煤矿防治水开采技术工程研究

煤矿防治水开采技术工程研究

梁振国

身份证号码：152726198311242417

摘要：近年来，随着我国经济发展和城市化不断推进，地下空间资源的重要性越来越大。其中，地下水作为地下空间的重要组成部分之一，对其开发利用有着重要作用。但是，由于地下水的分布、流向和水质等因素影响，造成不同地区的水资源存在很大差异性，这就要求对其进行综合治理。因此，对于在复杂水文地质条件下的煤矿防治水问题变得尤为重要。本研究的主要内容是复杂水文地质条件下煤矿防治水技术及应用情况。

关键词：煤矿防治水；开采技术；优化措施

1.水文地质特征分析

1．1地层岩性

在复杂水文地质条件下，地层岩性研究对于煤矿防治水有效控制具有重要意义。地层岩性指地下岩石的物理化学性质及其对地下水的影响程度。地层岩性变化会对地下水流动和渗流规律产生影响，从而影响矿井排水系统设计和运行效果。因此，深入了解地层岩性及其对地下水的影响，是制定有效防治水方案的关键。在实际应用中，地层岩性主要分为三类:孔隙度高、含水量大的砂岩;密度较大、渗透率低的黏土岩;介于两者之间的页岩、泥质石英岩。其中，砂岩和黏土岩分布较为广泛，而页岩和泥质石英岩则相对少见。针对不同类型的地层岩性进行防治水措施选择需要考虑多种因素，如地表水位、地下水压力和开采方式等因素。

1．2地质构造

在复杂水文地质条件下，地质构造是影响地下水流和渗流的重要因素之一。因此，对地质构造进行详细分析非常必要。地质构造指地表上由于地壳运动而形成的各种形态的地貌现象，包括山峦起伏、断裂带和褶皱等地形结构。地质构造不仅会影响地下岩层稳定性，也会影响地下水流动方向和速度。在矿区开采过程中，地质构造影响尤为明显。例如，在断层带上，岩石破碎程度较大，裂隙发育较广时，容易形成漏斗状孔洞，使地下水更容易透进地下。

1.3含水层组及富水性

在复杂水文地质条件下，煤矿防治水技术和实践需要充分考虑地下水分布情况，含水层组及其富水性研究是关键一步。首先，对矿井周围地层进行详细研究，通过钻孔取样的方式获取大量数据。经过综合分析，发现矿区周围存在多种含水层组，包括砂岩、泥石流带和河流沉积物等。含水层组成了矿区地下水资源体系，对于防治水工作具有重要指导意义;其次，针对不同类型的含水层系进行深入研究也非常重要。例如，在砂岩中存在丰富的地下水资源，但是其开采难度较大，因为砂岩中的水分子比较分散且难以被抽出。因此，在治理过程中采用了一系列有效措施提高砂岩开采效率。

2.煤矿开采与水文地质条件的关系

煤矿开采与水文地质条件的交互作用构成了矿业领域中一个复杂且至关重要的议题。这种交互作用涵盖许多方面，包括矿井安全、开采效率、经济效益和环境保护。在煤矿开采过程中，由于矿井开挖和煤层抽取，原有的水文地质平衡往往受到影响，从而导致地下水的流向、分布和压力发生变化。这些变化可能会引发一系列问题，包括矿井涌水、塌方和水与矿井内化学物质的反应，也可能产生有毒气体。矿井涌水是个重大问题，可能导致矿井内积水，严重威胁生命安全，并可能导致矿产资源浪费以及生产停滞。且塌方可能阻断矿井通道，增加工作风险，并导致资产损失。此外，水与矿井内化学物质的反应可能产生有害或有毒气体，对矿工健康造成威胁，也可能影响矿区环境质量。为了确保矿井安全、高效开采，矿业工作者需要深入了解所在地区的水文地质条件，并采取预防和治理措施。

此外，矿井开采也会对周围地下和地表水资源产生影响。例如，矿井抽水可能会导致附近井泉干涸，或者使地下水受到污染，进而影响地表的河流、湖泊和土壤。这不仅可能影响周围社区的水资源供应，还可能对当地生态系统造成长期负面影响。煤矿开采与水文地质条件的关系是复杂而微妙的，需要不断研究、探索和实践。持续研究能帮助更好理解这种关系，从而采取有效措施确保矿井可持续、安全和高效开采，同时帮助减轻矿业活动对环境和社区的负面影响。

3.煤矿防治水措施

3.1利用水文地质资料预测水患风险

水文地质资料为我们提供了宝贵信息，可以帮助我们了解地下水的补、径、排关系和与其相互作用的岩石层特性。例如，地下水位变化可以揭示水文地质条件的季节性变化或其他地下活动影响。渗透系数揭示水在岩层中流动的速度和方向，而岩层厚度和连续性则可以帮助我们预测地下水可能积聚的区域。将这些数据融合到一个统一模型中，可以使矿业公司更准确预测水害风险，从而避免或减少潜在损害。如果模型预测某一地点可能出现大量涌水，那么在那个地点的开采计划可能需要调整，或者可能需要在该地点安装额外排水设备。

3.2强化区域治理

复杂水文地质条件下的煤矿防治水问题，如果单靠治标的方法进行解决，往往效果有限。因此，需要采取治本的方法，从根源上解决问题。强化区域治理就是这样一种方法。1）构建合理的排水系统。为解决煤矿防治水问题，不仅需要固定的排水设施，还需按照矿区特点制定可操作的应急预案与技术措施，最大限度地降低水害风险。因此，要制定排水观测计划，并根据现有条件规划排水管网，注重更新管网设施，保障排水的顺畅脱水。2）加强地质勘探。在煤矿防治水方面，对于不同类型的地质环境，采取适当的防治措施尤为重要。因此，在进行地质勘探时，要注重对水文地质条件的了解，制定综合地质勘探方案，对矿井进行科学选址，提高工程建设的针对性。3）推广节水技术。在高压力、高渗透性的复杂水文地质条件下，为更好地保障水资源的有效利用，煤矿管理者和技术人员应加强节水技术的普及与推广。采用循环使用废水、增加重复利用率、建设新型绿色矿井等措施，推动煤矿防治水技术的全面升级。

3.3提高排水能力

在复杂水文地质条件下，提高煤矿的排水能力是煤矿防治水技术中至关重要的一环。为此，需要采取一系列有效措施。只有通过科学合理的技术手段、优化的设计方案以及有效的管理机制，才能实现煤矿排水系统的高效运行和水平提升。1）可以采用提高排水能力的技术手段，例如加大排水设备的直径，同时增加排水设备的数量和排泥系统的处理能力等。此外，还可以采用能耗低、效果好的水力传输设备，如泵站和输水管道等，提高输送效率和排水能力。2）可以通过反复试验和优化设计等手段，提高排水系统的质量和运行水平。例如，可以采用精确的地质勘探技术，获得更全面的地质信息，避免漏测或误判，提高排水系统的准确性和精度；同时，可以采用数字化技术，建立实时监测和反馈系统，及时掌握排水工程的运行情况，为优化设计和调整运行提供准确数据。3）需要提高管理水平，加强维护和故障排除工作。管理者应对排水设备的运行情况进行及时监测和检查，并建立健全的保养制度和维修机制。排水设备出现故障时，需要及时调整和修复，确保排水系统的稳定运行。

结语

煤炭企业还需加强监测工作，及时掌握防治水效果以及存在的不足，研究成果对于解决复杂水文地质条件下的煤矿防治水问题具有一定参考价值。

参考文献

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