探析煤礦水災(zāi)害事故的原因及治理措施

摘 要：煤礦水災(zāi)害事故一直是影響煤礦生產(chǎn)安全性、持續(xù)性的主要事故類型之一。特別是在當(dāng)前供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的大背景下，煤炭行業(yè)總體面臨的生存環(huán)境更為惡劣，全面做好煤礦水災(zāi)害事故的防治工作更為關(guān)鍵。本文從煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的主要原因分析入手，研究了煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的征兆，并針對性提出了防止煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的主要治理對策。

關(guān)鍵詞：煤礦；水災(zāi)害事故；原因；治理措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.087

0 引言

從當(dāng)前國內(nèi)煤礦開采的實(shí)際特點(diǎn)來看，開采深度不斷增加、地質(zhì)條件日趨復(fù)雜是當(dāng)前煤礦開采面臨的實(shí)際情況。隨著開采深度的增加、地質(zhì)條件的不斷復(fù)雜化，煤礦水害事故防治難度也在持續(xù)提升，例如，當(dāng)前山東地區(qū)的多數(shù)煤礦均面臨著帶壓開采的實(shí)際，煤礦面臨的水壓大、水量大，西北地區(qū)的煤礦，在開采侏羅紀(jì)煤層時(shí)，很多煤層頂?shù)装寰型凰疂⑸暗奈ｋU(xiǎn)等等，因此，對煤礦水災(zāi)害事故的原因及治理措施進(jìn)行分析較為重要。

1 煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的主要原因

煤礦充水的主要來源為地下水、地表水及大氣降水。出現(xiàn)災(zāi)害事故主要為形成了充水通道。當(dāng)前國內(nèi)煤礦的充水通道主要為如下幾類。

1.1 斷層裂隙導(dǎo)水

在地質(zhì)構(gòu)造中，例如：褶曲、斷層等位置，往往伴隨有大面積的斷層破碎帶，這些斷層破碎帶通常情況下有著較好的透水性，形成了煤礦天然充水通道。

1.2 導(dǎo)水陷落柱

國內(nèi)很多煤礦地層均包含有大量的石灰?guī)r等可溶性巖層，在地下水的長期浸泡作用下，形成了洞穴，隨著洞穴面積的不斷增加，上覆巖層會(huì)出現(xiàn)不均勻的沉降，嚴(yán)重情況下出現(xiàn)大面積的坍塌，形成環(huán)狀坍塌體，也就是“陷落柱”，大面積陷落柱的存在，也給礦井形成了天然的通水通道，同時(shí)也非常容易將地下水與礦井巷道導(dǎo)通，形成煤礦突水。

1.3 礦井頂板冒落

隨著煤礦開采面積的不斷增加，礦井頂板會(huì)持續(xù)性冒落，隨著頂板冒落范圍的不斷擴(kuò)大，若礦井并沒有采取針對性的頂板支護(hù)對策，隨著采空區(qū)范圍的不斷增加，非常容易出現(xiàn)頂板斷裂、離層的情況，頂板的斷裂、離層均會(huì)形成天然的導(dǎo)水通道，增加煤礦出現(xiàn)水災(zāi)的概率。

1.4 采空區(qū)積水、老窯水影響

由于我國煤炭資源開采歷史因素等因素的影響，很多地區(qū)原來均有較大的小煤礦，這些小煤礦在開采的過程中，通常并沒有按照自身可采的范圍進(jìn)行開采，往往是“哪里容易開采就開采哪里”，且礦井的排水設(shè)施不完善，在國家對小煤礦進(jìn)行整合之后，很多小煤礦關(guān)停，隨著時(shí)間的推移，小煤礦原有的采空區(qū)內(nèi)積累了大量的積水，形成“老窯水”，由于小煤礦開采的不規(guī)則性，導(dǎo)致當(dāng)前很多煤礦在開采的過程中非常冒出大量的積水區(qū)，增加了礦井水害發(fā)生的概率。此外，上層煤層開采之后，采空區(qū)也非常容易形成積水，在下層煤層開采時(shí)，隨著下層煤開采面積的不斷擴(kuò)大，煤層頂板容易出現(xiàn)各種導(dǎo)水裂隙，導(dǎo)致將上層頂板的水導(dǎo)通到下層煤，影響到下層煤開采的安全性。

1.5 帶壓開采

帶壓開采是當(dāng)前很多煤礦面臨的現(xiàn)實(shí)，隨著開采深度的不斷增加，承壓水壓力也在不斷提升，這就增加了煤礦出現(xiàn)突水的概率，特別是在一些地質(zhì)條件較差、煤礦采動(dòng)影響的區(qū)域，非常容易形成煤礦突水，帶來嚴(yán)重的煤礦水災(zāi)事故。

2 煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的征兆

煤礦出現(xiàn)水災(zāi)之前往往有著明顯的征兆，主要有如下幾個(gè)方面：

（1）煤層出現(xiàn)發(fā)暗、發(fā)潮且沒有光彩。

（2）煤壁出現(xiàn)了明顯的“掛壁”，如同人“流汗”一樣。

（3）煤層溫度出現(xiàn)了明顯的下降，當(dāng)人觸摸時(shí)有明顯的發(fā)冷，且整個(gè)發(fā)冷的時(shí)間較長。

（4）煤層內(nèi)有明顯的“滋滋”聲，這種情況下，在承壓水條件下非常明顯。

（5）煤礦涌水量出現(xiàn)了明顯的增加。

（6）水體的顏色與氣味出現(xiàn)了較大的變化，如果水體的酸性增加，有著明顯的臭雞蛋、澀味，水體呈現(xiàn)紅色明顯，用手搓水有明顯的發(fā)滑的感覺，這通常情況下是老空區(qū)透水的前兆。若水體呈現(xiàn)的甜味，多數(shù)情況下是斷層水、流沙水的前兆。若碰到了石灰?guī)r溶洞，則水體往往有臭味，且水體呈現(xiàn)灰色、發(fā)黃。

3 防止煤礦水災(zāi)害事故出現(xiàn)的主要治理對策

3.1 全面做好地表水的防治

大量煤礦透水事故表明，做好地表水的防治工作對于降低煤礦透水事故發(fā)生概率，提升煤礦生產(chǎn)的安全性有著非常重要的作用。在具體實(shí)施的過程中，首先應(yīng)當(dāng)做好對地表水特點(diǎn)、性質(zhì)及變化規(guī)律的深入研究工作，同時(shí)，對于煤礦所處區(qū)域的氣候條件、地形地貌等條件進(jìn)行深入的分析，從而確定出需用設(shè)定的防排水工程及防治水措施。通常情況下，可從6個(gè)方面進(jìn)行入手：

（1）注意對山洪等積水的排泄。

（2）對于地表的水源應(yīng)當(dāng)全面遷移或者疏干。

（3）對于煤礦周邊的河床應(yīng)當(dāng)進(jìn)行針對性的加固，對于通水通道采用鉆孔、灌注的方式進(jìn)行封堵。

（4）對于煤礦周邊的洼地進(jìn)行平整、充填，防止形成積水區(qū)域。

（5）條件允許的煤礦，可以在工業(yè)場地等上游區(qū)域構(gòu)建建筑水庫，在雨季之前將水位降低到合理的位置，從而提升整個(gè)水庫的蓄水量，減少雨季等極端天氣條件對礦井的威脅。

（6）增強(qiáng)對煤礦地表a防水工程的檢查工作，特別是在雨季到來之前，對于煤礦的防水工程進(jìn)行全面的檢查分析。

3.2 全面做好地下水的防治工作

對煤礦地下的通道和水源做到全面的查明，通常情況下從如下幾個(gè)方面入手：

（1）對煤礦沖擊層的厚度與組成進(jìn)行分析，從而更為精確的掌握沖擊層的含水性與透水性。

（2）對煤礦區(qū)域內(nèi)斷層與裂隙的位置、延伸長度、錯(cuò)動(dòng)距離、導(dǎo)水性能、含水情況及破碎帶的范圍進(jìn)行全面的勘察分析。

（3）對煤礦隔水層、含水層的厚度、數(shù)量及位置進(jìn)行全面分析，精確的掌握各含水層的涌水量與透水情況，確定出科學(xué)的開采煤層與各含水層之間的安全距離。

（4）煤層開采過程中，對于頂板下沉情況、地表塌陷情況等方面進(jìn)行及時(shí)全面的分析，找準(zhǔn)其對礦井涌水的影響。

（5）全面做好煤礦的水文觀測工作，對于當(dāng)?shù)氐暮恿髻Y料、降水量、當(dāng)?shù)貧庀蟮确矫娴馁Y料進(jìn)行全面及時(shí)的梳理分析，找準(zhǔn)礦井水的來源，確定其補(bǔ)給關(guān)系。

（6）做好疏放水工作。疏放水就是在探明礦井水源之后根據(jù)水源的類型采取不同的疏放水方法，有計(jì)劃、有準(zhǔn)備地將威脅礦井安全的水源疏放干，它是防止礦井水災(zāi)最積極、最有效的措施。

（7）做好注漿堵水工作。將專門制備的漿液（堵水材料）通過鉆孔壓入地層的裂隙、溶洞或斷層破碎帶，使?jié){液擴(kuò)散、凝固、硬化，達(dá)到充填堵塞涌水通道、隔離水源之目的。

4 結(jié)束語

綜上分析，導(dǎo)致煤礦水災(zāi)害事故的原因類型較為眾多，但是很多水害事故出現(xiàn)之前均有著不同類型的征兆，且從煤礦實(shí)際生產(chǎn)情況來看，煤礦水災(zāi)害事故均是可防可治的，因此，這就需要煤礦生產(chǎn)單位、地質(zhì)勘探單位及相關(guān)的監(jiān)管單位，嚴(yán)格按照煤礦生產(chǎn)規(guī)程，切實(shí)扛起安全生產(chǎn)的責(zé)任，做好對煤礦開采、掘進(jìn)等過程中，水害的勘探防治工作，將煤礦水災(zāi)害事故發(fā)生概率降低到最低，提升煤礦生產(chǎn)的安全性與可持續(xù)性。

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作者簡介：陳祥春（1989-），男，福建連城人，大專，助理工程師，研究方向：水害防治。