矿井水害原因及防治水措施研究

2023-01-14邓跃军

山西冶金 2022年1期

邓跃军

（山西煤炭运销集团寿阳亨元煤业有限公司，山西晋中 045400）

在现阶段矿井开采过程中，水害是不容忽视的重要灾害，被称为五大灾害之一，尤其是对于一些深度较大的矿井，更是容易在开采过程中遭遇水害威胁，应引起高度关注。对于矿井水害防治问题，需要体现出较强的针对性，并从全方位分析矿井水害问题形成的主要原因，进而制定出相匹配的防治策略，力求从多个角度入手，从而确保防治水工作能够达到最优效果。

1 矿井水害原因分析

1.1 地表水危害

矿井水害问题的出现和地表水存在密切联系，由于地表水超出了预期状况，就很容易给矿井带来危害，影响其开采安全性。从地表水危害的具体表现来看，一方面和外部地表水的变化有关，如果在矿井开采过程中遭遇雨季强降雨，会使地表河流水位暴涨，这样会对相应矿井的开采工作产生不利影响，易产生倒灌问题，进而形成水害；另外一方面，地表水对于矿井带来的水害影响还表现在导水路径上，因为矿井周围存在着一些塌陷区域或者是裂缝，这就会致使地表水通过这些路径下流到矿井内，随之形成较为严重的水害问题，影响矿井正常开采，产生安全危害。

1.2 老空水危害

在矿井开采生产过程中，水害问题的出现往往还和老空水有关，这同样也是比较常见的水害成因，具体表现在多个方面。矿井开采中的采空区内若存在大量积水，会随着积水的不断积累，不断增加矿井的危害性，最终可能会渗漏到下部采掘工作面，进而形成水害威胁。在矿井开采的巷道中，如果同样存在大量积水，就有可能导致突水事故发生，由此形成水害威胁，尤其是在利用挡水墙进行有效应对的一些密闭空间内，一旦出现高压水包，则必然会带来严重水害风险，该方面危害问题不容忽视。在一些已经报废或者是关闭的矿井中，如果因为缺乏管理和保护，致使其内部存在大量积水，同样也会随着积水的逐步累积，和周围正在开采中的矿井产生关联，随之出现相应水害风险。

1.3 断层水危害

矿井开采中遇到的水害还表现在断层水方面，这也是对于矿井危害性较大的一个水害类型，威胁程度相对较为突出，一旦出现该类水害问题，极容易造成恶劣后果。比如当断层周围存在含水层时，则容易造成矿井出现水害威胁，如果含水层的导通水量较大，更是会加大危害程度。如果断层的落差相对比较大，当出现导水问题时，容易埋下较为明显的安全隐患，一旦在后续矿井开采作业中揭露，则很可能形成突水现象，随之对周围工作人员带来危害。

1.4 孔隙水危害

在矿井开采过程中，存在的水害问题还表现在孔隙水方面，因为矿井所处区域的地质结构较为松散，由流沙层、卵石层、黏土砂层等大量覆盖，这类土层往往存在较高含水量，在后续矿井作业过程中也就容易产生威胁因素。当矿井开采过程中留设的煤柱不合理，对于回采难以形成有效支持时，则必然会增加出现水害的几率。当然，在矿井开采过程中，因为年久渗水或者是上层结构出现塌落等问题，也会导致相应含水量较高的土层出现异常，造成巷道淤塞或者是矿井被淹没问题。

1.5 其他危害

矿井开采中遇到的水害除了上述几种常规方式外，因为所处区域的差异以及矿井内土质的差异，往往还表现出其他一些危害性更为严重的水害问题，比如酸性水的水害威胁就是不容忽视的重要问题。因为矿井中存在着一些黄铁矿成分，这些物质在长期开采过程中被逐步氧化，如此也就容易形成酸性物质，伴随着水资源的渗入，也就容易出现酸性水，进而对于矿井开采产生严重威胁，酸性水不仅仅会使工作人员受到直接威胁，同时还会影响到矿井开采设备，因此需引起矿井开采工作人员的高度关注。

2 矿井防治水措施

2.1 注重水文地质勘察

在矿井水害问题的防治中，首先应该重点做好前期水文地质勘察工作，以便全方位了解矿井所处区域的水文地质状况，从而更好掌握有可能出现的水害问题，确保防治水工作能具备较强目的性的开展。在水文地质勘察工作的开展过程中，不仅仅需要全方位了解矿井所处区域的地表水分布状况，还应该重点详细了解地质分布状况，尤其是对于地下水的埋藏状况，更是需要借助于适宜合理的水文地质勘察技术及手段予以充分掌握，以此更好地增强最终水文地质勘察效果。为了达到较为理想的水文地质勘察效果，应该全面搜集既有相关资料，然后再重点依托适宜合理的钻探以及物探方法，实现现场的规范化作业，以此增强最终勘察准确度和全面性，避免水害成因被遗漏的情况发生。当然，为了呈现水文地质勘察工作的优化运用效果，往往还需要促使其具备实时动态性特点，尤其是需要对造成水害的各方面因素进行实时把关。比如探放水工作就是矿井开采作业中比较重要的工作任务，技术人员应该重点围绕突水隐患进行详细调查了解，力求在实时掌握积水区状况后，及时采取适宜合理的处理措施，以此规避水害威胁。

2.2 进行地表水防治

矿井水害的发生受地表水影响，相关技术人员在此方面也要予以重点防治，以便达到较为理想的防治水效果。在全面了解和掌握矿井周围地表水分布状况后，应该合理布设一些防排水工程，促使地表水能够得到有效防治，从而避免对矿井形成渗漏或者下灌危害。在相应地表水防治设施的构建中，除了要考虑到现有周围地表水的分布状况外，还应该重点关注当地降雨状况，尤其是对于雨季出现的短期内强降雨问题，更是需要进行准确预判，保证在进行相应防治工程时，能够有效应对，从而避免因为周围河道水位的上涨影响矿井作业安全。一旦在矿井开采过程中遭遇了较强降雨问题，则需要水害防治人员积极予以实时监控，准确掌握相应降雨带来的变化和威胁，以便更好形成紧急抢险救灾机制，阻止雨水渗入矿井。同时，在雨季来临前，相应单位应该提前准备充足的防洪抢险物资，进而协同既有的地表防排水工程，更好地实现对矿井生产作业安全性的保障。

2.3 进行井下探放水

矿井水害问题的防治还应该重点考虑到井下安全作业空间的营造，要求切实做好井下探放水工作，践行“有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原则，以此更好实现井下水害的防治。在井下探放水工作开展中，应首先确定所有可能存在积水的区域，尤其对于老空区、临近含水层以及井巷区域，更是需要重点进行探放水处理，以此明确相应积水的分布位置以及水量、水压状况。在井下探水处理中，首先应该撤离不安全区域内所有作业人员，以此规避突水等灾害带来的风险，然后再选择适宜合理的井下探水方式，确保相应探水工作可以达到预期目标。在井下探放水处理过程中，除了要重点关注积水的探寻，往往还需要重点考虑可能出现的瓦斯等有害气体的影响，避免因对该问题的忽视而影响到探放水的安全性。在井下放水过程中，要想取得较为理想的实时监测效果，需准确记录水量以及水压变化状况，以求在最大程度上实现老空水等积水问题的彻底处理，然后再依托探水作业进一步进行准确验证。

2.4 进行截水和堵水

在矿井水害问题的防治中，除了需要重点围绕各方面水害问题进行有效预防外，往往还需要对易发生的水害问题进行积极应对，采取适宜合理的截水以及堵水方案，将水害问题造成的影响降到最低。截水方式主要是根据可能出现的突水问题，采取合理设置水闸门的方式进行应对，避免波及更多区域，形成水害的最小化控制。而堵水方式主要采取注浆堵水方案，使通过孔洞或者孔隙渗入的水害问题得到有效抑制，从而避免持续渗漏风险的出现，以此更好保障矿井内作业区域的安全性。其中浆液的选用至关重要，一般选用高质量的硅酸盐浆液或者化学类浆液进行规范封堵。