煤礦井下綜合防治水技術的應用研究

馬越

（內蒙古準格爾旗特弘煤炭有限公司官板烏素煤礦 內蒙古準格爾旗 010300）

煤礦井下本身便存在著復雜的地質條件，在防治水工程中，也會遇到巷道支護頂板水防治的困難問題，所以，提出采用新型的綜合防治水技術予以處理，經實際應用之后，發現綜合防治水技術的有效應用可以避免巷道掘進過程中出現突水情況，進一步增強巷道掘進的可靠性和安全性。在此背景之下，本文針對煤礦井下綜合防治水技術的應用進行探究，希望能夠更好地發掘出綜合防治水技術的應用價值，助力煤礦井下作業順利進行并取得良好的作業效果。

1 煤礦井下防治水工程的瓶頸問題

1.1 水災位置探測不準確

煤礦水災的類型、位置、原因有很多，這些因素都非常容易給探測工作帶來困難，假如作業人員難以精準捕捉到煤礦工作面的實際水災位置，并及時給予有效的防水措施進行處理，而是忽視有效防水技術的應用，那么非常容易出現煤礦水災問題，繼而產生多種安全隱患，最終煤礦企業的經濟效益也將會因此而遭受損失。

1.2 地下水層的突水現象

在作業人員挖掘礦井的過程中，會根據含水層的礦井底板材料進行注漿施工，進而通過以底板注漿材料的方式去進行解決滲水問題。采用此種工藝方式進行施工，可以有效緩解礦井中含水層結構的開裂問題，防水率高達94.8%，進而保證了隔水層中沒有發生過底板污泥層滲漏的狀況。不過，由于部分工作人員并沒有嚴格結合技術要求去完成對煤礦工作面底板注漿的整改工作，甚至是因為底板改造質量并不好的因素，導致深層水在底板當中較為脆弱的部分冒出，進而出現突水的現象，產生嚴重的水災。

1.3 老窯水因素

老窯水具體指的是在部分煤礦當中，進入開采工作后期階段時，結束工作做得不是十分完善，因此，導致煤礦井當中存在一些采空區，當地表水經過長時間的滲透之后，便極易在采空部分形成積水區，而后在所展開的煤礦開采工程中，假如工作人員未能觀察到此問題，不小心進入了老窯水區，那么便會使老窯水突然涌入，最終形成極為嚴重的水災。經過調查發現，我國煤礦井下水災問題中有80%的概率是因為老窯水滲漏問題。與此同時，考慮到老窯水長時間處于密封的狀態，水的酸性極強，對開采設備也會帶來一定的腐蝕性影響，此時，設備遭到破壞將非常容易產生安全問題。并且，老窯水中有著非常多的硫化氫氣體，這將使工作人員面臨著非常險峻的狀況，嚴重時甚至會使人窒息死亡。而一些面積較小的老窯水區域是很難精準探測出來的，這也會影響煤礦的安全開采［1］。

1.4 廢棄小煤炭的危害

經過實踐之后，發現在很多開挖井田周圍都存在著一些廢棄的小煤礦，此時，如果未能予以相應的處理而繼續進行開采，那么會很容易碰觸小煤礦，而小煤礦和大煤礦經常呈現出連成一線的狀態，忽視此問題進行開采，將面臨著極大的安全隱患，繼而影響到煤礦的生產工作，最終引起安全問題。

2 煤礦井下水災的分類及隱患

2.1 煤礦井下水災的分類

對于煤礦井下滲水的主要類型，經研究后，發現具體可按照地表水與地下水的不同形成方法生成兩類不同的煤礦洪水類別。

第一，由于地表水所形成的煤礦水災大多是來源于礦山周圍存在著一些河道、湖泊、水塘等面積很大的地表水集中區域，尤其是處于雨季階段，由于降水相對豐富，導致這一類地表水集中區域的水位出現了上升態勢，進而逐漸超過了當地歷年以來的最大洪水位標準，此時，便非常容易湮沒下水井，大量的地表水迅速流入井下，最后產生了淹井的問題。同時，地表水也可以通過破壞與挖掘而形成的裂隙直接流入到地下作業面，如果出現了這種情況，就造成大量積水形成，于下礦井的正上方存在大量地表積水的地方。因此，在地下水采掘時期，就必須推出一系列的保護措施進行整治，從而使得地表水無法直接進入井下。

第二，來自地下水所形成的礦山洪水，大多是由于暗河、含水層結構、老窯積水等某些惡劣水文條件而形成的。因此，假如對水文條件的勘測并沒有十分明確，或者不是非常完善，在井下挖掘時期也就無法開展更深入的勘查，而此時便非常容易掘進一些不良含水地層，最終出現井下水害；再或者是雖然已經探明了礦井水文地質情況，但是所采取的安全措施并不是十分到位，繼而產生井下水害問題。例如，未能留設保護煤柱，未能進行注漿堵水，或者是所留設的保護煤柱尺寸不合理，多種多樣的問題都會導致水害的出現［2］。

2.2 煤礦井下水災的危害

總體來講，煤礦井下水災極易產生多種多樣的危害，如巷道積水、頂板淋水，這類問題會使得井下工作環境出現潮濕的情況，并且導致空氣的流通不是十分順暢，假如處于開采深度較深的礦井當中，溫度也會隨之升高。例如，在環境較為潮濕、空氣不是十分流暢的作業環境當中，會影響到作業人員的工作效率和身體健康；水災的出現也會積聚瓦斯或者是硫化氫氣體，最終產生中毒現象；處于潮濕環境中的井下機電設備也會因為這樣惡劣的環境而受到影響，其使用性能和使用壽命都將無法呈現出良好的狀態。由此可見，煤礦井下的水災問題既會讓作業人員面臨安全隱患，同時也會給井下機電設備帶來一定影響，總之，惡劣的井下作業環境將為獲得良好作業效果帶來極大的阻礙。

3 煤礦井下綜合防治水技術的應用

3.1 嚴格做好前期準備工作

在對礦井進行防治水處理之前，嚴格做好前期準備工作是非常有必要的，并且前期的防治措施也將為后期治理井下水害奠定下堅實的基礎，確保井下水害得到快速治理，不至于影響實際施工活動的順利進行。在針對礦井展開防治水工作之前，前期勘探工作是非常重要的基礎，假如此時工作人員能夠精準地勘探水文地質條件，那么，可以有效避免出現井下水害情況，最大程度地降低水害所帶來的風險性問題，對降低治理水害的成本也將起到良好的作用。因此，在實際進行水文地質勘測的過程中，可以采用鉆探勘測法和物探勘測法相結合的方式進行勘探，以此種綜合勘探技術，可以更加精準地了解到水文地質的實際情況。并且在這一過程中，必須對礦山附近的主要礦井涌水狀況和地表水狀況加以關注，搜集有關資料并加以合理整理，為今后做好防水工作奠定良好的基礎。特別是要注意一些采空區積水或大斷面等的不良含水區域，在圖中也要進行適當的說明，在查清了作業區域內的實際水文條件以后，便要把這些數據交給防水部門的有關人員［3］。之后，由部門有關人員結合數據編制防治水方案，對于防治水方案的制訂可根據季節或月份進行落實，而針對不同種類的水礦井，則需要針對其實際狀況去編制防治水方案。

3.2 加大雨季安全隱患的排查力度

處于雨季階段，更應當加大安全隱患的排查力度，從而避免因雨季而產生井下水害問題。相關工作人員需要切實地結合礦井所在區域氣候條件和降雨量展開綜合分析，在雨季來臨時，要制定相應的隱患排除方法和處理辦法。因此，可以在礦山地防水主管部門的輔助下成立雨季安全隱患排除工作組，更加認真地關注雨天的降水量問題。同時，應對部分已廢棄的水井進行回填管理，假如無法及時對廢棄水井進行回填，則需要在井口部位安裝以鋼筋、混凝土制成的蓋板，從而有效起到止水作用，避免因為地表降水而使得大量雨水涌入井下。對井田附近的湖泊、河流和水庫這類區域也應當進行定點巡視，如發現存在問題，要立刻上報，如果遇到一些容易出現洪水淹沒井口的情況，更需要及時上報給相關領導層，并推出一系列的緊急措施，撤出井下作業人員，做好地表輸排水工作，避免因地表水產生井下水害。

3.3 細化對煤礦水災位置的勘測工作

通過對煤礦水災進行細化勘測，可有效避免在開采過程中出現的水災問題，為了進一步保證其勘測效果，精準地捕捉到煤礦含水層位置，相關工作人員需要從以下方面出發對此問題加強重視。

（1）提高測量的準確度，保證上下聯系測量的準確，清晰地標出一些廢棄小煤礦井口位置。

（2）工作人員需要使用類似于三維地震技術去勘測在煤礦工作面附近是否存在斷層，并且判斷斷層的斷點地質情況、斷裂的范圍及斷裂的延伸走向。在隨后進行施工活動的過程中，防止斷層線由于不合理開采而受到的破壞［4］。此外，還能夠利用瞬變電磁方式精確地探查出礦井工作面周圍存在的富水區，從而為后續防治水工作提供足夠的便利。

（3）經過分析之后，判斷是否存在鉆孔未能得到密封，再對鉆孔展開治理。

（4）利用一些分辨率較高的探測儀器對煤礦工作面的巷道展開探測，通過觀察探測儀是否發出預警信息而有效避免出現水災問題。

（5）防止因為地下水層滲透而影響煤礦開挖工作。當作業人員所處的開采工作點和預警部位相差大于30m時，便要在煤礦工作面的兩側進行探測試驗，并且確保打孔和施工巷道呈現出平衡的狀態。如果經過勘測之后發現煤礦的開采點和預警部位之間距離相差為30m以下時，作業人員便要立刻停止作業，并展開探測試驗，保證安全之后才可以繼續進行。

（6）積極運用多種先進儀器執行勘測工作。例如，可以運用超前地質探測器進行探測，超前地質探測器本身便有著內容詳細、探測范圍廣、精準度高的優點，因此，其應用在煤礦開采工作中能夠真正發揮出其實際價值，憑借其獨特優勢，精準地捕捉到每一個工作面附近存在的斷層部位，分析斷層位置、斷層寬度，了解斷層延伸方法，并準確預測出處于煤礦附近含水層的實際位置，由此，將為后續展開煤礦防治水工作提供非常寶貴的依據。

3.4 嚴格監管鉆探施工質量

相關工作人員要堅決落實相關工作條例展開煤礦防治水工作，確保鉆探的施工質量，這也是工作人員需要重點關注的問題，同時，這個問題將成為防治煤礦水災的重要舉措之一［5-6］。

（1）關于排水設備的準備，需要加強重視力度，在展開鉆探工作前，便需要準備好所要用到的排水設備。例如，可以在煤礦工作面中放置排水管、水泵、配電設備等。并且，相關工作人員也需要對排水設備展開定期維護，確保排水設備能夠順利運行，在探測位置的最低部位可以設計一個容量較為合適的水倉。

（2）在實際展開鉆孔作業之前，相關工作人員應當做好鉆孔的設計，并且需要嚴格地按照設計圖紙執行施工活動。在施工時，也切勿憑借主觀認知更改圖紙。

（3）在確定鉆孔位置時，需要確定一個比較穩定的位置進行鉆孔，通常情況下，鉆孔的位置可以布置在巷道下方，這樣能夠確保鉆孔和采礦地區之間的寬度保持足夠的厚度。在正式進行鉆孔之前，要確保排水設備和巷道能夠正常運行，避免煤礦水災的出現。

（4）為了進一步保證鉆探工作的安全進行，相關工作人員需要對施工安全技術和施工設計展開詳細且精準的記錄，施工人員一定要按照施工的實際要求完成施工活動，并且在正式施工之前對相關施工人員展開培訓工作。當施工人員具備一定的煤礦水災意識和較強的施工技術之后，才能正式步入工作崗位，并為獲得良好施工效果奠定基礎。

（5）建立起防水災組織。考慮到煤礦開采人員在整個煤礦防治水工程中的實際作用，開采人員方面應當事先與其他技術人員加強溝通，并且對煤礦展開測量。接下來，設計人員進行施工設計，探測人員要對煤礦情況進行探測，而施工人員則主要負責完成施工活動，每一名技術人員都應當保持以相互配合的良好狀態完成施工活動，最終確保獲得良好的施工效果。

（6）檢查鉆孔器是不容忽視的一項重要環節。在進行鉆孔之前，一定要對鉆孔設備的防噴、閘閥等一系列裝置進行檢查，從而保證后期鉆孔設備得以順利運行。

（7）關于鉆孔施工的控制，需要相關工作人員及時且詳盡地應用施工技術，并且記錄、整理施工過程中出現的異常情況，及時發現問題并給出相應的解決方案，保障鉆探工作的順利進行。

（8）鉆探防護是進行防水工作時需要予以重視的一項問題，通過做好防護工作，避免在鉆探過程中產生有毒氣體而對施工人員帶來危害，有效保障施工人員的健康問題。

4 結語

綜上所述，處于煤礦井下的水災問題將會給煤礦井下施工活動帶來極大的不良影響，無論是對煤礦開采企業來說，還是對施工人員來講，水災問題都將產生極大的安全隱患。因此，考慮到水災問題所容易產生的一系列消極情況，相關施工單位方面一定要采用有效的防治水技術解決煤礦井下水災問題，避免因水害問題影響作業環境而增加生產成本。并且，相關工作人員也一定要從防治水的準備工作做起，在雨季期間，加強隱患排查力度，制訂出一系列應急方案，以免出現水害問題時難以給出有效的整改對策。通過從方方面面著手，掌控好防治水工程的諸多細節，繼而為營造良好的煤礦井下作業環境奠定堅實的基礎，同時，也從根源處解決了因水災所產生的危害問題。