淺談礦井水害防治對策

引言：上京礦區現有四對生產礦井，開采有上京井田、永豐井田、后洋井田、龍頭坑井田、小華井田等，井田總面積為26，87平方公里。多年來，由于歷史的原因，受小窯的無序開采，井田部分地表覆蓋層、大礦的保安煤柱受到破壞，并在井田中留下了采空區、獨頭下山及地表裂隙帶，加上管理混亂、技術水平不高，技術資料不健全，給大礦的正常安全生產留下了較大的安全隱患。下面以上京礦區為例，通過對礦井的水害防治工作進行總結。探索出一套礦井水害防治對策。

1、礦區井田的水窖因素分析

1.1 礦井充水因素

1.1.1 大氣降水：大氣降水是本礦區地下水的主要補給來源，也是礦坑充水的主要因素。根據生產技術部門現場實測，在礦坑涌水量與降水量關系中，涌水量曲線與降水量曲線趨勢基本一致，雨季和旱季出現的“峰”與“谷”界線清楚。

1.1.2 二疊系下統童子巖組細砂巖裂隙承壓水：童子巖組地層是井巷工程揭露的主要地層，其細砂巖裂隙承壓水含水層大多數是煤層的頂底板，當井巷工程揭露細砂巖含水層時，含水層中的地下水就會進八巷道，成為礦坑充水的直接因素。

1.1.3 斷層對礦坑充水的影響：礦井導水和局部導水斷層的導水性弱一極弱，斷層破碎帶中的水會補給童子巖組細砂巖含水層，成為礦坑充水因素。局部斷層破碎帶中仍儲存了一部分地下水，當井巷工程揭露時會突入巷道，但突水時間短，水量少，除永豐東井田F2導水斷層外。井巷工程未發現導水性較強的充水斷層，對礦坑充水影響不大。

1.2 礦區井田水患情況：隨著礦區井田地表小煤開采后采空區的增多及垮塌，礦區井田與地表小煤連通多，有些采空區通地表，暴雨或連續降雨后，經滲水通道流入井下，井下涌水量明顯增大。如仙亭礦第一水平(＋500m)正常涌水量最大為461.7m³／H，最小為128.64m³／H，平均為294.79m³／H，但連續暴雨涌水量最大為正常涌水量的2倍以上。同時，由于地表水的滲入，導致井田內部分采空區及獨頭下山積水，形成水患。

2、礦井水害防治對策

2.1 技術基礎工作

2.1.1 合理進行開拓與開采。礦井應慎重選擇井巷位置，力求避免穿過強含水層和大型斷裂破碎帶，距離高壓含水層要有足夠的安全煤柱，井底車場要設置水倉及排水設備，滿足礦井最大涌水量的排水要求。

2.1.2 礦井日常的水文地質基礎工作。一是要建立完善礦井水文地質基礎資料和圖紙，為防治水工作提供技術保障。①建立各類水文地質臺賬與資料：礦井涌水量水文觀測成果臺賬；氣象資料臺賬；地表水文觀測成果臺賬；礦井突水點卡或臺帳；封閉不良的鉆孔臺帳；井下水文地質鉆孔臺帳；其它如地表小煤巡查記錄表；礦井防治水工作文件、方案、總結、預案措施等。②應，建立和備有水文地質圖紙：礦井水文地質圖；水文地質柱狀圖：水文地質剖面圖；礦井充水性圖；礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖；礦井防治水系統圖等。二是要重視水文地質的日常業務，為防治水工作提供參數與依據：①氣象資料的收集工作。收集的內容主要有降雨量與蒸發量；關注雨季氣候變化情況，及時掌握雨季氣象動態。②老窯與小煤開采的調查及資料收集。重點調查和掌握礦區范圍內現在正在開采的小煤和廢棄的老窯情況。并在圖上準確標出小煤硐和老窯的位置、范圍、開采情況、開采年限、積水情況、隔離煤柱留設、與大礦的空間關系等。③礦井涌水量觀測工作。礦井要在主要采區、主要大巷和石門點分水平、分采區設站進行觀測，并設立永久性觀測站，一般每月觀測1-3次，雨季期間觀測次數要增加2-3次，并建立觀測臺帳。對新揭露的出水點和潰入性涌水點，要增加觀測次數和觀測時間。以掌握水量變化情況，并建立觀測臺帳。④各礦井下山水患、汛期的主要涌水點、防治水或“三防”設施必須在礦井充水性圖上標出。

2.1.3 按規定留設礦井水平隔水煤柱。確定水平隔水煤柱的尺寸，是一個復雜的問題，要按照《礦井水文地質規程》要求，依據不同情況，選用水文條件相似的經驗數據，作為設計水平隔水煤柱尺寸，有效防止上水平水滲入下水平。

2.1.4 認真做好地表小窯的調查。各礦井應根據地質資料及現場調查相結合、詢問老同志與現場調查相結合的辦法做好礦區范圍內的小窯調查、測量及填圖工作，通過地表小窯的調查。查找地表水滲入井下的通道。同時，及時采取措施，堵住泄水通道，防止地表水滲入井下。

2.2 地表水害防治

2.2.1 抓好地表防治水工程的日常檢查及清理維護。礦井應按照礦界范圍做好礦井轄區內的日常檢查及清理維護工作，特別是在雨季前要檢查地表排水溝及攔洪壩、排水涵硐等防洪設施，通過地面防治水設施，防止或減少大氣降水和地表水滲入井下，它是保證礦井安全生產的第一道防線。

2.2.2 充填地表裂隙帶和泄水通道。地表小窯的無序開采破壞了部分地表覆蓋層及保安煤柱，形成井田地表的縫隙帶，極易成為雨水或地表水滲入井下的通道。因此。要加強地表裂隙帶的治理。其主要方法：①填塞塌陷裂縫。可沿縫挖溝，深度為0.4～0.8m，裂縫邊緣兩側各寬0.3～0.5m，縫內填入石塊或片石，上部用3:7的灰土(灰砂比為3:7)填塞夯實。②填堵塌陷坑。回填塌陷坑一般應在導水塌陷坑底部，先用廢鋼管、廢鋼軌或廢鋼絲繩作骨架，將足夠的樹木、草束等投入坑內，再連續投入砂包及片石，z再用大量石塊進行填堵，最后在石塊上部用水泥漿砌片石、再用3:7的灰土(灰砂比為3:7)夯實，堵住水流的通道，減少地表塌陷區滲水。如上京礦區的小華煤礦通過采用填塞地表裂縫帶，極大地減少了地表水滲入井下。

2.2.3 修筑地表防排水設施。為了減少地表水及第四系潛水對礦井充水層的補給，可在地表漏水地段采用C20砼水泥砌筑不透水的引水溝。當礦區地表水滲漏范圍很大，利用上述堵水方法難以奏效時，則可考慮將水流改道，用人工挖掘新水溝，將地表水引到正常排水系統。

2.3 井下水害防治

2.3.1 加強井下防排水設施的日常檢查及清理維護。礦井每年雨季前應對并下所有的防排水設施進行一次大檢查，對井下所有的排水溝、水倉進行清理，保證水溝暢通，水倉達到應有的容量。同時，雨季期間每周組織一次巡查，并且采取措施認真進行堵截疏等措施，盡可能將上部的礦坑水從主平硐排出，無法從主平硐排出應盡量通過水平隔水煤柱，把礦坑水引入井底水倉經中央泵排出地面，使它不滲入下水平。

2.3.2 做好采掘工作面的探放水。在礦區井田范圍內，可能有充水的小窯老空、獨頭下山，當礦井進行老區復采，采掘工作面接近這些水體時，可能造成井下突水事故。因此，在生產過程中應在積水區外推60米定為探水線，并堅持“有疑必探，先探后掘，先探后采”的井下探放水原則。

2.3.2.1 探放水主要技術參數。①超前距：當巷道掘進到探水線時，在實際工作中很難一次就能探到老空積水，一般要堅持探水和掘進相結合，探后再掘，掘后再探，循環進行作業。在這一過程中，探水鉆孔的終孔位置應始終保持超前巷道一段距離。超前距的數量應根據煤(巖)性質、煤層厚度、水壓等參數經計算獲得，其計算公式如下：

a——超前距(米)；

L——巷道的跨度(寬或高取其大者)(米)；

P——水頭壓力(公斤／厘米²)；

K_{P——煤柱的抗張強度(公斤／厘米²)。}

根據煤層厚度、煤層硬度及煤層頂底板情況以及現場的實踐經驗，一般中厚煤層超前距不少于20m，而薄煤層可以適當縮短，最低不小于8m。②幫距：巷道迎頭的探水鉆孔。向前方成放射狀布置，一般不少于3個，中心眼到外斜眼的距離一般為20m。③鉆孔密度：鉆孔密度視老巷尺寸而定，一般不超過3m。

2.4 制度保證措施

2.4.1 健全礦井防治水工作責任制。礦長是礦井防治水工作的第一責任人，礦總工程師是礦井防治水技術管理工作的主要責任人。同時，明確礦井相關管理人員日常的防治水工作職責，責任到人，并把工作的成效作為相關人員的年終績效考核的一項內容，提高相關人員的工作責任心和工作質量。

2.4.2 加強礦井排水系統的日常檢查維護。礦井每月應認真組織一次對全礦排水系統進行檢查，對存在的供電、設備及管路問題及時進行整改。同時，每年應進行一次礦區聯合排水試驗，確保排水供電系統完好；認真做好地面及井下的防洪材料庫的防洪搶險物資儲備。

2.4.3 建立礦井聯合防治水工作制度。相鄰的礦井應相互協作，共同參與，發現險情及時通報，共享礦井防治水技術資料，共同防治礦井水害。

3、結束語

礦井水窖防治工作是一個多專業、多部門、多單位相互配合的工作，在扎實抓好以上四個方面的工作外，還要不斷地進行分析、研究和總結，找出適合礦井水害防治的具體對策，并付諸實施，防止水害事故的發生。

(編輯／陳志華)