复杂水文地质条件下综合防治水技术探究

2021-04-01赵亚斌

西部探矿工程 2021年4期

赵亚斌

（山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司，山西吕梁033500）

现阶段，随着社会生产过程中对于煤炭资源的需求不断增加，煤矿需要不断提高自身的生产能力和效率。但是煤矿在改进生产，提高效率的过程中也存在一系列的问题，例如对于煤矿生产过程中的安全管控不到位，很容易影响到煤矿生产的安全性，本文主要从防治水灾害的角度出发来分析如何更好运用防治水技术，以此来保证矿井作业的安全性。

1 复杂水文地质条件分析

1.1 充水水源

矿井的直接充水来源为煤顶板砂岩裂隙水，在煤层开采的过程中，导水裂隙带可以直接导通这一含水层中的水。煤顶板砂岩裂缝水往往不会给煤矿带来严重的水害，主要原因在于其所处含水层中表现出较弱的富水性，因此在开采的过程中仅仅会出现顶板淋水的现象。

煤底板的直接充水来源为石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙水，其主要存在于灰岩含水层中，该含水层的厚度往往为5.24～24.43m。灰岩自身较为致密完整，而且不会发育裂隙，但是在开展防治水工作的过程中也要注重其影响，因此在井田浅部或者是构造带附近，岩溶裂隙较为发育，而且往往伴随有水蚀的痕迹。

石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙水也是充水水源之一，由于该含水层与上段灰岩含水层之间还存在一层砂质泥岩岩段，且泥岩岩段厚度可达到40m，因此在进行开采工作的过程中不会直接造成煤底板涌水，但是这一含水层中的某些部位往往和太原组上段灰岩水之间存在着一定的水力联系，从而导致矿井涌水量的增加。

寒武系白云质灰岩裂隙岩溶水，含水层岩性为白云质灰岩，其富水性较弱但表现出较高的水压，勘测结果显示其可以作为太原组灰岩含水层的补给水源，从而增加矿井的涌水量，因此在开展防治水工作的过程中要注重加强对其的防范，避免在煤矿开采的过程中引发突水事故。

1.2 充水通道

矿井中主要的充水通道为断层、裂隙以及封闭不良钻孔。其中断层是矿井中最为主要的充水通道，给矿井生产造成极大的威胁。断层自身具有透水性，在矿井开采的过程中可能会造成断层破坏，从而加强其透水性。

其次，裂隙也是矿井生产中的主要充水通道。矿井开采的过程中可能会发生顶板垮落或者底板被破坏的问题，从而导致导水裂隙带的产生，进而造成顶板涌水。

矿井开采的过程中，由于工作人员的不合理操作，可能会导致封闭不良钻孔，从而使得含水层之间产生水力联系，从而造成突水事故。钻孔突水事故发生之后会导致水量增加，给矿井带来较为丰富的补水量。

2 防治水技术重点

开展防治水工作要保证其科学性和合理性，在具体开展工作的过程中可以将其分为五大阶段重点推进：掘进前、掘进、回采前、回采、回采后。

在掘进前要注重运用地面物探和钻探技术，同时要积极开展水文地质条件勘测工作，之后要以勘测到的相关数据制定分析报告，根据分析报告中的内容来确定防治水工作的重点。此外，掘进之前还要注重完善相关的防排水系统，以此来保证矿井生产工作顺利推进。

其次，在进行掘进的过程中也要注重运用物探工作，制定完善的监测管理体系来实现对水文地质情况的实时监测。

在回采前要做好注浆效果的检验工作。而在回采过程中以及回采之后也要做好针对水质和水量的监测和管理工作，及时发现其中存在的安全隐患，以此来保证矿井开采的安全性和稳定性。

3 复杂水文地质条件下开展防治水工作的管理措施

3.1 加强相关技术人员的技术培训

首先，煤矿在开展生产的过程中要充分认识到开展防治水工作对于保证矿井开采工作安全性的重要作用，从而积极开展防治水工作。其中最关键的在于加强针对技术人员的培训工作，定期开展技术培训和指导，以此来帮助技术人员更好掌握防治水工作的相关技术，提高防治水的工作能力和水平。

3.2 技术人员要做好观测的工作

此外，技术人员在日常工作的过程中要做好观测工作，通过对矿区复杂水文地质情况进行监测和分析来做出相应的预测工作，对于生产过程中可能出现的水灾害要制定好相应的预测工作，提高应对灾害的能力和水平。此外，需要技术人员在开展工作的过程中定期观察全矿井涌水量的实际情况并做好相应的记录工作，此外还要通过对数据进行分析和处理来明确防治水工作的实际情况以及从中明确防治水工作开展的重点内容。

4 复杂水文地质条件下开展防治水工作的技术措施

4.1 地表物探，确定最初工作面上部位置

现阶段进行水文地质情况勘测中运用到的主要手段有瞬变电磁法、探地雷达等等。首先运用瞬变电磁探测法的过程中要注重运用重叠回线装置，采用标准时间序列进行勘测。

此外还会运用到探地雷达，探测结果显示，在探测底板的范围中，没有发现明显的强反射回波，但是反射回波自身存在不均匀的问题。

4.2 井下物探结合钻取验证，确定最终工作面上部位置

在开展矿井开采工作的过程中发现，如果开采深度达到了+110m 底板等高线的位置之后，在巷道四周并不会存在涌水的现象，在这个过程中需要运用到高分辨超前物探来开展勘查工作，通过勘查得出了涌水量最大的位置即15m3/h左右。

4.3 合理留设防漏水煤柱

在计算回采工作面防水煤柱的过程中需要运用到垂直剖面的方法。此外，随着工作面的不断推移，需要积极运用到底板岩石钻场和巷帮煤层钻场相结合的方式，运用这种方式明确煤场的边界位置，同时要注重合理留设防漏水煤柱，而且在开展矿井生产的过程中要注重根据实际情况进行施工方案的不断改进，以此来保证留设煤柱能更好满足防隔水的需要，从而保证矿井开采的安全性和稳定性。

4.4 设计放水孔以及观测孔

对于放水孔和观测孔的设计工作主要在工作面回采期间完成，在这个过程中要注重在工作面岩石钻场内部完成钻孔孔口阀的加固工作。此外，在回采前要注重放水孔的设计，在这个过程中要注重通过对放水孔加压力表的方式来观察其压力，而且要做好针对放水孔的观测工作，形成定期观测的工作制度，要求相关技术人员定期进行水量的观测工作。

工作面回采开始之后，要做好出水钻孔的注浆封堵工作，在这个过程中为了保证观测工作的顺利推进，可以选择留下两个出水钻孔，在这个过程中要尽量选择出水量较大的孔，从而更好观察水量的变化，此外还要注重根据水量的变化情况来调整工作，如果发现水量变小，则需要进行透孔，通过完成透孔工作来避免出现积水从而引发水灾害。

4.5 铺设管路疏水

回采期间，如果由于操作失误而导致钻孔水直接经过了采面，很容易给水路管理带来问题，同时还会影响到矿井作业的环境，影响矿井作业的安全性。因此在施工的过程中要注重铺设管路进行疏水工作，在这个过程中还要注重安装阀门和压力表，通过观察压力表数值的变化情况来明确涌水量的变化情况，以此来实现对水文地质情况的实时观测。