关于煤矿水文地质分析及防治水技术的应用研究

关于煤矿水文地质分析及防治水技术的应用研究

王钊,白云鹏,赵朋超

陕西郭家河煤业有限责任公司，陕西 宝鸡 721000

摘要：煤矿开采是生产煤的主要方式,这种地下作业形式的实施,必然会受到水文地质条件限制,还会对开采地的地质环境产生影响。随着我国市场经济的发展和煤炭开发事业的规模不断扩大,采矿工作中所面临的水文地质条件也日趋严峻,不但使施工面对了更大的工期困难,而且增加了矿井水灾的风险。矿井水文对煤炭防治水工程的实施有着非常关键的作用。煤炭治理水的方法就是全面了解矿井的自然水状况,进一步通过地质勘探的方法进行检测。

关键词：煤矿；水文地质分析；防治水技术；应用研究

前言

我国煤炭主要为地下开采,在采矿中不可避免的要产生一些洪涝灾害。如果产生洪涝灾害引起的安全事故,将很容易造成巨大的人员伤亡和巨大的损失。由于我国煤炭主要在深部采矿,地下水的水压也可能随之上升,洪水工程出现时的处理困难加大。因此治理洪水工程的关键,在于根据矿井地下水的来源制定适当的方法,但同时也必须依靠矿井水文控制措施。

1 煤矿水文地质条件的重要性

矿井洪涝灾害是较为普遍的矿井问题,影响往往严重。洪涝灾害的出现,一方面是有关防护设施没有落实,一方面是由于地质形势异常复杂,再加上日益深入的采矿开挖,非常容易造成突水现象,造成矿井开发停顿或者瘫痪。为此必须首先对目标区水文地质条件进行调查研究,而后实施合理开发,以便防止或有效减少洪涝灾害事故的产生与传播,从而尽量减少对人们的直接经济损失。水文地质条件分析的关键工作就是勘探,以进一步掌握矿井特别是矿山内为什么要充水,并及时确定矿井涌水量和主要影响因子,建立了有关的大酒井不木地质分析研究文件,以指导防洪水作业的实施。

2 水文地质条件对煤矿开采的影响

结合实践不难发现,水文地质条件对煤矿开采安全影响极大,若水文地质信息采集、处理不当,信息精准度不高,则发生安全事故的概率会大大增加。比如,矿井充水性图表信息不全或失真就会直接阻碍井下水患预防。事实上,水文地质条件差异,还会使地下作业的便利性产生极大区别。采矿区、采掘巷道布置和使用深受水文地质条件影响,若对相关信息掌握不足或不实,就会出现掘进方向偏差,煤矿生产质量和数量必然大打折扣。总体来说,水文条件越复杂采矿难度越高,越容易出现突发事故,那么井下生产安全、质量和效率自然都难以保障。

实际作业环节,水文地质条件复杂问题在采矿区普遍存在,地质构造复杂、水文条件差会让矿区的突水事件发生概率大增。所谓突水事件就是在煤矿开采过程中突然出现大量地下水集中涌入井巷的现象,即煤矿生产水害。这种灾害会带来极为严重的人员伤亡和经济损失,是影响煤矿生产综合效益的最关键因素。从本质上来看,水害的形成与矿区水文地质条件有关,施工单位对水文地质信息采集、使用不当,突水灾害预防不足是造成这种问题的根本原因。

3 煤矿水害的类型

3.1 地表水害

从矿井周围的地理条件上分析,中国的矿井附近多数都遍布了河川湖泊,相应地形也较小。如果雨季来临,附近的河道就极易出现决堤现象,如果水位再提高,洪水也会更易流入到井下,进而造成洪水灾害。此外,还有部分露天的矿井,在进行采矿活动时往往会产生几个陷进去的坑,而降雨的地方也极易产生积水,如果雨水再进入到矿井内,就更极易造成矿井水害。

3.2 砂岩裂隙出水

一些富水煤系砂岩裂缝中,往往会有大量水体渗透,具体有岩石层面的渗漏、巷道漏水等情形。如果缺乏适当的供水供应,也并没有对矿山形成危害,如果是排水系统发生问题,将会危害到整个采矿的进程。

3.3 煤矿奥灰承压水害

奥灰岩溶含水层构造通常都会在煤层开采的最底部,这一含水层构造和开采层间的厚度,越厚就会越安全。但矿井中如果还是存在着这一含水层,而且水量也很大,就会轻易发生危机。

4 煤矿防治水技术的应用

4.1 排水方面

大部分煤矿矿井规模都相当大,所以在采矿前,施工人员就一定要严格按照程序和规范安全作业,以确保所有作业的安全、顺利。而有些使用时期已经相当久的老矿井,由于水文条件已经出现了变化,原有的研究报告已经不能适应当前对地下水流动分析的使用要求。所以针对当前现实情况,就需要首先进行排水研究,以提高排水技术,首先测算出进入矿井的流水量并根据所得资料加以研究,找出资料间的相互关系,从而形成完善的多元统计分析方法,利用得到的资料然后再通过模糊神经网络来对地下水流向作出预报,从而掌握了正确的进入量,以满足实际工作所需要。排涝阶段最主要的是及时进行排水量预报并完善排水系统,根据实际具体分析与检测,科学合理排放,增强排涝功能。

4.2 截水方面

开采工作在开展之初,供水设备就应该布设完毕,将土地表层阻碍采矿工作正常进行的道路全部挖掉,并通过它为水道提供方便。但假如矿山的地表水流动导管已经封闭好,仍然出现了土壤地表的渗漏问题,以至威胁了安全,为了更合理的预防,同时也是为了在开采时形成相对完善的防水系统,从以下方面逐步做好了预防工作。(1)适时引入先进的探测技术设备和智能电子警示技术,如果在特定地段出现严重积水,就能在第一时间发布警报,便于职工们及时解决、消除隐患,从而防止产生更大经济损失。(2)为确保防治体系的建立投入了最少的成本,实现最大的防治效果,同时确保安全。以科学方法为基础,形成了与国家治理体系建立相配套的防治规划、管理规范,实现了在病水合理合规范围内有序的开展预防与管理。(3)在体系发挥作用、项目实施的过程中,不得违反现实情况的规定,特别对水管理项目的实施,必须进行监督,并在现实情况发生改变的第一时间变更和修订方案,同时对项目暴露出的缺陷进行修补,切实进行防范,为今后开采项目的实施打下安全、良好基础。

4.3 堵水方面

雨水一旦浸泡了矿山,不管影响范围多么大,都极易形成危害严重性问题。要避免此类情况的发生,就必须在事前做好预测,首先了解矿山的地层情况,尤其是力学特征,然后再掌握底层水层的规律和矿山表面的规律,以便于了解岩块的整体特征,为今后进行封水工作奠定了基础。在采矿时,可能存在高水位磨合阶段和供水能力下降的现象,而对这种情况都必须进行预测,然后再针对实际状况进行了数据化模拟计算,并利用水中应力场的影响与演变等模型来确定其可能带来的结果,最后按照结果再组织好施工。

4.4 灾害处理措施

对于煤矿中的水害不但必须做好预防,还必须准确的提出水管理对策,避免在出现灾情时会不知所措。首先在出现灾情的时候要准确的向管理人员报告并做出相应的救援对策，如果是水灾过大无法有效实施治理,必须率先确保所有人员的安全,根据设定好的路径赶往安全场所躲避。疏散路径的制定必须提前设定好,保持冷静,安全疏散。

5 结束语

综上所述,煤矿开采区域的水文地质条件直接影响煤矿开采的产量、质量以及安全性,想要顺利完成开采任务必须获得排水系统以及水害防治技术支持。因此,煤矿开采前需做好地质勘探以及特殊水文地质条件分析,并结合实际从避免老空水的角度出发因地制宜地执行行之有效的矿井水防治措施。水害治理是煤矿安全管理的主要任务之一,其关键在于搞好矿井水文管理。煤炭开发过程面临着多种原因的干扰,这也是目前水害防治技术中实施的一个难题,所以针对实际问题应该具体分析,进一步加强对水害的防治处理工作,并提高水害治理水平,以最大程度的减少矿山中遭受水害的风险。

参考文献：

[1]杨文龙,邬飞龙.煤矿水文地质分析及防治水技术的应用研究[J].河北化工,2021(0z1):044.

[2]王磊.水文地质资料对煤矿防治水工作的重要性分析[J].科学技术创新,2020(22):2.