地质勘探工作对矿井防治水的重要性

李 健

(贵州省黔西市应急管理局，贵州 黔西 551500)

0 引 言

在矿产开采过程中，容易破坏地质地层的平衡，进而引发各种地质灾害，其中最严重的是水害，影响到矿井开采的生产安全性，如工作面及矿井出现被水淹的情况，会影响矿井开采效果。一旦出现水害事故，不仅影响工作开展，也导致救援工作难以进行，威胁到工作人员的生命安全。这主要是由于在短期内难以将矿井中的水全部排出，因此，企业应当做好矿井防治水工作。为达到良好的预防作用，应掌握矿井水的实际来源，针对性地采取解决策略，提高对矿井防治水的工作效率。

1 研究背景

随着矿产企业的发展，各项安全事故管理机制的完善，在优化当下矿产企业运行结构的同时，应使矿产开采工作更加规范。矿产企业应根据自身的经营发展情况及市场背景进行综合管控，为矿产企业的发展提供可靠方向。在开展运行管理工作过程中，地质勘查与防治水工作具有重要作用。对于矿产企业而言，水害事件不仅影响着企业经济效益，也会威胁到工作人员的生命安全，因此应针对地质勘察与矿井防治水工作现状进行综合分析。

2 矿井防治水的重要性

2.1 提高综采工作面生产安全

矿井开采工作的危险性较高，就我国矿井开采工作来看，经常会出现井下各种安全事故，造成人员伤亡以及重大的财产损失，而造成矿井事故的主要因素就包括水害。因此做好矿井防治水工作，保障工作人员在矿井开采过程中的生命安全，同时降低财产损失，具有重要的现实意义。由于矿井开采具有一定的特殊性，大多数工作需要在矿井中完成，地下水一般都在地层以下，矿井在开采过程中会出现涌水情况。在正式开采综采工作面时，应当先进行探放水，通过专业的勘探设备，检查矿井周围的水温情况，进而做好准备工作，提高矿井开采的安全性。

2.2 增强综采工作效率

在开采矿井以前，需要分析研究矿井周围的水文地质情况，并提前发现可能存在的各种水害因素，进而针对性的采取策略，做好矿井水害预防工作，保障开采安全。在有效的预防措施下，能够起到良好的防治水效果，在实际开采过程中，让涌水现象明显减少，并在可控范围之内，开采安全得以保证。同时也减少了涌水问题带来的各项不利因素，提高矿产开采效率，保障最终矿产企业的经济效益。因此要想保证矿产开采的实际效率，就应当采用科学合理的防治水技术。

2.3 扩大开采范围

在矿产开采以前，还需要通过地质勘探技术，检测其周围水文地质情况，结合各项数据指标完成更详细的勘察工作。最终的勘查结果，能够帮助矿产企业掌握矿产开采的大致情况，计算出相关经济指标，比如矿产开采可能需要的资金投入量，以及最终获得的资金收益。如：对于矿山开采而言，资源的最终储存量是计算矿产开采经济指标的重要数据部分，确定实际可开采数量，以及最终储存数量。对于矿产而言，实际储存数量无法改变，因此就应当通过对各项技术的完善来提高开采效率，提升开采量。但开采储存量会受到水文条件的影响，而通过科学的防治水方案，能够有效提高矿产开采储存量，获取最大化的经济效益。

3 地质勘察工作与矿井防治水工作现状

(1)地质勘查工作不够完善，使得矿产企业的发展受到限制。随着市场经济的快速发展，多元化的经济活动数量不断提升，各个领域对矿产需求量只增不减，因此矿产企业为了获取最大化的经济效益，将更多的精力放在矿山开采工作之中，由于地质勘察工作的不到位，导致部分资料的精准性难以得到保障，使得后期防治水工作的开展失去意义。

(2)缺乏矿产专业技术人员，对防治水工作的落实不够及时。对企业而言，专业技术人员决定着最终防治水工作效果，如果专业技术人员不断流失，会影响企业工作开展的稳定性。而部分矿产企业领导对地质勘查工作的开展重视不足，使得勘察队伍不稳定，其专业素质难以满足防治水工作开展的需求，进而使得防治水预防产生多项漏洞，地质勘查结果未能为防治水工作提供准确标准。由于矿产开采的环境较为恶劣，而且工作人员综合能力有限，自身职业精神与专业水平有限，最终影响开采水平，甚至会导致出现延误工期的情况。

(3)地质勘查工作缺乏完善的管理机制。许多矿产企业在开展地质勘查工作时，往往缺乏完整的监督管理制度作为支撑，因此部分制度的执行缺乏科学性、严谨性。而且地质勘查工作难以明确勘察的基本方向，影响最终工作效率。部分矿产企业在具体施工过程中勘查工作规划，没有结合实际工作需求完成设计，进而使得地质勘察工作的综合效能没有得到充分展现，工作的开展也只是流于表面，勘察工作的科学性不断降低，进而无法保障矿产企业的高效运行。

4 矿井水害基本类型

为了能够实现对矿井水害的精准管理与防治，就应当了解矿井水害的基本类型。按照水的不同来源，将其分为采空区透水、含水层涌水以及断层突水。

4.1 采空区透水

在开采矿井时会形成采空区，由于被长期闲置，就会导致采空区出现积水。如果在采空区周围布置新工作面，则很容易引发采空区透水。一般引发此类透水事故的主要因素是由于采空区内水压与水量高导致，如果在采空内水压不断上涨，那么工作面涌入水的速度就会不断加快，一般在极短时间内就会淹没工作面，造成巨大的安全威胁。在工作面内会放置诸多矿井开采设备，一旦工作面被淹没，则会导致设备被泡，而后则需要投入大量的资金费用维修设备，即使维修成功也会影响设备的实际使用期限，进而提前报废，加大资金支出。就矿井来看，采空区发生透水现象较为稀少，一般只有在周围有小煤窑的情况，才更容易引发透水。即使此类小煤窑已经关闭停业，但其图纸保存不善，使得无法确定采空区周围地质情况。

4.2 含水层涌水

含水层涌水是指：如果上下层的隔水层出现破裂情况时，那么地下水就会随之快速涌入到工作区域。一般此种情况大多数发生于水层或水层较大的矿层底部以及顶板上方。在开采矿层时，隔水层的应力过于集中，导致隔水区出现裂缝，进而地下水喷涌而出。如果矿层距离含水层较近，那么在开采过程中如若应力过于集中，则会导致隔水层受到影响。因此为了避免地下水涌入到工作面之中，减少水源危害，就应当合理设计防水煤岩柱。如果防水煤岩柱宽度不符合工作面需求，那么也会容易出现地下水涌入情况。除此之外，随着工作面开采强度的不断上升，导致采空区的冒落带高度不断上升，如果冒落带高于含水层时，那么含水层则会容易涌入到工作面内，造成危险系数不断上升，影响安全性能。

4.3 断层突水

当回采到断层之后，工作面回采会直接干扰断层，进而使得断层隔水能力受到影响，甚至失效，进而引发断层突水，导致开采工作中断，干扰后续工序。这主要是由于断层在初始阶段在趋于平衡，但是断层开采会导致其平衡状态受到影响，使得地下水涌入到工作面之中。正是此种突发情况导致工作面排水所承受压力不断上升，回采巷道也会受到影响，出现异常泥泞，但不会导致出现被淹没的情况。除此之外，引发断层突水的另一因素则是由于初期的安全防护措施不够完善，进而使得断层突水情况发生较多。如果在断层附近进行开采作业时，矿层底板的应力过于集中，一旦底板存有承压水，在回采阶段就会引发底板突水问题。此种突水现象一般是由于开采矿层方式选择不恰当导致，因此需要综合考虑突水的水压规律。

5 地质勘探工作对矿井防水的重要性

5.1 探明矿井水来源

针对矿井采取防治水措施时，首先应当明确水源，确定矿井周围是否存在水压。矿井面临的水害多种多样，如果不探究水的真正来源，那么则无法针对损害程度采取针对性的措施，以尽全力降低水害的影响。一般情况下为了了解工作面周围的水文地质情况，会通过探水钻孔来检测其水源，掌握不同水源的实际流向及大致分布范围，了解其水压。水压是导致出现水害的主要因素之一，同时也是检测水强度的指标，如果水压不断增大，那么发生水害事故的几率也会随之不断上升。因此在开展地质勘探工作时，应当关注工作面以及采空区的实际积水情况。在明确水源类型、压力之后，则可以制定针对性的防治水方案。比如针对采空区积水，则可以利用水泵排出水源；而对于水层中的水源，则可以采取注浆法，以此起到堵塞水源的作用。

5.2 合理设计工作面

导致矿井出现水害的主要因素通常是由于工作面设计不合理。由于布局的不合理性，导致工作面在回采过程中扰动附近水源，进而引发矿山水害，比如工作面遇断层，距离过近时，则会加大水害发生机率。如果地质数据难以保证精准性，且工作面开采过高，那么矿层上的隔水层会受到影响，导致破碎引发水害。采用勘察技术则能够准确掌握地质相关数据，按照数据信息科学设计工作面，使其与断层距离加大，减少水害的发生。此外，通过地质勘探采取的准确数据，能够使得地质结构不再受到回采作业的影响，降低水害发生机率。

5.3 完善防治水理论

矿井防治水是矿产开采的主要难题之一，采取完善的防治水理论以及防治水技术，是减少水害发生的主要措施之一。虽然当前防治水工作已经取得了初步成就，但是不同矿井的地质条件存在差异，因此采用单一的防治水理论，难以满足不同矿井开发的需求。因此应当针对现有防治水理论不断进行完善，以此来实现防治水技术的不断创新，提高防治水效果。利用地质勘查数据，可以了解水害的实际发生因素及相关条件，找出各项水害发生的共性，总结出相应的工作经验及实践，进而使得当前的防治水理论更加完善，为矿井开采与安全生产提供有利条件。

5.4 合理设计防水爆岩柱与水仓

当前许多矿井防水煤岩柱的设计并不合理，使得矿井水害并没有得到有效预防，虽然根据开采作业经验对防水煤岩柱公式计算加以完善，但是仍有部分参数的选取并不符合矿井实际需求，也有部分参数选取缺乏依据，许多公式只是针对特定的开采情况应用。因此，就应当利用地质勘察技术，深入掌握地质条件实际情况，确定合理的防水煤岩柱宽度。而矿井水仓是重要的储水设施，如果水仓容量并不符合实际情况需求，那么就会导致水害出现机率上升。因此，在设计水仓时，就应当充分了解矿井的涌水量，记录其最大值与最小值。同时也要记录矿井水源的变化情况，了解其时间。通过地质勘探技术能够有效确定矿井水的实际涌出量，从而完善水仓容量设计及排水系统的设计。

5.5 应用信息技术完善地质勘探系统

防治水工作专业性较强，需要完善的防治水技术，同时也涉及到多项内容，因此要想降低水害的发生几率，就应当做好各项基础工作。首先应当从提高管理水平入手，不断强化防治水工作的基础工作，在开展防治水工作时，应当积极与信息技术相融合，使得防治水工作实现信息化发展。其次要积极完善地测信息管理系统以及水文监测系统，以此来提高防治水管理效果。矿产企业应当加大信息技术的资金投入，完善现有地测信息系统，使其能够准确检测矿井上下的观测孔，利用自动监测系统实时掌握矿井涌水量。而自从建矿开采以来，企业也应当积极构建数据库，将地质、储量、水文等信息做好储备管理。各项图纸也应当做好储存与记录，使得矿产开采的防治水工作更加信息化。

5.6 建立健全安全生产责任制度

为了有效减少突发性水害事故的发生，工作人员应及时制定防治水策略，并且要具有一定的预见性，确保水害防范工作能够发挥出自身作用，使得地质勘察工作能够为水害防治工作提出针对性意见。对矿井的防治水工作应当依照地质勘查提供的资料而展开，根据实际勘察的地质情况创建水位观测站，合理勘查清矿区域内的坍塌事件，并针对积水面积及深度进行综合测量，做好水源排查工作，尤其是在雨季更应落实这一标准，综合检查矿区的排水系统，提高排水通畅性。矿产企业积极完善安全生产责任制度，将此项制度落实到企业内部的各级部门之中，使得每一位工作人员都能够明确自身职责，在开展防治水工作时，提高自身的积极性，落实各环节防治工作。除此之外，工作人员针对勘查数据进行综合整理与分析，以此来制定更科学化的应对措施，实现对水源的动态管理，掌握水害发生的基本规律，完善应急管理策略。

6 结 语

综上所述，影响矿井的安全因素主要是水害，会影响到工作人员生命安全以及矿产企业的经济效益，应采取科学的防治水策略。当前矿井水害主要分为采空区透水、含水层涌水以及断层突水，因此矿井开采防治水方案的制定就应当结合矿山水害类型以及地质勘探工作而展开，进而掌握矿井水源，科学合理地设计出工作面。同时积极完善防治水理论及防治水技术，合理设计防水煤岩柱宽度以及水仓容量，通过地质勘探减少矿井水害的发生。