采礦工程對礦井水文的影響與防治水對策

劉旭東 李東東

（吉林東北亞國際工程技術集團有限公司 吉林長春 130033）

1 采礦工程對礦井水文帶來的影響

1.1 有利的影響

煤頂板的砂巖在采礦進行過程中幾乎一直保持著疏干狀態，所以在開采過程中水害方面是幾乎不會有問題產生的；采礦工程的推進會大幅度的降低第四系下組的下段水位，可以有效的將煤層開采上限提升上去，同時對于開采防水煤柱壓滯煤炭來說有很大的幫助；采礦活動還會對十灰以及十四灰水位產生影響，造成其大量降低的情況，采掘工作面水量的水壓因此而降低，承壓含水層的水壓也會受到影響，這樣一來突水事故出現的可能性就減少了很多。

1.2 不利的影響

采礦活動的面積過大的話，采空區內會出現大量的積水，既會影響企業生產，還會帶來安全隱患；采礦活動會對第四系“三含”含水層造成影響，使其水位明顯下降，巨大的垂向壓力會施加在井壁上，最終無法承受后井壁就會破裂。針對這些不利影響我們可以采取一些針對性的對策來解決，例如排查采空區的積水并對其進行分析，預先排放這些積水；動態性的去監測地下水水位并進行分析，以此為依據來有效的避免或者防治水害的發生；在開礦前嚴格執行探查分析等工作，保證分析結果的可行性以后再進行開采，將含水層導水導致的突發事故出現的可能性降到最低，盡可能地規避這些風險。

2 采礦工程對礦井水文影響因素分析

2.1 巖層的滑動構造

由于重力和地質應力作用，巖層沿著某些巖層界面或是層理棉發生滑動的地質構造被稱為巖層的滑動構造。硬度差別顯著地巖石相遇時，較軟的巖層隔水性能良好，巖層的滑動構造會造成隔水層導水。巖層的滑動構造會造成很多后果，例如，煤層厚度的改變，層間滑動可能會帶來“沉頂”、或是煤脈、煤包等，這些都嚴重破壞了原有的煤層結構，使頂板的完整性大大降低；由于巖層的滑動構造，滑面周圍的煤炭還會出現碎裂煤、碎粒煤和碎粉煤，顏色暗沉，硬度也降低，嚴重影響了煤質，降低效益；巖層的滑動構造發生后，會使煤層發生變動，會產生無煤區域，或是煤層變厚變薄等，對今后的回采工作增加了困難。

2.2 煤層頂板突水與地質構造的關系

煤層頂層板水是指對生產與安全有重大隱患的突出水源。褶皺與斷裂等地質構造會形成優秀的裂隙含水空間與匯水優勢，進而貯藏豐富的水體，而水體存在于頂板冒裂帶高度之內，就極有可能單只工作面發生突水現象。所以說，煤頂板突水與地質構造脫不開聯系。

2.3 煤層頂板突水與斷層活動的關系

采礦工程與斷層走向相同時，由于采動后斷層兩盤覆巖移動較為均衡，受采動影響的斷層活化高度較小，則不易發生紅層突水；采礦工程與斷層走向呈90°或接近于90°時，走向一致時，由于斷層面上受覆巖移動影響的作用力是先拉后壓，不易造成紅層突水，或突水后水道易于堵塞，使涌水量降低。采礦工程與斷層位置一致時，正斷層比逆斷層、落差大的斷層比落差小的斷層、傾角大比傾較小的斷層對突水的影響大；靠近停采線或離切眼遠的斷層比離切眼近的斷層，更易發生紅層突水。

3 防治水措施

3.1 流量測井法測定砂礫層滲透系數

要想制定出科學的防治水方案，首先要得到精準的砂礫層滲透系數。傳統求取砂礫層滲透系數方法主要有抽水試驗法和室內滲透試驗法，但都在一定程度上存在缺陷。所以，要改善勘測水文地質的方法，而流量測井法廣泛應用，使得勘測工序更加全面、科學，從而使求取砂礫層地層中各分層滲透系數更加精確。開采工作前，先進行勘測工作，用多功能流速儀測量礦井水流速度。井下每1m都設立一個測點，并保持反復測量，重復測量值之間偏差不能超過5%。每一個測點流速值就是用該點測量值與包網過濾器內截面積相乘。自然狀態下各含水層之間在軸向方向上孔內水量交換量需在注水前測量，然后將測量的數據與水頭抬高值結合，就可計算得到各層滲透系數。流量測井法相比較傳統測量滲透系數方法，能準確地劃分含水層與隔水層，并計算得到每個分層滲透系數，具有更高的精確性和科學性。

3.2 首采面水患研究及防治水措施

分析研究首采區及首采面地質與水文地質資料，發現其中首采面存在水患，同時分析探討涌水形式、涌水量對工作面影響，為有效制定防治水措施提供科學依據。防治水措施如下：完善對地下水位監測的系統，構建包括奧灰、紅層下段、第四系下組等水位動態監測系統，同時安裝相應科學設施設備，實現全面化、精確化、智能化監測，密實相關地質孔，防治鉆孔導水；開采工作前，探測紅層水孔流量，避免回采過程中紅層向工作面涌水，加強覆巖導水裂隙高度探測工作，監測礦井土質壓力，綜合分析采礦活動時井下土質應力情況，制定工作面初次來壓步距。

3.3 底板突水防治

為進一步研究采礦工程對水文影響，在此基礎上尋求可行的防治水措施，應加強對頂板突水防治。①井下放探水。根據相關要求，煤層頂板的倒水裂隙范圍內，若存在水層，必須對頂板水進行防探。煤層冒落帶開采范圍內，放水孔要盡最大可能與當地的地質條件結合，并將放水孔安置在疏水效果的最優地帶。②有效疏通排放十四灰水。如果水量隨著疏通沒有減緩反而增加，應在附近尋找越流補給的水通道，在源頭上將其控制，再進行疏通。在此期間，還要注意安全，將降壓疏水的水壓降在安全線之下。③對奧灰水進行合理的規避。對于已有的奧灰通道與出水部位，應予以調查，在可行性與安全性達標的基礎上，對奧灰通道與出水部位進行堵截。

4 結語

采礦工程對礦井水文帶來的影響是深遠的，所以在施工過程中，礦山企業必須將各方面的影響因素都綜合的考慮進來，將采礦工程有利于礦井水文的影響提高，而不利的影響降低。在防治水工作上采取有效的措施充分的做好保護，為企業安全高效的生產打好基礎。

[1]武強.我國礦井水防控與資源化利用的研究進展、問題和展望[J].煤炭學報，2014（05）：795～805.

[2]朱順華.淺談采礦工程對礦井水文的影響與防治水措施[J].科技創新與應用，2014（22）：285.