煤礦綜合防治水技術理論和實踐應用

摘 要：礦井水害一直是影響煤礦安全生產和管理的重要問題之一，尤其是針對開采時間長的煤礦面，由于開采深度的增加，必然會受到嚴重的水害威脅，本文先簡單分析了煤礦綜合防治水技術的研究現狀，重點論述煤礦綜合防治水技術的應用，希望能為相關人員帶來一些幫助。

關鍵詞：綜合防水技術；灰巖含水層；鉆探；

中圖分類號：P634.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

煤礦水害與火災以及粉塵等是煤礦安全生產的重要災害，國內外發生的多次突水淹井事故造成了極大的危害，本文主要以具體煤礦防水技術為例，闡述煤礦綜合防水技術的應用，先簡單分析煤礦綜合防水技術的研究現狀。

一、煤礦綜合防水技術的研究現狀

煤礦綜合防水技術的研究在20世紀70年代開始，目前在國內的研究中都取得非常大的成就，在水文地質條件的綜合探查方面一般是采取鉆探驗證以及地面物探的方法，目前井下探查技術應用還不夠成熟，在輸水開采技術方面，占據主導地位的是含水層預先疏干降壓方法，國內外基本都是采用這種方法。

在注漿堵水方面的研究，最早的研究是在1802年，法國學者提出注漿法。自硅酸鹽的發明使用后，注漿的主要材料就成為水泥，在1864年礦井首次采用泥注漿法解決了井筒涌水的問題，在以后的研究中逐漸增加了化學注漿、硫酸混合物注漿法以及水玻璃等，注漿技術的研究在20世紀40年代發展到頂峰時代。在20世紀80年代，開始采用超細水泥或者是無毒高效的新型材料進行注漿工作，各種研究理論馬格理論、Baker公式等不斷被提出。

我國的煤礦綜合防治水措施主要是采取防治結合的原則，針對不同的水文地質條件采取合適的防治措施，在疏干降壓技術方面，主要包括地表疏干、井下疏干以及井上疏干等，在鉆探技術方面，人工受控定向道斜鉆探技術得到廣泛使用，在水文地質條件綜合探測技術方面主要采用了綜合立體探測技術，目前計算機也在探測方面得到越來越廣泛的使用。

二、煤礦綜合防水技術的應用

煤礦防治措施主要包括地面防治水、排水系統、疏干開采以及露天煤礦防治水等，依照水源以及通道的不同，煤礦水害的防止也不同，就煤礦生產而言，防治水的措施主要應用工作面之前、回采以及水害處理等階段。煤層頂板水害防治技術包括井下防水試驗技術、構造探查技術以及電磁類探測技術等，井下防水試驗的目的是探查采礦條件下地下水的供水來源，進而確定具體的礦井防治水的對策，在此基礎上采取如注漿堵水、放水降壓以及預留房防水柱等技術，主要采用的設備包括實時監測系統、水質監測儀器以及鉆探口防噴裝備等。開采區構造探查技術主要是探測地質構造。

一般技術的應用，工作面防水流程為確定治水工作→綜合物探→確定異常區域→異常判斷→鉆探驗證→注漿加固→效果驗證→安全性評定。采取的措施包括防、探、堵以及隔離等，即：探防堵疏排截，防是：防隔水煤柱，排是：指建立完善的排水系統，保證水量能夠通過排水系統排出礦井，針對斷裂層的防水還需要設定足夠的防水煤柱。探是：指井下鉆探與井下物探相結合，這項步驟的應用主要是（探查工作面范圍內積水情況）確保回采以及掘進的安全性，在采取這項措施時需要嚴格執行三探？原則，具體而言就是指在掘進前超前檢查可能受到威脅的煤層，同時必須保證探水深度超過20m，凡是遇到斷裂層，一定給予探測，針對于大于20m以上的斷裂層還需要嚴格查明導水性，在掘進的過程中，凡是出現任何的不正常現象，一定要先進行探測，若是在掘進中出現了淋水的現象，必須及時采取措施查明導水性，確保掘進以及回采工作安全性。固是：指針對探測出現的富水區采取頂板加固煤層底板等技術防治采中突水。堵是：指針對井下突水點，采取聯合注漿技術加固突水點，所謂隔是指實行大區隔離。

針對物探探測出的異常區域還需要設定專門的鉆孔驗證，鉆孔傾斜角度一般設定為-10度～-20度，探查距離大于30m，在鉆孔的布置中考慮到煤層底板的承受水壓，止水套管需要大于20m（附煤礦防治水規定中的套管要求），依照水文地質條件安全系數K取5，Kp取0.46Mpa，不同水壓超前距計算結果見表1所示。針對異常情況的處理，需要采取超前預注漿技術防治水。

在確定的異常工作面下部的泄水巷中施工，能夠達到了很好的疏水降壓效果。綜合防治水技術除了此方案去疏水降壓外，還可以使用頂板注漿加固技術，主要的目的是降低土水概率，這種技術在我國被廣泛的使用。利用回風巷、運輸巷來布置鉆孔，注漿擴散半徑設定在25～30m，保證整個工作面都能被加固區域覆蓋，鉆孔在此設計為斜孔盡可能多的揭露含水層。依照經驗公式t=L（√r2L2+8kpP-rL）/4Kp（式中t代表安全隔水層厚度，L表示巷道底板寬度，r表示底板隔水層平均重量，Kp表示底板隔水層平均抗拉強度，P表示底板隔水層承受的水頭壓力）。

三、結束語

綜上所述本文先簡單分析了煤礦綜合防水技術的研究現狀，重點分析煤礦綜合防水技術的應用，針對地質條件復雜、煤層埋藏深度大的煤礦在采取防水措施時需要遵循就高不就低的原則，綜合評價和分析水文地質條件，靈活的使用綜合防水技術。

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