煤矿防治水的基本原理和方法以及管理

安俊孝

摘要：矿井水害是重大矿井自然灾害之一，多数水害事故的发生就是由于防治水管理上的漏洞或方法的不完善，因此，若要提高煤矿生产的安全性，则需要加强煤矿防治水技术管理，应用正确方法来防治煤矿水害，保证煤矿安全。本文从煤矿防止水管理工作中存在的问题出发，提出煤矿防止水采取的方法，并对防水原理进行了分类；希望通过本文的研究，能给广大煤矿防止水工作者提供借鉴。

关键词：煤矿防治水；水害；技术管理；基本原理

矿井内发生突然的涌水或涌水量超出正常排水能力从而造成水患的情况，统称为矿井水灾。一旦发生矿井水灾，一方面会使生产环境恶化，破坏正常的生产程序，阻碍矿井作业的运行；另一方面也造成了国家财产与资源的不必要损失，影响当地经济发展，甚至造成人员伤亡的事故。我国于2009年开始施行新颁布的《煤矿防治水规定》，旨在规范矿井防治水操作安全，确保矿井内对水灾及时预防，避免发生灾害。

1、煤矿防治水在管理工作中存在的问题

1.1 地质勘查存在疏漏

煤矿水害在我国矿井灾害中属于多发灾害，这种灾害一般具有较为明显的规律性，煤矿水灾一般在中小型煤矿中呈多发状况，尤其以小型煤矿为主，大型煤矿较之来说其水害事故的频率要明显低于小型煤矿。这主要是由于在实际生产经营过程中，小型煤矿往往受到多方面因素的限制，例如资金不足、规模小、技术不先进、政策扶持力度不够等等，这些情况都会对煤矿的正常生产造成一些不利的影响。一般煤矿企业在开采前都会对对应地的地质进行仔细全面的勘查，对即将建矿地点进行深入了解，从而判断该地点是否符合建矿开采的标准，是否可以进行实际开采工作。一些大型煤矿通常具有资金足、技术高的优势，因此这些企业可以对即将进行建矿的地址进行高规格地质勘查工作，而对于一些小型煤矿来说，其主要目的是为盈利，使企业经营利润最大化，这样一来就容易忽视对地质的勘探，这就使得煤矿工人在进行开采工作时难以充分了解煤矿的地质条件，更难以预防可能出现的安全问题，一旦发生事故，就会造成企业及人身安全的极大损失。

1.2 基础工程质量不符标准

煤矿开采的关键就是煤矿的基础工程，也是煤矿投入生产的重要部分，针对我国目前煤矿建设的基础工程质量来说，还是有相当一部分煤矿企业在开展基础工程建设的过程中存在着弊病与不足，这就为煤矿水害的发生埋下了安全隐患，从而增大了煤矿的防治水工作难度。

1.2.1 工程设计存在弊端

煤矿基础工程建设与一般工程建设相同，都需要首先对工程进行设计，要明确设计图纸之后才可以开始施工。煤矿的工作区域主要是在地下，由于设计人员对地下实际情况缺乏深入了解，常常就会使设计环节出现失误，从而造成设计与实际存在差异，基础工程也就出现了弊端，煤矿的防水性也就被大大削弱。

1.2.2 工程建设违反国家标准

我国对煤矿基础工程建设有严格规定，从施工的各个方面都有着极为细致的要求，例如施工的材料、质量和类型等方面。而一些煤矿企业在实际工作过程中，往往会追求更快的工期、更少的成本、更高的利润等而违反我国对煤矿基础工程建设的规定标准，这就会使得井下工程出现质量问题，从而为井下水害事故埋下了安全隐患。

1.3 管理工作存在漏洞

煤矿开采工作复杂而严谨，安全管理工作更是尤为重要，而煤矿防治水工作就是煤矿安全管理工作的其中一个类型，通过实际走访部分煤矿，我们不难发现，有相当一部分煤矿在防治水管理上都存在一定漏洞，使得防治水实际工作中难以真正实现完满效果。

1.3.1 管理制度有缺失

管理制度的不健全会导致煤矿防治水管理工作存在不规范性，也会在实际工作过程中使工作人员对工程的管理力度难以加强，使管理效果大打折扣，造成管理漏洞与缺失。

1.3.2 管理人员专业程度不够

煤矿防治水管理工作不单单是简单的管理工作，不但要求管理人员具备充分的管理方面知识，还要求人员要对开采过程中防治水工作有充分了解，以及时处理实际工作中遇到的防治水方面的问题，由于部分企业对管理人员专业素养的重视程度参差不齐，导致很多企业中煤矿防治水管理人员的专业程度较低，无法保证煤矿防治水管理工作的高水平高质量，一些管理人员甚至对煤矿防治水工作细节了解甚少，无法深入管理煤矿防治水工作。

1.3.3 风险防范意识不足

所谓煤矿防治水工作，应当以“防”为重中之重，这样才能避免导致需要“治”的局面，这是安全管理的关键，也是在煤矿开采过程中減少水害问题的最优办法，但由于传统管理理念根植的限制，部分煤矿企业并未将风险防范意识作为安全管理过程中的首要工作，这就导致煤矿在实际开采工作过程中常常出现水害事故，进而导致煤矿生产瘫痪的局面。

2、煤矿防治水采取的主要方法

煤矿防治水工作主要采取以“防”、“堵”、“排”、“截”综合治理方案，多方面结合治理，预防得当，及时治理，共同打造井下安全开采环境。

2.1煤矿地面防水工作方法

地面防治水主要是以地面修筑的一些防排水工程为主，以对降雨汇集水及地表水大量涌入到工业广场起到阻止作用。

2.1.1 防水 井口与建筑场地的选择要避免受洪水或大量雨水积水的威胁，井口与场地内主要建筑物标高要高于当地历年最高洪水位，若由于地形限制因素而使井筒位置难以确认，则需要修筑起高台，进而使井口的标高高于当地历年最高洪水位。在处于一些特殊的劣势条件情况下，例如煤矿区在受到山洪威胁时，可以在山坡上修筑防洪沟来对山洪进行堵截，同时在矿井井口附近迎着水流方向修建防洪堤坝，防止山洪暴发导致洪水从井口大量灌入井下。

矿井地区的塌陷包括塌陷深坑和谈下龟裂等形式，窑口废井等形式，要用钻土和石块先进行堵塞填充，然后压实。对于大型的坍塌深坑和龟裂地区，如果填充工程太大或者因为有些自然原因不能进行填充时，也可采取现代外国人常用的换装排水法进行防护，保证雨水不汇集就可以。

对于河水流经的矿区，如确实有漏水情况，并且对矿井安全造成威胁，可在矿区漏水地区用黏土，料石或水泥修筑。这种方法多用于流量不大的季节性河流流经矿区的情况，对于水流量较大的河流，可以采取改道的方法进行引流。河流改道虽然可以彻底解决河流对矿区的安全威胁，但是工程量大，耗资多，还要设计到当地工农业生产等许多问题，所以并不能常常使用，需要认真调查，全面衡量利益后再决定。

2.1.2疏 对矿区内积水集水现象，现代多采用开掘疏水沟的方式将集水排走。如果狂劲四面环山，积水流不出去可以采用凿隧道的方式把水引到矿区外。修筑疏水沟时，不应碰触开煤层和含水层等区域，一面地表龟裂，地表水下渗。

2.1.3排 地势低的地区会产生水排不出去，或者是矿区梅雨季有河水倒流，针对这样的现象，如今多用泄洪纵沟处建立水闸的方法设计排洪站，利用水泵向外排水。

2.1.4截 在井口和工业场地上方的矿区，可以在梅雨季前把水位放低，以争取最大蓄水量，减少矿井的潜在威胁。

如果是在山区的矿井，应该查清狂景区及其附近的地表水流情况。对地表水流系统的汇水或渗透情况了解后，针对疏水能力和有关水利工程等方面开展煤矿防水工作。其中山区多数以截为主，防止与堵截相结合，配合建水库，挖鱼鳞坑种树，挖掘山前顺水沟，以减少矿区雨季水流量；山区外以防为主，防排结合，在可能往井下漏水的石灰岩周围建筑沟渠，构成防洪包围圈，并在沟下建立水闸和排水系统，准备河水倒灌时往外排水。还应该多井下有威胁的河流进行政治，将河汕优改为西河取，将有泥石流危险的流水道下铺不渗水材料。山区多以疏为主，疏排结合，在区内挖中央排水道，建立石头渠道，在弹下去设泵站，将积水排除导到矿区外。

2.2煤矿井下防水方法

井下防水可分为井下防水和疏导式排水两大类，当煤层与水或者含水层有间隔时，适合采用防水措施；当煤层离含水层很近或者相接时，应采取疏导式排水方法。这类措施从安全角度考虑，疏导式排水比防水更有效，但是费用高。因此在玄策防水措施的时候，应该具体问题具体分析，权衡利弊后再做出科学选择。

2.2.1合理开采 在狂劲设计中，要充分考虑矿区的自然环境，合理划分井田，选择适当的开采方式。在进行矿井布局时，应本着先简单后难的原则，优先安排条件好，水量小，易开采的矿区进行才开，一边开矿一边积累防水经验，为开采难矿区做一定准备工作。

2.2.2设置防水隔离煤柱 在煤层与含水层相接地区，要流出一定空间不采煤，使工作面与地下水保持一定距离。这种留下来的煤层即为隔离煤柱，井下设置隔离煤柱可以住址地下水进入矿井，也可以防止瓦斯引起的火灾。防水隔离煤柱主要可分为以下类型：一、井田边缘和风化带隔离煤柱。二、频发水灾的巷间防水隔离煤柱。井下有时存水太多也易冲毁巷子，因此积水过多也要设置防水隔离煤柱，使生产区与集水区分开。三、冲积层与风化带要设置防水隔离煤柱。井下采挖工作区有时候离冲积层或者地面很近，而冲积层又含有泥沙，所以挖掘工作必须和冲积层有一定距离才安全。为此，要设置一定的煤柱。四、断层防水一定要设置防水隔离煤柱。多数断层是导水的，断层破碎带本身也常常含有较多水，因此挖掘工程遇到这样的情况很危险。所以断层两边有时也需要防水隔离煤柱。

防水隔离煤柱是矿区用来防水的重要设施，各大煤炭公司应该对矿井的防水隔离煤柱加强监督检查，严禁使用质量差的防水隔离煤柱，也不准在风花防水隔离煤柱区内作业。

3、煤炭防治水的原理

3.1空间地震原理

空间地震原理经历了快十年的发展，在矿区的应用已经日趋成熟。空间地震原理可以探明的范围是非常精准的，这样可以保证其平面误差小，保证断层平面摆动误差小，能清除的测出断层的质量，落差，延伸范围和方向，对煤层深度和起伏状态进行精确检查有利于防水工作的进行。空间地震原理对煤层中的弯曲幅度和厚度的无处不超过五米。

3.2改变场磁原理

改变场磁技术属于电磁感应的一种，利用不接回电线向地下发送磁场冲波，在一次间歇期间用电线回感感受第二次场。此第二场是由地下导体地质提受刺激引起的不稳电磁场，可以通过分析此磁场找出异常区域。

3.3上行疏水原理

为节约时间早日投产，基于这些我们可以首先开采解放层，即通过改变场磁技术的方式来防水。改变场磁原理一般先采矿区下部煤层，后采上部煤层，由于最下部工作面先开采所以形成空区，积水睡着裂缝进入空区这样不仅可以保证安全，也为第二次采矿做了铺垫。实现了企业利益最大化标准。

3.4防水预测原理

对未进行的空间地震技术勘探区域进行挖掘、勘探，用地质预测手段进行超前探测、追踪可以避免因为盲目活动引起的地质异常化。地质的异常化不仅对于自然环境有迫害，也对于矿井开采有着阻碍作用，因此防水预测原理的实施是非常有必要的，只有做好预备工作，才能保证其他工作顺利进行。

4、总结

在矿井的开采生产过程中，必须要充分的了解到一切可能会导致矿井水灾发生的因素，并且对其进行相应的预防措施，才能切实保障矿井防水工作。如果没有预先的探测和预估，将会导致矿井开发的难度加大，矿井水害程度的加深，导致人才两伤。而矿井水灾防治措施在很多方面解决了矿井开采过程中只靠排水解决不了的问题，降低了开采成本，也降低了安全隐患问题，这就是矿井水灾工作中的宗旨。煤矿防治水工作的实施不仅保障了矿井安全，也降低了成本，为企业争取利益。综上所述，煤矿防水要从煤矿根本问题入手，通过一些方法和措施来降低水灾对矿井的威胁，希望通过本文的介绍，可以促进这些措施在煤矿防水方面取得更好的效果。

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