煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作的結(jié)合問題探討

＊魏銀萍

（晉中市煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 山西 030600）

由于我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，需要采取專業(yè)的地質(zhì)勘查手段掌握礦區(qū)內(nèi)的煤礦層與水層實(shí)際分布情況，因此，將煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合，綜合評(píng)估和判斷可能會(huì)發(fā)生水害事故的區(qū)域，并提出與制定針對(duì)性預(yù)防措施，既能降低水害事故發(fā)生幾率，又能對(duì)煤礦開采作業(yè)中潛在水害隱患超前預(yù)測(cè)，保障煤礦開采質(zhì)量與生產(chǎn)安全性。如何有效促進(jìn)煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

1.煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的重要性分析

因煤礦開采是一項(xiàng)危險(xiǎn)程度較高的生產(chǎn)活動(dòng)，加上作業(yè)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜和惡劣，極易引發(fā)一系列安全事故，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。其中水害問題屬于發(fā)生率極高的煤礦安全事故，對(duì)煤礦開采作業(yè)安全性有著較大影響?；诖耍瑢⒚旱V地質(zhì)勘查與防治水工作相互結(jié)合，既能有效規(guī)避潛在水害隱患，又能保障煤炭資源合理開采。煤層承載強(qiáng)度分析是煤礦地質(zhì)勘查工作中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，有助于相關(guān)人員掌握煤層與水層實(shí)際分布情況和二者之間的密切關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)采礦區(qū)透水情況發(fā)生可能性的有效預(yù)測(cè)[1]?；诙吖ぷ鹘Y(jié)合機(jī)制，全面掌握采礦區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造與水文條件，對(duì)該區(qū)域內(nèi)的地表水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析，防止礦井被涌入大量積聚的地表水，為煤礦開采作業(yè)安全、有效開展提供基礎(chǔ)保障。

此外，地質(zhì)勘查也可以幫助煤礦企業(yè)掌握礦區(qū)范圍內(nèi)的煤層儲(chǔ)藏狀態(tài)以及實(shí)際儲(chǔ)存量，根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果選擇合適的開采作業(yè)方式提升煤炭資源回采率，并超前預(yù)測(cè)工作面可能存在的水害隱患，提出針對(duì)性防范措施，保障煤礦開采安全，使煤礦開采年限有效延長(zhǎng)的同時(shí)，也有利于推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的路徑構(gòu)建

(1)加強(qiáng)水害防治工作的重視程度

防治水工作落實(shí)不到位、水害防治措施制定缺乏合理性以及水害預(yù)防意識(shí)薄弱等均是導(dǎo)致煤礦水害事故發(fā)生幾率增加的主要因素。作為煤礦企業(yè)管理者，需要加強(qiáng)對(duì)水害防治工作的重視程度，并正確認(rèn)識(shí)地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合對(duì)煤礦開采作業(yè)安全、有序進(jìn)行的必要性，同時(shí)轉(zhuǎn)變?cè)忻旱V安全生產(chǎn)管理觀念，精準(zhǔn)落實(shí)與防治水工作相關(guān)的各項(xiàng)管控措施，貫穿于煤礦安全生產(chǎn)全過程。為了確保煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的路徑實(shí)踐有效，煤礦企業(yè)應(yīng)做好相應(yīng)的宣傳工作，向各部門、各崗位員工全方位普及防治水工作與地質(zhì)勘查相結(jié)合的必要性，既使煤礦開采作業(yè)中發(fā)生水害事故，也能科學(xué)合理應(yīng)對(duì)，保護(hù)自身安全。

由于煤礦開采是一項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)極高的作業(yè)，且井下作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，極易誘發(fā)安全事故，因此，基于煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合要求，制定覆蓋全面且有效的水害防治策略，并根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果合理規(guī)劃排水系統(tǒng)以及人員安全撤離路線，確保煤礦采掘期間各項(xiàng)活動(dòng)開展安全性。綜合分析礦區(qū)環(huán)境與水文地質(zhì)情況，通過掌握其變化情況，如水文、水位及水壓異常變化等，評(píng)估和判斷各工作面是否存在水害事故隱患，實(shí)現(xiàn)對(duì)水害事故的實(shí)時(shí)預(yù)警。同時(shí)結(jié)合評(píng)估報(bào)告，采取和完善制定水害事故預(yù)防與水資源利用相結(jié)合的治理措施，既能減少關(guān)于此方面成本投入，又能達(dá)到節(jié)能增效的安全生產(chǎn)目標(biāo)[2]。

(2)注重水害防治中地質(zhì)探測(cè)方法的靈活運(yùn)用

物探、鉆探、化探等是煤礦開采作業(yè)中較為常用的地質(zhì)探測(cè)方法，對(duì)開拓、掘進(jìn)、回采工作面的構(gòu)造發(fā)育和富水情況探測(cè)有著良好運(yùn)用效果。例如，井上運(yùn)用三維地震、電法等地質(zhì)探測(cè)方法，井下掘進(jìn)工作面可運(yùn)用分布式地震法或者瞬變電磁法，能夠?qū)ぷ髅媸欠翊嬖诟凰惓Ｇ闆r進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)；回采工作面可以在上述探測(cè)方法運(yùn)用的基礎(chǔ)上搭配無線電波透視法對(duì)其前方富水異常區(qū)、構(gòu)造發(fā)育地帶進(jìn)行探測(cè)，全方面掌握礦區(qū)內(nèi)積水部位所在位置以及實(shí)際分布情況，既能為水害針對(duì)性防治提供有效的參考依據(jù)，又能降低煤礦水害事故發(fā)生幾率。

例如，運(yùn)用地面瞬變電磁勘探法協(xié)助采礦區(qū)水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作開展，幫助相關(guān)人員全面掌握該區(qū)域各含水層富水性以及斷層富水性，結(jié)合地面瞬變電磁勘探結(jié)果，針對(duì)性安排水文地質(zhì)鉆探工作，達(dá)到對(duì)各含水層水文地質(zhì)特征進(jìn)一步詳查的勘查目的，綜合分析各含水層之間的水力聯(lián)系以及導(dǎo)致礦井充水情況出現(xiàn)的成因，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井涌水量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為優(yōu)化和完善礦井排水系統(tǒng)建設(shè)提供合理依據(jù)。掌握該煤礦所面臨的主要水害威脅和實(shí)際水文地質(zhì)條件，為后期防治水工作高效開展提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐[3]。

另外，結(jié)合地質(zhì)勘查結(jié)果，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的積水部位的水量、標(biāo)高、水壓等重要數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，并將其作為煤礦水害防治措施制定的參考依據(jù)，同時(shí)利用無人機(jī)智能探測(cè)設(shè)備對(duì)礦區(qū)內(nèi)廢氣巷道的積水情況全面探測(cè)，在采掘施工平面圖上明確標(biāo)注積水所在位置，再配合地質(zhì)探測(cè)器收集礦井內(nèi)部的含水構(gòu)造，以此達(dá)到內(nèi)部積水情況以及動(dòng)態(tài)變化的實(shí)時(shí)掌握。在煤礦水害防治中靈活運(yùn)用多種地質(zhì)探測(cè)方法，不僅可以發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又能保證勘查結(jié)果準(zhǔn)確性、全面性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)探測(cè)方法存在的不足，切實(shí)強(qiáng)化煤礦防治水基礎(chǔ)工作，從而將煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作二者相結(jié)合的作用充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)煤礦水害事故有效防治，最大程度上減少煤礦水害事故發(fā)生所造成的危害影響，規(guī)避不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

(3)完善安全生產(chǎn)責(zé)任機(jī)制，保障煤礦開采作業(yè)安全

提高水害問題防治工作水平的前提，必須做好水害防范以及地質(zhì)勘查工作精準(zhǔn)落實(shí)，不斷提升防治水工作開展前瞻性，結(jié)合地質(zhì)勘查結(jié)果，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)和記錄各類水害問題，以及水害問題發(fā)生所造成的影響，在此基礎(chǔ)上提出和制定具有針對(duì)性水害防治措施，確保煤礦防治水工作開展有效性[4]。通過對(duì)煤礦開采區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘查，將收集與整合的數(shù)據(jù)資料提供給防治水工作人員，確定水位觀測(cè)站位置，為保障煤礦開采作業(yè)安全、順利進(jìn)行提供強(qiáng)力支撐。同時(shí)對(duì)礦區(qū)內(nèi)的事故塌陷范圍精準(zhǔn)勘查，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息詳細(xì)記錄，并要求根據(jù)數(shù)據(jù)資料完善現(xiàn)有安全生產(chǎn)責(zé)任機(jī)制，優(yōu)化煤礦安全生產(chǎn)體系頂層設(shè)計(jì)，從源頭上把控礦區(qū)安全生產(chǎn)活動(dòng)，將地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的功能作用最大程度地發(fā)揮。如何完善礦區(qū)安全生產(chǎn)安全責(zé)任機(jī)制，具體可從以下幾個(gè)方面著手。

首先，以提升各部門之間工作的協(xié)調(diào)性為導(dǎo)向，將安全生產(chǎn)責(zé)任機(jī)制在各環(huán)節(jié)充分落實(shí)，明確劃分各環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人的安全生產(chǎn)管控職責(zé)范疇，要求各環(huán)節(jié)均能嚴(yán)格執(zhí)行水害問題預(yù)防和防治工作要求。因煤礦防治水工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期且不間斷的工作內(nèi)容，地質(zhì)勘查是煤礦防治水工作有效開展的前提，統(tǒng)計(jì)與分析地質(zhì)勘查階段所獲得各種數(shù)據(jù)資料，確保各項(xiàng)決策實(shí)施科學(xué)性、合理性。

其次，基于已掌握的地質(zhì)勘查情況，落實(shí)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)礦井水工作，對(duì)地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和記錄，掌握地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并提出針對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施，一旦水下水位出現(xiàn)異常變化情況，則可以第一時(shí)間實(shí)施提前制定好的應(yīng)對(duì)舉措，為礦下開采作業(yè)安全、有序進(jìn)行提供基礎(chǔ)保障。并要求各部門、各崗位員工不斷增強(qiáng)安全生產(chǎn)責(zé)任意識(shí)，正確認(rèn)識(shí)煤礦防治水工作必要性，使其當(dāng)水害問題發(fā)生時(shí)，在保護(hù)自身安全的同時(shí)，也能減少實(shí)際工作中違規(guī)操作行為出現(xiàn)。

最后，完善現(xiàn)有排水系統(tǒng)，根據(jù)整個(gè)煤礦開采區(qū)域?qū)嶋H情況，再綜合考慮防治水工作具體要求，在原有排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引進(jìn)目前最先進(jìn)的排水設(shè)備，完善礦下排水系統(tǒng)各項(xiàng)功能，全面分析采礦區(qū)實(shí)際匯水情況，為今后定期開展排水系統(tǒng)運(yùn)維工作提供參考依據(jù)。

(4)夯實(shí)工作基礎(chǔ)，強(qiáng)化煤礦防治水成效

以強(qiáng)化煤礦防治水成效為抓手，在煤礦開采作業(yè)中，夯實(shí)工作基礎(chǔ)，并完善各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，實(shí)現(xiàn)煤礦水害事故有效預(yù)防的同時(shí)，也能促進(jìn)煤礦地質(zhì)勘查和防治水工作水平的雙提升。具體可從以下幾個(gè)方面著手。

①將采礦區(qū)域內(nèi)與地質(zhì)勘查和防治水工作相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集，對(duì)其進(jìn)行全面的整合與研究，幫助相關(guān)工作人員清楚了解礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)和防治水實(shí)際情況。核查前期所收集地質(zhì)監(jiān)測(cè)資料的準(zhǔn)確性，確認(rèn)是否存在不合理的數(shù)據(jù)記錄，待查證后方可在后續(xù)防治水工作中作為參考依據(jù)來使用[5]。通常情況下，在開展煤礦地質(zhì)勘查工作時(shí)，應(yīng)對(duì)礦區(qū)的地形地貌、井上井下工程位置等關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息全面核實(shí)，針對(duì)不確定的位置盡可能重新勘查，確保與煤礦相關(guān)的數(shù)據(jù)資料收集可靠并覆蓋全面。例如，通過前期開展煤礦隱蔽致災(zāi)因素普查結(jié)果，同時(shí)結(jié)合礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)等因素，詳細(xì)編制煤礦防治水“三區(qū)”（可采區(qū)、緩采區(qū)、禁采區(qū)）管理報(bào)告，進(jìn)一步提升煤礦防治水工作水平，有效預(yù)防煤礦水害事故，為煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。同時(shí)礦區(qū)內(nèi)的積水區(qū)域、采空區(qū)內(nèi)的積水量等資料收集是前期煤礦地質(zhì)勘查中極為重要的基礎(chǔ)工作，需要根據(jù)其勘查結(jié)果在回采作業(yè)前將此處積水排除干凈，降低水害事故發(fā)生幾率，為煤礦開采作業(yè)順利開展提供安全保障，又能規(guī)避資源浪費(fèi)問題。

②科學(xué)配置防治水裝備。物探設(shè)備、注漿設(shè)備、探水鉆機(jī)以及煤礦水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等均是對(duì)煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作開展有著重要作用的裝備，有助于煤礦企業(yè)將地質(zhì)勘查與防治水工作有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二者工作效率與質(zhì)量雙提升目標(biāo)。例如，主要的采礦區(qū)域需要完善防治水裝備配置，根據(jù)國家及行業(yè)現(xiàn)行規(guī)定為其配置和構(gòu)建符合要求的防治水裝備，如水閘門、水閘墻等，從根本上保障煤礦安全生產(chǎn)。

③為了進(jìn)一步提高煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的技術(shù)水平，煤礦企業(yè)應(yīng)與當(dāng)?shù)貙I(yè)的科研機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，在科研單位的協(xié)助下對(duì)采礦區(qū)域的地質(zhì)水文條件進(jìn)行全面分析，打破煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作之間存在的技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的深度融合，提升煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合路徑實(shí)踐有效性。同時(shí)通過與科研單位開展合作，也能為后續(xù)優(yōu)化與完善煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合路徑提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，突破關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，保障煤礦開采質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水害事故有效預(yù)防。

(5)貫徹可持續(xù)發(fā)展理念，提高煤礦開采效益

地質(zhì)勘查工作是確保煤礦安全生產(chǎn)的有效手段之一，在實(shí)際煤礦開采作業(yè)開展過程中，做好地質(zhì)勘查工作，不僅有利于降低各類事故發(fā)生幾率，對(duì)煤礦服務(wù)年限延長(zhǎng)也能起到一定作用，進(jìn)而有效節(jié)約煤礦開采成本。根據(jù)煤開采區(qū)域?qū)嶋H情況，選擇合適的地質(zhì)勘查手段獲取該區(qū)域巖體運(yùn)動(dòng)參數(shù)，為煤柱保護(hù)措施合理制定提供相應(yīng)參考依據(jù)，同時(shí)也可以促進(jìn)煤炭資源的回采率進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)煤礦可持續(xù)開發(fā)和利用。深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念，加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，擴(kuò)大煤礦的有效開采面，掌握采礦區(qū)域內(nèi)可開采煤炭資源的實(shí)際儲(chǔ)存量，以此科學(xué)規(guī)劃煤礦開采計(jì)劃，為煤礦可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐，從而實(shí)現(xiàn)煤礦開采效益最大化[6]。

另外，重視對(duì)各崗位工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，幫助其正確認(rèn)識(shí)煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合的重要性，學(xué)習(xí)當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)和理論知識(shí)，并不斷增強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)意識(shí)，使各崗位工作人員熟練掌握地質(zhì)勘查技術(shù)以及防治水害問題的相關(guān)技術(shù)，切實(shí)提高煤礦地質(zhì)勘查與防治水工作在技術(shù)層面的專業(yè)水平。除了普及煤礦安全生產(chǎn)知識(shí)以外，也要訓(xùn)練基層作業(yè)人員的自救能力，既使煤礦開采作業(yè)中突發(fā)水害事故，也能從容應(yīng)對(duì)，按照擬定好的逃生路線完成自救，保障自身生命安全。并要求礦區(qū)的作業(yè)人員均要準(zhǔn)確了解各開采區(qū)內(nèi)的實(shí)際水儲(chǔ)量，防止因作業(yè)操作不規(guī)范而引發(fā)潛在水害隱患，確保開采作業(yè)安全性。

3.結(jié)束語

地質(zhì)勘查與防治水工作是煤礦資源開采過程中需要給予高度重視的問題，地質(zhì)勘查與防治水工作相結(jié)合，有助于更加全面地掌握煤礦開采區(qū)域的水文環(huán)境以及地下水分布情況等，綜合評(píng)估水害問題可能會(huì)出現(xiàn)的部位，在此基礎(chǔ)上制定針對(duì)性防治措施，從根本上保障礦下作業(yè)安全性。