煤层顶板砂岩水害分析与对策

刘恒光

[摘要]煤层顶板砂岩出水具有出水时间短，水量迅速增大，储量以静储量为主等特点，一旦发生水害，将会对人们的财产和人身安全受到严重的影响。本文针对煤层顶板砂岩水害形成的原因，提出了煤层顶板砂岩水害防治策略。

[关键词]煤层顶板砂岩 水害形成原因 水害防治策略

[中图分类号]TV122 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0416-01

煤层顶板砂岩的特发性和致使矿井坍塌事故率相对来说比较低，这也使得人们对煤层顶板砂岩水害重视程度较低。但是随着生产规模的扩大进和生产产量的提高，煤层顶板砂岩水害对煤矿安全生产带来严重的威胁，一方面顶板砂岩水害使得煤矿生产区域的作业环境进一步恶化，另一方面，使煤层顶底板岩软化，容易引起工作面综合支架被压死，从而使人们对顶板砂岩水害的重视程度不断加深。此外，人们对安全生产意识的提高，也使人们对顶板砂岩水害的重视程度进一步加深。因此，要充分认识顶板砂岩水害的严重性，综合分析灵东煤矿顶板砂岩水害形成原因，找出合理的防治措施。

1 煤层顶板砂岩水害形成主要原因

1.1 地下水的补给、径流、排水条件

地下水的补给、径流、排水条件与工作面顶板砂岩涌水量的大小和涌水持续的时间有着密切的关系。当工作面的顶板砂岩含水层的补给水源充足，径流通道良好，而排水条件不足时，会使工作面的顶板砂岩涌水量较大，而且涌水持续时间较长，对整个工作面的工作环境影响较大，容易造成水害威胁。如灵东煤矿一出水点，由于水源充足，使出水时间达到4个月之久，最大用水量达到每小时30多立方米，对矿区工作面的工作环境影响较大。

1.2 地下水埋藏深度

煤层顶板砂岩裂隙含水层的充水特征，与裂隙的发育程度和裂隙的形成原因及特征有着密切的关系。裂隙发展程度越低，其含水层埋藏越浅，其充水性越强，裂隙发展程度越高，其含水层埋藏越深，其充水性越弱。裂隙发展程度低的，使裂隙韩遂曾处于岩层的浅部或中部，使其水源补给和径流条件都较为良好，一旦出现涌水，则涌水量较大，且持续时间较为长久。如灵东煤矿1121（3）面出水点标高为负五百多米，最大涌水量达达到每小时200到300立方米，造成较为严重的水害。

1.3 工作面的推进速度

工作面是否是匀速正常推进关系到裂隙能否恢复闭合状态。当工作面推进速度处于一个比较正常的水准，那么在工作面推进过程中所开启的裂隙会随着工作面的匀速推进而恢复至闭合的状态，这样使顶板砂岩的涌水量减小。而一旦工作面的推进速度处于缓慢或者停滞的状态时，那么在工作面推进过程中所开启的裂隙就无法及时地恢复至闭合的状态，不仅如此，所开启的裂隙还会进步扩大，从而使裂隙含水层的倒水裂隙进一步扩大。这样一来，不但使含水层导水道扩大，导水道顺畅导水，还使砂岩含水层增加，涌水量增大。如灵东煤矿17110（3）工作面工作面推进速度缓慢，致使整个液压支架压死，带来了严重的经济损失。

1.4 钻孔封闭质量和冲洗漏液矢量

煤层顶板砂岩含水层的充水特性与钻孔的封闭质量也有着直接关系。如果钻孔封闭的质量较低，造成其他水源会进入钻孔，钻孔里的水源将会使砂岩含水层的富水性进一步加强，如此一来，远远不断的水源则使工作面涌水量增加，涌水时间继续更为长久。此外，在钻孔施工的过程中，也会出现漏失现象，而漏失量大的层段都含有裂隙水和孔隙水。灵东煤矿很多工作面出现大量涌水原因之一就是由于钻孔封闭质量较低和冲洗漏液矢量较大引起的。

2 煤层顶板砂岩水害综合防治措施

灵东煤矿煤层顶板砂岩出水具有出水时间短，水量迅速增大，储量以静储量为主等特点，因此在煤层顶板砂岩发生水害往往会给矿区采煤工作的安全生产带来严重的威胁。为了提高灵东煤矿采煤工作的安全生产质量，需要采取合理的防治措施，以防止水害对矿区工作的安全生产的影响。由于灵东煤矿煤层顶板砂岩形成原因复杂，在针对矿区的水害防治工作，不能单靠某一种措施就能起到作用，需要对水害防治工作进行全面的分析和研究，做好整体规划工作，采取综合性防治措施。

2.1 采取技术手段实施水害防治

首先，要根据灵东煤矿勘探资料及矿井充水性调查资料，将灵东煤矿煤层的顶板砂岩含水层进行富水性分区，同时对砂岩含水层与开采煤层之间的空间关系、岩性组合特征等进行分析，在对工作面进行设计时，要将煤层砂岩含水层排水系统设计考虑进来，建立起完善的技术保障体系。其次，要对块段的钻孔的封孔质量进行严密的监控，将封孔质量不高的钻孔记录下来，分析找出封孔质量不高的原因以及哪个各部位封孔出现问题，在进行煤矿采掘时，要坚持“有疑必探、先探后采”的原则，针对灵东煤矿勘探资料及矿井充水性调查资料所反映的情况，对于富水区域预先实施探放措施。最后，在采掘工作前要对煤层砂岩顶板含水层的充水性进行调查，采掘工作结束后，也要对煤层砂岩顶板含水层的充水性进行总结。

2.2 采取管理手段实施水害防治

灵东煤矿煤层砂岩顶板含水层的水害防治工作关系到采空工作的顺利进行。因此，在水害防治工作中，灵东煤矿各单位必需明确自身职责，在矿区应成立防治水害的领导小组，在区队应成立防治水害小组，煤层砂岩含水层排水系统需要专人管理。此外，作为灵东煤矿的职工，应掌握突水预兆和出现突水时采取的有效措施，同时要对工作面的避水灾事故路线，一旦人身安全受到威胁时，要及时从避水灾事故路线撤离。

2.3 利用装备手段实施水害防治

在灵东煤矿煤层砂岩顶板含水层的水害防治工作中，利用一些有效的装备措施，对水害的防治具有良好的效果。首先在工作的两巷都要铺设专用排水管路，在煤层砂岩顶板含水层发生了突水现象或者涌水量过大时，可以将压风管改为临时排水管，以此增大排水能力。其次，对于煤层砂岩顶板含水层的排水系统要保持器畅通性，对于失效的排水设施要进行更换或者维修。再次，要加大对煤层砂岩顶板含水层的排水系统的建设，在工作面两巷安设大功率、高性能的潜水泵，同时要准备两台备用潜水泵，对排水潜水泵要保证能随时投入排水的使用，从而使煤层砂岩顶板含水层发生水害时，排水设施能及时派上用场。

3 结束语

灵东煤矿煤层砂岩顶板含水层的水害防治工作，关系到整个煤矿采掘工作的正常进行，要确保煤矿采掘作业的正常进行，就需要矿区做好水害防治工作，综合利用技术措施、组织管理措施和装备措施，从而使水害防治工作收到良好效果，为矿区安全生产提供保障。

参考文献

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