煤矿建设中的水文地质灾害防范策略分析

王坤奇

摘 要：本文讲述了我国水文地质灾害发生的危害，主要有矿物层不稳定、沙土液化和地基变形，究其原因，是地下水的影响。基于此，重点阐述了在煤矿建设中，对其防范措施，通过：地下水的防范、地表塌陷的防范、井筒施工的水文地质的防范，希望为相关人士工作提供参考。

关键词：煤矿建设;水文地质灾害;防范策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.054

0 前言

我国地质灾害发生频繁，其中水文地质因素是造成灾害的主要内容。不同地区的地形和地质有差异性。经调查发现，我国很多地质灾害集中在几个常见位置，如果在此建设煤矿，就会严重影响其工作效率。需要专业人士对其进行勘测考察，使用有效策略预防。

1 水文地质灾害出现的危害

1.1 矿物层不稳定

我国各个区域中，水文条件各有不同，地下矿物层一般都是由碳酸盐等组成，经过长期积累，就会影响地下水流，使其发生变化，并向特定的方向流淌。因为矿物层不稳定，水流速度受其影响愈来愈快，对水施加的动力增大，当超过一定界限的时候，就会出现水平衡失调，造成地质灾害[1]。

1.2 沙土液化

沙土在长期的发展中，松软度下降，变成像水一样的状态，这就是沙土液化。产生该问题的原因有很多，最主要的是水文的原因。地震对自然和社会的破坏力是巨大的，在地震过后，就会产生很多含水量高的细微沙土，与原土壤中沙土混合，导致沙土液化，就像洪流一般向下流淌，不断冲击地下的矿物质，产生空洞，随着时间流逝，空洞不断变大，并经过土壤表层压力的影响，超过一定限度就会出现坍塌。另外，很多地区中的矿物层中小型颗粒较多，长时间的积累，就会令土层的水压力增大，超过该土壤能够承受的范围，地下水快速冲破地表，形成地质灾害。

1.3 地基变形

受水文因素影响，导致地面上建筑物容易出现倒塌，煤矿建设过程中，经常在软土上进行建筑，软土从硬度和稳定性上都不强，但是却能很好地减少地下水侵蚀，令其不能影响地面上建筑物。虽然软土有很强的抗水压力，但是在土壤小孔中还是会有压力，令地基变形，降低其稳定性。

2 煤矿建设中的水文地质灾害防范策略分析

2.1 地下水的防范

煤矿建设中，需要对地下水层构造进行勘测，如安置超前探水孔，掌握地下水层在井巷中的实际位置，勘察施工现场后，做好人员配置，制定科学防范方法，常见的防治技术有两种：第一，增设特殊防喷装置。该装置主要是使用高压顶水钻，对地下水进行控制。钻孔过程中，要通过钻机的自身压力，水压到达一定程度后，就会对钻杆进行夹持。结合作者多年工作经验得知，使用钻机对液压卡盘开展控制，不能起到控制地下水上涌灾害的作用。如果在实际工作中，发生钻具高出钻孔情况，就会出现严重的安全事故。经过技术团队不断的研究和努力，在钻杆上添加异径防突器，即可降低施工危险的产生。防喷控制的手段，主要运用于高压阀门的前侧，在上面安置减压器、高压阀和四通管，经过长期的实践可知效果明显，值得运用。第二，排气压入浓密水泥浆，传统的工作是使用竖井深孔涌水控制的形式，在注浆孔中注入水泥，然后将管道埋设在空洞。新型工艺与之不同，是使用水平或者仰视的视线，观察并预埋注浆孔，科学的摒弃了传统施工技术中的弊端，注浆凝固后，抗压能力可高达30MPa，满足控制地下水的要求。

2.2 地表塌陷的防范

产生该水文地质灾害的原因有很多，主要有：第一，煤矿开采后，地下变成采空区，地面上侧岩层弱缺少支撑，就会出现顶板的变形和偏移等，如果煤炭还在一直开采，对岩层的移动就会延伸到地表，最终塌陷。第二，煤矿区地层含有大量的地下水，在开采过程中降低水位，含水层的疏干区域面积减少，造成地面大面积下沉。第三，煤矿建设中，会一直进行疏干排水工作，时间一久就会出现地面下沉。此三种中最常见的是盐熔塌陷，也就是第三种，作者详细介绍此防治技术：及时进行回填密封工作，对已经产生的塌陷，利用黏土和水泥砂浆等混合搅拌，对其进行回填，减少因为地表水和降水的原因出现严重坍塌事故;如果塌陷的位置靠近河流，不但要做好及时回填工作，还要结合坍塌情况，进行河流改道的工作，避免发生坍塌时候，河水流入地下，必要时可在煤矿建设位置附近设置围栏，避免地表顺流入地下;当发生坍塌事故时，如果塌陷位置中有积水，需要立刻排出，保证其土质的疏干状态，减少再次坍塌的情况发生。

2.3 井筒施工的水文地质防范

针对井筒施工的水文地质防范，在科学勘测下，掌握其产生根本原因后，再使用科学的解决手段，常见的方法是煤矿井筒建设中，使用保水层注浆，提升井筒建设质量。主要工艺流程为：检测注浆泵-压水试验-注浆-注入清水-关闭阀门-清洗注浆管，是井筒施工中的主要防范手段。该环节对水文地质灾害的防范，主要有下面几点注意事项：第一，压水试验，每次注浆时都要进行压水试验，检测止浆垫的工作效果，是否有跑浆和窜浆等问题发生。保证煤矿裂缝中的填充物压力在注浆范围之外，提升填充的封闭性和透水性。另外对钻孔吸水量进行检测，进一步确定岩层的透水参数，为后期工作提供有效数据，避免地质灾害的产生。第二，在注浆时，使用低浓度、少量草酸溶液，延长浆液固化时间，避免因其固化时间过快，降低浆液在岩缝中的扩散，不能起到预期的效果。第三，结合压水试验的数据，当煤矿中注入一定量的浆液后，就可提升草酸溶液浓度，适当减少固化时间，令其在岩层中扩散的时候逐渐固化，提升注浆效果。

3 结论

综上所述，煤矿在施工建设中，受地下水的影响，因为地基偏移、沙土液化等，產生水文地质灾害，这对人民生命安全有严重影响，阻碍煤矿的建设。因此技术人员对其进行分析，提出几点灾害防范策略，促进我国将来煤矿建设的长久发展。

参考文献：

[1]李文鹏.地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划进展[J].水文地质工程地质，2019，46（02）：1-4.

[2]王志勇.矿山建设中水文地质灾害防治措施[J].世界有色金属，2018（18）：190+192.