地質勘探工作對礦井防治水的重要性

李 健

(貴州省黔西市應急管理局，貴州 黔西 551500)

0 引 言

在礦產開采過程中，容易破壞地質地層的平衡，進而引發各種地質災害，其中最嚴重的是水害，影響到礦井開采的生產安全性，如工作面及礦井出現被水淹的情況，會影響礦井開采效果。一旦出現水害事故，不僅影響工作開展，也導致救援工作難以進行，威脅到工作人員的生命安全。這主要是由于在短期內難以將礦井中的水全部排出，因此，企業應當做好礦井防治水工作。為達到良好的預防作用，應掌握礦井水的實際來源，針對性地采取解決策略，提高對礦井防治水的工作效率。

1 研究背景

隨著礦產企業的發展，各項安全事故管理機制的完善，在優化當下礦產企業運行結構的同時，應使礦產開采工作更加規范。礦產企業應根據自身的經營發展情況及市場背景進行綜合管控，為礦產企業的發展提供可靠方向。在開展運行管理工作過程中，地質勘查與防治水工作具有重要作用。對于礦產企業而言，水害事件不僅影響著企業經濟效益，也會威脅到工作人員的生命安全，因此應針對地質勘察與礦井防治水工作現狀進行綜合分析。

2 礦井防治水的重要性

2.1 提高綜采工作面生產安全

礦井開采工作的危險性較高，就我國礦井開采工作來看，經常會出現井下各種安全事故，造成人員傷亡以及重大的財產損失，而造成礦井事故的主要因素就包括水害。因此做好礦井防治水工作，保障工作人員在礦井開采過程中的生命安全，同時降低財產損失，具有重要的現實意義。由于礦井開采具有一定的特殊性，大多數工作需要在礦井中完成，地下水一般都在地層以下，礦井在開采過程中會出現涌水情況。在正式開采綜采工作面時，應當先進行探放水，通過專業的勘探設備，檢查礦井周圍的水溫情況，進而做好準備工作，提高礦井開采的安全性。

2.2 增強綜采工作效率

在開采礦井以前，需要分析研究礦井周圍的水文地質情況，并提前發現可能存在的各種水害因素，進而針對性的采取策略，做好礦井水害預防工作，保障開采安全。在有效的預防措施下，能夠起到良好的防治水效果，在實際開采過程中，讓涌水現象明顯減少，并在可控范圍之內，開采安全得以保證。同時也減少了涌水問題帶來的各項不利因素，提高礦產開采效率，保障最終礦產企業的經濟效益。因此要想保證礦產開采的實際效率，就應當采用科學合理的防治水技術。

2.3 擴大開采范圍

在礦產開采以前，還需要通過地質勘探技術，檢測其周圍水文地質情況，結合各項數據指標完成更詳細的勘察工作。最終的勘查結果，能夠幫助礦產企業掌握礦產開采的大致情況，計算出相關經濟指標，比如礦產開采可能需要的資金投入量，以及最終獲得的資金收益。如：對于礦山開采而言，資源的最終儲存量是計算礦產開采經濟指標的重要數據部分，確定實際可開采數量，以及最終儲存數量。對于礦產而言，實際儲存數量無法改變，因此就應當通過對各項技術的完善來提高開采效率，提升開采量。但開采儲存量會受到水文條件的影響，而通過科學的防治水方案，能夠有效提高礦產開采儲存量，獲取最大化的經濟效益。

3 地質勘察工作與礦井防治水工作現狀

(1)地質勘查工作不夠完善，使得礦產企業的發展受到限制。隨著市場經濟的快速發展，多元化的經濟活動數量不斷提升，各個領域對礦產需求量只增不減，因此礦產企業為了獲取最大化的經濟效益，將更多的精力放在礦山開采工作之中，由于地質勘察工作的不到位，導致部分資料的精準性難以得到保障，使得后期防治水工作的開展失去意義。

(2)缺乏礦產專業技術人員，對防治水工作的落實不夠及時。對企業而言，專業技術人員決定著最終防治水工作效果，如果專業技術人員不斷流失，會影響企業工作開展的穩定性。而部分礦產企業領導對地質勘查工作的開展重視不足，使得勘察隊伍不穩定，其專業素質難以滿足防治水工作開展的需求，進而使得防治水預防產生多項漏洞，地質勘查結果未能為防治水工作提供準確標準。由于礦產開采的環境較為惡劣，而且工作人員綜合能力有限，自身職業精神與專業水平有限，最終影響開采水平，甚至會導致出現延誤工期的情況。

(3)地質勘查工作缺乏完善的管理機制。許多礦產企業在開展地質勘查工作時，往往缺乏完整的監督管理制度作為支撐，因此部分制度的執行缺乏科學性、嚴謹性。而且地質勘查工作難以明確勘察的基本方向，影響最終工作效率。部分礦產企業在具體施工過程中勘查工作規劃，沒有結合實際工作需求完成設計，進而使得地質勘察工作的綜合效能沒有得到充分展現，工作的開展也只是流于表面，勘察工作的科學性不斷降低，進而無法保障礦產企業的高效運行。

4 礦井水害基本類型

為了能夠實現對礦井水害的精準管理與防治，就應當了解礦井水害的基本類型。按照水的不同來源，將其分為采空區透水、含水層涌水以及斷層突水。

4.1 采空區透水

在開采礦井時會形成采空區，由于被長期閑置，就會導致采空區出現積水。如果在采空區周圍布置新工作面，則很容易引發采空區透水。一般引發此類透水事故的主要因素是由于采空區內水壓與水量高導致，如果在采空內水壓不斷上漲，那么工作面涌入水的速度就會不斷加快，一般在極短時間內就會淹沒工作面，造成巨大的安全威脅。在工作面內會放置諸多礦井開采設備，一旦工作面被淹沒，則會導致設備被泡，而后則需要投入大量的資金費用維修設備，即使維修成功也會影響設備的實際使用期限，進而提前報廢，加大資金支出。就礦井來看，采空區發生透水現象較為稀少，一般只有在周圍有小煤窯的情況，才更容易引發透水。即使此類小煤窯已經關閉停業，但其圖紙保存不善，使得無法確定采空區周圍地質情況。

4.2 含水層涌水

含水層涌水是指：如果上下層的隔水層出現破裂情況時，那么地下水就會隨之快速涌入到工作區域。一般此種情況大多數發生于水層或水層較大的礦層底部以及頂板上方。在開采礦層時，隔水層的應力過于集中，導致隔水區出現裂縫，進而地下水噴涌而出。如果礦層距離含水層較近，那么在開采過程中如若應力過于集中，則會導致隔水層受到影響。因此為了避免地下水涌入到工作面之中，減少水源危害，就應當合理設計防水煤巖柱。如果防水煤巖柱寬度不符合工作面需求，那么也會容易出現地下水涌入情況。除此之外，隨著工作面開采強度的不斷上升，導致采空區的冒落帶高度不斷上升，如果冒落帶高于含水層時，那么含水層則會容易涌入到工作面內，造成危險系數不斷上升，影響安全性能。

4.3 斷層突水

當回采到斷層之后，工作面回采會直接干擾斷層，進而使得斷層隔水能力受到影響，甚至失效，進而引發斷層突水，導致開采工作中斷，干擾后續工序。這主要是由于斷層在初始階段在趨于平衡，但是斷層開采會導致其平衡狀態受到影響，使得地下水涌入到工作面之中。正是此種突發情況導致工作面排水所承受壓力不斷上升，回采巷道也會受到影響，出現異常泥濘，但不會導致出現被淹沒的情況。除此之外，引發斷層突水的另一因素則是由于初期的安全防護措施不夠完善，進而使得斷層突水情況發生較多。如果在斷層附近進行開采作業時，礦層底板的應力過于集中，一旦底板存有承壓水，在回采階段就會引發底板突水問題。此種突水現象一般是由于開采礦層方式選擇不恰當導致，因此需要綜合考慮突水的水壓規律。

5 地質勘探工作對礦井防水的重要性

5.1 探明礦井水來源

針對礦井采取防治水措施時，首先應當明確水源，確定礦井周圍是否存在水壓。礦井面臨的水害多種多樣，如果不探究水的真正來源，那么則無法針對損害程度采取針對性的措施，以盡全力降低水害的影響。一般情況下為了了解工作面周圍的水文地質情況，會通過探水鉆孔來檢測其水源，掌握不同水源的實際流向及大致分布范圍，了解其水壓。水壓是導致出現水害的主要因素之一，同時也是檢測水強度的指標，如果水壓不斷增大，那么發生水害事故的幾率也會隨之不斷上升。因此在開展地質勘探工作時，應當關注工作面以及采空區的實際積水情況。在明確水源類型、壓力之后，則可以制定針對性的防治水方案。比如針對采空區積水，則可以利用水泵排出水源；而對于水層中的水源，則可以采取注漿法，以此起到堵塞水源的作用。

5.2 合理設計工作面

導致礦井出現水害的主要因素通常是由于工作面設計不合理。由于布局的不合理性，導致工作面在回采過程中擾動附近水源，進而引發礦山水害，比如工作面遇斷層，距離過近時，則會加大水害發生機率。如果地質數據難以保證精準性，且工作面開采過高，那么礦層上的隔水層會受到影響，導致破碎引發水害。采用勘察技術則能夠準確掌握地質相關數據，按照數據信息科學設計工作面，使其與斷層距離加大，減少水害的發生。此外，通過地質勘探采取的準確數據，能夠使得地質結構不再受到回采作業的影響，降低水害發生機率。

5.3 完善防治水理論

礦井防治水是礦產開采的主要難題之一，采取完善的防治水理論以及防治水技術，是減少水害發生的主要措施之一。雖然當前防治水工作已經取得了初步成就，但是不同礦井的地質條件存在差異，因此采用單一的防治水理論，難以滿足不同礦井開發的需求。因此應當針對現有防治水理論不斷進行完善，以此來實現防治水技術的不斷創新，提高防治水效果。利用地質勘查數據，可以了解水害的實際發生因素及相關條件，找出各項水害發生的共性，總結出相應的工作經驗及實踐，進而使得當前的防治水理論更加完善，為礦井開采與安全生產提供有利條件。

5.4 合理設計防水爆巖柱與水倉

當前許多礦井防水煤巖柱的設計并不合理，使得礦井水害并沒有得到有效預防，雖然根據開采作業經驗對防水煤巖柱公式計算加以完善，但是仍有部分參數的選取并不符合礦井實際需求，也有部分參數選取缺乏依據，許多公式只是針對特定的開采情況應用。因此，就應當利用地質勘察技術，深入掌握地質條件實際情況，確定合理的防水煤巖柱寬度。而礦井水倉是重要的儲水設施，如果水倉容量并不符合實際情況需求，那么就會導致水害出現機率上升。因此，在設計水倉時，就應當充分了解礦井的涌水量，記錄其最大值與最小值。同時也要記錄礦井水源的變化情況，了解其時間。通過地質勘探技術能夠有效確定礦井水的實際涌出量，從而完善水倉容量設計及排水系統的設計。

5.5 應用信息技術完善地質勘探系統

防治水工作專業性較強，需要完善的防治水技術，同時也涉及到多項內容，因此要想降低水害的發生幾率，就應當做好各項基礎工作。首先應當從提高管理水平入手，不斷強化防治水工作的基礎工作，在開展防治水工作時，應當積極與信息技術相融合，使得防治水工作實現信息化發展。其次要積極完善地測信息管理系統以及水文監測系統，以此來提高防治水管理效果。礦產企業應當加大信息技術的資金投入，完善現有地測信息系統，使其能夠準確檢測礦井上下的觀測孔，利用自動監測系統實時掌握礦井涌水量。而自從建礦開采以來，企業也應當積極構建數據庫，將地質、儲量、水文等信息做好儲備管理。各項圖紙也應當做好儲存與記錄，使得礦產開采的防治水工作更加信息化。

5.6 建立健全安全生產責任制度

為了有效減少突發性水害事故的發生，工作人員應及時制定防治水策略，并且要具有一定的預見性，確保水害防范工作能夠發揮出自身作用，使得地質勘察工作能夠為水害防治工作提出針對性意見。對礦井的防治水工作應當依照地質勘查提供的資料而展開，根據實際勘察的地質情況創建水位觀測站，合理勘查清礦區域內的坍塌事件，并針對積水面積及深度進行綜合測量，做好水源排查工作，尤其是在雨季更應落實這一標準，綜合檢查礦區的排水系統，提高排水通暢性。礦產企業積極完善安全生產責任制度，將此項制度落實到企業內部的各級部門之中，使得每一位工作人員都能夠明確自身職責，在開展防治水工作時，提高自身的積極性，落實各環節防治工作。除此之外，工作人員針對勘查數據進行綜合整理與分析，以此來制定更科學化的應對措施，實現對水源的動態管理，掌握水害發生的基本規律，完善應急管理策略。

6 結 語

綜上所述，影響礦井的安全因素主要是水害，會影響到工作人員生命安全以及礦產企業的經濟效益，應采取科學的防治水策略。當前礦井水害主要分為采空區透水、含水層涌水以及斷層突水，因此礦井開采防治水方案的制定就應當結合礦山水害類型以及地質勘探工作而展開，進而掌握礦井水源，科學合理地設計出工作面。同時積極完善防治水理論及防治水技術，合理設計防水煤巖柱寬度以及水倉容量，通過地質勘探減少礦井水害的發生。