礦井水害的成因及其防治方法

吳曉玉

摘 ?要：我國(guó)的煤炭資源豐富，但隨著煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展和開采技術(shù)的不斷更新發(fā)展，礦井水害問題也逐漸顯現(xiàn)出來，且呈逐年遞增的趨勢(shì)，成為煤礦安全生產(chǎn)的重要隱患。文章對(duì)礦井水害的類型做了詳細(xì)闡述，并對(duì)礦井水害產(chǎn)生的原因和防治措施進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：礦井水害;煤礦安全;水害防治

中圖分類號(hào)：TD745 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）01-0131-02

Abstract： China is rich in coal resources， but with the continuous development of the coal industry and the continuous update and development of mining technology， the problem of mine water damage has gradually emerged， and the trend is increasing year by year， becoming an important hidden danger of coal mine safety production.In this paper， the types of mine water hazards are described in detail， and the causes and prevention measures of mine water hazards are analyzed emphatically.

Keywords： mine water damage; coal mine safety; water damage prevention

前言

我國(guó)作為世界上主要的產(chǎn)煤和用煤大國(guó)，大量的煤炭開采導(dǎo)致我國(guó)煤礦災(zāi)害事故頻發(fā)，在此之中礦井水害事故占很大比例。由于我國(guó)復(fù)雜的煤田水文地質(zhì)條件和老礦區(qū)的深部開采，導(dǎo)致水害事故發(fā)生的幾率不斷上升。到目前為止，礦井水害已造成了大量的人員、物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的損失。所以深入了解礦井水害發(fā)生的原因是科學(xué)開展煤礦水害防治工作的重要組成部分。

科學(xué)合理的劃分礦井水害的類型為煤礦制定中長(zhǎng)期煤礦安全開采提供了重要依據(jù)。由于礦井水害在宏觀局面較為嚴(yán)重，所以我們要從多角度劃分礦井水害類型，以此來推動(dòng)我國(guó)礦井水害防治工作的深入發(fā)展。

就目前來看，根據(jù)礦井水害的特征、基本要素、屬性等具體信息表征方面處理劃分較為不充分，在指導(dǎo)礦井水害方面工作有較多的缺陷。

1 礦井水害類型及成因

1.1 大氣降水性水害

此類水害的水源為大氣降水，當(dāng)發(fā)生降水時(shí)，地表水水位發(fā)生增長(zhǎng)，當(dāng)井口地勢(shì)低于地表水水位時(shí)，水源會(huì)由井口、斷層帶等途徑涌入井下，造成礦井水害的發(fā)生。

1.2 地表水倒灌充水水害

地表大型水體（江河、湖泊、池塘、水庫(kù)、溝渠、塌陷區(qū)積水等）的分布一般較為集中，水量較大，在煤層開采時(shí)，會(huì)對(duì)煤層頂板的巖層產(chǎn)生一定的破壞，使煤層與地表水體之間發(fā)生水力聯(lián)系，由裂隙、斷層或塌陷區(qū)滲入井下，造成較為嚴(yán)重的水害事故。

1.3 地下水源性水害

由于充水含水層的介質(zhì)特征可以形成松散巖層的孔隙充水、可溶巖的巖溶充水;含水層的水利特征的不同，地下水源性水害又可以分為潛水性水害、承壓性水害和上層滯水水害。

1.4 頂板砂巖及其松散層孔隙水透水水害

孔隙水害是以第四系松散層孔隙水為主要水源，此類水源因?yàn)榈谒南档撞扛羲畬拥拇嬖谝话悴粫?huì)形成水害，但是在煤層開采前對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)條件調(diào)查研究的疏忽，沒有留設(shè)足夠的煤巖柱，或在開采工作時(shí)工作面冒落裂隙導(dǎo)通含水層造成較為嚴(yán)重的水害事故。

1.5 廢棄小煤窯及老礦井采空區(qū)水潰水水害

在已經(jīng)采掘的舊巷和空洞內(nèi)，往往會(huì)存有大量積水（稱為“老空水”或“老窯水”），當(dāng)煤層開采揭露或擾動(dòng)積水區(qū)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致突水事故的發(fā)生。在煤礦開采方式開始轉(zhuǎn)入深部開采與下山開采時(shí)，礦井水文地質(zhì)條件變得更加的錯(cuò)綜復(fù)雜，于是更加容易引起老空水水害事故的發(fā)生。老空水的水壓較大，所以當(dāng)后期的一系列工程在碰觸到水體或水體邊緣時(shí)，老空水會(huì)兇猛的涌入井下，破壞性巨大，具有突發(fā)性的特點(diǎn)。而且老空水的pH值較低，呈現(xiàn)酸性狀態(tài)，其對(duì)井下的金屬支架、軌道、鋼絲繩、運(yùn)輸工具等金屬設(shè)備有腐蝕作用。

1.6 主采煤層底板高承壓灰?guī)r巖溶水突水水害

煤礦進(jìn)行開采作業(yè)時(shí)，煤層采動(dòng)會(huì)造成上層巖層垮落，導(dǎo)水裂隙帶新增破裂斷層與頂板含水層水發(fā)生聯(lián)系，從而引發(fā)頂板水害事故的發(fā)生。底板石灰?guī)r含水層對(duì)煤層底板產(chǎn)生水害威脅，石灰?guī)r層包括底板厚層寒武系、奧陶系及石炭系太原組石灰?guī)r含水層。由于石灰?guī)r容易發(fā)生巖溶，且水壓較大，煤層開采影響范圍波及下部石灰?guī)r含水層[2]，易造成嚴(yán)重突水事故。

1.7 導(dǎo)水通道水害

導(dǎo)水通道作為礦井突水的必要條件，我們也可以把不同種類導(dǎo)水通道引發(fā)的不同類型的水害進(jìn)行分類，其中由天然導(dǎo)水通道引發(fā)的礦井水害類型包括：地震通道型水害、窄條狀隱伏露頭通道型水害、點(diǎn)狀巖溶陷落柱通道型水害、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)通道型水害與線狀斷裂（裂隙）帶通道型水害。此外由于人為通道引發(fā)的礦井水害類型包括：封孔質(zhì)量不佳鉆孔通道型水害、頂板抽冒帶通道型水害、頂板垮落裂隙帶通道型水害、地面巖溶塌陷帶通道型水害、底板地下水導(dǎo)升帶通道型水害、底板礦壓破壞帶通道型水害、頂板切冒裂隙帶通道型水害[3]。

1.8 鉆孔水害

煤層在開采時(shí)鉆井與已有的供水井等鉆孔可能會(huì)導(dǎo)通含水層從而引發(fā)突水威脅，同時(shí)封閉不良鉆孔也會(huì)導(dǎo)致突水事故的發(fā)生。