淺談礦井水害立體防治技術體系

摘要：文章首先簡述了礦井水害防治技術概念，然后分析了礦井水害的主要類型以及礦井水害防治現狀與存在主要問題，最后重點探討了礦井水害的綜治防治以及措施。

關鍵詞：煤礦;礦井水害;水害防治

一、前言

隨著我國的改革開放和經濟的迅速發展，我國在現今世界上已位居主要產煤國家之一，煤炭開采越來越多，而煤礦井下水害作為礦井最主要的五大災害中的一種，其危害性極其嚴重。煤礦井下水害可對國家及人民的生命財產造成巨大的損失。因此，礦井水害防治技術體系的探討具有非常重要的意義。

二、礦井水害防治技術概念

礦井水害防治以“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”為基本原則，并根據礦井水害實際情況制定相應的“防、堵、疏、排、截”綜合防治措施。

“預測預報”就是要在查清礦井水文地質條件的基礎上，對礦井的水文地質類型、水害隱患、嚴重程度進行分析研究，并通過相應的水文地質條件進行分采區、分工作面評價，圈定安全區、臨界危險區和危險區，并標注于相關圖紙上，以排除開采活動的盲目性。“有疑必探”是指在預測預報的基礎上，對沒有把握的區域或塊段采用物探、化探、鉆探等方法和手段進行綜合探查，以探明水害疑點或可疑作業區域。“先探后掘”是指在綜合探查的基礎上，在確保巷道掘進或（和）工作面回采沒有水患威脅時，可實施掘進及回采作業。“先治后采”是指在綜合探查的基礎上對于有水害隱患區域，必須采取有針對性的措施，直到完全消除水害威脅后才能組織正常作業。

“防、堵、疏、排、截”五項綜合治理措施，簡單地講，“防”就是對于礦井邊界、導水斷層、高壓強含水層、導水陷落柱等一定要采取留設防水煤（巖）柱或通過改變采煤方法來預防，并對其他可能誘發礦井水害的水源、通道實施加固、隔離、阻斷等措施;“堵”，即針對有安全隱患的礦井充水水源、涌水通道，必須超前進行注漿封堵，或對強含水層、隔水層進行注漿封閉或加固處理;“疏”主要指能疏干的水源要堅決疏干，不能疏干的如華北型奧陶系灰巖水要結合安全帶壓開采上限要求，采用疏水降壓等措施實現安全作業;“排”既指排水供水相結合，使礦區水資源得到綜合利用，又指建立安全可靠的礦井排水系統;“截”即通過開挖溝渠，修筑堤壩、防水帷幕等截流措施，攔截地表河流、水庫等地表水及松散層孔隙水。

在井下排水技術方面，已普遍采用了國產高效率離心式水泵，一些礦區已開始使用高揚程、大流量的潛水泵。除上述水害防治技術外，水害較大礦區都因地制宜地采用了井下放水、留設各種防水煤（巖）柱、修筑防水閘門等安全技術措施。

三、礦井水害的主要類型以及礦井水害防治現狀與存在主要問題

1、礦井水害的主要類型

礦井水害成因復雜，既有單獨出現的問題，又有多種因素引起的水害，導致礦井水害頻繁發生。根據水害發生的主要原因，可以將礦井水害分為以下幾種主要類型：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、巖溶水水害、裂隙水水害等。同時，按照水文地質條件復雜程度，礦井水害又可以分為簡單、中等、復雜、極復雜四種類型。

（一）、地表水水害

由于多數礦井都處于地平面以下，如果礦井口缺乏有效的防水設施，很容易導致大氣降水、江河、湖泊等地表水，通過礦井口涌入礦井之中，而出現地表水水害。通常情況下地表水水害多發生在海拔較低、礦井口中位置較低的礦井，容易因地面洪水而發生“倒灌淹井”，引發地表水水害，而給煤炭安全生產造成巨大損失。

（二）、老空水水害

老空是指采空區、老窯和已經報廢井的總稱，老空水的水源就是這些古井、水窯、廢巷及采空區的積水。這種老空水具有靜態儲量大，一旦當采掘工作面接近或溝通時，老空水就會涌入巷道或工作面，瞬間會灌滿巷道或工作面造成重大安全生產事故。

（三）、孔隙水水害

裂隙水水害通常為第三系、第四系松散含水層孔隙水、流沙水或泥沙等，有時為地表水補給。通過采空冒裂帶、地面塌陷坑、斷層帶及煤層頂、底板含水層裂隙及封孔不良的舊鉆孔導水等形式進入巷道，而形成水害。

（四）、巖溶水水害

巖溶水水害主要是由于作業過程中，打通周邊溶洞，導致巖溶水涌入巷道，形成水災。這種礦井水害主要發生在巖溶地貌地區，比如：2005年在四川廣能發生的龍灘煤礦的透水事故，就是由于在井下作業時，不慎打通溶洞，造成巖溶水涌入巷道，導致重大安全事故。

（五）裂隙水水害

裂隙水水害的水源主要為砂巖、礫巖等裂隙含水層的水，常受地表水或其它含水層補給，通過冒落帶、斷裂帶、采掘巷道揭露頂板或底板砂巖水，或者封孔不良的老鉆孔導水進入巷道或工作面，從而導致水災事故的發生。

2、礦井水害防治現狀與存在主要問題

煤礦水害防治是一項復雜的系統工程，雖然我國在煤礦防治水害方面取得了較好的成績，然而面對一些煤礦水害事故頻發的問題，必須要認真總結經驗，吸取教訓。煤礦水害防治方面還存在一些突出的矛盾和問題，歸納起來主要有以下幾個方面。

（一）、防治手段落后

礦井水害防治最關鍵的工作是要勘測在前，預測在先。如果不能做到對礦井水害進行科學勘測與超前預測，礦井水害發生的概率將會非常高。當前，一些煤炭生產企業為了追求利潤最大化，把大量的資金投入到煤炭的產出上，而不愿意花費過多的資金和精力，用在水害的勘測與預防上，導致地質勘探裝備落后，技術力量相對薄弱，很難科學實現對井下導水通道位置、分布、性質等的探測和預先防范。對井下及礦井周邊地質環境缺乏有效的勘測和掌握，大大削弱了礦井水害防治的能力和成效，也使得許多本可以避免的礦井水害卻不斷發生。

（二）、防治隊伍不健全

礦井水害防治是一項專業性、技術性和針對性很強的工作，近年來，隨著人們對礦山安全形勢擔憂情緒的不斷擴大，特別是對于大多數獨生子女家庭，鮮有愿意讓自己的子女入礦業專業學習，導致礦山專業技術人才匱乏。煤礦缺乏既懂采礦專業知識，又掌握地質水文專業知識與技能的礦井水害防治專業人才。加之，一些煤礦生產企業對煤礦水害隱患的嚴重危害認識不充分，對煤礦水文基礎數據庫建設不重視，一旦出現水害安全隱患，就處于臨時補救，而無歷史數據的尷尬境地，從而失去了最佳的防治時機，甚至會導致重大事故。

（三）、防治措施不力

一些煤礦生產企業對瓦斯等事故的防范較為重視，而對水害的防治重視有所弱化，往往會憑感覺認為礦井歷史上沒有發生過水害事故，現在也無需太在意，導致對水害防治的重視不夠，缺乏有效的礦井水害防治預案，一旦發生透水事故，將很難實現對水害事故的應急搶險救援。近年來發生的幾起重特大礦井水害安全事故都充分說明了這一點。

（四）、違法違章作業嚴重

近年來，隨著各級對抓好安全生產工作力度的不斷加快，有效扭轉了各類重特大煤礦安全事故的發生。但由于煤礦生產是高風險、高回報行業，導致一些私營業主未批先采、超規開采比較嚴重。小企業由于缺少必要的勘測技術手段，而對無法充分掌握礦井的地質水文等條件，特別是非法開采、違章作業，發生礦井水害的概率很大。對于一些礦井超層越界開采，甚至開采保安煤柱、防水煤柱，提高開采上限等違法違章作業，都大大增加了礦井水害發生的概率。

四、礦井水害的綜治防治以及措施

1、礦井水害的綜治防治

（一）、進一步完善水害防治各項規章制度

煤礦企業要結合各自實際情況，補充完善礦井中長期防治水規劃、年度防治水計劃、水害防治工作方案、應急預案等各項防治水技術措施，并組織實施，確定礦井水害防治的工作重點。要健全和完善地下水動態觀測網，定期開展水害隱患排查，根據礦井年度、季度、月度生產（建設）作業計劃，進行水害預測預報。建立和完善防治水考核制度，落實日常探放水孔進尺驗收記錄考核工作;完善礦井探放水制度，嚴格落實“防、堵、疏、排、截”和“有掘必探、先探后掘\"等綜合防治水措施。

（二）、狠抓探放水隊伍建設

煤礦防治水工作是一項系統工程，貫穿建井、生產乃到閉坑全過程。煤礦企業要積極引進煤炭院校主體專業（地測方面）的大中專畢業生，聘請有經驗的專業防治水技術人員充實優化目前的防治水管理隊伍;井下探放水隊伍要逐步實現以中專、技校畢業生為主，形成探水、放水、監測監控的專業化隊伍。要提高防治水隊伍的工資水平。煤礦防治水費用要列入當年礦井生產安全費用計劃。

（三）、嚴格執行井下探放水規定

煤礦企業要及時按規定編制探放水設計，嚴格按設計進行探放水。必須嚴格執行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”，嚴禁在水文地質條件不清和掘前不探的情況下生產（建設）作業。要進一步強化采空水、老空水、構造水等積水的探放工作。在探放水前，必須查明采空區的空間位置、積水量和水壓，撤出探放水點以下受水害威脅區域的所有人員，預計有瓦斯或其它有害氣體時，還必須認真檢查空氣成分，礦井有突水征兆時，立即撤出井下所有人員，嚴格落實“有疑必停、有險必撤”的緊急措施。同時進一步完善防排水設施，礦井防排水能力必須按規程標準進行配套，達不到的要停產整頓，限期達標。

（四）、進一步強化煤礦水害防治工作的安全監管

要全面落實上級有關水害防治的工作部署，要落實日常安全檢查包保責任制，認真履行對煤礦安全的日常性、經常性檢查和監管執法職責。特別要針對水害隱患工作中存在的問題、礦井水文地質類型，制定分類指導意見，周密部署安排，督促企業認真落實水害防治責任制，強化各項措施，對轄區內煤礦水害隱患登記建檔，督促企業對查出的隱患進行整改。

（五）、加強“雨季”三防工作

煤礦企業必須就防范暴雨洪水進行隱患排查和專項整治，徹底消除隱患。井口標高低于歷史最高洪水水位的礦井要有應急措施;對洪水可能淹沒的廢棄老窯井口必須按規定填實封死，或在井口澆注大于井筒斷面的堅實的鋼筋混凝土蓋板，嚴防地表水倒灌井下導致淹井。雨季要安排專人負責對本井田范圍及可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙，以及可能影響礦井安全的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點部位進行巡視檢查，特別是接到暴雨災害預警信息和警報后，要實施24小時不問斷巡視。建立暴雨洪水可能引發淹井等事故災害緊急情況下及時撤出井下人員的制度，發現暴雨洪水災害’嚴重，可能引發淹井時，必須立即停產撤人，只有在確認隱患已徹底消除后方可恢復生產。

（六）、加強水害應急救援和職工防治水安全知識培訓

相關部門要制訂完善水害應急預案，建立區域搶險排水基地，增置各類排水設備，定期對設備進行檢修，保證設備完好，以提高搶險救災能力和效果。煤礦企業也要儲備足夠的搶險物資和設備，確保搶險救災時能夠及時到位并發揮作用。煤礦企業要結合典型水害案例，加強對職工水害防治知識的培訓和教育，提高安全生產技能和綜合素質。制定并不斷完善礦井水害應急預案，開展應急預案的演練，使職工掌握逃生的路線。煤礦企業發生透水后，要立即啟動礦井水害應急預案，并按規定及時上報有關部門，積極開展救援工作。

2、防治水的技術措施

（一）、防

在礦井設計時，井口和工業場地應選擇在不受洪水威脅的地點，井口和工業場地內的主要建筑物的標高，必須高出當地歷年的最高洪水位;如因地形限制，難于找到合適的井筒位置，就應修筑堅實的高臺，以使井口標高高出歷年最高洪水位。礦區地表的塌陷區（包括塌陷裂縫、塌陷洞等）、廢棄的鉆孔及小窯古并等，要用鉆土和石塊堵塞、填平、夯實，對于較大范圍的塌陷坑和裂縫塌陷區，如果填塞工程量太大，或因某些原因不能進行填塞時，也可采取在其外挖掘環狀排水溝截水，不使雨水匯集。對于流經礦區的河流和溝渠，如確實查明有水流漏失情況，并對礦井安全構成威脅，可在礦區水流漏失地段，用粘土、料石或水泥修筑加固。這種辦法多用于流量不大或季節性河流，對于水量較大的河流，可采取改道的辦法。河流改道雖可徹底解決河流對礦井安全的威脅，但工程大，耗資多，還要涉及到當地的農業生產等許多問題，故不輕易采用，需作認真的調查和全面的經濟比較后再作決定。

（二）、疏

對礦區內的大面積積水或防水匯集水，可開掘疏水溝渠將積水排走。如果積水流不出去，可以開鑿隧洞，把水引到礦區以外。修筑疏水溝渠時，應避開煤層和含水層露頭、地表裂縫等，以防地表水滲入井下。

（三）、排

對于地勢低洼，水流疏排不出去，或洪水季節河水有倒流現象的礦區，可在泄洪總溝的出口處建立水閘，設置排洪站，利用水泵向外排水。

（四）、截

在井口和工業場地上游的有利地形處，雨季前把水放到最低水位，以爭取最大蓄洪量，減少對礦井的威脅。礦井應當查清礦區及其附近地面水流系統的匯水、滲漏情況，疏水能力和有關水利工程等情況;掌握當地歷年降水量和最高洪水位資料，建立疏水、防水和排水系統。

五、結束語

礦井水害防治工作是一個多部門、多單位相互配合的工作，要不斷地進行分析、研究，找出適合礦井水害防治的具體對策，嚴格把握質量控制，并付諸實施，防止水害事故的發生，減少煤礦井下水害可對國家及人民的生命財產造成的損失。

參考文獻：

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[2]虎維岳，田干.我國煤礦水害類型及其防治對策[J].煤炭科學技術.2010（01）.