測量工作在煤礦防治水工作中的實際應(yīng)用

王棟 魏本亮 徐傳亮

（濟(jì)寧市能源綜合執(zhí)法支隊 山東濟(jì)寧 272000）

煤炭行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其能為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、居民生活提供豐富的煤炭資源，有效地促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升了人們的生活質(zhì)量。近年來，社會生產(chǎn)生活中對于煤炭資源的需求量不斷增加，受淺表層煤炭資源逐漸被開采殆盡等因素的影響，煤炭的開采深度不斷增加，在實際開采中存在較多的突水事故。當(dāng)發(fā)生突水時，煤礦巷道內(nèi)的積水較多，這不但改變了煤礦開采工作面的空氣濕度，形成了嚴(yán)重的空氣污染，而且會縮短作業(yè)設(shè)備使用壽命，增加礦企開采成本。此外，突水問題還直接威脅作業(yè)人員的生命安全，因此，有必要在煤礦開采中積極開展防治水工作，減少水害帶來的負(fù)面影響。礦井測量是煤礦防治水工作的前提，其能為煤礦防治水工作開展提供準(zhǔn)確的參數(shù)指導(dǎo)，確保煤礦防治水工作的有效性，創(chuàng)造良好的礦井作業(yè)環(huán)境。

1 煤礦防治水工作中測量工作的重要性

作為煤礦防治水工作中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，測量工作對于整個治水工作的效率、質(zhì)量具有深刻影響。一方面，受煤炭蘊(yùn)藏量差異的影響，煤礦所處的地質(zhì)構(gòu)造也存在較大差異。煤炭開采中，若采礦人員對煤層地質(zhì)情況、水文情況了解不到位，勢必會出現(xiàn)煤礦開采技術(shù)與煤層實際不符的問題，這不僅影響了采礦的效率，還威脅到作業(yè)人員的人身安全。在采礦初期階段，積極開展測量工作，能幫助采礦人員準(zhǔn)確了解煤層地質(zhì)基礎(chǔ)情況、地質(zhì)構(gòu)造實時變化狀態(tài)和水文狀態(tài)，這樣不僅能選擇最佳的開采方式，而且還能提前預(yù)判采礦作業(yè)中可能出現(xiàn)的突發(fā)事故，減少采礦過程中的不必要損失。另一方面，煤礦開采作業(yè)本身具有高危性的特征，尤其是發(fā)生礦井突水、透水問題時，更會嚴(yán)重威脅礦企的效益和采礦人員的生命安全。新時期，積極開展煤礦測量工作，能掌握礦層地下水的賦存情況、水壓情況，這為礦井水害的預(yù)防和治理提供了參數(shù)支撐，減少了采礦工作中的安全隱患，保障了采礦人員的作業(yè)安全。此外，在全新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，我國堅持走綠色可持續(xù)發(fā)展之路，并且在煤礦生產(chǎn)中，要求相關(guān)企業(yè)嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)的要求。水害是煤礦生產(chǎn)中較為常見的安全隱患，積極開展煤礦測量工作，能有效預(yù)防水害問題發(fā)生，保證煤礦生產(chǎn)安全性，促進(jìn)煤礦企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)步發(fā)展［1-2］。

2 煤礦防治水工作中測量工作的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)

2.1 地下水位測量

地下水環(huán)境對于煤礦開采作業(yè)的安全性具有較大影響，且隨著礦井向深部水平延伸，這種影響更加明顯，故而在采礦過程中，需重視地下水位觀測系統(tǒng)建設(shè)，積極開展水位測量工作。實際測量中，首先應(yīng)對各觀測孔進(jìn)行統(tǒng)一編號處理，要求設(shè)置相對固定的觀測標(biāo)志，并測定該標(biāo)志的坐標(biāo)和標(biāo)高。在觀測點標(biāo)高測量中，要求按照每年1 次的頻率進(jìn)行復(fù)測，若出現(xiàn)變動，同樣需要及時地進(jìn)行復(fù)測。其次，礦井地下水位正式測量中，要求在每月的5日、15日和25日分3次進(jìn)行測量；若采礦過程中存在突水問題，則還應(yīng)適當(dāng)增加測量的次數(shù)，并且需保證地下水位測量和突水問題的測量滿足《礦井水文地質(zhì)規(guī)范》，以此來保證測量方法規(guī)范性，提升整體測量精度。最后，完成水位測量中，工作人員應(yīng)及時整理水位觀測資料，并填寫臺賬，為后期水害防治奠定基礎(chǔ)。

2.2 水文地質(zhì)測量

水文地質(zhì)測量是煤礦防治水工作中測量工作的重要組成部分。

其一，煤礦開采剛剛揭露含水層時，除詳細(xì)描述該含水層產(chǎn)狀、厚度、巖性外，還應(yīng)對其構(gòu)造、裂隙的發(fā)育和填充情況進(jìn)行分析；同時，在測量中，應(yīng)注意描述揭露點的位置和標(biāo)高，并對出水的形式、用水量和水溫進(jìn)行清晰說明，若有必要，還需要采取一定的水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測。

其二，采礦區(qū)域存在出水裂隙時，應(yīng)對該裂隙的位置、產(chǎn)狀、長度和寬度進(jìn)行測量，在此基礎(chǔ)上，測量人員應(yīng)掌握該裂縫的形狀、尖滅情況，掌握地下水的活動軌跡，以此來繪制相應(yīng)的圖紙，為后期的治理創(chuàng)造條件。

其三，水文地質(zhì)測量應(yīng)重視突水點的觀測，該環(huán)節(jié)中，除詳細(xì)記錄突水點出水時間、地點外，還應(yīng)考慮出水的層位、巖性和厚度，并且需對出水的形式和圍巖破壞情況進(jìn)行分析，這樣能為涌水量、水質(zhì)的判斷提供支撐，滿足水文勘測及煤礦防治工作的需要。

其四，煤礦采礦作業(yè)中，部分作業(yè)區(qū)域還存在底板突水的威脅，底板突水會污染礦井巷道環(huán)境，損壞采礦作業(yè)機(jī)器，威脅作業(yè)人員生命安全，對此，在礦井水文測量階段，若測人員發(fā)現(xiàn)礦井底板有鼓起、開裂或滲水問題，則應(yīng)立即向上級報告，采取有效措施進(jìn)行治理，避免出現(xiàn)重大突水事故。

2.3 涌水量觀測

除地下水穩(wěn)、水文地之外，礦井工作人員應(yīng)重視巷道涌水量的觀測。一方面，礦井巷道涌水量觀測應(yīng)與水位測量同步進(jìn)行，在測量中，應(yīng)在煤層、分采區(qū)等部位設(shè)置觀測點，保證涌水量測量全面、準(zhǔn)確。另一方面，煤礦開采測量中，一些出水點剛剛揭露，此時礦井涌水量的涌水規(guī)律尚未完全掌握，對此，應(yīng)積極開展加密觀測，持續(xù)性、動態(tài)性地對其進(jìn)行觀測，快速掌握新揭露出水點的涌水規(guī)律，為后期水害防治奠定良好基礎(chǔ)。此外，開展礦井涌水量觀測時，應(yīng)注重浮標(biāo)法、容積法的應(yīng)用，若有必要，測量人員還可通過堰測法、流速儀法等方式，進(jìn)行地下涌水量的系統(tǒng)測量，且在實際測量中，需保證測量精度的誤差不超過±10%，最大限度地掌握煤礦的涌水規(guī)律，滿足后期水害防治需要［3-4］。

3 煤礦防治水工作中的測量工作應(yīng)用

3.1 在煤礦老空水透水防治中應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)中，水害是發(fā)生頻率較高的一種事故，而在所有水害事故中，老空水透水事故的發(fā)生頻率明顯高于其他事故類型。從老空水透水事故表現(xiàn)來看，發(fā)生此類事故時，透水點會在極短的時間里流出大量的水，這對礦井生產(chǎn)作業(yè)效率、作業(yè)人員安全造成了較大影響，故而在煤礦防治水測量工組中，要做好老空水的測量，及時地發(fā)現(xiàn)老空水透水問題，保證采礦生產(chǎn)的安全性。

現(xiàn)階段，探放老空水技術(shù)在煤礦老空水測量中得到了廣泛應(yīng)用，借助該技術(shù)，測量人員不但能掌握老空積水的范圍，而且能有效把控老空區(qū)積水量的信息，這對于后期放水工作開展和放水效果評估具有積極作用。一方面，在探放老空水技術(shù)應(yīng)用中，為確保技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，要求在使用該技術(shù)的基礎(chǔ)上，重視早期測量中水文地質(zhì)的融合應(yīng)用，這樣能較為深入地研究、分析老空區(qū)的水源條件和構(gòu)造條件，幫助工作人員掌握老空區(qū)的積水范圍和積水量。另一方面，新時期，基于現(xiàn)代高新技術(shù)開展測量已經(jīng)成為煤礦老空水透水測量的重要趨勢，在該背景下，PROTEM47HP瞬變電磁儀設(shè)備得到了推廣和應(yīng)用。相比傳統(tǒng)的測量設(shè)備，PROTEM47HP瞬變電磁儀設(shè)備具有體積小、分辨率高的特點，且在實際測量中，該設(shè)備整體的方向感較強(qiáng)。使用PROTEM47 HP瞬變電磁儀識別進(jìn)行煤礦老空水透水測量，能以巷道為中心，對巷道周圍100m范圍內(nèi)的老空水進(jìn)行測量，有效地保證了測量的效率和精度，為煤礦水害治理奠定了良好基礎(chǔ)。

3.2 在煤礦采空區(qū)積水防治中的應(yīng)用

煤炭開采會破壞礦層結(jié)構(gòu)的完整性，并且在一定程度上，其改變了煤礦圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀況，使得礦層間的水分向著采礦后的空洞區(qū)聚集，形成了采空區(qū)積水的問題。采空區(qū)積水問題嚴(yán)重地影響了采礦生產(chǎn)的安全性，出于保證生產(chǎn)安全性考慮，需重視采空區(qū)積水的探測和預(yù)警管理。

隨著采礦行業(yè)的發(fā)展，采空區(qū)積水測量方法逐漸多樣。工程物探法是應(yīng)用時間較長、應(yīng)用范圍較為廣泛的一種測量方式，其不但具有工作面積大的特點，而且整體的普查效率較高，能有效地實現(xiàn)礦區(qū)采空區(qū)積水問題的防治處理。瞬變電磁法也是采空區(qū)積水測量中較為常用的一種方式，相比其他測量方式，該方式具有方便快捷、低阻的應(yīng)用優(yōu)勢，且在含水體測量中，瞬變電磁法的靈敏性較強(qiáng)，此外，將該方法應(yīng)用于采空區(qū)積水縱橫向測量，能有效提升測量結(jié)果的分辨率，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為進(jìn)一步優(yōu)化煤礦采空區(qū)積水測量結(jié)果，一些礦企還是用了淺層地震法進(jìn)行采空區(qū)積水的測量。實際測量中，該方法主要是在反射波的作用下，對采煤層進(jìn)行追蹤，通過發(fā)射、接收反射波，能實現(xiàn)煤礦采空區(qū)剖面的系統(tǒng)勘察，這對于采空區(qū)實際情況的判斷具有積極作用。新時期，人們對于煤礦采空區(qū)積水防治質(zhì)量提出了較高的要求，要在初期階段進(jìn)一步提升采空區(qū)積水狀況的測量質(zhì)量，一方面，在煤礦開采初期階段，應(yīng)注重礦區(qū)地質(zhì)水文狀況的初步分析，準(zhǔn)確掌握開采區(qū)的地層、地質(zhì)情況，并了解煤層中水資源的賦存情況，為后期采空區(qū)積水測量工作開展奠定良好基礎(chǔ)。另一方面，為保證采空區(qū)積水測量的效率性、準(zhǔn)確性，在初期測量階段，要求工作人員系統(tǒng)設(shè)計采空區(qū)的測量方案，然后結(jié)合實際情況選擇測量方法，這樣能有效滿足實際測量需要，獲得較為全面、真實的采空區(qū)積水狀況信息。

3.3 在承壓水防治中的應(yīng)用

承壓水不僅包含了埋藏在第一個穩(wěn)定隔水層之上的潛水，而且涉及埋藏在上下兩個穩(wěn)定隔水層之間的積水。研究實踐表明，承壓水的產(chǎn)生與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，向斜構(gòu)造和單斜構(gòu)造是最容易形成承壓水的地層。煤礦生產(chǎn)中，隨著采礦深度的增加，承壓水所蘊(yùn)含的壓力會不斷增加，這使得煤炭生產(chǎn)中發(fā)生涌水、突水的概率不斷增加，嚴(yán)重影響了礦區(qū)作業(yè)的安全性。在煤礦承壓水防治測量中，測量人員應(yīng)注重井下水文觀測孔與地面水文觀測孔的配合使用，這樣能大致掌握煤礦承壓水的分布位置［5-6］。從測量過程來看，在地面觀測孔的作用下，人們能有效了解孔口水面的高度和孔口標(biāo)高，結(jié)合這些數(shù)據(jù)資料，能為煤礦承壓水含水層水位范圍計算提供參考。另外，在井下確定放水孔口后，應(yīng)在放水孔口的附近安裝一定的壓力表，以此來實現(xiàn)承壓水壓的有效測量，為后期承壓水埋深的解算提供便利。

4 煤礦防治水工作中提升測量質(zhì)量的對策

4.1 創(chuàng)新煤礦防治水測量體系

系統(tǒng)完善的測量體系能為煤礦防治水工作中測量工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。

首先，在煤礦生產(chǎn)中，應(yīng)積極開展水害防治宣傳工作和測量宣傳工作，使得全體生產(chǎn)人員充分認(rèn)識到煤礦防治水工作中的重要性，并了解測量對防治水工作的影響，形成良好的煤礦測量和防治水工作環(huán)境。

其次，在煤礦防治水測量中，要求結(jié)合煤礦勘測工作標(biāo)準(zhǔn)，制定系統(tǒng)完善的測量管理制度，要求將防治水測量工作的責(zé)任落實到具體個人，以此來實現(xiàn)采礦區(qū)地質(zhì)、水文情況的準(zhǔn)確判斷。

最后，為保證煤礦防治水工作中測量工作的有序開展，要求還應(yīng)注重礦企測量小組的規(guī)范建設(shè)，要求選用具有較高專業(yè)素養(yǎng)與能力的人員組成測量小組，為煤礦防治水測量工作開展提供智力和組織保證。

4.2 優(yōu)化煤礦防治水測量方案

科學(xué)的測量方案能為煤礦防治水工作開展提供制度。新時期，煤礦防治水測量方案的設(shè)計、優(yōu)化和創(chuàng)新應(yīng)注重以下要點。一方面，在測量方案設(shè)計初期階段，要求礦企測量人員全面了解測量工作的要求、布置和作用，同時應(yīng)搜集方案的制訂所需要的資料信息，為煤礦防治水方案設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。另一方面，煤礦防治水測量方案設(shè)計中，應(yīng)重視具體測量流程的優(yōu)化設(shè)計，即在實際測量中，需從水文地質(zhì)勘測技術(shù)體系、報告送審制度、水害預(yù)報及探放水等多個環(huán)節(jié)開展測量和防治水處理，保證煤礦防治水測量工作的規(guī)范性、有效性。

4.3 強(qiáng)化煤礦防治水基礎(chǔ)保證管理

要進(jìn)一步提升煤礦防治水工作中測量工作開展效率和質(zhì)量，還應(yīng)加強(qiáng)防治水測量的基礎(chǔ)保證管理。

其一，測量儀器的選擇和應(yīng)用對于整體測量結(jié)果具有較大影響，故而應(yīng)盡可能地選擇現(xiàn)代化、先進(jìn)化的測量儀器進(jìn)行煤礦水文狀況測量，在測量中，還應(yīng)重視相關(guān)儀器的檢查校正，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

其二，近年來，我國采礦行業(yè)發(fā)展迅速，礦企作業(yè)生產(chǎn)中的相關(guān)技術(shù)逐漸成熟。在煤礦防治水測量中，除工程物探法、PROTEM47HP 瞬變電磁儀法外，淺層地震法等都是較為常用的測量方式。礦企生產(chǎn)實踐中，應(yīng)重視這些策略方法的創(chuàng)新應(yīng)用，以此來提升煤礦水文狀況測量的效率和質(zhì)量，真正發(fā)揮測量技術(shù)作用，提升防治水工作開展質(zhì)量。

5 結(jié)語

測量工作在煤礦防治水工作中發(fā)揮著重要作用。新時期，礦企生產(chǎn)人員要充分認(rèn)識到煤礦防治水工作測量工作的重要性，結(jié)合防治水工作中測量工作的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，深化具體測量方法應(yīng)用，這樣能有效提升煤礦水文狀況測量效率和質(zhì)量，滿足煤礦防治水工作開展需要，保證煤礦企業(yè)生產(chǎn)安全與效益，促進(jìn)煤炭企業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)步發(fā)展。