煤矿综采工作面防治水技术研究

煤矿综采工作面防治水技术研究

强鹏飞

国家能源集团神东煤炭集团 陕西省  榆林市719315

摘要：防治综采工作面地表水危害是防治水处理施工问题的关键，防止和减少开采或地下水排水引起的地表沉降、裂缝和地表裂缝等降雨或地表水渗入地下工作面。水害防治可以保证地下采矿安全，降低采矿排水成本。因此，各种地表水危害需要进行具体分析。在不同条件下，只有适当的方案和措施才能有效地预防和控制地表水危害，确保综采工作面生产安全。煤炭开采后，工作面顶部塌裂与上部含水层，从地下水向矿井水变化连通，导致矿井流水量增加，甚至发生突水灾害。目前，我国顶部水灾害防治措施是流水断裂带范围内直接充水，含水层必须提前严格排水。补给水源充足的应主要进行帷幕灌浆或截堤等工程，然后在堵塞水源后提前进行排水。

关键词：煤矿综采工作面；防治水技术；应用

前言

经过多年的发展，中国煤矿开采基本上已采用了综采技术。综采技术的应用使得煤矿生产的产量和安全性大幅度提高，其主要特点是采用了重型机电设备。为了保证开采的安全性，必须做好综采工作面的防治水工作。综采工作面发生水害不仅会影响到工作面的正常开采，还会影响到综采设备的使用寿命。因此，做好综采工作面的防治水工作尤为重要。虽然煤矿采用了多种防治水技术，但是工作面水害依然时有发生，给煤矿的安全生产带来了巨大的威胁。本文分析了煤矿综采工作面防治水存在的问题，并探讨了综合防治水技术在综采工作面的应用。

1综采工作面防治水工作中存在的问题

随着煤矿开采深度的增加，地下水的水压也越来越高，使得煤矿突水和透水事故频繁发生，给煤矿企业带来了巨大的损失。煤矿水害防治存在的问题主要有两方面，即：防治水理论不完善以及缺乏有效的防治水技术。

1.1防治水理论不完善

煤矿防治水不仅涉及到技术问题，还涉及到很多理论问题。虽然现在已经存在一些防治水理论，但都是针对某种特定的地质条件得出的，缺乏广泛的适用性。煤矿突水发生在什么条件下，与煤矿开采方式有何联系，这些机理尚不明确。很多情况下，煤矿水害的发生与地质构造存在很大的关系。正确地采用数学公式来表述这种水害状况，对于煤矿水害的防治具有重要意义。水害发生涉及到复杂的流固耦合问题，重点是要研究清楚水的来源，并对水压进行准确估计。很多情况下，很难获得煤矿水害发生时的现场数据，这给煤矿水害防治带来了巨大的困难。

1.2缺乏有效的防治水技术

煤矿防治水通常采用的方法有疏、堵和注三种，虽然原理比较简单，但是施工起来比较困难，其难点在于合适参数的选择。若防治水施工的参数不合理，不仅不能对水害进行防治，还会诱发煤矿水害事故。很多煤矿防治水参数的选取依赖于相邻矿井或以往的经验参数，例如注浆的时间、钻孔的深度等。在实际防治水施工时，岩层中的水压是变化的，不是恒定的，这导致很难保证选择的防治水措施能发挥其作用。岩层中的水压不仅与水头有关，还与煤层的开采强度有很大的关系。这就造成防治水技术在施工时存在很大的困难。水害区域综合防治通常应以采区、大构造及水文地质单元为对象，但在实际应用中受限于井下采掘交替紧张等，很多时候在刚完成一个作业面的防治后便立即着手采掘作业，这种情况下的水害区域综合防治仅实现了对作业面回采范围内水害问题的防治。

2煤矿综合防治水技术分析

2.1矿井水综合探查

因为水害给矿采带来巨大的经济损失和人员伤亡，所以我国相关技术人员通过长期探索和多年经验，逐渐认识到防止水害要从勘探做起。对不同类型的水害进行预防和治理提出更好的方法，首先就是必须明确发生水害的位置所在，对易发生灾害周边进行全面排查，找出出水口，寻找矿区含水层和导电地质构造的特征，尤其应考虑如下方面的影响。

（1）建设矿山前，要让专业人员先对矿山整体规模、地质结构以及开发条件等进行全方位的勘探，对地面土壤湿度、地下异常区域等做全面识别和规划。鉴于地质数据勘探的结果，水文学应侧重于阐明潜在的水危害。

（2）通过深部开采和技术探测，确定矿区水文地质的特点和导水性，明确可能发生突水事故的因素。同时，还要检测水域的导电区域，利用钻孔法确定异常区域的水情，为治水措施提供具体参考。

2.2地面放水法

煤矿开采是必须在地下进行的，在这种情况下，地面部分的防水是非常重要的。在采煤过程中，使用土壤保湿保温需要注意4个方面。

第一，在土壤保温和排水工程建设上要花更多的时间和精力，确保在雨季第一时间排除雨水，防止泄漏等。

第二，采掘井、工地的选择要科学合理，尽量在地势相对低的地区调整井、工地。只要有可能，就应该准备好所有组件，以实现利润最大化。

第三，如果煤矿位于河道内，则必须在煤矿内部标出泄漏点并进行填充，通常采用粘土、水泥等材料进行填充；同时，可以利用排水将河水引流到其他地区，以减少水量过剩的问题。

第四，对于煤矿现场容易出现的积水问题，如果管理不善，很容易导致泄漏，从而引发大洪水。在这种情况下，可以挖排水通道进行排水，在没有实际条件的情况下，可以打开隧道进行排水。

2.3科学治水

在清水灾害的情况下，要根据实际情况采取合理的治水施工方案。治水施工应按照《煤矿安全规程》中煤矿治水作业规则进行，如有疑问，应检查是否有入侵发生，防止矿井进水。当在塌陷柱或断层附近进行开采时，首先通过探水钻探确认塌陷柱或断层内部的水状态，然后决定采用疏水设计还是阻水方案。当工作台底板装有加压水时，底板通常采用注水加固，以防止水侵入。注水控制的关键在于，在含水层注水时，由于含水层有上下含水层边界，如果在构造发育区注水没有得到有效控制，整个注水过程是在有限的空间内进行的，如果实际的注浆量在构造发育区进行注浆时没有进行有效的控制，会导致成本出现浪费的情况。

2.4回采面注浆加固处理

综采近地表地层及煤矿上覆层含水量综合细节，工作面注水时，主要判断综采活动与富水区的距离、集水区的水入渗程度、底板阻水层、层水压力极限分析等，分析雷场作业过程中可能导致水灾及相关数据的临界值，有助于煤矿综采面水情防治。在实际工作中，由于上述信息和数据的清晰性，一般对综采的具体案例例进行分析研究；在判断结果时，主要是在含水层。在水侵入程度高于正常或更差的地区。当临界进水量较高时，后胎面容易出现进水问题，并因水压过大进入，底部含水层降低了综采煤矿表面的安全性。

结束语

矿井水害是威胁工作面安全开采的重要因素之一。随着煤矿开采深度的增加，这种问题变得日益突出，特别是在工作面回采时采动应力比较复杂的情况下。虽然煤矿已进行了防治水作业，但是由于防治水理论不完善和防治水技术中存在的问题，煤矿防治水的效果还很差。回采工作面应采用综合防治水技术，其应用主要包括水文地质勘探、矿井涌水量监测及排水设施的完善等。研究可以为煤矿综采工作面防治水工作提供一定的理论和技术支持。

参考文献：

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