水文地质勘探对煤矿防治水的重要性

2019-01-04张红鸟

资源信息与工程 2019年2期

张红鸟

(潞安集团常村煤矿，山西长治 046100)

在当前社会经济条件下，煤炭仍然是我国的主要能源类型，并在很长时间段内不可取代。对于煤矿而言，水害是影响矿井安全生产的最主要因素之一，严重威胁矿工的生命安全，因此必须采取科学有效的手段对矿区水害进行控制和治理，保障职工生命安全。煤矿水文地质勘探的主要内容是深入调查矿区的水文地质条件，分析矿井的充水因素，预测矿井涌水量，分析不利于生产的水文要素，并做出相应的矿井水文地质勘探报告，并根据年生产计划提供各个月份的水文地质情况报表，为煤矿的防治水工作提供理论指导。根据水文地质勘探资料对矿井的排水能力，排水设施和水利工程进行检查，及时建立符合矿井实际情况的排水系统、防水系统。

1 我国煤矿水文地质勘探现状

(1)缺乏预防机制。我国不同地域的水文地质条件各异，甚至同一地域的不同煤矿水文地质条件也存在较大的不同。数年前，一些私人煤矿为了节约开采成本，直接利用周围较大煤矿的水文地质资料，由于部分水文地质条件存在较大的差异，没有采取有针对性的措施，导致透水事故发生，又没有相应的防范和救护措施，造成较大规模的安全事故。因此，煤矿企业要对本采区内的水文地质条件进行细致的勘察，将采区范围内的水害控制在萌芽状态。目前，我国多数煤矿存在着共性问题：对于煤矿水害“重治理，轻预防”，只是重视发生水害以后的治理，忽略了水害发生之前的防范工作。透水等水害事故的发生是煤矿的灾难性事件，应该严格预防，切忌麻痹大意。

(2)水文地质勘查技术和防治水技术有待提升。随着煤炭资源的枯竭，煤矿企业不得不向偏远地区延伸，寻找资源。偏远地区的资源虽然丰富，但地质条件复杂，缺乏水文地质资料，煤层赋存深度大，开采成本高。在水文地质方面，由于缺乏地质资料，很多煤矿都采取边开采边调查的方式，安全隐患很大。由于地表或近地表资源的枯竭，多数煤矿的开采深度大于500 m，有的甚至超过1 000 m，在这样的条件下水文地质勘查更加困难，治理水害的难度非常大。鉴于以上情况，煤矿需要积极更新水文地质勘查技术水平，采用先进的防治水机械设备等，提升煤矿的安全水平。

(3)水文地质勘探程度不深。对于煤矿企业而言，需要进行水文地质勘探的目的主要是查清充水水源、水量大小和水的运移通道，目前煤矿仅仅重视水源和水量的监测，对于水运移通道的调查水平尚浅或束手无策。例如，某煤矿对于影响煤田生产的充水水源进行了调查，判定充水水源及水量的地表(河流等)渗透均值为0.1 m3/s，顶板砂岩淋水均值为130 m3/h，采空区某工作面积水量为2.20×105m3，老窖涌水量均值为40 m3/h，水源和水量缺乏实时监测，对于水的运移通道也不能全面探明。

2 我国煤矿水文地质勘探内容

(1)水质勘测。在煤矿的水防治工作中，首要的问题就是做好水文地质勘测工作，分析煤田所处的地层、地质构造，充分了解井田立体范围内的充水因素，如地表水、顶板淋水、灰岩溶水、采空区积水、老窖水等，对这些充水因素进行实时观测，科学预测涌水量，并对水质进行判断。根据记录表做好水文地质报告，全面分析可能影响煤矿安全生产的各类水害因素，为煤矿水害的防治工作提供充足的水文保障资料。丰富的水文地质勘查资料能够为煤矿水害预测提供依据，防止大规模水害事件的发生。

(2)水质情况的分析和调查。对于煤矿开采岩层及其顶底板岩层做好汇水与疏水能力的调查，分析本地区的汇水来源，如降水等情况，结合矿井、矿区的实际情况，做好水害防治工作。

其他层面的水文地质勘查还应该做好水质的动态观察，根据煤层煤质、地质构造、岩性特征和水文特征，综合判断水害发生情形，做好应对措施。

3 水文地质勘探对煤矿防治水的重要性

(1)保障煤矿安全生产的前提。安全是煤矿行业永恒的主题，是实现煤矿稳产的基础，煤矿是普遍认为的高危行业，应该引起管理者的高度重视。煤矿普遍发生的灾难性事故就有煤矿水害。水文地质勘探对于煤矿的安全生产有着至关重要的作用。我国许多煤矿区受煤层上部含水层和下部岩溶水的威胁，突水和淹井事故时有发生。其主要原因就是与矿区水文地质条件不清，水文地质勘探程度低有关。因此，水文地质勘探工作是煤矿防治水的基础，是保障煤矿安全生产的前提。

(2)为煤矿防治水工作提供科学依据。煤矿采区水文地质资料的勘查情况对于矿井工作面的布置，巷道的布置有着决定性的影响，甚至对矿井巷道和采区的设计有着重要的影响。水文预报工作和水文地质勘查有着异曲同工的作用，加强采区范围内的水文地质勘查和水文地质预测对于降低采区内透水等灾难性事故的发生有重要的意义，能够有效的保障煤矿的安全生产。

在煤矿开采之前，要做好水文地质勘探工作，用以检查煤矿安全环境和排查安全隐患，预测可能引起的环境水文地质和工程地质问题，对采区周围的水质观察也是水文地质勘查的重点工作之一。检查矿区周围的水质情况观察记录，并立体的展示水文情况，对于矿区的安全生产具有重大的意义。

(3)预测矿井涌水量，为煤矿防治水工作提供数据支撑。矿井涌水量是指矿山建设和生产过程中单位时间内流入矿井(包括各种巷道和开采系统)的水量。矿井涌水量的预测是确定矿床水文地质条件复杂程度的重要指标之一，也是矿井设计部门确定排水设备和制定防治水措施的主要依据。由于矿井涌水量预测的差错，使已建成的开拓井巷因实际涌水量远远大于预测的数量而导致淹井或者被迫搁置起来，有的可以开采的矿井，又因预测的涌水量过大而不敢开采，或按过大的预测涌水量设计矿井排水能力而造成不必要的浪费。因此，在矿床勘探、矿井建设和生产中，应根据所获资料，按要求正确地评价矿山开采各个阶段的涌水量，为煤矿防治水工作提供精确的数据支撑。

4 基于水文地质勘查的煤矿防治水安全措施

(1)落实煤矿防治水工作的安全防护工作。煤矿的安全生产工作必须以人为本，将矿工兄弟的安全放在首位，做好煤矿经济利益和安全利益的协调，不断地加强工作人员警惕水害的能力。定期组织防治水知识的教育和培训，使下井职工了解防治水工作的基本知识，掌握井下透水征兆的有关知识，组织井下职工开展水害应急救援演练，提高职工防治水工作的技能和抵御水害的能力。同时加强工作人员对于防治水工作的重视程度，使他们充分认识到防治水工作的重要性。

(2)增加投入，健全水文地质调查系统。煤矿水文地质调查主要包括静态观察和动态观察两个部分，静态调查的内容是相关调查人员需要在作业前对周边区域的水文地质做好全面监测，分析并整合调查结果，把结果列入煤矿检测书中，以方便施工人员掌握本区域内的实际情况，提升煤矿施工的整体质量。动态调查是在静态调查的基础之上，水文情况会在一定的时间内发生波动性的变化，记录这些动态数据。施工者如果无法及时了解这些变化，就很容易造成水害，增加施工成本。建立动态和静态结合的水文地质勘查系统，对于煤矿水害的预测和防治有着不可替代的积极意义。

(3)收集矿井常发生的水害情况，做好防控工作。要想做好矿井水患的有效控制，需要充分掌握水患产生的各种隐患，在此技术上才能够判断水患情况，从而提升水患的预测和处理效率。利用目前先进的技术设备，对于本矿矿井以及临矿矿井的水害进行细致的统计，有利于预测掘进和采煤迎头可能出现的水害情况，严密监测水患产生概率比较大的区域，掌握好矿井水文的实时状态，一旦有异常情况在第一时间内采取相关处理措施，做好人员疏散工作，控制好水患。