孔慶蒙+張仟仟

摘 要：煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，礦井水害不僅阻礙開(kāi)采工作，而且影響生產(chǎn)安全。而分析水害類(lèi)型及產(chǎn)生原因，針對(duì)性的提出防治措施，能夠有效解決水害問(wèn)題。本文以白莊煤礦8105軌道順槽里段突水事故為研究對(duì)象，分析研究礦井防治水技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：礦井水害；防治技術(shù)；突水原因；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.077

礦井隨著開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大，開(kāi)采范圍越來(lái)越大，開(kāi)采深度越來(lái)越深，礦井水害事故的發(fā)生也更加頻繁，給礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)狀況帶來(lái)了巨大的影響。而對(duì)于如何治理礦井水害的研究也越來(lái)越多。本文將以白莊煤礦突水事故為案例，分析礦井水害的防治。

1 礦井概況

白莊井田位于肥城煤田西部，地處泰山山脈西翼，于1979年建成投產(chǎn)，后經(jīng)擴(kuò)建，目前核定生產(chǎn)能力為140萬(wàn)噸/年。其礦井劃分為-430m、-250m、-150m三個(gè)水平。目前仍從事采掘活動(dòng)的只有-430m、-250m兩個(gè)水平。其中-430m水平礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，此次突水事故就發(fā)生在該水平。

2 突水情況

2016年1月25日，白莊煤礦-430m水平東翼一采區(qū)8105軌道順槽里段底板發(fā)生奧灰突水，最大出水量達(dá)到了2800m3/h。其具體突水經(jīng)過(guò)如下：4時(shí)15分，8100采區(qū)泵房司機(jī)匯報(bào)，8100采區(qū)泵房水量增加、水色發(fā)渾；5時(shí)59分，確定出水點(diǎn)位于8105軌道順槽里段聯(lián)絡(luò)巷以里，出水量約200m3/h；7時(shí)32分，8100采區(qū)泵房開(kāi)泵3臺(tái)，水量仍增大、水色渾濁；7時(shí)40分，匯報(bào)奧灰水位下降27m，泄水巷水量增大；9時(shí)23分，8100采區(qū)泵房4臺(tái)泵全部啟動(dòng)，吸水井水位上升；10時(shí)11分，8100采區(qū)泵房進(jìn)水；10時(shí)40分，8100采區(qū)泵房被淹，啟動(dòng)關(guān)閉-430m水平東翼防水閘門(mén)應(yīng)急程序；14時(shí)11分，-430m東翼2道水閘門(mén)和1道擋水墻水閘閥關(guān)閉。

3 原因分析

經(jīng)過(guò)分析，本次突水事故的直接原因與間接原因如下。

（1）直接原因。白莊煤礦-430m水平東翼8105軌道順槽里段底板存在隱伏導(dǎo)水構(gòu)造，受7101工作面礦壓影響，先誘發(fā)隱伏構(gòu)造五灰突水，繼而在五、奧灰壓力差的作用下導(dǎo)通奧灰水。

（2）間接原因。8105軌道順槽里段底板隱伏導(dǎo)水構(gòu)造之所以突水，就在于工程人員對(duì)于該區(qū)段向斜軸隱伏導(dǎo)水構(gòu)造分析不足，認(rèn)識(shí)不夠，隱患排查不到位，導(dǎo)致這一隱患一直存在，一觸即發(fā)。除此以外，8煤層巷道施工后未進(jìn)行注漿改造也是造成突水事故的間接原因。當(dāng)然，更為重要的是礦井經(jīng)過(guò)十多年的開(kāi)采生產(chǎn)建設(shè)，開(kāi)采范圍不斷擴(kuò)大，開(kāi)采深度不斷延深，礦井的水文地質(zhì)條件有了較大變化，原來(lái)的《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》已不能滿(mǎn)足礦井安全生產(chǎn)的需要，而工作人員對(duì)最新的水文地質(zhì)狀況掌握不足。

4 防治措施

針對(duì)這一突水事故，工程技術(shù)人員采取了妥善的解決方法。先是組織人員有序撤離，關(guān)閉水閘門(mén)和水閘墻隔離水患；隨后采取了一系列的治水措施，控制了水情，并歷過(guò)一百三十多天的努力，最終于2016年6月16日，將出水點(diǎn)水量全部封堵，徹底解決了本次突水事故。

礦井水害除了治理之外更應(yīng)該注重預(yù)防，下面將結(jié)合本次突水事故的原因，從技術(shù)和制度兩個(gè)層面分析如何防治此類(lèi)突水事故。

（1）探清水文地質(zhì)條件。本次突水事故之所以會(huì)發(fā)生，其中一個(gè)重要原因就在于工作人員對(duì)于目前白莊煤礦五、奧灰含水層的水文地質(zhì)條件以及礦井隱伏導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造掌握不夠清晰。隨著開(kāi)采的深入，礦區(qū)水文地質(zhì)狀況會(huì)發(fā)生變化，《生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》也應(yīng)隨之不斷更新。

礦井可以通過(guò)大型放水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、連通試驗(yàn)、水化學(xué)試驗(yàn)等勘探方法來(lái)獲取煤層底板灰?guī)r含水層的水文地質(zhì)狀況，為后續(xù)開(kāi)采提供指導(dǎo)。而在本次事故之后，《白莊煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》也得到了進(jìn)一步的修編。

（2）帶壓開(kāi)采。白莊煤礦-430m水平東翼采礦區(qū)8105軌道順槽里段發(fā)生突水問(wèn)題主要是因?yàn)槠涞装宕嬖陔[伏導(dǎo)水構(gòu)造，在礦壓作用下，誘發(fā)突水。而對(duì)于底板承壓水的防治，帶壓開(kāi)采是重要方法之一。

帶壓開(kāi)采是指煤層底板受承壓水威脅，充分利用煤層底板至承壓含水層之間的隔水性能，采取某些技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)安全采掘的綜合性防治水技術(shù)。帶壓開(kāi)采技術(shù)的重點(diǎn)是對(duì)突水系數(shù)的利用，底板受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)多控制在0.06MPa/m。隨著開(kāi)采水平的延深，底板隔水層承受水壓增大，帶壓開(kāi)采技術(shù)的利用減少。

（3）疏水降壓。底板高承壓水是底板含水層導(dǎo)升破壞的重要因素，水壓越高，含水層導(dǎo)升破壞帶的高度越大。而疏水降壓方法主要就是通過(guò)提前疏放底板承壓含水層的水，來(lái)降低工作面承壓含水層的壓力。

根據(jù)白莊煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告，其主要含水層五、奧灰含水層的平均厚度較厚，具有豐富的含水量，巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，具有較大的彈性?xún)?chǔ)存量。再加上礦區(qū)各巖層的組成成分、構(gòu)造及裂隙發(fā)育情況等不同，在含水特征以及富水性方面存在明顯的差別，因而適合作為疏水降壓的對(duì)象。

（4）底板注漿加固。白莊煤礦8煤層巷道施工后未及時(shí)進(jìn)行工作面注漿加固是8105軌道順槽里段突水的重要原因之一。因此可以通過(guò)底板注漿加固改造來(lái)杜絕突水問(wèn)題。

礦井煤層底板存在裂隙和地質(zhì)構(gòu)造，這些裂隙和地質(zhì)構(gòu)造破壞了底板隔水層的完整性，降低了底板隔水層的強(qiáng)度，減小了有效隔水層的厚度，導(dǎo)致底板隔水層整體隔水能力削弱，從而導(dǎo)致底板突水事故的發(fā)生。

底板注漿加固的方法是：查清各含水層水力聯(lián)系；確保煤層底板有合適改造的“中間層”；回采前進(jìn)行注漿，充填和膠結(jié)底板巖層中的節(jié)理、裂隙，實(shí)現(xiàn)加固煤層底板的作用。

（5）加強(qiáng)日常巡檢制度。首先是建立水閘門(mén)的巡檢制度，確保水閘門(mén)能夠正常使用，以防止水害事故的突然發(fā)生；其次是建立并完善礦井水動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，對(duì)礦井的水動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；最后是對(duì)礦井區(qū)域內(nèi)五、奧灰水壓實(shí)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，同時(shí)調(diào)查相鄰礦井水位變化情況。

（6）落實(shí)隱患排查治理制度。白莊煤礦8105軌道順槽里段突水的原因之一是地測(cè)防治水隱患排查不全面，有漏洞，未排查出該區(qū)段底板存在向斜軸隱伏導(dǎo)水構(gòu)造。為進(jìn)一步加強(qiáng)礦井防治水工作，促進(jìn)安全生產(chǎn)，礦井要嚴(yán)格落實(shí)水害隱患排查治理制度，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全方針，明確職責(zé)，落實(shí)到人，搞好礦井地測(cè)防治水專(zhuān)業(yè)隱患排查整治工作，確保礦井生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李永蘭.礦井防治水技術(shù)綜合研究與應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2014（09）：39.

作者簡(jiǎn)介：孔慶蒙，男，本科，主要從事礦井地質(zhì)及礦井防治水工作。