矿井带压开采中水文地质问题及防治措施分析

秦冬冬

（霍州煤电集团河津薛虎沟煤业有限责任公司，山西 临汾 031600）

在中国复杂的地质环境中，通常在能源开采的时候会受到地下水文地质情况的影响，尤其是在我国北方一些地区矿井带压开采过程中，受到太原组灰岩岩溶承压水与工作面下灰岩溶承压水等多种因素的影响，一些地质问题表现尤为突出，为了彻底解决这些地质问题，使矿井能够进行安全、高效生产，需重点对井下水文地质问题进行勘探。具有针对性地解决问题，制定切实可行的水防治措施，提高防治水效果。

1 矿井带压开采过程中较为常见的问题以及采取的防治措施

承压水对矿井生产会产生一定的影响，这是不可避免的，需要直接面对。增加开采成本，会降低矿企的经济效益[1]。为了保证矿井处于安全生产状态，就需要在压力采矿分组的过程中，有必要根据实际的采矿环境选择合适的防治水措施。矿井带压开采常见的水控制措施包括：

其一，强化突水监测工作。根据矿山开采前的水文地质资料，必须在高含水地区做好现场勘探工作，经过有效的防治后，各项指标合格，才能进行开采。

其二，对异常的监测区域要做好注浆加固工作。下矿层含水层的的含水率低，而且岩层比较薄。采取的措施是，通过注浆加固含水层，采用人工凡是将含水层改造成防水层。采用这种能方法，能有效地防止矿井开采过程中出现工作面突水的问题。

其三，掘进采矿前进行疏水降压。采用这种方式，可以对采矿前的的勘查中所获得的资料进行分析，可以民却含水岩层的裂缝发育和裂缝发生的原因看，结合含水层涌水量的变化，采用疏水降压防治的方法就可以获得良好的效果。这种方法的应用中，采用物探技术，要严格按照安全标准执行[2]。

其次，建立井下防水柱，对井下防水排水系统不断地完善。在矿山开采的过程中，要确保矿企的安全生产，根据已探明矿区的水文地质条件，留防水矿柱。防水矿柱不仅要考虑矿层开采方向所出现的涌水问题，还要考虑矿层底板方向所出现的涌水问题。根据井下的实际情况设置防水水闸、集水坑，对于矿井下的排水系统要不断地完善。

2 案例分析

某矿企隶属于当地的能源运输营销集团。井场包括1中的主要矿层（位于本省的中间部分，矿层的平均厚度1.3米），10矿层（矿层的平均厚度1.9米），11矿层（矿层的平均厚度1.1米）。矿层的倾斜角度为5度。该地区发育有3条背斜、1根陷落柱、3条正断层。根据地质报告的内容可以明确，该矿区地质构造主要如下：

（1）F9断层位于矿床的中部，断落差由北向西逐渐减小，最大断落差为340米，最小断落差为175米。

（2）陷落柱1位于井田南部，其东西向的长度是197米，南北向的长度是177米。陷落柱1位于井田东北部，东西向的长度是170米，南北向的长度是475米[3]。

矿山开采中遇到的含水层类型主要包括有三种：第一种是富水含水层，静水位处在577米至579米之间。第二种是石炭系太原组含水层，局部有很强的富水性。在能源开采的过程中，矿山还会受到山西组裂隙砂岩含水层和夏实箱组的影响。含水层的含水率低，在生产过程中对矿井的安全生产不会产生很大的影响。

为保证安全生产，可以采取以下防治的水措施：

其一，在井田、地质构造、补充地下水的沟谷、老窑露头、矿层等范围内，采用人工操作的方式，进入到现场调查，采用地面物探技术和钻孔技术，全面调查下矿层的成水情况。对于所存在的问题，采用混凝土浇筑施工方法和硬化施工款的方法进行预处理[4]。

其二，开挖之前要进行勘探，做到物探先行、钻探验证、化探跟踪，并以此作为施工原则，注意不可以穿越矿山压力危险区。在采矿的过程中，当监测到orlean水涌系数超过0．07兆帕／米的号死后，需要对掘进工作面和回采工作面采用注浆加固的施工方法。采用1：3水泥粉灰泥浆，选用水泥标号（415）。当故障已经产生，在矿产资源开采的过程中，为了确保预防效果良好，确保安全开采，就需要采用灌浆技术，灌浆压力要超过1倍的水压力。

其三，在工作面开采过程中，采用物探等技术手段，对采矿巷道周围100米以内的顶板及地质构造分布进行调查，以便在开采前进行控制。

其四，在矿产资源开采的过程中，当下矿层水较大时，应采取钻孔排水措施。超前勘探排水距离超过30米，钻孔直径要低于50毫米；当钻探施工的时候，确保钻孔在30度。仰角布置，端孔平行距离要超过3米；勘探释放断层水的时候，底板钻孔数要超过1个，钻孔直径要低于70毫米。钻井施工完成之后，应在钻井过程中布置长度超过10米的水密套管[5]。

其五，优化矿井排水系统。对于传统矿井排水系统易出现的问题，经过优化升级安装两个钻孔，将安装130mm的排水管，矿井排水系统可以使用直接钻孔的钻进方式，这种做法能够迅速缩短排水管道的长度，将排水效果进行优化升级[6]。

其六，建立应急和应急排水系统。为了确保能源开采企业的生产安全，根据原有排水系统结构对新排水系统进行改造，设置并安装应急救援排水系统电源，能够确定电源是可以一直进行供电，优化后的排水系统排水能力是传统排水系统的2倍。

其七，对采矿方法进行优化。在矿山开采过程中，局部地区顶板喷淋水较大。在布置开矿和巷道掘进的过程中，采用架空开挖的放发可以保证顶板喷淋水进入到采空区当中，维护工作面环境[7]。对于有压力的矿区，在开采前在矿区最低处设置水库，还要将泵房建立起来，形成良好的矿区排水系统。

3 结语

综上所述，矿井水处理是具有现实意义的。在水防治的过程中，需要大力提倡综合防治措施。特别是在矿井带压开采的过程中，防治水是需要重点关注的技术问题。矿山生产技术人员需要学习先进的技术。针对矿井带压力开采生产过程全面了解，对于相关的技术全面掌握，提出水防治技术。处于不同的阶段，就要采取适当的水防治措施解决，保证矿山的安全生产[8]。