论文部分内容阅读
[摘 要]本文介绍了煤矿水害的成因，预防及治理措施。
[关键词]煤矿；水害；措施
中图分类号：TD824.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0200-01
0.前言
地下水作為一种资源，十分宝贵。但在某种特定条件下，它又是煤矿生产的一个重大威胁。据考古和历史记载可知，我国是勘查、开发以及利用地下水和煤炭资源较早的国家之一。由于长期封建统治及鸦片战争后帝国主义对中国的侵略，严重地阻碍了生产力的发展和科学技术的进步，不仅古代的矿井防治水经验未能上升为理论，而且由于帝国主义对中国矿产资源的疯狂掠夺，在20世纪初，曾先后酿成大量的煤矿水害事故。实例1：2013年3月11日某煤矿在F40逆断层下盘放顶煤开采18#特厚煤层，致使导水裂隙带发育增大，波及上部15#、18#煤层采空区和F13断层带（80-150米宽），导致工作面发生水害事故，直接经济损失2281万元。实例2：2015年3月3日由于某煤矿灌浆道穿过12.6m厚的流沙层且年久失修，顶部碹体开裂抽冒，造成灌浆道上部第四纪含水沙层在自重及水的作用下沿裂隙及形成的空洞流出，迅速进入灌浆井并聚集在灌浆井与中七D三号井交界处，在重力作用下，冲垮碹体薄弱点，灌入中七D三号井并冲向矿建处一工区027队作业地点，发生一起水害事故，直接经济损失89.8万元。
煤矿在开采过程中，因揭露岩层中的裂隙和溶隙或岩体失衡而产生裂缝，当这些裂缝波及某些含水层时将导致地下水或地表水体涌入矿井，从而对工作面或整个矿井构成威胁，即构成矿井水害。
1.水害成因
矿井充水条件是矿井充水水源、充水通道和影响矿井充水程度等三类因素的综合作用结果。矿井充水的必备条件是水源和通道。充水水源包括大气降水、地表水、地下水和老窑水，地下水还包括孔隙水、裂隙水和岩溶水。充水通道有岩溶陷落柱、断裂构造、地震裂隙、导水裂隙带、导水钻孔、岩溶塌陷和天窗。
影响矿井的充水因素很多，不同的矿井受到的影响因素也不一定相同，不同矿井要进行不同的具体分析。矿井充水条件分析是在矿区已知的自然地理、地质、水文地质和采矿资料的基础上，根据前述各种因素对矿井充水影响的一般规律，分析、排查每一个因素对充水的影响，确定充水水源和通道，从而为矿井涌水量预计和制定防治水因素相互配合、相互制约的结果。矿井水文地质条件具有时空变化特点，矿井充水也有特定的空间和时间涵义。地质工作是分阶段进行的，矿井水文地质工作也是随着采矿阶段而不断发展的条件，确定是否需要进行矿井补充水文地质勘探和如何进行勘探，查明矿井水的来龙去脉，为矿井安全生产和制定防治水规划，指导防治水工程的设计、施工提供水文地质依据。由此可见，矿井充水条件分析是矿区水文地质工作的基础工作，必须高度重视！由于矿井突水事故的发生都受采掘活动的影响或都发生在采掘过程中，突水的发生除取决于突水点附近的地质、水文地质条件外，都与采掘活动对井巷围岩的破坏有关，因此研究采掘活动对煤层顶板岩层、底板岩层的破坏及其与突水的关系和评价预测的方法非常必要。
矿井水害按水源的不同来分类：地表水体水害、老空水水害、松散层孔隙水水害、砂岩裂隙水水害、薄层灰岩水水害和厚层灰岩水水害。
2.如何预防危害
矿井在发生突水前一般都有征兆，熟悉和掌握这些征兆，对于可能即将发生的突水事故及时采取对策措施保证工作人员的安全撤离有着重要的意义。
征兆一般有以下几种：（1）矿井采掘工作面煤层变潮湿、松软。（2）煤帮出现滴水、淋水现象，且水量由小变大。（3）有时侧帮出现铁锈色水迹。（4）矿井采掘工作面气温降低，或出现雾气或H2S气体。（5）矿井采掘工作面有时可听到水的嘶嘶声。（6）矿井采掘工作面矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓。
矿井突水对生产的影响有以下几种：（1）由于矿井水在采掘工作面可出现淋水，使空气湿度明显增加，顶板破碎，对劳动条件及生产效果影响很大。（2）由于矿井水的存在，在生产中必须进行排水，水量越大，排水费用越高，势必增加煤炭生产成本。（3）矿井水对各种金属设备、钢轨和金属支架等，均有腐蚀作用，这样就会缩短了生产设备的使用寿命。（4）当井下突然涌水，水量超过矿井排水能力时，将会给生产带来严重影响，轻者可造成矿井局部停产，严重则可能造成全矿被淹。
矿井水防治是在矿井充水条件分析和矿井涌水量预测的基础上，根据充水水源、充水通道和水量大小的不同，采取的具有针对性的防治措施。
首先要查明矿区地质和水文地质条件，再因地制宜地采取措施。矿井防治水工作，应坚持以防为主，防、排、疏、堵相结合，应坚持先易后难，先近后远，先地面后井下，先重点后一般，地面与井下相结合，重点与一般相结合。防害时，要做到确保安全，经济合理，排供结合，综合利用，保护矿区地下水资源和环境。
煤矿防治水应遵循预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则。根据矿井水害的实际情况，制定相应的防范措施：（1）防：留设防水煤柱、改变采煤方法；（2）堵：超前注浆封堵、封闭或加固隔水层；（3）疏：疏干充水源、疏水降压；（4）排：安全可靠的排水系统、资源综合利用；（5）截：沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施。
矿井水文地质工作是防治水工作的基础，是保证煤矿生产正常安全进行的一项重要而又基础的工作。在地质勘探和防治水工作方面，应该采取一系列的措施，来确保安全高效地生产。随着科学技术的发展进步，煤矿生产和建设过程中的装备、工艺以及技术等都有了极大的提高，但是矿井开采愈来愈深，受到矿井水害的威胁也越来越大，煤矿突水事故发生也越加频繁。针对我国煤矿水害现状及其目前的防治技术，应该提高新条件下煤矿水害防治技术和设备，形成适合新的地质与生产条件的水害安全保障技术体系和监控措施，来改变目前煤矿水害频繁发生的局面。
3.具体措施
首先，我们应该组织专业的矿山水害防治队伍，提高队伍中人员的专业技术，对我国近几年以来所发生的重点水害开展全面调查、分析和研究，进行总结，找出新条件下煤矿水害频发的原因、特点、趋势和规律，以及存在的主要问题，做出矿井水害论证报告和水害隐患报告，编写矿区防治水工作的基本文件，为矿区防治水工作提供基础资料。
其次，结合当前矿区采矿模式和采矿的特点，对矿区水害的特点、水害的类型、水害的模式和水害的威胁程度进行重新评估，形成一个全新的新条件下矿区水害调查和研究报告，并针对不同水害类型的矿井提出具有操作性的水害安全技术规程和操作规范，来指导矿区水害防治工作，为矿区水害防治工作决策提供技术支持。
再者，建立矿区水害防治技术中心，健全矿区防治水害的制度，适时分析研究水害问题，不断创新水害防治技术，提高相应的手段和装备，依托高等院校，将出现的问题作为课题来研究，找出问题的根结，找到解决问题的方法。
再次，建立由专家，技术人员、抢险和救护等人员共同组成的信息化、专业化的矿山水害防治快速反应队伍，来应对矿山水害发生后的救灾抢险工作。
4.总结
矿井水文地质工作是防治水工作的基础，是保证煤矿生产正常安全进行的一项重要而基础的工作。无论是为了工作人员人身安全考虑，还是提高工作能效，我们都应该意识到这个问题的重要性，所以我们坚持的工作原则是在专业工作人员的指导下建立强大的预防机制，一但出现不能预期的危险事故应该有专业的矿山水害防治快速反应队伍，来应对矿山水害发生后的救灾抢险工作，来保护工作人员的安全。这是我对煤矿防治水害的一点儿粗浅的认识，我国矿区井防治水工作虽然取得了一些成绩，在学术上也领先世界防治水领域，但是矿井水防治任务还很艰巨，还需要我们共同的努力！
作者简介
马凤霞：出生于1971年11月24日，回族，大专学历，现有职称：地质工程师，1996年7月1日参加工作，任职黑龙江龙煤地勘公司鹤岗地质队。
[关键词]煤矿；水害；措施
中图分类号：TD824.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0200-01
0.前言
地下水作為一种资源，十分宝贵。但在某种特定条件下，它又是煤矿生产的一个重大威胁。据考古和历史记载可知，我国是勘查、开发以及利用地下水和煤炭资源较早的国家之一。由于长期封建统治及鸦片战争后帝国主义对中国的侵略，严重地阻碍了生产力的发展和科学技术的进步，不仅古代的矿井防治水经验未能上升为理论，而且由于帝国主义对中国矿产资源的疯狂掠夺，在20世纪初，曾先后酿成大量的煤矿水害事故。实例1：2013年3月11日某煤矿在F40逆断层下盘放顶煤开采18#特厚煤层，致使导水裂隙带发育增大，波及上部15#、18#煤层采空区和F13断层带（80-150米宽），导致工作面发生水害事故，直接经济损失2281万元。实例2：2015年3月3日由于某煤矿灌浆道穿过12.6m厚的流沙层且年久失修，顶部碹体开裂抽冒，造成灌浆道上部第四纪含水沙层在自重及水的作用下沿裂隙及形成的空洞流出，迅速进入灌浆井并聚集在灌浆井与中七D三号井交界处，在重力作用下，冲垮碹体薄弱点，灌入中七D三号井并冲向矿建处一工区027队作业地点，发生一起水害事故，直接经济损失89.8万元。
煤矿在开采过程中，因揭露岩层中的裂隙和溶隙或岩体失衡而产生裂缝，当这些裂缝波及某些含水层时将导致地下水或地表水体涌入矿井，从而对工作面或整个矿井构成威胁，即构成矿井水害。
1.水害成因
矿井充水条件是矿井充水水源、充水通道和影响矿井充水程度等三类因素的综合作用结果。矿井充水的必备条件是水源和通道。充水水源包括大气降水、地表水、地下水和老窑水，地下水还包括孔隙水、裂隙水和岩溶水。充水通道有岩溶陷落柱、断裂构造、地震裂隙、导水裂隙带、导水钻孔、岩溶塌陷和天窗。
影响矿井的充水因素很多，不同的矿井受到的影响因素也不一定相同，不同矿井要进行不同的具体分析。矿井充水条件分析是在矿区已知的自然地理、地质、水文地质和采矿资料的基础上，根据前述各种因素对矿井充水影响的一般规律，分析、排查每一个因素对充水的影响，确定充水水源和通道，从而为矿井涌水量预计和制定防治水因素相互配合、相互制约的结果。矿井水文地质条件具有时空变化特点，矿井充水也有特定的空间和时间涵义。地质工作是分阶段进行的，矿井水文地质工作也是随着采矿阶段而不断发展的条件，确定是否需要进行矿井补充水文地质勘探和如何进行勘探，查明矿井水的来龙去脉，为矿井安全生产和制定防治水规划，指导防治水工程的设计、施工提供水文地质依据。由此可见，矿井充水条件分析是矿区水文地质工作的基础工作，必须高度重视！由于矿井突水事故的发生都受采掘活动的影响或都发生在采掘过程中，突水的发生除取决于突水点附近的地质、水文地质条件外，都与采掘活动对井巷围岩的破坏有关，因此研究采掘活动对煤层顶板岩层、底板岩层的破坏及其与突水的关系和评价预测的方法非常必要。
矿井水害按水源的不同来分类：地表水体水害、老空水水害、松散层孔隙水水害、砂岩裂隙水水害、薄层灰岩水水害和厚层灰岩水水害。
2.如何预防危害
矿井在发生突水前一般都有征兆，熟悉和掌握这些征兆，对于可能即将发生的突水事故及时采取对策措施保证工作人员的安全撤离有着重要的意义。
征兆一般有以下几种：（1）矿井采掘工作面煤层变潮湿、松软。（2）煤帮出现滴水、淋水现象，且水量由小变大。（3）有时侧帮出现铁锈色水迹。（4）矿井采掘工作面气温降低，或出现雾气或H2S气体。（5）矿井采掘工作面有时可听到水的嘶嘶声。（6）矿井采掘工作面矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓。
矿井突水对生产的影响有以下几种：（1）由于矿井水在采掘工作面可出现淋水，使空气湿度明显增加，顶板破碎，对劳动条件及生产效果影响很大。（2）由于矿井水的存在，在生产中必须进行排水，水量越大，排水费用越高，势必增加煤炭生产成本。（3）矿井水对各种金属设备、钢轨和金属支架等，均有腐蚀作用，这样就会缩短了生产设备的使用寿命。（4）当井下突然涌水，水量超过矿井排水能力时，将会给生产带来严重影响，轻者可造成矿井局部停产，严重则可能造成全矿被淹。
矿井水防治是在矿井充水条件分析和矿井涌水量预测的基础上，根据充水水源、充水通道和水量大小的不同，采取的具有针对性的防治措施。
首先要查明矿区地质和水文地质条件，再因地制宜地采取措施。矿井防治水工作，应坚持以防为主，防、排、疏、堵相结合，应坚持先易后难，先近后远，先地面后井下，先重点后一般，地面与井下相结合，重点与一般相结合。防害时，要做到确保安全，经济合理，排供结合，综合利用，保护矿区地下水资源和环境。
煤矿防治水应遵循预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则。根据矿井水害的实际情况，制定相应的防范措施：（1）防：留设防水煤柱、改变采煤方法；（2）堵：超前注浆封堵、封闭或加固隔水层；（3）疏：疏干充水源、疏水降压；（4）排：安全可靠的排水系统、资源综合利用；（5）截：沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施。
矿井水文地质工作是防治水工作的基础，是保证煤矿生产正常安全进行的一项重要而又基础的工作。在地质勘探和防治水工作方面，应该采取一系列的措施，来确保安全高效地生产。随着科学技术的发展进步，煤矿生产和建设过程中的装备、工艺以及技术等都有了极大的提高，但是矿井开采愈来愈深，受到矿井水害的威胁也越来越大，煤矿突水事故发生也越加频繁。针对我国煤矿水害现状及其目前的防治技术，应该提高新条件下煤矿水害防治技术和设备，形成适合新的地质与生产条件的水害安全保障技术体系和监控措施，来改变目前煤矿水害频繁发生的局面。
3.具体措施
首先，我们应该组织专业的矿山水害防治队伍，提高队伍中人员的专业技术，对我国近几年以来所发生的重点水害开展全面调查、分析和研究，进行总结，找出新条件下煤矿水害频发的原因、特点、趋势和规律，以及存在的主要问题，做出矿井水害论证报告和水害隐患报告，编写矿区防治水工作的基本文件，为矿区防治水工作提供基础资料。
其次，结合当前矿区采矿模式和采矿的特点，对矿区水害的特点、水害的类型、水害的模式和水害的威胁程度进行重新评估，形成一个全新的新条件下矿区水害调查和研究报告，并针对不同水害类型的矿井提出具有操作性的水害安全技术规程和操作规范，来指导矿区水害防治工作，为矿区水害防治工作决策提供技术支持。
再者，建立矿区水害防治技术中心，健全矿区防治水害的制度，适时分析研究水害问题，不断创新水害防治技术，提高相应的手段和装备，依托高等院校，将出现的问题作为课题来研究，找出问题的根结，找到解决问题的方法。
再次，建立由专家，技术人员、抢险和救护等人员共同组成的信息化、专业化的矿山水害防治快速反应队伍，来应对矿山水害发生后的救灾抢险工作。
4.总结
矿井水文地质工作是防治水工作的基础，是保证煤矿生产正常安全进行的一项重要而基础的工作。无论是为了工作人员人身安全考虑，还是提高工作能效，我们都应该意识到这个问题的重要性，所以我们坚持的工作原则是在专业工作人员的指导下建立强大的预防机制，一但出现不能预期的危险事故应该有专业的矿山水害防治快速反应队伍，来应对矿山水害发生后的救灾抢险工作，来保护工作人员的安全。这是我对煤矿防治水害的一点儿粗浅的认识，我国矿区井防治水工作虽然取得了一些成绩，在学术上也领先世界防治水领域，但是矿井水防治任务还很艰巨，还需要我们共同的努力！
作者简介
马凤霞：出生于1971年11月24日，回族，大专学历，现有职称：地质工程师，1996年7月1日参加工作，任职黑龙江龙煤地勘公司鹤岗地质队。