煤礦水文地質災害的防治技術與措施

張尚旺

摘要：煤炭是我國最主要的能源，隨著煤炭的開采向地下更深處發展，開采區域的水文地質情況，也越來越復雜。煤礦勘探工作中，如果不重視礦區的水文地質情況，盲目地進行煤礦開發，會很容易出現水文地質災害，影響煤礦的安全開采，造成經濟損失，嚴重的甚至危害工作人員的生命安全。因此，要提前做好預防工作，采取針對性的技術和措施，來減少煤礦水文地質災害的發生。本文首先闡述了煤礦水文地質災害的危害，然后分析了導致煤礦水文地質災害的各種因素，最后探討了防治煤礦水文地質災害的技術與措施。

關鍵詞：煤礦水文地質災害防治技術措施

中圖分類號：TD745???? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-3791（2022）05（a）-0000-00

Prevention Technology and Measures of Hydrogeological Disasters in Coal Mines

ZHANG Shangwang

（Geological and Mining Construction Branch of Yankuang Donghua Construction Co.， Ltd.， Zoucheng， Shandong Province， 273500 China）

Abstract： Coal is the most important energy source in China. With the development of coal mining to the deeper underground， the hydrogeological situation of the mining area is more and more complex. In the coal mine exploration， if the hydrogeological situation of the mining area is not paid attention to， and the coal mine exploitation is carried out blindly， hydrogeological disasters will easily occur， affecting the safe mining of the coal mine， causing economic losses， and even seriously endangering the life safety of the staff. Therefore， preventive work should be done in advance， and targeted technologies and measures should be taken to reduce the occurrence of hydrogeological disasters in coal mines. This paper first expounds the hazards of hydrogeological disasters in coal mines， then analyzes the various factors leading to hydrogeological disasters in coal mines， and finally discusses the technology and measures to prevent hydrogeological disasters in coal mines.

Key Words： Coal mine hydrogeological disaster; Prevention and control; Technology; Measures

長期以來，我國經濟和社會的發展，都離不開各種能源的支撐，尤其是煤炭，其作為最主要的能源，更是發揮了至關重要的作用。然而，隨著煤炭的開采向地下更深處發展，煤炭開采區域的水文地質情況，也越來越復雜。煤礦勘探工作中，如果不重視礦區的水文地質情況，忽視地下水的分布、體量、流向等情況，盲目的煤礦開發，會很容易出現水文地質災害，影響煤礦的安全開采，給國家造成經濟損失，嚴重的甚至危害工作人員的生命安全。因此，必須要未雨綢繆，提前做好預防工作，采取針對性的技術和措施，最大限度地減少煤礦水文地質災害的發生，杜絕出現重大煤礦事故，保障煤炭生產的安全、平穩、可持續發展[1]。

1煤礦水文地質災害的危害

1.1引發煤礦安全事故

在煤礦的安全事故中，80%以上的事故發生的原因，都是因為煤礦發生水文地質災害，進而導致出現淹井、塌井等安全事故，嚴重的甚至造成人身傷亡事故。

1.2影響煤礦開采的進度

煤礦如果發生水文地質災害，地下水會大量匯集，進入采掘工作面，如果出現排水困難，會引起煤炭開采工作環境的急劇惡化，導致煤炭開采工作的暫停，進而影響整個煤礦開采礦工作的進度。

1.3降低煤礦企業的經濟效益

煤礦水文地質災害的發生，會造成煤礦生產設施的損壞，危害工作人員的人身安全，加大了煤礦企業的生產成本，因此，會會給煤礦企業帶來很大的經濟損失，降低煤礦企業的經濟效益[2]。

1.4破壞煤礦所在地區的生態環境

如果發生水文地質災害的煤礦處于巖溶充水礦床的地區，如果為了防治礦井被水淹而向外排水，大量的泥沙，會隨著水流，一起排出溶洞，排水的時間如果太久，泥沙大量流走，會導致溶洞出現坍塌，破壞煤礦所在地區的生態環境。

2 導致煤礦水文地質災害的因素分析

導致煤礦發生水文地質災害的因素，主要有以下3種。

2.1 煤礦地基穩定性差

煤礦建設在地面上，地基的穩定性至關重要，是保障煤礦安全生產的基礎。由于軟土抗水流侵蝕的能力較強，受地下水的影響較低，因此，在通常情況下，都會選擇軟土，來建造煤礦的地基。雖然建造煤礦地基的軟土，具有良好的抗水流侵蝕能力，但是，它也有缺點，硬度不足，在穩定性方面不如其他材料。由于軟土的小孔中，仍存在水壓力，影響煤炭地基的穩定性。

2.2 地下水的過度開采

我國的地下水資源，是有一定限度的，并不是取之不盡、用之不竭的。地下水的過度開采，是煤礦水文地質災害發生的一個重要因素。煤礦所在地區，如果人們對地下水過度開采，會使煤礦的地下水位出現下降，導致地下礦層空間，出現壓力變小的情況，在嚴重的情況下，會導致煤礦出現塌陷的地質災害。

2.3煤礦地下水平衡失效現象

我國的國土面積960萬km2，地域非常遼闊。不同的地域，具有不同的地質結構，不同的水文條件。當來自不同地域的水流，匯集到一起之后，水流的速度，會不斷加大，水流的動力，也會漸漸增大，當水流的動力不斷增大，達到一定的數值時，就會發生水平衡失效的現象。水平衡失效現象，會導致礦物層的穩定性失調，進而引發煤礦水文地質災害的發生。

3煤礦水文地質災害的防治技術

3.1 伽馬射線技術

在煤礦水文地質勘探中，主要的探測目的，就是為了確定勘探地區的地質狀況，并掌握勘探地區的水文特征，然后根據此地區的地質狀況、水文特征，采取科學、有效的對策，進而降低此地區煤礦水文地質災害的發生率，保證煤礦開采的安全。利用伽馬射線技術，對煤礦的地質層，進行細致的掃描，同時，借助于計算機成像軟件，可以確定不同的地質層中，含水量的多少，進而可以比較精確的找到水源。伽馬射線技術具有很多的優勢，設備操作比較簡單，不受煤礦地質環境的影響，尤其在斷層帶和裂隙帶等比較特殊的煤礦地質環境下，可以得到重要的應用。

3.2 鉆孔透視技術

鉆孔透視技術的工作原理，是對于不同的巖層結構，無線電波會出現不同的透視效果、反射效果，進而勘探到巖層中存在的溶洞，或者含水層。在不同的介質中，無線電波具有不同的傳播系數，如果勘探的巖層中存在含水層，無限電波的頻率，就會出現波動。當電磁波在介質中傳播時，接收裝置，可以采集電磁波的各項數據，并根據電磁波的頻率、振幅，進行定量的分析，從而判定巖層是否存在溶洞，以及溶洞和通道的具體位置，分析出煤礦層的地質狀況、水位狀況，從而為煤礦的安全生產提供參考。

3.3流量測井技術

流量測井技術的特點是簡單方便，容易操作，節約測量資源，因此它的應用非常廣泛。利用流量測井技術，可以勘探煤礦的水文地質狀況，在煤礦不同深度的界面上，根據斷面的流量不同，可以探測不同深度水層的高度、水位，以及滲透性系數，煤礦層的含水層、隔水層，都可以得到精確的判斷。對于煤礦層的水文動力特性、水位地質狀況，運用流量測井技術，都可以精確的反應出來，因此，對防治煤礦水文地質災害工作，發揮很好的作用，取得了令人滿意的應用效果。多種物探方法組合，開展勘察的技術，適用于山區復雜地形，不破壞地表植被[3]。

4煤礦水文地質災害的防治措施

4.1重視煤礦的防治水工作

在建設的過程中，要重視礦井的防治水工作，建立專門的水文地質機構，加強對防治水技術人員的培訓，不斷提升防治水隊伍整體的專業技術水平。對近年來發生的煤礦重大水害事故，進行細致的調查研究，分析其發生的原因，歸納出里面的規律，并總結經驗，吸取教訓，做好未來煤礦開采中水文地質災害的預防工作。隨著煤炭開采層向地下的加深，煤礦的水文地質條件，會越來越為復雜。因此，在實際的煤礦開采作業過程中，必須樹立安全第一的思想認識，工作中要采用最先進、最安全的作業方法。此外，在煤礦開采作業中，應做好煤炭開采設備日常的維護、保管工作，注意空氣流通，做好井下通風，培訓井下作業人員掌握各種危害的預防措施，以及危害發生后如何緊急處理，最大限度地防范煤礦水文地質災害的發生[4]。

4.2重視煤礦水文觀測工作

煤礦地面塌陷的形成，與礦區的巖溶地質條件、采空區，以及地下水等，關系密切[5]。為了更好地防治水文地質災害，實現礦區防治水的目的，就要重視煤礦水文觀測工作，掌握煤礦所在地的詳細的水文地質資料，對煤礦資料進行調查、搜集，核查、統計，并進行詳細記錄，不斷掌握詳細的水文地質資料，并充分考慮煤礦所在地的氣象、降水量分布，以及補給排泄等影響因素，制定詳細的礦山防治水措施。在礦區的內部，要利用先進的技術，科學、合理的設置水文觀測孔的位置，對煤礦所在地的水壓、水位，以及水量的變化，進行科學、嚴密的監測、觀察，并根據檢測到的大量數據，總結出其變化的規律。礦井涌水量的數據，也是觀測一個要點，要重點進行監測，并總結礦井涌水量隨季節變化的規律。同時，對礦坑排水的監測，也要重視起來，對監測到的數據資料，及時的進行整理，如果發現異常，及時采取科學、合理的應對的措施，消滅安全隱患，以避免煤礦水文地質災害的發生。

4.3做好煤礦水文地質勘探工作

煤礦水文地質勘探工作，是煤礦生產的關鍵環節，為煤礦資源的正常開采，井下水的治理，以及為煤礦建設、防治水患，都提供重要的參考依據。水文地質勘探工作，可以為煤礦井下作業的順利開展，提供科學的預判。通過對水文地質勘探，可以確定煤礦地下水位的狀況，對存在的井下涌水隱患，進行及時排除，避免發生嚴重的涌水事故。為了避免煤礦開采的過程中發生水文地質災害，在煤礦進行開采之前，要對煤礦所在地的地下水源分布情況，進行認真、細致的勘探，掌握煤礦所在詳細的水文地質資料，為設置礦井工作面，巷道的布置位置，提供科學的依據，預測可能引起煤礦水文地質災害的問題，并提前做好應對預案，從而有效確保煤礦開采作業的安全，最大限度的避免不安全事故的發生。

4.4做好井下防探水措施

井下探水是做好礦區治水工作的重要環節。要嚴格遵守探水原則，有疑必探，先探后掘，充分做好安全評估工作，并采取針對性的安全措施。對井下探水突發事故，提前做好應急預案，并加強日常演練，積累經驗。一旦出現水文地質災害，能夠反應迅速，及時的處置，將水文地質災害的危害程度，降到最低。礦區如果在地熱田，有控熱導水構造，地溫場溫度，從斷裂帶向外，逐漸降低[6]。要根據煤礦所在地的實際情況，每年在雨季到來之前，對礦井防治水工作，進行全面的、細致的排查，如果排查出安全隱患，采取針對性的整改措施，將水文地質災害的隱患，及時的消滅掉，以保障煤礦開采作業的安全、順利開展。

5結語

綜上所述，煤礦水文地質災害具有很大的危害，通過對導致煤礦水文地質災害的因素進行分析，充分利用現有的技術條件，利用伽馬射線技術、鉆孔透視技術、流量測井技術、地震勘探技術等先進的科學技術，并采取有效的措施，重視煤礦水文觀測工作，做好煤礦水文地質勘探工作，做好井下防探水措施，結合煤礦的實際情況，科學、合理的做好煤礦水文地質災害的預防工作，保障煤礦工作人員的生命安全，提升煤炭開采作業的安全性，促進我國煤礦行業的可持續、健康、平穩發展。

參考文獻

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[3]陽映，閆清華，衣駿杰，等.綜合物探技術在北京延慶松山隧道勘察中的應用[J].地質與勘探，2021，57（6）：1374-1382.

[4]任曉嬌.關于中國煤礦地質災害的分析與防治研究[J].能源與節能，2020（5）：12-13.

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[6]邱輝，朱育坤，李朋，等.廣東河源市黃村地熱田地熱地質特征及地熱流體化學特征[J].地質與勘探，2021，57（6）：1391-1400.