小議煤礦水害的防治措施

摘要：文章簡明扼要的介紹了目前我國礦井防治水方面所采取的主流的一些方法和措施，并從地面防水和煤礦井下防水兩個方面來進行闡述，并以煤礦井下防水為詳細闡述。

關鍵詞：煤礦水害防治 地面防治水 煤礦井下防治水

0 引言

凡是影響、威脅礦井安全生產、使礦井局部或全部被淹沒并造成人員傷亡和經濟損失的礦井涌水事故都稱為礦井水災。我國不僅是世界主要煤礦生產國，同時也是煤礦水害最為嚴重的國家之一。據解放后的統計資料，1955～1985年30年內全國統配煤礦共發(fā)生突水769次（其中老窯水198次），淹井事故218起，且有逐年增長的趨勢。煤礦突水事故所造成的經濟損失也是巨大的。

大氣降水、地表水、含水層水、巖溶陷落柱水、斷層水、以及舊巷或老空區(qū)積水等，都是造成礦井水害的主要水源。

1 地面水害防治措施

地面防水指的是在地表修筑各種防排水工程，防止和減少大氣降水和地表水滲入礦井。礦井水的主要來源是地表水和降水，因此采取地面防水措施對與礦井結構而言非常關鍵。結合礦區(qū)的氣候條件和地質狀況，筆者認為，礦井的防水設計應該注意以下幾點。

1.1 慎重選擇井筒位置

井口（平硐口）和工業(yè)廣場內主要建筑物的標高應在當地歷年最高洪水位之上，難找較高位置的應在上述周圍修建泄水溝和攔水堤壩。

1.2 河流改道

在礦井范圍內有常年性河流流過且與礦井充水含水層直接相連、河水滲漏是礦井的主要充水水源時，可在河流進入礦區(qū)的上游地段筑水壩，將河流截斷，采用人工河道使河水遠離礦區(qū)。

1.3 鋪整河底

礦區(qū)內有流水沿河床或溝底裂縫滲入井下時，側可在滲漏地段用粘土、料石或水泥鋪墊河底，防止或減少滲漏。

1.4 添堵通道

礦區(qū)范圍內，因采掘活動引起地面沉降、開裂、塌陷而形成的礦井進水通道，應用粘土或水泥予以添堵。

1.5 挖溝排（截）洪

地處山麓或山前平原區(qū)的礦井，因山洪或潛水流滲入井下構成水害隱患或增大礦井排水量，可以在井田上方垂直來水方向布置排洪溝、渠，攔截、引流洪水，使其繞過礦區(qū)。

1.6 排除積水

有些礦區(qū)開采后引起地表沉降與塌陷，常年積水，且伴隨開采面積增大積水越來越多，此時可將積水排掉，造地復田，消除水害隱患。

1.7 加強雨季前的防汛工作

做好雨季防汛準備和檢查工作是減少礦井水災的重要措施。

矸石、爐灰、垃圾等雜物不得堆放在山洪、河流沖刷到的地方，以免沖到工業(yè)廣場和建筑物附近，或是淤塞了河道和溝渠。

2 煤礦井下防治水

井下水害來勢兇猛，俗有“水老虎”之稱，可見水害之兇猛。礦井水害的防治可歸納為六個字，那就是“查、探、放、排、堵、截”。

2.1 查

做好礦井水文地質的觀察和資料的收集是煤礦水害防治的基礎和依據。

①收集煤礦所在地的地面氣象、降水量和河流水文資料、查明地表水體的分布、水量和補給、排泄的條件、洪水期對煤礦所在區(qū)域的影響程度。②通過探水鉆孔和水文地質觀測孔、觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質等。③觀測礦井涌水量及季節(jié)的變化規(guī)律。④查明礦井水源和可能涌水的通道，為防治水提供依據。

2.2 探

“有疑必探，先探后掘”是采掘工作必須要遵守的原則，也是防治井下水害事故發(fā)生的重要方法。

當采掘工作面的施工接近充水的小窯、老空、含水量大的斷層等水體時，必須嚴格按照煤礦安全規(guī)程的要求采用探放水的方法，嚴格按要求查明探細采掘工作面前方的水體情況，并將水有控制有節(jié)奏有計劃的放出，以確保證采掘工作面的安全生產不出現突水和涌水的水害事故。當進行采掘工作時若是遇以下各種情況必須嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定的要求實行探水作業(yè)：

①當采掘工作面接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時，必須進行探水作業(yè)，探明前方的詳細水體賦存情況；②當采掘工作面接近含水層、導水斷層、陷落柱時需嚴格的按照制定的作業(yè)措施施行探水作業(yè)，并有專人監(jiān)督指導；③當采掘工作面接近有可能出水鉆孔和各類防水煤柱時，需事先編寫專門的作業(yè)措施并指導施工；④當采掘工作面接近可能與地表水體相通的斷裂破碎帶或裂隙發(fā)育帶時，必須事先詳細調查查明相關的地質資料，透徹前方的水體分布和賦存情況并編制專門的作業(yè)措施，現場要有專門的探水專業(yè)人員操作；⑤當采掘工作面接近或是遇有上層采空區(qū)積水的情況時，或是在兩層間垂距小于采高40倍或巷高10倍下層采掘工作以及采掘工作面有明顯出水征兆時必須實行探水作業(yè)并編制專門的探水作業(yè)措施。

2.3 放（排）

要杜絕水患，首先要制定有力的措施將威脅性水源全部或部分地疏放掉。

疏放老空區(qū)水可以采用直接放水、先堵后放、先放后堵和采用煤柱或構筑物暫先隔離；疏放含水層水可以采用地面打鉆抽水、用井下疏水巷道疏水和用井下鉆孔疏水。

疏放水時的安全注意事項：①探到水源后，在水量不大時，一般可用探水鉆孔防水；水量很大時，應該另打防水鉆孔。一般情況下，防水鉆孔直徑都在50～75mm之間，孔深在70m以內。②采取防水措施前，應該先測試放水量、水壓以及煤層的透水性，必須掌握排水設備的排水能力和水倉容量，才可以安排防水順序，確定控制水量。若不提前了解現場情況和機械設備的工作狀況，就盲目采取防水措施，很可能造成嚴重后果。③防水施工中，應該實時關注水量變化、出水的清濁和雜質、是否伴有特殊聲響或有害氣體涌出等，一旦發(fā)現異常情況，必須盡快采取處理措施并報告調度室。④提前規(guī)劃好施工人員撤退的路線，以確保其人身安全。撤退途中必須有照明設施。⑤為避免高壓水和碎石噴射或將鉆具壓出傷人，如果水壓太大，鉆孔時必須使用反壓和防噴裝置，并用擋板背緊工作面以防止套管和煤巖壁突然鼓出，擋板后面要加設頂柱和木垛，必要時還應在頂底板堅固地點砌筑防水墻，然后才可防水。

2.4 截

截水是通過水閘門、水閘墻及防水煤（巖）柱等物體將水截住，采掘區(qū)必須遠離水源，有效制止水災蔓延。如果某一點發(fā)生突水事故，就不會對其它地區(qū)造成太大的威脅。許多實踐工程也證明了，截水防水的措施有助于減輕水災危害。

2.5 堵

堵水實際是礦井注漿堵水，它是礦井防水措施中一個非常有效的措施。注漿堵水就是將配置的漿液壓入井下巷道或巖層的裂隙和空隙內，在縫隙內擴散、凝固、硬化，以提高巖層的密實度、強度以及不透水性，用封堵的方式將補給水源截斷，同時加固地層。多個鉆孔注漿后形成的隔水帷幕，我們稱之為帷幕注漿。

礦井注漿堵水一般在下列場合使用：①當涌水水源與強大水源有密切聯系，單純采用排水的方法不可能或不經濟時。②當井巷必須穿過一個或若干個含水豐富的含水層或充水斷層，如果不堵住水源將給礦井建設帶來很大的危害，甚至不可能正常進行掘進工作時。③當井筒或工作面嚴重淋水時，為了加固井壁、改善勞動條件、減少排水費用等，可采用注漿堵水。④某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水量，降低常年排水費用，也可以采用注漿堵水的方法堵住水源。⑤對于隔水層受到破壞的局部地質構造破壞帶，除采用隔離煤柱外，還可以采用注漿加固法建立人工保護帶；對于開采時必須揭露或受開采破壞的含水層，對于溝通含水層的導水通道、構造斷裂帶等，在查明水文地質條件的基礎上，可用注漿帷幕截流，建立人工隔水帶，切斷其補給水源。

3 小結

隨著我國煤礦開采的科學技術水平的提高和裝備水平的提升，煤礦開采在縱向和橫向都大為增加，原來越多的高產高效的大型礦井特大型礦井出現，這些大型特大型礦井的上馬必然也帶來一大堆技術難題，防水就是其中的主要難題之一，因此只有嚴格按照規(guī)范設計及煤礦安全規(guī)程的要求并嚴格落實才能很好的開展煤礦防治水的工作，煤礦地面治水和煤礦井下治水要齊頭并進皆重視，嚴格并活用各項煤礦水害的防治措施，并在防治的動態(tài)中予以優(yōu)化和完善，真正的建立適合各個煤礦的高標準的煤礦水害防治措施，最終把煤礦水害這只“老虎”關牢看好。

參考文獻：

[1]煤炭工業(yè)設計規(guī)范.北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[2]煤礦安全規(guī)程.北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[3]張國樞.通風安全學.徐州：中國礦業(yè)大學出版社2000.7.