试论煤矿矿井防治水的技术措施

袁帅

摘 要：为了能够对煤矿水害进行切实有效地预防与控制，需要做好水害的防治工作。文章通过研究矿井溢水充水的原因，提出了水害防治的技术性措施以及保障性措施，以期为矿井水害的防治工作提供一些参考。

关键词：煤矿；矿井；防治水；技术；措施

近些年由于气候变化的原因，部分煤矿矿区的降雨量有所增加，矿井时有水害事故的发生，因此开展煤矿水害的防治工作是迫在眉睫的。在进行煤矿的井下生产作业时，要坚持“提前进行预报预测、在开掘前要先进行探测、先进行治理后进行开采”的原则，同时采取预防、堵塞、疏通、排泻、拦截的综合性治理方式，加强对矿井水害的防治工作，保障煤矿生产安全。故而，加大对煤矿水害的防治治理措施的研究力度尤为重要。

1 矿井溢水与充水原因的分析

矿井溢水与充水的原因主要包括岩溶、构造、采空区积水、地表水、地下水以及大气降水等。对矿井溢水充水有严重影响的是岩溶以及采空区积水。而钻孔、大气降水等是影响矿井溢水充水的次要原因。同时矿井充水对不同类型的煤矿所产生的影响也不尽相同。

2 水害防治的前期准备工作

2.1 水文调查

水害防治首先需要进行水文调查。这就要求煤矿矿井工作人员积极进行矿区气象资料的收集，同时对矿区以前的抽水实验的资料、供水井钻探资料、勘探钻孔资料、动态性观测资料、勘察以及研究成果等进行收集研究；对由于煤炭开采所引发的出露、地裂、滑坡以及崩塌的地质形态进行调查；对煤矿本区域以及周边区域的沟谷、河流的最高洪水位、一般性水位以及径流量进行收集调查；对煤矿区域内的景观出水层位、水质、涌水量、水位、标高以及具体的位置进行调查；矿区内与周边的小矿窑、矿井的情况需要继续调查。对矿区内部及周边的小窑、矿井的隔离煤柱、采煤方法、充水情况、采空区的区域范围、开采层位、具体的范围与位置以及本井田同周边的小窑、矿井的空间关系进行详细的调查与研究。

2.2 水文地质的补充勘察

2.2.1 地面物探。是利用高密度电法、顺变性电磁法和三维地图等进行物探的方法，查明矿区区域内直径大于五米的陷落柱和落差大于五米的断层。同时，查明陷落柱与断层的导水性、富水性以及不良的封闭性钻孔的导水性，明确地掌握了解采空区的积水范围以及各煤层因开采造成的导水性裂缝带的高度。

2.2.2 地面钻探。地面物探工作发现了矿区地质水文条件的变化，但需要后续钻探进行确定证实。尤其是要查明碳酸盐类的缝隙岩溶及石炭系的太原族类碎岩屑的含水层富水性，同时要查明并确定奥灰水位，以明确确定矿区煤层是否有奥灰水位带压。

2.2.3 探放水试验。探查与开采的扰动导致了三带的发生，进而造成石炭太原组碎岩屑以及碳酸盐类裂隙熔岩的富水性、下降漏斗的生成扩展。二叠砂岩裂隙的含水层对石炭太原组碎岩屑以及碳酸盐裂隙熔岩的含水层的补充关系。

另一方面，明确掌握因开采造成的三带生成下的水文地质的边界状况，确定各个含水层间水力的内在联系。明确掌握陷落柱、断层的导水性、阻水性与富水性。进行放水试验实质上是对探放空水的方案与技术实施研究。

2.2.4 水化学和环境同位素的测试。水化学和环境同位素的测试是为了解决对下水的径流条件、地下水的年龄、矿井充水的水源以及地下水的补充来源等问题。在矿井的谷沟区域的地表层与矿井进行同位素和水化学的测试，化验的结果可以使用三角形图与聚类图等方式进行研究分析。目的是对矿井水化学的环境以及排、径、补等特征进行研究，为后续的矿井水力之间的联系和矿区地表水的研究积累资料。

3 井下水防治的技术与措施

井下水房子的措施和技术必须依赖于前期详细的调查各煤层直接性充水含水层的富水性，并且对各煤层的倒水裂缝是否可以与采空积水层、上覆含水层有联通进行计算。调查矿区内部导水情况、构造情况以及矿井周边与内部是由有采空积水的分布等情况。在进行开采挖掘时要坚持“预先进行预测、挖掘前先探测、开采前先治理”的原则，将超前物探以及超前钻探的工作做好。

3.1 超前物探

在对煤矿进行开采的过程中，应将超前物探作为日常放水治水的主要内容。超前物探的方法主要包括无线电波的坑道透视、瞬变性电磁技术、高密度电法以及地质雷达。其中无线电波的坑道透视可以对巷道与钻孔间、钻孔间、巷道间的富水分布、空洞、含水带、松软破碎带、冲刷、褶皱陷落柱、断层等情况进行探测。高密度的电法主要用于对矿井集水区域、含水层、含水构造层等情况进行探测。瞬变性电磁技术主要是对深层不规则的水体、煤矿采空区、通道与岩溶洞等含水地质的情况进行探查。地质雷达能够对三十米区域内的含水带、陷落柱、断层等地质异常体进行超前探测。

3.2 超前钻探

若在靠近水位地质的条件较为复杂、封闭性差的钻孔、断层、导水状况不明的陷落柱、相邻的煤矿、老空区等区域进行挖掘时。在已经进行超前物探的情况下，还要超前钻探进行验证，以方便放水治水措施的选择采取。在对采掘操作面进行探水前，要编制出探水放水的设计，明确探水的警戒线，同时采取防止有毒气体危害的安全性措施。探放水的超前距离与钻孔布置，要根据煤层硬度和厚度、水头的高低等情况确定。

3.3 地下水与地表水的防治

掌握矿区降水量以及最高水位等水情资料，建立健全防水系统与排水系统。定时对排水设施进行检查，发现问题立即解决。这就要求煤矿企业定时并细致地对地面裂缝进行检查，发现裂缝应及时将裂缝填充以防止地表水下渗。定期检查检修各种设备，以保证各种设备的安全运行。定期检修排水管道与排水设备，保证排水系统能通畅、安全可靠的运行等措施。

与此同时，加强对老空水治理与防治，对积水区应划定探水警戒线、探水线、积水线等。当采掘靠近探水线的时候，探放水积水区在探放水完成后才能进行开采。而对于非积水区，要能够严格遵守“预先进行预测，矿井开掘前先进行探测，有问题要先处理解决好进而才能开采”的原则。对于断层水的防治，应先确定断层的落差、位置等，如果断层具有导水性并且落差比较大，应留设足够防水层，以确保断层不发生突水的情况。

3.4 管理措施

整个矿井防水措施实施过程中，必须坚持预测与预报的制度。在煤矿采掘的时候，要根据现有的资料对水患进行预测与预报的工作。水患的预测与预报要月有月报、季有季报、年有年报。当水情出现了变化时或者巷道临近危险的地段，要进行临时性的预报，预报的内容要满足相关标准、规程的要求。当各采掘工程的设计经过审核并得到批准后，要对工程区域内的地质与水文条件以及具有可能性的水患进行认真的分析。提高各单项的水文资料与地质资料、水患预测预报以及切实有效的水患防范措施。

4 结束语

为提高矿井水患的防治能力，实现高效、有序、安全的生产，应能够明确地掌握矿井的水文与地质条件，分析并评价矿井水患的危害性，对矿井的水患进行排查，做到防患未然，以做好矿井的水患防治工作。

参考文献

[1]陈传燕，邓伟.浅谈西华煤矿矿井防治水技术措施[J].技术与市场，2014，11：37-38.

[2]陈娅鑫.深部煤层开采矿井防治水技术研究[D].河北工程大学，2011.

[3]文广超，邓寅生.煤矿矿井防治水信息化系统的研究与实现[J].矿业研究与开发，2010，6：60-63.

[4]李飞.煤矿防治水精细化管理研究[J].中国煤炭工业，2013，11：54-55.