礦井帶壓開采中水文地質問題及防治措施分析

秦冬冬

（霍州煤電集團河津薛虎溝煤業有限責任公司，山西 臨汾 031600）

在中國復雜的地質環境中，通常在能源開采的時候會受到地下水文地質情況的影響，尤其是在我國北方一些地區礦井帶壓開采過程中，受到太原組灰巖巖溶承壓水與工作面下灰巖溶承壓水等多種因素的影響，一些地質問題表現尤為突出，為了徹底解決這些地質問題，使礦井能夠進行安全、高效生產，需重點對井下水文地質問題進行勘探。具有針對性地解決問題，制定切實可行的水防治措施，提高防治水效果。

1 礦井帶壓開采過程中較為常見的問題以及采取的防治措施

承壓水對礦井生產會產生一定的影響，這是不可避免的，需要直接面對。增加開采成本，會降低礦企的經濟效益[1]。為了保證礦井處于安全生產狀態，就需要在壓力采礦分組的過程中，有必要根據實際的采礦環境選擇合適的防治水措施。礦井帶壓開采常見的水控制措施包括：

其一，強化突水監測工作。根據礦山開采前的水文地質資料，必須在高含水地區做好現場勘探工作，經過有效的防治后，各項指標合格，才能進行開采。

其二，對異常的監測區域要做好注漿加固工作。下礦層含水層的的含水率低，而且巖層比較薄。采取的措施是，通過注漿加固含水層，采用人工凡是將含水層改造成防水層。采用這種能方法，能有效地防止礦井開采過程中出現工作面突水的問題。

其三，掘進采礦前進行疏水降壓。采用這種方式，可以對采礦前的的勘查中所獲得的資料進行分析，可以民卻含水巖層的裂縫發育和裂縫發生的原因看，結合含水層涌水量的變化，采用疏水降壓防治的方法就可以獲得良好的效果。這種方法的應用中，采用物探技術，要嚴格按照安全標準執行[2]。

其次，建立井下防水柱，對井下防水排水系統不斷地完善。在礦山開采的過程中，要確保礦企的安全生產，根據已探明礦區的水文地質條件，留防水礦柱。防水礦柱不僅要考慮礦層開采方向所出現的涌水問題，還要考慮礦層底板方向所出現的涌水問題。根據井下的實際情況設置防水水閘、集水坑，對于礦井下的排水系統要不斷地完善。

2 案例分析

某礦企隸屬于當地的能源運輸營銷集團。井場包括1中的主要礦層（位于本省的中間部分，礦層的平均厚度1.3米），10礦層（礦層的平均厚度1.9米），11礦層（礦層的平均厚度1.1米）。礦層的傾斜角度為5度。該地區發育有3條背斜、1根陷落柱、3條正斷層。根據地質報告的內容可以明確，該礦區地質構造主要如下：

（1）F9斷層位于礦床的中部，斷落差由北向西逐漸減小，最大斷落差為340米，最小斷落差為175米。

（2）陷落柱1位于井田南部，其東西向的長度是197米，南北向的長度是177米。陷落柱1位于井田東北部，東西向的長度是170米，南北向的長度是475米[3]。

礦山開采中遇到的含水層類型主要包括有三種：第一種是富水含水層，靜水位處在577米至579米之間。第二種是石炭系太原組含水層，局部有很強的富水性。在能源開采的過程中，礦山還會受到山西組裂隙砂巖含水層和夏實箱組的影響。含水層的含水率低，在生產過程中對礦井的安全生產不會產生很大的影響。

為保證安全生產，可以采取以下防治的水措施：

其一，在井田、地質構造、補充地下水的溝谷、老窯露頭、礦層等范圍內，采用人工操作的方式，進入到現場調查，采用地面物探技術和鉆孔技術，全面調查下礦層的成水情況。對于所存在的問題，采用混凝土澆筑施工方法和硬化施工款的方法進行預處理[4]。

其二，開挖之前要進行勘探，做到物探先行、鉆探驗證、化探跟蹤，并以此作為施工原則，注意不可以穿越礦山壓力危險區。在采礦的過程中，當監測到orlean水涌系數超過0．07兆帕／米的號死后，需要對掘進工作面和回采工作面采用注漿加固的施工方法。采用1：3水泥粉灰泥漿，選用水泥標號（415）。當故障已經產生，在礦產資源開采的過程中，為了確保預防效果良好，確保安全開采，就需要采用灌漿技術，灌漿壓力要超過1倍的水壓力。

其三，在工作面開采過程中，采用物探等技術手段，對采礦巷道周圍100米以內的頂板及地質構造分布進行調查，以便在開采前進行控制。

其四，在礦產資源開采的過程中，當下礦層水較大時，應采取鉆孔排水措施。超前勘探排水距離超過30米，鉆孔直徑要低于50毫米；當鉆探施工的時候，確保鉆孔在30度。仰角布置，端孔平行距離要超過3米；勘探釋放斷層水的時候，底板鉆孔數要超過1個，鉆孔直徑要低于70毫米。鉆井施工完成之后，應在鉆井過程中布置長度超過10米的水密套管[5]。

其五，優化礦井排水系統。對于傳統礦井排水系統易出現的問題，經過優化升級安裝兩個鉆孔，將安裝130mm的排水管，礦井排水系統可以使用直接鉆孔的鉆進方式，這種做法能夠迅速縮短排水管道的長度，將排水效果進行優化升級[6]。

其六，建立應急和應急排水系統。為了確保能源開采企業的生產安全，根據原有排水系統結構對新排水系統進行改造，設置并安裝應急救援排水系統電源，能夠確定電源是可以一直進行供電，優化后的排水系統排水能力是傳統排水系統的2倍。

其七，對采礦方法進行優化。在礦山開采過程中，局部地區頂板噴淋水較大。在布置開礦和巷道掘進的過程中，采用架空開挖的放發可以保證頂板噴淋水進入到采空區當中，維護工作面環境[7]。對于有壓力的礦區，在開采前在礦區最低處設置水庫，還要將泵房建立起來，形成良好的礦區排水系統。

3 結語

綜上所述，礦井水處理是具有現實意義的。在水防治的過程中，需要大力提倡綜合防治措施。特別是在礦井帶壓開采的過程中，防治水是需要重點關注的技術問題。礦山生產技術人員需要學習先進的技術。針對礦井帶壓力開采生產過程全面了解，對于相關的技術全面掌握，提出水防治技術。處于不同的階段，就要采取適當的水防治措施解決，保證礦山的安全生產[8]。