矿井水灾的综合防治及防治水技术的应用

文/陈亮

矿井水灾的综合防治及防治水技术的应用

文/陈亮

煤矿生产经营中，经常受到水资源的危害，一旦出现水灾，就会影响矿井的正常生产运营，给整个生产系统带来不同程度的破坏，甚至造成人员伤亡。因此，做好矿井的防治水工作非常重要。通过对水灾事故发生的原因进行多方面的分析，围绕矿井水灾的整体表现等采取积极有效的措施，有效促进防治水技术的整体提升，从而优化煤矿井下的操作环境，保障煤矿安全生产。

一、矿井水灾的分类与发生条件

1．矿井水灾的分类

地面水以及地下水通过相关通道流入矿井，在涌入矿井的水流量超过一定量的时候，尤其是在超过矿井最大排水量的状况下，就会造成矿井水灾。从矿井水灾的整体表现来看，主要存在以下两种情况：

（1）地表水水灾形成。在煤矿附近存在有相应的河流、湖泊、水库、水渠等一些蓄水的工程，尤其是在自然雨季雨水量充沛的情况下，造成水位上涨，超过矿井井口标高涌入到煤矿井下，或者通过煤矿裂缝、断层等而渗入到煤矿井下，造成水灾的出现。这种地表水灾由于地表水涌入凶猛，并伴随有泥石流等现象，如果防备技术不当，就会造成淹井等现象。

（2）孔隙水水灾形成。在孔隙水的形成上，尤其是在当煤层被松散而且含水的流沙层、砂砾层、粘土层覆盖的情况下，在开采水平井下的操作过程中，煤岩柱留设不够，就会造成冒裂带进入到松散层。在开采前对水文条件的整体观察不够清晰，没有按照含水层下回采条件留设煤柱，造成回采之后水分、砂石馈入煤矿井下。此外，在没有按照严格规定的情况下超额出煤，或在煤岩柱中开拓巷道、硐室，影响整个煤层的完整性，由于年久渗水的原因，造成冲积层水以及流砂、泥沙的馈入，造成煤矿井巷的堵塞，形成空隙水灾的发生。

2．矿井水灾发生的条件

（1）构造断裂带与接触带。矿区含煤地层中存有数量不等的断裂构造，它不仅使断裂附近岩石破碎、位移，也使地层失去完整性，从而成为各种充水水源涌入矿井的通道。地层的假整合或不整合的接触带，由于空隙发育，当它与水源靠近时，也可能成为地下水进入矿井的通道。

（2）采矿造成的裂隙通道。煤层开采后，采空区上方的岩层因下部被采空而失去平衡，相应地产生矿山压力，从而对采场产生破坏作用，必然引起顶部岩体的开裂、垮落和移动。塌落的岩块直到充满采空区为止，而上部岩层的移动常达到地表，根据采空区上方的岩层变形和破坏情况的不同，可划分为三带，三带之中的冒落带、裂隙带就是矿井充水的良好通道。

二、矿井水灾的整体危害

1．恶化生产环境

矿井水灾可以造成煤矿井下巷道积水，在煤矿矿床的顶板形成淋水现象，致使工作面以及煤矿附近巷道的空气相对潮湿，使空气流通不畅，影响整个煤矿井下的安全操作，对于设备的正常运转也会带来不同程度的影响，造成整个工作环境恶化，影响身心健康。此外，水灾现象的发生，能引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒现象的发生。特别是当矿井水的水量超过矿井的排水能力或发生突然涌水时，轻则造成矿井局部停产或局部巷道被淹没，重则造成矿井淹没、人员伤亡，被迫停产、关井。

2．增加吨煤成本

发生矿井水灾，尤其是矿井水相对较大的时候，就要增加排水设备的投入，提升综合排水的费用，造成吨煤生产成本增加，影响整个煤矿企业的生产经营。

3．缩短设备寿命

煤矿水灾对于金属设备会造成不同程度的腐蚀作用，影响机械设备的正常运转，既要增加机械设备的维修费用，也大大降低采煤率。

三、矿井水灾的综合防治措施

1．做实防治水各项基础工作

在煤矿矿井水灾的防治上，要针对煤矿企业的具体生产经营环境，制定煤矿企业中长期防治水的规划以及季度、年度防治水工作计划，建立组织机构，采取对策措施，对于每一类矿井都要采用适用的防治水措施，做好各项基础工作。

查明矿井或采区水文地质情况时，对于矿井的物探、钻探、化探等先进适用技术的运用，要有明细的管理办法，并在具体的开采过程中，要重视地球物理技术在煤矿水灾中的整体应用。通过采用现代化的综合技术进行实地勘察，要对煤矿周边的水文地质条件、地表水、水流量的涌入等情况进行详细的调查，并查明落差大于5m的断层及富水性地质层，这样，能更好地进行矿井水灾的有效防治，减少灾害的出现。

2．强化雨季的安全隐患排查

在认真做好井下开采的同时，对于水灾害的防治也要坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施，尤其是在雨季到来的时候，要更加做好各项防范工作。对洪水可能淹没的废弃老窑井口必须按规定填实封死，或在井口浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，严防地表水倒灌井下导致淹井。雨季要安排专人负责对本井田范围及可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙，以及可能影响矿井安全的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查，特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后，要实施24小时不间断巡视。同时，构建全方位的隐患排查机制，形成及时撤出井下人员的管理制度，发现洪水可能造成淹井情况，要立刻停产，防止事故的发生，减少对人员健康的影响。

3．制定完善的水灾害应急预案

在强化煤矿井下水灾害的措施运用上，要构建全方位的应急预案，建立区域抢险排水基地，并及时增设各种排水设备，定期对各种设备进行检修，保证设备运转正常，提高抢险救灾的能力。同时，还要加强各方面的技能知识培训，结合煤矿生产经营中的典型水灾害例子，加强对员工的水灾防治知识培训，提高整体综合技能，制定并不断完善矿井水害应急预案，开展应急预案的演练，使职工掌握逃生的路线。煤矿企业发生透水后，要立即启动矿井水害应急预案，并按规定及时上报有关部门，积极开展救援工作。

四、煤矿防治水技术的应用

1．地面水防治技术

地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或渗入井下，它是保证矿井安全生产的第一道防线，特别是以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。通过采用先进有效技术，形成地面水防治技术的成熟体系。可以采用河流改道、铺整河底、填堵通道、挖沟排（截）洪、排除积水等综合方式，防止地表水涌入矿井。在渗漏地段采用粘土、料石等进行整体休整。

2．井下防治水技术

在井下防治水技术运用中，首先要全面做好矿井水文观测以及各项地质勘测工作，了解含水层以及老空积水情况，对地下水源有详实的了解。其次，要做好井下探水工作。可以在井下采掘过程中通过打超前钻孔，对工作面顶板、底板、侧帮和前方端头的地质构造进行整体的探查，对于地势低洼，水流疏排不出去，或洪水季节河水有倒流现象的矿区，可在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，利用水泵向外排水。

（作者单位：山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司）

（责任编辑：庞永厚）