煤礦突水災(zāi)害的防治

眾所周知，“水、火、瓦斯、粉塵、頂板〃災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)的

五大災(zāi)害。其中水害歷來(lái)是制約煤炭資源開(kāi)發(fā)的重要因素。隨著對(duì)地

下巖層的開(kāi)拓與延伸，地下含水層位動(dòng)態(tài)平衡受到破壞，對(duì)水的誘發(fā)

及強(qiáng)化作用，造成井下開(kāi)采環(huán)境惡化，

經(jīng)常碰到突然發(fā)生的來(lái)勢(shì)兇猛的透水現(xiàn)象，致使設(shè)備被淹沒(méi)、

人員傷亡。因此，如何依據(jù)礦區(qū)的水文地質(zhì)特征，辨識(shí)水害、采用預(yù)

防措施是十分重要的課題。

引發(fā)水害的水源和原因

在暴雨、地表水、地下水和老窖水這四種引發(fā)煤礦的水源中，

地下水〔孔隙水、裂隙水、巖溶水）造成的頻率最高，危害也最為嚴(yán)

重。地下巖溶水尤為嚴(yán)重。

由于水源不同，造成水害的水源壓力也有差異。在我國(guó)北方地

區(qū)，多為突發(fā)性底板巖溶水突水；南方和西南地區(qū)，作用于煤層頂?shù)?/p>

板的突水壓力較小，礦井突水多為緩發(fā)式突水。

煤礦水害的原因可分為自然地質(zhì)因素和人為因素兩個(gè)方面。地

質(zhì)因素包括：老窖、老空積水、含水層和斷層導(dǎo)水等。其中老空積水

是指生產(chǎn)礦井的老采空區(qū)、老巷道等積水，這種水存在于采掘工作面

四周，既可以形成大面積的積水區(qū)，也可以以零星形態(tài)分布，這種水

體的水量雖然不是很大，但因流動(dòng)快而具有很大的突發(fā)性，尤其是礦

區(qū)開(kāi)采多年，而且下山開(kāi)采，上部的煤層大都已采空，容易形成老積

水。

人為因素主要指一些煤礦，超層越界開(kāi)采，防水系統(tǒng)不完善造

成較為嚴(yán)重的水害災(zāi)害。

煤礦水災(zāi)害的防治措施

煤礦水害災(zāi)害的防治應(yīng)該保持“猜測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先治后

掘〃的方針，落實(shí)“防、堵、疏,、排、截〃綜合防治。

強(qiáng)化水文地質(zhì)勘查

建井前的水文地質(zhì)勘查時(shí)整個(gè)煤礦生產(chǎn)的指南針，但是由于一

些煤礦任意更改鉆孔深度，或者減少鉆孔數(shù)量，加之野外數(shù)據(jù)采集和

數(shù)據(jù)處理存在一定局限，最終導(dǎo)致這些煤礦水文地質(zhì)資料的具體程度

和可靠程度較低，尤其是有些地質(zhì)資料沒(méi)有對(duì)相關(guān)的地表水、巖溶水

對(duì)開(kāi)采的影響作出充分評(píng)價(jià)，甚至水文地質(zhì)邊界不清，礦井涌水量猜

測(cè)存在較大誤差等因素都會(huì)給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)很大隱患。因此強(qiáng)化

建井前的水文地質(zhì)勘查是煤礦安全必須做足的課程，特別是關(guān)于地質(zhì)

結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的礦井尤為重要。

地面防治方法與措施

礦井水害災(zāi)害的地面防治措施主要有三種：挖溝排洪、堵塞通

道、河流整治。

挖溝排洪，主要針對(duì)位于山麓和山前平原平原區(qū)的礦井，雨季

經(jīng)常遭遇山洪淹沒(méi)井口和工業(yè)廣場(chǎng)，或沿煤層、含水層露頭帶以及裂

隙等進(jìn)入，使礦井涌水量增大。一般應(yīng)該在礦區(qū)上方垂直來(lái)水方向修

筑排水溝，攔截山洪和淺部地下水，排洪溝大致沿地形等高線布置，

并保持適當(dāng)坡度，將水排至影響范圍之外。

堵塞通道，是針對(duì)礦區(qū)地面塌陷坑、裂縫、洞穴等可能成為礦

井充水的通道，用粘土、水泥填堵，關(guān)于較大的塌陷坑、裂縫，下部

充以碎石，上部覆蓋粘土夯實(shí)并稍高出地面，以防水流滲入。

河流整治，當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)有河流通過(guò)，并威脅礦井生產(chǎn)時(shí)，采用河

道改道或鋪整河底等措施制制止或減少河水滲入，從而影響礦井涌水

量。

井下防治方法與措施

煤礦井下水害防治措施主要是結(jié)合地質(zhì)勘查資料和井下檢測(cè)

工作，采納采掘前的鉆孔探水，防水閘門、防水墻或注漿阻斷水源，

排水疏干降壓等方法。

當(dāng)井下掘進(jìn)接近溶洞、含水?dāng)鄬?、含水豐富的含水層，接近可

能與河流湖泊、含水豐富的含水層、大量積水的采空區(qū)相通的斷層時(shí),

接近被淹井巷或者積水采空區(qū)等狀況時(shí)，必須超前探水，做好水害的

應(yīng)對(duì)措施。

修建防水閘門、防水墻、注漿等措施一般用來(lái)阻斷水源。其中

水文地質(zhì)復(fù)雜或有突水危險(xiǎn)的礦井，必須在井底車場(chǎng)兩端設(shè)置放水閘

門。防水墻則一般用來(lái)封堵充水工作面或采礦場(chǎng)、老空區(qū)、與地表水

體連通的巷道。采納注漿堵水，將水泥漿注入巖石裂隙孔洞來(lái)阻隔水

源。決定注漿成敗的關(guān)鍵在于：合理確定堵水部位，選擇注漿材料，

確定施工方法。

排水疏干降壓方法包括地面鉆孔疏干、井下鉆孔疏干、利用巷

道疏干。依據(jù)地下水位、水量和補(bǔ)給條件，確定疏干層段和順序，控

制排水流量，排水前加固巷道，正式排水前進(jìn)行水壓和透水實(shí)臉，發(fā)

現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。

應(yīng)用GIS對(duì)水災(zāi)進(jìn)行猜測(cè)預(yù)報(bào)

GIS是GeographicInformationSystem的簡(jiǎn)稱，即地理信息系

統(tǒng)，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)地理坐標(biāo)或空間位置等數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、

管理和分析等處理，最終以數(shù)據(jù)表格和圖形的形式輸出的一種現(xiàn)代化

信息系統(tǒng)。目前應(yīng)用最為廣泛的地理信息系統(tǒng)的軟件是Arc-CIS,該

軟件自帶的Classification、OverlayNeighbourhoodsNetwork四

大分析功能可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，輸出用戶所需的結(jié)果。

應(yīng)用GIS對(duì)燥礦水害的猜測(cè)預(yù)報(bào)，前期準(zhǔn)備工作需要將所收集

到的礦區(qū)水文地質(zhì)資料、礦區(qū)開(kāi)采資料以及已有的突水資料進(jìn)行分類

整理，編輯成單因素的原始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表。然后對(duì)可能誘發(fā)水害的因

素進(jìn)行分析，針對(duì)不同的影響因素可對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行空間差值分析，進(jìn)

而生成與各種單一因素有關(guān)的專題圖，例如隔水層有效厚度等值線

圖、斷層密度等值線圖、等水位線圖、地表水分布圖等圖件。

最后利用Overlay分析功能將各種因素進(jìn)行綜合分析，得出井

下同一地點(diǎn)各種因素對(duì)其影響的程度，進(jìn)而再結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況進(jìn)行

空間差值分析和緩沖區(qū)處理，最后生成礦井水災(zāi)害猜測(cè)分布圖來(lái)指導(dǎo)

生產(chǎn)。

筆者依據(jù)自己所學(xué)到的GIS知識(shí)結(jié)合煤礦實(shí)際狀況認(rèn)為，煤礦

是一項(xiàng)地下較復(fù)雜的空間工程，很難利用空間遙感、空間掃描等技術(shù)

手段獲取較為具體的空間數(shù)據(jù)資料，因此，目前CIS在煤礦