摘要：矿井防治水是煤炭开采防护的重要方面，与煤矿开采的安全问题具有直接性关联。随着现代煤矿开采范围逐步扩大，煤矿防治水技术也应该与时俱进，不断适应煤炭资源开发需求。因此文章就煤矿矿井防治水技术展开探讨。
关键词：煤矿矿井；防治水；技术
随着各矿井开采年限增加，矿井可采煤炭资源量不断减少，开采条件越来越复杂，近年各种煤矿水害事故时有发生。2015年2月13日，山西晋煤集团泽州天安东沟煤业有限公司发生一起透水事故，造成3人死亡；2017年6月29日，贵州省遵义市正安县安场镇铁丁岩煤矿发生透水事故，造成5人遇难、2人被困。这些水害事故的发生无时无刻都在提醒着各矿井必须重视矿井水害，充分做好矿井防治水工作。所以，了解矿井水害类别及发生条件，分析矿井水害危害，研究应用矿井防治水技术越来越重要。
一、矿井水害分类
矿井地下水及地面水通过相关通道会流入矿井，当流入矿井的水超出矿井水流量极限时，特别是比矿井最大排水量大的情况下，矿井就会发生水灾。纵观以往矿井水害，可把矿井水害大致分为两种。
（一）孔隙水水害
当待开采煤层较松散，有黏土层、砂砾层及流沙层覆盖矿孔隙水时，加之矿井采掘煤矿过程中煤岩柱留设不充足的情况下，冒裂带易流向松散层。在实施采掘作业前，对整体水文情况观测不到位，没有依据含水层应回采量来科学合理地留设煤柱，造成回采后砂石与水流入矿井引发水害。另外，超能生产或在煤岩柱中开拓硐室与巷道，破坏了整个煤层的完整性，在长期渗水的作用下，易馈入泥沙、流沙堵塞煤巷井巷，引发空隙水害。
（二）地表水水害
当煤矿周围存在大量蓄水工程如水库等，在遇到充足降水使蓄水工程水位大幅上涨，一旦水位高度高于井口标高时，这些水会迅速涌入矿井，或这些水经过断层、裂缝等也会渗透至矿井，引发水害。由于地面水灾通常涌入量较大，加之易伴有泥石流，若防治不科学、不合理，经常会造成淹井灾害，给矿井造成巨大损失。
二、矿井水害的危害
（一）造成生产环境恶化
矿井发生水害后，巷道易出现大量积水，煤矿矿床顶板也会发生淋水现象，这样会使矿井巷道与工作面弥漫大量潮湿空气，让巷道及工作面空气难流通，对矿井安全生产十分不利，同时也会在某种程度上对矿井设备的正常运行造成影响，恶化矿井生产环境，严重危害矿工身心健康。特别是当矿井发生突水后，矿井水量严重超出自身排水能力时，这时易淹没矿井部分巷道，损坏机械设备，造成矿井停产，甚至造成人员伤亡。
（二）缩短设备使用年限
矿井发生水灾后，会严重损坏机械设备，腐蚀井内金属设施，影响机械设备正常运行，缩短设备使用寿命，这样不但会增加机械设备的维修成本，同时也会影响设备生产效率。
（三）增大矿井生产费用
当矿井发生水害，尤其是矿井水害较严重时，要想保障安全生产，矿井应多应用一些排水设施，这样必然会增大矿井综合排水成本，使煤矿生产费用增大，不利于提高企业经济效益。
三、煤矿矿井防治水技术措施
煤炭是社会发展的第一动力来源，与社会发展的各个方面都存在着联系。寻求煤层开采的防治水技术，成为现代煤炭开采的安全技术保障。
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（一）探放水技术
根据矿井的水文地质条件，通过探放水技术应预先查明矿井的主要充水水源，查看矿井是否存在孔隙水，煤层底板有无奥套系石灰岩，掌握各种含水层的具体位置、充水量大小等情况，在矿井周围是否分布有老采空区，掌握其数量、距工作面的距离等。同时，根据矿井地质报告，通过探放水技术查明矿井的主要充水通道，掌握矿井的断层等地质构造的数量、富水性、导水情况，计算煤层顶板及底板的破坏深度，与含水层的空间位置，坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，在探明矿井充水水源和通道的情况下，采取必要的防治水技术措施保证矿井安全生产。当采掘工作面接近老空区、富水断层、强含水层时，需要进行超前探放水。常用的技术手段是布置探水钻孔。一般探水要与掘进相互配合，即探水、掘进循环进行，为了能准确探明这些可疑充水点，要布置钻孔成扇形或半扇形，且在巷道允许掘进距离的位置，两钻孔间距要小于 3 m，巷道允许掘进位置到钻孔深度位置的距离一般为 20 m。近年来，随着井下勘探技术的不断发展，出现了一些较为先进的探测手段，可以解决传统探测技术难以发现隐蔽充水点的问题。井下物探技术和水化学探测技术被广泛应用于探测矿井的充水水源和通道，是根据不同介质物理性质（如磁性、电性、放射性、弹性波传播速度等）的差异，来探测矿井水的新型地质手段。井下物探技术主要有坑道无线电波透视技术、瞬变电磁技术、直流电法技术、地震勘探技术、地质雷达技术。无线电波透视技术是根据电磁波在传播过程中，不同岩层介质对电磁波能量的吸收作用不同，进而确定老窑水、富水断层等的具体位置。水化学探测技术主要有环境同位素测试、水化学组分测试、微量元素测试、防水试验等。
（二）疏放降压技术
疏放降压就是采用抽水或放水的方法来减少和降低含水层的水量或水压，从源头上来消除突水的危险。疏放降压的技术手段主要有布置疏放巷道和疏放降压钻孔。当煤层顶板有含水层时，可将回采巷道预先掘出，充分利用这些巷道将顶板含水层水进行疏放，当煤层底板有含水层时，可将开拓和准备巷道布置在底板含水层中，利用这些巷道对底板水进行预先疏放。如果煤层顶板含水层距离煤层较远，回采巷道疏放水效果不好时，可在回采巷道中布置放水钻孔进行疏放；如果煤层底板含水层为承压水，由于水压较高在含水层布置巷道有突水危险时，可向底板含水层布置钻孔进行疏放，来降低含水层水压。
（三）注浆堵水技术
注浆堵水是井下防治水的有效技术手段之一，它是将注浆材料制成浆液通过注浆设备压入井下突水地点，在浆液扩散凝固后，封堵矿井充水水源通道，同时可以起来加固岩层的作用，以达到井下防治水的目的。因注浆堵水有诸多优点，防治水效果较好，在煤矿建设和生产过程中被广泛应用，如井筒工作面预注浆、井壁后及巷道周围注浆、注浆封堵被淹矿井突水点、注浆加固煤层底板防止突水等。注浆堵水技术主要包括注浆材料的选择、注浆设备的选型及注浆工艺的采用等。其中，注浆材料是影响注浆堵水效果的重要因素，因此要根据突水地段的水文地质条件、围岩裂隙发育情况、水量大小及水的化学成分等因素来选择。常用的注浆材料有水泥浆液、黏土浆液、水泥 - 水玻璃浆液及化学浆液等。注浆设备是将注浆材料制成浆液并输送浆液的系统，是浆液进入突水点的动力来源，因此要根据设计的浆液量、注浆压力、注浆深度等参数来选定。注浆设备主要包括钻机、注浆泵、搅拌机、混合器和止浆塞等。在选定注浆材料和设备后，需要确定注浆工艺，主要包括设计注浆方案、布置注浆孔和注浆管路、安装注浆设备和检查注浆效果等。
总之，矿井水灾是影响煤矿安全生产的五大灾害之一，严重威胁井下人员的生命安全和矿井正常生产。在掌握矿井具体水文地质条件的基础上，做好日常的探放水工作，查明矿井充水水源和充水通道的具体类型、位置、充水量等情况，综合运用“探、排、截、堵”的井下防治水技术，来消除井下水害对矿井的威胁，从而保证矿井的安全生产.
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论文作者:刘銮奎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：矿井论文; 水害论文; 含水层论文; 巷道论文; 注浆论文; 技术论文; 煤层论文; 《基层建设》2018年第20期论文;