探析煤矿地质防治水工作常见问题和对策

＊武英俊

（华阳新材料科技集团有限公司 山西 045008）

引言

煤炭作为我国能源结构安全的重要组成部分，在推动经济社会发展方面扮演着重要作用，然而我国煤炭开采大多属于地下采掘，作业环境复杂，开采难度较大。随着煤矿采掘逐渐深入地表深处，煤矿水害时有发生，成为制约煤矿安全生产的重大隐患，严重影响煤矿采掘进度，威胁着企业职工生命和财产安全。基于煤矿水害的事实，需要充分认知防治水工作的框架内容，加强水文地质资料的搜集，建立完善的矿井防治水制度，加快防治水技术研究，落实矿井防治水工作的各环节，从根本上降低矿井突水事故的发生率。本文从煤矿防治水工作的内容和主要任务入手，分析了当前煤矿防治水工作普遍存在的问题，结合问题的分析有针对性地提出若干探究煤矿防治水工作的有效措施。

1.煤矿防治水工作

(1)矿井水害类型

按照矿井水的来源及类型不同，我国煤矿开采矿井水害主要有三种，分别是矿井水、矿井突水和矿井水害。矿井水是指矿井开采过程以渗入、淋入、滴入、涌入等方式进入巷道的任何来源水。矿井水害是指影响煤矿安全生产、威胁采掘工作面安全、增加吨煤生产成本以及使巷道局部或全部淹没的矿井水。矿井突水是指采掘工作面靠近含水层、地表水体断裂带或者溶洞洞穴等突然涌入出水的现象，矿井突水通常发生在较厚的含水砂砾石层、地表水连通破裂带或喀斯特地貌形成区域。此外，煤矿长期开采后会形成采空区，当与地下水连通形成虹吸效应，造成开采区充满积水，此时在附近采掘的工作面会破坏积水区边缘导致透水事故发生。因此，无论哪种水害事故，如果不能及时采取应对措施有效应对，都会对企业造成巨大经济损失，严重的甚至引发人员上伤亡事故。

(2)煤矿防治水概念

煤矿防治水就是为防止地表水及地下水计入矿区、巷道，进而威胁矿井安全生产而采取的治理措施。煤矿防治水需要了解矿区周边塌陷情况，汇总采掘工作面积水深度和积水面积，得到矿井地区比较详细的水文地质资料，当地降雨量、洪水季节及水位等气候数据也是地质分析的补充数据。于此同时，通过与当地气象部门合作建立水位观测站，实时监测矿井巷道水位变化，重点做好雨季洪水预警工作，完善矿区排水系统和排水设备，确保矿区疏排水系统正常运行保证煤矿安全生产。

(3)防治水的主要任务

基于上述煤矿防治水的介绍，煤矿防治水的主要任务集中在以下几个方面。一是，在煤矿正式开采前，结合当地地质水文条件制定详细的开采计划，为煤矿防治水工作提供前瞻性的解决方案，从源头上保障煤矿防治水顺利开展。二是，在水文地质分析的基础上，逐步建立防治水监测和监控体系，根据矿区渗水强度合理评估矿区疏排水规模，合理布局不同容积水槽储的位置，采购现代化的水情监测设备、探放水钻机、排水设备和应急堵漏材料，进一步巩固矿区防治水工作所需的硬件基础。三是，煤矿防治水工作遵循“三专两探一撤人”的方针，具体而言就是，配备防治水专业技术人员，配齐防治水专用设备，配编专业化探防水作业队伍，在采煤巷道必须同时使用物探和钻探两种探放水手段，出现透水征兆必须立即撤离现场作业人员。四是，完善煤矿防治水管理工作，通过建立防治水安全生产管理制度，明确各单位职责，确定相关责任人员，从责任落实、技术引进、疏排水效果等多方面加强矿区防治水管理，不断改进防治水工作方式，提升矿区防治水效能，为煤矿企业安全生产保驾护航。

2.煤矿防治水存在的问题

(1)水文地质资料不完整

在开展煤矿防治水工作之前，需要了解矿井地质条件及周边的环境，包括矿井充水源、水害分布及积水量等内容，但是一些煤矿企业没有认真研究矿井充水条件，特别是充水性图。作为一种对井下水文地质资料实际测量并综合记录的图纸，矿井充水性能图详细记载矿区充水规律，同时也是矿井水害防治及制定防水方案的重要依据。没有经过水文地质调研，所制定的防治水方案容易脱离实际，缺乏针对性，贸然进行煤层开采会导致作业面突水事故发生。此外煤矿地质资料应该包含对矿区周边环境的评估，对煤矿开采具有重要不良影响的因素应该重点进行勘察和调研，比如对煤矿周边废弃矿井、窑洞、溶洞等特殊地质。一些煤矿采掘企业缺少对周边环境的勘察，没有标记特殊地貌的位置、范围、积排水量、水情变化等详细数据，导致实际开采过程反复打眼钻孔确认安全方位，严重拖延工作面采掘进度，影响煤矿开采效率。与此同时，煤矿水文地质资料的精确度对于矿区巷道选择、设备放置、人员安排等具有重要意义，当水文地质资料由于误差过大而失真，会导致实际可开采量与规划开采量数据存在偏差，浪费了企业人力、物力、财力等成本投入，造成企业蒙受巨大经济损失。

(2)排水系统建设落后

建设科学合理的规划排水系统是保障煤矿安全开采的重要条件，其不仅是落实防治水工作的需要，而且是保证人员和财产安全的重要屏障。然而在煤矿采掘工作中，一些煤矿生产企业漠视排水系统的重要性，将经济效益凌驾于安全生产之上，对国家煤矿安全生产关于排水系统的规章制度置若罔闻，长期忽视排水系统建设，比如：巷道采掘面逃生通道缺少安装密闭门，水仓设计没有主副之分，水仓质量和数量不达标等问题突出，严重威胁着煤矿采掘工作面的安全。除了上述提到的排水系统设计问题、质量问题以外，缺少维护保养也是排水系统效能低下的重要原因。封闭门金属部分生锈导致逃生通道不能有效闭合，水仓缺少零配件不能增压排水，放水阀门年久失修不能启动等都是矿井维护工作容易忽视的环节，如果不能得到及时处理，很有可能导致突水事故防水预案失效，给企业造成重大的人员和财产损失。

(3)防治水工作未完全落实

煤矿防治水工作未完全落实的原因体现在以下几个方面。从制度建设上讲，由于煤矿企业的逐利性，“重效益轻安全”的思想根深蒂固，缺乏相关体制建设，缺少防治矿井水害的制度约束，从而导致煤矿防治水工作在整体上缺少有效管理，具体表现为：各部门职责权属不明确，单位负责人推诿塞责，技术人员没有提出防治水方案，部分普通职工更是认为煤矿防治水可有可无，即使有防治水工作预案，实际在地表水治理或地下水排查过程重工作流于形式，缺少发挥防治水危害的实际作用，导致矿区透水事故频发，安全生产形势不断恶化。从基础设施建设角度讲，煤矿企业防治水工作投入不足，一方面，缺少足够的资金升级改造老旧的矿区防治水的重要设备和关键零配件，导致防治水设备可利用率不高；另一方面，违规建设、装备防护不足、设备间不通用等问题突出，导致防治水设备重复投资、花费巨大，加重了企业的负担，并且在实际防治水作业过程难以发挥实际效用，给企业安全生产形势构成巨大挑战。

(4)缺少专业技术人才

在煤矿实际开采工作中，很少有企业成立专门的防治水专业化部门，并针对矿区防治水形势提出整体解决策略。从思想上看，煤矿开采企业不重视防治水工作，将其简单归类为辅助生产部门，缺少专业化的水害防治队伍。从管理角度看，煤矿防治水工作任务量难以量化，缺少相关管理制度考评，导致一些人员工作内容繁多而工作落实的实际效果不佳，在基层管理队伍中普遍存在畏难情绪，导致矿区防治水工作进展缓慢。从人员分配角度看，一些煤矿的防治水工作通常由安全环保部门人员兼任，由于缺少防治水相关专业知识和能力，兼职人员很难兼顾防治水工作的科学性和实用性，导致矿区防治水工作难以达到预期的目标。从人员素质角度看，煤矿企业对于防治水人才的培养和培训工作缺失，没有投入足够的财力、物力强化人才队伍建设，导致防治水人才队伍不稳定，相关人才的流失进一步加剧了防治水工作的难度，缺乏专业化的防治水技术方案无法从根本上解决矿区水害，造成矿井水害成为制约企业安全生产的痼疾。

3.加强煤矿防治水工作的有效措施

(1)加强地质勘探工作，完善水文地质资料

矿区地质勘察工作是保障安全采煤的前提和基础，加强地质勘探工作就是要对当体地质构造和地下水体进行详细的调查研究，掌握煤矿地质各项技术参数，形成详尽的水文地质调查报告，并且逐步建立和完善地下水动态监测系统，为预防矿井水害提供可靠保障。对于矿井地质构造异常的区域，比如废弃矿井、窑洞、溶洞等，需要对特殊地质构造带进行深入分析，绘制具有较高精度的地质地图，并结合勘察数据标注，能够比较完整的呈现煤矿井下地质构造异常状态。此外，借助计算机相关软件，在煤矿水位地质探测过程中引入三维地质成像、电磁波探测、定向钻探技术等，能够实现矿区地质地貌由数字信号转化处理成异常图表，方便煤矿工程技术人员对特殊地质构造进行预判。在获得矿区水位地质相关数据和图像后，就需要根据不同地理地貌进行具体分析，结合当地降水、河流汇水情况以及地表下水流变化综合判断，不断完善水文地质资料，并采取有针对性的防治水策略，为矿区煤炭开采提供科学合理的数据支撑。

(2)建全防治水工作制度，严格落实工作责任

安全生产责任制是保障煤矿安全开采工作的基石，在任何时期都需要常抓不懈。在煤矿防治水工作中，结合矿区安全生产实际，制定矿区防治水工作办法，明确各单位、各部门防治水职责权限，落实相关责任人员，保证矿区防治水的权责内容横向到边、纵向到沿。根据矿井人员配置情况，成立专门的防治水工作领导小组，统一管理全矿区防治水工作，各单位也要明确划分权责，准确把握辖区内防治水工作，通过责任层层落实，切实将煤矿防治水工作层层分解、有效落实。采用超前管理思维，提前对矿区水害层进行探查和预判，采用底板注浆加固含水层，采用顶板放水及时排出危害水流，确保煤矿开采工作顺利开展。同时加强对当地地质水文条件变化的监管，运用专业化观测设备实时监视水文数据，依靠现有地质资料分析水文变化，从而不断满足矿井规模化、连续化的生产需求。

(3)建立矿井防排水系统，将突水灾害降至最低

在煤矿防治水工作开展过程中，建立并完善矿井防水排水系统显得尤为重要。一般地，在正式开展放排水之前，需要认真研究煤矿生产计划与方案，结合当地水文地质特点，总结处地下水分布规律，并制定科学合理地配置防水排水系统，保证防治水工作能够随时适应煤矿安全生产地要求。同时建立科学完整的防水排水体系，推动人员、设备、技术等各要素积极投入防排水系统建设，完善地上地下河流水文变化的监测，为避免阶段性、周期性矿井水害的发生提前制定应急方案，充分发挥防排水系统在煤矿水害治理工作中的重要价值。对于煤矿防排水系统实际工作情况，要及时进行总结评估，以疏水能力指标作为发挥防排水评价效能的重要参考，对矿区防排水工作进行全面、细致的评价，并将相关评价指标和评价结果反馈给矿井调度系统，客观上推动煤矿安全生产工作的落实。

(4)加快防治水技术研究，提升安全生产的能力

加快煤矿防治水技术的研究，坚持走引进、消化、再吸收的发展道路，为煤矿企业安全生产形势提供有力的科技支持。在探水钻孔布局上，可以适当增加钻孔数量，增大钻孔探测距离，合理设置探测仰角，保证钻孔探测视野覆盖巷道前进方向的同时预留一定的安全探测间距，从而优化探水钻孔的空间布局，保证探孔观测结果能够真实反映水文地质变化。在封孔质量上，可以采用“两堵一注”的封孔策略，采用膨胀水泥+聚氨酯粘合剂的方法固定钻孔里的PVC探孔，待孔口材料凝固后，采用高压注水的方式进行耐压试验，测试没有发生钻孔窜动或渗水现象，可视为封孔合格。对于煤矿巷道探放水支护，在钻孔煤壁上采用玻璃钢锚杆固定玻璃钢带的方式进行固定，常见固定形状由“工”“W”等形状，在撞楔超前锚杆支护部分可以采用一排密集的钢针进行加固，防止出现顶板脱落、破碎等现象，威胁下方施工人员的安全。

(5)加强矿井班组建设，完善内部管理

专业化的防治水技术队伍是促进煤矿防治水工作高效开展的重要保障，而防治水人才建设的关键是矿井基层班组建设，只有不断完善煤矿基层单位防治水班组建设，不断提高防治水作业的能力，才能从根本上减少矿井水害的发生，促进煤矿生产型企业安全生产。一方面，要不断提升矿井班组防治水专业素养和能力水平，通过邀请科研院校专家学者进行知识讲座，强化理论知识培训，不断拓展班组员工知识储备，增强应对矿井复杂环境的分析能力。另一方面，定期组织煤矿地质防水工作人员进行实操培训，通过考核-奖励的办法，提升班组职工处置矿井水害的实践操作技能。此外，煤矿企业加强防治水宣传教育，提升基层员工参与防治水的责任与热情，从而开创人人有责、人人参与的煤矿防治水新局面，促进煤矿安全生产管理再上新台阶。

4.结束语

综上所述，煤矿防治水工作是保障煤矿安全生产的重要基础和前提，也是避免企业人员和财产损失的重要举措，需要煤矿开采企业认真对待。面对煤矿水害危害巨大、防治水工作内容繁多的特点，煤矿管理人员应该认真对待防治水工作面临的问题，加强水文地质资料的搜集，健全防治水工作制度，加快相关技术研究，加强基层班组建设，遵循防治水工作的基本规律，不断开创煤矿防治水工作的新局面，为煤矿安全生产工作提供坚实保障。