煤礦井下防治水技術與施工實踐

【摘 要】我國的煤礦水文地質條件非常特殊和復雜，在受水威脅的面積、類型和水害威脅的嚴重程度方面，都已經達到了世界罕見的程度。因此，在煤礦進行井下作業的過程中，需要依照充水條件、地質構造等因素，確定煤礦井下的安全生產模式，積極有效的開展防治水工作，與井上的防水和排水系統一起，共同搭建一個安全的煤炭生產環境。本文對煤礦井下防治水技術與施工實踐問題進行了分析和討論，旨在為煤礦井下作業的安全提供可供借鑒的信息。

【關鍵詞】煤礦；井下作業；防治水；施工實踐

在煤礦的生產過程中，隨著礦井開采深度和范圍的持續加大，礦井受到水的威脅的程度會相應的增加。尤其在一些水文地質條件相對復雜的地區，加大煤礦井下的防治水工作已經迫在眉睫。這是因為，能否做好這一工作不但與礦井本身和礦工的生命財產安全有關，該直接關系到國家資源的安全和人民的切身利益。所以，需要我們經過持續的研究與實踐，不斷的對煤礦井下的防治水工作進行持續的關注，找到水災發生的規律，并綜合運用先進的防治水技術，對其施工建設進行綜合防治，最大限度的消除礦井的水害威脅。在煤礦井下水害治理過程中，相關的技術包括疏放水、截水、注漿堵水等方法，至于選擇其中的哪一種，需要通過礦井與水害情況的綜合分析之后進行選擇。

一、煤礦井下水害形成的原因分析

（1）礦壓破壞帶引發的水害。在煤礦井下水害的形成原因上，礦壓破壞帶引發的水害是十分典型的。在煤層底板采動的過程中，極易破壞其中的導水帶，而當因采動了失去阻水能力的那部分巖體，將會對水害的防治工作帶來較大的困難。其中的原理在于，該破壞活動實際上是削弱了巖層的阻水功能，使其阻水能力得到了降低。這樣一來，極易使相對較小的斷層最終發展成為較大的斷裂帶，原來的阻水構造最終發展成為一個特殊的導水通道，突水事故也就因此而發生。（2）不良鉆孔引發的水害。作為由于人類活動遺留下來的點狀垂向導水通道，不良鉆孔對井下水害的發生會產生直接的影響。這類導水通道的隱蔽性較強，加之是以垂向進行導水，因此暢通性較好。在這種情況下，不但能使垂向上不同層位的含水層之間發生水力關聯，尤其在井下采礦活動揭露或者接近鉆孔的時候，容易產生突發性的突水事故，由此形成嚴重的水害。此外，因為不良鉆孔會在垂向上方面串通大量的含水層，因此，基于這一類型的導水通道的突水事故一旦發生，不但在突水初期會形成較大的水量，更會在后期出現十分穩定的補給量，對水害的防治和搶救工作形成較大的壓力。

二、煤礦井下防治水工作的相關技術與實現途徑

（1）防治水工作的特點。在我國煤礦井下作業的過程中，一般會依照井下采掘工程的階段性特征，把井下防治水工作分為多個不同的階段加以實施：首先，在掘進之前，要進行地面物探，建立與完善防治水系統，并為此制定出合理的避災路線；其次，在掘進過程中，要進行全程的超前物探和鉆探，及時做好預測和預報工作；再次，在回采之前，要進行井下的綜合物探，通過全面注漿等操作對工作面的內部和外側煤層底板隔水層進行加固，以此來保證工作面的外側防水煤柱的安全；最后，要探查工作面的外側小煤礦越界老空區范圍，在回采中和回采后要進行水質和水量的監測，保證礦井的生產安全。（2）井下防治水工作的相關技術。煤礦井下防治水的相關技術涉及到較多的方面，而其中的關鍵在于要查清井下、采區和工作面的充水水源以及導水通道等情況，在主要的技術方面，一般包括以下幾種：一種是常規的水文地質試驗分析技術，該類技術通過物理技術實現對井下水害的預測和預防，另一種是則是將機械和電子技術應用其中的綜合性防治水技術，它們分別是地球物理勘探技術、傳感器技術以及鉆探機具和工藝等，這些技術在不同類型的礦井水害探查和監測以及治理過程中都得到了不同程度的實際應用，取得了良好的使用效果。（3）煤礦井下防治水工作的實現途徑。一是掘進前的防治水過程。在這一環節，需要對工作面所在的地區進行地面三維地震技術、三維三分量地震勘探技術的全面覆蓋，目的在于最大限度的查明采區的地質構造；此外，對于那些地震勘探中的異常地區，還應該進一步的通過直流電法和瞬變電磁等進行全面的覆蓋，最大限度的查明其構造的導水性與含水層的賦水規律。二是掘進過程中的防治水過程。在這一環節，要將地面物探異常區視為重點區域，對其進行全程超前物探與超前鉆探。對于在超前物探中出現的異常區，要考察其富水問題，在經過鉆探驗證之后，確定是否要保留出一定的安全距離之后再進行正常的掘進；一旦確定了鉆探水文異常，就需要對查明的垂向導水構造完成注漿加固。三是回采前的防治水過程。在這一工作環節，需要對工作面進行圈定，之后，要通過瞬變電磁側向探測、直流電測深和音頻電透視探測以及坑透綜合探測，實現對底板的注漿加固。這樣做的目的在于對煤層底板至奧灰的隔水層進行加固，最大限度的提升隔水層的有效厚度與完整性，實現安全帶壓開采。四是回采中的防治水過程。在這一環節，要構筑防水閘墻，并通過底板突水監測預警技術對水害進行預測和預報，同時，要針對采面底板方面可能存在突水危險區，設置相關的井下監測分站，并進一步的通過突水監測系統，對采動過程中煤層底板的應力、應變、水壓、水溫參數的變化進行實時的檢測，在對這些監測數據進行計算與綜合分析之后，實現對可能發生突水危險區的突水的提前預報。

三、煤礦井下防治水工作的施工實踐

（1）通過技術手段進行防治水工作。在發生水害之后，要通過專門制備的漿液——堵水材料經過鉆孔壓入到地層的裂隙和溶洞或者斷層破碎帶之中。這種堵水方法相對簡便，也能起到良好的效果。在當前情況下，防治水技術已經發展的較為完善，無論在防治水材料的選擇、設備工藝的確定以及相關的檢測方面，都已經達到了相對完善的程度。只需在施工實踐中注重經濟性和安全性即可。（2）明確應急處置基本原則。在煤礦井下作業時，一旦發生了水災事故，應該第一時間組織相關人員撤出受災地區，并第一時間通知災區可能波及區域的全部人員要隨時準備撤離；在這一過程中，要及時有效的查明水還事故現場與突水的實際情況，組織相關的專家與工程技術人員對水害形成的原因進行分析論證，尋找事故的突水水源、明確礦井的充水條件、確定過水通道以及事故可能造成的危害和下一步的發展趨勢，以便及時的采取針對性的措施，將事故的影響限定在一定的范圍之內。（3）明確組織機構及職責。為了最大限度的將井下防治水工作落到實處，需要明確組織機構及職責，在煤礦設立相關的應急救援指揮部，并根據工作的需要，進一步的確定相關的搶險組、專業技術組和救援組等，而最為重要的是要明確其責任，以便在發生災情時，能夠對其進行綜合的分析，及時的查找出事故的根源以及發生的時間、地點等；當然，為了最大限度的將災情所產生的影響降到最低的限度，要全面的制定出井下搶險救災方案，有效的降低損失。

四、結語

煤礦水害已經成為煤礦井下生產過程中的常見災害，在過去的一段時間我國的煤礦生產時而遭受這一方面的威脅，并且在可預見的將來還看不到能夠扭轉的跡象。因此，為了保證煤礦井下工作的生產效率，防止影響生命財產安全的惡性事故的發生，需要通過相應的技術手段和管理手段，加強防治水工作的實踐，煤礦安全生產工作的順利進行。

參 考 文 獻

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