综合防治水技术在煤矿开采中的应用.pdf

LOW CARBON WORLD 2020/9 综合防治水技术在煤矿开采中的应用 林家锐（麒麟区能源局高家村煤管所， 云南 曲靖 655000） 【摘要】 由于在煤矿开采过程中袁可能会存在水体渗入矿井的情况发生袁如果矿井中的水体超出矿井最大排水能力袁则会形成 水体侵害袁水害不仅会对煤矿开采施工造成影响袁还会对施工人员生命安全造成极大威胁遥 对此袁本文对综合防治水技术在煤 矿开采中的应用进行阐述尧分析袁并提出相应的预防措施袁旨在推动我国煤炭安全生产技术的进步袁减少不必要的经济损失遥 【关键词】 煤矿开采曰防治水技术曰预防措施 【中图分类号】 TD745【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-2066 （2020） 09-0030-02 0 引 言 近年来， 伴随着我国经济建设的不断发展， 我国煤矿产业 得到空前发展， 煤矿开采技术也取得了长足的进步， 但是对于 煤矿开采工程来说， 水害污染是不可避免的问题， 它会对煤炭 开采带来巨大的安全隐患风险。煤炭作为我国最重要的能源 之一， 一旦发生水体侵害， 将会对经济效益和人身安全造成不 可估量的损失，因此做好综合防治水技术对于煤炭开采的重 要性不言而喻。煤矿开采中的综合防治水技术也是一种不可 或缺的应用技术，而当前如何做好煤矿开采中的综合防治水 技术应用已经成为社会各界关注的重点。 1 煤矿开采中综合防治水技术应用的必要性 煤矿开采过程中水害是最常见的灾害之一，对于煤矿矿 井的煤矿安全生产会带来巨大的安全隐患，对施工人员生命 财产安全造成严重威胁。煤矿开采中的水害威胁相较于煤矿 开采中的其他危害例如顶板、 瓦斯爆炸等事故来说， 其事故发 生率虽然相对较低， 但是一旦发生， 所带来的经济损失与人员 伤亡要远高于顶板和瓦斯爆炸事故， 俗话说的 “火烧一线， 水 漫一面” 就是这个道理。 据不完全统计， 在 20052015 这十年 间， 我国煤矿开采水害事故发生次数高达 981 次， 共计造成 1254 人死亡。尤其近些年， 随着煤矿开采矿井深度的不断加 深， 煤矿开采条件愈发苛刻， 水害事故发生频率还在呈现上升 趋势，因此有必要对煤矿开采中的综合防治水技术进行集中 分析。 通过分析煤矿开采过程中常见的水害类型， 采取有针对 性的措施， 减少基层煤矿遭受水体侵害的影响， 有效扩大煤矿 开采范围，增加煤矿开采产量同时为煤矿开采人员提供安全 保障[1]。 2 煤矿开采过程中常见的水害类型分析 2.1 地表水害 由于煤矿开采一般处于矿井地下较深位置进行，位置相 对对边较低， 一般来说， 煤矿矿井周围会分布数目、 规模不等 的河流、 湖泊。待雨季来临， 相应的河流、 湖泊水位将会暴涨， 当水位达到极限， 超过堤坝， 漫出的洪水将会涌入矿井， 甚至 直接进入井下煤矿开采施工位置， 引发矿井水灾， 威胁施工人 员生命安全。另一方面， 针对露天开采的煤矿， 这些已经开采 完毕的煤矿会在施工后期留下一个大的深坑， 称之为 “天坑” 。 雨季来临时， 会导致天坑内存在大量的积水， 这些积水可能会 经过渗透， 直接渗透到正在开采的矿井之中， 同样也会威胁施 工人员生命安全。此外， 部分矿区因为其历史开采时间过久， 存在矿井较多， 矿井周围土地还存在着不同程度的斑裂现象， 这些情况都会在雨季来临之时成为进入地下矿井的通道， 从 而引发矿井地表水害。 2.2 老窖水水害 老窖水指煤矿开采过后的矿井内或空洞内积水。老窖水 并非一潭死水， 当雨季来临， 通过大气降水或者邻近河流、 湖 泊水位上升等方式参与地下水循环系统。老窖水在地下犹如 一个小型水库，不均匀地分布于矿井周围，总体水量虽然不 大， 不至于发生淹没矿井的现象， 但是其水量集中， 破坏力凶 猛。 一旦在煤矿开采过程中掘透并破坏老窖水水层， 导致老窖 水集中涌出， 同时水大量涌出过程中， 还会携带大量泥沙、 石 块等杂质， 致使矿井堵塞， 严重威胁煤矿开采人员生命安全。 另外如果老窖水距离煤矿矿井位置较近，除了要面临老窖水 突然溃井的威胁以外， 还要面临老窖水通过渗透、 渗水等方式 进入矿井， 这些问题对于煤矿开采来说都是严重的安全隐患。 2.3 煤矿奥灰承压水害 煤矿承压水是指具有稳定隔水层的重力水，煤矿奥灰承 压水就是以奥陶系石灰岩作为煤矿直接或者间接承载隔水层 的重力水， 奥陶系石灰岩层本体主要以石灰岩为主， 其延展面 较大， 厚度在几米至几十米不等， 其厚度越大则其稳定性就越 强， 一般来说， 奥陶系石灰岩会承担大量来自上方水的重力， 是一个天然的重力水隔水层。 但是一旦奥灰承压层较薄， 就会 容易受到煤矿开采生产的影响，在水压与采矿扰动的双重作 用下， 就会致使奥灰承压层破裂， 奥灰承压层上方大量重力水 低碳技术 30 LOW CARBON WORLD 2020/9 涌入， 引发煤矿底板突水事故。 因为奥陶系石灰岩上层储水量 非常丰富， 一旦发生煤矿底板突水事故， 就会容易致使矿井淹 没， 产生极强的冲击力， 对煤矿开采人员的生命、 财产安全造 成严重威胁的同时还会造成巨大的经济损失。 3 综合防治水技术的应用 3.1 地表水害综合防治技术 针对煤矿开采地表水害综合防治，首先在煤矿矿井周围 建立防水工程建筑，这样可以有效预防雨季来临时大气降水 与江河、 湖泊水位上涨导致的水体涌入矿井。 防水工程的建立 是地表水害综合防治的第一道防线，对于后续水害防治措施 的进行具有重要影响； 其次， 做好煤矿井口位置的合理选择， 一定确保井口位置的基础标高要超过历年以来所发生洪水的 最高水位。如果受限于地形， 无法使煤矿井口处于理想位置， 难以保证井口位置的标高， 则必须按照要求进行河流改道， 通 常需要在矿井隔水层上建立堤坝， 一旦水位上涨， 洪水爆发， 就可以通过堤坝进行洪水截流。 同时开凿一条人工河道， 将洪 水引入水体， 综合防治人员应该注意， 在进行堤坝以及人工河 道开凿的过程中， 一定遵循河道坡度的合理性。 针对一些旧河 道， 因其多年未用， 年久失修， 应该定期安排人员进行及时疏 通， 确保防水工程的正确建立， 同时也防止水体渗透井下。此 外， 针对矿井周围土地存在的斑裂现象， 首先可以利用水泥或 者黏土填充的方式对斑裂位置进行封堵，如果斑裂位置深度 较深， 则可以先用碎石进行填充， 上方再对其进行泥或者黏土 覆盖，注意进行夯实工作，同时填充位置要稍稍高于周边地 表，这样可以有效预防渗透发生，还要在斑裂位置建立排水 沟， 及时将积水排出， 使水体远离矿井渗透区[2]。 3.2 老窖水水害综合防治技术 针对煤矿矿井的老窖水水害的综合防治，首先应该采取 以下几个措施 淤加强对矿井周边地区的地质勘察工作， 对存 在的老窖水位置老窖水的积水情况， 包括积水量、 积水范围、 补给水源等情况进行明确， 做好警戒措施； 于在勘察明确老窖 水基本信息过后， 煤矿开采中实行 “有疑必探、 先探后掘” 的战 略原则， 同时在煤矿开采过程中还要遵循以下三不要 不要对 周边存在老窖水不了解的情况下进行煤炭开采工作；不要在 煤炭开采过程中实行边探边掘；不要在雨季来临之时进行将 老窖水之中的积水排出；盂如果在勘察过程中发现煤矿矿井 周围老窖水区域较多， 这时候应该与相邻矿井单位加强合作， 做到地质勘察资源共享， 确保切实掌握老窖水积水问题， 提前 做好防范措施；榆要充分认识到水闸墙与水煤柱管理的重要 性， 煤矿开采要严格按照相关规定执行， 严禁防水隔离柱位置 有任何掘进工程， 定期安排专人检查其完整性， 这些措施都可 以有效预防煤矿开采过程中老窖水水害。 3.3 煤矿奥灰承压水害综合防治技术 针对煤矿奥灰承压水害综合防治，同样首先做好对煤矿 矿井周边地区的地质勘察工作， 对奥灰含水层的厚度， 石灰岩 的发育情况与含水量的丰富程度勘察，同时还应该注意石灰 岩存在的断层落差、 强度性质， 以及构造基础等。根据以上的 勘察结果， 制作一个地下水动态观测网， 对地下水的运动情况 进行实时监控掌握，尤其是对于地奥灰承压突水点以及隔水 层边界等重要因素， 做到一旦发生异常情况， 就能够及时进行 汇报处理， 可以有效起到预防效果； 其次针对煤矿奥灰承压水 害还应该做好相应的疏水降压措施，疏水降压就是将煤矿顶 层或含水层的水通过人工疏导的方式排出，这样可以有效降 低来自奥灰承压层上方重力水的压力， 改善煤矿开采条件； 最 后还是应该从煤矿的开采方式入手， 结合周边环境地质条件， 严格煤矿开采规程管理， 针对开采敏感区域， 要尽量减少对矿 井底板的扰动，以上措施能够有效预防煤矿奥灰承压水害带 来的威胁。 4 增强煤矿开采水害综合防治的措施 4.1 加强雨季安全隐患排查工作 雨季是煤矿水害发生的多发季节， 首先在煤矿开采之前， 严格按照 煤矿安全规程 执行， 做好雨季来临前的预防工作， 要针对有可能会发生的不同水害做好各项预防措施，同时加 强与当地气象部门的合作联络，将水害预防准备工作提前进 行完善。 与此同时， 在雨季来临之时还要安排专人对煤矿矿井 周边的特殊区域进行有效排查， 一旦接收到暴雨预警信息， 保 证 24 h 不间断有人值守， 及时发现水害隐患， 妥善处理， 如果 要在雨季进行煤矿开采工作，一定要经过技术负责人进行评 估， 待到风险评估通过方可进行施工[3]。 4.2 做好煤矿开采水害应急预案的制定 为确保在发生煤矿开采水害时，将人员伤亡和经济损失 降到最低， 有必要建立一套健全、 完整的水害应急预案。另外 在建立水害应急预案的同时，还要提升煤矿开采人员事故应 急处置能力， 可以通过加强管理、 培训教育等方式进行。同时 要定期开展应急演练预案，确保每个工作人员的开采技术能 力与水害应急处置能力都能够得到提升， 同时在水害发生时， 每个工作人员都能够熟知应急逃生通道，尽可能减少人员伤 亡， 降低经济损失。 5 结 语 综上所述，煤矿开采过程中的水害侵袭是一种较为常见 的灾害类型， 一旦发生水害， 将会给煤矿开采带来巨大的经济 损失， 同时还会造成严重的人员伤亡。面对水害侵袭， 我们可 以采取本文中一系列的综合防治技术，同时针对不同水害类 型， 采取有针对性的措施， 以此保障我国煤矿产业的安全、 顺 利发展。 参考文献 [1] 申亮.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].石化技术， 2020， 27 （4） 168， 170. [2] 张磊， 刘浪浪.浅谈煤矿开采中综合防治水技术的应用对策[J].内 蒙古煤炭经济， 2019 （16） 208. [3] 高延桐.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].化工管理， 2019 （2） 207. 收稿日期院2020-08-08 作者简介院林家锐 （1971- ） ， 男， 汉族， 云南姚安人， 工程师， 本 科， 主要从事煤矿安全监管工作。 低碳技术 31