地測(cè)防治水技術(shù)及設(shè)備在煤礦中的應(yīng)用分析

趙 理

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司，山西晉城 048400）

地測(cè)防治水技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用到煤礦開(kāi)采中可以全面提升煤礦開(kāi)采的安全性，提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。合理的應(yīng)用防水設(shè)備，保障人員開(kāi)采安全性，促進(jìn)工作效果的提升。當(dāng)前很多煤礦開(kāi)采環(huán)節(jié)，都容易出現(xiàn)安全事故，給企業(yè)造成損失，危害人們的生命安全。基于此，很多煤礦開(kāi)采企業(yè)對(duì)于地測(cè)防治水技術(shù)研發(fā)不斷深入，合理應(yīng)用先進(jìn)的防治水設(shè)備，保障煤礦與人員安全性，對(duì)煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極意義。煤礦開(kāi)采不斷深入的情況下，人們已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到傳統(tǒng)技術(shù)的不足，有很多安全隱患沒(méi)有完全消除，比如人員素質(zhì)不足、設(shè)備水平不合格等，造成采礦安全性不合格。因此，需要引入先進(jìn)地測(cè)防治水技術(shù)，給煤礦生產(chǎn)有效進(jìn)行提供基礎(chǔ)。

1 地測(cè)防治水技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用的意義

在我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展之下，科學(xué)技術(shù)水平日益提高，煤炭行業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大，煤礦開(kāi)采安全性已經(jīng)成為全社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。隨著我國(guó)采礦技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，技術(shù)水平、安全性都有了很大的提升，但是開(kāi)采范圍、作業(yè)量日益擴(kuò)大，安全形勢(shì)也愈發(fā)嚴(yán)峻。為了能夠提升煤礦開(kāi)采質(zhì)量和效率，要進(jìn)行開(kāi)采范圍的地質(zhì)條件、儀器設(shè)備、煤礦質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)，這時(shí)地測(cè)防治水技術(shù)發(fā)揮出很大的作用。該技術(shù)應(yīng)用后，對(duì)于煤礦開(kāi)采的問(wèn)題足夠的重視，并檢驗(yàn)檢測(cè)煤礦生產(chǎn)情況，切實(shí)提升煤礦開(kāi)采的效果和質(zhì)量。通過(guò)使用地測(cè)防治水技術(shù)及設(shè)備，讓人們認(rèn)識(shí)到煤礦開(kāi)采的標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)揮出現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升煤礦開(kāi)采的水平與效果，大幅提升開(kāi)采水平，符合當(dāng)前開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)要求。與此同時(shí)，地測(cè)防治水技術(shù)及設(shè)備的合理使用，可以保護(hù)人們生命安全，降低傷亡事故發(fā)生率，促進(jìn)煤礦開(kāi)采順利進(jìn)行。

2 礦井水的主要成因

在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)作業(yè)環(huán)節(jié)，因?yàn)殚_(kāi)采深度在不斷的增大，容易導(dǎo)致很多區(qū)域出現(xiàn)采空區(qū)，地下水在自重作用下不斷地進(jìn)入到采空區(qū)，這樣會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重積水的問(wèn)題，這一現(xiàn)象就被人們叫做老空水現(xiàn)象。在形成比較大范圍的采空區(qū)，一旦人員操作不當(dāng)，或者不具備科學(xué)的意識(shí)，沒(méi)有及時(shí)清理掉積水，對(duì)于后續(xù)的開(kāi)采工作產(chǎn)生不利影響，甚至還會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故問(wèn)題，必須堅(jiān)決杜絕這一問(wèn)題。此外，在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采中機(jī)械設(shè)備如果觸碰到老空水儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)，還會(huì)導(dǎo)致礦井積水量增大，導(dǎo)致安全事故發(fā)生率升高。如果人員不能老空水問(wèn)題合理處理，在長(zhǎng)期的作用之下，儲(chǔ)量會(huì)日益增多，在積累到一定程度后，礦井內(nèi)的一些毒氣通過(guò)老空水滲入到礦井內(nèi)，給人們的生命健康安全產(chǎn)生不利的影響。在礦井發(fā)生老空水的問(wèn)題后，巖層的形式以隔水層為主。很多的情況下，巖層都要承載兩個(gè)方向的作用力影響，并且地下水量持續(xù)增加的條件下，巖層受到的壓力作用也會(huì)升高。壓力超出巖層承載性能后，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)碎裂，并且有大量的地下水直接涌出礦井，造成更加嚴(yán)重的事故，危害性也會(huì)更大。

3 突水方式

老空水因?yàn)榻M成形式比較特殊，特點(diǎn)比較鮮明，這種情況之下，水質(zhì)一般以酸性為主，具備一定的毒害性。雖然儲(chǔ)水量較少，但是給煤礦開(kāi)采作業(yè)造成巨大的影響，也是造成嚴(yán)重安全事故的主要原因。同時(shí)，老空水一般都會(huì)在采空區(qū)內(nèi)有嚴(yán)重的積水問(wèn)題，所以在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采環(huán)節(jié)，發(fā)生老空水的概率較低，經(jīng)過(guò)以往的事故分析發(fā)現(xiàn)，老空水安全事故一般都是出現(xiàn)在礦井挖掘的部分上。這一部分巖層因?yàn)殚_(kāi)挖而減小厚度，在受到水流巨大沖擊力作用下，礦井會(huì)出現(xiàn)較大的水源，從而出現(xiàn)安全事故。

4 煤礦防治水工作中水文地質(zhì)條件的主要影響

（1）影響礦井安全。經(jīng)過(guò)水文地質(zhì)條件分析，水文資料是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到整個(gè)礦井運(yùn)行安全性，比如在日常工作中礦井充水性圖表為水文地質(zhì)資料的圖紙信息，使得人們可以更好地了解礦井充水變化規(guī)律，才能預(yù)防發(fā)生水損害的問(wèn)題。比如某礦井在開(kāi)采中其井田的南北寬度在3.5km 左右，東西大約8.0km，面積約24.51km2。技術(shù)人員經(jīng)過(guò)綜合分析，確定選擇應(yīng)用長(zhǎng)壁式采煤法，聯(lián)合設(shè)備應(yīng)用綜合放頂煤采煤工藝方案。

（2）影響水文地質(zhì)調(diào)查。礦井開(kāi)采作業(yè)環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)該加大力度展開(kāi)煤礦狀態(tài)的調(diào)查，掌握全部資料，進(jìn)而可以確定具體的開(kāi)采范圍、年限、積水情況等方面。采取合理的措施預(yù)防透水事故的發(fā)生，確保礦井開(kāi)采的安全性。比如，在某煤礦開(kāi)采環(huán)節(jié)，因?yàn)閿鄬用褐辛送杆詥?wèn)題，突水量超過(guò)700m3/h。為了預(yù)防突水事故導(dǎo)致嚴(yán)重的負(fù)面影響，礦井技術(shù)人員采取合理應(yīng)對(duì)措施，及時(shí)干預(yù)和預(yù)防處理，保障開(kāi)采作業(yè)的安全性。

（3）影響作業(yè)區(qū)域內(nèi)水文資料。很多情況下，對(duì)于采區(qū)設(shè)計(jì)以及巷道布置方案產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。比如，某礦區(qū)工作面原本設(shè)計(jì)走向是900m，切眼分布在礦井煤柱線上。但是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員對(duì)于臨界小煤礦采掘信息掌握不夠完善，所以在現(xiàn)場(chǎng)施工中容易出現(xiàn)偏差和影響，在鉆入環(huán)節(jié)出現(xiàn)了積水噴發(fā)的情況發(fā)生，雖然后續(xù)已經(jīng)開(kāi)始設(shè)置切眼，但是因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)影響，造成結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞問(wèn)題，無(wú)法達(dá)到正常使用的要求。

5 礦井防治水工作的主要方法

（1）嚴(yán)格落實(shí)對(duì)于礦區(qū)作業(yè)安全管理，加強(qiáng)防護(hù)，執(zhí)行防治水的工作任務(wù)和要求，這樣才能保障人員安全。在具體的工作中落實(shí)以人為本的基本原則，每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)層級(jí)都要落實(shí)管理工作，確保各項(xiàng)工作順利的實(shí)施。首先，煤礦企業(yè)重視管理人員的安全防護(hù)與管理，讓其意識(shí)到安全防護(hù)的重要性，并且在工作中嚴(yán)格要求自己，規(guī)避違法、違規(guī)的行為。其次，在防治水各項(xiàng)措施應(yīng)用時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行工作標(biāo)準(zhǔn)要求，有效分析地質(zhì)以及水文條件，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理和控制工作，促進(jìn)施工效果的提升，降低安全事故的發(fā)生率，滿(mǎn)足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）分析礦井水害形成原因，有效落實(shí)各項(xiàng)防治措施。在煤礦防治水工作實(shí)施前，煤礦企業(yè)積極組織技術(shù)人員分析形成原因，針對(duì)性了解其中存在的問(wèn)題，制定完善、科學(xué)、有效的治理措施。在該環(huán)節(jié)中煤礦企業(yè)應(yīng)該深入展開(kāi)勘察工作，掌握全面的煤礦地質(zhì)與水文信息，勘察結(jié)果準(zhǔn)確、全面，從而有效的指導(dǎo)開(kāi)展后續(xù)的煤礦開(kāi)采工作。此外，煤礦企業(yè)的管理者重點(diǎn)關(guān)注防治水的工作，制定完善的監(jiān)督管理制度，不斷完善組織機(jī)構(gòu)，落實(shí)每一項(xiàng)工作的實(shí)施細(xì)節(jié)，編寫(xiě)流程標(biāo)準(zhǔn)，從而使得防治水工作可以順利的實(shí)施。由此可見(jiàn)，煤礦作業(yè)人員加強(qiáng)煤礦現(xiàn)場(chǎng)的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，積極組織各個(gè)方面的人才進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)分析與討論，了解造成水患的主要原因，并且根據(jù)實(shí)際情況總結(jié)出合理有效的水害治理措施，消除水害產(chǎn)生的不利影響，確保煤礦水害防治工作措施順利的實(shí)施，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化煤礦開(kāi)采與建設(shè)產(chǎn)生積極的意義。

（3）引入現(xiàn)代化的煤礦施工技術(shù)與設(shè)備，提高煤礦開(kāi)采作業(yè)的水平。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展之下，各個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平不斷發(fā)展和提升，現(xiàn)代化建設(shè)高速進(jìn)行，很多行業(yè)都有了很快的發(fā)展，尤其是對(duì)于煤礦開(kāi)采產(chǎn)業(yè)中先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備廣泛應(yīng)用。煤礦企業(yè)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身技術(shù)與設(shè)備的不足，立即更新處理，規(guī)避技術(shù)與設(shè)備缺陷所造成的不利影響，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)水平的提升，保障煤礦開(kāi)采作業(yè)的安全性。在煤礦生產(chǎn)中設(shè)備是核心，對(duì)于煤礦生產(chǎn)效率、質(zhì)量、安全有著直接的影響，所以煤礦企業(yè)要加強(qiáng)煤礦設(shè)備的采購(gòu)與管理，性能符合要求，才能滿(mǎn)足工作需要。例如，在某采空區(qū)區(qū)域探測(cè)的過(guò)程中可以采用高科技穿入式聲吶系統(tǒng),對(duì)該礦區(qū)地下的充水空區(qū)進(jìn)行測(cè)量,獲得聲吶點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并依次建立三維體模型，相關(guān)建模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，相關(guān)參數(shù)為：最大長(zhǎng)度22.8m；最大跨度8.6m；最大高度16.8m；投影面積157m2；最小頂板厚度22.4m；空區(qū)最高標(biāo)高1447m；底板最低標(biāo)高1425m；采空區(qū)體積865m3。

圖1 建模結(jié)構(gòu)圖

（4）建設(shè)完善的煤礦地質(zhì)勘察技術(shù)體系，確保每一項(xiàng)工作都能順利的實(shí)施。在煤礦開(kāi)采作業(yè)之前，進(jìn)行地質(zhì)勘察是基本工作，對(duì)于整個(gè)開(kāi)采工作的順利進(jìn)行產(chǎn)生直接的影響，所以必須要重視勘察技術(shù)體系的建設(shè)和運(yùn)行。在地質(zhì)調(diào)查的過(guò)程中主要是從靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面進(jìn)行，不斷的完善技術(shù)體系。靜態(tài)調(diào)查環(huán)節(jié)，技術(shù)人員在煤礦開(kāi)采運(yùn)行之前，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地環(huán)境展開(kāi)全面的調(diào)查與分析，了解現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、水文狀態(tài)等信息，并且把調(diào)查后的結(jié)論和實(shí)際開(kāi)采需要結(jié)合起來(lái)，各個(gè)方面單位共同分析，確定最佳的開(kāi)采方案。同時(shí)，將存在特殊地質(zhì)、水文條件的情況上報(bào)給管理部門(mén)，整合各個(gè)方面的信息和內(nèi)容，對(duì)于煤礦現(xiàn)場(chǎng)有足夠的了解，使得開(kāi)采方案的制定具備科學(xué)性、合理性，完全可以達(dá)到煤礦開(kāi)采作業(yè)的需要，對(duì)于保障人員安全性產(chǎn)生積極的意義。在煤礦開(kāi)采實(shí)踐中突水現(xiàn)象危害比較大，極易導(dǎo)致開(kāi)采受到影響，所以必須采取合理的措施降低水害影響，保障開(kāi)采作業(yè)順利的進(jìn)行。在發(fā)生突水事故后，作業(yè)面繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，保持規(guī)定坡度持續(xù)掘進(jìn)作業(yè)，保持流水順暢的基礎(chǔ)之下，要設(shè)置專(zhuān)用的巷道進(jìn)行排水，并且適當(dāng)?shù)卦龃笙锏赖膶挾龋瑥亩苊饬魉粫辰o后續(xù)開(kāi)采作業(yè)產(chǎn)生不利的影響。礦井下作業(yè)環(huán)境比較惡劣，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，所以導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，造成巨大的損失。因此，選擇合適的技術(shù)措施，消除不良地質(zhì)條件的影響，比如應(yīng)用聲音電透、三維地震技術(shù)等方式。通過(guò)上述列舉的幾種物理地球探礦的方法，聯(lián)合井底內(nèi)設(shè)置的各項(xiàng)鉆探設(shè)備，快速掌握井田范圍內(nèi)落差在5m以上的斷層與導(dǎo)水性涂料，特別是井田作業(yè)區(qū)間之間的斷層部分，掌握各項(xiàng)信息，并且預(yù)留足夠的保護(hù)巷道，使得現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工可以順利的完成。此外，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的排水作業(yè)施工，給井下正常的工作帶來(lái)很大的影響，所以應(yīng)建設(shè)完善的山防、排水系統(tǒng)，發(fā)揮出井下中央水倉(cāng)的蓄水功能，消除突水事故的不利影響。通過(guò)建設(shè)完善的管理工作機(jī)制，每項(xiàng)工作都能按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，各項(xiàng)排水設(shè)施合理的利用，提高排水效果。因?yàn)榫颅h(huán)境時(shí)刻保持發(fā)展變化，每個(gè)排水系統(tǒng)的設(shè)置都必須進(jìn)行全面的檢查，對(duì)于性能做出評(píng)估分析，并且根據(jù)井下情況制定完善的地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，隨時(shí)掌握地下水的變化情況，提供充足水文資料，確保地下水不會(huì)給井下開(kāi)采產(chǎn)生影響。即使在事前進(jìn)行地質(zhì)條件分析，在后續(xù)井下作業(yè)時(shí)，依然會(huì)出現(xiàn)突發(fā)情況，這就需要現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員對(duì)于地下水的影響有足夠的認(rèn)識(shí)，掌握地下水緊急處理方法，采取各種有效的措施降低水害的發(fā)生率，保障運(yùn)行的安全性?？傊?，通過(guò)建設(shè)完善的地質(zhì)勘察體系，落實(shí)每一項(xiàng)水害預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)作業(yè)安全性的提升，防止外部因素產(chǎn)生干擾和影響，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)一切突發(fā)事件提起足夠的重視，從而將隱患消除在萌芽階段，保障礦井作業(yè)的安全性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦作業(yè)中安全問(wèn)題是人們關(guān)注的重點(diǎn)，不僅影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)關(guān)系到人們的生命健康，所以必須消除安全隱患。通過(guò)應(yīng)用地測(cè)防治水技術(shù)及設(shè)備，發(fā)揮出先進(jìn)設(shè)備的作用，提高地下安全事故的防治效果，制定完善的管理制度體系，消除各種隱患問(wèn)題，提升工作安全性。此外，煤礦企業(yè)必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的分析與管控，掌握現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)性因素，從而規(guī)避不利因素的影響，促進(jìn)煤礦開(kāi)采效率的提升，帶動(dòng)現(xiàn)代煤礦事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。