煤礦水害原因及綜合防治技術(shù)應(yīng)用探討

宋紅旗

1 煤礦水害事故原因

煤礦開采范圍在橫向和深度上不斷加大，使各煤礦采掘工作面面臨新的水害威脅，如有的煤礦從帶壓開采區(qū)域逐漸進入到小煤窯破壞區(qū)域，有的面臨著隱伏地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)水威脅，有的面臨頂板離層水的威脅，有的煤礦多種威脅并存，而且這種趨勢日益嚴(yán)重。有的煤礦因資源整合等原因致使井田范圍內(nèi)存在大量原小煤礦采空區(qū)，而且由于大多數(shù)原小煤礦資料缺失或造假，致使水文地質(zhì)資料嚴(yán)重不足，大大提高了水害事故的發(fā)生概率。從以往經(jīng)驗來看，水害事故的發(fā)生主要有以下幾個原因。

1.1 未實現(xiàn)防治水“三?！?/h3>

《煤礦安全規(guī)程》第283條規(guī)定要求煤礦應(yīng)當(dāng)建立健全各項防治水制度，配備滿足工作需要的專業(yè)的防治水技術(shù)人員、專用的探放水鉆機以及專業(yè)的探放水隊伍?，F(xiàn)實情況是我國大多數(shù)煤礦企業(yè)防治水技術(shù)人員缺乏，職工缺少基本的防治水知識。如2015年4月5日發(fā)生透水事故導(dǎo)致6人死亡的黑龍江七臺河昌峰煤礦，沒有按照安全規(guī)程要求配備專業(yè)防治水技術(shù)人員，沒有探放水工，甚至不會施工鉆孔。

1.2 不重視防治水工作

絕大多數(shù)發(fā)生水害事故的煤礦在事故發(fā)生前沒有意識到水害事故的復(fù)雜性和嚴(yán)重性，沒有從其他煤礦發(fā)生的水害事故中汲取教訓(xùn)，沒有意識到自己煤礦存在的水害威脅或者對可能發(fā)生的水害威脅不重視，存在嚴(yán)重的僥幸心理和麻痹心理，不能保證防治水工作所需的安全投入，不能及時完成防治水工程，不能及時整改水害隱患。如陜西銅川照金煤礦沒有從該礦往年的多次水害涉險事故中吸取教訓(xùn)，從而導(dǎo)致2016年4月25日再次發(fā)生水害事故，該事故導(dǎo)致11人死亡。

1.3 防治水技術(shù)措施不到位

有些礦井不完善防治水基礎(chǔ)資料，對井田范圍內(nèi)及周邊的老空水調(diào)查不認(rèn)真徹底；有些礦井完全依賴原小煤窯留存的資料，未考慮到這些資料的片面性以及不真實的情況；有些礦井不會選擇合適的物探儀器，不會對數(shù)據(jù)進行綜合分析，不能得出物探的準(zhǔn)確結(jié)論；有些礦井未按規(guī)定編制探放水設(shè)計或者未按設(shè)計進行作業(yè)，對設(shè)計內(nèi)容進行資料造假；有些礦井防治水手段單一，不能做到綜合考慮，不能將多種物探、鉆探等手段結(jié)合使用。

1.4 撤人制度執(zhí)行不到位

以往發(fā)生的很多水害事故發(fā)生前都有一些征兆，煤礦安全各級部門都要求出現(xiàn)透水征兆時及時撤人，但是由于撤人制度執(zhí)行不到位，在出現(xiàn)透水征兆時沒有及時組織有序的撤離，導(dǎo)致水害事故一旦發(fā)生往往致使多人傷亡。

2 綜合防治水技術(shù)的應(yīng)用

綜合防治水技術(shù)是指在礦井防治水作業(yè)過程中各種技術(shù)手段相輔相成的應(yīng)用技術(shù)。舉例說明如下。

2.1 利用瑞利波探測儀推斷積水區(qū)域

瑞利波探測儀可以探明掘進巷道前方的斷層、陷落柱以及煤層尖滅等地質(zhì)構(gòu)造，也可以對已揭露的地質(zhì)構(gòu)造進行跟蹤分析。我們需要對探測到的地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模進行分析，如斷層斷裂帶較寬、巖溶陷落柱直徑較大時要充分考慮到構(gòu)造積水的可能性，加強探放水作業(yè)。

2.2 瞬變電磁法與直流電法相結(jié)合

這兩種儀器在煤礦防治水工作中都有很大的作用，也是我國煤礦防治水工作必備的儀器。瞬變電磁儀由于有小巧便于攜帶、操作簡單、準(zhǔn)確率較高等特點而被廣泛使用，而直流電法因操作繁瑣等原因利用率較低，但是在特殊情況下將兩者探測結(jié)果相互驗證，更能保證采掘工作面安全。如汾西礦業(yè)集團正幫煤業(yè)軌道大巷在施工到800 m時進行了瞬變電探測，顯示巷道前方60 m處頂板方向有異常區(qū)，但是經(jīng)多次鉆探均未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)，地測科人員經(jīng)仔細分析認(rèn)為該區(qū)域有積水的可能性大，果斷使用直流電法進行了二次探測，將探測結(jié)果與瞬變電異常區(qū)進行比對分析，最終確認(rèn)異常區(qū)確實存在，地測科不斷調(diào)整鉆孔參數(shù)終于打到采空區(qū)，疏放積水量達到近30000 m3。

2.3 坑透與瞬變電相結(jié)合

回采工作面在回采前都會進行坑透作業(yè)和瞬變電磁作業(yè)，分別用于探測工作面內(nèi)部的地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)情況，但是煤礦往往將兩者的異常區(qū)分別進行鉆探驗證，這樣就導(dǎo)致了一些重點區(qū)域未經(jīng)重點探測。尤其是在回采工作面內(nèi)部可能有老空區(qū)的情況下，綜合分析兩者的異常區(qū)顯得尤為重要，這時因為井下的特殊環(huán)境不可避免地對物探儀器造成了干擾，而且物探本身就有多解性，從而導(dǎo)致異常區(qū)域可能會有誤差?？油府惓^(qū)往往會成為導(dǎo)水通道，甚至是積水區(qū)域，將坑透異常區(qū)與瞬變電異常區(qū)進行綜合分析，將臨近的區(qū)域整個化為異常區(qū)，將其相重疊的部分作為重點探測對象。

2.4 物探與鉆探

巷探、鉆探相結(jié)合。井下實行超前探測必須堅持兩探相結(jié)合，即物探鉆探相結(jié)合。對物探結(jié)果的分析要認(rèn)真，鉆孔的施工質(zhì)量和參數(shù)要達到設(shè)計要求。對于有重大嫌疑的物探異常區(qū)要加密鉆孔數(shù)量，要實現(xiàn)鉆孔測斜以及孔內(nèi)視屏監(jiān)控，防止發(fā)生鉆孔發(fā)生偏移從而未到達異常區(qū)的情況。

3 結(jié)語

造成水害事故的原因很多，要深入研究水害案例，深刻汲取經(jīng)驗教訓(xùn)，結(jié)合本地區(qū)本礦的水害類型，制定合理有效的制度措施，切實從思想上重視防治水工作、認(rèn)識到水害事故的嚴(yán)重性，徹底防治水害事故。目前一些先進性技術(shù)逐漸在煤礦得到使用，如隱伏導(dǎo)水陷落柱的超前治理、水害微震監(jiān)測、地面區(qū)域治理以及水文動態(tài)觀測預(yù)警儀器等。利用這些新興技術(shù)可以做到水害預(yù)警、探測充水水源以及充水通道的精細化，為煤礦防治水工作提供新的支撐[1]。

〔1〕張 濤.瞬變電磁法在尋找淺部地下水的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（12）：66-67.