煤礦水災危害及防治措施之淺見

顏飛++韓艷龍

【摘 要】：本主要結合作者自身工作經驗，首先從煤礦水災的危害出發，其次在此基礎上提出幾點煤礦防治水方面的措施，最后展望前景，明確了煤礦防治水措施的研究方向，主要探討了對煤礦物探防水的研究以及注漿防水技術的研究。

【關鍵詞】：煤礦；水災；危害；防水；治水

中圖分類號：X752

0.引言

礦井在建設和生產過程中，地面水和地下水通過各種通道涌入礦井，當礦井涌水超過正常排水能力時，就造成礦井水災。礦井水災（通常稱為透水），是煤礦常見的主要災害之一。一旦發生透水，不但影響礦井正常生產，而且有時還會造成人員傷亡，淹沒礦井和采區，危害十分嚴重。所以做好礦井防水工作，是保證礦井安全生產的重要內容之一。

1.煤礦水災的危害

（1）會造成硫化氫中毒、引起瓦斯積聚并進一步產生爆炸現象。

（2）污染生產作業環境。造成巷道嚴重積水，頂板的淋水會使附近巷道空氣以及工作面潮濕，容易引起病菌滋生，惡化工作環境，對個人身體健康構成威脅。

（3）排水費用增加，造成噸煤成本的提高，降低礦井收益。礦井水的多少與排水費用、排水設備和設施息息相關。

（4）增加設備的損耗，減少相關設備的使用壽命。水在氧氣的作用下對金屬設施、設備具有較強腐蝕作用。

（5）造成煤炭資源的浪費。這主要體現在隔離煤柱的損失。

（6）當煤礦井突然發生涌水現象或總水量超出煤礦井的排水能力時，不僅會造成局部巷道被淹沒或礦井局部停產，甚至會造成礦井被淹沒以至于人員傷亡等惡性事故，那么煤礦就會被迫停產、關井。

2.當前煤礦水災防治措施

目前煤礦水災的防治措施，大體上可總結為查明、觀測、探水、放水、截水、堵水。那么查明、觀測和探水這三個技術措施主要是前期的水災預防工作，運用監測、預測、探測等手段。放水、截水、堵水則主要是后期的水災治理，比如在我國被廣泛應用的注漿截流技術手段。

（1）查明，是指查明充水水源和導水通道。煤礦水災防治措施的關鍵是查明工作面及采區、礦井的充水水源及其通道。

（2）觀測，主要是指水文觀測。具體說來體現在以下三方面：①運用水文觀測孔以及探水鉆孔，觀測各類地下水水源的水量、水位、水壓等的變化，查明水質，分析礦井水的來源。②查明水量的補給、地表水體的分布和排泄條件；查明洪水對居民點及工業廣場、礦區的影響程度；收集當地的河流水文地質和降水量、氣象資料，包括洪水期和枯水期、水位、速度、流量等。③觀測四季礦井的涌水量并總結出規律。

（3）探水。據《煤礦安全規程》的相關規定：礦井必須做好水害分析預報，堅持“有疑必探，先探后掘”的探放水原則。由于受客觀認識能力和勘探手段的限制，煤礦生產又是地下作業，水文地質條件相對復雜，因此掌握不清地下含水條件，存在水害疑問區。

（4）放水，即查明水源后，根據水源的特征采取相應的疏放水方法，有準備、有計劃地疏放干任何威脅到煤礦井安全生產的水源。這是應對礦井水災最有效、最積極的方法。

（5）截水。就是查明水源后，受條件所限無法疏放水或疏放水不合理時，采用防水煤柱、防水墻、防水閘門等設施，臨時或永久性地截住水源，將水與采掘區隔開，使局部受困不影響整體。

（6）堵水，是指注漿堵水。將專門準備的堵水材料漿液通過鉆孔輸送到斷層破碎帶或地層的溶洞、裂隙，使漿液不斷的擴張、凝固、并進一步硬化，達到隔離水源、填充堵塞導水通道的目的。注漿堵水方法實施簡便，并且效果也不錯，是防止煤礦井下透水積極有效的手段。目前這種注漿堵水手段不管從工藝、注漿材料、檢測、設備以及注漿應用等方面都有了一定進步。

3.煤礦防治水措施的研究方向

3.1對煤礦防水物探的研究

物探方法有成本低、速度快、工作靈活等優點，所以煤礦地質部門也逐漸認可這種方法。但是就目前來說，物探方法發展程度不夠完善，目前的煤礦防水物探方法還不能完全解決煤礦防治水所遇到的實際問題，物探方法還要不斷的提高和完善，并且還應進一步探索出能夠解決實際問題的物探方法。以下是防水物探的發展方向。

（1）理解煤礦防水物探的整體作用。這其中包括地質資料與物探資料的結合，不同的問題采用不同的方法等。不僅可以減少多解性、局限性和盲目性，還可以相互借鑒，以他人之長，補己之短。

（2）不斷完善現有的技術手段，物探資料解釋由定性化研究向定量化研究發展。

（3）加大物探資料處理自動化、微機化研究的力度，使煤礦防水物探結果標示、資料處理等向前邁向一大步。

（4）加強對與煤礦防治水息息相關的并且難度較大的解決地質問題方法的研究。比如預測工作面煤層底板起伏、探測工作面內部構造情況等。

煤礦防水物探技術手段經過不斷實踐與探索，基本形成了應用地球物理這個領域的重要分支并具有自己的特色，同時也已經成為解決煤礦防治水問題的非常重要的手段。實際上，它不僅可以提供解決與煤礦生產相關的地質問題，還可以在減少煤礦自然災害方面發揮重要作用。因此煤礦防水物探的完善與發展，還會進一步提高水文物探、工程物探的水平。

3.2堵水截流方法的研究

堵水截流方法作為煤礦防治水的輔助措施，目前有了較大發展，也因此產生了很多新技術。國外在建井階段施工酮室和井筒時采取的防治水措施主要是注漿堵水，他們普遍認為在建井前期，排水并不能被注漿堵水所代替。現在，很多國家采用的是挖溝機，修建隔水帷幕于軟巖層中，清渣、護壁、開挖流水作業，是目前國內外最先進的堵水截流手段。蘇聯有關專家認為，深度不超過50m的砂礫層水可以用帷幕加以解決，這主要取決于當前的技術裝備水平，如蘇聯的BM型挖溝機，挖溝寬度為0.5m，溝深50m，在巖石硬度4級以內都可以挖溝。日本的BM型多齒輪轉頭挖溝機，挖溝寬度0.4m～1.2m，溝深50m。雖然現在還沒有在難度更大的喀斯特巖層中建立較大型的地下帷幕，但是根據國外較先進的注漿設備，鉆探設備及測試儀表的水平，在技術層面還是可以滿足要求的。

4.結語

煤礦防治水問題亟待解決，因為它不僅與礦工的生命財產安全以及礦井本身等切身利益息息相關，而且對于社會經濟的可持續發展，礦區自然生態環境的保護及國家各種資源的開發利用都有著非常重要的意義。所以，我們要理論與實踐相結合，逐漸探尋礦井水災發生的規律，發揮各種防治水技術措施的優勢，走預防為主，防治結合之路，并以更為先進的儀器、工藝、材料、設備為輔導，根除礦井水害，還礦山一片燦爛的天空。

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