淺析鶴崗礦區水害類型及其防治技術

摘 要：礦井水害是威脅安全生產的重要災害類型，分析和研究礦井水害類型及原因對于鶴崗礦井水害治理具有重要意義，本文主要從宏觀層面分析當前礦井水害的主要類型，對發生的原因和特點進行歸納和總結，通過具體事例列出幾種主要防治水措施，對鶴崗礦井水害防治具有一定的參考價值。

關鍵詞：礦井水害； 防治技術

1.引言：

鶴崗礦區位于黑龍江完達山脈北麓的三江平原西部，即東北平原東北部。第四紀以來一直處于緩慢下降過程，沉積了較厚的礫砂和以砂為主的第四紀松散物質，地形較為平坦，給大氣降水就地滲入補給地下水的匯集創造了條件。鶴崗盆地地處小興安嶺東南支脈向北延續的低山丘陵地帶，總體地勢西北高、東南低。鶴崗含煤盆地西北部低山丘陵區的各種弱滲透性地層、巖漿巖體出露，接受大氣降水補給，盆地內大氣降水通過粘土層入滲、河流滲漏補給下部的第四系、新近系裂隙孔隙水或間接補給基巖裂隙水。

2.礦井主要水害分析

危害鶴崗礦區安全生產的水害主要有地表水、老空水、礫巖水，不同水害發生原因及水害特點不同，但是對煤礦安全生產都存在巨大的威脅。

2.1地表水威脅

隨著當前“三下”開采理念的深入，水下安全開采已經成為煤礦安全開采研究和分析的重點，那么地表水防治非常重要，特別是雨季地表水危害煤礦安全生產主要有兩方面。第一，地表河流在雨季水位上漲，達到一定程度會出現直接倒灌礦井中，造成淹井等危害（見圖2-1）；第二，由于煤礦開采附近形成很多采空區，采空區下陷后大多形成一定規模的湖泊，雨季到來時，經過大量雨水的匯集，超過采空區的承載能力，采空區相當于導水通道，灌入礦井，造成重大危害。（見圖2-2）

2.2老空水威脅

老空水又稱老窯水，這種老窯水主要是指在由于過去的一些煤礦開采，包括我們國有自己的煤礦的開采，包括一些地方小煤窯的開采，開采完以后遺留下一部分采空區，老窯水的水害事故主要有這么幾大特點：一個特點就是突發性，因為老窯水不是一種賦存于地下介質的含水層的水，它就是一個小的地表水體，所以一旦采掘工程觸及它，它就會以潰入的方式突然涌入到井下。第二特點就是由于這種高度還原環境，老窯積水里面往往富含有一些硫化氫的氣體，而且硫化氫氣體的濃度非常高。有些老窯水沖入之后，這種硫化氫氣體由于濃度比較高，有時候也會給現場的接觸的工人造成一些窒息性的死亡或者傷害。

2.3礫巖水威脅

礫巖水對鶴崗礦區安全生產起到嚴重威脅，水源主要來自石頭廟子組礫巖含水層。該含水層與下覆3號煤層間距30-70米，采空區裂隙可以溝通礫巖含水層，鶴崗礦區的益新煤礦、振興煤礦受礫巖水的威脅程度最大，而且這兩個礦井斷層比較發育，斷層帶富水性強，對煤礦安全生產影響強烈。如振興煤礦2013年3月11日北部區三水平18層中部區左一段工作面回風道，發生“泥石流”災害，礫巖水伴隨著鵝卵石以及泥沙瞬時潰入井下，造成巨大損失；同年7月16日益新煤礦四水平南一石門3號煤層發生涌水災害，涌水量最高達到1438.2m3/h，后期水量呈緩慢衰減趨勢。

3.礦井防治水技術

礦井防治水目的就是防止礦井水害事故發生，保證礦井安全生產的前提下使煤炭資源得到充分合理的回收。針對水患，鶴崗礦區認真執行《煤礦安全規程》規定，落實預防為主、防治結合的方針，根據不同水文地質條件，采取不同方法予以防止。

3.1地表水防治技術

（1）加強雨季三防工作：鶴崗礦區與氣象部門合作，建立了防范暴雨的預報、預警、預防和應急救援工作機制，建立雨季巡視制度和組織機構。

（2）加強清淤工作，對礦區內排水溝渠徹底清挖，加固河堤，嚴禁將矸石、垃圾等雜物堆放洪水可能沖刷地段，保證河道、排水溝渠暢通。

（3）回填地裂縫：地裂縫相當于導水通道，地裂縫回填不好，容易將地表水、含水層水導入井下，釀成大患，所以必須將地裂縫回填壓實。

（4）采空區塌陷區治理：主要采用兩種方法治理，一種方法是采用排水，對于塌陷區積水較少，面積較小的可以修筑暗渠或用水泵，將塌陷區積水排出；另一種方法是回填綠化，對于塌陷區面積較大，標高較低，難以使用排水系統的情況下采用回填，回填壓實后的標高要高于附近標高，保證回填后雨季無積水，防止形成暗河，造成二次隱患。

3.2老空水防治技術

采空區水患往往來勢兇猛，尤其是老窯水、舊巷水，這些積水時間長，并伴有有害氣體，給人的生命和和煤礦安全生產帶來巨大威脅，因此，采取以下幾點措施防治水害的發生。

（1）做好礦井水文地質工作和對照工作：水文地質工作是各項防治水工作的基礎和依據，掌握礦區水文地質資料，認真核對井上下對照圖，查明老窯、舊巷位置及積水情況。

（2）井下探放水：采用物探、化探和鉆探等綜合手段探測老窯水邊界防隔水煤（巖）柱破壞狀況，可能透水地段通過物探手段探測富水異常區，鉆探驗證排除患。另外工作面必須堅持打超前鉆，有效距離不得小于20米，當工作面接近導水斷層、水倉、舊區、舊巷、灌漿區、防隔水煤柱時，必須制定措施，完成探放水工作。

（3）注漿堵水：注漿堵水就是將預先配置好的漿液壓入巖層空隙、裂隙中，使其擴散、凝固和硬化，使巖層具有較高強度、不透水性，從而達到隔斷補給水源的目的，這也是防水重要手段之一。鳥山煤礦就是一個成功的案例，鳥山煤礦建設立井時，立井附近充水斷層較發育，單采用排水方法既不經濟也不現實，更不能使保證井筒的穩固性，于是采用了注漿堵水的方法，不僅隔斷補給水源，也加固了井筒。

（4）防水煤（巖）柱留設：為防止地表水、含水層水和老窯水通過斷層或裂隙導入井下，按照《煤礦安全規程》留設煤（巖）柱，并保證煤（巖）柱的完好，不準開采。

3.3礫巖水的防治

礫巖水嚴重威脅鶴崗礦區的安全生產，防治礫巖水刻不容緩。為此鶴崗礦區與中煤水文地質局共同研究礫巖水賦存情況，在南山、益新、振興煤礦地面施工水文孔，通過益新煤礦井下打放水鉆孔排放礫巖水，來觀察水文孔礫巖含水層水位變化，分析礫巖水影響半徑、補給關系，揭示石頭廟子組南嶺礫巖層水文地質條件。礫巖水水害防治采取以下幾點：

（1）加強井下日常水文地質工作，加強采區礫巖水提前排放工作，在導水危險地段可以降低開采厚度，保證開采裂隙帶不導通礫巖含水層。

（2）開采過程中加強充水性斷層的探測，發現導水斷層要根據實際情況提前采取疏放或留設安全防隔水煤（巖）柱等安全措施。

4.結束語

通過文中可以看出，每個類型的水害都嚴重威脅著鶴崗礦區安全生產，但是只要認真分析水害特點，制定有效的防治措施，便可以保證礦井安全生產。

作者簡介：

代英浩，男，1985年9月出生，工程師，黑龍江大學水文地質專業，現工作于龍煤鶴崗礦業有限責任公司地質測量部，主要從事礦井水文、地質方面的技術及管理工作。