探討煤礦防治水實用技術及裝備

郭晉偉

(太原東山煤礦有限責任公司，山西太原030043)

0 引言

煤礦水災是煤礦開采、生產過程中常發生的煤礦事故。煤礦水災的發生在一定程度上不利于煤礦業的健康發展。經濟的快速發展使得煤礦的開采量大大增加，由此導致水災事故的頻繁發生，這不僅極大影響煤礦工作的工作效率，并且不利于煤礦業的有序發展，甚至還會給工作人員的生命帶來威脅。因此，對煤礦防治水實用技術及設備進行分析，有著不容忽視的現實意義。

1 礦井水災帶來的危害

礦井水災的發生會給整個煤礦業帶來嚴重的危害，危害主要表現在以下幾個方面:

礦井水災會嚴重污染生產環境。煤礦井內發生水災，大量的水會堆積在礦井的巷道內，這會使礦井的頂板更加松散，使工作的場所和其他巷道內的空氣更加潮濕，對礦井內的工作環境造成污染，對井內工作人員的身體健康帶來威脅。同時，不利于井內工作的順利開展，大大降低工作效率和生產效率。

導致投資成本的增加。在水災發生以后，往往需要投入一定的人力、物力、財力來進行排水工作，這在一定程度上使投資的費用增加，并且也會使每一噸煤的成本增加。同時礦井內的出水量的多少會直接影響投資費用，礦井內的出水量多，則排水費用就會增加;相反，礦井內的出水量少，則排水費用就少。所以，應盡量減少井內出水量，將企業的經濟損失降到最低。

井內出水會降低生產設備的使用壽命。礦井內有大型生產設備和防護措施，水災的發生會不斷對生產設備和防護措施進行侵蝕，大大降低了井內生產設備的使用壽命。

井內水災的發生會浪費資源，也會造成中毒。這里所說的資源浪費主要指的是水災對井內隔離煤柱的損傷。此外，水災還會使井內的瓦斯不斷積聚，會使井內爆炸的發生率提高，容易導致硫化氫中毒。

水災的發生會造成不同程度的人員傷亡。礦井出水量特別嚴重、超過工作人員的排水能力的時候，或者是井內的水突然噴涌，這樣的情況發生后會造成礦井的局部廢棄甚至是停止運轉，如果出水情況更加嚴重，會導致工作人員的傷亡，使礦井被迫關閉，嚴重降低企業的經濟利益。

2 礦井水災的類型及防治技術措施

2.1 礦井水災的類型

礦井內的水災有不同的類型，主要從以下兩個方面進行分類:一方面，根據水源和采掘空間的關系將水災的類型分為地表水、底板水、老空水和頂板水;另一方面，根據不同的導水通道將水災類型分為斷層突水、陷落柱突水和巖體裂隙突水。斷層突水和陷落柱突水是礦井內最常發生的水災類型。

2.2 礦井水災防治技術措施

可以從以下幾個方面做好水災防治工作。

1)做好前期準備工作，找出礦井內充水的水源。找出礦井以及開采區附近的充水水源以及排水通道是礦井水災防治技術措施的關鍵步驟，通過井下物探技術手段和水化學探測技術手段可以在一定程度上提高我國的井內探測技術，這樣會產生意想不到的效果。

2)做好水文觀測方面的工作。要不斷搜集井區附近氣象、降水量和水文地質等方面的資料，并且調查洪水泛濫對井區造成的影響。同時，要隨時觀測礦井水的來源以及不同季節涌水量對礦井的影響。

3)井下探水。煤礦生產工作往往是在地底下工作，受水文和地質條件的影響比較大。就目前情況而言，礦區生產過程中科學技術手段的落后會極大限制礦區工作人員的認知能力，沒有辦法對地下含水量實施探測，對礦區工作帶來嚴重后果。在礦區開采、生產過程中要認真分析已經搜集到的數據資料，并對井區的出水情況進行推斷，只有這樣才能夠在水災發生時采取有效的防治技術措施，保證礦區工作的安全。

4)疏通放水。知道煤礦開采區的水源之后，根據具體情況分析疏通防水的可能性。如果查明威脅到礦區的水源就要及時對礦區的水源進行排水。礦井水災防治措施中最有效的方法便是疏通放水。

5)阻截水源。在探測到礦區的水源之后，種種條件的限制會在一定程度上導致礦區排水困難。在這種情況下就要發揮防水閘門、防水墻的積極作用，對水源進行有效阻截，盡量將開采區和水源分開，將水災的危害降到最低。

3 煤礦防治水實用技術及裝備

3.1 井下放水試驗技術

煤礦水文勘查中最有效的方法便是放水試驗，這種試驗廣泛適用于水文地質類型比較復雜的礦井，因為這種試驗技術可以直接、形象地將礦井的安全程度反映出來，資金投入也比較少，所以應用比較廣泛。在八九十年代利用井下放水試驗技術對東、西部地區的礦井進行了聯合性的放水試驗，這種試驗技術大大節省了煤炭資源，并且保證了煤礦生產過程的安全性。

井下放水試驗技術的裝備主要有水質檢測儀、礦井水情實時檢測系統、高壓水上鉆探孔口防噴設備、應用于地下水流的數值模擬軟件等。

3.2 三維地震勘探技術

利用三維地震勘探技術可以對煤田開采地區的地質構造及煤層的彈性參數進行探測。在地勢較低的河北、山東等平原地區，西安研究院得到了準確的探測數據，所得到的探測數據主要用來分析3 m落差斷層，這種方法在霍林河草原、神東沙漠等地區也獲得了不錯的成績。

三維地震勘探技術的主要裝備有ARISE數字地震勘探儀、相應的地震數據處理系統等。

3.3 電磁類探測技術

電磁類探測技術應用地區廣泛，不受地表條件的限制，這種探測技術應用在山區、沙層等地震盲區會產生不錯的效果，并且這種探測技術使水災勘查技術變得更加完善。這種探測技術在探測準確度、資金投入、適應性等方面存在著非常大的差異，但是這種探測技術有很多種使用方法，并且為礦區的合理布局提供了數據參考。

電磁類探測技術的主要裝備有YDZ(A)礦用直流電法儀、磁偶源MAXI－PROBE勘探儀、YT120(A)礦用音頻電穿透儀和相關的解釋軟件等。

3.4 水情、水災監測技術

在礦區生產過程中KJ117礦井水情實時監測系統的應用可以對礦井里的水文情況進行實時監測。通過監測獲取的數據可以及時地反映礦井內的水壓和水位情況，并且這種技術可以自動搜集、傳輸監測數據。隨著監測技術的發展，我國多個礦區已經采用了這種監測技術，表明了煤礦防治水技術的進步。

水情、水災監測技術的裝備主要有KJ117礦井水情實時監測系統、YJSZ(A)水位自動記錄儀、YJS(A)礦用水壓自記儀、YJSY(A)水位遙測儀(GSM)。

4 結語

總之，煤礦防水害工作需要煤礦工作人員、技術人員及防治水實用設備的生產廠家共同努力，所以，在日常的工作中應當將防治水災作為工作的重中之重，通過講座、進修等方式對工作人員實施相關專業知識培訓，提高工作人員的安全意識，減少煤礦水災事故的發生率，從而促進煤礦工業的長足發展。

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［2］袁新建.加強煤礦防治水技術管理措施的分析［J］.內蒙古煤炭經濟，2013(4):35－36.

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