綜合防治水技術在礦山深部開采中的應用

劉曉明

（湖南省煤業集團興源礦業公司，湖南 耒陽 421800）

礦產資源對我國社會的發展起到了至關重要的效用，而在開采工作過程中常面臨諸多的水害問題。水害是礦井五大災害之一，我國礦井的安全生產一直受到水害的威脅，礦井水源補給包含地下水和地表水，充水通道多，水源補給復雜，給礦山工程的水害治理帶來了諸多問題，只要產生了不良的水害問題，就會給開采工作地順利進行以及礦產質量帶來不利影響。為了避免上述現象，此時就要強化對綜合防治水技術地運用[1-4]。

1 礦井水害類別

1.1 老空水水害

在采礦期間，特別是針對部分大型礦山深部開采工作，若在完成開采工作之后，并未提供針對性的處置，那么在長年累月之下，地面積水就極易下滲至礦井之中，由此產生較為嚴峻的透水問題，除此之外，由于長期不使用廢棄礦井，那么此時就會帶來一系列的老空水害等問題，進而影響到正常的開采作業。

1.2 砂巖裂隙水

當揭露位于砂巖裂縫范圍采掘面時，此時就極易出現水體流出的問題，比如說后生以及原生等，而比較普遍的現象即礦山巷道滲水和工作面的頂板滲水。如果砂巖裂縫含水層缺少其他補給的水源，那么此時就很少會干擾到開采工作地順利進行。不過若排水系統穩定性受到威脅，那么就提升了開采施工的難度系數。

2 綜合防治水的內涵

礦山深部開采工程綜合防治水是協調各部門和工藝流程，如鉆探、掘進、物探、防治水、地測等，使各部門之間實現數據集成和信息共享，共同完成防治水的任務。綜合防治水的目的是使原本獨立工作的子系統之間建立起聯系，優化資源配置和工藝流程，促使整個礦井系統服務于防治水工作，同時又不影響各子系統的獨立運行，還可為子系統提供豐富的生產信息，使各類子系統得到優化。由綜合防治水的定義可見，綜合防治水可能涉及到煤礦系統的各方面，按照涉及對象的不同，可將礦山綜合防治水對象分為4類：人員、數據、業務和其他資源，如圖1所示。

綜合防治水可在各工作環節中消除因信息和數據共享程度低所導致“孤島效應”，達到協同工作，綜合防治的效果。結合礦山開采的生產工藝流程，對綜合防治水的特點總結如下。

（1）高度集成：綜合防治水體系，可集成礦產生產系統中涉及到防治水的各類信息和數據，通過計算機技術實現信息共享，促進各部門不斷對自身資源進行調整和優化，使生產資源利用率最大化。

（2）綜合交叉：綜合防治水體系不是單一的某個學科可以建立的，而是需要多學科進行融合交叉，綜合防治水體系涉及到的學科包含采礦、地質、地測、機電、測繪、計算機等多個領域。

（3）復雜性：防治水雖是礦產生產中的重要環節，但該項工作作為生產的一部分，仍需要配合其他生產環節，防治水工作人員應建立全局意識，做好本職工作的同時，也可協調配合其他工藝流程。

（4）服務性：綜合防治水的本質是服務于礦產資源的生產，保證設備和作業人員處在安全的生產環境中，綜合防治水也需為生產子系統如采掘、地質和測量等部分提供信息和數據服務。

圖1 綜合防治水對象分類

3 綜合防治水技術的應用

3.1 地面防水技術

因為礦山深部開采多屬于地下作業，所以地面防水工作就變得相當關鍵，優質的地面防水可以為其他環節地順利進行奠基。在開采期間，相關的工作人員要靈活地采取地面防水技術，具體來說，首先，積極開展防排水的建設工作，進而加快雨水地排出效率，避免產生雨水滲透等難題。其次，在選取進口和礦山開采場地的過程中，相關的工作人員務必要保證挑選的安全性、可靠性，盡可能地將井口和場地安置于地勢較低的區域。然后，如果礦區在河流周邊，此時相關的工作人員就要仔細地標識礦井內部漏水的實際方位，接著再開展填充工作，一般條件下要采取黏土和水泥等來填充，如此一來，就可以防止水流滲入內部。

3.2 潛水泵房排水技術

如果要從根本上解決礦山工程中有水的問題，此時就務必要遵循礦井的排水情況進行科學規劃，然后根據實際情況調控排水泵房運作的功率和規模，從而達到調控泵房排水水準的成效。不僅如此，在提高泵房排水能力的過程中，還需要確保泵房具備較為理想的排水功能，還應該預留出一定的富余系數，最后才能夠讓礦山更好地處置排水突發問題。

3.3 綜合探測技術

通過合理探測可以保證綜合防治水順利完成，如此一來才可以有效提升礦山開采單位的施工效率。不過，在采取綜合探測技術的過程中要做到如下幾點。

首先，一般條件下，人們在開采施工時，要求預先編制一個合理化的方案，在設計計劃過程中，人們能夠利用綜合物的探測，借此解析和探討開采區域地質的構造情況和倒水屬性等。除此之外，相關的工作人員還需要利用電磁和地球物探的手段，深入分析開采區的陷落柱和斷層狀況。與此同時，還要求科學分析通過探測后所獲取的有關數據，進而盡可能地保證信息的精準性。

其次，在檢測地面物探后，若察覺到導水結構，那么在實際挖掘期間，還應該完成相應地檢查工作。在探查地下時，還需要利用探物以及鉆探相綜合的方案，而在檢測礦山工程倒水異常的時候，常常會采取順變電磁法，接著再利用鉆探等方式來完成驗證，進而給防突注水等工作創造條件。不僅如此，在礦山資源深部回采工作面前，還需要在地板位置提供綜合水文方面地檢測工作，如此一來，才可以明晰開采區域現實的地質水文情況。與此同時，相關地工作人員還需要通過高密機制的直流電方案來探測工作面的回風港以及運輸港水層的現實狀況，由此明晰對導水結構現實的發育情況。

4 綜合防治水工作流程

（1）水害預測預報。水害預測預報就是指在系統分析水文地質信息以及現場實測信息的前提條件下，仔細地對極易出現水害問題的區域予以預警。水害預測預報需要包括礦山地下水全部生產工作面，實現全方位預警的效果，同時防治水單位還應該按月度或者季度制作水害預測預報臺賬，同時還需要交由總工組織有關單位審核，技術單位則將之作為預測預報的重要依據，編制專項施工的各個規程，而安全單位則要合理監督水害預測預報的編制以及實際施工工作。

（2）井下超前物探。之所以采取井下超前物探的方法，這就是為了能夠在極易出現水害的區域，采取瞬變電磁法、超聲波探測法等手段提供超前探測，物探單位還應該依據礦山深部開采工程現實地質條件制作物探預案，同時交由總工程師審核批準，注意該物探方案要精準地呈現物探區域的含水地質體。

（3）物探成果報告。一旦物探工作結束后，相關的物探單位還應該仔細地編制物探成果報告，對超前物探范圍的含水地質體予以詳細分析，礦總工程師還需要仔細地探討物探結果，物探工作中的全部數據信息都要交由礦檔案部門裝訂成冊，同時還要進行備案，這樣有助于后續閱讀查看。

（4）設計鉆探。在發現采掘工作面圍巖體含有一定的水區域之后，地質單位以及防治水單位就要在仔細探討預測預報以及物探成果等信息之后，結合采掘工作面的推行狀況，定期編制鉆探設計方案，而該鉆探設計方案一旦通過礦總工審核通過，此時下發探水施工人員以及測量工作者就要加以學習，同時還需要在鉆放水地點安置一定的探放水鉆孔設計圖版。

（5）及時發布停掘和探水通知。相關的工作人員在挖掘工作面過程中，將之挖掘到間隔含水地質體10至30米的位置，此時就要求暫停作業，接下來再開始為探放水工作作準備，而地質單位以及防治水單位要一同下發停掘以及探放水通知單，該通知單上需要仔細地說明停掘的實際位置以及探放水工作的有關標準。

（6）鉆探施工前進行驗收。在實際鉆探施工之前，相關的工作人員要仔細地驗收鉆孔參數以及鉆機。鉆孔驗收通常就包括鉆孔方位、角度、深度等項目，查看其安置方案能否與鉆探設計方案保持統一，確保其無塌孔等其他不合格鉆孔。

（7）單孔驗收工作分析。一般來說，單孔驗收工作要交由鉆探工作者、瓦檢員、帶班礦長、地質人員以及防治水人員等共同完成，而在實際驗收單孔期間，則要求仔細地驗收亟待詳細檢查鉆孔的各項參數，查看其有無契合既定的設計標準，一旦驗收過關之后，就可以仔細地填寫驗收表，針對驗收不過關的鉆孔要仔細注明并再次施工作業。

（8）允許掘進通知。探放水鉆孔施工完畢后，由相關部門組成的聯合專家組對鉆孔探放水成果進行分析，結合物探資料進行綜合評定，若鉆探成果達到了預期要求，礦總工程師可下發允許掘進的通知單，并注明允許掘進的距離和注意事項。

（9）開掘施工。采掘施工隊收到允許掘進通知單后可進行采掘施工，采掘施工要按照采掘通知單的要求進行，不得超掘，在采掘過程中若出現滲水現象，應立即停止掘進，按既定避災路線撤離到安全位置，并報上級部門。

5 提高礦山深部開采綜合防治水效果策略

5.1 加強雨季的安全隱患排查

在對礦山進行開采之前，相關人員需要先掌握當地雨季時最大的降水量，從而有效降低水災導致重大事故發生的概率。要仔細察看附近地形，做好周圍廢棄枯井的密封工作，防止有水流流入礦井中提高開采的難度。另外，還要在開采區域內放置警示標志，同時委派專業人員做安全檢測與排查，如，開采區的周圍、廢棄枯井還有附近的湖泊等極易發生災害的區域，對這些區域要做好對應的防護措施。除此之外，還應當在管理層面提升隱患排查的力度，制定區域負責體系，構建與完善相關的管理制度，一旦出現了危險需要立即停工撤離，防止災害的覆蓋范圍進一步擴大。

5.2 構建科學的應急處理方案

想要制定出符合實際情況的應急預警方案，在制定方案時就需要做好附近的準備工作，第一步要保證在發生了水災險情之后，能夠有適合的方式將水流及時排除出去，并做好對應的設備儲備，對其進行定期的維修與保養，以此保證在災情發生后可以直接投入使用。除此之外，還需要提高內部人員的安全意識以及應急處理水平，安排定期的安全講座來為內部人員進行技術培訓，同時進行考核，根據過去經典的案例，使所有人切實感受到水患具有的影響力，同時掌握對應的處理方法，從而使員工工作水平得到顯著提升[5-9]。

6 綜上所述

綜上所述，礦山深部開采過程中的水害侵襲是一種較為常見的災害類型，一旦發生水害，將會給礦山開采帶來巨大的經濟損失，同時還會造成嚴重的人員傷亡。面對水害侵襲，采取綜合防治技術，同時針對不同水害類型，采取有針對性的措施，以此保障我國礦產企業生產安全及順利發展。