煤矿开采中综合防治水技术应用

瞿武

中煤第一建设有限公司朔州分公司 山西朔州 036900

1 煤矿井水害的类型

1.1 地表水害

煤矿开采一般多在地下空间内进行，位置地势较低。而在煤矿周边，通常分布有规模、数量不等的河流、胡泊等。当进入雨季时，相应河流、胡泊水位会暴涨，一旦出现决堤问题，漫出大洪水会大量倒灌进矿区，甚至能够直接通过矿井口涌入井下，引发矿井水灾。另一方面，针对露天煤矿，在完成开采后一般会留下“坑”，雨季时会导致大坑大量积水，这些积水也有可能直接渗入井下造成煤矿开采水灾。

1.2 砂岩裂隙出水

在富水煤系砂岩裂隙处，在采掘面揭露时，水体将由原生、后生裂隙中渗出，其主要表现为巷道渗水、工作面顶板渗水、岩层层面渗水等情况。煤系砂岩裂隙含水层若无地表水或其他水源补给，并不会对矿井造成巨大影响，若排水系统不能稳定运行也将出现水害问题影响煤矿开采工作进度[1]。

1.3 煤矿奥灰承压水害

奥灰岩溶含水层大多属于开采煤层之下，在水压达到一定条件时，其与开采层之间的岩层厚度越厚则开采工作越安全。在具有奥陶系灰岩含水层，且水量较大的煤层，极易出现奥灰承压水水害（大部分出现在断层位置、陷落柱位置等区域）。

2 引发矿山洪水的原因

2.1 水灾位置探测不到位

水灾位置探测工作的有效性对于煤矿施工效率的提高至关重要。只有准确探测出水灾发生的具体位置，才能够采取进一步的防治措施。然而，现实中，煤矿水灾位置、成因以及类型的多样性往往使得探测工作的难度大大提高。如果相关人员未能对煤矿工作面水灾发生的具体位置进行探测，缺乏对煤矿水灾的重视，那么煤矿水灾发生的频率就会快速提高，由此引发的安全隐患也越来越多，煤矿企业的综合运营效益将会受到非常严重的损失。

2.2 矿山管理不合理

如果在矿山进行防洪，没有防水措施可供选择，缺乏当地人力资源管理，许多地表水就会进入矿井内，并将引发洪水。同时，矿井排水系统在防洪方面也发挥着重要作用，如果在日常生产过程中不对其进行管理和及时检查，在老化的情况下，它们就得不到很好的控制[2]。

2.3 基础工作质量不合格

（a）在工程设计过程中存在纰漏。在进行开采工作前要先进行设计，确定开挖方位、开采深度等，且需要进行图纸设计，为后期开采工作提供依据。但设计人员对于实际情况缺乏了解，设计出的方案并不具备合理性；（b）工程建设没有达到国家规定的要求。一些从事煤炭开采工作的管理者不具备专业的技术及知识理念，因此施工过程存在不足，没有达到国家规定的硬性要求，如施工的材料、方式、设备质量等都不达标。还有一些煤矿为了获取经济效益，刻意使用低劣的材料，违反了中国对于煤矿基础工程的质量要求，使前期工作的质量较低，存在很大的安全隐患。

3 矿井综合防治水技术

3.1 综合探测

地质探测是保证防治水措施有效性的重要基础，能够对含导水底层、含导水构造的特征进行勘察，从而为工作人员制定有效的防治措施打下了坚实的基础。在进行开采设计方案制定的过程当中，相关工作人员应该凭借综合物探的方式对开采区域范围内的地质构造情况和导水特性进行全面仔细的勘察，有针对性的制定科学合理有效的防治工作方案。采用适当的技术对开采区域内的断层以及陷落柱等地质构造进行勘察。在进行工作面的回采工作之前，需要再一次对底板的综合水文地质进行勘察，进而可以对当前的情况有所了解，通常情况下，可以采用高密度直流电法对工作面回风巷、运输巷，以及开切眼底板下方八十米以上的富水情况进行勘察。

3.2 分类治理水害

（a）治理导水陷落柱。根据地质勘探确定的陷落柱发育特征，制订详细的施工方案，治理方法主要是井上下注浆封堵，将陷落柱底部和顶部一定范围都彻底充填，努力做到陷落柱不含水、不导水。

（b）治理含（导）水断层。对于地质勘探查明的导水断层，处理措施主要有两种，即注浆封堵和留设防隔水煤柱。在具体施工之前，应进一步探明含（导）水断层的导水性，再制订具体的施工方案。

（c）掘进疏水降压。在井下巷道掘进过程中，需要根据地层含水层水位隋况，采取井下钻孔疏水降压的方法，降低工作面底板水压，避免突水事故的发生。

（e）做好钻孔密封保障工作，尤其是勘探期间遗留地质钻孔，在掘进或开采工作面推进至钻孔一定距离时，应首先逐个进行密封质量核对，对有出水威胁的钻孔从新封堵[3]。

3.3 保证潜水泵房排水能力

为了保证地下水能及时排出矿井，需要根据矿井排水能力需要，通过增加泵房数量、增加泵机功率等方法，增强泵房排水能力。同时，在扩大泵房排水能力时，还需要确保泵房排水能力留出足够的富裕系数，以确保矿井能应对突发性排水需求。

4 防治煤矿水灾的有效措施

4.1 雨季加强安全隐患检查

在煤矿开采过程中，需坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”原则防治水灾害，充分落实“探、防、堵、疏、排、截、监”这几种综合治理措施。由于雨季降水量多，煤矿出现水灾害事故的几率也较高，因此需做好预防工作，以免引发水灾害事故。针对部分可能被洪水淹没的废弃矿井必须严格依据相关规定封堵严密，或在矿井井口位置浇筑大于井筒断面的钢筋混凝土盖板，以免地表水灌入矿井中引发水害。

4.2 做好矿井水害紧急预案制定

为确保在水害发生后尽可能的降低经济损失与人员伤亡，应做好矿井水害紧急预案制定，从而能够在第一时间做出反应，开展救灾抢险工作。在紧急预案之中，应包括有抢险排水基地设置，还应有各种排水设施设置。并加强排水设的检修与维护，尽可能确保排水设备在遭遇特殊情仍能够正常运行，提高企业抢险救灾水平与效果。与此同时，煤矿开采企业还应加强人员管理，通过培训教育，有效提升煤矿开采工作人员的技术能力与防灾意识。

5 结语

煤矿作为我国的重要能源之一，其在近些年来的需求量逐渐提高。为了提高煤炭开采的效率，煤矿企业应在实现经济效益的同时，兼顾社会效益，施工人员应切实担负起责任，对煤炭水灾问题进行有效防治，从而为煤炭开采工作的高效开展奠定合理基础。