水文地質條件極復雜工作面水害探查與治理技術研究

李健健

（內蒙古自治區煤田地質局109勘探隊，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

水害問題是地質工程實踐中常見的影響因素之一。當前地質實踐中，通過合理的方式探查水害存在，并以科學的方式對其進行治理已成為所有工作者工作的重要內容，本文由此展開分析。

1 A地質工程水文條件概述

A地質工程是一處大型的煤炭礦井實踐工程。其通過輕型綜采放頂煤工藝的應用，實現了32m、100m、270m及500m各不同水平深度的煤炭探查與開采。并且在礦坑的頂板管理上，普遍采用了跨落法進行技術處理。就目前看來，其面臨的水害問題主要表現在兩個方面：第一，煤炭開采的掘進缺乏必要的巷探工程，煤巖傾角較大，不穩定的隱伏斷層容易造成水害問題；第二，隨著掘進深度的不斷增加，新增巖層的水文地質鉆孔比較缺乏，使得前方掘進的不穩定因素較多，水文災害難以預測。為實現A地質工程深層復雜地質工作面的煤炭開采安全，進行水害的探查與治理勢在必行。

2 水文地質條件極復雜工作面的水害探查

水害探查是地質工程產前地質安全檢測的重要內容。實踐過程中，水文地質條件極復雜工作面的水害探查包含了物探、鉆探、及化探三種基本方法。

（1）物探法。物探法是水文地質條件極復雜工作面水害探查的基本方式[1]。其在掘進過程中細致分析導水構造的具體特征，為水害探查奠定基礎。然后通過探查儀及順變電磁儀的應用，實現了底板、前方和兩側的超前檢查。A工程項目水害物探探查應用中，其不僅保證了前方的探查距離，更實現了工作面兩側60m、地下80m的探查保證，有效的提升了水害探查的準確性。

（2）鉆探法。鉆探法是水文地質條件極復雜工作面水害探查的又一重要手段。實踐過程中，全方位覆蓋是鉆探水害探查應用的重要原則，探查過程中，每個探查點的鉆孔數量最少應保持在三個，并且重點做好垂直及兩側的鉆探應用；同時每超前探查200m，在間隔170m的區域就應設置探查鉆孔點，保證鉆孔的超前距離不少于30m。A地質工程的鉆探應用分井上鉆探和井下鉆探兩個部分，其在物探指導、鉆探超前的指導下，進行了博灰的改造和礦基架構，實現了礦坑的查治結合。

（3）化探法。化探法是一種利用化學方式找礦的探查方式。與物探方式相比，化探法的經濟效益沒有物探法高，但化探操作輕松，能較大的減輕工作人員的探查強度和壓力。A工程施工團隊在現已擁有的鉆孔中注入適量水分，進行水質變化的化學觀測和分析，實現了探查區域內含水狀況和隱伏水構造的準確把控。

3 水文地質條件極復雜工作面的水害防治

隨著地質工程建設數量的不斷增加，水害問題的影響愈發嚴重突出。為進一步提升地質工程建設的效率和質量，進行科學的水害防治勢在必行。具體而言，水害防治的措施包含如下內容。

（1）進行頂板砂巖水的疏放。實踐過程中，工作面的掘進使得頂板的砂巖面臨較大水壓，一旦不能進行及時的疏放，勢必造成掘洞的結構破壞。在疏放過程中，鉆孔疏放是頂板砂巖水疏放的重要方式，其根據探查的基礎情況，進行疏放孔的合理布置，一般情況下，疏放孔應盡可能了的布置在工作面的機巷，并且每個放水點的終孔應控制在2～3個，保證頂板巖的穩定。需要注意的是，疏水孔應于斷層面保持垂直，且穿過斷層上下層。另外，一旦頂板巖堅硬，應停止使用疏水孔對其進行內壓水釋放。

（2）建立強排水系統。強排水系統是水害預先防治的重要控制措施。強排水系統的應用必須滿足一下應用條件：第一，具有獨立的供電系統，與其他設備互不干擾。第二，擁有必要的動態監控系統，實現排水性工作狀態的合理把握。第三，確保排數系統與水倉水位、水泵溫度、排水管流的系統協調。在A建設工程中，工程人員就采用了強排水系統進行礦坑積水的疏排。其通過三趟4寸排水管和二趟6寸排水管的應用，實現了6臺潛水泵和4臺自吸泵的系統配合，使得多余積水有效的排放到了機巷連巷。

（3）建設型水害治理。常見的建設型水害防治措施包含了泄水巷施工、沉淀池和排水溝施工、擋水墻施工、水倉和臨時排水系統施工等諸多內容。這些措施俱能保證水文地質條件極復雜工作面水害的有效治理，保證地質工程的建設質量和工作人員安全，實現工程經濟效益提升。實踐過程中，A地質項目的不穩定隱伏斷層較多，因此工程人員在建立強排水系統的同時，對其進行了水倉和擋水墻的建設，有效的保證了工程的建設質量。

4 A地質工程水害探查與治理技術應用的效果

水害的探查及治理是一個較為專業、復雜的系統過程。其探查實踐的操作往往需要多種方式的系統結合。在A地質工程水害探查過程中，其充分應用了物探、鉆探、化探相結合的探查方式，并且通過強排系統、水倉建設、擋水墻建設等手段進行防治處理，有效的提高了地質工程的水害治理水平。具體而言，其查明了主要導水通道的斷層結構，在鉆孔過程中，弱化了通道山伏青與大青含水層之間水力聯系，降低了復雜工作面的富水含量。另一方面，強排水系統的建立使得機巷的多余積水能及時的進行排出，一旦積水較多，無法及時有效的排出，則可通過水倉進行臨時調節。并且擋水墻的建設大大減少了機巷富水含量，確保了掘進機巷的結構穩定。

5 結語

地質工程建設中，水文地質極復雜工作面水害的探查及治理至關重要。工程建設人員只有充分認識到水害探查治理的重要性，并在科學探查的基礎上，進行規范合理的治理保證，才能進一步提高水害探查及治理水平，推動地質工程建設的良性發展。