矿井水文地质特点分析及防治水技术探究

矿井水文地质特点分析及防治水技术探究

孙佳赟

山西通洲集团留神峪煤业有限公司 山西长治 046500

摘要：近年来，随着矿井开采业的不断发展，地层地质和水文条件恶化，矿井事故的发生频率增加，尤其是透水事故发生的非常频繁，这不仅影响了矿井的正常运行，而且对施工人员的安全构成重大威胁。矿井水危害类型很多，最主要的是地表水，老窖水，孔隙水，裂隙水和岩溶水。改善水的预防和控制技术是矿井开采行业管理人员的首要任务。

关键词：矿井水文地质特点；防治水技术

引言

随着矿产资源的枯竭，提高深层矿产资源的开采技术变得越来越重要。在深度开采工作中，水的预防和控制技术的使用非常重要，与此同时，该技术的使用为矿工的安全提供了重要的保证。为了满足矿井开采的安全要求，施工部门应当加大对深部矿井防治水技术的研究力度，并对研究结果进行正确应用。

1、矿井实例概况

所谓的水文地质条件是自然界地下水活动变化的一般概括。对矿井地区水文地质条件的调查和了解，是保证开采作业安全的必要条件，也是确保矿井开采效率的有效手段。鉴于当前的社会发展和对矿井开采的需求，重要的是了解地下水情况，并对水文地质进行分类和研究。接下来，以一个矿井开发项目为例进行分析。

我本人所在的矿井，确定深层的地下矿产资源接近8700万吨，可采储量为4588万吨。资格审查之后，政府允许进行2#-11#煤层开采。在开采过程中，

组煤具有21个断层构造和12个陷落柱，下组煤与上组煤具有相同的储量，但水文地质条件较为复杂。由于该地区降水量较大，该矿井的排水系统比较重要。

2、矿井水文地质特点

矿井位于长治盆地的西北部，太岳山中段的东南脚，形成中低水平的山区。井田发育良好，斜坡主要覆盖天然森林保护区，山梁呈波浪形，山坡陡峭，地形险峻，地形较为复杂。矿井表面的最高点在中西部的一条山梁的顶部，标高为1453.6 m，最低点在河沟峡谷中，标高为1156 .0 m，最大相对高度差297.6 m。

矿井的地表河流系统属于黄河流域的沁河水系。主要河流是狼尾河和狼尾河的两个支流，李城沟河，马兰古河和林瓦沟河。其中利城沟河，马兰古河和林瓦沟河都是季节性河流，从北向南流入雷区南部的沃尔夫·泰尔河。矿井位于狼尾河的顶部，狼尾河从西向东穿过井田。狼尾河是季节性的河流，从西北向东南流入沁源县西部的沁河，雨季的水量略大，而旱季的水量则少甚至干旱。

该地区属温带大陆性季风气候，太阳照射量充足，冬天寒冷，夏天炎热，春天干旱和秋天发洪水。夏天的早晨炎热，早晨和傍晚凉爽，昼夜温差大。根据气象统计，从1956年到2013年，年平均气温为8.6°C。最冷的是北部地区，年平均气温为4°C。在南部，气温更高一点，年平均气温在8到9之间，年平均气温为7°C。最热的月份（7月）为22.2°C，近年来的最高温度为37.5°C，最冷的月份（1月）的平均温度为-7.9°C，近年来的最高最低温度是-3 0.2°C。每天的温度变化也很明显：白天的年平均温度差为13.7°C，在1月和5月最大，为15.3°C和15.6°C，最小的7月和8月11日分别为1°C和10.8°C。年平均降雨量为656.7毫米，最大年降水量为869毫米（1967年）。年度季节性波动很大，一年内，七月和九月的最高降雨量为年降雨量的60％，春季为18％，夏季为53％，秋季为27％，冬季为2％。 24小时的最大降雨量是151.7毫米（1989年8月16日）； 每小时最大降雨量65.5毫米（1971年8月15日）; 10分钟内的最大降雨量为29.9毫米（1999年7月16日）。 年平均蒸发量为1501.2毫米，其中5月至6月的最大蒸发量为245.4毫米和240毫米，12月和1月的最小蒸发量为39.7毫米和42.3毫米。年平均相对湿度为65％，无霜季节为110至180天，冻结地面的深度通常为60厘米。

3、防治水技术管理工作

3.1、合理的施工管理人员培养

在水预防控制技术的实施过程中，由于矿井开采的特殊性，对施工的要求非常高。为了避免面对施工问题时出现的现场规划混乱的局面，管理人员要不断提高自身的专业知识和技能，且其提出相关问题的解决方案应该与现实结合。要出于采掘过程安全角度，充分了解矿井的实际情况和周围的水文地质条件，在一定程度上制定统一的施工计划和标准，以避免在实际技术应用上进行投资时出现差异。另外要定期开展培训活动，制定适当的考核标准，达到提高管理人员责任感的效果，从而有效开展管理工作。企业管理人员应进行系统化的管理技能培训，并将培训知识应用于自己实际的管理工作中，从而可以实现将知识与实际工作相结合的目标^[2]。

3.2注浆堵水

在矿井开采过程中进行注浆堵水可以有效降低水对含水量高的岩石层造成损害的风险。在开采之前，探放水工人必须确定含水量丰富的区域，并且在钻探和导水之后，要根据岩层中的含水量确定地下水含量及输送情况。完成上述工作后，接着采用注浆堵水的方式堵住水流的位置以及有水害威胁的区域。在进行注浆堵水时，要根据岩层的实际情况和不同工作区域的差异，选择最佳的注钻位置，并调整合适的配合比，注浆堵水工作完成后，必须检查施工效果，以确保工程质量符合要求

^[3]。

3.3顶板水的防治

顶板水通常以静态形式出现。在矿产开采期间，顶板水应通过作业区域的裂缝掉落，为了确保矿井开采的安全，在开采矿产之前必须通过有效的排水方式将顶水排干。其中井眼排水是一种有效的排水方法，主要使用物理方法确定顶板水的特定位置，然后在工作面上钻孔以排干煤层的顶部水。另外，顶板中的水也可以通过排水巷道来进行排放，排水巷道可以弥补井眼排水的不足。根据矿井开采的实际情况，选择合适的位置来建造排水通道，排水通道中的水流方向与水的顶板中的水流方向一致，从而减少了由于顶板水聚集而产生的突水危害。

3.4老空水的防治

防止老空水是矿山管理者应特别注意的重要一点。在矿井开采过程中，矿井淹水事故不仅影响矿井的正常生产，而且还导致大量人员伤亡和经济损失。老空水预防和控制技术应遵循以下程序：首先要检查空水。在开采和挖掘之前，管理人员应仔细检查老空旷水域，并很好地记录勘探工作。使用科学和技术手段对矿山附近的老空水水源进行总体检查。但同时，仍有许多规模相对较小的矿产，对空旷水域检查力度不够，从而导致发生洪水事故。矿井开采单位应当部署技术人员对空水进行科学深入的研究，积极运用物理方法对地下，地表水和天然水进行有效研究，以确保矿山开采过程的安全^[4]。

3.5疏导排放

为了确保矿井开采作业的安全进行，一方面，必须排干大气中的降水和地下水，以减少地表水渗透到矿井中。另一方面，有必要引导和排干矿井中积水的区域，以减少矿井中积水。矿井开采工作完成后，便形成了一个踩空区域，由于重力的影响，采空区上方的岩石层中所含的水会在重力的影响下落入采空区。当积累的水达到一定量时，这将带来重大的安全风险。因此，必须及时排干矿道中的积水，以减少采空地区积水造成的水害风险^[5]。

结束语

矿山复杂的水文地质特性会引起诸如裂缝，裂缝和井眼密封性差的问题。由水引起的事故不仅影响矿山施工的安全，而且还对矿工的安全和企业的经济利益产生重大的威胁。因此，矿井开采部门必须不断改革水预防控制技术，以确保矿井开采不间断进行。

参考文献：

[1]谢晓峰.深埋矿井水文地质条件及防治水技术的应用分析[J].内蒙古石油化工,2019,45(09):96-97.

[2]卢雪清.深埋矿井水文地质条件及防治水技术分析[J].四川水泥,2019(08):120.

[3]刘海江.深埋矿井水文地质条件及防治水技术分析[J].科技风,2019(20):211.

[4]郝志强.深埋矿井水文地质条件及防治水技术分析[J].能源与节能,2018(10):109-110.

[5]张红伟.矿井水文地质特点与防治水技术探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2014(06):120-121.