雅店煤矿巨厚砂砾岩含水层影响下矿井防治水中长期规划及关键技术研究

雅店煤矿巨厚砂砾岩含水层影响下矿井防治水中长期规划及关键技术研究

池琛

陕西泰盛能源工程有限公司   陕西 彬州  713500

摘要：由于合理的规划方案和关键技术能够有效改善雅店煤矿防治水的工作效果，提高矿井安全运营水平。因此本文就针对雅店煤矿巨厚砂砾岩含水层影响下矿井防治水的中长期规划和关键技术进行了研究。

关键词：雅店煤矿；巨厚砂砾岩；下矿井防治水；长期规划；关键技术

雅店煤矿是中国西南地区的一座巨型砂砾岩煤矿，其含水层非常庞大且稳定。然而，煤矿中的大规模含水层对矿井的运营和安全产生了重大影响。当前，矿井防治水工作存在一些问题，如治水效果不佳、安全风险较高等。因此，为了保障矿井的安全运营，有必要进行中长期规划和关键技术的研究。

一、矿井简介

雅店井田是彬长矿区的一个重要组成部分，彬长矿区位于黄陇侏罗纪煤田中部，地理位置位于东北部。这个矿区规划面积达到577.39平方公里，蕴藏着丰富的地质储量，估计总计达到78.91亿吨。作为全国13个特大型煤炭基地之一，彬长矿区的建设已被列入国家“十一五”规划的重点建设项目之一，雅店井田作为其中之一，扮演着重要的角色。

矿井工业场地位于陕西省咸阳市彬县西北部的雅店村东南，位于泾河以东的一个台地上。该场地面积为53.0517平方公里，蕴藏着丰富的地质储量，预计总计达到63674万吨。为了充分开发这一资源，计划投资总额为39.05亿元，并设计建设规模为每年产出400万吨的煤炭。这个矿井工业场地的服务年限预计为65.2年，将为咸阳市彬县的经济发展和能源供应做出重要贡献[1]。

二、雅店煤矿巨厚砂砾岩含水层影响下矿井防治水中长期规划及关键技术

（一）矿井开拓采掘工程所采取的防治水措施

1.在矿井内部必须密切关注水的渗漏和涌出情况，以确保矿井的安全运营。这包括采用预测和预报的方法，及早发现潜在的问题。同时，遵循“有疑必探、先探后掘、先探后采”的原则，确保在采矿过程中及时探测和解决水相关的问题。

2.定期收集、调查和核对邻近煤矿和废弃的旧窑的情况，以便了解其对矿井运营的影响。这些信息应在矿井的图纸和采矿工程图上标出，以便清晰地指示它们的位置、开采范围、积水情况和水源线。通过这样的记录和标注，可以更好地预测和应对可能存在的水问题，并采取相应的防护措施。

3.为了有效应对主要水域层的水问题，需要建立地下水动态观测系统，用于监测地下水的变化情况和预测水害的可能性。通过持续的地下水动态观测，可以及时掌握地下水的水位、流速、水质等信息，为采取针对性的防治措施提供依据。综合应对策略包括“探、防、堵、疏、排、截、监”，旨在全面防治水害。

4.在井巷的掘进过程中，必须坚持“有疑必探”，即对前方水文情况的疑点必须进行探测。在掘进中，如果发现水灾的迹象，如涌水、积水等，必须立即采取适当的措施进行应对，并在确认安全后进行继续掘进。对于揭露的主要出水点或区域，必须进行地下水动态观测和分析。观测内容包括水温、水量、水质以及松散含水层的涌水含砂量等方面的指标，从而可以帮助及时发现潜在的滞后突水风险，采取相应的预防和控制措施，确保井巷的安全掘进。通过严密的监测和细致的记录，可以减少突发水灾的风险，并保障矿井的安全运营[2]。

（二）顶板水防治措施

1.在进行施工疏放水钻孔之前，必须先制定详细的疏放水设计方案，并完成矿井排水设施的巷道施工和设备安装与调试工作。这些举措是为了确保疏放水的效果能够达到预期，并保障施工过程的安全性。

2.选择施工疏放水钻孔的位置时，需要避开可能存在断层等构造影响和其他带有安全设施的地方，以确保疏放水的效果能够得到充分发挥。这样做有助于降低疏放水钻孔周围的风险，并保证施工区域的安全稳定。

3.在进行施工或疏做得好钻孔的过程中，一旦巷道内发生挂红、挂汗、空气中遇冷、产生雾、水叫、顶板上淋水加大、顶板来压、楼板空鼓或产生的裂缝中出现渗漏、颜色发浑、出现臭味等突水征兆时，应立即终止钻孔，但并不能拔掉钻杆。同时，必须尽快把所有受水危险地带的工作人员疏散至安全场所，并向信息调度中心汇报情况，以便妥善处理突发状况。

（三）井下探放水措施

1.在进行探水前，必须先加固探水工作区的支架，并确保背好帮顶，以防止压力水冲垮煤壁和支架。这是为了确保探水过程的安全性和稳定性。

2.在探水前需要清理巷道，确保安全撤退路线畅通无阻。这样做是为了在突发情况下，能够迅速、顺利地撤离工作人员，从而保障他们的人身安全。

3.在选择探水地点时，必须安装电话，并与所有可能受水威胁的工作地点相连。此外，需要事先制定好撤退路线，以便在意外事故发生时，人员能够及时、安全地撤离[3]。

（四）巨厚砂砾岩含水层控水开采技术

1.控水开采的工作面接续优化设计是在综合分析矿井工作面开采设计的基础上，从控水开采的角度出发，对整个开采过程进行规划和安排。这包括确定开采接续计划，考虑控水要求，制定合理的开采顺序和时间安排，以最大限度地降低水害风险。

2.工作面合理参数优化设计是针对工作面的长度进行研究和优化设计。工作面长度不仅关系到矿井的产能和效率，同时也是影响覆岩破坏的主要因素之一。通过研究工作面长度与导水裂缝带发育高度之间的关系，可以确定雅店煤矿的合理工作面参数，以提高开采效果和降低水害风险。

3.目前，对于巨厚砂砾岩含水层下的控水开采，需要进行技术途径分析和方案设计。过去的防治工作主要侧重于控制顶板导水裂缝带的发育高度，采取留设防水煤岩柱、改变采煤方法、限高开采、调整回采方案等措施。

（五）地表水防治技术措施

1.进行地表水文地质调查可以提供有关矿区及其周边地区水流情况和渗漏情况的重要信息。通过收集历年降水量、山洪分布和最高洪水位等数据，我们可以建立科学的疏水、防水和排水系统，有助于保护矿区设施和减轻洪水灾害所带来的负面影响。

2.在矿井井口附近或塌陷区内外，地表水可能会渗入到井下，这对矿井的安全运营构成潜在威胁。为了应对这个问题，我们可以采取一些措施。首先，可以修筑沟渠来排泄积水，特别是那些容易积水的地点。此外，对于较低洼地点、塌陷区和地面裂隙，应及时进行充填和压实，以防止水渗入。另外，排到地面的矿井水必须妥善处理，以避免再次渗入井下。

3.为了有效防止雨水渗入井下，可以采取多种措施。其中之一是在矿区内进行填坑、补凹和整平地表等工作，以减少积水和渗漏的机会。此外，修筑排洪沟等排水设施也可以防止地表水冲垮建筑物。同时，及时清理地面排水沟渠可以防止山洪爆发和水流堵塞。

4.在设计工业场地的防洪方案时，应进行防洪评价，并制定符合防洪设计要求的防洪堤。这样可以确保工业场地外的防洪措施能够有效地减少洪水对工业场地的影响[4]。

结论：

综上所述，通过对关键技术的研究，证明了其可行性和有效性，预计该规划方案的实施将显著改善防治水工作的效果，提高矿井的运营效率和安全性。本研究为解决其他类似问题的煤矿防治水提供了借鉴和参考。未来的研究方向可以进一步探索矿井防治水的新技术和新方法，不断提升煤矿安全运营的水平。

参考文献：

[1]许开卿，乔伟，李文平等.深部岩溶矿井水化学特征及含水层水力联系研究[J].煤矿安全，2023，54(08):150-160.

[2]刘丽红，温永帅.含水层导通下朝克乌拉矿井涌水量稳定性研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版)，2022，42(01):14-20.

[3]赵长江，刘炎昊.以顶板砂岩含水层充水为主的矿井充水因素分析[J].煤，2020，29(11):64-67.

[4]赵宝峰，曹海东，马莲净等.煤层顶板巨厚砂砾岩含水层可疏放性评价[J].矿业安全与环保，2018，45(04):102-105.

作者简介：池琛，男，汉族，（1988.1-），陕西彬州市人，西安建筑科技大学毕业，学士学位，采矿工程师，陕西泰盛能源工程有限公司担任生产项目部经理，长期从事井工煤矿煤炭开采技术工作。