煤矿防治水工作中勘探方法的途径研究

张金辉

(河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿，河南 禹州 461683)

煤炭作为我国使用较为广泛的不可再生资源之一，也是我国主要使用的固体燃料之一，煤炭的含碳量一般为46%～97%，煤炭的表面颜色大部分呈褐色或者黑色，而且在对煤炭的观察中发现，煤炭的表面具有暗淡至金属光泽，而现今社会对于煤炭的分类依据主要为煤炭的煤化程度，并将煤分为4类，这4类为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。当专业的煤炭勘探者通过其专业技术发现煤层时，将其按照煤层距离地面的距离分为露天煤矿和地下煤矿。露天煤矿是指煤层距离地表的距离较小，因此常常采用直接挖掘法对露天煤矿进行开采；而地下煤矿则需进一步挖掘并形成一个合适的挖掘空间才可以开采。据调查，我国的煤矿大部分属于井工煤矿。对于煤矿的开采也有很多方法，而通过实际的操作发现，不论那一类方法，均会出现煤矿渗水的情况，而一旦出现矿井的渗水问题就极易造成矿井事故，使矿井内的工作人员丧身井下，所以，煤矿开采操作中的防治水工作就至关重要。文章从煤矿的历史出发，通过对煤矿的开采方法及工作操作中出现的问题进行研究，分析出合理的防治水措施及操作的勘探方法。

1 煤矿的发展历史与趋势

1.1 煤矿的发展史

人类历史上最早发现并使用煤的时代是新石器时代。在18世纪时期，西方发达国家发起了工业革命，伴随着蒸汽火车，蒸汽船的发明并逐步成为当时西方国家的关键性运输工具，煤炭的需求量在不断增加，而煤炭在城市中的日常需要也不断增加，为了增加煤炭的开采量，18世纪末，地下采煤技术首先被英国发明，自此以后，西方国家的采煤开启了大规模时代。刚开始的挖煤工具主要为铲子，而挖煤的机器约在1880年代左右发明；而在1912年发明的蒸汽挖土机为当时的煤炭开采提供了便利。

随着时代的进步，石油被发现。20世纪初，石油开启了开采道路，加之当时研究发现石油在许多方面优于煤炭，和在美国、中东和印尼发现的大规模油田，石油代替煤炭成为主要燃料。至20世纪末，伴随天然气及核能等一系列资源的出现，逐渐取代了煤炭在家庭、工业和运输上的使用。

1.2 煤矿的发展趋势

随着我国综合实力的不断提高，我国在全球的地位也在不断提升，我国开始向企业化、规范化的方向发展，社会对于煤矿的开采技术和质量要求一直在增加。国家提出建设全面小康社会，但随着近几年煤矿事故的发生，这一现象的出现与我国的发展理念相悖，而我国也是一个煤炭产出量较大的国家，煤炭的开采又是必不可少，所以建立一个安全的煤矿开采模式，让企业可以更好的利用我国现有资源，对于我国的发展不可或缺。

2 煤矿开采的方法及出现的问题

2.1 现有煤矿的开采途径

据调查发现，我国现有煤矿的开采途径主要按照煤层材质的不同分为壁式采煤法、柱式采煤法及其他方法。

（1）壁式采煤法。采用壁式采煤法的主要原因是煤层内煤壁距离较长，而壁式采煤法所需的工作面的两端通道需要适合风的流通，且通道可以提供煤炭及材料的运输，开采出的煤炭将采取平行的方式运输出工作面。我国现存使用最多的煤炭开采技术就是壁式采煤法。（2）柱式采煤法。柱式采煤法的主要特点是利用开采场地周围的煤柱，将周围的煤柱作为支撑，以采空区顶板为中心，且这类方法中所需的工作面积较小，必要时可以多个工作面同时进行，运煤方向与壁式采煤法相反，这类方法的方向为竖向运输。（3）其他采煤法。此类采煤方法是按照壁面的走向分为长壁采煤法和倾斜长壁采煤法，还包括正、倒台阶采煤法及房柱式采煤法等。

2.2 煤矿开采过程中出现的问题

（1）煤矿开采过程中的水污染问题。我国是全球人口数量最多的国家，然而我国却是世界上人均水资源较低的国家之一，这不仅是因为我国的水资源较少，另一方面是我国无意识的水资源的污染及破坏，而水资源的污染中，煤矿的开采技术因不到位而造成煤矿周围水的污染，煤矿开采可能会对其周边地下水的流向及规律造成影响。一旦地下世界中，地底的土质、土层结构遭到改变，则水结构也会随之变化；除此之外，由于某些地方的科学技术不够先进，当地煤矿仍采用传统的 煤矿开采技术，而此类技术会因为脱硫工艺不能达到国家环境安全指标，导致煤矿开采后的高酸性洗煤水污染周围的水资源。

（2）煤矿开采过程中的土地问题。由于煤矿开采工程较大，相对而言所需的面积也更大，这样就需要占用原本的土地，而一旦开始进行煤矿的开采，所占用的土地结构将遭受破坏，加上经过煤矿开采后的土地不能被正常使用，当煤矿的开采需要在地下进行时，极易造成土地坍塌，对我国的土地资源造成影响。

（3）煤矿开采过程中的环境问题。在对煤矿的开采过程中，需要一个通风的环境，这样会造成煤矿开采时的环境与大气环境直接接触，一旦煤矿开采过程中产生某些有害气体，并会直接挥发至大气环境，造成大气环境的污染，而煤矿开采过程中产生的主要有害气体是瓦斯气体，当瓦斯气体与大气环境直接接触后，所造成的环境污染按照现在的技术还不能够很好地处理，极易对周围居住居民的生活形成潜移默化的危害，严重损坏其生活质量。

（4）煤矿开采过程中的安全问题。当前煤矿的开采技术仍不完善，在开采时极易因为操作的不规范而造成安全事故，危害工作人员的人身财产安全。

3 煤矿开采时的水危害

3.1 矿井渗水的介绍

煤矿中的水危害是当前煤矿事故多发的一大因素，矿井的透水是指在对煤矿的挖掘时，为了向前挖掘或者在采矿的过程中，开采煤矿的工作面内的巷道出现断裂，揭穿而导致水断裂，积水或者是地下水的突然迸发，由于地下水的水势凶猛，常常会在较短时间内就淹没煤矿开采时修建的开采通道，使工作人员造成严重伤亡。或者因为对煤矿下面土质的勘探没有到位致使地下水突水等。

3.2 煤矿水危害出现时的注意事项

（1）一旦发现煤矿内出现透水的情况，应先大概判断渗水的大致地点、渗水的水量以及渗水的原因。注意不能向渗水的地点运动。

（2）在向煤矿外移动时，应注意抓住通道中的固定物体，防止水流的压力的撞伤。

（3）在煤矿出现透水的情况较为严重而导致煤矿通道内的灯光及指路指标丢失时，无法得知向外撤退的方向时，如遇到险情的工作人员可以感受到风流，应向有风的地方移动。

（4）在发现煤矿通道被堵住时，遇到险情的工作人员应按照顺序在离渗水地点较远的地点耐心等待，等候救援人员的救助。

4 煤矿防治水工作的探测技术

4.1 煤矿超前钻探技术

钻探技术是指在地面或者地表下钻孔，并使用钻探对地质进行探测的方法。通过对地表下不同距离的地质材料的研究，测出地下水的水流方向以及含水量的多少。

4.2 煤矿红外线测温探测

在地面的综合探测的前提下，对地下的材质采用红外线测温法进行地下检测，依据地下水的温度与地下土质的差异，判断地壳下水的存在情况，包括地下水的水流以及水量的大小，来判定是否适合煤矿的开采。

4.3 瑞利波探测法

瑞利波又被称为地震波，是一种以柱面波形式传播，可以在地下迅速分解、转化的介质，瑞利波在地下遇见断层时，瑞利波曲线会出现明显的差异，同时，当瑞利波在地下遇见地下水时，会依据水流的不同、水量的大小、水的流向等，在瑞利波曲线上显示出明显的改变，此时，探测人员便可根据曲线的波动判断此地是否适合煤矿的开采。

4.4 瞬时电磁法

瞬时电磁法是指利用电磁仪器向所要探测的地下发送磁场，且每次发射磁场的时间间隔相同，在足够长的时间内，测量地下存在的物质的感应电磁场伴随时间的改变，根据仪器显示的电磁场曲线的变化判断地下存在的物质。瞬时电磁法的基本原理为电磁感应定理，每一类物质在固定磁场下所呈现的曲线均不相同。

5 总结

在煤矿防治水的工作中，一个安全可靠的勘测方法尤为重要。本文通过对煤矿的各个方面的介绍，对煤矿开采过程中出现渗水的原因以及防治水工作的勘探方法进行说明，希望可以在一定程度上增加煤矿开采工作的便利度，并且让人们认识到调查煤矿地下水质以及地质的情况是进行煤矿开采的重要前提，将确保煤矿的防治水工作可以有效保证煤矿的安全开采以及工作人员的生命财产安全。防治水勘探方法的运用，可以显著提高防治水工作的进行，为我国煤矿事业的安全发展打下坚实的基础。