煤矿开采水文地质条件及防治水技术研究

张历峰 华伟 崔岩

摘要：目前，煤炭仍是人们日常生活不可或缺的能源之一，随着对外贸易的频繁往来和我国经济的迅速腾飞，对于煤炭的需求使得煤矿的开采工作如火如荼地进行。但是在实际的施工中各种问题层出不穷。这些事故的发生，使得人们更加重视对开采煤矿地质条件的分析，同时需要做好后续的防治水工作，为开采工作的顺利开展实做好一系列的安全保障。

关键词：煤矿开采;防治水技术;水文地质

引言：自古以来，煤矿都是各国争先恐后想要开采的重要资源。然而在生产过程中，由于贪图利益工作进展速度太快，导致缺乏对煤矿的地质分析，许多煤矿企业没有将安全隐患排查工作作为重点，不注重施工中的细节，防治水工作也没有得到太大的重视，导致生产事故频频发生。一旦发生灾难事故，就会造成巨大的经济损失。因此，为了让煤矿能够安全合理的生产，需要将水文地质的分析与防治水工作同时进行。

一、开展煤矿地质工作前提

近年来，煤矿事故的发生率与日俱增。原因通常是煤矿的负责人和工作人员缺乏安全意识，在工作环节中没有将安全生产放到首位，防治水工作和水文地质分析工作不能相互结合，导致各种问题的出现。

（一）、分析煤矿地理位置

许多煤矿所在的位置可能会出现地下水层突水的情况，施工人员在开采煤矿之前，需要对煤矿底板进行注浆改造。由于含水层可能会存在裂缝，通过底板的注浆改造能够修补裂缝，避免底板渗水问题的发生。施工人员在操作中应采用质量较好的泥浆进行改造，防止改造部位再次发生突水情况。

有些地区煤矿开采之后可能会出现老窑水危害，具体是由于煤矿开采结束后没有做好妥善处理，部分煤矿已经采空挖净，久而久之积聚了大量的水。所以在开采之前，首先要判断该区域是否有老窑水的存在。老窑水长期处在密闭空间，可能会产生硫化氢等有毒气体，在开采前对地理条件进行分析时要做好自身防护。此外，在一些大型煤矿的周围都有可能有其他煤矿的存在，大多数是一些非正规开采的废弃小煤矿。在对煤矿进行开采时一旦碰到这些废弃煤矿造成贯通，矿与矿之间的界限被打破，就会引起更大的安全隐患。相通的两个矿井可能会使得有毒有害气体相互流通，威胁矿工的生命安全。

（二）、分析煤矿充水条件

地表水、地下水以及大气中的降雨是矿井充水的水源的重要组成。大气中的降水通过岩层之间的缝隙可以流通到矿井的深部。但是如果在短时间内降雨量较大，可能会对矿井的涌水量造成不利的影响。因此，大气降水对矿井涌水量的干扰力度较强。除此之外，应该对煤矿的地表水含水层和隔水层进行充分分析，判断其涌水量才能够使得后续的工作有效开展。

二、煤矿防治水工作的问题

（一）、地质勘探不准确

大多数水灾害事故的发生主要集中在小型煤矿。原因是在开采前没有对煤矿进行全面的地质勘探，对其地下积水也没有大致的估量就开始盲目进行开采。大部分企业为了眼前的一些蝇头小利，并不按照严格的要求开采煤矿，而是选择开采积水矿层，井下违规作业使得发生水灾的几率大大增加。此外，部分煤矿缺乏具有经验的作业人员，当遇到水灾害事故时不能够采取有效的防治措施，及时止损。再加上部分企业忽略了对先进技术的引进和员工的教育培训，因此会对企业造成严重的经济损失。

（二）、治水管理不到位

目前许多煤矿的负责人对于防水工作意识较弱，没有建立完善的企业监督体制，导致防治水工作长期缺乏专业的工作人员管理。在进行防治水工作之前，一定要对矿区的水文地质条件进行全面勘探，但多数煤矿的技术条件不够达标，无法进行正常的地质检测。对于矿区的水源位置，积水情况都没有详细资料。当员工下井挖煤时就需要冒着一定的生命危险。

（三）、确保专业防治水人才

目前国内的各大高校仍没有开设对煤矿进行防治水的专业，目前许多具备一定经验的防治水人才都是其他专业转型而来。因此这方面长期存在着较大的市场空缺，给防治水增加了一定的难度。由于资金投入的不足，使得我国煤矿探测工作的进度长期停滞不前。每逢雨季，由于煤矿的水文地质条件复杂，就会给防治水工作较大的困难。

三、防治水技术的具体研究

（一）、落实企业责任制度

在具体进行防治水技术工作前首先应该落实企业的安全生产责任制度。只有工作人员能够意识到安全生产的重要性，在后续的地质勘测和防治水工作中才能把安全意识放到首位。单位需要建立水害预警系统，能够将水灾害工作落实到具体部门，重点排查矿井下的积水情况，建立水文预测表。在进行工程设计时，应明确标注开展范围以及积水的实时情况，尽量避免水患的发生。在发现危急情况时能够及时的向上级报告处理，将危险尽可能的降低。企业可以定时对员工进行安全教育培训，落实每位员工身上所肩负的责任与义务，从而能够打造一支安全生产的团队。

（二）、完善煤矿自检自查

在实施防治水工作之前，也需要对煤矿的情况和地理位置进行自我分析。这是对煤矿全面了解的一种重要手段，在检查过程中发现问题，解决问题，将一些安全隐患有效规避，实现安全生产。尽可能地降低在生产过程中，由于一些地质问题或者防治水工作不到位而导致的事故。在开展防治水工作针进行地质勘测，能够帮助工作人员很好地掌握含导水构造特征。设计师需要全面勘测开采煤矿区域的导水特性和地质构造，能够有针对性的建立防治水的方案。確保方案在具体实施过程中，能够科学合理，能够有效地规避开采区域的断层结构。在勘测过程中，可以利用动态检测系统与观测网获得更好的勘测结果，在发现问题时能够第一时间采取有效的控制方法，确保防治水工作的有效开展。

（三）、实施分类治理

实施分类管理的第一步需要治理陷落柱。在治理过程中，通常采取井上下注浆封堵的模式，把陷落柱的顶部和底部能够填充完整，合理地控制线路筑的涌水量和导水性能。在结束水文地质的勘察工作之后，可以采用封堵或者留设隔水煤柱的方式实施有效控制。在施工时首先需要对断层情况进行详细了解，由于在注浆过程中以及疏导放水时，部分煤矿区域可能会承受高压水带来的威胁。因此，在进行施工时，需要利用注浆的方法加固底板，防止底板破裂。除此之外，也可以采用钻孔降压疏水的方式，逐渐缓解底板的压力，这样的方式虽然要耗费一定的时间，同样也能够减少地下层出水的发生几率，确保煤矿能够安全生产。

（四）、顺利排水

为了确保煤矿中的地下水能够顺利排除需要参照煤矿排水的具体实施标准，调整排水泵的数量和功率。除此之外，排水泵房的排水能力需要再次基础上能够得到适当提升，在遇到突发情况需要排水时能够提供需求。入井排水人员应牢牢掌握相关操作流程和岗位责任，入井之前检查通风系统，入井之后时刻检查瓦斯、顶板支炉的情况并记录在案。等到水泵运行正常后检查是否有漏水现象，排水完毕之后在关闭阀门切断电源。留勤人员需要对井下各地点进行定时排水，并且需要保证向负责人汇报不少于3次。

（五）进行防治水技术投入

要想确保煤矿能够安全生产，除了要提升工作人员的安全意识之外，技术的成本投入也同等重要。要想使得煤矿的水害事故能够有效减少，需要加强资金的投入与科技的生产。一方面工作人员要提高勘察水文地质方面的能力，另一方面，需要增加防治水的技术手段能够将安全技术措施落实到位，保障煤矿整体的安全性。

参考文献：

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[4]马卫军地方小煤矿深部资源开采水文地质环境分析[J].地下水，2020，42（2）：59-61.

作者简介：张历峰（1984-03-29），男，汉族，山东枣庄人，研究生，助理工程师;研究方向为地质工程。