煤矿开采中综合防治水技术的应用

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　　摘 要：文章以煤矿开采中综合防治水技术的应用为研究对象，首先简单分析了煤矿开采中综合防治水技术应用必要性，随后分析了煤矿开采中常见的水害，接着探讨了煤矿开采综合防治水技术，最后提出了一些增强矿井开采水害防治效果的措施，以供参考。
　　关键词：煤矿开采;综合防治水技术;应用
　　中图分类号：P634.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）13-0155-02
　　0 前言
　　矿井水害一直时制约煤矿生产的重要灾害之一，并且矿井水害类型繁多，水害同时具有隐蔽性、突发性等特征，一旦出现水害问题，不仅会严重影响煤矿生产，还会导致巨大经济损失与人员伤亡。因此为有效降低水害发生概率，有必要对煤矿开采中综合防治技术的应用进行探讨分析，这对于推动我国煤矿开采产业实现可持续发展具有重要的现实意义。
　　1 煤矿开采中综合防治水技术应用必要性
　　矿井水害是煤矿开采中比较常见的灾害之一，对于煤矿矿井安全生产带来严重的威胁。相较于顶板、瓦斯爆炸事故，水害事故虽然发生率不高，但俗话说，“火烧一线，水漫一片”，一旦在煤矿开采中发生水害事故，将会带来大量经济损失与人员伤亡，并且要比瓦斯事故与顶板事故带来的危害严重的多。据不完全统计，仅1995年至2005年，我国煤矿水害事故发生次数高达1391起，共造成1881人死亡。尤其是近几年，随着开采深度的不断加深，开采条件愈发严苛，相应煤矿水害事故发生频率逐渐呈上升势头，并逐渐成为了煤矿开采安全的一大严重威胁。煤矿水害不仅会造成大量的人员伤亡与经济损失，同时也会引发各种煤矿开采环境负效应，不利于煤矿资源开采。基于此，有必要对煤矿开采中综合防治水技术应用进行探讨分析，从而通过分析不同煤矿水害，并采取针对性的综合防治水技术，解放大量受水害影响的煤层，有效扩展煤矿开采范围，提升煤矿开采产量，并为煤矿人员安全采矿提供安全保障[1]。
　　2 煤矿开采中常见的水害分析
　　2.1 地表水害
　　煤矿开采一般多在地下空间内进行，位置地势较低。而在煤矿周边，通常分布有规模、数量不等的河流、胡泊等。当进入雨季时，相应河流、胡泊水位会暴涨，一旦出现决堤问题，漫出大洪水会大量倒灌进矿区，甚至能够直接通过矿井口涌入井下，引发矿井水灾。另一方面，针对露天煤矿，在完成开采后一般会留下“天坑”，雨季时会导致天坑大量积水，这些积水也有可能直接渗入井下造成煤矿开采水灾。此外，部分矿区由于有着比较长的开采历史，因此矿井周围分布有很多井口，同时还存在因超上限开采导致出现地面斑裂问题，这些在雨季时均有可能成为地表水进入矿井中的“通道”，引发煤矿地表水害。
　　2.2 老窖水水害
　　老窖水具体指的是开采后的旧巷或空洞内的积水，因此也被称为老空水，老空水并不是一滩死水，一般会通过大气降水、临近河流补水等方式参与者地下水系统循环，他们如同一个小型水库，分布在矿井周围，虽然水量不大，一般不会造成淹井事故，但水量比较集中，来势凶猛，一旦在煤矿开采中掘透老窖水隔水层，将会导致大量老窖水集中涌出，带来严重的破坏力与冲击力，同时伴随着老窖水的涌出，还携带有大量的石块、泥沙等杂质，导致巷道堵塞，对煤矿开采工作人员生命安全造成严重的威胁。不仅如此，如果采矿区与老窖水距离比较近，老窖水除了突然溃井，还会以“淋水”“滴水”、“渗水”的方式进入采区中，一旦误穿隔水层，将会导致淹井事故发生，严重影响煤矿开采安全。
　　2.3 煤矿奥灰承压水害
　　承压水是位于稳定隔水层的重力水，奥灰承压水即是以奥陶系石炭岩作为煤矿直接或间接底板的重力水，奥陶系石炭岩主要以石灰岩为主，延展面较大，厚度高达数十米至数百米不等，厚度越厚越稳定，一般这种岩层会承载有大量的重力水，是一个非常好的隔水层，但同时也是煤矿底板突水的一大因素。如果奥灰底板隔水层较薄（通常厚度在20m以内），那么受到采矿扰动的影响，在水压与矿压扰动双重压力下，会导致奥灰隔水层鼓破，承压水大量喷涌而出，引发煤矿底板突水事故。由于奥灰岩层有着非常丰富的静水储量与补给水量，因此矿井突水量较大，有着极强的破坏力，很容易导致淹井，带来巨大经济损失的同时，对于煤矿开采工人生命安全也会造成极为严重的威胁[2]。
　　3 煤矿开采综合防治水技术分析
　　3.1 地表水害综合防治技术
　　针对于地表水的综合防治，首先要通过在地表建筑防水工程，可以有效预防大气降水与地表水进入到矿井之中，有效保护矿井开采安全，这是防治地表水害的第一道防线，对于整体地表水害防治效果有着重要的影响。其次，要做好井简位置的合理选择，无论遇到何种情况，都必要确保井口基础标高要比往年地面洪水最高水位要高。最后，若实际地形受到限制，难以保证井口位置标高，可以通过采取河流改道方式，通常是在隔水层之上修筑堤坝，将河道截断，并开挖一条人工河道，顺利将河流从矿区中引出，在建立人工河道时，应保证河道坡度的合理性，不应过大或过小，造成河道冲刷或堵塞问题;针对旧河道地区，应注意修筑防排水工程，防止积水渗入井下。此外，针对矿区地表斑裂问題，为防止在雨季大量地表水渗入进矿井，可以选择在渗水区上方修筑排水沟，及时将水排出矿外，同时利用水泥或粘土将地表裂隙封堵住，如果裂隙较大，比如大型塌陷裂隙或者溶洞，可以选择先在底部填充碎石，上部覆盖泥土，然后夯实，并保障填充标高稍高于地表，可有效预防地表出现积水、渗水问题。
　　3.2 老窖水水害防治技术
　　针对老窖水水害防治，应采取如下技术措施：一是加强对老窖区积水状况的排查工作，明确不同水窖积水量、补水源、水位、积水范围，并结合以上数据制定矿井充水性图等;二是明确老窖区积水线与探水警戒线，一旦接近探水警戒线，应在开采前严格遵循“有疑必探，先探后掘”原则，有效预防老窖区突水。与此同时，还应进一步明确探放老窖水“三大忌”，一忌不对窖区补水水源进行仔细分析，二忌边放探边进行矿区开采;三忌在雨季将大片老窖区积水放出。同时针对要排出的积水，只有先将水预先排出去，才能够开展后续采掘工作。三是若矿井附近老窖区较多，应先与相邻矿井加强合作，二者定期更换图纸开展采掘工作，从而确保能够实时掌握老空井积水问题，提前做好预防措施;四是提高对水闸墙与水煤柱管理的重视程度，严格按照相关规定，做好井下工程测量，严禁任何采掘工程进入防水隔离柱，并定期检查防水隔离煤柱的完整性，有效预防老窖水水害发生。 　　3.3 煤矿奥灰承压水害防治技术
　　针对于煤矿奥灰承压水害防治，应采取以下技术措施：首先应提前做好地质与水文条件勘察工作，充分了解奥灰含水层的厚度，含水层存在哪些水力联系，实际岩溶发育情况与富水性。同时还要做好地质构造条件勘察，主要勘察内容包括构造岩石存在哪些断层，断层落差，构造岩石力学性质等。针对于水文地质勘察，则需要围绕矿井范围建立一个地下水动态观测网，实时掌握地下水用水动态，尤其是要做好井下主要突水点、隔水层边界等关键区域的水流动态监测，一旦发现异常，及时汇报处理，可起到良好的预防效果。其次，还要做好疏水降压措施，所谓疏水降压，简单来说即是將煤层顶/板含水层的水疏干，或者降低顶/底板承水压力，能够有效降低地下静水压力，改善采矿条件，是煤矿奥灰承压水害主要的一种水害整治措施。最后，还应从采煤方式入手，结合实际水文地质条件，做好开采顺序的合理安排，一般来说，应先开采相对安全的煤矿区域，针对敏感区域，应先确定开采宽度，宽度越窄，对于煤矿底板带来的扰动越小，回采也就越安全。比如在开展近距离煤层联合开采时，为防止重复采动，导致矿压增大，严重扰动底板，应控制好两层煤拖后距离，一般在70至80m，从而使得后一层煤开采始终是在前一层煤减压环境下进行，防止底板张裂破坏叠加，有效降低对煤矿奥灰层的扰动，预防水害发生[3]。
　　4 增强矿井开采水害防治的措施
　　4.1 加强雨季安全隐患排查工作
　　首先，在实际进行煤矿开采前，需要严格遵循《煤矿安全规程》有关探放水规定，做好探放工作开展，并通过制定探放施工方案，在经过技术负责人批准后，方可严格按照施工方案进行探放工作，确保综合治理措施得到有效落实。受雨季降水量增多影响，各种不同类型的水害发生概率也会有所提升，因此需要结合不同水害，均需要做好针对性预防工作，比如地表水害，应在雨季时对周边河床、地域进行统一检查，发现问题及时处理，并与当地气象部门加强合作，提前最后雨季地表水防治准备，编制区域地表水防治报告，以免引发水灾害事故。还可以围绕矿井井口位置，浇筑钢筋混凝土盖板，有效封闭井口，注意盖板应大于井口面积，防止地表水从井口倒灌矿井引发水害。与此同时，在雨季采矿企业还应专门安排工作人员做好水害排查工作，尤其是针对一些关键位置，更要着重检查，比如矿井周围废弃矿井、地面塌陷坑等，一旦收到暴雨预警信息，应派人轮流检查，保证检查24小时不间断，从而能够及时发现水害隐患，做好妥善处理。
　　4.2 做好矿井水害紧急预案制定
　　为确保在水害发生后尽可能的降低经济损失与人员伤亡，应做好矿井水害紧急预案制定，从而能够在第一时间做出反应，开展救灾抢险工作。在紧急预案之中，应包括有抢险排水基地设置，还应有各种排水设施设置。并加强排水设的检修与维护，尽可能确保排水设备在遭遇特殊情况仍能够正常运行，提高企业抢险救灾水平与效果。与此同时，煤矿开采企业还应加强人员管理，通过培训教育，有效提升煤矿开采工作人员的技术能力与防灾意识。在实际培训过程中，可以通过向煤矿开采人员普及相关的水灾害案例，有效增强煤矿开采人员的安全意识。为确保矿井水害应急预案在遇到紧急情况下能够得到有效的落实，煤矿企业了一定期开展演习工作，每个职工都能够熟练掌握逃生路线及方法，尽可能的降低人员伤亡，减少经济损失。在实际进行煤矿开采过程中，一旦发生透水事故，应及时启动水害应急预案，并将受灾情况及时上报相关部门，确保救援工作能够得到快速开展，将事故影响范围降至最低。
　　5 结语
　　综上所述，透水灾害是煤矿开采过程中常见的一种灾害问题，一旦发生水灾，将会带来巨大的经济损失与人员伤亡。因此需要提高对煤矿水灾综合防治的重视程度，针对不同类型水害，采取针对性综合防治技术，从而有效降低水害发生概率，保障煤矿开采安全生产，推动我国煤炭产业实现更加平稳顺利的发展。
　　参考文献
　　[1] 肖飞.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].能源与节能，2018，157（10）：124-125.
　　[2] 林发养.矿井防治水中综合物探技术的有效应用[J].建材与装饰，2016（20）40-41.
　　[3] 李东阳，蔡永亨.综合物探技术在煤矿防治水中的应用[J].建材发展导向，2017，15（13）：308-309.
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