煤矿水害致灾因素及防治建议

煤矿水害致灾因素及防治建议

孙志兴

兴仁市工业和科学技术局 贵州兴仁， 562300

摘 要：水害是影响煤矿开采的重要因素，一旦防治措施不到位就会对煤矿安全生产带来严重影响。本文阐释了废旧老空煤矿、含水层带压开采、地表水渗入等煤矿水害致灾因素，从地面和水下水害探查力，小煤矿采空区、带压开采区、地表裂缝塌陷综合防治等方面提出了防治建议，将对提升煤矿水害的防治水平，确保煤矿上产安全提供积极的借鉴意义。

关键词：煤矿水害；致灾因素；防治；措施；探究

作者简介：孙志兴（1990-），男，本科学历，工程师，主要从事煤矿安全生产监督管理。

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煤矿水灾是仅次于瓦斯和顶板灾害的重要灾害之一，统计数据显示煤矿水灾引起的煤矿事故占到煤矿总事故的5%左右，尤其是小型、废旧煤矿极易发生水害煤矿事故，给煤矿安全生产造成了严重的威胁^[1]。煤矿水灾致害因素主要发生在废旧老空煤采区，受带压开采矿井、地表水渗透等因素的影响。近年来，随着科学技术的不断进步，煤矿防治水、水害探测以及保水采煤技术等得到明显发展，有效降低了水害引起的煤矿安全事故发生，但是由于管理、技术和成本等因素的制约，煤矿水害防治仍然达不到理想的防治效果。为此，本文探讨了煤矿水害致灾因素并针对性的提出了防治建议。

1煤矿水害致灾因素分析

1.1 废旧老空煤矿致灾因素

废旧老空煤矿由于设备设施老化，受到不同程度的积水危害，是煤矿安全事故发生的潜在致害因素。部分老旧矿井的周围存在老窖水，由于水源复杂，在矿井生产中如果不进行大量的探测和调查工作，就很难控制水害灾害的发生。此外，一些由小型煤矿资源整合而来的老矿井水文地质等相关资料缺乏，通过后期的物探能掌握一些采空积水的情况，当时由于缺少现场第一手资料，对积水位置和积水量很难准确掌控，极易造成水灾隐患。有些煤矿存在浅层采空积水，由于急倾斜煤层存在抽冒现象，上部采空水对下部煤矿的开采会造成一定的危害。

1.2 含水层带压开采致灾因素

带压开采是煤矿开采中重要的开采方式，这类矿井的数量较大，尤其是含水层带压开采存在一定的水害危险。比如工作面或破碎带漏水，会瞬间淹没工作面或矿井，造成财产损失和人员伤亡。尤其是双重带压矿井，如果隔水层厚度不够，奥灰突水系数局部大于安全值，加上区域奥灰水富水性强，极易造成局部构造导水，影响煤矿安全开采。此外，资源整合矿井带压开采也存在一定的水害威胁。有些资源整合的小煤矿处于凹陷地带，煤层埋藏较深，地质构造复杂，太灰、奥灰富水性强，带压开采突水系数高于安全值，极易发生水害，影响煤矿安全生产^[2]。

1.3 地表水渗入致灾因素

地表水常通过导水裂隙带、地面裂裂缝、塌陷坑、断层和采空区等渗入矿井，引发煤矿水害。地表水渗入主要受大气降水量的影响，而且出现一定的季节性，通常在每年的5月分左右会出现降水的峰值，顶板渗水的出水点常在断裂层构造的间隙。降水是井田水的主要来源，地表水通过第四系残坡积层、基岩分化带及老窑塌陷区等渗入，导致水害发生。通常雨季的降水量是正常涌水量的3倍左右，因此在雨季要加大矿区地表水的防治，确保煤矿开采安全。煤矿采空区矿压较大易产生地板破裂，而煤矿采动造成“三带”波及地表的塌陷，这些为地表水的渗入创造了有力的条件，一旦封闭不严极易造成矿井突水^[3]。

2 煤矿水害致灾地质因素防治策略

2.1 加大水害探查力度

目前，针对煤矿采空区、断层、隐蔽灾害因素的探查已经形成了一套完备的技术体系，常用的水害探测手段有物探、化探和钻探，其中以钻探精度最高，具有直观性强、适应性强登特点，但是探测的周期长，探测成本较高。物探成本低、探测面广，探测迅速，但是探测的准确性不高。化探方式直接有效，但同样成本高，还会给地下水造成污染。在实践中要依据不同的水害致害因素科学选择探测方式。

地面探查：目前国内多数煤矿采取外委队伍施工的方式进行水害探查，常用维度地震勘 探、瞬变电磁、高密度电、直流电等多种方式，其中三维地震与地面电磁方法较为成熟，在实践中得到了广泛应用。三维地震勘探法能有效探测不良和隐蔽地质的质体构造，也可以查明5m以上的断层，但是这种方法受地震地质条件的影响较大，一旦探测深度增加，其探测精度也会相应的下降。地面电磁法的优势在于对低下含水的探测，探测深度较大，他侧深度可达100m以上^[4]。近年来，地面定钻技术不断发展，采用三维地震与瞬变电磁法相结合，能对煤矿隐伏断层、陷落柱、采空区进行精细探测，有效探测煤矿水害因素，确保煤矿安全开采。

井下探查：井下探查主要采用无线电波透视、瞬变电磁法、直流电法、高密度电法、地 质雷达、音频电透视等为主的电磁波探测技术，以及槽波地震、瑞雷波勘探等为主的弹性波探测技术。其中井下探查瞬变电磁、地质雷达等方法应用较为广泛，地质雷达探测的分辨率较高，但是探测距离不够；瞬变电磁法探测距离可达80m，但探测效果受电测干扰探测的精确度有一定的影响。井下探查的关键在于提升隐蔽致灾地质因素的探查精度，研究表明采用井下直流电法、瞬变电磁法与无线电坑，辅以地质雷达、音频电透视和弹性波探测”的综合探测方法能取得明显的探测效果，提高探测的准确率。但是上述技术手段仅限于煤矿静态情况下的探测，新的井下动态探测方式还需进一步研究。

2.2 综合治理措施

小煤矿采空区：要采取物、钻、化相结合的方式，先进行物探，后钻探验证，最后用化探进一步明确^[5]。在煤矿开采的过程中要对已验证的异常区强化探测，边探边掘，尤其是对掘头附近的工作面和潜在的导水层要加大探测力度，并对异常区要严格采取措施进行封堵。在导水构造的探测中，对已经确认的老空水，采用超前探放水，在确认无危险后再进行开采挖掘作业，

带压开采区：煤矿带压开采存在一定的水害隐患，要强化意识，采取相应的防治措施，确保无矿区无水害发生。开采前太灰水要彻底放干净，开采断层、陷落柱、裂隙等要用注浆封堵，并且要提升强排系统的效率。在煤矿探放水设计中要考虑地质构造和破碎带局部导水，摸清井下地质构造，对出现的断裂层和间隙要及时注浆，加固底板，确保开采安全。

地表裂缝塌陷：地表裂缝塌陷会导致地表水流入矿井，影响矿井安全。因此，在雨季降水量较多时，要对各个矿井强化巡查，不定期地对煤矿开采区地表的裂缝塌陷进行检查，准确掌握矿区的降水量和洪水资料，对发现的导水层裂缝、地表裂隙、塌陷层等要采取措施进行填堵，依据调查情况建立完善的疏水、放水和排水系统，有效防治地表水流入矿井，确保煤矿开采安全。

3 结语

煤矿开采的地质、气候和开采技术是影响煤矿水害的重要因素，加强煤矿开采区水害的探测和防治工作室确保煤矿安全上产的基础。要在做好探查工作的基础上积极采取措施，坚持以防为主、防治结合的原则，突出重点，强化安全监管，精确排查煤矿水害因素，确保煤矿开采安全。

参考文献：

[1] 赵铁玲 .矿井水害成因分析[J].山西建筑,2010,36（28）:119-120

[2] 段颖,段云海.煤矿开采对地下水环境的影响分析[J].环境科学与管理,2007,32(8) :176- 179

[3] 张鹏,张建平,王俊.露天煤矿闭坑地质环境及其恢复治理方案研究[J].煤炭技术,2016，35(1) :320-321．

[4] 石显新,李华,闫述等.深部高压水害隐患探测的井下电磁法技术[J].煤田地质与勘探 ,2008,36（6）：58-59.

[5] 刘峰.矿井水害水源的水文地球化学探测技术[J].煤田地质与勘探 ,2007,35(4):62-63.