煤礦井下水害的防治技術

賴建民

摘 要：作為煤礦中重大的災害之一，水害是僅次于煤礦瓦斯突出的嚴重事故，輕則造成煤礦生產(chǎn)環(huán)境的惡化及正常生產(chǎn)秩序的破壞，嚴重情況下還會造成傷亡或者是淹井事故，因此應加強對其防治技術的研究。

關鍵詞：煤礦；生產(chǎn)環(huán)境；水害；防治技術

中圖分類號：TD743 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0174-02

對于煤礦井下潛在礦井井害來說，其產(chǎn)生的原因來自于多個方面，主要與自然條件、管理水平、生產(chǎn)技術水平以及防治能力有著較為直接的關系。

本文主要在對煤礦井下常見的水害類型及成因分析的基礎上，通過對其影響因素和煤礦底板突水預測預報方式的探討，提出煤礦井下潛在礦井水害的防治技術。

1 煤礦井下水害的主要類型及成因

1.1 主要類型

煤礦井下水害的產(chǎn)生會對礦井開采的安全性產(chǎn)生較為嚴重的影響，造成煤礦開采的成本增加或者是礦井局部和整體淹沒的水災災害。從當前的國內(nèi)技術條件狀況以及煤礦井下開采現(xiàn)狀來看，如果按其水源類型對其進行劃分，主要有以下幾種水害類型。

1.1.1 地表水水害

造成地表水水害的水源主要來源于大氣降水和地表水體，其水源主要是通過煤礦與地表相通的井口以及煤礦礦井的作業(yè)面斷層部位以及存在封閉不嚴問題的鉆孔孔洞內(nèi)涌入煤礦井下作業(yè)面，從而引發(fā)地表水水害。

1.1.2 孔隙水水害

該種水害類型主要是由于在礦井內(nèi)部開采區(qū)域的內(nèi)地層巖層含水特性與大氣環(huán)境中的季節(jié)性降水變化產(chǎn)生某種程度和變化趨勢配合后，造成礦井工作面在巖石含水層的滲透作用下而出現(xiàn)的水害問題，其具有較為明顯的季節(jié)性特點。

1.1.3 裂隙水水害

裂隙水水害產(chǎn)生的水源主要來自于礫巖及砂巖含水層中的潛在水分，其在地表水分的補充和侵蝕作用下，會產(chǎn)生一定的匯集作用，并最終經(jīng)由開采作業(yè)面的冒落帶以及斷裂帶潰入礦井內(nèi)部作業(yè)區(qū)域中，從而引發(fā)井下水害。

1.2 水害形成原因分析

從以上對于煤礦井下潛在的礦井水害類型及水害的水源分析來看，造成煤礦井下礦井水害的原因主要有以下幾個方面。首先，在進行煤礦井下挖掘和開采作業(yè)前沒有對礦井區(qū)域的水文地質(zhì)條件進行完整有效的監(jiān)測，從而造成開采工作面與含水巖石層以及老空水積水區(qū)域和充水斷層較為接近，最終在盲目施工的情況下造成水害事故的發(fā)生；其次，礦井采取巷道設計缺陷存在著一定的問題，巷道的選址過于靠近含水表層或者是水源匯集地，從而使得在煤礦開采過程中頂板受到地壓壓力和水壓壓力下，產(chǎn)生相應的滲水和漏水事故；最后，礦井區(qū)域內(nèi)的地表防洪措施制定不到位，從而在施工區(qū)域遭遇大面積強降水天氣時，產(chǎn)生大量的地表水匯集和灌入，最終引發(fā)較為嚴重的水害問題。

2 煤礦井下水害的影響因素及煤礦底板突水預測

預報

2.1 主要影響因素

從以上對于造成煤礦井下礦井水害的主要原因分析來看，影響礦井水害發(fā)生的主要因素除了水害防治措施不完善、水文監(jiān)測工作不到位以及對地表水沒有進行恰當有效的處理外，還較多的與人為影響因素有著密不可分的聯(lián)系。

人為影響因素是煤礦井下礦井水害發(fā)生的主要因素，主要是其在進行煤礦開采的過程中為了減少煤礦開采的成本，沒有嚴格按照煤礦安全規(guī)程的要求，各項防范措施的制定以及防治水技術和裝備配置相對落后，對礦井水害的危險性重視不夠、認識不足、責任不到位，在積水區(qū)域沒有設置警戒線、探水線及禁采線，沒有落實“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采、綜合治理”方針，從而埋下了水害事故隱患。

2.2 煤礦底板突水預測預報

煤礦底板突水從本質(zhì)上來說承壓含水層的水壓力作用遭到破壞，最終作用于隔水層，造成了隔水層的完全破壞而導致水從底板中涌出，對于突水的預測和預報主要可以采用以下三種方式進行。

①對底板隔水巖層在礦壓和采掘影響下的變形以及破壞特征進行分析，從而對煤礦底板的突水情況進行分析和預測；

②通過影響煤層底板突水的各個主要因素分析的基礎上，建立相應的GIS煤層底板突水預測預報模型。

③運用水壓為煤層底板突水的主要因素對承壓含水層的水壓力產(chǎn)生的隔水底板破壞作用進行分析，例如，當前運用的斯列薩列夫理論以及煤層底板突水系數(shù)等。

3 煤礦井下水害的防治技術

3.1 合理布置采區(qū)巷道和采掘工作面

在進行采區(qū)巷道和采掘工作面布置的過程中，首先，應留設必要的隔離煤柱，從而避開井下水體，最終防止透水事故的發(fā)生；其次，應在充分按照礦水水文地質(zhì)料的基礎上，對礦井的含水層數(shù)量以及厚度和含水性以及鉆孔封孔情況等進行了解，并嚴格遵守《煤礦安全規(guī)程》中的各項要求，對采區(qū)巷道以及采掘工作面的四周設置足夠的隔水煤柱，從而使之水體之間保持相應的安全距離，隔斷導水通道從而防止斷層水以及承壓水和老空水等水體進入采掘工作面；最后，在進行采區(qū)巷道和采掘工作面設計的過程中，應對礦井的地質(zhì)水文條件以及煤層賦存條件進行充分考慮，并根據(jù)圍巖的物理學特性以及支護形式的選取等，確保預設的防隔水煤柱能有足夠的承壓力，避免其在開采過程中受到損壞。

3.2 加強水文地質(zhì)調(diào)查及監(jiān)測

作為煤礦井下礦井水害防治的基礎性工作，對于煤礦地區(qū)水文地質(zhì)基礎的監(jiān)測工作應貫穿在煤礦開采過程中的始終，每天都應對煤礦井下的水文觀測點進行觀測，并指派專人進行實際情況的確認和落實，從而采取相應的措施排除積水。與此同時，在對開采區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件進行詳細的清查，論證工作面開采的可行性，同時還應加強對水文數(shù)據(jù)觀測系統(tǒng)的構(gòu)建，并對地質(zhì)結(jié)構(gòu)中含水較為充分的巖石和地層進行重點關注，并由專業(yè)的防治水觀測隊伍對其在煤礦開采作業(yè)過程中出現(xiàn)的水溫以及水位、水壓的變化情況進行準確的監(jiān)測和記錄，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，應暫停開采工作并對其進行綜合分析，謹慎處理。

3.3 巖溶水的防治

煤礦井下的巖溶水經(jīng)過日積月累的作用，通常以地下暗河的形式存在。對于巖溶水的防治首先應加強對暗河基本規(guī)律的了解：

①其主要存在于灰?guī)r以及白云巖等相抵可溶性巖層中。

②由于受到地形構(gòu)造的影響控制，地下暗河的走向基本上與巖層走向平行。

③在地形影響下其整體上呈現(xiàn)出高處流往低處的特點。因此對巖溶水的防治主要應從查明地下暗河的分布位置入手，從而使采取巷道能夠有效避開地下暗河，或者采用堵塞、截流以及斷源等方法對其進行防治。

3.4 建立完善的防排水系統(tǒng)及應急救緩預案

①完善的防排水系統(tǒng)需要由主排水系統(tǒng)以及輔助排水系統(tǒng)組成，主要采用機械排水的方式，通過安裝水泵房井經(jīng)過以及主暗斜井、副斜井抽排出地面。同時在涌水大的工作面建設備用臨時水倉、泵房攔截排水系統(tǒng)，做好相應的地表水的防、堵、疏通工作，減少井下排水壓力，并利用現(xiàn)代化排水監(jiān)控系統(tǒng)實行全方位自動監(jiān)控，及時掌握其礦井涌水情況，以便及時完成排水任務，并掌握水泵的實時工作狀態(tài)，記錄水泵運行參數(shù)，保證水泵工作在完好的狀態(tài)，提高效率，確保礦井安全。

②應急救緩預案的制定應在專業(yè)處置原則、礦領導原則按分工負責、快速反應原則、常備原則和以人為本的原則基礎上進行，對事故等級進行劃分和確定，并參照綜合預案的指揮機構(gòu)設置，對事故進行有效的處理。

參考文獻：

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