探析煤礦地質防治水工作常見問題和對策

＊武英俊

（華陽新材料科技集團有限公司 山西 045008）

引言

煤炭作為我國能源結構安全的重要組成部分，在推動經濟社會發(fā)展方面扮演著重要作用，然而我國煤炭開采大多屬于地下采掘，作業(yè)環(huán)境復雜，開采難度較大。隨著煤礦采掘逐漸深入地表深處，煤礦水害時有發(fā)生，成為制約煤礦安全生產的重大隱患，嚴重影響煤礦采掘進度，威脅著企業(yè)職工生命和財產安全?；诿旱V水害的事實，需要充分認知防治水工作的框架內容，加強水文地質資料的搜集，建立完善的礦井防治水制度，加快防治水技術研究，落實礦井防治水工作的各環(huán)節(jié)，從根本上降低礦井突水事故的發(fā)生率。本文從煤礦防治水工作的內容和主要任務入手，分析了當前煤礦防治水工作普遍存在的問題，結合問題的分析有針對性地提出若干探究煤礦防治水工作的有效措施。

1.煤礦防治水工作

(1)礦井水害類型

按照礦井水的來源及類型不同，我國煤礦開采礦井水害主要有三種，分別是礦井水、礦井突水和礦井水害。礦井水是指礦井開采過程以滲入、淋入、滴入、涌入等方式進入巷道的任何來源水。礦井水害是指影響煤礦安全生產、威脅采掘工作面安全、增加噸煤生產成本以及使巷道局部或全部淹沒的礦井水。礦井突水是指采掘工作面靠近含水層、地表水體斷裂帶或者溶洞洞穴等突然涌入出水的現象，礦井突水通常發(fā)生在較厚的含水砂礫石層、地表水連通破裂帶或喀斯特地貌形成區(qū)域。此外，煤礦長期開采后會形成采空區(qū)，當與地下水連通形成虹吸效應，造成開采區(qū)充滿積水，此時在附近采掘的工作面會破壞積水區(qū)邊緣導致透水事故發(fā)生。因此，無論哪種水害事故，如果不能及時采取應對措施有效應對，都會對企業(yè)造成巨大經濟損失，嚴重的甚至引發(fā)人員上傷亡事故。

(2)煤礦防治水概念

煤礦防治水就是為防止地表水及地下水計入礦區(qū)、巷道，進而威脅礦井安全生產而采取的治理措施。煤礦防治水需要了解礦區(qū)周邊塌陷情況，匯總采掘工作面積水深度和積水面積，得到礦井地區(qū)比較詳細的水文地質資料，當地降雨量、洪水季節(jié)及水位等氣候數據也是地質分析的補充數據。于此同時，通過與當地氣象部門合作建立水位觀測站，實時監(jiān)測礦井巷道水位變化，重點做好雨季洪水預警工作，完善礦區(qū)排水系統(tǒng)和排水設備，確保礦區(qū)疏排水系統(tǒng)正常運行保證煤礦安全生產。

(3)防治水的主要任務

基于上述煤礦防治水的介紹，煤礦防治水的主要任務集中在以下幾個方面。一是，在煤礦正式開采前，結合當地地質水文條件制定詳細的開采計劃，為煤礦防治水工作提供前瞻性的解決方案，從源頭上保障煤礦防治水順利開展。二是，在水文地質分析的基礎上，逐步建立防治水監(jiān)測和監(jiān)控體系，根據礦區(qū)滲水強度合理評估礦區(qū)疏排水規(guī)模，合理布局不同容積水槽儲的位置，采購現代化的水情監(jiān)測設備、探放水鉆機、排水設備和應急堵漏材料，進一步鞏固礦區(qū)防治水工作所需的硬件基礎。三是，煤礦防治水工作遵循“三專兩探一撤人”的方針，具體而言就是，配備防治水專業(yè)技術人員，配齊防治水專用設備，配編專業(yè)化探防水作業(yè)隊伍，在采煤巷道必須同時使用物探和鉆探兩種探放水手段，出現透水征兆必須立即撤離現場作業(yè)人員。四是，完善煤礦防治水管理工作，通過建立防治水安全生產管理制度，明確各單位職責，確定相關責任人員，從責任落實、技術引進、疏排水效果等多方面加強礦區(qū)防治水管理，不斷改進防治水工作方式，提升礦區(qū)防治水效能，為煤礦企業(yè)安全生產保駕護航。

2.煤礦防治水存在的問題

(1)水文地質資料不完整

在開展煤礦防治水工作之前，需要了解礦井地質條件及周邊的環(huán)境，包括礦井充水源、水害分布及積水量等內容，但是一些煤礦企業(yè)沒有認真研究礦井充水條件，特別是充水性圖。作為一種對井下水文地質資料實際測量并綜合記錄的圖紙，礦井充水性能圖詳細記載礦區(qū)充水規(guī)律，同時也是礦井水害防治及制定防水方案的重要依據。沒有經過水文地質調研，所制定的防治水方案容易脫離實際，缺乏針對性，貿然進行煤層開采會導致作業(yè)面突水事故發(fā)生。此外煤礦地質資料應該包含對礦區(qū)周邊環(huán)境的評估，對煤礦開采具有重要不良影響的因素應該重點進行勘察和調研，比如對煤礦周邊廢棄礦井、窯洞、溶洞等特殊地質。一些煤礦采掘企業(yè)缺少對周邊環(huán)境的勘察，沒有標記特殊地貌的位置、范圍、積排水量、水情變化等詳細數據，導致實際開采過程反復打眼鉆孔確認安全方位，嚴重拖延工作面采掘進度，影響煤礦開采效率。與此同時，煤礦水文地質資料的精確度對于礦區(qū)巷道選擇、設備放置、人員安排等具有重要意義，當水文地質資料由于誤差過大而失真，會導致實際可開采量與規(guī)劃開采量數據存在偏差，浪費了企業(yè)人力、物力、財力等成本投入，造成企業(yè)蒙受巨大經濟損失。

(2)排水系統(tǒng)建設落后

建設科學合理的規(guī)劃排水系統(tǒng)是保障煤礦安全開采的重要條件，其不僅是落實防治水工作的需要，而且是保證人員和財產安全的重要屏障。然而在煤礦采掘工作中，一些煤礦生產企業(yè)漠視排水系統(tǒng)的重要性，將經濟效益凌駕于安全生產之上，對國家煤礦安全生產關于排水系統(tǒng)的規(guī)章制度置若罔聞，長期忽視排水系統(tǒng)建設，比如：巷道采掘面逃生通道缺少安裝密閉門，水倉設計沒有主副之分，水倉質量和數量不達標等問題突出，嚴重威脅著煤礦采掘工作面的安全。除了上述提到的排水系統(tǒng)設計問題、質量問題以外，缺少維護保養(yǎng)也是排水系統(tǒng)效能低下的重要原因。封閉門金屬部分生銹導致逃生通道不能有效閉合，水倉缺少零配件不能增壓排水，放水閥門年久失修不能啟動等都是礦井維護工作容易忽視的環(huán)節(jié)，如果不能得到及時處理，很有可能導致突水事故防水預案失效，給企業(yè)造成重大的人員和財產損失。

(3)防治水工作未完全落實

煤礦防治水工作未完全落實的原因體現在以下幾個方面。從制度建設上講，由于煤礦企業(yè)的逐利性，“重效益輕安全”的思想根深蒂固，缺乏相關體制建設，缺少防治礦井水害的制度約束，從而導致煤礦防治水工作在整體上缺少有效管理，具體表現為：各部門職責權屬不明確，單位負責人推諉塞責，技術人員沒有提出防治水方案，部分普通職工更是認為煤礦防治水可有可無，即使有防治水工作預案，實際在地表水治理或地下水排查過程重工作流于形式，缺少發(fā)揮防治水危害的實際作用，導致礦區(qū)透水事故頻發(fā)，安全生產形勢不斷惡化。從基礎設施建設角度講，煤礦企業(yè)防治水工作投入不足，一方面，缺少足夠的資金升級改造老舊的礦區(qū)防治水的重要設備和關鍵零配件，導致防治水設備可利用率不高；另一方面，違規(guī)建設、裝備防護不足、設備間不通用等問題突出，導致防治水設備重復投資、花費巨大，加重了企業(yè)的負擔，并且在實際防治水作業(yè)過程難以發(fā)揮實際效用，給企業(yè)安全生產形勢構成巨大挑戰(zhàn)。

(4)缺少專業(yè)技術人才

在煤礦實際開采工作中，很少有企業(yè)成立專門的防治水專業(yè)化部門，并針對礦區(qū)防治水形勢提出整體解決策略。從思想上看，煤礦開采企業(yè)不重視防治水工作，將其簡單歸類為輔助生產部門，缺少專業(yè)化的水害防治隊伍。從管理角度看，煤礦防治水工作任務量難以量化，缺少相關管理制度考評，導致一些人員工作內容繁多而工作落實的實際效果不佳，在基層管理隊伍中普遍存在畏難情緒，導致礦區(qū)防治水工作進展緩慢。從人員分配角度看，一些煤礦的防治水工作通常由安全環(huán)保部門人員兼任，由于缺少防治水相關專業(yè)知識和能力，兼職人員很難兼顧防治水工作的科學性和實用性，導致礦區(qū)防治水工作難以達到預期的目標。從人員素質角度看，煤礦企業(yè)對于防治水人才的培養(yǎng)和培訓工作缺失，沒有投入足夠的財力、物力強化人才隊伍建設，導致防治水人才隊伍不穩(wěn)定，相關人才的流失進一步加劇了防治水工作的難度，缺乏專業(yè)化的防治水技術方案無法從根本上解決礦區(qū)水害，造成礦井水害成為制約企業(yè)安全生產的痼疾。

3.加強煤礦防治水工作的有效措施

(1)加強地質勘探工作，完善水文地質資料

礦區(qū)地質勘察工作是保障安全采煤的前提和基礎，加強地質勘探工作就是要對當體地質構造和地下水體進行詳細的調查研究，掌握煤礦地質各項技術參數，形成詳盡的水文地質調查報告，并且逐步建立和完善地下水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，為預防礦井水害提供可靠保障。對于礦井地質構造異常的區(qū)域，比如廢棄礦井、窯洞、溶洞等，需要對特殊地質構造帶進行深入分析，繪制具有較高精度的地質地圖，并結合勘察數據標注，能夠比較完整的呈現煤礦井下地質構造異常狀態(tài)。此外，借助計算機相關軟件，在煤礦水位地質探測過程中引入三維地質成像、電磁波探測、定向鉆探技術等，能夠實現礦區(qū)地質地貌由數字信號轉化處理成異常圖表，方便煤礦工程技術人員對特殊地質構造進行預判。在獲得礦區(qū)水位地質相關數據和圖像后，就需要根據不同地理地貌進行具體分析，結合當地降水、河流匯水情況以及地表下水流變化綜合判斷，不斷完善水文地質資料，并采取有針對性的防治水策略，為礦區(qū)煤炭開采提供科學合理的數據支撐。

(2)建全防治水工作制度，嚴格落實工作責任

安全生產責任制是保障煤礦安全開采工作的基石，在任何時期都需要常抓不懈。在煤礦防治水工作中，結合礦區(qū)安全生產實際，制定礦區(qū)防治水工作辦法，明確各單位、各部門防治水職責權限，落實相關責任人員，保證礦區(qū)防治水的權責內容橫向到邊、縱向到沿。根據礦井人員配置情況，成立專門的防治水工作領導小組，統(tǒng)一管理全礦區(qū)防治水工作，各單位也要明確劃分權責，準確把握轄區(qū)內防治水工作，通過責任層層落實，切實將煤礦防治水工作層層分解、有效落實。采用超前管理思維，提前對礦區(qū)水害層進行探查和預判，采用底板注漿加固含水層，采用頂板放水及時排出危害水流，確保煤礦開采工作順利開展。同時加強對當地地質水文條件變化的監(jiān)管，運用專業(yè)化觀測設備實時監(jiān)視水文數據，依靠現有地質資料分析水文變化，從而不斷滿足礦井規(guī)?；?、連續(xù)化的生產需求。

(3)建立礦井防排水系統(tǒng)，將突水災害降至最低

在煤礦防治水工作開展過程中，建立并完善礦井防水排水系統(tǒng)顯得尤為重要。一般地，在正式開展放排水之前，需要認真研究煤礦生產計劃與方案，結合當地水文地質特點，總結處地下水分布規(guī)律，并制定科學合理地配置防水排水系統(tǒng)，保證防治水工作能夠隨時適應煤礦安全生產地要求。同時建立科學完整的防水排水體系，推動人員、設備、技術等各要素積極投入防排水系統(tǒng)建設，完善地上地下河流水文變化的監(jiān)測，為避免階段性、周期性礦井水害的發(fā)生提前制定應急方案，充分發(fā)揮防排水系統(tǒng)在煤礦水害治理工作中的重要價值。對于煤礦防排水系統(tǒng)實際工作情況，要及時進行總結評估，以疏水能力指標作為發(fā)揮防排水評價效能的重要參考，對礦區(qū)防排水工作進行全面、細致的評價，并將相關評價指標和評價結果反饋給礦井調度系統(tǒng)，客觀上推動煤礦安全生產工作的落實。

(4)加快防治水技術研究，提升安全生產的能力

加快煤礦防治水技術的研究，堅持走引進、消化、再吸收的發(fā)展道路，為煤礦企業(yè)安全生產形勢提供有力的科技支持。在探水鉆孔布局上，可以適當增加鉆孔數量，增大鉆孔探測距離，合理設置探測仰角，保證鉆孔探測視野覆蓋巷道前進方向的同時預留一定的安全探測間距，從而優(yōu)化探水鉆孔的空間布局，保證探孔觀測結果能夠真實反映水文地質變化。在封孔質量上，可以采用“兩堵一注”的封孔策略，采用膨脹水泥+聚氨酯粘合劑的方法固定鉆孔里的PVC探孔，待孔口材料凝固后，采用高壓注水的方式進行耐壓試驗，測試沒有發(fā)生鉆孔竄動或滲水現象，可視為封孔合格。對于煤礦巷道探放水支護，在鉆孔煤壁上采用玻璃鋼錨桿固定玻璃鋼帶的方式進行固定，常見固定形狀由“工”“W”等形狀，在撞楔超前錨桿支護部分可以采用一排密集的鋼針進行加固，防止出現頂板脫落、破碎等現象，威脅下方施工人員的安全。

(5)加強礦井班組建設，完善內部管理

專業(yè)化的防治水技術隊伍是促進煤礦防治水工作高效開展的重要保障，而防治水人才建設的關鍵是礦井基層班組建設，只有不斷完善煤礦基層單位防治水班組建設，不斷提高防治水作業(yè)的能力，才能從根本上減少礦井水害的發(fā)生，促進煤礦生產型企業(yè)安全生產。一方面，要不斷提升礦井班組防治水專業(yè)素養(yǎng)和能力水平，通過邀請科研院校專家學者進行知識講座，強化理論知識培訓，不斷拓展班組員工知識儲備，增強應對礦井復雜環(huán)境的分析能力。另一方面，定期組織煤礦地質防水工作人員進行實操培訓，通過考核-獎勵的辦法，提升班組職工處置礦井水害的實踐操作技能。此外，煤礦企業(yè)加強防治水宣傳教育，提升基層員工參與防治水的責任與熱情，從而開創(chuàng)人人有責、人人參與的煤礦防治水新局面，促進煤礦安全生產管理再上新臺階。

4.結束語

綜上所述，煤礦防治水工作是保障煤礦安全生產的重要基礎和前提，也是避免企業(yè)人員和財產損失的重要舉措，需要煤礦開采企業(yè)認真對待。面對煤礦水害危害巨大、防治水工作內容繁多的特點，煤礦管理人員應該認真對待防治水工作面臨的問題，加強水文地質資料的搜集，健全防治水工作制度，加快相關技術研究，加強基層班組建設，遵循防治水工作的基本規(guī)律，不斷開創(chuàng)煤礦防治水工作的新局面，為煤礦安全生產工作提供堅實保障。