鎮(zhèn)城底礦水害及瓦斯區(qū)域分析及防治

王德志

關(guān)鍵詞：礦井防治水;礦井水害;防治措施;對策

0 引言

水害和瓦斯是影響礦井安全生產(chǎn)的主要地質(zhì)災(zāi)害，隨著我國煤炭資源的開發(fā)，各種煤礦水害類型對生產(chǎn)安全的威脅越來越大，煤礦防治水已成為礦井安全工作的重中之重[1-3]。雖然很多學(xué)者對礦井水害類型進行了細致劃分并提出了相應(yīng)的防治措施，但井下突水事故也時有發(fā)生。如山西王家?guī)X煤礦2003年發(fā)生透水事故導(dǎo)致35人死亡，因此煤礦井下一旦發(fā)生透水事故往往易造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。山西西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底煤礦煤層基巖及其松散層內(nèi)含有多層含水層，且存在陷落柱等，對井下開采安全威脅極大;本文基于鎮(zhèn)城底煤礦水體存在類型對其水害進行分類并提出相應(yīng)的防治措施，為井下安全提供理論支撐。

1 鎮(zhèn)城底煤礦水文地質(zhì)概況

鎮(zhèn)城底煤礦地下含水層可分為基巖含水層和松散含水層。松散層含水層為汾河的河床沖積層，沖積層厚度為8.2～39.0 m，平均厚度約為20 m，主要為礫石、卵石及砂層等，透水性較好?；鶐r含水層分為碎屑巖類裂隙含水層、碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層及碳酸鹽巖巖溶含水層。碎屑巖類裂隙含水層巖性主要為砂巖與泥巖互層，巖層內(nèi)存在風(fēng)化及構(gòu)造裂隙;碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層富水性不均勻，碎屑巖夾碳酸鹽巖含水層富水性普遍較強，且厚度大。各個含水層直接存在由泥巖、粉砂巖及細砂巖等組成的穩(wěn)定隔水層。井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)的陷落柱共有140余個，柱體內(nèi)充填致密，巖塊膠結(jié)緊密，富水性較弱。礦井各含水層（體）的廣泛發(fā)育對礦井安全生產(chǎn)造成極大影響。

2 礦井防治水工作存在的主要問題

2.1 防治水投入資金不足

相關(guān)配套資金的投入是防治水工作的基礎(chǔ)，沒有資金的支持，防治水工作猶如空中樓閣。增加防治水專項資金的投入一方面可以引進先進的設(shè)備儀器，進一步精確含水層的位置及其富水性，同時可以同相關(guān)專業(yè)的科研單位開展業(yè)務(wù)合作，依靠外來專家的技術(shù)對癥解決相關(guān)問題。另一方面，礦方可依靠資金的投入，提高壯大礦井防治水人才隊伍及整體工作水平;因此充足的資金投入對保障防治水工作有十分積極的意義。

2.2 健全防治水安全責(zé)任制度

井下防治水工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，完善防治水安全責(zé)任制度是防治水工作的前提，是保障防治水工作安全高效實施的基礎(chǔ)。建立完善的相關(guān)制度，首先應(yīng)將各項責(zé)任落實至具體人員，將各項工作落實在實際生產(chǎn)當(dāng)中去，通過詳細周密的制度來保障各項工作的落實，提高工作人員的責(zé)任感及工作效率。同時，應(yīng)依據(jù)具體工作建立明確的獎懲制度，提高員工工作的積極性及責(zé)任心，尤其需要建立配套的科技創(chuàng)新獎勵，以提高工作人員創(chuàng)新積極性及工作的科技前瞻性[4]。

2.3 防治水相關(guān)研究資料較少

煤礦企業(yè)由于其自身生產(chǎn)的特殊性，各企業(yè)之間的相關(guān)水文地質(zhì)資料處于“背靠背”狀態(tài)，各企業(yè)之間的防治水相關(guān)研究資料缺乏溝通，導(dǎo)致相似的井下水害在多個礦井井下頻發(fā)。同時由于部分煤礦缺少對事故發(fā)生原因的深入研究，防治水工作多依靠“經(jīng)驗”而行，不能有的放矢，工作開展存在一定的盲目性。因此防治水工作需要各個企業(yè)相互交流且分享成果，共同克服。

3 水害類型及其防治措施

根據(jù)鎮(zhèn)城底煤礦水文地質(zhì)情況將該礦水害分為老窯水、頂板水、工作面前方水及構(gòu)造水。根據(jù)水害特點提出相應(yīng)的防治措施。

3.1 防治老窯水

在疑似老窯水區(qū)域，尤其是沒有詳細老采空區(qū)位置及相關(guān)水位地質(zhì)情況的區(qū)域，應(yīng)做到有倔必探，先探后倔;并且應(yīng)盡可能的使用多種手段探查，各種探查結(jié)果相互佐證，提高老窯水勘探信息的準(zhǔn)確度。對于探明的老窯水應(yīng)留設(shè)足夠的安全煤巖柱，在警戒線附近開采時應(yīng)加強防治水工作的落實[5]。

3.2 防治頂板水

煤層開采時，頂板水主要是裂隙水，其富水性較弱，工作面開采過程中頂板水會通過采動裂隙進入至工作面，對開采安全存在一定影響;因此需要提前通過疏水鉆孔將頂板水進行疏放。疏放前首先應(yīng)通過物探等其他勘探手段查明頂板的富水性，通過疏放鉆孔切穿疏水巷道頂板，且鉆孔垂直水流方向，保證疏放效果。

3.3 工作面防治水

工作面防治水主要由3部分工作組成：工作面回采前、回采中及巷道掘進前。巷道掘進是的防治水工作重點是對巷道掘進面前方及側(cè)方的構(gòu)造等進行探

堅持有疑必探、先探后掘的礦井探放水原則，結(jié)合礦井水文地質(zhì)情況編制探放水設(shè)計，根據(jù)水頭位置、開采煤層厚度以及圍巖應(yīng)力，科學(xué)布置探水線，超前布置探水眼。

3.4 留設(shè)構(gòu)造隔水煤巖柱

斷層水是構(gòu)造水的主要類型之一，斷層的存在影響了含水層的完整性，使斷層成為涌水通道。斷層的導(dǎo)水情況主要取決于斷層內(nèi)巖塊的緊密程度、破碎程度及水壓等，若斷層內(nèi)部詳細資料沒有掌握，應(yīng)將斷層視為整個保護體。留設(shè)斷層隔水煤巖柱;根據(jù)礦井的煤巖系數(shù)確定安全煤巖柱寬度。若斷層被強富水含水層掩蓋，又接近或進入底板承壓含水層時，斷層突水性大，應(yīng)該提前進行疏放水或?qū)鄬幼{，并進一步增大安全煤巖柱寬度。與此同時，煤礦的水害防治還應(yīng)充分摸查相鄰礦井、河流的的匯水和滲漏情況，重點開展好疏水能力工作。將以往每年區(qū)域降水情況建冊，與礦井相鄰的小煤窯分界處按照規(guī)定必須留設(shè)至少15m的防水煤巖柱。當(dāng)?shù)V井采掘過程遇斷層是，還應(yīng)在斷層兩側(cè)留設(shè)合理尺寸的防水煤巖柱。防水煤巖柱的合理留設(shè)寬度選定，應(yīng)結(jié)合礦井的水文地質(zhì)條件、上覆巖層的移動規(guī)律機圍巖應(yīng)力進行選定。

4 結(jié)語

隨著我國中東部煤炭資源的進一步開發(fā)，煤層開采深度越來越大，各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，礦井水害問題日益突出，威脅礦井安全高效生產(chǎn)。防治水工作首先應(yīng)明確礦井各種水害類型及其可能發(fā)生因素，堅持有疑必探、先探后掘的礦井探放水原則;結(jié)合礦井的實際水文地質(zhì)情況有的放矢地采取有效防止措施，保證礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻：

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[3]陸軍.薛虎溝煤業(yè)復(fù)采煤層掘進工藝技術(shù)研究[J].煤炭與化工，2017，40（25）：106-108.

[4]曹興懂.大莊礦老空水水害分析及防治技術(shù)[J].技術(shù)與市場，2015（07）：121-122.

[5]崔國利，眉萱.豫西監(jiān)察分局集中開展兼并重組礦井水害及瓦斯災(zāi)害防治監(jiān)察[J].決策探索，2011，000（024）：68-68.