煤矿开采中综合防治水技术的应用研究

煤矿开采中综合防治水技术的应用研究

吴文科 叶涛涛 孙明志

新疆神新发展有限责任公司吉木萨尔县顺通煤矿 新疆 831700

摘要：在当前煤矿生产过程中，防治水是一个需重视的结构因素，矿井水害问题会增加生产成本，破坏施工环境，还会给煤矿工人带来生命危险。本文探讨了煤矿开采中综合防治水技术的应用。

关键词：煤矿开采；综合防治水技术；应用

煤炭是社会发展最重要的能源，是人们生活和工业生产不可缺少的资源。目前,国内科技实力的增长和经济实力的增强,是对能源需求的反应,人们对煤炭的需求量也在增加。面对这种形式，为保证煤炭生产的有效性、有序性、合理性，必须做好煤炭开采的研究工作。

一、综合防治水技术概念

煤矿开采过程中，综合防治水技术主要借助瞬变电磁法、三维地震物探、可控源音频大地电磁法等综合物探方法来对采区范围内的地质构造及导水特性进行调查，并在此基础上制定一套系统、完善的防治水方案和措施，为煤矿开采工作的顺利进行奠定良好基础。

二、煤矿开采中综合防治水技术应用的必要性

在煤矿采掘期间，水灾害是较多见问题，严重影响着矿井生产工作的安全性，对工作人员人身安全带来巨大隐患。煤炭采掘期间的水灾害和瓦斯爆炸、顶板事故等灾害相比较，其出现的概率并不高，一旦出现，所造成的危害会远超出瓦斯爆炸与顶板事故。特别是近年中，在煤矿采掘深度不断提升过程中，使煤炭采掘困难性越来越高，水灾害问题出现机率逐年上涨，所以，针对煤炭采掘中的综合防治水技术实施整合分析并优化非常关键。在对煤炭采掘期间最为多见的水灾害进行分析时，利用对应的处理方案，降低普通煤矿受到水灾害的侵蚀程度，高效提升煤矿采掘范围，提升煤矿生产量，还需尽最大努力维护工作人员生命安全。

三、矿井综合防治水技术

1、综合探测。在煤矿的综合开采工作中需提高地质勘探技术的应用，这是保证防治水工作实施的基础。通过勘探可了解地质中含水量与地下水构造情况，从而制定合理的设计方案。作为相关工作人员还要根据综合物探技术对开采区域中的地质构造状态与水结构做到全面掌握，从而采取针对性防护措施，对开采技术的使用会起到积极作用。开采前，还要勘察综合水文地质的底板，从而掌握开采现场实际情况。一般情况下，可选择使用高密度的直流电方法对工作面回风巷、运输巷与水文地质观测网等进行不断完善与创新，从而提高工作质量。另外，还可进一步掌握井下底层中水质的结构与具体情况。若发现存在异常的水文地质区域，则需工作人员及时采取控制措施。

2、分类治理水害。对于导水陷落柱的治理，煤矿企业应在地质勘察时，充分掌握陷落柱的具体情况，再结合这一情况来合理编制施工方案，并选择井上下注浆封堵方式来治理导水陷落柱，即通过合理填充其底部与顶部，从而有效降低陷落柱的导水性与含水量。对于导水、含水断层的治理，煤矿企业应在完成地质勘察工作后，选择留设隔水煤柱或注浆封堵方式，来对这一问题进行科学治理，为确保施工方案的可行性，相关人员必须充分掌握断层特性。因受到底板高承压水的影响，在正式开采前，应选择预注浆方式来进一步加固底板，且借助局部疏放水方式来减轻底板所承受压力。

四、煤矿开采中综合防治水技术的有效应用

1、地面防水方法。虽然煤矿开采大多为地下工程,但地面防水工作也十分关键,具体实施期间应做好以下几点。先要严格做好地面防排水工程建设,合理排放雨水,以防出现渗漏问题。在设计建筑场所与井口时应保证科学可行,做好较低地势区域的防水工作。对于场地内的主要建筑物与井口,其标高要高于往年洪水的最高位置,避免淹没。当在河流周围设置矿区位置时,应及时标注矿井内的漏水位置,充分利用水泥与黏土进行填充,以防水流深入。当开采区域附近存在较大河流量时,应修改道路完成引流工作。矿区极易发生积水问题,为避免渗漏,开采人员应积极合理处理,比如可挖掘疏水沟,及时排出积水,以防形成大范围水灾灾害问题。

2、井下防水方法。矿井下的防水方式是保障防治水活动的要点。目前，矿井下的防水方式重点分成两种：①井下防水技术；②疏导式排水技术。在展开采掘作业前，必须针对煤层和含水层两者间距离实施精准的核算。当煤层和含水层两者间距离到达一定程度时，则必须进行防水工作，预防含水层遭到破坏而发生水灾害。此外，若煤层和含水层两者间距离不大时，则必须进行排水活动，然后才可进行采掘活动，同时在开展工作期间还必须综合真实情况来选取相应技术方式。通常，排水技术的应用都能产生显著成效，但由于资金成本高，所以在进行期间也会出现较大阻碍。在矿井下进行防水作业期间，必须严谨遵照采掘活动规则，综合现实状况，建立科学合理的方案措施。确保优先采掘地质情况好、水量不高的区域，以此来提升煤炭采掘效率。

3、煤系砂岩水害防治技术。一般情况下，煤层砂岩裂隙水富水性较差，大部分是存储于煤层中的水，在实际开采时能实现自然疏通，所以不会过多影响到煤矿开采工作。但一些地区煤层顶板砂岩富水性强，若未采用有效的排水措施，必定会大幅影响煤矿开采工作。所以可采用以下方法防治：①工作人员要对煤层顶板的富水性情况有一个全方面的了解，同时能事先分析研究富水性较强的区域，将富水范围确定下来。②对于工作面顶板砂岩富水性较强的煤矿，则能采取物探、钻探结合的方法，把顶板砂岩水量确定下来同时进行排放，防止在开采环节有渗漏等情况出现而导致开采质量与效率下降。③将排水系统建设于开采工作面上，还应确保实际排水能力与矿井排水要求相符。④将顶板出水量估算出来，若出水量大，则需将顺槽设置于工作面出煤系统上，防止由于出水量过大而使煤矿开采质量下降。

4、设置防水隔离煤柱。防水隔离煤柱的设置是矿区内部的主要防水技术之一，它能有效分隔煤层与含水层，避免水流进入煤层，增加开采工作的安全系数。防水隔离煤柱的种类多，要根据工程实际情况选择，包括：①在频发水灾地区建设的防水隔离煤柱。其能有效将生产区与集水区隔离；②地下断层间的防水隔离煤柱。断层内部空隙大，因此大多数断层有水流流过，具备导水性。因而，在采矿过程中若发现地下空间存在断层，要及时进行防水隔离煤柱的设置；③冲积层与风化带也要设置防水隔离煤柱。

五、提升矿井水害防治效果的措施

1、雨季加强安全隐患检查。矿井开采前要充分了解当地雨季最高降水量，减少水灾引发重大事故。周边地形要仔细查看，对周围的废弃枯井等要做好相关密封工作，避免出现水流进入井加大矿产开采难度。此外，在周边危险地带做好相关警示标识，并安排专门的人员进行安全排查工作，如作业区周边、枯井、低于地表的塌陷处、周边河流湖泊等易引发灾害的地区及时安排好相关防范措施。还需从管理上加强隐患排查措施，实行片区责任制，制定合理的管理制度，当危险来临时需及时停工处理，避免灾害覆盖区域扩大。

2、科学制定水灾害应急预案。为保证煤矿井下水灾害预防措施可充分落实，企业需科学制定相应应急预案，设置抢险排水基地，设置各种排水设施，并加强对排水设备的检修及维护，以保证排水设备可正常运行，提高企业抢险救灾效率及效果。此外，企业还需加强对员工专业能力及专业知识的培训，在培训中需依据各种水灾害案例，加强对员工水害防治知识培训，提高其专业能力及知识水平。企业制定矿井水害应急预案，并进行相应演习，保证每个职工都可掌握逃生路线及方法。煤矿发生透水事故后，需及时启动水害应急预案，并及时将此问题上报给相关部门，并及时进行救援工作。

参考文献：

[1]高鹏冲.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].科技风,2019(11)．

[2]李贺.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].当代化工研究,2019(04)．