水文動態監測技術在防治相鄰礦井老空水害中的應用

楊秀峰

臨沂礦業集團有限責任公司 山東 臨沂 276500

目前煤礦開采活動不斷深化,開始進入深井作業階段,作業難度提升。影響井下作業安全的一個主要因素,即采空區積水問題,如果積水問題無法及時有效處理,可能造成結構坍塌,產生嚴重安全事故。為了及時發現和解決相鄰礦井老空水害問題,應積極選用水文動態監測技術到實處,對井下作業全過程實時監測,收集可靠數據信息,為預防老空水害提供堅實保障,創造更大的經濟效益。綜合分析研究此類內容,有助于進一步提升對相鄰礦井老空水害問題防控重視程度,積極推動配套技術手段創新優化,指導后續工作開展。

1 鉆孔施工情況分析

礦井積水區發展情況,對煤礦生產安全影響較大,為了了解采空區底板邊界,應加強采空區積水標高把控,制定有效的安全措施予以控制,降低采空區積水帶來的危害程度。在預測積水區位置鉆孔,鉆探進尺207.47m,終孔成孔結構,0m到82.3m,孔徑為220mm,在下乳195mm后反絲護壁止水套管,并使用水泥漿液固定套管。在82.3m～182.42m范圍內,孔徑152mm,下入146mm反絲護壁止水套管,外環狀間隙水泥漿固管[1]。

結合鉆孔性質,以及施工區域的具體情況,可以選擇泥漿鉆進方式,在護壁套管下入前沖洗液消耗量波動是正常現象,為了規避塌孔情況出現,應持續不間斷注漿到空洞內,同孔口保持平齊位置。護壁套管下入到87m～124m范圍內,控制沖洗液消耗量不超過0.15m3/h,屬于正常現象。持續注漿到孔洞中規避塌孔,泥漿液同孔洞扣保持平齊位置。

2 水文動態監測技術的實際應用

2.1 技術概述 在采空區積水問題監測和處理中,選擇水文動態監測技術,結合了通訊技術、計算機技術和傳感器等多項技術,可以實現采空區積水問題實時監測,收集可靠、全面的數據,滿足地下水監測需要[2]。關于水文數據的收集和處理,可以借助現代化信息技術網絡共享,及時發出預警信息,掌握水文動態來輔助決策,便于及早發現、及早治理和有效預防,全方位保障礦井作業安全。

2.2 主要設備和技術指標 硬件設備包含遙測分站、傳感器、水文監測主機和傳輸系統等,借助遙測技術和傳感器技術來收集水文數據信息,并上傳到控制中心處理和存儲。軟件部分,包含組織與數據庫建立,水文數據采集和處理,數據發布與預警等[3]。

(1)系統主站。具體包含地面遙測系統分站、數據存儲備份服務器以及監測系統主控站等；技術指標,包括數據庫、網絡傳輸協議、數據傳輸方式、平臺軟件、通訊接口等[4]。

(2)地面長觀孔水文遙測分站。主要是用于水文數據采集和分析,通過GSM網絡傳輸數據到主控站分析和處理,并將數據做好備份。具體設備包括數據通訊模塊、KJ402-FA水文分站、充電器、鋰離子電池組、傳感器專用電纜以及水位溫度一體化傳感器。技術指標包括測量間隔、數據傳輸方式、分站操作方式以及分站暫存容量等[5]。

2.3 水文動態監測技術的應用過程

(1)結合礦井生產安全相關要求,確定合適的觀測間隔時間,在完善軟硬件支持下,可以自動化啟動觀測和存儲數據。

(2)基于通訊網自動上傳監測數據到主機,界面直觀顯示輔助工作開展,實時掌握采空區水位變化。

(3)基于曲線、表格和報表等方式,動態顯示和輸出,并對數據進行相應的編輯和處理。

(4)基于動態網頁技術,可以第一時間將收集的水文數據上傳到網絡,數據信息高效傳輸和共享,突破失控限制,加快相關部門交流和溝通,及時查詢所需要的數據信息,輔助決策部署。

(5)收集礦井相關數據資料,用于分析和預測煤層起伏變化,繪制變化曲線；依據礦井底板等高線,分析采空區的地形條件,發生積水的可能性；發揮水文動態監測技術優勢,反饋積水水位變化趨勢,覆蓋范圍；煤層頂板巖石碎裂,采出后沖水體積無法達到理論數值,實際體積會明顯縮小,與理論數值比值即折減系數,是采空區積水量變化的主要計算參數,確定是否需要及時處理；結合水文地質條件,預測礦井積水的補給水源,確定補給水源位置和水量,評估積水區煤柱侵蝕情況。

水文動態監測技術的實際應用,在采空區積水水位變化監測中起到了重要作用,可以實時監測收集數據信息,上傳到數據庫,輔助人員管理決策。以此為依據,制定合理的采空區積水治理方式,便于及時發現和解決積水問題,創設安全可靠的井下作業環境。

3 結論

綜上所述,在相鄰礦井老空水害防治中,相關單位要進一步提升對其的認知水平和重視程度,積極引入水文動態監測技術,收集礦井相關數據信息。全面反饋井下作業情況,了解影響礦井安全的因素,在此基礎上制定切實可行的防控措施,便于最大程度上消除安全隱患,維護作業全過程安全有序進行。