煤礦防治水工作淺析

宋文平

(靜樂縣大遠煤業有限公司，山西忻州035100)

0 引言

根據山西省新的防治水管理規定，當地煤礦企業制定了各種相應的探放水辦法，以忻州市某礦為例，進行介紹和分析。

1 物探先行

井下物探采用礦用瞬變電磁儀和礦用隔爆兼本安型發射機進行物探。

物探工作方法:首先沿煤層巷道掘進面布置測線3 條，通過在掘進頭移動發射接收線圈，形成3 條超前探測的實測剖面。如圖1 所示。

圖1 井下施工線框擺放角度示意

礦井瞬變電磁法勘探裝置采用重疊回線組合裝置，邊長1.5 m 的激發和接收正方形線圈，激發線圈匝數4 匝，接收線圈匝數5 匝。供電電流檔為50 A，供電脈寬10 ms，采樣率16 μS。每個測點至少采用30 次疊加方式提高信噪比，確保了原始數據的可靠性。

實例:某掘進巷已經掘進到1 680 m，本次超前探測共獲得實測扇形剖面3 幅，圖中深藍色區域為低阻異常區。

1.1 掘進頭前上方45°仰角探測扇形剖面資料解釋

圖2 中暫無低阻異常區，但根據有掘必探原則規定，掘進迎頭必須實施鉆探。

圖2 掘進頭前上方45°仰角探測扇形剖面(頂板)

1.2 掘進頭正前方探測扇形剖面資料解釋

圖3 中暫無低阻異常區，但根據有掘必探原則規定，掘進迎頭必須實施鉆探。

圖3 掘進頭超前探測扇形剖面(順層)

1.3 掘進頭前下方45°俯角探測扇形剖面資料解釋

圖4 中暫無低阻異常區。根據有掘必探原則規定，掘進迎頭必須實施鉆探驗證。

圖4 掘進頭超前前下方45°俯角探測扇形剖面(底板)

2 長探驗證

物探結果有異常時，針對異常范圍及位置設計鉆孔。探水鉆孔成組布設，在巷道前方的水平面和豎直面內呈扇形。每組布置鉆孔68 個，滿足鉆孔終孔位置平距為3 m，厚煤層內各孔終孔的垂距不超過1.5 m，且幫距不小于20 m，超前安全距離不小于30 m 的要求。

物探結果無異常時，在工作面迎頭先布置長探驗證孔。長探時每60 m 設一鉆探站，鉆深90 m，超前距為30 m，幫距不小于20 m。即探90 m→掘60 m。

表1 鉆孔參數表

圖5 長探鉆孔三視圖

3 短探跟進

長探后，在60 m 安全距離內再進行短探，探10 m→掘5 m→探10 m→掘5 m 循環作業。

表2 短探鉆孔參數表

4 先探后掘

短探10 m 一次無異常后，充許正常掘進5 m，邊探邊掘，掘60 m 后，再進行下一循環的物探→長探→短探→掘進作業。

分析某礦以上的探水作業方法，雖然形式上很慎密，但也是無奈之舉，不僅增加了無謂的工作量，不論掘進頭前方有無水患，都要按照規定程序先物探、后長探、再短探，最后充許掘進，而且在實際操作環節中如果出現偏差、造假的行為，結果也只是一種形式而己，未必真正能起到防患于未然作用。

作者認為，煤礦防治水工作應當以科學、務實的態度，改進工作方法:在水文地質條件簡單的實體煤層、巖層中掘進時，經物探后無異常則正常掘進;有異常情況則必須鉆探驗證;在水文地質條件復雜或出現透水征兆時，可采用物探、鉆探、化探多種手段進行防治。探放水工作仍然要堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，重點要加強以下幾方面工作。

首先要以人為本，建立地測防治水技術管理體系，配備專業技術人員和專用儀器和設備，加強培訓，不斷提高專業人員技術水平和業務素質。

其次要進行專項水文地質補充調查，通過歷史開采資料分析、人員走訪和地面多種物探等手段調查清本礦及周邊老窯、采空區分布情況。同時要做好防治水基礎資料的編制和收集，編制五種圖;建立十五種基礎臺帳，及時修改，長期保存。

最后要根據本礦實際情況，突出重點，分類實施，針對性地采取“防、堵、截、排、疏”的綜合治理措施。

1)防水。防水措施主要有留設防隔水煤柱和井下探放水。要尊重科學、相信科學，采用多種物探方法預測預報，有疑則必探，無疑則掘進。

2)堵水。封堵地面水滲入井下的塌陷裂縫和報廢的井口等通道;漏水的溝渠和河流應整鋪河底或改道;加強地面在用鉆孔及封閉不良鉆孔的管理;或井下注漿堵水。

3)截水。受洪水威脅的井口和工業場地、民用建筑要修筑防洪堤壩;坡面匯水應修挖防洪溝截住山洪。

4)排水。對于內澇區和洪水季節性河水有倒流現象的礦區及工業場地，應在礦區周圍或井田內泄洪總溝的出口處建立水閘，設置排洪站，以備河水倒灌時向外排水;如果塌陷區范圍太大無法填平時，可用水泵排水，防止水滲入井下;井下要配備與礦井涌水量相匹配的排水管路、配電設備和水倉，確保正常排水。

5)疏水。在礦區內修筑疏水通道，將礦區內匯集的水引至礦區以外;井下采用人工主動疏放排水，疏干煤層頂板導水裂縫帶范圍內含水層的水，消除安全隱患。

［1］國家安全生產監管總局. 煤礦安全規程［M］. 北京:煤炭工業出版社，2011.

［2］國家安全生產監管總局. 煤礦防治水規定［M］. 北京:煤炭工業出版社，2009.

［3］毛振西.煤礦地質學［M］.山西:山西人民出版社，2010.