浅谈矿井水文地质类型划分及防治水工作建议

郝云阳

（河北昕佳工程勘查设计有限公司，河北 石家庄 050000）

矿山的掘进开采过程中大多会不同程度的渗入、涌入或流入一定量的水，如果在矿井中积聚的水量超出了矿井的正常排水能力，那么就会让矿井遭遇水害，严重影响矿山开采的安全性。站在不同角度，矿山水害又可以分为不同类型，如果站在矿山导水通道的角度，矿山水害主要包括陷落柱、岩体裂隙、断层等异常突水；如果站在水源的角度，矿山水害又可以分为地表水、老空水、底板与顶板水等。但是无论哪种水害，都会对矿井造成严重影响，甚至有可能引发瓦斯爆炸、硫化氢中毒、矿井淹没等严重后果，因此必须引起矿山企业的高度重视。

1 对于矿山井下防治水特征的探究和分析

其一，在最近几年中，相关部门结合矿井施工环境勘察状况以及施工流程制定了一系列的规章体系，对矿井开采阶段加以监督和管理，以此为后期作业实施提供良好的依据，另外，在防治的过程中，依据实际的状态对矿井水文地质存在的特征进行提取汇总，结合井下水自身特点，创建相应的防治模式，通过特定的处理手段，提前制定预防计划，方可在问题出现时积极应对。其二，在矿井开采作业期间，需要有效实施井下水治理作业，通过大型的探测设备以及处理仪器，对矿井的水文环境作出调研，与此同时，依据相应的防治方案，划分矿井水文地质的类型，可进行防治预测训练，将整体效果体现出来，促使防治水工作朝着良好趋势迈进。其三，井下水可控排放技术和防喷技术等工艺由于其极高的实用性而被广泛应用在矿井开采阶段。不同的工艺最终得出的效果也存在较大的差异，并且需要在合理的范围之内实施，发挥出最大的作用。这些工艺发挥出来的效果明显，有助于矿山防治水工作高质量开展。

2 矿山水害类型划分

通过相关探究表明，对于矿山水害而言，其类型主要表现为以下几个方面。第一，受恶劣天气因素的影响。通常情况下，外部环境都是造成矿山水害的重要因素之一，同时也是很关键的作用条件。在进行防治的过程中，所设计的方案也都是会将环境因素造成的问题考虑进去。但是部分设计人员对矿井进行设计的过程中，没有加大恶劣天气因素状况的探究力度，这使得矿山开采或者水害的控制程度大打折扣，并且相关的防治范围未能对外作出相应的延伸与扩展，当矿山处于开采作业期间，如果发生了恶劣天气状况的话，将会引起山体滑坡以及泥石流等自然灾害，再加上矿井中采取的开采方式不规范，和标准要求不相符，人员过度开采等，不仅会给井巷工程造成极为严重的影响，对于相关工作人员的人身安全也形成较大的威胁，严重的甚至会造成人员伤亡，形成不可估量的经济损失，这些因素都会为后期矿井施工作业埋下严重的安全隐患，不仅如此，当矿山开采过程中，发生强降水时，大量雨水短时间内灌入到矿井中，形成瞬时大规模的水流冲击，若矿山准备不足或排水能力不够，便会造成关联性的水害事故，影响矿山开采稳定开展。

第二，矿井积水现象比较严重。现阶段，虽然矿山企业加大了各个环节的管理，依照实际情况制定了健全的管理制度，对各阶段加以约束和监督，一些尚未依照我国标准要求实施生产作业的矿山企业也随之关闭，可是在实际情况中依旧有着一些难点存在，部分工程在开采的过程中，未依照所设定的标准来实施，同时，开采环境也十分糟糕，比如没有做好矿山回填作业，被关停的矿井巷道以及采空区会不断积水。这些问题以及隐患虽然不是直观的，但是随着工程进度的推进，再加上矿井内部压力的逐渐增大，便会形成极为严重的水害问题，若没有及时作出缓解，将增加矿井灾害出现概率。另外，矿井中积水也会引起矿井中尚未开采阶段形成塌陷事故。一些工程对于积水的现象不重视，采用较为粗质的方式来实现暂时性地解决，这种模式虽然可以在短时间之内获取较好的效果，但是却给未来的矿山施工及开采留下了较大的安全隐患。由此可以看出，虽然不符合要求的矿井被停止生产，但是相关部门也务必加强对井下积水现象的关注度，做好合理的排水作业及矿井、采空区回填工作，以免矿井中出现水害隐患。最近几年中，伴随着社会经济的不断发展，市场运行良好，对于矿山资源的需求程度有了极大提高，矿山产业发展效率提升，开采范围随之拓展和延伸，规模和数量增多，以往单一的巷道显然已经不符合当代采矿作业提出的高要求，所以矿井内随之形成了新型巷道，部分老巷道被摒弃。基于矿山开采速度的增长，导致矿井中采空区逐渐增大，受此种现象的影响，矿井中采空区域和老巷道积水问题特别严重，从而限制了矿山企业生产作业的高效率实施。

另外，在部分开采工程中，地质类型比较复杂，矿井周围有着大量积水，例如老空水、岩体含水层、地表水，并且补给来源十分充沛，排泄能力又比较差，积水的范围、位置和积水量的大小均不明了，此时矿井的采掘工作受到水害的威胁比较大，防治水工作的难度极大，工作量极多。这种情况是无法避免的，所造成的问题也是较难控制的，面对这种情况，在施工时可以通过相应的防治措施以及手段来尽量规避、管控，降低存在的风险，进而提升整体的防治效率和质量水平。

3 井下水灾引起的危害

其一，对矿井施工环境产生了不良的影响，人员自身安全得不到保障，受到了严重的威胁。矿井工程一般是需要向地下开采极高的深度的，对于地质层薄弱、水源充足的一些矿山，便很容易引起地表塌陷，矿坑充水的现象。

其二，增加了排水工作成本和开采施工资金输出，工程一旦出现充水、溢水的等现象，便需要采取相应的措施和手段，将矿坑中的水向外排出，这部分的工作便在一定程度上增加工程的相应成本，同时延长了预设的工期，其中，排水工作资金投入情况以及开采作业期间选取的生产设备直接影响着矿井内部水量，在出现充水的问题之后，要加强控制，对此，需要合理安排资金，引进性能良好的设备，借助新型设备来更好地解决存在的水害问题其三，由于金属是组成设备的重要材料，因此一旦井下水对金属造成腐蚀，将对设备性能和使用时间产生影响，一定程度上会减少机器设备的使用寿命，形成较为严重的经济损失。

其四，数据勘查不精准，设备应用不当。在矿山开采处理的过程中，如果在勘查中数据不精准，出现设备应用不当，可能会造成大量涌水，此种情况轻则造成生产环境恶劣或局部停产，重则直接危害及工人生命和造成国家财产损失。

其五，降低矿井内部排水效果，设施出现了问题的话，此时矿井内部结构的承载能力将会发生变化，难以对矿井内部水量加以承载，不仅会对工程的实施产生阻碍，甚至还会为后期埋下塌方危害，施工人员安全受到了威胁。

4 实施矿井防治水工作的基本策略

4.1 强化水害防治力度，成立专业性的防治水机构

现阶段，要想提升矿山防治水工作管理效率，促使该项工作高效率实施，就需要成立专门的防治水机构，加强水害防治工作的重视程度。可以挑选具有专业素质的工作人员，成立监督检测的防治部门。在工程建立初期，对相关的防治措施以及方案进行核查，并确保其可应用性。在工程实施的过程中，监督对应的防治处理环节，结合引进性能良好的机械设备以及新型的技术，增加日常数据信息的处理精度，实现更加可靠的测算和核定。与此同时，对于设备的监管与使用也要符合日常的规范，降低防治工作存在的误差，并延长相关设备仪器的使用寿命，确保应用的机械设备以及材料均和标准需求相一致，进而在一定程度上促使工作有效实施，最大程度降低水害的发生。

4.2 建立完善的矿山水害预警机制

矿山防治水，一定要做到预防为主、治理为辅，这也就需要矿山企业必须建立完善的水害预警机制，结合矿井的实际情况与地质条件，制定出严密的水害防治措施。传统的矿山水害防治机制虽然可以达到预期的处理目的，但是在实际应用的过程中，存在一定的问题和缺陷，极易出现关联性的误差与异常，这也给矿山开采以及防治造成了极大的阻碍，所以，面对这种情况，需要创建设计更为灵活、多变的水害防治结构机制。例如，矿山企业可以购进更加先进的监测设备，结合互联网、大数据等技术，创建全面且系统的智能化防治平台，采用更为科学的防治手段，获取矿山开采的数据。同时，地质勘查人员也可结合矿井的补给水源和涌水通道，将需要治理的区域划归为不同的区域，并将每一个区域的管控与互联网的监督相关联，形成智能化的监测模式，以此来进一步明确水流方向，找到最为科学的观测点，关联测定设备，进而对矿井涌水量进行密切关注，同时工作人员也要对所观测到的数据进行记录与分析，在整理后汇报给上级部门。除此之外，地质勘查人员也要运用先进的技术与设备，结合综采面的地质特征与断层破碎带，及时发现矿井涌水情况是否存在异常，特别是在雨量较大的季节，要实现对矿井的全天候无间断观测，并将观测数据绘制成图纸，为后期的防治水工作提供有力支持。矿山企业也要加大对水患的排查力度，勘查人员要按时对警戒线、积水线、探水线等重点区域进行仔细排查，一旦出现异常要及时发出警报信息。

4.3 加强雨季三防工作和地面防治水隐患排查、治理工作

雨季对采矿作业的质量和效率具有相对不利的影响。不同地区的雨季持续时间也存在一定的差异，所以，设计治理工作时，需要考虑地域的问题，同时形成灵活的处理形式，为避免雨季对采矿作业的影响，应采取一定的措施：一是采取适当的防洪救灾措施，形成有针对性的防汛措施。洪灾的发生具有极强的不稳定性，爆发时对于周围环境的影响与矿山工程的开采也会造成极为严重的阻碍，面对这种情况，监测部门必须要定期对矿山进行监测与灾害排查，结合信息化处理技术以及智能化防控手段科学准确地记录监测数据，并进行汇总整合，上传至关联的系统之中，进行下一步的分析与研究。二是要投入适当的资金支出，采购治水新技术和新设备，建立控制机制，确保在山洪暴发和降水量较大的情况下及时有效地进行矿山清理。三是成立专业巡查组，定期巡查，确保雨水不影响矿山整体稳定和安全。但是这部分需要注意的是，所设定的周期要与此区域雨季的时间相匹配，具有一致性，这样可以最大程度地获取矿山水害的防治效果，降低形成的经济损失，避免出现关联性的水源危害，确保施工人员的人身安全，一定程度上提升了整体的工作效率。

4.4 提升矿井水害防治工作效率和管理水平

其一，当实施防治水作业期间，需要做好矿井水害防治要点的控制措施，这部分需要提前对防治区域的实际情况以及防控的具体要求进行融合，形成一整套防治机制，标记防治的相关要点，划归核心的防治区域，结合相应的处理设备，提升工作效率，处于此种时期中要求矿山企业正确了解到防治水工作的作用以及在矿山开采过程中安全实施的重要性，投入相应资金，提前制定出关于预防水害的处理计划，以此提升防治水工作质量。

同时强化技术人员培训力度，强化技术人员专业技能，加深对知识点的掌握程度。部分工程在执行之前，对于施工人员以及管控人员的专业素质并没有较为严格地限制，这对于矿山水文地质的研究与水害的防控效果也是十分不利的，在实施防治水作业前期，可以先对地质状况加以勘察，有效划分矿井水害类型，清楚地了解到水害实际分布现象，引进相关技术，将技术在防治水工作中的作用体现出来，加深各部门之间沟通力度，为防治水工作进一步开展奠定坚实基础。

其二，需要对矿井水文地质情况进行科学合理的探测，提前做好有关的防治水作业，遵循有采必探、有掘必探和先探查后挖掘的基本原则，以免产生尚未有效探查地质构造以及水文地质条件掌握不到位的情况下便实施采掘作业，做好物探测量，采取局部注浆加固改进方式实施综合性治理，逐一检验矿井水害隐患性，结合实际情况制定健全的防治水作业操作体系，落实合理的生产计划和防治水方案，在开采期间编制规程，重点检验和审查防治技术，在挖掘前期阶段中，确定出所探查工作项目，从而完成施工工程，同时在不受水患威胁的状态下加以技术操作，促使以往被动防治工作转变为主动超前治理。

4.5 分类治理水害

①导水陷落柱的治理。对于导水陷落柱，通常是进行注浆封堵，彻底填充陷落柱的顶部和底部，最大程度降低陷落柱的含水量，并确保其不会导水。②导水断层的治理。如果在地质勘查中发现矿井底部存在导水断层，通常选择注浆封堵或者是预留防隔水矿柱的方式进行处理。在施工之前需要对导水断层进行更为细致的勘查，并制定详细的施工计划。③工作面底板预注浆以及局部疏放水。在矿山开采过程中，矿井底板在一定程度上承受着承压水的压力，所以在具体掘进施工之前，可以采用注浆的方式对底板进行加固，这可使矿井底板的含水层变为弱含水层，可在很大程度上提高底板强度，然后进行局部疏放水释放掉一部分水压，水压就会被控制在安全值以下，这可有效降低矿井遭遇水害的概率。

4.6 提高人员思想认识

为了避免地下水的负面影响，提高员工的思想意识是当务之急。一些人员对水害的防治十分不重视，认为对于工程的影响有限。这种想法在一定程度上也会给矿井水害的防治造成消极的影响。矿山地质、地质构造、矿山类型等环境地质研究往往是重要且关键的研究内容，但水文地质参数并未得到部分企业和人员的高度重视。相关企业要改变这种现象，采取会议、培训等多种方式，对实施人员的专业素质作出培训，同时，加强其对于专业检测设备仪器的掌握程度，进而提高人员思想意识，也增强了综合实践能力，使领导和测量人员全面了解水文地质中地下水问题对采矿作业的影响。同时，企业必须建立严格的管理制度，并制定具体的奖惩规则。

4.7 引进合理的安全评价方式

可以依据实际的防治需求，设计较为全面且系统的执行评价模式。例如在对井下巷道进行掘进期间，可以采取直流电法以及音频电透视法，并利用超前物探技术对掘进工作进行判断。在完成防治工作后，明确了解到作业位置是否出现了积水现象，和超前探测数据加以论证，对实际的防治效果作出检测与验证，以此来进一步确保防治效果的真实性和可靠性。

5 结语

从以上论述来看，在新形势发展背景下强化矿井防治水作业管理力度是非常关键的，要想提升防治水工作水平和效率，使其与标准要求相一致，就需要相关人员摒弃以往滞后理念，树立新型意识，制定出健全的管理体系，依照我国标准要求构建专业性强且经验丰富的施工团队，合理应用资金，提升资金利用率，依照具体现象落实完善的防治对策，从而促使矿井工作得到更好的开展。