1、煤矿井下防治水技术与施工实践【摘 要】我国的煤矿水文地质条件非常特殊和复杂，在受水威胁的面积、类型和水害威胁的严重程度方面，都已经达到了世界罕见的程度。因此，在煤矿进行井下作业的过程中，需要依照充水条件、地质构造等因素，确定煤矿井下的安全生产模式，积极有效的开展防治水工作，与井上的防水和排水系统一起，共同搭建一个安全的煤炭生产环境。本文对煤矿井下防治水技术与施工实践问题进行了分析和讨论，旨在为煤矿井下作业的安全提供可供借鉴的信息。 【关键词】煤矿；井下作业；防治水；施工实践 在煤矿的生产过程中，随着矿井开采深度和范围的持续加大，矿井受到水的威胁的程度会相应的增加。尤其在一些水文地质条件相对复杂
2、的地区，加大煤矿井下的防治水工作已经迫在眉睫。这是因为，能否做好这一工作不但与矿井本身和矿工的生命财产安全有关，该直接关系到国家资源的安全和人民的切身利益。所以，需要我们经过持续的研究与实践，不断的对煤矿井下的防治水工作进行持续的关注，找到水灾发生的规律，并综合运用先进的防治水技术，对其施工建设进行综合防治，最大限度的消除矿井的水害威胁。在煤矿井下水害治理过程中，相关的技术包括疏放水、截水、注浆堵水等方法，至于选择其中的哪一种，需要通过矿井与水害情况的综合分析之后进行选择。 一、煤矿井下水害形成的原因分析 （1）矿压破坏带引发的水害。在煤矿井下水害的形成原因上，矿压破坏带引发的水害是十分典型的
3、。在煤层底板采动的过程中，极易破坏其中的导水带，而当因采动了失去阻水能力的那部分岩体，将会对水害的防治工作带来较大的困难。其中的原理在于，该破坏活动实际上是削弱了岩层的阻水功能，使其阻水能力得到了降低。这样一来，极易使相对较小的断层最终发展成为较大的断裂带，原来的阻水构造最终发展成为一个特殊的导水通道，突水事故也就因此而发生。 （2）不良钻孔引发的水害。作为由于人类活动遗留下来的点状垂向导水通道，不良钻孔对井下水害的发生会产生直接的影响。这类导水通道的隐蔽性较强，加之是以垂向进行导水，因此畅通性较好。在这种情况下，不但能使垂向上不同层位的含水层之间发生水力关联，尤其在井下采矿活动揭露或者接近钻
4、孔的时候，容易产生突发性的突水事故，由此形成严重的水害。此外，因为不良钻孔会在垂向上方面串通大量的含水层，因此，基于这一类型的导水通道的突水事故一旦发生，不但在突水初期会形成较大的水量，更会在后期出现十分稳定的补给量，对水害的防治和抢救工作形成较大的压力。 二、煤矿井下防治水工作的相关技术与实现途径 （1）防治水工作的特点。在我国煤矿井下作业的过程中，一般会依照井下采掘工程的阶段性特征，把井下防治水工作分为多个不同的阶段加以实施：首先，在掘进之前，要进行地面物探，建立与完善防治水系统，并为此制定出合理的避灾路线；其次，在掘进过程中，要进行全程的超前物探和钻探，及时做好预测和预报工作；再次，在回
5、采之前，要进行井下的综合物探，通过全面注浆等操作对工作面的内部和外侧煤层底板隔水层进行加固，以此来保证工作面的外侧防水煤柱的安全；最后，要探查工作面的外侧小煤矿越界老空区范围，在回采中和回采后要进行水质和水量的监测，保证矿井的生产安全。 （2）井下防治水工作的相关技术。煤矿井下防治水的相关技术涉及到较多的方面，而其中的关键在于要查清井下、采区和工作面的充水水源以及导水通道等情况，在主要的技术方面，一般包括以下几种：一种是常规的水文地质试验分析技术，该类技术通过物理技术实现对井下水害的预测和预防，另一种是则是将机械和电子技术应用其中的综合性防治水技术，它们分别是地球物理勘探技术、传感器技术以及钻
6、探机具和工艺等，这些技术在不同类型的矿井水害探查和监测以及治理过程中都得到了不同程度的实际应用，取得了良好的使用效果。 （3）煤矿井下防治水工作的实现途径。一是掘进前的防治水过程。在这一环节，需要对工作面所在的地区进行地面三维地震技术、三维三分量地震勘探技术的全面覆盖，目的在于最大限度的查明采区的地质构造；此外，对于那些地震勘探中的异常地区，还应该进一步的通过直流电法和瞬变电磁等进行全面的覆盖，最大限度的查明其构造的导水性与含水层的赋水规律。二是掘进过程中的防治水过程。在这一环节，要将地面物探异常区视为重点区域，对其进行全程超前物探与超前钻探。对于在超前物探中出现的异常区，要考察其富水问题，在
7、经过钻探验证之后，确定是否要保留出一定的安全距离之后再进行正常的掘进；一旦确定了钻探水文异常，就需要对查明的垂向导水构造完成注浆加固。三是回采前的防治水过程。在这一工作环节，需要对工作面进行圈定，之后，要通过瞬变电磁侧向探测、直流电测深和音频电透视探测以及坑透综合探测，实现对底板的注浆加固。这样做的目的在于对煤层底板至奥灰的隔水层进行加固，最大限度的提升隔水层的有效厚度与完整性，实现安全带压开采。四是回采中的防治水过程。在这一环节，要构筑防水闸墙，并通过底板突水监测预警技术对水害进行预测和预报，同时，要针对采面底板方面可能存在突水危险区，设置相关的井下监测分站，并进一步的通过突水监测系统，对采
8、动过程中煤层底板的应力、应变、水压、水温参数的变化进行实时的检测，在对这些监测数据进行计算与综合分析之后，实现对可能发生突水危险区的突水的提前预报。 三、煤矿井下防治水工作的施工实践 （1）通过技术手段进行防治水工作。在发生水害之后，要通过专门制备的浆液堵水材料经过钻孔压入到地层的裂隙和溶洞或者断层破碎带之中。这种堵水方法相对简便，也能起到良好的效果。在当前情况下，防治水技术已经发展的较为完善，无论在防治水材料的选择、设备工艺的确定以及相关的检测方面，都已经达到了相对完善的程度。只需在施工实践中注重经济性和安全性即可。 （2）明确应急处置基本原则。在煤矿井下作业时，一旦发生了水灾事故，应该第一
9、时间组织相关人员撤出受灾地区，并第一时间通知灾区可能波及区域的全部人员要随时准备撤离；在这一过程中，要及时有效的查明水还事故现场与突水的实际情况，组织相关的专家与工程技术人员对水害形成的原因进行分析论证，寻找事故的突水水源、明确矿井的充水条件、确定过水通道以及事故可能造成的危害和下一步的发展趋势，以便及时的采取针对性的措施，将事故的影响限定在一定的范围之内。 （3）明确组织机构及职责。为了最大限度的将井下防治水工作落到实处，需要明确组织机构及职责，在煤矿设立相关的应急救援指挥部，并根据工作的需要，进一步的确定相关的抢险组、专业技术组和救援组等，而最为重要的是要明确其责任，以便在发生灾情时，能够
10、对其进行综合的分析，及时的查找出事故的根源以及发生的时间、地点等；当然，为了最大限度的将灾情所产生的影响降到最低的限度，要全面的制定出井下抢险救灾方案，有效的降低损失。四、结语 煤矿水害已经成为煤矿井下生产过程中的常见灾害，在过去的一段时间我国的煤矿生产时而遭受这一方面的威胁，并且在可预见的将来还看不到能够扭转的迹象。因此，为了保证煤矿井下工作的生产效率，防止影响生命财产安全的恶性事故的发生，需要通过相应的技术手段和管理手段，加强防治水工作的实践，煤矿安全生产工作的顺利进行。 参 考 文 献 1郭恩珍.煤矿充水条件分析及防治水措施建议J.山西焦煤科技.2012（7）：2023 2彭中鑫，陈永现.东庞矿北井下组煤试采防治水技术研究J.河北煤炭.2012（4）：11 3王均才，吴瑞叶，徐兴海.煤矿防治水安全保障体系的创建与应用J.煤炭科学技术.2012（8）：103106 4张振，周生举.煤矿防治水技术措施研究J.科技信息.2012（2）：3435 5董书宁，靳德武，冯宏.煤矿防治水实用技术及装备J.煤炭科学技术.2008（3）：811
