地測防治水技術及設備在煤礦中的應用分析

趙 理

（山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司，山西晉城 048400）

地測防治水技術和設備應用到煤礦開采中可以全面提升煤礦開采的安全性，提升煤礦經濟效益與社會效益。合理的應用防水設備，保障人員開采安全性，促進工作效果的提升。當前很多煤礦開采環節，都容易出現安全事故，給企業造成損失，危害人們的生命安全。基于此，很多煤礦開采企業對于地測防治水技術研發不斷深入，合理應用先進的防治水設備，保障煤礦與人員安全性，對煤礦產業發展產生積極意義。煤礦開采不斷深入的情況下，人們已經開始意識到傳統技術的不足，有很多安全隱患沒有完全消除，比如人員素質不足、設備水平不合格等，造成采礦安全性不合格。因此，需要引入先進地測防治水技術，給煤礦生產有效進行提供基礎。

1 地測防治水技術及設備應用的意義

在我國現代社會高速發展之下，科學技術水平日益提高，煤炭行業規模日益擴大，煤礦開采安全性已經成為全社會關注的問題。隨著我國采礦技術的研發和應用，技術水平、安全性都有了很大的提升，但是開采范圍、作業量日益擴大，安全形勢也愈發嚴峻。為了能夠提升煤礦開采質量和效率，要進行開采范圍的地質條件、儀器設備、煤礦質量檢驗檢測，這時地測防治水技術發揮出很大的作用。該技術應用后，對于煤礦開采的問題足夠的重視，并檢驗檢測煤礦生產情況，切實提升煤礦開采的效果和質量。通過使用地測防治水技術及設備，讓人們認識到煤礦開采的標準要求，發揮出現代科學技術的優勢，提升煤礦開采的水平與效果，大幅提升開采水平，符合當前開采標準要求。與此同時，地測防治水技術及設備的合理使用，可以保護人們生命安全，降低傷亡事故發生率，促進煤礦開采順利進行。

2 礦井水的主要成因

在煤礦開采掘進作業環節，因為開采深度在不斷的增大，容易導致很多區域出現采空區，地下水在自重作用下不斷地進入到采空區，這樣會出現嚴重積水的問題，這一現象就被人們叫做老空水現象。在形成比較大范圍的采空區，一旦人員操作不當，或者不具備科學的意識，沒有及時清理掉積水，對于后續的開采工作產生不利影響，甚至還會誘發嚴重的安全事故問題，必須堅決杜絕這一問題。此外，在現場開采中機械設備如果觸碰到老空水儲層的結構，還會導致礦井積水量增大，導致安全事故發生率升高。如果人員不能老空水問題合理處理，在長期的作用之下，儲量會日益增多，在積累到一定程度后，礦井內的一些毒氣通過老空水滲入到礦井內，給人們的生命健康安全產生不利的影響。在礦井發生老空水的問題后，巖層的形式以隔水層為主。很多的情況下，巖層都要承載兩個方向的作用力影響，并且地下水量持續增加的條件下，巖層受到的壓力作用也會升高。壓力超出巖層承載性能后，會導致結構碎裂，并且有大量的地下水直接涌出礦井，造成更加嚴重的事故，危害性也會更大。

3 突水方式

老空水因為組成形式比較特殊，特點比較鮮明，這種情況之下，水質一般以酸性為主，具備一定的毒害性。雖然儲水量較少，但是給煤礦開采作業造成巨大的影響，也是造成嚴重安全事故的主要原因。同時，老空水一般都會在采空區內有嚴重的積水問題，所以在現場開采環節，發生老空水的概率較低，經過以往的事故分析發現，老空水安全事故一般都是出現在礦井挖掘的部分上。這一部分巖層因為開挖而減小厚度，在受到水流巨大沖擊力作用下，礦井會出現較大的水源，從而出現安全事故。

4 煤礦防治水工作中水文地質條件的主要影響

（1）影響礦井安全。經過水文地質條件分析，水文資料是否準確，直接關系到整個礦井運行安全性，比如在日常工作中礦井充水性圖表為水文地質資料的圖紙信息，使得人們可以更好地了解礦井充水變化規律，才能預防發生水損害的問題。比如某礦井在開采中其井田的南北寬度在3.5km 左右，東西大約8.0km，面積約24.51km2。技術人員經過綜合分析，確定選擇應用長壁式采煤法，聯合設備應用綜合放頂煤采煤工藝方案。

（2）影響水文地質調查。礦井開采作業環節，工作人員應該加大力度展開煤礦狀態的調查，掌握全部資料，進而可以確定具體的開采范圍、年限、積水情況等方面。采取合理的措施預防透水事故的發生，確保礦井開采的安全性。比如，在某煤礦開采環節，因為斷層煤柱有了透水性問題，突水量超過700m3/h。為了預防突水事故導致嚴重的負面影響，礦井技術人員采取合理應對措施，及時干預和預防處理，保障開采作業的安全性。

（3）影響作業區域內水文資料。很多情況下，對于采區設計以及巷道布置方案產生影響，進而導致煤礦生產無法繼續進行。比如，某礦區工作面原本設計走向是900m，切眼分布在礦井煤柱線上。但是現場作業人員對于臨界小煤礦采掘信息掌握不夠完善，所以在現場施工中容易出現偏差和影響，在鉆入環節出現了積水噴發的情況發生，雖然后續已經開始設置切眼，但是因為上部結構影響，造成結構發生損壞問題，無法達到正常使用的要求。

5 礦井防治水工作的主要方法

（1）嚴格落實對于礦區作業安全管理，加強防護，執行防治水的工作任務和要求，這樣才能保障人員安全。在具體的工作中落實以人為本的基本原則，每個環節、每個層級都要落實管理工作，確保各項工作順利的實施。首先，煤礦企業重視管理人員的安全防護與管理，讓其意識到安全防護的重要性，并且在工作中嚴格要求自己，規避違法、違規的行為。其次，在防治水各項措施應用時，嚴格執行工作標準要求，有效分析地質以及水文條件，加強現場施工管理和控制工作，促進施工效果的提升，降低安全事故的發生率，滿足工程建設標準。

（2）分析礦井水害形成原因，有效落實各項防治措施。在煤礦防治水工作實施前，煤礦企業積極組織技術人員分析形成原因，針對性了解其中存在的問題，制定完善、科學、有效的治理措施。在該環節中煤礦企業應該深入展開勘察工作，掌握全面的煤礦地質與水文信息，勘察結果準確、全面，從而有效的指導開展后續的煤礦開采工作。此外，煤礦企業的管理者重點關注防治水的工作，制定完善的監督管理制度，不斷完善組織機構，落實每一項工作的實施細節，編寫流程標準，從而使得防治水工作可以順利的實施。由此可見，煤礦作業人員加強煤礦現場的分析，及時發現可能存在的問題，積極組織各個方面的人才進入到現場分析與討論，了解造成水患的主要原因，并且根據實際情況總結出合理有效的水害治理措施，消除水害產生的不利影響，確保煤礦水害防治工作措施順利的實施，對于我國現代化煤礦開采與建設產生積極的意義。

（3）引入現代化的煤礦施工技術與設備，提高煤礦開采作業的水平。在現代科學技術不斷發展之下，各個行業的技術水平不斷發展和提升，現代化建設高速進行，很多行業都有了很快的發展，尤其是對于煤礦開采產業中先進技術與設備廣泛應用。煤礦企業順應時代的發展，及時發現自身技術與設備的不足，立即更新處理，規避技術與設備缺陷所造成的不利影響，促進專業水平的提升，保障煤礦開采作業的安全性。在煤礦生產中設備是核心，對于煤礦生產效率、質量、安全有著直接的影響，所以煤礦企業要加強煤礦設備的采購與管理，性能符合要求，才能滿足工作需要。例如，在某采空區區域探測的過程中可以采用高科技穿入式聲吶系統,對該礦區地下的充水空區進行測量,獲得聲吶點云數據，并依次建立三維體模型，相關建模結構見圖1，相關參數為：最大長度22.8m；最大跨度8.6m；最大高度16.8m；投影面積157m2；最小頂板厚度22.4m；空區最高標高1447m；底板最低標高1425m；采空區體積865m3。

圖1 建模結構圖

（4）建設完善的煤礦地質勘察技術體系，確保每一項工作都能順利的實施。在煤礦開采作業之前，進行地質勘察是基本工作，對于整個開采工作的順利進行產生直接的影響，所以必須要重視勘察技術體系的建設和運行。在地質調查的過程中主要是從靜態、動態兩個方面進行，不斷的完善技術體系。靜態調查環節，技術人員在煤礦開采運行之前，對于現場的實地環境展開全面的調查與分析，了解現場的地質條件、水文狀態等信息，并且把調查后的結論和實際開采需要結合起來，各個方面單位共同分析，確定最佳的開采方案。同時，將存在特殊地質、水文條件的情況上報給管理部門，整合各個方面的信息和內容，對于煤礦現場有足夠的了解，使得開采方案的制定具備科學性、合理性，完全可以達到煤礦開采作業的需要，對于保障人員安全性產生積極的意義。在煤礦開采實踐中突水現象危害比較大，極易導致開采受到影響，所以必須采取合理的措施降低水害影響，保障開采作業順利的進行。在發生突水事故后，作業面繼續進行作業，保持規定坡度持續掘進作業，保持流水順暢的基礎之下，要設置專用的巷道進行排水，并且適當地增大巷道的寬度，從而避免流水不暢給后續開采作業產生不利的影響。礦井下作業環境比較惡劣，地質條件比較復雜，所以導致安全事故頻發，造成巨大的損失。因此，選擇合適的技術措施，消除不良地質條件的影響，比如應用聲音電透、三維地震技術等方式。通過上述列舉的幾種物理地球探礦的方法，聯合井底內設置的各項鉆探設備，快速掌握井田范圍內落差在5m以上的斷層與導水性涂料，特別是井田作業區間之間的斷層部分，掌握各項信息，并且預留足夠的保護巷道，使得現場作業施工可以順利的完成。此外，因為現場的排水作業施工，給井下正常的工作帶來很大的影響，所以應建設完善的山防、排水系統，發揮出井下中央水倉的蓄水功能，消除突水事故的不利影響。通過建設完善的管理工作機制，每項工作都能按照技術標準進行，各項排水設施合理的利用，提高排水效果。因為井下環境時刻保持發展變化，每個排水系統的設置都必須進行全面的檢查，對于性能做出評估分析，并且根據井下情況制定完善的地下水動態監測體系，隨時掌握地下水的變化情況，提供充足水文資料，確保地下水不會給井下開采產生影響。即使在事前進行地質條件分析，在后續井下作業時，依然會出現突發情況，這就需要現場作業人員對于地下水的影響有足夠的認識，掌握地下水緊急處理方法，采取各種有效的措施降低水害的發生率，保障運行的安全性。總之，通過建設完善的地質勘察體系，落實每一項水害預防和應對措施，促進煤礦生產作業安全性的提升，防止外部因素產生干擾和影響，對于現場一切突發事件提起足夠的重視，從而將隱患消除在萌芽階段，保障礦井作業的安全性。

6 結語

綜上所述，煤礦作業中安全問題是人們關注的重點，不僅影響企業的經濟效益，還會關系到人們的生命健康，所以必須消除安全隱患。通過應用地測防治水技術及設備，發揮出先進設備的作用，提高地下安全事故的防治效果，制定完善的管理制度體系，消除各種隱患問題，提升工作安全性。此外，煤礦企業必須加強現場的分析與管控，掌握現場危險性因素，從而規避不利因素的影響，促進煤礦開采效率的提升，帶動現代煤礦事業的高質量發展。