員難以精準(zhǔn)捕捉到煤礦工作面的實(shí)際水災(zāi)位置，并及時(shí)給予有效的防水措施進(jìn)行處理，而是忽視有效防水技術(shù)的應(yīng)用，那么非常容易出現(xiàn)煤礦水災(zāi)問題，繼而產(chǎn)生多種安全隱患，最終煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也將會(huì)因此而遭受損失。

1.2 地下水層的突水現(xiàn)象

在作業(yè)人員挖掘礦井的過程中，會(huì)根據(jù)含水層的礦井底板材料進(jìn)行注漿施工，進(jìn)而通過以底板注漿材料的方式去進(jìn)行解決滲水問題。采用此種工藝方式進(jìn)行施工，可以有效緩解礦井中含水層結(jié)構(gòu)的開裂問題，防水率高達(dá)94.8%，進(jìn)而保證了隔水層中沒有發(fā)生過底板污泥層滲漏的狀況。不過，由于部分工作人員并沒有嚴(yán)格結(jié)合技術(shù)要求去完成對(duì)煤礦工作面底板注漿的整改工作，甚至是因?yàn)榈装甯脑熨|(zhì)量并不好的因素，導(dǎo)致深層水在底板當(dāng)中較為脆弱的部分冒出，進(jìn)而出現(xiàn)突水的現(xiàn)象，產(chǎn)生嚴(yán)重的水災(zāi)。

1.3 老窯水因素

老窯水具體指的是在部分煤礦當(dāng)中，進(jìn)入開采工作后期階段時(shí)，結(jié)束工作做得不是十分完善，因此，導(dǎo)致煤礦井當(dāng)中存在一些采空區(qū)，當(dāng)?shù)乇硭?jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的滲透之后，便極易在采空部分形成積水區(qū)，而后在所展開的煤礦開采工程中，假如工作人員未能觀察到此問題，不小心進(jìn)入了老窯水區(qū)，那么便會(huì)使老窯水突然涌入，最終形成極為嚴(yán)重的水災(zāi)。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)煤礦井下水災(zāi)問題中有80%的概率是因?yàn)槔细G水滲漏問題。與此同時(shí)，考慮到老窯水長(zhǎng)時(shí)間處于密封的狀態(tài)，水的酸性極強(qiáng)，對(duì)開采設(shè)備也會(huì)帶來一定的腐蝕性影響，此時(shí)，設(shè)備遭到破壞將非常容易產(chǎn)生安全問題。并且，老窯水中有著非常多的硫化氫氣體，這將使工作人員面臨著非常險(xiǎn)峻的狀況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)谷酥舷⑺劳觥６恍┟娣e較小的老窯水區(qū)域是很難精準(zhǔn)探測(cè)出來的，這也會(huì)影響煤礦的安全開采［1］。

1.4 廢棄小煤炭的危害

經(jīng)過實(shí)踐之后，發(fā)現(xiàn)在很多開挖井田周圍都存在著一些廢棄的小煤礦，此時(shí)，如果未能予以相應(yīng)的處理而繼續(xù)進(jìn)行開采，那么會(huì)很容易碰觸小煤礦，而小煤礦和大煤礦經(jīng)常呈現(xiàn)出連成一線的狀態(tài)，忽視此問題進(jìn)行開采，將面臨著極大的安全隱患，繼而影響到煤礦的生產(chǎn)工作，最終引起安全問題。

2 煤礦井下水災(zāi)的分類及隱患

2.1 煤礦井下水災(zāi)的分類

對(duì)于煤礦井下滲水的主要類型，經(jīng)研究后，發(fā)現(xiàn)具體可按照地表水與地下水的不同形成方法生成兩類不同的煤礦洪水類別。

第一，由于地表水所形成的煤礦水災(zāi)大多是來源于礦山周圍存在著一些河道、湖泊、水塘等面積很大的地表水集中區(qū)域，尤其是處于雨季階段，由于降水相對(duì)豐富，導(dǎo)致這一類地表水集中區(qū)域的水位出現(xiàn)了上升態(tài)勢(shì)，進(jìn)而逐漸超過了當(dāng)?shù)貧v年以來的最大洪水位標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，便非常容易湮沒下水井，大量的地表水迅速流入井下，最后產(chǎn)生了淹井的問題。同時(shí)，地表水也可以通過破壞與挖掘而形成的裂隙直接流入到地下作業(yè)面，如果出現(xiàn)了這種情況，就造成大量積水形成，于下礦井的正上方存在大量地表積水的地方。因此，在地下水采掘時(shí)期，就必須推出一系列的保護(hù)措施進(jìn)行整治，從而使得地表水無法直接進(jìn)入井下。

第二，來自地下水所形成的礦山洪水，大多是由于暗河、含水層結(jié)構(gòu)、老窯積水等某些惡劣水文條件而形成的。因此，假如對(duì)水文條件的勘測(cè)并沒有十分明確，或者不是非常完善，在井下挖掘時(shí)期也就無法開展更深入的勘查，而此時(shí)便非常容易掘進(jìn)一些不良含水地層，最終出現(xiàn)井下水害；再或者是雖然已經(jīng)探明了礦井水文地質(zhì)情況，但是所采取的安全措施并不是十分到位，繼而產(chǎn)生井下水害問題。例如，未能留設(shè)保護(hù)煤柱，未能進(jìn)行注漿堵水，或者是所留設(shè)的保護(hù)煤柱尺寸不合理，多種多樣的問題都會(huì)導(dǎo)致水害的出現(xiàn)［2］。

2.2 煤礦井下水災(zāi)的危害

總體來講，煤礦井下水災(zāi)極易產(chǎn)生多種多樣的危害，如巷道積水、頂板淋水，這類問題會(huì)使得井下工作環(huán)境出現(xiàn)潮濕的情況，并且導(dǎo)致空氣的流通不是十分順暢，假如處于開采深度較深的礦井當(dāng)中，溫度也會(huì)隨之升高。例如，在環(huán)境較為潮濕、空氣不是十分流暢的作業(yè)環(huán)境當(dāng)中，會(huì)影響到作業(yè)人員的工作效率和身體健康；水災(zāi)的出現(xiàn)也會(huì)積聚瓦斯或者是硫化氫氣體，最終產(chǎn)生中毒現(xiàn)象；處于潮濕環(huán)境中的井下機(jī)電設(shè)備也會(huì)因?yàn)檫@樣惡劣的環(huán)境而受到影響，其使用性能和使用壽命都將無法呈現(xiàn)出良好的狀態(tài)。由此可見，煤礦井下的水災(zāi)問題既會(huì)讓作業(yè)人員面臨安全隱患，同時(shí)也會(huì)給井下機(jī)電設(shè)備帶來一定影響，總之，惡劣的井下作業(yè)環(huán)境將為獲得良好作業(yè)效果帶來極大的阻礙。

3 煤礦井下綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用

3.1 嚴(yán)格做好前期準(zhǔn)備工作

在對(duì)礦井進(jìn)行防治水處理之前，嚴(yán)格做好前期準(zhǔn)備工作是非常有必要的，并且前期的防治措施也將為后期治理井下水害奠定下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保井下水害得到快速治理，不至于影響實(shí)際施工活動(dòng)的順利進(jìn)行。在針對(duì)礦井展開防治水工作之前，前期勘探工作是非常重要的基礎(chǔ)，假如此時(shí)工作人員能夠精準(zhǔn)地勘探水文地質(zhì)條件，那么，可以有效避免出現(xiàn)井下水害情況，最大程度地降低水害所帶來的風(fēng)險(xiǎn)性問題，對(duì)降低治理水害的成本也將起到良好的作用。因此，在實(shí)際進(jìn)行水文地質(zhì)勘測(cè)的過程中，可以采用鉆探勘測(cè)法和物探勘測(cè)法相結(jié)合的方式進(jìn)行勘探，以此種綜合勘探技術(shù)，可以更加精準(zhǔn)地了解到水文地質(zhì)的實(shí)際情況。并且在這一過程中，必須對(duì)礦山附近的主要礦井涌水狀況和地表水狀況加以關(guān)注，搜集有關(guān)資料并加以合理整理，為今后做好防水工作奠定良好的基礎(chǔ)。特別是要注意一些采空區(qū)積水或大斷面等的不良含水區(qū)域，在圖中也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼f明，在查清了作業(yè)區(qū)域內(nèi)的實(shí)際水文條件以后，便要把這些數(shù)據(jù)交給防水部門的有關(guān)人員［3］。之后，由部門有關(guān)人員結(jié)合數(shù)據(jù)編制防治水方案，對(duì)于防治水方案的制訂可根據(jù)季節(jié)或月份進(jìn)行落實(shí)，而針對(duì)不同種類的水礦井，則需要針對(duì)其實(shí)際狀況去編制防治水方案。

3.2 加大雨季安全隱患的排查力度

處于雨季階段，更應(yīng)當(dāng)加大安全隱患的排查力度，從而避免因雨季而產(chǎn)生井下水害問題。相關(guān)工作人員需要切實(shí)地結(jié)合礦井所在區(qū)域氣候條件和降雨量展開綜合分析，在雨季來臨時(shí)，要制定相應(yīng)的隱患排除方法和處理辦法。因此，可以在礦山地防水主管部門的輔助下成立雨季安全隱患排除工作組，更加認(rèn)真地關(guān)注雨天的降水量問題。同時(shí)，應(yīng)對(duì)部分已廢棄的水井進(jìn)行回填管理，假如無法及時(shí)對(duì)廢棄水井進(jìn)行回填，則需要在井口部位安裝以鋼筋、混凝土制成的蓋板，從而有效起到止水作用，避免因?yàn)榈乇斫邓沟么罅坑晁咳刖?。?duì)井田附近的湖泊、河流和水庫(kù)這類區(qū)域也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定點(diǎn)巡視，如發(fā)現(xiàn)存在問題，要立刻上報(bào)，如果遇到一些容易出現(xiàn)洪水淹沒井口的情況，更需要及時(shí)上報(bào)給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)層，并推出一系列的緊急措施，撤出井下作業(yè)人員，做好地表輸排水工作，避免因地表水產(chǎn)生井下水害。

3.3 細(xì)化對(duì)煤礦水災(zāi)位置的勘測(cè)工作

通過對(duì)煤礦水災(zāi)進(jìn)行細(xì)化勘測(cè)，可有效避免在開采過程中出現(xiàn)的水災(zāi)問題，為了進(jìn)一步保證其勘測(cè)效果，精準(zhǔn)地捕捉到煤礦含水層位置，相關(guān)工作人員需要從以下方面出發(fā)對(duì)此問題加強(qiáng)重視。

（1）提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，保證上下聯(lián)系測(cè)量的準(zhǔn)確，清晰地標(biāo)出一些廢棄小煤礦井口位置。

（2）工作人員需要使用類似于三維地震技術(shù)去勘測(cè)在煤礦工作面附近是否存在斷層，并且判斷斷層的斷點(diǎn)地質(zhì)情況、斷裂的范圍及斷裂的延伸走向。在隨后進(jìn)行施工活動(dòng)的過程中，防止斷層線由于不合理開采而受到的破壞［4］。此外，還能夠利用瞬變電磁方式精確地探查出礦井工作面周圍存在的富水區(qū)，從而為后續(xù)防治水工作提供足夠的便利。

（3）經(jīng)過分析之后，判斷是否存在鉆孔未能得到密封，再對(duì)鉆孔展開治理。

（4）利用一些分辨率較高的探測(cè)儀器對(duì)煤礦工作面的巷道展開探測(cè)，通過觀察探測(cè)儀是否發(fā)出預(yù)警信息而有效避免出現(xiàn)水災(zāi)問題。

（5）防止因?yàn)榈叵滤畬訚B透而影響煤礦開挖工作。當(dāng)作業(yè)人員所處的開采工作點(diǎn)和預(yù)警部位相差大于30m時(shí)，便要在煤礦工作面的兩側(cè)進(jìn)行探測(cè)試驗(yàn)，并且確保打孔和施工巷道呈現(xiàn)出平衡的狀態(tài)。如果經(jīng)過勘測(cè)之后發(fā)現(xiàn)煤礦的開采點(diǎn)和預(yù)警部位之間距離相差為30m以下時(shí)，作業(yè)人員便要立刻停止作業(yè)，并展開探測(cè)試驗(yàn)，保證安全之后才可以繼續(xù)進(jìn)行。

（6）積極運(yùn)用多種先進(jìn)儀器執(zhí)行勘測(cè)工作。例如，可以運(yùn)用超前地質(zhì)探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)，超前地質(zhì)探測(cè)器本身便有著內(nèi)容詳細(xì)、探測(cè)范圍廣、精準(zhǔn)度高的優(yōu)點(diǎn)，因此，其應(yīng)用在煤礦開采工作中能夠真正發(fā)揮出其實(shí)際價(jià)值，憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，精準(zhǔn)地捕捉到每一個(gè)工作面附近存在的斷層部位，分析斷層位置、斷層寬度，了解斷層延伸方法，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出處于煤礦附近含水層的實(shí)際位置，由此，將為后續(xù)展開煤礦防治水工作提供非常寶貴的依據(jù)。

3.4 嚴(yán)格監(jiān)管鉆探施工質(zhì)量

相關(guān)工作人員要堅(jiān)決落實(shí)相關(guān)工作條例展開煤礦防治水工作，確保鉆探的施工質(zhì)量，這也是工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，同時(shí)，這個(gè)問題將成為防治煤礦水災(zāi)的重要舉措之一［5-6］。

（1）關(guān)于排水設(shè)備的準(zhǔn)備，需要加強(qiáng)重視力度，在展開鉆探工作前，便需要準(zhǔn)備好所要用到的排水設(shè)備。例如，可以在煤礦工作面中放置排水管、水泵、配電設(shè)備等。并且，相關(guān)工作人員也需要對(duì)排水設(shè)備展開定期維護(hù)，確保排水設(shè)備能夠順利運(yùn)行，在探測(cè)位置的最低部位可以設(shè)計(jì)一個(gè)容量較為合適的水倉(cāng)。

（2）在實(shí)際展開鉆孔作業(yè)之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做好鉆孔的設(shè)計(jì)，并且需要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行施工活動(dòng)。在施工時(shí)，也切勿憑借主觀認(rèn)知更改圖紙。

（3）在確定鉆孔位置時(shí)，需要確定一個(gè)比較穩(wěn)定的位置進(jìn)行鉆孔，通常情況下，鉆孔的位置可以布置在巷道下方，這樣能夠確保鉆孔和采礦地區(qū)之間的寬度保持足夠的厚度。在正式進(jìn)行鉆孔之前，要確保排水設(shè)備和巷道能夠正常運(yùn)行，避免煤礦水災(zāi)的出現(xiàn)。

（4）為了進(jìn)一步保證鉆探工作的安全進(jìn)行，相關(guān)工作人員需要對(duì)施工安全技術(shù)和施工設(shè)計(jì)展開詳細(xì)且精準(zhǔn)的記錄，施工人員一定要按照施工的實(shí)際要求完成施工活動(dòng)，并且在正式施工之前對(duì)相關(guān)施工人員展開培訓(xùn)工作。當(dāng)施工人員具備一定的煤礦水災(zāi)意識(shí)和較強(qiáng)的施工技術(shù)之后，才能正式步入工作崗位，并為獲得良好施工效果奠定基礎(chǔ)。

（5）建立起防水災(zāi)組織。考慮到煤礦開采人員在整個(gè)煤礦防治水工程中的實(shí)際作用，開采人員方面應(yīng)當(dāng)事先與其他技術(shù)人員加強(qiáng)溝通，并且對(duì)煤礦展開測(cè)量。接下來，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，探測(cè)人員要對(duì)煤礦情況進(jìn)行探測(cè)，而施工人員則主要負(fù)責(zé)完成施工活動(dòng)，每一名技術(shù)人員都應(yīng)當(dāng)保持以相互配合的良好狀態(tài)完成施工活動(dòng)，最終確保獲得良好的施工效果。

（6）檢查鉆孔器是不容忽視的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行鉆孔之前，一定要對(duì)鉆孔設(shè)備的防噴、閘閥等一系列裝置進(jìn)行檢查，從而保證后期鉆孔設(shè)備得以順利運(yùn)行。

（7）關(guān)于鉆孔施工的控制，需要相關(guān)工作人員及時(shí)且詳盡地應(yīng)用施工技術(shù)，并且記錄、整理施工過程中出現(xiàn)的異常情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并給出相應(yīng)的解決方案，保障鉆探工作的順利進(jìn)行。

（8）鉆探防護(hù)是進(jìn)行防水工作時(shí)需要予以重視的一項(xiàng)問題，通過做好防護(hù)工作，避免在鉆探過程中產(chǎn)生有毒氣體而對(duì)施工人員帶來危害，有效保障施工人員的健康問題。

4 結(jié)語

綜上所述，處于煤礦井下的水災(zāi)問題將會(huì)給煤礦井下施工活動(dòng)帶來極大的不良影響，無論是對(duì)煤礦開采企業(yè)來說，還是對(duì)施工人員來講，水災(zāi)問題都將產(chǎn)生極大的安全隱患。因此，考慮到水災(zāi)問題所容易產(chǎn)生的一系列消極情況，相關(guān)施工單位方面一定要采用有效的防治水技術(shù)解決煤礦井下水災(zāi)問題，避免因水害問題影響作業(yè)環(huán)境而增加生產(chǎn)成本。并且，相關(guān)工作人員也一定要從防治水的準(zhǔn)備工作做起，在雨季期間，加強(qiáng)隱患排查力度，制訂出一系列應(yīng)急方案，以免出現(xiàn)水害問題時(shí)難以給出有效的整改對(duì)策。通過從方方面面著手，掌控好防治水工程的諸多細(xì)節(jié)，繼而為營(yíng)造良好的煤礦井下作業(yè)環(huán)境奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)，也從根源處解決了因水災(zāi)所產(chǎn)生的危害問題。