关键词：煤矿水害；原因分析；防治技术
引言
在煤矿开采的过程中，矿区水文地质勘察是一项重要工作，其质量的好坏直接关系着煤矿开发的效率以及安全。为了遏制矿井水害的发生，须加强矿井水文地质因素对煤矿安全生产的影响分析，提出有效的防治水措施，确保矿井安全生产。
1煤矿水害分析
1.1含水层的突出水害
此种类型的水害主要是在煤矿开采时扰动底板或者顶板的含水层，从而引发水从煤层中涌出，大量的涌水而形成的水害。此种类型的水害更多出现在奥陶系灰岩，大多是在海洋和陆地的交汇位置。所以此区域的煤层比较容易受到海水变化（涨潮/落潮）的影响，容易将灰岩直接覆盖。除此之外，此种煤层相对较薄，水比较容易进入到煤层缝隙当中，随着时间的积累会造成含水层增厚。受到地质作用以及沉积作用的影响，在形成含水层后上覆岩层容易对其进行较严重的挤压，从而造成处在含水层以下的空隙被压实形成闭合状态，这样就会确保含水层始终处在平衡状态。一旦煤层受到外部作用（例如开挖、掘进等等）就会破坏此种平衡状态，从而在含水层和煤层间形成涌水通道，造成煤层开采时发生水害。
1.2断层、陷落柱水害
井田内落差在20m以上的大中型断层均留设了相应的防隔水煤岩柱，对内存开采影响不大，目前开采区中多为落差在5m以下的小型层间断层，这些小断层局部有隔水性质，开采揭露断层一般无水，个别见零星滴水，涌水是极个别的，而且持续时间短，最大涌水量仅0.56L/s。矿井在施工采区皮带巷时层揭露一陷落柱，该陷落柱不含水不导水，据此可推断井田内的断层、陷落柱富水性及导水性均较差，相互之间水力联系较小，对矿井充水条件影响不明显。受采动影响，个别断裂带的导水性明显增强。
1.3地表水的水害
地表水包括很多类型，主要有煤矿地表上的河流、湖泊、水库水、雨水等等。地表水水害的发生更多是受到地下采动影响造成的，因为产生地表孔隙、裂缝扩展以及较为严重的地表塌陷，造成地表以及矿区周边河流、水库等地表水相通，水量较大而造成水害。尤其是在降雨量较大的地区，一旦地表排水能力不足，大量的雨水就会顺着裂隙直接进入到矿井巷道从而引发水害。
1.4封闭不良钻孔水害
封闭不良钻孔水害是一种由人为原因造成的突水水害，它是由于以往勘探活动所留下的点状垂向导水通道，该类导水通道的隐蔽性强，垂向导水畅通，会使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联系，当井下采矿活动揭露或接近时，容易产生突发性的突水事故，不仅突水初期水量大，而且还会有比较稳定的补给量。
2煤矿水害防治技术分析
2.1建立自动化排水系统
建立包括地面控制中心和井下泵房监控单元的自动化排水系统，能有效提高排水系统的工作性能。自动化排水系统的功能及可靠性在很大程度上影响着煤矿生产的效率和安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着自动化技术的不断优化和完善，对煤矿井下排水系统进行自动化改造具有较高的可行性，而且为了适应现代化生产的需要，构建煤矿井下自动化排水系统显得非常必要。地面自动化控制中心是控制水泵的“大脑”，通过对井下泵房监控单元所采集的信息进行监控，一旦发现透水事故，立即发动警报，自动启动排水系统全力运行。
2.2人员安全防护工作要始终紧抓不放
危险是始终存在的，人员安全防护工作是降低危险发生可能性的重要法宝。在煤矿生产中，将人员安全防护和生产作业效率统一起来，通过有效可靠的人员安全防护工作来提高生产作业效率。在防治水工作中，通过不断提升防治水工作的工作方式和工作质量，不断提升人员管理水平，协调好人员安全防护工作与煤炭开采之间的统一关系。严格执行煤矿的防治水管理条例，对防治水的全过程进行检查和监督，坚决避免违反制度的行为。另外，煤矿要积极提升煤矿作业人员和防治水人员的防治水意识和防治水技能，减少因为水害而造成的人员伤亡和财产损失
2.3超前探放水
由于地质条件的复杂性和钻探勘测的有限性，导致某些水文地质条件不可能完全查清楚。因此当采掘活动遇到采空区积水、断层破碎带含水层、位置含水量不确定的含水部位时，应采取超前探放水措施，来查明工作面水情，且可布置参数合理的探放水钻孔，将含水层的水有序放出后，再进行生产工作。钻孔布置原则：根据岩层的裂隙发育情况，在胶带、轨道两顺槽内每间隔150m施工一个钻机房，每个钻机房施工3个钻孔，对煤层顶板冒裂带高度（63m）内的含水层进行探放。当钻孔水量大于40m3/h，且衰减较慢时，适当增加钻孔数量。钻孔布置在满足放水要求的情况下，尽量避开断层带，防治塌孔埋钻。由于底板三灰具有厚度变化较大，联通性差的特点，在工作面上、下两顺槽内由里向外每个钻机房施工1个三灰孔，对三灰水压、水量进行探查，并疏水降压。对初次来压步距及工作面见方（220m）范围内，加密布置钻孔，重点进行探放，防止因顶板来压对底板造成破坏，诱发底板出水。
2.4注浆堵水
注浆堵水是矿井防治水的一种非常有效的措施。用配制的浆液填满井下巷道的裂隙和空隙，使得浆液在裂隙中扩散、凝固、硬化，这样不仅能够提高岩层的密实度、强度以及不透水性，还能够用封堵的方式截断补给水源，加固地层。当涌水量较大，单纯采用排水的方法不能及时将涌水排至作业标准要求或排水成本较高时，就可以采取注浆堵水的防治水措施。此外，在隔水层受到破坏的局部区域，为了增强隔水效果，可以采用注浆帷幕截流，建立人工隔水带，切断其补给水源。
2.5地表防治水技术
地表防治水主要是在地表采取措施修筑各种防排水工程，防止地表水涌入矿井，在地表水丰富且以地表水为主要充水来源的矿井，更应特别重视地表水的防治以确保井下的安全。首先在矿井设计时，应选取合适的井筒位置，使其高当地历年最高洪水位标高；若受地形条件限制，无法将井口标高设计在高于历年最高洪水位的最高标高，应修筑隔水挡水构筑物，也可采取河流改道、明渠排水、修筑导水沟等措施；若井下开采引起地面沉降发生裂缝，应对地表进行硬化及防渗处理。
结束语
综上所述，中国煤炭行业始终以“安全第一，预防为主”的安全指南为开展一切生产工作的前提，在不断的安全整改中取得了瞩目成果，但水患问题仍是煤矿生产中的重要隐患之一，且水患灾害时有发生。加强煤矿防治水工作对于煤矿安全生产具有重要意义。煤矿企业应积极、因地制宜地发展符合本煤矿情况的防治水技术，提升自身治理水患的能力，切实降低水害及由水害引发的次生灾害的可能性，实现煤矿稳定、快速的发展，保证煤矿的高度竞争力。
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论文作者:褚福标,王 伟,马菲菲
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：水害论文; 煤矿论文; 含水层论文; 矿井论文; 地表水论文; 钻孔论文; 煤层论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;