煤矿井下防治水技术与施工研究

煤矿井下防治水技术与施工研究

常竞佳

陕西澄合华宇工程有限公司,陕西省 渭南市 715200

摘要：井下施工的环境较为复杂，一般存在裂隙和溶洞等特殊构造，且在治理难度上较为困难，容易引发水害问题。水害问题是当前影响煤矿安全生产的关键因素之一，因此，相关企业在提高煤炭产量的同时需要做好井下防治水的工作。结合水害对煤矿的影响，如何有效应用防治水技术，已成为很多煤矿企业需要考虑的问题。

关键词：煤矿井下；防治水技术；施工

以某煤矿的巷道掘进工程为例，在掘进距离至135m时，需要借助水钻孔方式协助地质勘探人员完成巷道前方水文地质信息的有效勘察，会发现前方沙土和粘性土中可能存在高压岩溶水。为了进一步了解实际的水文地质条件，通过钻孔施工技术，能明确岩溶裂隙带存在岩溶水（约1520m3），在进行数据的综合分析后，可判定该掘进区域是特大充水岩溶裂隙带。深入研究可了解到岩层的岩性，具体有灰色薄岩层和细晶石灰岩等，且裂隙位置极度发育，岩溶裂隙带（特大充水）的构造较为复杂，需要先进行有效地裂隙带积水情况勘察，再进行水害治理。

1矿井水害防治的重要性

井下水害问题始终是威胁矿井生产安全的一大原因，在煤矿生产活动和安全管理活动中，对煤矿从业人员以及煤矿企业造成了直接的威胁，对矿井生产规模的进一步扩大和煤矿开采企业的长远发展产生了严重的影响，破坏了煤矿生产安全环境，对工作人员的生命安全和社会和谐产生了直接影响。在煤矿井下开采活动面临的地质环境愈发复杂的形势下，用单一的防治措施进行开采活动，已经难以达到防治水害的目标。加强对矿井水害问题风险的早期发现和治理，用多样化的防治措施，例如精细化预测预报、数据分析、地形图研究等，提高防治矿井水害的有效性，能够确保矿井生产活动安全、高效的进行，推动煤矿作业生产活动的顺利实施。在复杂水文地质条件下，加强水害问题的防治，可以营造良好的运营环境、安全生产环境，提高矿井的安全管理水平，加强对水害问题的防治，是推动我国煤矿产业发展和经济建设的必要措施。

2井下防治水施工技术应用

2.1勘探方案制定

结合防治水项目中存在构造发育，影响范围较大时需要考虑到地质的复杂程度，在缺乏有效事前勘察情况下，可能会因为方案不当而引发水害问题。为此，勘测方案需借助“水压试验”中的钻探技术与电法勘探对实际的水文情况进行勘察，同时辅助野外的勘察技术对岩水裂隙带组成结构做好总结工作。结合勘察数据，在通过斜井、石门位置时打通联络巷，基于钻孔以扇形位置分布了解裂隙带中的泥沙情况，关注水害程度。具体在测试中可以发现熔岩高度已超过顶板与底板，水压在0.5～1.5MPa，有必要对水害问题进行治理。

2.2加强预测预报

在矿井水害问题的有效防治中，要围绕着以预防为主的原则，充分落实预测预报活动，认真进行探查和分析，采取有效的治理措施，利用物探先行、钻探验证、先探后掘、先治后采的生产方式，确保复杂水文地质条件下矿井生产活动的安全性，降低损害问题的发生几率。在对矿井水害进行治理时，利用预测预报，了解矿井水文的地质特征，采集水文数据，对矿井水文地质类型进行分析，评估水害可能带来的影响，将可采区、缓采区、禁采区标注在图纸当中。结合施工的具体情况进行监督指导和有效管理，对矿井水害发生风险加强严格的治理。遇到不确定的问题或是出现了疑问之处，必须要进行探测，在基于预报预测的前提下，利用先进的技术，查明水害疑点所在，以灰岩水害为例，应建立灰岩水害防治技术体系，强化隐患的治理效果。在动态的信息采集中，做好全面预防，切忌抱有侥幸心理，在勘探中，确保开采道路中没有水害隐患风险，再进行后续的掘进生产的计划和实施，治理水害隐患。始终遵循着预防为主的原则，对水害隐患问题进行早期的治理和全面防治，在探查复杂水文条件的过程中，改变单一的探查手段，用综合方式进行探查作业，发现水害威胁，必须要清除全部的损害风险后，才能够进行后续的施工。

2.3加强水害防治工作的重视程度

防治水工作落实不到位、水害防治措施制定缺乏合理性以及水害预防意识薄弱等均是导致煤矿水害事故发生几率增加的主要因素。作为煤矿企业管理者，需要加强对水害防治工作的重视程度，并正确认识地质勘查与防治水工作相结合对煤矿开采作业安全、有序进行的必要性，同时转变原有煤矿安全生产管理观念，精准落实与防治水工作相关的各项管控措施，贯穿于煤矿安全生产全过程。为了确保煤矿地质勘查与防治水工作相结合的路径实践有效，煤矿企业应做好相应的宣传工作，向各部门、各岗位员工全方位普及防治水工作与地质勘查相结合的必要性，既使煤矿开采作业中发生水害事故，也能科学合理应对，保护自身安全。由于煤矿开采是一项危险系数极高的作业，且井下作业环境相对恶劣，极易诱发安全事故，因此，基于煤矿地质勘查与防治水工作相结合要求，制定覆盖全面且有效的水害防治策略，并根据地质勘查结果合理规划排水系统以及人员安全撤离路线，确保煤矿采掘期间各项活动开展安全性。综合分析矿区环境与水文地质情况，通过掌握其变化情况，如水文、水位及水压异常变化等，评估和判断各工作面是否存在水害事故隐患，实现对水害事故的实时预警。同时结合评估报告，采取和完善制定水害事故预防与水资源利用相结合的治理措施，既能减少关于此方面成本投入，又能达到节能增效的安全生产目标。

2.4加固注浆封堵工作

作为井下防治水中的重要工序，在落实加固注浆封堵时，需要做好封堵涌水钻孔、加固充水岩溶裂隙带、巷道施工和巷道支护、补强注浆漏水裂隙等步骤。通过有效地分段施工，可以满足井下防治水的需要。具体的步骤流程如下：第一，涌水钻孔封堵。用高压注浆施工技术降低注浆环节的跑浆概率。需要注意的是，加固与封堵工作前，需要先利用水玻璃和水泥浆等材料进行勘探孔的封堵，并且将闸阀关闭，使注浆压力保持在7MPa左右。第二，加固裂隙带。需要落实分段施工与逐步掘进的施工原则，当完成上一段裂隙治理且达到施工标准后再进行下一段施工。首先，在进行注浆孔分段设置中，要设置连续9处且左、右、中、底、顶分别设置一处，这样更有利于封堵岩溶水和提高周围破碎岩石的坚固度。其次，注浆阶段中要对钻孔注浆的情况进行重点检查，保障巷道周围能形成良好的加固圈。一般注浆封堵材料的选择为水泥浆和粉煤灰，部分区域需要使用水玻璃进行固定，要保证注浆压力始终控制在5MPa以上。最后，钻孔的直径有123mm、108mm和87mm三种，一般需要先进行初孔123mm的钻出，然后在距离到达7m后，再进行108mm孔的钻进且配备有6m的套管，最终钻进终孔89mm。需要注意的是，钻进过程需要注重地质水文情况，避免出现孔洞和涌水问题。第三，巷道支护和短掘工艺。巷道的掘进有着“短支、短掘”的特点，在进行巷道施工中，空顶距离要控制在800mm内且用全断面锚网喷结构进行支护，同时对长锚杆参数进行明确（长2000mm、直径20mm）。在参考岩体压力分布数据后进行钻口布置，一般锚网选择钢筋网且在固定后利用C20混凝土完成喷射，最终喷射混凝土的厚度在150mm左右且使用锚杆（1m）固定。第四，注浆补强裂隙。该工作的前提是完成注浆工作后仍存在渗水与漏水问题，这时需要及时进行补强工作，一般通过二次注浆技术的应用可使裂隙全部封闭，解决渗水问题。注浆方法为“深钻孔”注浆，补强材料为水玻璃、粉煤灰和水泥浆。

3结论

综上所述，在复杂水文地质条件下，防治水工作的实践不能采取单一的方法和措施进行治理，而是需要在水文地质开采工作的实践研究中，分析各种类型的问题，实现安全施工，加强技术创新。结合矿井的具体情况，成立专门的管理队伍，落实防治水技术，结合主要的水害类型，制定可行的风险防治策略和技术方案，降低事故问题的发生几率。

参考文献：

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