鎮城底礦水害及瓦斯區域分析及防治

王德志

關鍵詞：礦井防治水;礦井水害;防治措施;對策

0 引言

水害和瓦斯是影響礦井安全生產的主要地質災害，隨著我國煤炭資源的開發，各種煤礦水害類型對生產安全的威脅越來越大，煤礦防治水已成為礦井安全工作的重中之重[1-3]。雖然很多學者對礦井水害類型進行了細致劃分并提出了相應的防治措施，但井下突水事故也時有發生。如山西王家嶺煤礦2003年發生透水事故導致35人死亡，因此煤礦井下一旦發生透水事故往往易造成嚴重的人員傷亡事故。山西西山煤電股份有限公司鎮城底煤礦煤層基巖及其松散層內含有多層含水層，且存在陷落柱等，對井下開采安全威脅極大;本文基于鎮城底煤礦水體存在類型對其水害進行分類并提出相應的防治措施，為井下安全提供理論支撐。

1 鎮城底煤礦水文地質概況

鎮城底煤礦地下含水層可分為基巖含水層和松散含水層。松散層含水層為汾河的河床沖積層，沖積層厚度為8.2～39.0 m，平均厚度約為20 m，主要為礫石、卵石及砂層等，透水性較好。基巖含水層分為碎屑巖類裂隙含水層、碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層及碳酸鹽巖巖溶含水層。碎屑巖類裂隙含水層巖性主要為砂巖與泥巖互層，巖層內存在風化及構造裂隙;碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層富水性不均勻，碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層富水性普遍較強，且厚度大。各個含水層直接存在由泥巖、粉砂巖及細砂巖等組成的穩定隔水層。井田內發現的陷落柱共有140余個，柱體內充填致密，巖塊膠結緊密，富水性較弱。礦井各含水層（體）的廣泛發育對礦井安全生產造成極大影響。

2 礦井防治水工作存在的主要問題

2.1 防治水投入資金不足

相關配套資金的投入是防治水工作的基礎，沒有資金的支持，防治水工作猶如空中樓閣。增加防治水專項資金的投入一方面可以引進先進的設備儀器，進一步精確含水層的位置及其富水性，同時可以同相關專業的科研單位開展業務合作，依靠外來專家的技術對癥解決相關問題。另一方面，礦方可依靠資金的投入，提高壯大礦井防治水人才隊伍及整體工作水平;因此充足的資金投入對保障防治水工作有十分積極的意義。

2.2 健全防治水安全責任制度

井下防治水工作是一項復雜的系統工程，完善防治水安全責任制度是防治水工作的前提，是保障防治水工作安全高效實施的基礎。建立完善的相關制度，首先應將各項責任落實至具體人員，將各項工作落實在實際生產當中去，通過詳細周密的制度來保障各項工作的落實，提高工作人員的責任感及工作效率。同時，應依據具體工作建立明確的獎懲制度，提高員工工作的積極性及責任心，尤其需要建立配套的科技創新獎勵，以提高工作人員創新積極性及工作的科技前瞻性[4]。

2.3 防治水相關研究資料較少

煤礦企業由于其自身生產的特殊性，各企業之間的相關水文地質資料處于“背靠背”狀態，各企業之間的防治水相關研究資料缺乏溝通，導致相似的井下水害在多個礦井井下頻發。同時由于部分煤礦缺少對事故發生原因的深入研究，防治水工作多依靠“經驗”而行，不能有的放矢，工作開展存在一定的盲目性。因此防治水工作需要各個企業相互交流且分享成果，共同克服。

3 水害類型及其防治措施

根據鎮城底煤礦水文地質情況將該礦水害分為老窯水、頂板水、工作面前方水及構造水。根據水害特點提出相應的防治措施。

3.1 防治老窯水

在疑似老窯水區域，尤其是沒有詳細老采空區位置及相關水位地質情況的區域，應做到有倔必探，先探后倔;并且應盡可能的使用多種手段探查，各種探查結果相互佐證，提高老窯水勘探信息的準確度。對于探明的老窯水應留設足夠的安全煤巖柱，在警戒線附近開采時應加強防治水工作的落實[5]。

3.2 防治頂板水

煤層開采時，頂板水主要是裂隙水，其富水性較弱，工作面開采過程中頂板水會通過采動裂隙進入至工作面，對開采安全存在一定影響;因此需要提前通過疏水鉆孔將頂板水進行疏放。疏放前首先應通過物探等其他勘探手段查明頂板的富水性，通過疏放鉆孔切穿疏水巷道頂板，且鉆孔垂直水流方向，保證疏放效果。

3.3 工作面防治水

工作面防治水主要由3部分工作組成：工作面回采前、回采中及巷道掘進前。巷道掘進是的防治水工作重點是對巷道掘進面前方及側方的構造等進行探

堅持有疑必探、先探后掘的礦井探放水原則，結合礦井水文地質情況編制探放水設計，根據水頭位置、開采煤層厚度以及圍巖應力，科學布置探水線，超前布置探水眼。

3.4 留設構造隔水煤巖柱

斷層水是構造水的主要類型之一，斷層的存在影響了含水層的完整性，使斷層成為涌水通道。斷層的導水情況主要取決于斷層內巖塊的緊密程度、破碎程度及水壓等，若斷層內部詳細資料沒有掌握，應將斷層視為整個保護體。留設斷層隔水煤巖柱;根據礦井的煤巖系數確定安全煤巖柱寬度。若斷層被強富水含水層掩蓋，又接近或進入底板承壓含水層時，斷層突水性大，應該提前進行疏放水或對斷層注漿，并進一步增大安全煤巖柱寬度。與此同時，煤礦的水害防治還應充分摸查相鄰礦井、河流的的匯水和滲漏情況，重點開展好疏水能力工作。將以往每年區域降水情況建冊，與礦井相鄰的小煤窯分界處按照規定必須留設至少15m的防水煤巖柱。當礦井采掘過程遇斷層是，還應在斷層兩側留設合理尺寸的防水煤巖柱。防水煤巖柱的合理留設寬度選定，應結合礦井的水文地質條件、上覆巖層的移動規律機圍巖應力進行選定。

4 結語

隨著我國中東部煤炭資源的進一步開發，煤層開采深度越來越大，各種地質災害頻發，礦井水害問題日益突出，威脅礦井安全高效生產。防治水工作首先應明確礦井各種水害類型及其可能發生因素，堅持有疑必探、先探后掘的礦井探放水原則;結合礦井的實際水文地質情況有的放矢地采取有效防止措施，保證礦井安全生產。

參考文獻：

[1]常陸輝.淺談衰老礦井復采工作面探放水技術[J].陜西煤探，2016，35（14）：125-126.

[2]黃亞寅，邢連杰.復采煤層掘進工藝技術研究[J].能源與節能，2016，18（15）：140-141.

[3]陸軍.薛虎溝煤業復采煤層掘進工藝技術研究[J].煤炭與化工，2017，40（25）：106-108.

[4]曹興懂.大莊礦老空水水害分析及防治技術[J].技術與市場，2015（07）：121-122.

[5]崔國利，眉萱.豫西監察分局集中開展兼并重組礦井水害及瓦斯災害防治監察[J].決策探索，2011，000（024）：68-68.