煤矿井下综合防治水技术的应用研究

马越

（内蒙古准格尔旗特弘煤炭有限公司官板乌素煤矿 内蒙古准格尔旗 010300）

煤矿井下本身便存在着复杂的地质条件，在防治水工程中，也会遇到巷道支护顶板水防治的困难问题，所以，提出采用新型的综合防治水技术予以处理，经实际应用之后，发现综合防治水技术的有效应用可以避免巷道掘进过程中出现突水情况，进一步增强巷道掘进的可靠性和安全性。在此背景之下，本文针对煤矿井下综合防治水技术的应用进行探究，希望能够更好地发掘出综合防治水技术的应用价值，助力煤矿井下作业顺利进行并取得良好的作业效果。

1 煤矿井下防治水工程的瓶颈问题

1.1 水灾位置探测不准确

煤矿水灾的类型、位置、原因有很多，这些因素都非常容易给探测工作带来困难，假如作业人员难以精准捕捉到煤矿工作面的实际水灾位置，并及时给予有效的防水措施进行处理，而是忽视有效防水技术的应用，那么非常容易出现煤矿水灾问题，继而产生多种安全隐患，最终煤矿企业的经济效益也将会因此而遭受损失。

1.2 地下水层的突水现象

在作业人员挖掘矿井的过程中，会根据含水层的矿井底板材料进行注浆施工，进而通过以底板注浆材料的方式去进行解决渗水问题。采用此种工艺方式进行施工，可以有效缓解矿井中含水层结构的开裂问题，防水率高达94.8%，进而保证了隔水层中没有发生过底板污泥层渗漏的状况。不过，由于部分工作人员并没有严格结合技术要求去完成对煤矿工作面底板注浆的整改工作，甚至是因为底板改造质量并不好的因素，导致深层水在底板当中较为脆弱的部分冒出，进而出现突水的现象，产生严重的水灾。

1.3 老窑水因素

老窑水具体指的是在部分煤矿当中，进入开采工作后期阶段时，结束工作做得不是十分完善，因此，导致煤矿井当中存在一些采空区，当地表水经过长时间的渗透之后，便极易在采空部分形成积水区，而后在所展开的煤矿开采工程中，假如工作人员未能观察到此问题，不小心进入了老窑水区，那么便会使老窑水突然涌入，最终形成极为严重的水灾。经过调查发现，我国煤矿井下水灾问题中有80%的概率是因为老窑水渗漏问题。与此同时，考虑到老窑水长时间处于密封的状态，水的酸性极强，对开采设备也会带来一定的腐蚀性影响，此时，设备遭到破坏将非常容易产生安全问题。并且，老窑水中有着非常多的硫化氢气体，这将使工作人员面临着非常险峻的状况，严重时甚至会使人窒息死亡。而一些面积较小的老窑水区域是很难精准探测出来的，这也会影响煤矿的安全开采［1］。

1.4 废弃小煤炭的危害

经过实践之后，发现在很多开挖井田周围都存在着一些废弃的小煤矿，此时，如果未能予以相应的处理而继续进行开采，那么会很容易碰触小煤矿，而小煤矿和大煤矿经常呈现出连成一线的状态，忽视此问题进行开采，将面临着极大的安全隐患，继而影响到煤矿的生产工作，最终引起安全问题。

2 煤矿井下水灾的分类及隐患

2.1 煤矿井下水灾的分类

对于煤矿井下渗水的主要类型，经研究后，发现具体可按照地表水与地下水的不同形成方法生成两类不同的煤矿洪水类别。

第一，由于地表水所形成的煤矿水灾大多是来源于矿山周围存在着一些河道、湖泊、水塘等面积很大的地表水集中区域，尤其是处于雨季阶段，由于降水相对丰富，导致这一类地表水集中区域的水位出现了上升态势，进而逐渐超过了当地历年以来的最大洪水位标准，此时，便非常容易湮没下水井，大量的地表水迅速流入井下，最后产生了淹井的问题。同时，地表水也可以通过破坏与挖掘而形成的裂隙直接流入到地下作业面，如果出现了这种情况，就造成大量积水形成，于下矿井的正上方存在大量地表积水的地方。因此，在地下水采掘时期，就必须推出一系列的保护措施进行整治，从而使得地表水无法直接进入井下。

第二，来自地下水所形成的矿山洪水，大多是由于暗河、含水层结构、老窑积水等某些恶劣水文条件而形成的。因此，假如对水文条件的勘测并没有十分明确，或者不是非常完善，在井下挖掘时期也就无法开展更深入的勘查，而此时便非常容易掘进一些不良含水地层，最终出现井下水害；再或者是虽然已经探明了矿井水文地质情况，但是所采取的安全措施并不是十分到位，继而产生井下水害问题。例如，未能留设保护煤柱，未能进行注浆堵水，或者是所留设的保护煤柱尺寸不合理，多种多样的问题都会导致水害的出现［2］。

2.2 煤矿井下水灾的危害

总体来讲，煤矿井下水灾极易产生多种多样的危害，如巷道积水、顶板淋水，这类问题会使得井下工作环境出现潮湿的情况，并且导致空气的流通不是十分顺畅，假如处于开采深度较深的矿井当中，温度也会随之升高。例如，在环境较为潮湿、空气不是十分流畅的作业环境当中，会影响到作业人员的工作效率和身体健康；水灾的出现也会积聚瓦斯或者是硫化氢气体，最终产生中毒现象；处于潮湿环境中的井下机电设备也会因为这样恶劣的环境而受到影响，其使用性能和使用寿命都将无法呈现出良好的状态。由此可见，煤矿井下的水灾问题既会让作业人员面临安全隐患，同时也会给井下机电设备带来一定影响，总之，恶劣的井下作业环境将为获得良好作业效果带来极大的阻碍。

3 煤矿井下综合防治水技术的应用

3.1 严格做好前期准备工作

在对矿井进行防治水处理之前，严格做好前期准备工作是非常有必要的，并且前期的防治措施也将为后期治理井下水害奠定下坚实的基础，确保井下水害得到快速治理，不至于影响实际施工活动的顺利进行。在针对矿井展开防治水工作之前，前期勘探工作是非常重要的基础，假如此时工作人员能够精准地勘探水文地质条件，那么，可以有效避免出现井下水害情况，最大程度地降低水害所带来的风险性问题，对降低治理水害的成本也将起到良好的作用。因此，在实际进行水文地质勘测的过程中，可以采用钻探勘测法和物探勘测法相结合的方式进行勘探，以此种综合勘探技术，可以更加精准地了解到水文地质的实际情况。并且在这一过程中，必须对矿山附近的主要矿井涌水状况和地表水状况加以关注，搜集有关资料并加以合理整理，为今后做好防水工作奠定良好的基础。特别是要注意一些采空区积水或大断面等的不良含水区域，在图中也要进行适当的说明，在查清了作业区域内的实际水文条件以后，便要把这些数据交给防水部门的有关人员［3］。之后，由部门有关人员结合数据编制防治水方案，对于防治水方案的制订可根据季节或月份进行落实，而针对不同种类的水矿井，则需要针对其实际状况去编制防治水方案。

3.2 加大雨季安全隐患的排查力度

处于雨季阶段，更应当加大安全隐患的排查力度，从而避免因雨季而产生井下水害问题。相关工作人员需要切实地结合矿井所在区域气候条件和降雨量展开综合分析，在雨季来临时，要制定相应的隐患排除方法和处理办法。因此，可以在矿山地防水主管部门的辅助下成立雨季安全隐患排除工作组，更加认真地关注雨天的降水量问题。同时，应对部分已废弃的水井进行回填管理，假如无法及时对废弃水井进行回填，则需要在井口部位安装以钢筋、混凝土制成的盖板，从而有效起到止水作用，避免因为地表降水而使得大量雨水涌入井下。对井田附近的湖泊、河流和水库这类区域也应当进行定点巡视，如发现存在问题，要立刻上报，如果遇到一些容易出现洪水淹没井口的情况，更需要及时上报给相关领导层，并推出一系列的紧急措施，撤出井下作业人员，做好地表输排水工作，避免因地表水产生井下水害。

3.3 细化对煤矿水灾位置的勘测工作

通过对煤矿水灾进行细化勘测，可有效避免在开采过程中出现的水灾问题，为了进一步保证其勘测效果，精准地捕捉到煤矿含水层位置，相关工作人员需要从以下方面出发对此问题加强重视。

（1）提高测量的准确度，保证上下联系测量的准确，清晰地标出一些废弃小煤矿井口位置。

（2）工作人员需要使用类似于三维地震技术去勘测在煤矿工作面附近是否存在断层，并且判断断层的断点地质情况、断裂的范围及断裂的延伸走向。在随后进行施工活动的过程中，防止断层线由于不合理开采而受到的破坏［4］。此外，还能够利用瞬变电磁方式精确地探查出矿井工作面周围存在的富水区，从而为后续防治水工作提供足够的便利。

（3）经过分析之后，判断是否存在钻孔未能得到密封，再对钻孔展开治理。

（4）利用一些分辨率较高的探测仪器对煤矿工作面的巷道展开探测，通过观察探测仪是否发出预警信息而有效避免出现水灾问题。

（5）防止因为地下水层渗透而影响煤矿开挖工作。当作业人员所处的开采工作点和预警部位相差大于30m时，便要在煤矿工作面的两侧进行探测试验，并且确保打孔和施工巷道呈现出平衡的状态。如果经过勘测之后发现煤矿的开采点和预警部位之间距离相差为30m以下时，作业人员便要立刻停止作业，并展开探测试验，保证安全之后才可以继续进行。

（6）积极运用多种先进仪器执行勘测工作。例如，可以运用超前地质探测器进行探测，超前地质探测器本身便有着内容详细、探测范围广、精准度高的优点，因此，其应用在煤矿开采工作中能够真正发挥出其实际价值，凭借其独特优势，精准地捕捉到每一个工作面附近存在的断层部位，分析断层位置、断层宽度，了解断层延伸方法，并准确预测出处于煤矿附近含水层的实际位置，由此，将为后续展开煤矿防治水工作提供非常宝贵的依据。

3.4 严格监管钻探施工质量

相关工作人员要坚决落实相关工作条例展开煤矿防治水工作，确保钻探的施工质量，这也是工作人员需要重点关注的问题，同时，这个问题将成为防治煤矿水灾的重要举措之一［5-6］。

（1）关于排水设备的准备，需要加强重视力度，在展开钻探工作前，便需要准备好所要用到的排水设备。例如，可以在煤矿工作面中放置排水管、水泵、配电设备等。并且，相关工作人员也需要对排水设备展开定期维护，确保排水设备能够顺利运行，在探测位置的最低部位可以设计一个容量较为合适的水仓。

（2）在实际展开钻孔作业之前，相关工作人员应当做好钻孔的设计，并且需要严格地按照设计图纸执行施工活动。在施工时，也切勿凭借主观认知更改图纸。

（3）在确定钻孔位置时，需要确定一个比较稳定的位置进行钻孔，通常情况下，钻孔的位置可以布置在巷道下方，这样能够确保钻孔和采矿地区之间的宽度保持足够的厚度。在正式进行钻孔之前，要确保排水设备和巷道能够正常运行，避免煤矿水灾的出现。

（4）为了进一步保证钻探工作的安全进行，相关工作人员需要对施工安全技术和施工设计展开详细且精准的记录，施工人员一定要按照施工的实际要求完成施工活动，并且在正式施工之前对相关施工人员展开培训工作。当施工人员具备一定的煤矿水灾意识和较强的施工技术之后，才能正式步入工作岗位，并为获得良好施工效果奠定基础。

（5）建立起防水灾组织。考虑到煤矿开采人员在整个煤矿防治水工程中的实际作用，开采人员方面应当事先与其他技术人员加强沟通，并且对煤矿展开测量。接下来，设计人员进行施工设计，探测人员要对煤矿情况进行探测，而施工人员则主要负责完成施工活动，每一名技术人员都应当保持以相互配合的良好状态完成施工活动，最终确保获得良好的施工效果。

（6）检查钻孔器是不容忽视的一项重要环节。在进行钻孔之前，一定要对钻孔设备的防喷、闸阀等一系列装置进行检查，从而保证后期钻孔设备得以顺利运行。

（7）关于钻孔施工的控制，需要相关工作人员及时且详尽地应用施工技术，并且记录、整理施工过程中出现的异常情况，及时发现问题并给出相应的解决方案，保障钻探工作的顺利进行。

（8）钻探防护是进行防水工作时需要予以重视的一项问题，通过做好防护工作，避免在钻探过程中产生有毒气体而对施工人员带来危害，有效保障施工人员的健康问题。

4 结语

综上所述，处于煤矿井下的水灾问题将会给煤矿井下施工活动带来极大的不良影响，无论是对煤矿开采企业来说，还是对施工人员来讲，水灾问题都将产生极大的安全隐患。因此，考虑到水灾问题所容易产生的一系列消极情况，相关施工单位方面一定要采用有效的防治水技术解决煤矿井下水灾问题，避免因水害问题影响作业环境而增加生产成本。并且，相关工作人员也一定要从防治水的准备工作做起，在雨季期间，加强隐患排查力度，制订出一系列应急方案，以免出现水害问题时难以给出有效的整改对策。通过从方方面面着手，掌控好防治水工程的诸多细节，继而为营造良好的煤矿井下作业环境奠定坚实的基础，同时，也从根源处解决了因水灾所产生的危害问题。