礦井水害原因及防治水措施研究

鄧躍軍

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)壽陽亨元煤業(yè)有限公司， 山西 晉中 045400）

在現(xiàn)階段礦井開采過程中，水害是不容忽視的重要災(zāi)害，被稱為五大災(zāi)害之一，尤其是對于一些深度較大的礦井，更是容易在開采過程中遭遇水害威脅，應(yīng)引起高度關(guān)注。對于礦井水害防治問題，需要體現(xiàn)出較強(qiáng)的針對性，并從全方位分析礦井水害問題形成的主要原因，進(jìn)而制定出相匹配的防治策略，力求從多個角度入手，從而確保防治水工作能夠達(dá)到最優(yōu)效果。

1 礦井水害原因分析

1.1 地表水危害

礦井水害問題的出現(xiàn)和地表水存在密切聯(lián)系，由于地表水超出了預(yù)期狀況，就很容易給礦井帶來危害，影響其開采安全性。從地表水危害的具體表現(xiàn)來看，一方面和外部地表水的變化有關(guān)，如果在礦井開采過程中遭遇雨季強(qiáng)降雨，會使地表河流水位暴漲，這樣會對相應(yīng)礦井的開采工作產(chǎn)生不利影響，易產(chǎn)生倒灌問題，進(jìn)而形成水害；另外一方面，地表水對于礦井帶來的水害影響還表現(xiàn)在導(dǎo)水路徑上，因?yàn)榈V井周圍存在著一些塌陷區(qū)域或者是裂縫，這就會致使地表水通過這些路徑下流到礦井內(nèi)，隨之形成較為嚴(yán)重的水害問題，影響礦井正常開采，產(chǎn)生安全危害。

1.2 老空水危害

在礦井開采生產(chǎn)過程中，水害問題的出現(xiàn)往往還和老空水有關(guān)，這同樣也是比較常見的水害成因，具體表現(xiàn)在多個方面。礦井開采中的采空區(qū)內(nèi)若存在大量積水，會隨著積水的不斷積累，不斷增加礦井的危害性，最終可能會滲漏到下部采掘工作面，進(jìn)而形成水害威脅。在礦井開采的巷道中，如果同樣存在大量積水，就有可能導(dǎo)致突水事故發(fā)生，由此形成水害威脅，尤其是在利用擋水墻進(jìn)行有效應(yīng)對的一些密閉空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)高壓水包，則必然會帶來嚴(yán)重水害風(fēng)險，該方面危害問題不容忽視。在一些已經(jīng)報廢或者是關(guān)閉的礦井中，如果因?yàn)槿狈芾砗捅Ｗo(hù)，致使其內(nèi)部存在大量積水，同樣也會隨著積水的逐步累積，和周圍正在開采中的礦井產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，隨之出現(xiàn)相應(yīng)水害風(fēng)險。

1.3 斷層水危害

礦井開采中遇到的水害還表現(xiàn)在斷層水方面，這也是對于礦井危害性較大的一個水害類型，威脅程度相對較為突出，一旦出現(xiàn)該類水害問題，極容易造成惡劣后果。比如當(dāng)斷層周圍存在含水層時，則容易造成礦井出現(xiàn)水害威脅，如果含水層的導(dǎo)通水量較大，更是會加大危害程度。如果斷層的落差相對比較大，當(dāng)出現(xiàn)導(dǎo)水問題時，容易埋下較為明顯的安全隱患，一旦在后續(xù)礦井開采作業(yè)中揭露，則很可能形成突水現(xiàn)象，隨之對周圍工作人員帶來危害。

1.4 孔隙水危害

在礦井開采過程中，存在的水害問題還表現(xiàn)在孔隙水方面，因?yàn)榈V井所處區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，由流沙層、卵石層、黏土砂層等大量覆蓋，這類土層往往存在較高含水量，在后續(xù)礦井作業(yè)過程中也就容易產(chǎn)生威脅因素。當(dāng)?shù)V井開采過程中留設(shè)的煤柱不合理，對于回采難以形成有效支持時，則必然會增加出現(xiàn)水害的幾率。當(dāng)然，在礦井開采過程中，因?yàn)槟昃脻B水或者是上層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌落等問題，也會導(dǎo)致相應(yīng)含水量較高的土層出現(xiàn)異常，造成巷道淤塞或者是礦井被淹沒問題。

1.5 其他危害

礦井開采中遇到的水害除了上述幾種常規(guī)方式外，因?yàn)樗巺^(qū)域的差異以及礦井內(nèi)土質(zhì)的差異，往往還表現(xiàn)出其他一些危害性更為嚴(yán)重的水害問題，比如酸性水的水害威脅就是不容忽視的重要問題。因?yàn)榈V井中存在著一些黃鐵礦成分，這些物質(zhì)在長期開采過程中被逐步氧化，如此也就容易形成酸性物質(zhì)，伴隨著水資源的滲入，也就容易出現(xiàn)酸性水，進(jìn)而對于礦井開采產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，酸性水不僅僅會使工作人員受到直接威脅，同時還會影響到礦井開采設(shè)備，因此需引起礦井開采工作人員的高度關(guān)注。

2 礦井防治水措施

2.1 注重水文地質(zhì)勘察

在礦井水害問題的防治中，首先應(yīng)該重點(diǎn)做好前期水文地質(zhì)勘察工作，以便全方位了解礦井所處區(qū)域的水文地質(zhì)狀況，從而更好掌握有可能出現(xiàn)的水害問題，確保防治水工作能具備較強(qiáng)目的性的開展。在水文地質(zhì)勘察工作的開展過程中，不僅僅需要全方位了解礦井所處區(qū)域的地表水分布狀況，還應(yīng)該重點(diǎn)詳細(xì)了解地質(zhì)分布狀況，尤其是對于地下水的埋藏狀況，更是需要借助于適宜合理的水文地質(zhì)勘察技術(shù)及手段予以充分掌握，以此更好地增強(qiáng)最終水文地質(zhì)勘察效果。為了達(dá)到較為理想的水文地質(zhì)勘察效果，應(yīng)該全面搜集既有相關(guān)資料，然后再重點(diǎn)依托適宜合理的鉆探以及物探方法，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的規(guī)范化作業(yè)，以此增強(qiáng)最終勘察準(zhǔn)確度和全面性，避免水害成因被遺漏的情況發(fā)生。當(dāng)然，為了呈現(xiàn)水文地質(zhì)勘察工作的優(yōu)化運(yùn)用效果，往往還需要促使其具備實(shí)時動態(tài)性特點(diǎn)，尤其是需要對造成水害的各方面因素進(jìn)行實(shí)時把關(guān)。比如探放水工作就是礦井開采作業(yè)中比較重要的工作任務(wù)，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)圍繞突水隱患進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查了解，力求在實(shí)時掌握積水區(qū)狀況后，及時采取適宜合理的處理措施，以此規(guī)避水害威脅。

2.2 進(jìn)行地表水防治

礦井水害的發(fā)生受地表水影響，相關(guān)技術(shù)人員在此方面也要予以重點(diǎn)防治，以便達(dá)到較為理想的防治水效果。在全面了解和掌握礦井周圍地表水分布狀況后，應(yīng)該合理布設(shè)一些防排水工程，促使地表水能夠得到有效防治，從而避免對礦井形成滲漏或者下灌危害。在相應(yīng)地表水防治設(shè)施的構(gòu)建中，除了要考慮到現(xiàn)有周圍地表水的分布狀況外，還應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)?shù)亟涤隊(duì)顩r，尤其是對于雨季出現(xiàn)的短期內(nèi)強(qiáng)降雨問題，更是需要進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，保證在進(jìn)行相應(yīng)防治工程時，能夠有效應(yīng)對，從而避免因?yàn)橹車拥浪坏纳蠞q影響礦井作業(yè)安全。一旦在礦井開采過程中遭遇了較強(qiáng)降雨問題，則需要水害防治人員積極予以實(shí)時監(jiān)控，準(zhǔn)確掌握相應(yīng)降雨帶來的變化和威脅，以便更好形成緊急搶險救災(zāi)機(jī)制，阻止雨水滲入礦井。同時，在雨季來臨前，相應(yīng)單位應(yīng)該提前準(zhǔn)備充足的防洪搶險物資，進(jìn)而協(xié)同既有的地表防排水工程，更好地實(shí)現(xiàn)對礦井生產(chǎn)作業(yè)安全性的保障。

2.3 進(jìn)行井下探放水

礦井水害問題的防治還應(yīng)該重點(diǎn)考慮到井下安全作業(yè)空間的營造，要求切實(shí)做好井下探放水工作，踐行“有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原則，以此更好實(shí)現(xiàn)井下水害的防治。在井下探放水工作開展中，應(yīng)首先確定所有可能存在積水的區(qū)域，尤其對于老空區(qū)、臨近含水層以及井巷區(qū)域，更是需要重點(diǎn)進(jìn)行探放水處理，以此明確相應(yīng)積水的分布位置以及水量、水壓狀況。在井下探水處理中，首先應(yīng)該撤離不安全區(qū)域內(nèi)所有作業(yè)人員，以此規(guī)避突水等災(zāi)害帶來的風(fēng)險，然后再選擇適宜合理的井下探水方式，確保相應(yīng)探水工作可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在井下探放水處理過程中，除了要重點(diǎn)關(guān)注積水的探尋，往往還需要重點(diǎn)考慮可能出現(xiàn)的瓦斯等有害氣體的影響，避免因?qū)υ搯栴}的忽視而影響到探放水的安全性。在井下放水過程中，要想取得較為理想的實(shí)時監(jiān)測效果，需準(zhǔn)確記錄水量以及水壓變化狀況，以求在最大程度上實(shí)現(xiàn)老空水等積水問題的徹底處理，然后再依托探水作業(yè)進(jìn)一步進(jìn)行準(zhǔn)確驗(yàn)證。

2.4 進(jìn)行截水和堵水

在礦井水害問題的防治中，除了需要重點(diǎn)圍繞各方面水害問題進(jìn)行有效預(yù)防外，往往還需要對易發(fā)生的水害問題進(jìn)行積極應(yīng)對，采取適宜合理的截水以及堵水方案，將水害問題造成的影響降到最低。截水方式主要是根據(jù)可能出現(xiàn)的突水問題，采取合理設(shè)置水閘門的方式進(jìn)行應(yīng)對，避免波及更多區(qū)域，形成水害的最小化控制。而堵水方式主要采取注漿堵水方案，使通過孔洞或者孔隙滲入的水害問題得到有效抑制，從而避免持續(xù)滲漏風(fēng)險的出現(xiàn)，以此更好保障礦井內(nèi)作業(yè)區(qū)域的安全性。其中漿液的選用至關(guān)重要，一般選用高質(zhì)量的硅酸鹽漿液或者化學(xué)類漿液進(jìn)行規(guī)范封堵。

3 結(jié)語

礦井水害帶來的風(fēng)險不容忽視，如果缺乏必要的及時管控和防治，則很可能釀成嚴(yán)重后果，因此就需要在全方位了解當(dāng)前存在的主要水害風(fēng)險因素的基礎(chǔ)上，及時采取適宜合理的防治水方案，將礦井水害發(fā)生率以及危害程度降到最低，以確保礦井的生產(chǎn)作業(yè)安全。