王艷龍

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

煤礦水害類型及其防治對策分析

王艷龍

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

隨著經濟全球化的發(fā)展，我國的國民經濟和科技實力在發(fā)展的基礎上正在不斷加強。在這種情況下，社會發(fā)展的速度進一步加快，對資源的依賴程度也進一步加深。煤炭資源是目前常用的資源之一，對促進社會的發(fā)展有重要的意義，尤其是對我國工業(yè)的發(fā)展起到了很大的促進作用?；谶@個原因，我國的煤礦開采的數量和規(guī)模都在不斷擴大，開采呈現(xiàn)越來越難的趨勢。而各地的自然條件又給煤礦的開采帶來了困難。其中水害的危害是巨大的，水害的基本類型就是地表水水害、地下水水害、老采空區(qū)水害和災難性透水。這些水害嚴重阻礙的煤礦開采工作的進行，降低了煤炭的開采量。同時對煤礦的開采帶來了很大的安全隱患。為了保障煤礦開采的質量，要對針對這些難點進行合理的解決，提高開采質量?；诖耍疚膶γ旱V水害類型和防治的策略進行分析與研究。

煤礦；水害類型；防治；對策

1 煤礦水害事故的具體含義介紹

煤礦水害事故是煤礦生產過程中重點關注的問題之一，它通常指的是在進行礦井建設和生產時，由于沒有對水方面上的問題進行詳細的分析、研究和防治處理，導致在地下水或地表水經過坍塌區(qū)、斷層以及裂縫等相關位置時，出現(xiàn)難以控制的情況，使得部分的水進入到了礦井中；情況輕微時可能只會影響到礦井生產設備無法正常的使用，如果是情況嚴重時，則會對礦井工作的人員的安全帶來很大的威脅，導致正常的生產工作無法繼續(xù)進行等。煤礦水害的出現(xiàn)與礦井所在地的自然地質有著非常密切的關系有，特別是對所在地地質的賦存情況有關聯(lián)，它可能是引起煤礦水害出現(xiàn)的直接原因。通常煤礦的充水水源都會有許多種，例如：地下水、地表水、大氣降水和老空區(qū)水等，而造成煤礦水害事故的水源大多數都屬于采空區(qū)水。煤礦水害事故的發(fā)生一般都是集中在基建煤礦、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦以及改制煤礦上，所以這一部分的煤礦更加應該注意對其水害事故進行科學的預防和處理。

2 煤礦水害類型分析

就目前而言，較為常見的煤礦水害主要有四種，它們分別為地表水水害、地下水水害、老采空區(qū)水害和災難性透水。

2.1 地表水水害

地表水水害顧名思義說的就是由地表水所導致的煤礦水害。如果煤礦開采區(qū)域與湖泊、江河、水塘、水庫等非常接近時，在連續(xù)性降雨的情況下，水體的水位則會上升，這時地表水則有很大的可能性會進入到礦井中，進而引導致煤礦水害的發(fā)生，從它的成因我們可以看出，煤礦地表水水害經常出現(xiàn)在雨季時期。

2.2 地下水水害

地下水水害主要指的是因地下水所造成的煤礦水害。其中地下水的來源又分為許多種，例如：斷層水、含水層水、溶洞水和老采空區(qū)水等，在煤礦生產過程中，如果碰上類似的含水層時，含水層中的水便會進入到礦井內，這就是造成煤礦地下水害的一大原因。除此之外，通常含水層的水壓都會比較大，如果出現(xiàn)水壓破壞隔水層的情況，含水層也就進入到煤礦井中，這也是導致煤礦水害出現(xiàn)的原因之一。

2.3 老采空區(qū)水害

近十幾年來，礦井開拓以煤巷為主，基本無巖集巷，施工疏放水孔特別困難，工作面內涌水只能靠水泵排出，由于褶曲發(fā)育低洼區(qū)積水，致使排水環(huán)節(jié)增多，難度加大。特別是工作面回采后，采空區(qū)大量積水無法疏放，從而造成積水水害。若是在之后的采掘工程實施過程中長時間觸及水體邊緣，則老空水就會通過突然潰入形式在一定程度上涌入到采掘工作面，非常容易出現(xiàn)礦井水害事故。老空水害有以下特點：第一，具有較強的突發(fā)性；第二，老空水在酸堿性上呈現(xiàn)出酸性；第三，硫化氫有著相對較高的濃度；第四，涌水量相對較大，有著較強的破壞性，然而由于儲水空間相對來說比較封閉，使其涌水時間比較短，非常容易出現(xiàn)疏干現(xiàn)象。

2.4 災難性透水

煤礦生產中的災難性透水通常都是指底板高壓水進入廢棄的小煤礦，讓地表水和老空水進入到礦井中，進入引發(fā)煤礦水害。通過對中國近些年中所發(fā)生的煤礦水害事故的研究，我們可以發(fā)生其水源主要來自小窯老空水，小窯老空水的主要特點就是水壓大、積水多，如果出現(xiàn)小窯老空水透水的情況，比對會對煤礦企業(yè)的生產工作造成很大的影響，同時也會給井下作業(yè)的工作人員的生命安全帶來很大的威脅。

3 煤礦水害事故的防治技術

3.1 強化對礦井環(huán)境的掌握

調查、掌握當地最高洪水位資料，查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水情況，對于可能進水的井口采取疏通河道、加高永久擋水堤壩、修筑泄洪渠、井口預備應急堵水物資等措施。摸清采動塌陷區(qū)、地表裂縫、廢棄的舊鉆孔(立眼)、廢棄小窯井口等及降水直接或間接流入井下的通道，對于存在可能進水的通道進行徹底封堵；對于正在開采的工作面，每月定期巡查1次。與地方氣象、水利、防汛部門建立災害性天氣預警、預報聯(lián)系機制，第一時間掌握洪水形成動態(tài)，提前做好思想準備和應對措施。暴雨期間在井上下實施24h不間斷巡查，嚴密監(jiān)測地表行洪及井下涌水量變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)情況危急，立即按照停產撤人規(guī)定及時撤出井下人員。

3.2 地表水的防治

對回采工作面和掘進工作面影響范圍內已經存在的水壩和各類水塘，提前協(xié)調將水放干，并且在開采過程中不能重新蓄水。對采空區(qū)地面實行定期巡視，不許設置各類水塘；對于地面沉降自然形成的水坑，及時修筑排水溝或設泵排放積水。對采掘工作面穿過的地表溝流，提前修筑人工防滲河床或鋪設管道引流，不使明水滲入井下。礦井水原則上不得排往地形高處，已經形成的蓄水壩要定期巡查安全狀況，發(fā)現(xiàn)有滲漏跡象時立即采取措施堵漏和加固。

3.3 老空區(qū)積水

采空區(qū)積水是礦井的主要水害威脅。礦區(qū)周邊小窯破壞較少，主要為本礦自有采空區(qū)及北部鄰礦采空區(qū)的積水。對于采空區(qū)積水，首先要確定范圍和積水量，整理其以往采掘圖紙，其次進行地面調查，必要時用地面及井下物探輔助調查。對于已經能夠確定范圍的積水區(qū)，可以進行放水孔的留設，避免出現(xiàn)積水現(xiàn)象。對于鄰礦的采空區(qū)積水，除了進行必要手段確定積水區(qū)外，還應留設足夠防水煤柱，防治水害發(fā)生。

3.4 防水煤巖柱技術

在煤礦的開拓設計過程中，應該在開采位置與積水區(qū)域中預留出足夠寬度和厚度的防水煤巖柱，這樣就可以起到防治煤礦水害的發(fā)生的作用。防水煤巖柱技術在實際的煤礦水害事故防治中，主要的作用有隔離和防止兩個作用。這里需要特別注意，防水煤巖柱的設置處理要考慮到實際的防水害效果之外，還應該將防水煤巖柱的安全性與經濟性列入考慮的范圍之內。厚度在3.5m以下、傾斜度在30°以下的采礦區(qū)域，其防水煤巖柱的留設位置應該在20m以上；如果煤礦開采區(qū)域的側面與含水區(qū)有直接的接觸時，應該使用斯列夫公式來進行防水煤巖柱預留寬度的計算。

3.5 探放水技術

探放水技術主要是在進行煤礦開采工作時，對可能存在著水害的煤礦開采區(qū)域進行超前的鉆孔放水和鉆孔探水，這樣就可以清楚的知道煤礦開采位置的前方、側方、頂部以及底板位置上的水源情況，這樣就可以提前進行相應的應對措施，有效地避免煤礦水害的發(fā)生。如果在開采過程中，礦井頂部的石塊出現(xiàn)淋水、出汗或者是礦井內有特殊的氣味或響聲是，也應該使用超前的探放水技術進行水源情況的檢測。在利用探放水技術進行煤礦水害防治時，應該特別注意鉆孔的擺放位置，通常都是在開采面解決斷層、含水層或老空積水的位置上布置。除此之外，在一些泥沙的溶洞和突水的地方都應該嚴格的進行探放水工作，并在實際的探放水前應該先對其程序進行合理的設計，這樣才可以有效地防止煤礦水害的發(fā)生。

總而言之，煤礦水害已是影響煤礦安全生產的災害，給煤礦生產的正常安全生產帶來了極大的威脅。煤礦生產過程當中的水害事故是客觀存在的，由于科學技術手段和認知水平的在現(xiàn)階段的局限性，煤礦水害事故在很長一段時間里都仍然是煤礦安全生產巨大威脅。但是，只要我們從思想認識上了解煤礦水害的危害性和防治水害的重要性，摸清煤礦水害事故發(fā)生的規(guī)律，綜合運用各種水害防治技術措施，以及先進的管理預測機制，提高煤礦從業(yè)人員的綜合技術能力素質，加大開發(fā)更加先進的設備技術，嚴格執(zhí)行煤礦水害防治工作的相關規(guī)章制度，實施行之有效的防治水害措施，以此來減少煤礦礦井水害的發(fā)生，進而促進煤礦行業(yè)進一步發(fā)展。

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