煤矿井下水害的防治技术

赖建民

摘 要：作为煤矿中重大的灾害之一，水害是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故，轻则造成煤矿生产环境的恶化及正常生产秩序的破坏，严重情况下还会造成伤亡或者是淹井事故，因此应加强对其防治技术的研究。

关键词：煤矿；生产环境；水害；防治技术

中图分类号：TD743 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0174-02

对于煤矿井下潜在矿井井害来说，其产生的原因来自于多个方面，主要与自然条件、管理水平、生产技术水平以及防治能力有着较为直接的关系。

本文主要在对煤矿井下常见的水害类型及成因分析的基础上，通过对其影响因素和煤矿底板突水预测预报方式的探讨，提出煤矿井下潜在矿井水害的防治技术。

1 煤矿井下水害的主要类型及成因

1.1 主要类型

煤矿井下水害的产生会对矿井开采的安全性产生较为严重的影响，造成煤矿开采的成本增加或者是矿井局部和整体淹没的水灾灾害。从当前的国内技术条件状况以及煤矿井下开采现状来看，如果按其水源类型对其进行划分，主要有以下几种水害类型。

1.1.1 地表水水害

造成地表水水害的水源主要来源于大气降水和地表水体，其水源主要是通过煤矿与地表相通的井口以及煤矿矿井的作业面断层部位以及存在封闭不严问题的钻孔孔洞内涌入煤矿井下作业面，从而引发地表水水害。

1.1.2 孔隙水水害

该种水害类型主要是由于在矿井内部开采区域的内地层岩层含水特性与大气环境中的季节性降水变化产生某种程度和变化趋势配合后，造成矿井工作面在岩石含水层的渗透作用下而出现的水害问题，其具有较为明显的季节性特点。

1.1.3 裂隙水水害

裂隙水水害产生的水源主要来自于砾岩及砂岩含水层中的潜在水分，其在地表水分的补充和侵蚀作用下，会产生一定的汇集作用，并最终经由开采作业面的冒落带以及断裂带溃入矿井内部作业区域中，从而引发井下水害。

1.2 水害形成原因分析

从以上对于煤矿井下潜在的矿井水害类型及水害的水源分析来看，造成煤矿井下矿井水害的原因主要有以下几个方面。首先，在进行煤矿井下挖掘和开采作业前没有对矿井区域的水文地质条件进行完整有效的监测，从而造成开采工作面与含水岩石层以及老空水积水区域和充水断层较为接近，最终在盲目施工的情况下造成水害事故的发生；其次，矿井采取巷道设计缺陷存在着一定的问题，巷道的选址过于靠近含水表层或者是水源汇集地，从而使得在煤矿开采过程中顶板受到地压压力和水压压力下，产生相应的渗水和漏水事故；最后，矿井区域内的地表防洪措施制定不到位，从而在施工区域遭遇大面积强降水天气时，产生大量的地表水汇集和灌入，最终引发较为严重的水害问题。

2 煤矿井下水害的影响因素及煤矿底板突水预测

预报

2.1 主要影响因素

从以上对于造成煤矿井下矿井水害的主要原因分析来看，影响矿井水害发生的主要因素除了水害防治措施不完善、水文监测工作不到位以及对地表水没有进行恰当有效的处理外，还较多的与人为影响因素有着密不可分的联系。

人为影响因素是煤矿井下矿井水害发生的主要因素，主要是其在进行煤矿开采的过程中为了减少煤矿开采的成本，没有严格按照煤矿安全规程的要求，各项防范措施的制定以及防治水技术和装备配置相对落后，对矿井水害的危险性重视不够、认识不足、责任不到位，在积水区域没有设置警戒线、探水线及禁采线，没有落实“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采、综合治理”方针，从而埋下了水害事故隐患。

2.2 煤矿底板突水预测预报

煤矿底板突水从本质上来说承压含水层的水压力作用遭到破坏，最终作用于隔水层，造成了隔水层的完全破坏而导致水从底板中涌出，对于突水的预测和预报主要可以采用以下三种方式进行。

①对底板隔水岩层在矿压和采掘影响下的变形以及破坏特征进行分析，从而对煤矿底板的突水情况进行分析和预测；

②通过影响煤层底板突水的各个主要因素分析的基础上，建立相应的GIS煤层底板突水预测预报模型。

③运用水压为煤层底板突水的主要因素对承压含水层的水压力产生的隔水底板破坏作用进行分析，例如，当前运用的斯列萨列夫理论以及煤层底板突水系数等。

3 煤矿井下水害的防治技术

3.1 合理布置采区巷道和采掘工作面

在进行采区巷道和采掘工作面布置的过程中，首先，应留设必要的隔离煤柱，从而避开井下水体，最终防止透水事故的发生；其次，应在充分按照矿水水文地质料的基础上，对矿井的含水层数量以及厚度和含水性以及钻孔封孔情况等进行了解，并严格遵守《煤矿安全规程》中的各项要求，对采区巷道以及采掘工作面的四周设置足够的隔水煤柱，从而使之水体之间保持相应的安全距离，隔断导水通道从而防止断层水以及承压水和老空水等水体进入采掘工作面；最后，在进行采区巷道和采掘工作面设计的过程中，应对矿井的地质水文条件以及煤层赋存条件进行充分考虑，并根据围岩的物理学特性以及支护形式的选取等，确保预设的防隔水煤柱能有足够的承压力，避免其在开采过程中受到损坏。

3.2 加强水文地质调查及监测

作为煤矿井下矿井水害防治的基础性工作，对于煤矿地区水文地质基础的监测工作应贯穿在煤矿开采过程中的始终，每天都应对煤矿井下的水文观测点进行观测，并指派专人进行实际情况的确认和落实，从而采取相应的措施排除积水。与此同时，在对开采区域内的水文地质条件进行详细的清查，论证工作面开采的可行性，同时还应加强对水文数据观测系统的构建，并对地质结构中含水较为充分的岩石和地层进行重点关注，并由专业的防治水观测队伍对其在煤矿开采作业过程中出现的水温以及水位、水压的变化情况进行准确的监测和记录，如果发现数据异常，应暂停开采工作并对其进行综合分析，谨慎处理。

3.3 岩溶水的防治

煤矿井下的岩溶水经过日积月累的作用，通常以地下暗河的形式存在。对于岩溶水的防治首先应加强对暗河基本规律的了解：

①其主要存在于灰岩以及白云岩等相抵可溶性岩层中。

②由于受到地形构造的影响控制，地下暗河的走向基本上与岩层走向平行。

③在地形影响下其整体上呈现出高处流往低处的特点。因此对岩溶水的防治主要应从查明地下暗河的分布位置入手，从而使采取巷道能够有效避开地下暗河，或者采用堵塞、截流以及断源等方法对其进行防治。

3.4 建立完善的防排水系统及应急救缓预案

①完善的防排水系统需要由主排水系统以及辅助排水系统组成，主要采用机械排水的方式，通过安装水泵房井经过以及主暗斜井、副斜井抽排出地面。同时在涌水大的工作面建设备用临时水仓、泵房拦截排水系统，做好相应的地表水的防、堵、疏通工作，减少井下排水压力，并利用现代化排水监控系统实行全方位自动监控，及时掌握其矿井涌水情况，以便及时完成排水任务，并掌握水泵的实时工作状态，记录水泵运行参数，保证水泵工作在完好的状态，提高效率，确保矿井安全。

②应急救缓预案的制定应在专业处置原则、矿领导原则按分工负责、快速反应原则、常备原则和以人为本的原则基础上进行，对事故等级进行划分和确定，并参照综合预案的指挥机构设置，对事故进行有效的处理。

参考文献：

[1] 刘松涛.煤矿水文地质特征及矿井水害防治措施[J].科学与财富，2012，（7）.

[2] 付星.浅谈煤矿水害防范与治理[J].科技创新导报，2012，（15）.