镇城底矿水害及瓦斯区域分析及防治

王德志

关键词：矿井防治水;矿井水害;防治措施;对策

0 引言

水害和瓦斯是影响矿井安全生产的主要地质灾害，随着我国煤炭资源的开发，各种煤矿水害类型对生产安全的威胁越来越大，煤矿防治水已成为矿井安全工作的重中之重[1-3]。虽然很多学者对矿井水害类型进行了细致划分并提出了相应的防治措施，但井下突水事故也时有发生。如山西王家岭煤矿2003年发生透水事故导致35人死亡，因此煤矿井下一旦发生透水事故往往易造成严重的人员伤亡事故。山西西山煤电股份有限公司镇城底煤矿煤层基岩及其松散层内含有多层含水层，且存在陷落柱等，对井下开采安全威胁极大;本文基于镇城底煤矿水体存在类型对其水害进行分类并提出相应的防治措施，为井下安全提供理论支撑。

1 镇城底煤矿水文地质概况

镇城底煤矿地下含水层可分为基岩含水层和松散含水层。松散层含水层为汾河的河床冲积层，冲积层厚度为8.2～39.0 m，平均厚度约为20 m，主要为砾石、卵石及砂层等，透水性较好。基岩含水层分为碎屑岩类裂隙含水层、碎屑岩夹碳酸盐岩含水层及碳酸盐岩岩溶含水层。碎屑岩类裂隙含水层岩性主要为砂岩与泥岩互层，岩层内存在风化及构造裂隙;碎屑岩夹碳酸盐岩含水层富水性不均匀，碎屑岩夹碳酸盐岩含水层富水性普遍较强，且厚度大。各个含水层直接存在由泥岩、粉砂岩及细砂岩等组成的稳定隔水层。井田内发现的陷落柱共有140余个，柱体内充填致密，岩块胶结紧密，富水性较弱。矿井各含水层（体）的广泛发育对矿井安全生产造成极大影响。

2 矿井防治水工作存在的主要问题

2.1 防治水投入资金不足

相关配套资金的投入是防治水工作的基础，没有资金的支持，防治水工作犹如空中楼阁。增加防治水专项资金的投入一方面可以引进先进的设备仪器，进一步精确含水层的位置及其富水性，同时可以同相关专业的科研单位开展业务合作，依靠外来专家的技术对症解决相关问题。另一方面，矿方可依靠资金的投入，提高壮大矿井防治水人才队伍及整体工作水平;因此充足的资金投入对保障防治水工作有十分积极的意义。

2.2 健全防治水安全责任制度

井下防治水工作是一项复杂的系统工程，完善防治水安全责任制度是防治水工作的前提，是保障防治水工作安全高效实施的基础。建立完善的相关制度，首先应将各项责任落实至具体人员，将各项工作落实在实际生产当中去，通过详细周密的制度来保障各项工作的落实，提高工作人员的责任感及工作效率。同时，应依据具体工作建立明确的奖惩制度，提高员工工作的积极性及责任心，尤其需要建立配套的科技创新奖励，以提高工作人员创新积极性及工作的科技前瞻性[4]。

2.3 防治水相關研究资料较少

煤矿企业由于其自身生产的特殊性，各企业之间的相关水文地质资料处于“背靠背”状态，各企业之间的防治水相关研究资料缺乏沟通，导致相似的井下水害在多个矿井井下频发。同时由于部分煤矿缺少对事故发生原因的深入研究，防治水工作多依靠“经验”而行，不能有的放矢，工作开展存在一定的盲目性。因此防治水工作需要各个企业相互交流且分享成果，共同克服。

3 水害类型及其防治措施

根据镇城底煤矿水文地质情况将该矿水害分为老窑水、顶板水、工作面前方水及构造水。根据水害特点提出相应的防治措施。

3.1 防治老窑水

在疑似老窑水区域，尤其是没有详细老采空区位置及相关水位地质情况的区域，应做到有倔必探，先探后倔;并且应尽可能的使用多种手段探查，各种探查结果相互佐证，提高老窑水勘探信息的准确度。对于探明的老窑水应留设足够的安全煤岩柱，在警戒线附近开采时应加强防治水工作的落实[5]。

3.2 防治顶板水

煤层开采时，顶板水主要是裂隙水，其富水性较弱，工作面开采过程中顶板水会通过采动裂隙进入至工作面，对开采安全存在一定影响;因此需要提前通过疏水钻孔将顶板水进行疏放。疏放前首先应通过物探等其他勘探手段查明顶板的富水性，通过疏放钻孔切穿疏水巷道顶板，且钻孔垂直水流方向，保证疏放效果。

3.3 工作面防治水

工作面防治水主要由3部分工作组成：工作面回采前、回采中及巷道掘进前。巷道掘进是的防治水工作重点是对巷道掘进面前方及侧方的构造等进行探

坚持有疑必探、先探后掘的矿井探放水原则，结合矿井水文地质情况编制探放水设计，根据水头位置、开采煤层厚度以及围岩应力，科学布置探水线，超前布置探水眼。

3.4 留设构造隔水煤岩柱

断层水是构造水的主要类型之一，断层的存在影响了含水层的完整性，使断层成为涌水通道。断层的导水情况主要取决于断层内岩块的紧密程度、破碎程度及水压等，若断层内部详细资料没有掌握，应将断层视为整个保护体。留设断层隔水煤岩柱;根据矿井的煤岩系数确定安全煤岩柱宽度。若断层被强富水含水层掩盖，又接近或进入底板承压含水层时，断层突水性大，应该提前进行疏放水或对断层注浆，并进一步增大安全煤岩柱宽度。与此同时，煤矿的水害防治还应充分摸查相邻矿井、河流的的汇水和渗漏情况，重点开展好疏水能力工作。将以往每年区域降水情况建册，与矿井相邻的小煤窑分界处按照规定必须留设至少15m的防水煤岩柱。当矿井采掘过程遇断层是，还应在断层两侧留设合理尺寸的防水煤岩柱。防水煤岩柱的合理留设宽度选定，应结合矿井的水文地质条件、上覆岩层的移动规律机围岩应力进行选定。

4 结语

随着我国中东部煤炭资源的进一步开发，煤层开采深度越来越大，各种地质灾害频发，矿井水害问题日益突出，威胁矿井安全高效生产。防治水工作首先应明确矿井各种水害类型及其可能发生因素，坚持有疑必探、先探后掘的矿井探放水原则;结合矿井的实际水文地质情况有的放矢地采取有效防止措施，保证矿井安全生产。

参考文献：

[1]常陆辉.浅谈衰老矿井复采工作面探放水技术[J].陕西煤探，2016，35（14）：125-126.

[2]黄亚寅，邢连杰.复采煤层掘进工艺技术研究[J].能源与节能，2016，18（15）：140-141.

[3]陆军.薛虎沟煤业复采煤层掘进工艺技术研究[J].煤炭与化工，2017，40（25）：106-108.

[4]曹兴懂.大庄矿老空水水害分析及防治技术[J].技术与市场，2015（07）：121-122.

[5]崔国利，眉萱.豫西监察分局集中开展兼并重组矿井水害及瓦斯灾害防治监察[J].决策探索，2011，000（024）：68-68.