煤礦開采中綜合防治水技術的應用研究

易國晶

（貴州盤江精煤股份有限公司，貴州 六盤水 553000）

進入21世紀以來，我國城市經濟建設進程持續加快，促使以煤礦為典型代表的能源需求缺口逐漸擴大，為此，如何保證煤礦開采效率及質量，做好綜合防治水工作，得到越來越多從業人員的關注及重視。煤炭開采作業實施不僅能為社會運轉提供強有力的能源支持，更能保證人民群眾日常生活供暖的持續性[1]。然而，從目前我國煤礦開采綜合防治水技術水平來看，仍存在著較多問題亟待解決。以頂板來壓問題為例，因其嚴重影響煤礦生產作業的安全性，存在引發各種安全事故的可能性，危害開采人員生命健康安全，甚至會產生不可避免的經濟損失，阻礙企業長遠發展。鑒于此，文章針對“煤礦開采中綜合防治水技術應用”進行分析研究具有重要的價值與意義。

1 煤礦開采綜合防治水技術的作用

1.1 綜合探測

通常，煤礦綜合開采作業期間靈活運用地質勘探技術能保證防治水工作的實施效果，充分發揮勘探環節的作用，幫助技術人員全面收集及了解地下水構造的基本情況及地質中含水量，便于制定科學合理的設計方案[2]。同時，利用物探技術手段能全面掌握開采區域水結構及地質構造狀態，采取有針對性及有目的性的防護措施，對于保證開采技術使用效果具有不可比擬的積極作用。此外，只要開采作業前期仔細勘察綜合水文地質的底板，方可了解開采現場的真實情況。如以高密度直流電方法能搭建運輸巷與回風巷的水文地質觀測網絡，大大提高總體工作效率及工作質量。

1.2 分類治理

煤炭開采環節中應用防治水技術手段能妥善分類處理各種水害問題。以陷落柱問題處理為例，技術人員應盡量于勘察作業前期全面評估陷落柱的具體情況，制定切實可行的施工方案，采取相應的處理措施，充分發揮其治理作用。處理措施：利用井上下注漿封堵手段仔細填充陷落柱底部及頂部，確保減少陷落柱中含水量，保證其導水性效果[3]。從導水斷層及含水斷層治理的角度來看，以地質勘察作業為基礎利用注漿封堵手段能有效控制隔水煤柱，并且具體作業實施之前，應盡量全面評估及真實反映斷層的具體特性，便于采取相應的施工保護措施，消除影響施工作業合理性的風險因素。

同時，防治水技術主張在工作面底板處開展預注漿操作，盡量和局部疏防水作業同步進行。有研究資料顯示，礦井中部分區域底板深受高承壓的影響，存在水害威脅的可能性，若相關技術人員于開采作業實施前期，利用預注漿手段加固處理底板，可大大增強其穩定性，甚至可利用局部疏放水手段降低底板內壓力[4]。此外，立足于地層含水的具體情況及水位的具體情況，將其視為煤礦開采作業的前提條件及夯實基礎，通過井下鉆孔疏水降壓等方法控制底板內作業壓力，可以達到降低突發性防水問題發生率的目標，真正意義上做到保證煤礦開采作業有序開展。

2 煤礦開采綜合防治水技術的應用現狀

2.1 地質勘探問題

煤礦開采作業實施前期不僅需要仔細勘察開采區域的地形地貌，更需要深入調查開采區域的地質條件，消除影響開采作業合理性的風險因素，得出全面客觀的開采區域勘察結果，便于充分發揮其參考依據的作用。然而，從目前我國煤礦開采綜合防治水技術應用水平來看，大多數煤礦企業尚未從根源上認識到應用綜合防治水技術的重要性及必要性，完全忽略開展詳細地質勘察的環節，大大增加后期煤礦開采作業的風險[5]。這樣，煤礦開采作業期間不可避免會出現水災事故，且事故具有發生率高及處理難度大等鮮明特點，往往發生于中小型煤礦企業，嚴重威脅開采人員的生命財產安全。

2.2 基礎作業問題

通常情況下，煤礦開采作業質量與基礎工作效果間存在著密切聯系。煤礦開采作業期間需嚴格控制其基礎工作環節，但是具體作業期間深受基礎工作不達標等因素的影響，存在引發嚴重水災問題的可能性，無法保證防治水的工作效果。有研究資料顯示，煤礦開采基礎作業問題的發生原因相對復雜，包括設計因素及工作建設因素。以設計因素為例，煤礦開采作業前應做好相應的前期準備工作，率先明確開采深度及位置，制定設計方案不得脫離開采圖紙。只有這樣方可保證后期開采工作有序開展，一旦設計人員了解程度不全，則直接影響設計方案的合理性。

2.3 管理手段問題

受煤礦開采作業流程相對復雜的影響，往往需要大批量工作人員，一旦工程建設周期過于漫長，會明顯增加人員工作量及工作難度。如何做好人員管理工作的問題，得到越來越多煤礦企業的關注及重視。目前，我國煤礦企業普遍存在人才管理方法不得當、管理模式不健全及管理理念滯后的問題，造成水災問題頻頻發生，無法取得令人滿意的煤礦生產效果。同時，防治水技術宣傳力度遠遠不足，造成水災危害出現后無法得到有效控制，并且部分煤礦企業錯誤地認為水災治理工作遠遠重于防御工作，嚴重削弱其風險防范意識，過于關注煤礦生產的經濟效益及工作效率。

3 煤礦開采綜合防治水技術的應用要點

3.1 工程案例

近年來，受社會進步及經濟發展的影響，煤礦開采需求缺口持續擴大，促使煤礦開采作業成為推動社會經濟發展的重點工作內容。同時，煤礦開采作業的環境條件相對復雜，大大增加了其作業量及難度。以某煤礦開采工程項目為例，該工程項目的具體情況如下。

（1）221212采面布置在山腳樹礦采二區北翼，回風巷長710m，運輸巷長680m，切眼長100m（安裝68臺液壓支架）。采用綜采工藝、走向長壁后退式采煤法、全部垮落法管理頂板。采煤機型號為MG300/700-AWD，滾筒截深800mm。液壓支架型號ZY3300-15/33，高度范圍1500～3300mm，最大控頂距4.62m，最小控頂距3.82m，工作阻力3300kN。該采面所采煤層為12#層，煤層傾角5～8°，平均煤厚2.5m，無偽頂，直接頂為泥質粉砂巖和菱鐵質粉砂巖，厚度2.5～3.5m；老頂為細砂巖，較硬，厚度為2.5～3.0m。采面距地表垂深579.6～725.7m，上區段為221210采空區，下區段無工程，頂部局部為221212高位巷，底部為221510運輸聯絡巷。

（2）221212采面距煤系地層頂部約95m，無采空區。221212回風巷上區段為221210采空區，221210采空區積水在221212回風巷掘進期間已探放完畢，并施工驗證孔進行了驗證，221210采空區內無積水。采面相應地表有較多的泉眼，泉眼總的匯水量為30～60m3/h，有1條比較大的裂隙和1條落差5～9m的斷層，地表水可能會通過該斷層及裂隙導通至采面。采面來壓時，30#架位置及采面下出口往外7m位置頂板有淋水，連同采空區老塘后方的涌水達到了20m3/h。

3.2 煤礦開采綜合防治水技術的具體應用

針對上述煤礦開采工程的采面情況及水文情況，為了達到防治水的效果，便需要采取有效的防治水技術，總結具體的綜合防治水技術要點如下。

（1）地面防水技術。由于礦井開采作業往往于地下進行，意味著地面防水作業占據著極其重要的地位及作用，做好地面防水作業能保證煤礦開采各個環節有序進行。因此在實際應用的過程中，相關煤礦企業秉持實事求是的工作原則，加大對于地面防水作業的重視程度，以保證防排水工程建設質量為前提條件，及時順暢排出雨水，最大限度規避出現雨水滲漏的問題；并且挑選建筑場地及井口期間，著重強調突出選擇合理性及科學性，盡量選擇地勢低平的場地及井口，確保井口與場地內建筑標高均明顯高出歷年來洪水最高位置，大大降低淹沒風險。此外，針對處于河流區域的礦區，仔細標記煤礦內漏水位置，開展相應的填筑作業。

（2）井下防水技術。井下防水技術是綜合防治水技術的主要組成部分，可劃分為疏導式排水技術及井下防水技術兩種類型。在實際應用的過程中，相關技術人員應盡量于開采前期精確測算含水層與煤層間距離。針對二者間存在一定距離的煤礦，采取有針對性的處理措施，做好相應的防水工作，預防出現含水層被破壞引發水災等方面問題；針對二者間距離較近的煤礦，盡量于開采作業前期采取相應的排水措施，同時立足于煤礦開采現場的具體情況選擇適宜的井下防水技術手段，綜合考慮技術手段的成本投入，以達到兼顧經濟性及合理性的目標。

（3）綜合探測技術。煤礦開采應用綜合探測技術手段不僅能為開采作業提供更多便利，更能控制水害問題始終處于合理范圍內。在實際應用的過程中，相關技術人員應以保證開采設計方案及規劃科學合理為前提條件，盡量于設計規劃前期利用綜合物探測技術手段，全面分析開采區域內地質構造情況及導水特性。以地震物探及瞬變電磁法為例，利用該方法能全面掌握開采區陷落柱及開采區斷層的基本情況，便于及時合理分析所探測的數據信息，極大程度上提高數據信息的真實性。同時，經地面物探檢查后能明顯發現導水構造時，開展深入檢查作業，例如利用物探技術手段增加鉆探深度，有助于超前探測倒水異常情況。

4 結束語

通過文章研究，認識到煤礦開采作業的難度系數相對較高，尤其是開采期間不可避免會遭遇水災風險，直接影響煤礦開采作業進度，嚴重威脅工作人員生命健康安全。因此，相關煤礦企業秉持具體問題具體分析的工作原則，加大對于應用綜合防治水技術的重視程度，提前做好礦井周圍水文條件及地質狀況的勘察工作，立足于具體勘察結果制定切實可行的防治水方案，可大大提高防治水工作效率。貫徹落實相應的工作標準，方可保證煤礦開采作業的安全性及合理性，為促進我國煤礦開采水平進步提供強有力的支持。