煤礦開采中綜合防治水技術的應用

潘新榮

摘 要：文章以煤礦開采中綜合防治水技術的應用為研究對象，首先簡單分析了煤礦開采中綜合防治水技術應用必要性，隨后分析了煤礦開采中常見的水害，接著探討了煤礦開采綜合防治水技術，最后提出了一些增強礦井開采水害防治效果的措施，以供參考。

關鍵詞：煤礦開采;綜合防治水技術;應用

中圖分類號：P634.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0155-02

0 前言

礦井水害一直時制約煤礦生產的重要災害之一，并且礦井水害類型繁多，水害同時具有隱蔽性、突發性等特征，一旦出現水害問題，不僅會嚴重影響煤礦生產，還會導致巨大經濟損失與人員傷亡。因此為有效降低水害發生概率，有必要對煤礦開采中綜合防治技術的應用進行探討分析，這對于推動我國煤礦開采產業實現可持續發展具有重要的現實意義。

1 煤礦開采中綜合防治水技術應用必要性

礦井水害是煤礦開采中比較常見的災害之一，對于煤礦礦井安全生產帶來嚴重的威脅。相較于頂板、瓦斯爆炸事故，水害事故雖然發生率不高，但俗話說，“火燒一線，水漫一片”，一旦在煤礦開采中發生水害事故，將會帶來大量經濟損失與人員傷亡，并且要比瓦斯事故與頂板事故帶來的危害嚴重的多。據不完全統計，僅1995年至2005年，我國煤礦水害事故發生次數高達1391起，共造成1881人死亡。尤其是近幾年，隨著開采深度的不斷加深，開采條件愈發嚴苛，相應煤礦水害事故發生頻率逐漸呈上升勢頭，并逐漸成為了煤礦開采安全的一大嚴重威脅。煤礦水害不僅會造成大量的人員傷亡與經濟損失，同時也會引發各種煤礦開采環境負效應，不利于煤礦資源開采。基于此，有必要對煤礦開采中綜合防治水技術應用進行探討分析，從而通過分析不同煤礦水害，并采取針對性的綜合防治水技術，解放大量受水害影響的煤層，有效擴展煤礦開采范圍，提升煤礦開采產量，并為煤礦人員安全采礦提供安全保障[1]。

2 煤礦開采中常見的水害分析

2.1 地表水害

煤礦開采一般多在地下空間內進行，位置地勢較低。而在煤礦周邊，通常分布有規模、數量不等的河流、胡泊等。當進入雨季時，相應河流、胡泊水位會暴漲，一旦出現決堤問題，漫出大洪水會大量倒灌進礦區，甚至能夠直接通過礦井口涌入井下，引發礦井水災。另一方面，針對露天煤礦，在完成開采后一般會留下“天坑”，雨季時會導致天坑大量積水，這些積水也有可能直接滲入井下造成煤礦開采水災。此外，部分礦區由于有著比較長的開采歷史，因此礦井周圍分布有很多井口，同時還存在因超上限開采導致出現地面斑裂問題，這些在雨季時均有可能成為地表水進入礦井中的“通道”，引發煤礦地表水害。

2.2 老窖水水害

老窖水具體指的是開采后的舊巷或空洞內的積水，因此也被稱為老空水，老空水并不是一灘死水，一般會通過大氣降水、臨近河流補水等方式參與者地下水系統循環，他們如同一個小型水庫，分布在礦井周圍，雖然水量不大，一般不會造成淹井事故，但水量比較集中，來勢兇猛，一旦在煤礦開采中掘透老窖水隔水層，將會導致大量老窖水集中涌出，帶來嚴重的破壞力與沖擊力，同時伴隨著老窖水的涌出，還攜帶有大量的石塊、泥沙等雜質，導致巷道堵塞，對煤礦開采工作人員生命安全造成嚴重的威脅。不僅如此，如果采礦區與老窖水距離比較近，老窖水除了突然潰井，還會以“淋水”“滴水”、“滲水”的方式進入采區中，一旦誤穿隔水層，將會導致淹井事故發生，嚴重影響煤礦開采安全。

2.3 煤礦奧灰承壓水害

承壓水是位于穩定隔水層的重力水，奧灰承壓水即是以奧陶系石炭巖作為煤礦直接或間接底板的重力水，奧陶系石炭巖主要以石灰巖為主，延展面較大，厚度高達數十米至數百米不等，厚度越厚越穩定，一般這種巖層會承載有大量的重力水，是一個非常好的隔水層，但同時也是煤礦底板突水的一大因素。如果奧灰底板隔水層較薄（通常厚度在20m以內），那么受到采礦擾動的影響，在水壓與礦壓擾動雙重壓力下，會導致奧灰隔水層鼓破，承壓水大量噴涌而出，引發煤礦底板突水事故。由于奧灰巖層有著非常豐富的靜水儲量與補給水量，因此礦井突水量較大，有著極強的破壞力，很容易導致淹井，帶來巨大經濟損失的同時，對于煤礦開采工人生命安全也會造成極為嚴重的威脅[2]。

3 煤礦開采綜合防治水技術分析

3.1 地表水害綜合防治技術

針對于地表水的綜合防治，首先要通過在地表建筑防水工程，可以有效預防大氣降水與地表水進入到礦井之中，有效保護礦井開采安全，這是防治地表水害的第一道防線，對于整體地表水害防治效果有著重要的影響。其次，要做好井簡位置的合理選擇，無論遇到何種情況，都必要確保井口基礎標高要比往年地面洪水最高水位要高。最后，若實際地形受到限制，難以保證井口位置標高，可以通過采取河流改道方式，通常是在隔水層之上修筑堤壩，將河道截斷，并開挖一條人工河道，順利將河流從礦區中引出，在建立人工河道時，應保證河道坡度的合理性，不應過大或過小，造成河道沖刷或堵塞問題;針對舊河道地區，應注意修筑防排水工程，防止積水滲入井下。此外，針對礦區地表斑裂問題，為防止在雨季大量地表水滲入進礦井，可以選擇在滲水區上方修筑排水溝，及時將水排出礦外，同時利用水泥或粘土將地表裂隙封堵住，如果裂隙較大，比如大型塌陷裂隙或者溶洞，可以選擇先在底部填充碎石，上部覆蓋泥土，然后夯實，并保障填充標高稍高于地表，可有效預防地表出現積水、滲水問題。

3.2 老窖水水害防治技術

針對老窖水水害防治，應采取如下技術措施：一是加強對老窖區積水狀況的排查工作，明確不同水窖積水量、補水源、水位、積水范圍，并結合以上數據制定礦井充水性圖等;二是明確老窖區積水線與探水警戒線，一旦接近探水警戒線，應在開采前嚴格遵循“有疑必探，先探后掘”原則，有效預防老窖區突水。與此同時，還應進一步明確探放老窖水“三大忌”，一忌不對窖區補水水源進行仔細分析，二忌邊放探邊進行礦區開采;三忌在雨季將大片老窖區積水放出。同時針對要排出的積水，只有先將水預先排出去，才能夠開展后續采掘工作。三是若礦井附近老窖區較多，應先與相鄰礦井加強合作，二者定期更換圖紙開展采掘工作，從而確保能夠實時掌握老空井積水問題，提前做好預防措施;四是提高對水閘墻與水煤柱管理的重視程度，嚴格按照相關規定，做好井下工程測量，嚴禁任何采掘工程進入防水隔離柱，并定期檢查防水隔離煤柱的完整性，有效預防老窖水水害發生。

3.3 煤礦奧灰承壓水害防治技術

針對于煤礦奧灰承壓水害防治，應采取以下技術措施：首先應提前做好地質與水文條件勘察工作，充分了解奧灰含水層的厚度，含水層存在哪些水力聯系，實際巖溶發育情況與富水性。同時還要做好地質構造條件勘察，主要勘察內容包括構造巖石存在哪些斷層，斷層落差，構造巖石力學性質等。針對于水文地質勘察，則需要圍繞礦井范圍建立一個地下水動態觀測網，實時掌握地下水用水動態，尤其是要做好井下主要突水點、隔水層邊界等關鍵區域的水流動態監測，一旦發現異常，及時匯報處理，可起到良好的預防效果。其次，還要做好疏水降壓措施，所謂疏水降壓，簡單來說即是將煤層頂/板含水層的水疏干，或者降低頂/底板承水壓力，能夠有效降低地下靜水壓力，改善采礦條件，是煤礦奧灰承壓水害主要的一種水害整治措施。最后，還應從采煤方式入手，結合實際水文地質條件，做好開采順序的合理安排，一般來說，應先開采相對安全的煤礦區域，針對敏感區域，應先確定開采寬度，寬度越窄，對于煤礦底板帶來的擾動越小，回采也就越安全。比如在開展近距離煤層聯合開采時，為防止重復采動，導致礦壓增大，嚴重擾動底板，應控制好兩層煤拖后距離，一般在70至80m，從而使得后一層煤開采始終是在前一層煤減壓環境下進行，防止底板張裂破壞疊加，有效降低對煤礦奧灰層的擾動，預防水害發生[3]。

4 增強礦井開采水害防治的措施

4.1 加強雨季安全隱患排查工作

首先，在實際進行煤礦開采前，需要嚴格遵循《煤礦安全規程》有關探放水規定，做好探放工作開展，并通過制定探放施工方案，在經過技術負責人批準后，方可嚴格按照施工方案進行探放工作，確保綜合治理措施得到有效落實。受雨季降水量增多影響，各種不同類型的水害發生概率也會有所提升，因此需要結合不同水害，均需要做好針對性預防工作，比如地表水害，應在雨季時對周邊河床、地域進行統一檢查，發現問題及時處理，并與當地氣象部門加強合作，提前最后雨季地表水防治準備，編制區域地表水防治報告，以免引發水災害事故。還可以圍繞礦井井口位置，澆筑鋼筋混凝土蓋板，有效封閉井口，注意蓋板應大于井口面積，防止地表水從井口倒灌礦井引發水害。與此同時，在雨季采礦企業還應專門安排工作人員做好水害排查工作，尤其是針對一些關鍵位置，更要著重檢查，比如礦井周圍廢棄礦井、地面塌陷坑等，一旦收到暴雨預警信息，應派人輪流檢查，保證檢查24小時不間斷，從而能夠及時發現水害隱患，做好妥善處理。

4.2 做好礦井水害緊急預案制定

為確保在水害發生后盡可能的降低經濟損失與人員傷亡，應做好礦井水害緊急預案制定，從而能夠在第一時間做出反應，開展救災搶險工作。在緊急預案之中，應包括有搶險排水基地設置，還應有各種排水設施設置。并加強排水設的檢修與維護，盡可能確保排水設備在遭遇特殊情況仍能夠正常運行，提高企業搶險救災水平與效果。與此同時，煤礦開采企業還應加強人員管理，通過培訓教育，有效提升煤礦開采工作人員的技術能力與防災意識。在實際培訓過程中，可以通過向煤礦開采人員普及相關的水災害案例，有效增強煤礦開采人員的安全意識。為確保礦井水害應急預案在遇到緊急情況下能夠得到有效的落實，煤礦企業了一定期開展演習工作，每個職工都能夠熟練掌握逃生路線及方法，盡可能的降低人員傷亡，減少經濟損失。在實際進行煤礦開采過程中，一旦發生透水事故，應及時啟動水害應急預案，并將受災情況及時上報相關部門，確保救援工作能夠得到快速開展，將事故影響范圍降至最低。

5 結語

綜上所述，透水災害是煤礦開采過程中常見的一種災害問題，一旦發生水災，將會帶來巨大的經濟損失與人員傷亡。因此需要提高對煤礦水災綜合防治的重視程度，針對不同類型水害，采取針對性綜合防治技術，從而有效降低水害發生概率，保障煤礦開采安全生產，推動我國煤炭產業實現更加平穩順利的發展。

參考文獻

[1] 肖飛.煤礦開采中綜合防治水技術的應用[J].能源與節能，2018，157（10）：124-125.

[2] 林發養.礦井防治水中綜合物探技術的有效應用[J].建材與裝飾，2016（20）40-41.

[3] 李東陽，蔡永亨.綜合物探技術在煤礦防治水中的應用[J].建材發展導向，2017，15（13）：308-309.