淺談煤礦井下防治水措施

王飛　趙青

摘 要：在煤礦開采過程中，由于煤炭產(chǎn)量的不斷增加及開采深度的不斷延深，礦井水害逐漸成為了影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一；文章主要闡述了煤礦幾種常見水害的防治措施，為實(shí)際生產(chǎn)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：礦井水害；突水；防治措施

煤礦水害在煤礦五大主要災(zāi)害中僅次瓦斯災(zāi)害，具有普遍性和威脅性，必須要全面認(rèn)識水災(zāi)的主要類型及其災(zāi)害發(fā)生的主要原因，從而為煤礦水害治理提供有效的參考。防治水是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，下面對礦井水害及其發(fā)生的原因進(jìn)行分析，提供一些常用的防治水方法。

1 頂板水的防治

1.1 頂板水的預(yù)疏放分析

預(yù)疏放法防治礦井水害技術(shù)是針對威脅礦井安全生產(chǎn)的主要充水含水層水，通過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進(jìn)行超前預(yù)疏水或疏降水壓，進(jìn)而減少或消除其在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中對礦井安全的威脅。

疏水降壓作為礦井水害防治的技術(shù)途徑之一，有其特定或合理的應(yīng)用條件，一般在下列礦井水文地質(zhì)條件下多采用疏水降壓的礦井防治水技術(shù)：（1）礦井主要充水含水層屬于直接充水含水層。當(dāng)含水層作為煤層的直接頂板時，一旦巷道進(jìn)入煤層或工作面回采后，由于缺乏工程層位與含水層之間的隔水保護(hù)層，含水層中的水會直接進(jìn)入巷道或工作面給礦井生產(chǎn)造成影響或?yàn)?zāi)害。在這種條件下，往往需要采用預(yù)疏水技術(shù)防治礦井水害。（2）礦井主要充水含水層屬于自身充水含水層。由于礦井的主要工程活動位于含水層之中，或者說礦井的采掘活動將直接揭露充水含水層，含水層中的水無法躲避，早晚都要被釋放；可在人工受控條件下預(yù)先對含水層水進(jìn)行疏放。（3）礦井主要充水含水層以靜儲水量為主，動態(tài)補(bǔ)給量有限；采用預(yù)先疏水技術(shù)可以有效的消減峰值水量而達(dá)到消除礦井水害的目的。

1.2 頂板水的預(yù)疏放方法

對頂板水進(jìn)行預(yù)疏放為工作面回采大幅度降低水壓，以防頂板冒落時大流量突水沖潰工作面，減少工作面涌水對回采的影響。一般情況下對頂板上的疏放可采取以下幾種形式：

1.2.1 頂板疏放鉆孔。在用物探手段查明頂板富水區(qū)的前提下，可對煤頂板上覆含水層進(jìn)行預(yù)疏放，降低由于頂板冒落引起頂板水集中涌入工作面的峰值強(qiáng)度，消除或減弱工作面回采時頂板水對開采的威脅。方法是在工作面上巷或下巷施工放水鉆孔，將頂板水相對集中的涌水方式改為相對分散的、循序漸進(jìn)的逐段放水方式排出。

1.2.2 采動放水。通過物探或鉆探可能無法探測到的富水區(qū)，通過巷道掘進(jìn)和鉆探等手段不能真正揭露地下巖溶水，但在工作面回采過后，隨采空區(qū)頂板的大面積跨落，在采動影響范圍內(nèi)的頂板水均會被影響，經(jīng)不同的充水通道被疏干，形成采動放水；采動放水的水量大小無法控制。

1.2.3 泄水巷。當(dāng)放水鉆孔對頂板含水層疏放效果不理想時，可能在采動過程中完成頂板水的疏放，放出的水量可能比較大，而且無法進(jìn)行控制，因此需要在適當(dāng)?shù)囟涡藿▽ｉT泄水巷道，對頂板潰水進(jìn)行排泄，保證工作面的正常回采。

1.2.4 疏放水的配套措施。完善井下排水系統(tǒng)：通過完善泄水巷、蓄水坑等井下設(shè)施來完善井下排水系統(tǒng)。完善觀測系統(tǒng)：在進(jìn)行疏水降壓方案過程中，建議在礦井首采區(qū)建立相應(yīng)的觀測系統(tǒng)，掌握不同含水層地下水與煤層開采之間的關(guān)系，為今后礦井的開采布置和防治水工作提供依據(jù)。

1.2.5 注漿堵水。注漿堵水作為一種重要的煤礦防治水技術(shù)手段。目前針對工作面頂板的注漿研究主要集中在兩個方面：一是在煤層頂板破碎，支護(hù)較為困難的情況下，對煤層頂板3m～5m的破碎帶利用瑪麗散等材料進(jìn)行注漿加固；二是對頂板巖性差異比較大的情況下，為減少采后地表的沉陷，在離層帶進(jìn)行注漿。注漿后采用鉆探和物探手段進(jìn)行檢查。

2 底板水的防治措施

對底板水的防治應(yīng)以控制性疏放為主。

2.1 底板水疏放

根據(jù)礦井實(shí)際情況，對底板水的疏放以巷道疏放為主，如開拓工程巷道布置在底板，可直接利用，如果底板水威脅比較嚴(yán)重，還應(yīng)根據(jù)礦井總體防治水工作的需要，在合適的地點(diǎn)開拓專門的疏水巷道。巷道斷面尺寸如果僅考慮排水的需要，可采用小斷面掘進(jìn)。

2.2 疏放水量的控制

對底板水的疏放水量應(yīng)進(jìn)行控制，過量的疏降必然造成礦井的大量排水，增加礦井的排水費(fèi)用，同時疏降過度也將將對地區(qū)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。特別是對一些和大氣降水或地表水有聯(lián)系、貫通的出水點(diǎn)，疏放的水量應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行嚴(yán)格控制。控制方法可采用在出水點(diǎn)埋設(shè)放水閥門的方法進(jìn)行。

2.3 安全措施

掘進(jìn)疏水巷道，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的超前探測要求，建立相關(guān)的緊急處理預(yù)案外，還應(yīng)特別考慮到有毒有害氣體的影響，在巷道施工前建立專業(yè)的應(yīng)急處理辦法。

3 掘進(jìn)巷道的防治水措施

在巷道掘進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照礦井防治水工作條例的要求執(zhí)行，本著有疑必探，先探后掘的原則，做好超前物探和超前鉆探工作。

3.1 超前物探

超前物探作為日常防治水的重要內(nèi)容，主要方法為井下直流電法，在巖巷掘進(jìn)時還應(yīng)增加地質(zhì)雷達(dá)探測。井下直流電法探測掘進(jìn)頭前方的含水構(gòu)造，在煤巷中使用效果較好；而在砂、泥巖中使用效果較差。

3.2 超前鉆探，探放水。巷道掘進(jìn)過程中，在水文地質(zhì)異常地段，如斷裂帶、導(dǎo)水帶、向斜軸部等，應(yīng)進(jìn)行超前鉆探，以便采取防治水措施。

4 回采工作面的防治水措施

采區(qū)采煤工作面在形成后，對于賦存條件復(fù)雜的礦井，還應(yīng)該采取一系列措施，來保障防治水工作系統(tǒng)、有序地進(jìn)行。

4.1 工作面內(nèi)物探

工作面內(nèi)的物探建議采用直流電法和音頻電透視兩種方法結(jié)合探測，對各自的探測結(jié)果相互印證，以便提高探測精度。探測范圍應(yīng)包括工作面頂、底板各100m范圍內(nèi)各種異常區(qū)的分布，主要包括破碎帶、溶洞、陷落柱、暗河、斷層帶等各種異常區(qū)范圍、分布、大小、位置、充水、富水情況等。

4.2 探測異常區(qū)的治理

針對物探的異常區(qū)，應(yīng)利用鉆探進(jìn)行驗(yàn)證，確定異常區(qū)的具體情況，分析異常區(qū)的富水情況、充水情況，在有條件時應(yīng)進(jìn)行簡單放水試驗(yàn)，確定異常區(qū)地下水與其它含水層（體）的連通情況、受大氣降水的影響情況、疏干的可能性等。

如果確定的異常區(qū)位于工作面底板，并且水壓較高，對工作面回采可能造成影響，首先應(yīng)考慮對該異常區(qū)進(jìn)行提前注漿，對富水異常區(qū)進(jìn)行改造；其次再考慮疏放，底板水的疏放可利用鉆孔或巷道（或在底板巷道內(nèi)專門施工放水鉆孔）進(jìn)行。

4.3 優(yōu)化排水路線，提高防災(zāi)、抗災(zāi)能力

對于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，還對工作面排水路線設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，使得采動過程中的工作面涌水盡量能夠巷道自流排出。

5 地表水防治措施

（1）礦井要查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水情況、滲漏情況、疏水能力和有關(guān)水利工程情況；查明本礦井及其附近地表河、湖、塘、水庫（壩）的位置、洪水位標(biāo)高等。（2）礦井編制雨季“三防”計劃和防洪應(yīng)急預(yù)案，制定雨季“三防”措施，實(shí)施雨季“三防”工程，保證礦井安全度汛。（3）礦調(diào)度室要在雨季期間做好防洪、防汛預(yù)警、預(yù)報工作，建立有效的預(yù)警機(jī)制，凡出現(xiàn)橙色預(yù)警以上大雨、暴雨等災(zāi)難性天氣時，要立即通知各單位做好應(yīng)急準(zhǔn)備工作，必要時采取停產(chǎn)撤人應(yīng)急處理措施。（4）礦井各井口及工業(yè)場地內(nèi)建筑物的各排洪渠道必須在雨季來臨之前由礦調(diào)度室組織進(jìn)行一次全面排查與清挖，并儲備一定數(shù)量的防洪、防汛物資。

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