煤層頂板砂巖水害分析與對策

劉恒光

[摘要]煤層頂板砂巖出水具有出水時間短，水量迅速增大，儲量以靜儲量為主等特點，一旦發生水害，將會對人們的財產和人身安全受到嚴重的影響。本文針對煤層頂板砂巖水害形成的原因，提出了煤層頂板砂巖水害防治策略。

[關鍵詞]煤層頂板砂巖 水害形成原因 水害防治策略

[中圖分類號]TV122 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0416-01

煤層頂板砂巖的特發性和致使礦井坍塌事故率相對來說比較低，這也使得人們對煤層頂板砂巖水害重視程度較低。但是隨著生產規模的擴大進和生產產量的提高，煤層頂板砂巖水害對煤礦安全生產帶來嚴重的威脅，一方面頂板砂巖水害使得煤礦生產區域的作業環境進一步惡化，另一方面，使煤層頂底板巖軟化，容易引起工作面綜合支架被壓死，從而使人們對頂板砂巖水害的重視程度不斷加深。此外，人們對安全生產意識的提高，也使人們對頂板砂巖水害的重視程度進一步加深。因此，要充分認識頂板砂巖水害的嚴重性，綜合分析靈東煤礦頂板砂巖水害形成原因，找出合理的防治措施。

1 煤層頂板砂巖水害形成主要原因

1.1 地下水的補給、徑流、排水條件

地下水的補給、徑流、排水條件與工作面頂板砂巖涌水量的大小和涌水持續的時間有著密切的關系。當工作面的頂板砂巖含水層的補給水源充足，徑流通道良好，而排水條件不足時，會使工作面的頂板砂巖涌水量較大，而且涌水持續時間較長，對整個工作面的工作環境影響較大，容易造成水害威脅。如靈東煤礦一出水點，由于水源充足，使出水時間達到4個月之久，最大用水量達到每小時30多立方米，對礦區工作面的工作環境影響較大。

1.2 地下水埋藏深度

煤層頂板砂巖裂隙含水層的充水特征，與裂隙的發育程度和裂隙的形成原因及特征有著密切的關系。裂隙發展程度越低，其含水層埋藏越淺，其充水性越強，裂隙發展程度越高，其含水層埋藏越深，其充水性越弱。裂隙發展程度低的，使裂隙韓遂曾處于巖層的淺部或中部，使其水源補給和徑流條件都較為良好，一旦出現涌水，則涌水量較大，且持續時間較為長久。如靈東煤礦1121（3）面出水點標高為負五百多米，最大涌水量達達到每小時200到300立方米，造成較為嚴重的水害。

1.3 工作面的推進速度

工作面是否是勻速正常推進關系到裂隙能否恢復閉合狀態。當工作面推進速度處于一個比較正常的水準，那么在工作面推進過程中所開啟的裂隙會隨著工作面的勻速推進而恢復至閉合的狀態，這樣使頂板砂巖的涌水量減小。而一旦工作面的推進速度處于緩慢或者停滯的狀態時，那么在工作面推進過程中所開啟的裂隙就無法及時地恢復至閉合的狀態，不僅如此，所開啟的裂隙還會進步擴大，從而使裂隙含水層的倒水裂隙進一步擴大。這樣一來，不但使含水層導水道擴大，導水道順暢導水，還使砂巖含水層增加，涌水量增大。如靈東煤礦17110（3）工作面工作面推進速度緩慢，致使整個液壓支架壓死，帶來了嚴重的經濟損失。

1.4 鉆孔封閉質量和沖洗漏液矢量

煤層頂板砂巖含水層的充水特性與鉆孔的封閉質量也有著直接關系。如果鉆孔封閉的質量較低，造成其他水源會進入鉆孔，鉆孔里的水源將會使砂巖含水層的富水性進一步加強，如此一來，遠遠不斷的水源則使工作面涌水量增加，涌水時間繼續更為長久。此外，在鉆孔施工的過程中，也會出現漏失現象，而漏失量大的層段都含有裂隙水和孔隙水。靈東煤礦很多工作面出現大量涌水原因之一就是由于鉆孔封閉質量較低和沖洗漏液矢量較大引起的。

2 煤層頂板砂巖水害綜合防治措施

靈東煤礦煤層頂板砂巖出水具有出水時間短，水量迅速增大，儲量以靜儲量為主等特點，因此在煤層頂板砂巖發生水害往往會給礦區采煤工作的安全生產帶來嚴重的威脅。為了提高靈東煤礦采煤工作的安全生產質量，需要采取合理的防治措施，以防止水害對礦區工作的安全生產的影響。由于靈東煤礦煤層頂板砂巖形成原因復雜，在針對礦區的水害防治工作，不能單靠某一種措施就能起到作用，需要對水害防治工作進行全面的分析和研究，做好整體規劃工作，采取綜合性防治措施。

2.1 采取技術手段實施水害防治

首先，要根據靈東煤礦勘探資料及礦井充水性調查資料，將靈東煤礦煤層的頂板砂巖含水層進行富水性分區，同時對砂巖含水層與開采煤層之間的空間關系、巖性組合特征等進行分析，在對工作面進行設計時，要將煤層砂巖含水層排水系統設計考慮進來，建立起完善的技術保障體系。其次，要對塊段的鉆孔的封孔質量進行嚴密的監控，將封孔質量不高的鉆孔記錄下來，分析找出封孔質量不高的原因以及哪個各部位封孔出現問題，在進行煤礦采掘時，要堅持“有疑必探、先探后采”的原則，針對靈東煤礦勘探資料及礦井充水性調查資料所反映的情況，對于富水區域預先實施探放措施。最后，在采掘工作前要對煤層砂巖頂板含水層的充水性進行調查，采掘工作結束后，也要對煤層砂巖頂板含水層的充水性進行總結。

2.2 采取管理手段實施水害防治

靈東煤礦煤層砂巖頂板含水層的水害防治工作關系到采空工作的順利進行。因此，在水害防治工作中，靈東煤礦各單位必需明確自身職責，在礦區應成立防治水害的領導小組，在區隊應成立防治水害小組，煤層砂巖含水層排水系統需要專人管理。此外，作為靈東煤礦的職工，應掌握突水預兆和出現突水時采取的有效措施，同時要對工作面的避水災事故路線，一旦人身安全受到威脅時，要及時從避水災事故路線撤離。

2.3 利用裝備手段實施水害防治

在靈東煤礦煤層砂巖頂板含水層的水害防治工作中，利用一些有效的裝備措施，對水害的防治具有良好的效果。首先在工作的兩巷都要鋪設專用排水管路，在煤層砂巖頂板含水層發生了突水現象或者涌水量過大時，可以將壓風管改為臨時排水管，以此增大排水能力。其次，對于煤層砂巖頂板含水層的排水系統要保持器暢通性，對于失效的排水設施要進行更換或者維修。再次，要加大對煤層砂巖頂板含水層的排水系統的建設，在工作面兩巷安設大功率、高性能的潛水泵，同時要準備兩臺備用潛水泵，對排水潛水泵要保證能隨時投入排水的使用，從而使煤層砂巖頂板含水層發生水害時，排水設施能及時派上用場。

3 結束語

靈東煤礦煤層砂巖頂板含水層的水害防治工作，關系到整個煤礦采掘工作的正常進行，要確保煤礦采掘作業的正常進行，就需要礦區做好水害防治工作，綜合利用技術措施、組織管理措施和裝備措施，從而使水害防治工作收到良好效果，為礦區安全生產提供保障。

參考文獻

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