煤礦采空區(qū)水防治的相關(guān)技術(shù)分析

楊亞強(qiáng)

(平頂山天安煤業(yè)香山礦有限公司,河南平頂山 467000)

煤礦采空區(qū)水防治的相關(guān)技術(shù)分析

楊亞強(qiáng)

(平頂山天安煤業(yè)香山礦有限公司,河南平頂山 467000)

我國(guó)煤礦受水文地質(zhì)類型的影響,在采空區(qū)經(jīng)常發(fā)生各類水害事故,尤其是在部分煤礦的老采空區(qū),水防治的難度更大。在老采空區(qū),受水文地質(zhì)類型的影響,水災(zāi)害對(duì)安全生產(chǎn)造成很大威脅,嚴(yán)重者將導(dǎo)致采區(qū)停工停產(chǎn)。本文對(duì)采空區(qū)的充水特征和探訪原則進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上,探究了煤礦工程設(shè)計(jì)內(nèi)容和安全事項(xiàng),最后提出若干采空區(qū)水防治對(duì)策,以期對(duì)采空區(qū)水防治的相關(guān)技術(shù)提高有所幫助。

煤礦采空區(qū) 水防治 技術(shù)

據(jù)相關(guān)部門數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)每年煤礦由于水害事故造成的傷亡令人震驚,其中大部分水害事故發(fā)生在老采空區(qū)。頻頻發(fā)生的水害事故引起了相關(guān)部門的重視,紛紛加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)水防治相關(guān)技術(shù)的研究,希望通過(guò)提高技術(shù)減少或避免水害事故的發(fā)生。綜合以往水害事故發(fā)生的特征來(lái)看,水害事故主要發(fā)生在規(guī)模較小的煤礦,小煤礦的規(guī)章制度、管理方法以及技術(shù)水平等與正規(guī)煤礦相比有很大差距,發(fā)生事故的幾率因此大大提高。此外,水害事故的集中爆發(fā)地位于采空區(qū),并且在雨季來(lái)臨時(shí)水害事故最多。水害事故一旦發(fā)生不僅給煤礦造成巨大的經(jīng)濟(jì)和人員損失,而且給社會(huì)造成不良影響,因此,加強(qiáng)對(duì)煤礦采空區(qū)水防治相關(guān)技術(shù)的研究,對(duì)煤礦采空區(qū)的安全運(yùn)作具有十分重要的意義。

1 采空區(qū)水的充水特征分析

采空區(qū)水是由早前開采過(guò)的煤礦留下的,前煤礦遺留下的采空區(qū)在積水后就形成了采空區(qū)水,采空區(qū)水水量雖然不大,但相對(duì)集中,一旦受到外力重壓就會(huì)以巨大的力量流出,其破壞力不容小覷,將對(duì)礦區(qū)工作人員的人身安全造成巨大危害。采空區(qū)水的面積不一,形狀各異,深淺難以判斷,在煤礦開采過(guò)程中很難確定。部分采空區(qū)所處位置較深,外界難以補(bǔ)水,采空區(qū)水就是一潭死水,有的采空區(qū)由于有外界活水供給,再加之與內(nèi)部積水區(qū)相連,則容易造成淹井事故。采空區(qū)水由于地底每層和巖石的氧化作用,水質(zhì)一般呈酸性,部分采空區(qū)水甚至呈現(xiàn)強(qiáng)酸性,強(qiáng)酸性水對(duì)地下礦山設(shè)備具有較大的破壞性。煤礦采空區(qū)水之所以為酸性主要是由黃鐵礦受氧化導(dǎo)致的,黃鐵礦一般條件下性質(zhì)穩(wěn)定,但如果遇到溶有氧氣的水,就會(huì)被氧化,根據(jù)氧化條件不同的水質(zhì),黃鐵礦受氧化的程度也不同,鑒于此,可以根據(jù)不同水質(zhì)特征判斷水源。

2 采空區(qū)水的探放

采空區(qū)水防治的關(guān)鍵在于水的探放,水的探放不是隨便進(jìn)行的,需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行,必須遵循必要的原則。

2.1 采空區(qū)探放水的原則

由于煤礦作業(yè)是在地下進(jìn)行,受地質(zhì)條件和水文狀況影響較大。煤礦已經(jīng)開采將會(huì)形成采空積水區(qū),有些地方由于受地質(zhì)構(gòu)造的影響形成各種各樣的含水體,這些含水體在施工過(guò)程中難以被有效探測(cè),而這些含水體往往會(huì)造成水害事故,因此,必須加強(qiáng)探測(cè)技術(shù),準(zhǔn)確掌握煤礦開采區(qū)的含水體,積極采取有效措施,不影響后期煤礦的開采。

2.2 采空區(qū)探放水工程設(shè)計(jì)

探放水工程設(shè)計(jì)是十分必要的,能夠科學(xué)防范不必要的潛在危險(xiǎn),如瓦斯爆炸和地下有害氣體泄漏等,因此,在開挖采空區(qū)水之前和排放積水之前都要進(jìn)行探放水工程設(shè)計(jì)。探放水工程設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要綜合考慮采空區(qū)的積水量、積水面積大小、積水區(qū)水壓、該積水區(qū)與周圍積水區(qū)的距離和高度、積水區(qū)以上的地表水體等等眾多因素。在分析與積水區(qū)有關(guān)的各種因素之后,還要考慮探放水巷道在開始施工后的施工順序,巷道的規(guī)格大小以及巷道以何種形式進(jìn)行支撐保護(hù)。探放水的主要工具鉆孔的使用數(shù)量、鉆孔的角度和方向、鉆孔的深淺以及在施工中使用鉆孔應(yīng)該注意的其他要求等也需要提前進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外,還要設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的通風(fēng)情況,檢查瓦斯是否符合作業(yè)要求,水閘門以及水閘墻的設(shè)計(jì)要求。如果發(fā)生水災(zāi)水害,還要設(shè)計(jì)及時(shí)的匯報(bào)聯(lián)系方案,在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行水災(zāi)水害的處理。總之,探放水工程設(shè)計(jì)要在施工全過(guò)程落實(shí)每一項(xiàng)工作相關(guān)安全規(guī)定,為探放水工程的順利進(jìn)行保駕護(hù)航。

2.3 探訪采空區(qū)水作業(yè)安全注意事項(xiàng)

探放采空區(qū)積水區(qū)作業(yè)在地下進(jìn)行,地下施工情況千變?nèi)f化且較為復(fù)雜,在打鉆過(guò)程中要隨時(shí)留意不明和突發(fā)狀況,要隨時(shí)做好應(yīng)急措施。由于采空區(qū)常年與外界隔絕,采空區(qū)內(nèi)空氣質(zhì)量嚴(yán)重不合格,混合有各種一氧化碳等多種有害氣體,為防止這些有害氣體對(duì)作業(yè)人員的傷害,在鉆孔即將打通采空區(qū)時(shí)要做好防護(hù)措施以免瓦斯事故發(fā)生。首先,要檢查探測(cè)設(shè)備的功能良好,尤其是電器設(shè)備的防爆功能,要做好通風(fēng)準(zhǔn)備,確保通風(fēng)機(jī)能夠?qū)⑼咚辜皶r(shí)吹散不影響人身安全;其次,要利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備掌握瓦斯的確切含量和分布區(qū),有條件的情況下,最好提前安裝瓦斯探測(cè)儀,一旦瓦斯泄漏可以在第一時(shí)間采取防護(hù)措施,如果探測(cè)到有害氣體已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo),則要及時(shí)疏散作業(yè)人員,待有害氣體散發(fā)完全后方可作業(yè);最后,在探水過(guò)程中,如果送水正常,則證明采空區(qū)已經(jīng)鉆透,如果送水不正常,則要做好防護(hù)措施以免有害氣體泄漏。

3 對(duì)采空區(qū)水害防治的建議

對(duì)于采空區(qū)水害防治,最重要的是掌握充足且科學(xué)的第一手資料,在認(rèn)真分析和綜合這些地質(zhì)水文資料的基礎(chǔ)上,應(yīng)用新技術(shù)新方法,因地制宜的勘探地質(zhì)狀況以及采空區(qū)分布情況,在多次的探查中掌握采空區(qū)以及采空區(qū)水的存在規(guī)律。其次,在探放水過(guò)程中,最重要的進(jìn)行探放水工程設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)直接關(guān)系到探放水的成功與否,在探放時(shí)要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定和要求,采取各種有效的水害防范措施。最后,作業(yè)人員要具備扎實(shí)的水害防治知識(shí)和技能,深刻了解水突的危害和征兆,在有條件的前提下可以加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的培訓(xùn)和再教育。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦采空區(qū)水防治總體來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)綜合工程,要堅(jiān)持防治結(jié)合,以防為主的基本原則,在施工過(guò)程中,最重要的是做到有疑必探,預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),先治后采和先探后掘,不能怕施工過(guò)程繁瑣麻煩而偷工減料的縮減正常工作量,否則對(duì)防治水來(lái)說(shuō)是巨大的隱患。對(duì)采空區(qū)水害防治要采取綜合防治水措施,在實(shí)際工作中要切實(shí)落實(shí)好這些措施并提高防治水技術(shù)。

[1]國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局事故調(diào)查司,2005-200煤礦水害防治文件資料匯編,內(nèi)部資料,2007.

[2]劉國(guó)林,劉國(guó)興.礦井水災(zāi)防治與監(jiān)察[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.

[3]中國(guó)煤炭工業(yè)勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì),2007北方十省煤礦水害防治研討會(huì)論文資料匯編,內(nèi)部資料,2010.

楊亞強(qiáng)(1965.02-),男,河南魯山人,焦作礦業(yè)學(xué)院,現(xiàn)就職于平頂山天安煤業(yè)香山礦有限公司。研究方向:煤炭工程。