矿井综采工作面综合防治水技术研究

矿井综采工作面综合防治水技术研究

宋良 田海鹏

   陕西华彬雅店煤业有限公司 陕西 咸阳713500

摘要：矿井综采工作面的矿井水是煤炭生产中一大重要难题，通过对矿井水文地质条件的详细分析，明确了水害的主要类型及成因。针对这些问题，提出了一系列综合防治水技术措施，包括超前探测与预警、疏排水系统优化、注浆封堵加固等。对这些问题进行综合防治是保障煤炭资源高效、安全发展的关键。通过对综采工作面的水源进行了详细分析，对不同的矿井地质条件选择相应的预防技术，从源头上防止矿井涌水。结合先进测控技术建立了综采工作面水源监测和预警系统，对出现的险情进行实时报警和唤醒矿井应急响应程序。研究推广的综合防治水技术，在已应用的多个矿井中均得到了明显的涌水减少，同时降低了矿井事故发生的风险。为解决我国矿井涌水问题提供了有效的技术方案，有利于推动我国矿采工业的健康发展，是实现资源可持续利用的积极推动力。

关键词：矿井涌水; 预警系统; 综采工作面; 综合防治技术; 高效安全矿产

引言

矿井涌水问题是影响我国矿产资源高效开发的关键性问题之一。如何综合应用各种防治水技术，确保在矿产资源开采过程中安全、高效地控制矿井水的发生，是当前矿业技术亟须解决的重大问题。矿井水源的管理和防治技术，不仅需要对矿井水源进行详细的分析和研究，还需考虑到矿井的特殊性，如地质条件的多变性，工作条件的复杂性等，采取相应的预防和处理措施。结合当今先进的测控技术，建立矿井水源的监测和预警系统，实现对矿井水患的实时控制和管理，对降低矿井事故的风险，实现矿产资源的高效、安全开采具有极其重要的意义。

1、矿井涌水问题及其影响

矿井综采工作面的矿井水问题对于国家煤炭产业而言是一个严重的难题[1]。矿井涌水问题的出现与解决其水害不仅关乎国家能源的稳定，也涉及到矿山安全和生态环保等重要领域。矿井综采工作面在采掘过程中，由于水文地质条件复杂，极易出现涌水问题。特别是一些矿井坑道布局复杂，导致托水层承压状态，易形成突泉、涌泉、流泉等涌水问题，引发矿井涌水灾害。掘进采掘过度、支护不足、摩擦极度两层、粉砂层甚至砂砾层这些矿井涌水灾害难以预测，从而对防治造成极大困难。

矿井水问题对煤炭生产的影响同样是无法忽视的。矿井水位上升、矿井涌水流量增大，造成矿井的生产设备失效，停产时间增多，生产效率下降，影响煤炭的生产与供应。矿井涌水进一步加大了矿井的安全风险。水患严重，突涌惊人，容易引发矿井水灾、窒息灾、爆炸灾，不仅带来巨大的经济损失，更有可能导致重大人身伤亡。矿井涌水还将对环境产生严重影响。涌水中的溶质、酸性物质和重金属对地下水和地表水体的污染情况是非常严重的，如果不进行有效治理，将带来严重的环境问题。

总的来说，矿井综采工作面的矿井水问题与矿井涌水对煤炭生产的影响构成了一个复杂的问题体系[2]。在这个问题体系中，必须采取符合经济效益和环境效益相统一的防治措施来实现矿井涌水的有效治理，还需要对矿井 涌水流量和涌水来源进行全面分析。需要维护矿山安全、保护环境、保障矿山生产，使其达到经济、社会、环境效益最大化的综合问题。

2、矿井综采工作面水源分析

2.1 矿井综采工作面的水源详细分析

在矿井综采工作面中，存在着各种不同的水源。地表水是一种重要的水源，通常来自附近的河流、湖泊和地表水体。地下水也是矿井综采工作面的重要水源，主要存在于矿井附近的地下水层中。还有矿山排水系统中的水源，包括开采过程中产生的废水和污水。

针对矿井综采工作面的水源分析，需要对各个水源进行详细的调查和研究。这包括确定水源的具体位置、数量和水质等特征。通过对水源的详细分析，可以更好地了解水源的产生机制及其对工作面的影响，为综合防治水工作提供科学依据。

2.2 矿井地质条件和水源的关系

矿井的地质条件对水源的形成和存在有着重要的影响。其中包括水文地质情况、地下水位、岩性及断层裂缝等。

水文地质情况是影响矿井水源分布的重要因素之一。不同地质条件下的水文地质特征不同，包括地下水的储存和涌出状况、渗透性及含水层的分布等。通过分析水文地质情况，可以确定水源的水量和水质特征。

地下水位的高低直接决定了地下水与矿井综采工作面的接触程度。地下水位的高度和变动情况对矿井涌水和排水工作有着重要的影响。通过监测和分析地下水位的变化，可以及时采取措施来应对矿井涌水的问题。

另外，岩性及断层裂缝等地质条件也会对水源的形成和分布产生一定影响。不同岩性和断层裂缝的存在可能导致地下水的渗流方式和路径发生变化，进而影响矿井综采工作面的水源分布。

矿井的地质条件和水源之间存在着紧密的关系。只有充分了解和分析这些关系，才能有效地采取防治水的措施，并更好地保护矿井综采工作面的安全运营。

3、矿井综采工作面综合防治水技术

3.1 不同地质条件下的水源预防技术

在矿井综采工作面的水源预防技术方面，不同地质条件下需采取不同的防治措施。对于地层中存在大量含水层的矿井，可以采用地下透水带封堵技术。该技术通过在矿井透水带处进行封堵，有效防止水源涌入工作面。常用的封堵材料有水泥、混凝土等，可以根据具体的地质条件和水源情况选择合适的材料。

对于地层中含有较多岩溶水的矿井，可以采用岩溶水处理技术。该技术通过对岩溶水进行净化和处理，将其变为可用水源或将其排放到外部环境，从而减少水源对工作面的影响。常用的岩溶水处理技术包括沉淀法、过滤法、氧化法等，可以根据水质和工作面需求选择适当的处理方法。

另外，对于地层中存在渗透性较强的矿井，可以采用渗透防治技术。该技术通过在渗透路径上进行防治，减少地下水源的涌入。常用的渗透防治技术包括搭设排水管道、注浆加固等，可以根据地质条件和水源情况选择合适的防治方法[3]。

3.2 矿井涌水监测和预警系统的建立

建立矿井涌水监测和预警系统，安装监测设备实时监测涌水情况。通过数据分析和模型建立预警系统，设定警戒值和预警等级。采取应急预案响应涌水情况，降低涌水事故风险。提高及时性和准确性，支持矿井综采工作面防治水技术。提供研究数据和信息，改进防水技术。

4、综防水技术对我国煤炭工业发展的影响和意义

矿井水害是威胁我国煤炭工业生产的主要因素。对矿井涌水进行有效的控制和预防，是确保矿井生产安全和提高煤炭资源开采率的关键手段。研究成果的综防水技术，不仅可以解决矿井涌水带来的生产安全问题，更可以改善矿井产量水平，优化生产环境，延长矿山使用年限。综防水技术的成果，将为煤炭行业的安全生产提供科技支撑和手段，可以降低职业危害，保护工人的生命安全，实现矿山社会效益与经济效益的协调发展。

面对非可再生资源煤炭的开采，通过优化矿井综采工作面水源预防技术，能有效提高矿产资源的开采效能，降低资源开采成本，从而推动煤炭工业的可持续发展。研究矿井水害问题，提出切实可行的防治措施，不仅是解决我国矿井水害问题，更为煤炭工业发展提供技术保障和支撑。

结束语

本文针对矿井综采工作面涌水问题进行了深入研究，提出并实施了针对不同地质条件的预防技术，有效防止了矿井涌水。研究中建立的水源监控和预警系统，能够实时报警并启动应急响应机制，从而显著减少了矿井事故风险。该研究的实施成果在众多矿井得到了成功应用，不仅减少了矿井涌水，也对我国煤炭工业的健康发展做出了积极贡献。

参考文献

[1]赵杰.矿井综采工作面综合防治水技术应用研究[J].山西冶金,2023,46(08).

[2]高晓华.综采工作面综合防治水技术研究[J].煤炭科技,2019,40(04).