煤矿地质防治水工作面临的质量问题及防治策略研究

2022-08-26刘晓斌

当代化工研究 2022年15期

＊刘晓斌

（晋能控股煤业集团北辛窑煤业有限公司山西 036700）

在国家经济水平不断发展过程中，战略发展方向不断调整，工业发展水平显著提升，因此对煤炭产量的需求提出了更为严格的标准和要求。这也使得企业不断加强了对煤矿资源的开采力度，意在实现煤矿能源的有效供给。但过度开采煤矿资源的同时，出现了企业忽视作业安全质量的问题，这种情况的出现很可能造成开采事故的发生，甚至引发严重的安全事故风险。对此，煤矿企业更需要加强对自身安全管理工作的关注，在确保地质防水工作稳定推进背景下，不断开拓和发掘企业竞争力，为开采效率和质量提升奠定良好基础。

1.煤矿防治水工作的主要内容

在煤矿生产工作中，水害问题发生概率较高，是煤矿行业的主要灾害，这一问题的发生不仅会对企业造成巨大经济损失，严重的还会引发不同程度的人员伤亡。在煤矿生产过程中，井下巷道发生突水事故的风险较高，这是因为在巷道掘进施工期间，设备往往需要穿越较厚的含水砂砾石层，如果地表水连同破碎带区域，很可能引发涌水问题[1]。当前煤矿防治水工作的基础流程如图1所示。

图1 煤矿防治水工作基础流程

分析可知，出现此种情况的主要原因在于煤矿在长时间开采后很容易形成采空区，如果不能及时对采空区进行科学管理，暴露在外的地下水就会诱发采空区积水问题，这类突水事故的发生不仅会造成井下出现大量积水，严重的还会对作业人员的生命财产安全造成负面影响。所以，在煤矿生产中更需要加强对防治水工作的关注，通过有效勘察和分析矿区塌陷情况，准确掌握积水面积和深度，只有这样工作人员才能根据以往工作数据对当地地质情况予以分析，最终在水位观测站等站点的设立实现水位监测，即使在雨季来临前对矿区排水系统和地表水检查情况进行分析，保证矿区排水工作的正常推进。

2.当前地质防水工作中的主要问题

(1)缺乏对地质防水工作的关注

众所周知，煤矿作业中往往需要应对十分复杂的工作环境，但实际工作中潜在的风险和安全问题并没有受到必要关注和重视。在实践工作中可知，地质水灾害主要隐藏在矿洞结构内部，只采用简单的手段进行检测并不能有效认识到其风险所在[2]。所以在前期准备工作中，工作人员也很难对地质水灾害问题予以关注。在对企业实际安全保障工作开展期间，很多企业和工作人员并没有意识到地质防水工作的重要意义，很多时候在地质条件勘探中过分注重形式，认为能够应对相关部门检查即可，这种错误的思想在某种程度上也大大增加了施工期间的安全隐患。

(2)防治水基础设施不完善

基于当前煤矿企业对于防治水工作的关注度不高，所以在实际工作中很难获取充足的资金支持，这也使得防治水基础设施建设和防护不到位问题时常发生，严重的甚至引发了防治水基础设施失效或是不规范操作问题，很难正确发挥防治水的工作优势。在此背景下，水害发生概率明显提升，对于已经发生的水害难以得到合理控制，严重影响了后续工作的开展和推进。加之当前专业技术人员数量有限，无法在设施配备后发挥防治技术方案的有效性，这也在一定程度上增加了水害发生概率和危害严重程度的影响。

(3)排水系统存在问题

在煤矿企业生产管理过程中，很可能发生因为生产问题对安全管理工作的忽视，特别是没有认识到排水系统建设和管理的重要性，此背景下，施工人员并不能严格按照设计要求进行水仓建设，很可能出现数量或是容积不达标情况。加之当前工作人员对于越层水文地质的掌握程度有限，所以在工作中只能采取下图方式进行工作。

图2 越层水文地质现象示意图

此外，现有排水设施仍然存在明显的年久失修情况，没有在安全出口位置放置有效的放水闸门，这些情况的出现都可能造成突水事故的严重性发展，不利于排水工作的顺利推进和发展。

(4)缺乏健全的水文地质资料

在防治水工作开始前，往往需要多个部门进行工作内容合作，但是当前很多煤矿地测部门并没有认识到这项工作的重要性，没能及时对井田充水源和水害分布问题进行针对性勘察，在实际工作中也没有对水文地质资料进行有效收集，所以出现了施工期间资料不全面情况。长期在此种背景下，防治水方案很难发挥出应有的科学性特点，并且在资料帮助下制定的采掘方案存在明显的不规范问题，所以在后续施工中很可能发生因为操作不规范引发的突水事故问题[4]。

3.煤矿地质和防治水结合的意义

(1)安全问题关系着煤矿地质与防治水工作效果

在以往煤矿生产工作中，存在明显的管理理念落后问题，由于安全生产责任制度的落实效果不佳，所以没有在实际工作中形成健全的煤矿安全生产管理体系，基于煤矿企业内部工作难以形成安全为主的价值意识，因此很容易发生水害在内的一系列安全生产事故。为更好的应对上述问题，煤矿生产企业管理者更需要将煤矿地质工作和防治水工作进行融合，从而在制度角度、技术层面和管理角度上开展煤矿生产工作，在获取有效的安全控制效果基础上，不断以安全生产管理理念为基础，最终更好的适应现代化煤矿地质工作要求[5]。

(2)管理问题影响着煤矿地质和防治水工作发展

在当前煤矿开采工作不断跨越发展基础上，不管是煤矿地质还是防治水工作，都面临着极大的挑战和风险，因此，怎样在统一管理体系下推动二者工作的融合发展也是当前煤矿生产行业工作的重点问题。当前部分煤矿地质防治水工作的开展并没有意识到系统化管理体系建设的意义，因此在管理内容、方向和效果上难以取得显著成绩，由于工作人员在实际工作中缺乏对水害诱发因素的正确理解，所以难以结合煤矿安全生产发展要求进行工作调整，此种情况的出现必然会对煤矿地质工作和防治水工作的融合造成负面影响。对此，积极进行煤矿地质和防治水工作融合，也是当前煤矿生产企业在管理中需要关注的重点内容。

(3)技术改进推动着煤矿地质和防治水工作发展

在现代社会稳定发展背景下，科学技术水平不断提升，给我国煤矿行业的安全生产与发展也提供了更为全面的技术支持和保障，这也意味着煤矿管理人员在防治水工艺上可以选择更为丰富和灵活的手段，这种现代化的工作方式使得以往难以推进的工作取得了更大的发展空间。特别是在现代技术的带动引导下，煤矿地质工作和防治水工作紧密结合，这也给两者工作的密切沟通和衔接发展提供了更有效的帮助。在技术改进和优化过程中，工作人员可以进一步分析煤矿开采的实际情况，最终在保证地表层面稳定性的基础上，有效预防施工变形或是工程坍塌风险。

4.对煤矿地质防治水质量进行提升的应对方案

(1)积极开展前期准备

在对地质防水工作水平分析后，最重要的就是对前期准备工作进行处理。工作人员在煤矿作业开始前，应该及时对当前地质情况进行分析和勘察，从而利用先进生产设备进行施工范围内潜在风险因素的分析，制定针对性水害预防方案。在获取有效的地质勘察数据后，才能为地质防治水工作的推进发展起到必要帮助。在此期间，还要积极进行监管技术探究，对井内施工中出现的异常数据信息进行分析，如果施工前发生危险问题，要制定合理的应急对策和手段，在有效的前期准备过程中，最大程度上降低潜在工作风险。

此外，还要在企业施工单位工作中全面贯彻个人安全责任生产制度，实现责任和个人工作效益挂钩，在此种方式下实现管理人员责任意识的提升，为防治水工作的推进发展提供必要帮助。

(2)强化对地理信息技术和智能化平台的应用

在地理信息技术帮助下，施工人员可以将煤矿施工分为三个阶段：分别是事前、事中和事后。在协同机制帮助下，从多个角度进行信息技术应用分析，确保煤矿发展水平的全面提升[6]。为确保施工单位获取更为精准的煤矿勘察数据，还要利用人文数据分析当地情况，从而为后续煤矿施工项目的推进提供必要帮助。

在煤矿生产行业中，智能化平台信息化建设工作为企业提供精准的数据支持，还能帮助工作人员合理分布采矿区域，有效规避地理环境较差或是地质灾害风险较高的地区，这也是对施工成本进行节约的重要手段。同时，在对基础设施或是开采设备进行采购期间，还能在智能化平台帮助下完成设备购买，在确保设备安全基础上，稳定提升地质防水工作质量和效率。

(3)加强矿井顶板支护

在煤矿开采水文地质条件的分析基础上，对防治水技术进行研究，在实际的防水制水措施应用中，需要在矿井顶板支护方面加强管控力度，提高矿井顶板支护的水平。在进行矿井开采作业环节，木质支架、钢结构支架、石材支架是最常见的支护材料。其中，木质支架的适应能力较强，质地轻，搭建起来便捷程度高，因此被广泛地应用到了开采工作中，但是使用木质支架却存在着抗腐蚀能力不足的问题，防水性能不良。石材支架和木质支架相比具有明显的优势，荷载能力强，由石材和砂浆共同组成进行支护作业，可以有效的改进围岩风化的问题。根据开采工作时间的长短，可以选择临时支护或永久支护的方式，进行防治水的处理，临时支护指的是将简单的支架安装在矿井的巷道内，例如：液压支柱就是常见的临时支护支架，永久性支护则是需要以基础的支护作为依托，将具备较强荷载能力和支架稳定性能的元件，增添在基础支护中，是一种具有较强稳固性的支护形式，通常需要使用中心柱、偏心柱、立柱等元件。巷道加固中，采取注浆加固、机械加固的方式，注浆加固指的是将浆液填满围岩的内部，受到浆液的粘力作用，围岩将会成为一个系统的整体，确保围岩具有高应力水平，将围岩裂缝问题封闭起来，该方式可以有效的保证矿井巷道的稳定性，降低老空水冲破岩层的风险。机械加固的方式指的是采取压实操作的处理手法，将围岩的松散部位使用机械压实，增强巷道的稳固性，在矿井的顶板支护环节做好支护处理，可以有效增强煤矿开采的防治水效果。

(4)设计排水排空气装置

为了防范煤矿开采中的风险隐患，加强对防治水技术的优化运用，增强防治水的效果，可以设计和使用排水装置、排空气装置，当出现安全事故问题时，除了要及时排除矿井内的积水，还需要采取有效的手段，排除矿井内部的有毒气体。合理的使用排除有毒气体的方式方法，考查矿井的实际情况，结合勘察的结果，使用和设计压风排风装置，根据真空负压原理，对装置进行合理的运用。在矿井中使用压风排气装置时，矿山井巷中的高压风与装置相互连接，高压风会通过喷嘴和导管位置之后喷出，另一个装置口呈现出真空的状态。受到大气压力的影响，水泵排放水将会从水泵吸水口位置被压入到水泵的泵体中，随高压风水泵泵体和水泵吸水管内的空气将会排出，该方式保证了水泵吸水管内充满水，水泵泵体内也保持充满水的状态，排除了泵体和吸水管内的空气。将水泵启动运行起来，若是此时水泵可以正常的排水，则说明水泵具有排空气的功能，关闭排空气阀门和压风阀门，自动进行排空气装置的运作，构建起水泵无底阀排水系统，完善排水和排空气的功能。分析水泵工作的原理，做好实地的环境考察、现场施工环境的考察工作，根据调查结果，对排空气装置进行合理的设计，确保装置和工作原理之间具有一致性，防范井下事故风险，满足社会生产活动对能源的需求，增强开采效率。掌握水文条件，将开采工作中受到的水文地质条件所带来的影响降到最低，提高开采安全性，增强开采作业的质量，消除安全隐患、安全威胁。