賀曉忠

【摘 要】近些年日常生產(chǎn)生活中煤礦需求量的增加，使得我國煤礦開采量進一步加大。盡管煤礦開采的技術(shù)水平逐年提升、設(shè)備類型更新?lián)Q代速度不斷加快，但在煤礦開采的過程中，也經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，對煤礦開采的安全性和效率帶來直接影響。潰水潰沙作為較為常見的煤礦開采事故，它的出現(xiàn)會對煤礦開采工作的進行帶來極大的負面影響。對此，本文以煤礦開采中潰水潰沙問題作為研究對象，以某煤礦工程為例，在分析該工程施工期間造成潰水潰沙問題的原因后，提出了相應(yīng)的預防策略和治理方法，以期可以為我國其他煤礦工作預防和治理潰水潰沙問題提供意見參考。

【關(guān)鍵詞】煤礦;潰水潰沙;預防治理

引言：

煤礦開采在我國現(xiàn)在和未來的能源開發(fā)中都占據(jù)著非常重要的地位。煤礦開采的過程中，可能會因為頂板巖層破壞出現(xiàn)裂縫通道，造成潰水潰沙事故的出現(xiàn)，從而對煤礦開發(fā)施工工作的正常進行帶來一定的不利影響，所以，做好煤礦潰水潰沙事故的預防和治理非常必要。由于煤礦出現(xiàn)潰水潰沙情況的機理和條件較為復雜，同煤礦上方含水層的性質(zhì)、規(guī)模;煤礦成開采的方式、煤礦層巖石覆蓋厚度、強度、結(jié)構(gòu)特征等因素有關(guān)。加之煤礦開掘工程本身具有明顯的隱蔽性特征，所以，僅通過現(xiàn)場觀測測量是很難完全分析出潰水潰沙發(fā)生機理和影響因素的，做好進一步研究非常必要。因此，從煤礦開采工程的實際情況出發(fā)，分析潰水潰沙事故產(chǎn)生的原因，并提出多元化的預防和治理措施勢在必行。

1.煤礦工程潰水潰沙問題發(fā)生原因

本次選取的工程案例工作面寬度在305米，總推進長度為4850米，整體開采采用垮落法，開采高度為4.2米。以開切眼為圓心，760米的敷設(shè)范圍內(nèi)，對應(yīng)的地標三元溝有2條支溝存在，溝內(nèi)沒有明顯的水體流動現(xiàn)象，薄基巖區(qū)域位于兩個支溝溝谷出，厚度在12.8m～25m之間，平均厚度約20m。煤礦層以上的松散層屬于第四紀風積扇和沖積扇產(chǎn)生的砂層。之后砂層厚度為11.5m～36.1m。砂層厚度為1.02～14.84m，平均厚度約9m。由于基巖壁頂部的波動水平有很大的抵消，低洼地區(qū)的基巖事后相對性較小，含水層厚度很大，底部有風化基巖和巖層、松散的巖石層、粘土風化層，產(chǎn)生更常見的“薄基巖厚松散含水層”區(qū)域。

在對煤礦工程現(xiàn)場實際施工情況進行調(diào)查研究，選擇適合的參數(shù)進行計算之后發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵層被破壞后會陷入到塌陷區(qū)，關(guān)鍵層處于下位。因此，采煤層開挖后，空區(qū)關(guān)鍵層碎塊的旋轉(zhuǎn)空間相對較小，關(guān)鍵層破碎后進入下方塌陷區(qū)，關(guān)鍵層破碎塊無法產(chǎn)生充填墻梁結(jié)構(gòu)，造成采煤區(qū)滑移。當臨界層破裂失去可靠性時，臨界層上方的軟巖層會因臨界層的斷塊而滑落。整體裂縫會向下移動，使裂縫不斷擴大和發(fā)展，并立即延伸到地面，造成積水。裂縫區(qū)使含水層和工作面被弄清，含水層中的水沿著裂縫流入工作面。附著在含水層頂部的小卵石會被添加到流水中產(chǎn)生細砂，并沿著裂縫進入工作面，造成水、砂塌陷安全事故。另外，由于礫石的附著力差，在厚厚的風積砂層下進行大規(guī)模開采時，砂層本身不能產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，導致關(guān)鍵層滑落失穩(wěn)程度進一步增加，煤礦潰水潰沙程度也隨之加劇。

2.潰水潰沙問題預防治理方法

2.1開采前的預防治理方法

要想從根源上降低潰水潰沙事故發(fā)生概率，煤礦工程在開采之前需要做好以下幾項工作：一是發(fā)揮好疏放和施工時間水文觀測孔的作用。大部分煤礦工程工作面開采挖掘的接替情況都較為緊張，使得疏放水的工作時間比較短，很少會細致的探查疏放水的效果，或者在工程施工期依靠水文觀測孔來確認含水層水位的轉(zhuǎn)變，導致工作人員無法準確掌握含水層的厚度和水流量的轉(zhuǎn)變。為了有效地處理這個問題，勘察人員必須在開采前做好排水工作。當排水良好時，立即依靠水文觀測孔觀察含水層的水位。二是早灌漿。對于工作面薄砂巖松散層，必須提前進行注漿，確保松散砂層能夠牢固地結(jié)合并轉(zhuǎn)化為具有一定承載力的巖層，防止出現(xiàn)原位板切斷的情況。此外，針對開采初期巖層稠度較弱，巖層有裂縫或砂巖凹痕，可按礦內(nèi)注漿的方法對砂巖層進行加固，防止發(fā)生水、砂塌陷事故，并提高工作面排水管的工作能力，保證相關(guān)系統(tǒng)能夠始終保持正常運行狀態(tài)。

2.2開采施工過程中的預防治理方法

在做好開采前潰水潰沙事故預防工作后，還應(yīng)關(guān)注開采過程中潰水潰沙的預防治理工作。首先，可以通過填充采空區(qū)域和降低才高的方式，有效避免開采過程中關(guān)鍵層滑落、穩(wěn)定性缺失造成的潰水潰沙事故。這種方式可以減少關(guān)鍵層破斷的塊體回轉(zhuǎn)空間角度，通過注漿充填關(guān)鍵層破斷的塊體下方懸掛露出的空間，同時酌情降低工作面采高，已達到提升關(guān)鍵層破斷塊體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、滑落失穩(wěn)事故發(fā)生概率的目的。其次，保證開采工作面支護施工質(zhì)量。在對煤礦工作面進行回采時，必須嚴格把控工作面支護施工質(zhì)量，確保來壓期間的初撐力、跟機、護幫板、拉架到位，支架能夠主動完成頂板支撐工作，以達到降低頂板回轉(zhuǎn)的下沉量、避免出現(xiàn)漏頂事故的目的。

2.3事故的應(yīng)急搶救方法

當煤礦開采的過程中產(chǎn)生了潰水潰沙事故時，為了保證開采進度不受影響，可以根據(jù)當時的開采進度酌情加快工作面的推進速度，盡量讓潰水潰沙的地點發(fā)生在采空區(qū)內(nèi)部，方便保證鏟運機和支撐架能正常向前更換。同時，在采煤全過程中，立即觀察道路塌陷坑、裂縫，并用細鐵絲將鋼絲網(wǎng)連接到發(fā)生水沙塌陷事故的地面，將裝滿沙子的沙袋放在金屬絲網(wǎng)上。最后使用沙土填實、封堵潰水潰沙點，避免由更多的水和沙土進入到工作面中。此外，還可以將回采工作面上的不良鉆孔封堵上，通過一次性將大尺寸石塊投入到地表上的方式，確保不良鉆孔內(nèi)的裂隙通道被有效封堵，同時在裂變空隙中投入一些小的石塊或者是碎石，以保證封堵嚴密，使?jié)⑺疂⑸呈鹿实玫接行Э刂坪吞幚怼?/p>

結(jié)論：

總而言之，在煤礦開采事業(yè)迅猛發(fā)展的今天，為有效解決潰水潰沙事故對煤礦開采帶來的負面影響，本文在介紹了煤礦層工作面的開采初期關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)，煤礦開采期間出現(xiàn)潰水潰沙事故基本機理之后，根據(jù)本次研究選擇的煤礦工程案例，分析了出現(xiàn)潰水潰沙事故的因素。并以此為基礎(chǔ)，從開采之前和開采施工過程中，就煤礦潰水潰沙事故的預防和治理方法提出了自己的見解，通過保障開采前疏放水的效果、發(fā)揮施工水文觀測孔的作用、做好薄基巖層注漿加固工作、對采空區(qū)進行充填、酌情降低開采高度、保障工作面的知乎質(zhì)量等方式，做好開采前和開采期間潰水潰沙事故的預防和治理。并在此基礎(chǔ)上，就潰水潰沙事故發(fā)生時的應(yīng)急處理措施提出了自己的一些見解。例如，做好地面塌陷潰水潰沙點的封堵、做好潰水潰沙清理、加快工作面的推進速度等，借助以上一系列有效的補救措施，盡可能的杜絕煤礦開采期間潰水潰沙事故發(fā)生的概率。

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