煤矿井下水害分析及防治措施

王 伟 马菲菲 褚福标

摘要：进入21世纪以来，国家对生命安全的重视度不断提高。煤矿井下水害是采矿过程中普遍存在的一种灾害，危害程度仅次于瓦斯，对井下作业人员的生命安全构成了巨大的威胁。煤矿的煤层埋藏于地底深处，顶板含水层含水量极大。如果在煤矿开采的过程中有大量的水涌出，不仅会造成煤矿生产工作的中断和煤炭质量的下降，严重时还会危及井下作业人员的生命安全。因此，分析煤矿井下水害的成因，研究防治措施是迫切的现实需要。

关键词：煤矿井下水害；成因分析；防治措施

引言

在煤矿开采生产过程中，矿井水害常是煤矿安全生产的一个重要影响因素，不仅造成煤矿生产工作巨大损失，还会造成煤矿群死群伤事故。为了减少水害安全事故的发生，保障煤矿安全生产，采取科学有效的水害隐患分析及防治工作显得尤为重要。

1矿井水灾的危害

井下水灾可引起顶板淋水、巷道积水，使井下工作环境潮湿且空气流通不畅，尤其在开采深度较深的矿井，其温度较高。若环境潮湿空气流通不畅则作业环境十分恶略，严重影响作业人员的效率及身体健康，水灾还可引起瓦斯的积聚及硫化氢气体中毒等现象，井下机电设备在潮湿环境中运转也会影响其使用性能及使用寿命。可见井下水灾不仅导致人员作业的不适感增加，也降低了井下机电设备的运行性能，极大地恶化了井下的作业环境。

2煤矿井下水害成因

2.1矿压作用

矿压作用是引发水害的常见原因。在采煤过程中，矿压会破坏底板的导水带，并使较小的断面逐渐变成大的断裂带，阻水结构慢慢发展成一个特殊的导水道。此外，阻水岩体也会受到损害。这些活动都降低了岩体的阻水性能，提升了井下透水发生的可能性，造成严重的水害事故。

2.2含水区域与导水通道作用

一是具有含水区域如含水岩层、采空区积水、断层含水等，二是具有导水通道。导水通道又可分为天然导水通道和人为因素形成的导水通道，天然导水通道主要为断层破碎带形成的裂隙，断层的存在可使其附近围岩破碎，完整性差从而形成导水裂隙。若该裂隙与含水区域贯通则可形成矿井涌水，认为因素形成的导水通道主要为井下采掘活动引起围岩应力重分布，在重分布应力的作用下围岩产生变形和裂隙，一般开采工作面上方可划分为帽落带、裂隙带、弯曲下沉带，裂隙带及为良好的导水通道。

2.3井下排水设施可靠性低

矿井排水设施应该具有较高的可靠性。在矿井发生涌水或矿井内部积水较为严重的情况下，需要借助排水设施快速将涌水抽离出矿井。然而，部分煤矿企业由于资金投入不足或重视程度不够，排水设施不能满足实际生产需要，排水量小于涌水量，不能有效地排出矿井。

3煤矿井下水害防治措施

3.1做好防治水前期准备工作

矿井防治水要注重前期的防治措施以为后期治理井下水害争取更多的机会，前期的勘探工作是矿井防治水工作的基础及重点，若水文地质条件勘测详细准确则可大大降低井下水害发生的风险及处理井下水害所产生的成本费用。在进行水文地质勘探时可采取传谈勘探方法与物探相结合的综合探测技术，以充分查明水文地质条件，同时需加强对矿井周边地表水、相邻矿井涌水等资料的查阅及整理记录。特别注意大的断层、采空区积水等不良含水地段，应在相应的图纸上专门做出标注，矿井在查明井田范围内水文地质条件后便应采由专门的防治水部门及技术人员编制矿井的防治水规划，防治水规划可按年度编制，按季度、月度落实，且不同的矿井应根据自身实际情况编制防治水规划。

3.2建设完善的防治水地质勘测系统更新防治水设备

在实际的防治水地质勘测系统建设中要及时吸取各方经验，通过长期的实践来提高系统合理性，将系统实际运用于工程项目来进行完善。防治水地质勘测系统建设不是单独的防治水部门的任务，而是全煤矿安全建设的任务，各部门要积极配合，切实提高防治水地质勘测系统建设的有效性。随着科技的不断进步和发展，煤矿设备也在不断更新换代，防治水工作是一项以已知探未知的工作，高效的技术设备尤为重要，煤矿应根据实际情况积极地对防治水设备进行更新。

3.3防水基础设施工程建设

在划分了分区之后，相关的设计人员应该按照分区的特点进行相关的防水排水基础设施设计，在设计的时候，需要进行实际的了解，在保证安全的前提下，实现科学设计，设计的基本目标有以下三个：①及时排水，除了防水设计之外，在一些情况下需要进行排水的相关设计，保证及时将深埋矿井中的水排出；②分区隔离，为了保证成本的投入和充分的防水，对分区进行隔离，防止水分串流；③危险性渗水处理，对于化学物质含量较重的渗水，设计人员需要充分考虑，提出相应的处理方案，对材料选择与施工工艺进行明确的规定。

3.4水害预警系统的构建

《煤矿安全规程》和《煤矿防治水细则》中对煤矿防治水工作和构建矿井水文地质监测系统作了明确规定:①煤矿防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原则，采取“探、防、堵、疏、排、截、监”综合防治措施。②现代化矿井应当构建符合自身需要的矿井水文地质监测管理系统，并且实现矿井水文地质信息的一体化管理。水害预警系统采用现代信息化技术对矿井水文地质情况进行监测，代替传统监测手段，实现了矿井水文情况的信息化管理，提高了水害预警的准确率和有效性，并且能够与集团进行无缝对接，达到联合预警的目的。水害预警系统的构建，可以实现在矿井生产过程中，对矿井水文地质条件变化的高效监测和评估，降低矿产活动对水文生态环境的影响，并且能够通过数据共享，达到在局域网内矿井水文动态信息的共享查询和报表生成，为矿井安全生产提供可靠依据。

3.5防治水工作创新

由于工作人员在进行开采的过程当中存在一定的风险性，可能存在积水大量倒灌，对工作人员带来灭顶之灾，因此，在下井之前，必须严格检查相关的排水设备，保证设备能够立即投入工作，其次挖掘采矿表面附近的拦截道路，充分发挥设备的作用，除了相关的准备工作，由于深井工作的特殊性，发生危急情况的时候，下层不能够马上知道，为了保证下层的安全，可以设置基于电子技术的检测分层拦截技术。分层拦截技术由监控设备，监控室，分层截水设备组成，其中截水设备主要有辅助排水渠道和高压水泵组成，在该系统的工作过程当中，由监控设备对含水层的含水量进行监控，同时一部分放置于辅助排水渠当中，在发现水位异常的时候，相关的设备可以将数据反馈给监控室，监控室通过数据分析，启动高压水泵，将辅助排水渠当中水抽向高层排水渠，逐次向上进行排水，最终将大量的积水排出到井外，从一定程度上防止了上层积水倒灌，引起下层深埋矿井坍塌的情况。

结束语

综上所述，煤矿井下水害是中国煤矿生产作业中时常发生的事故，不仅会导致煤矿企业停产，还会引发严重的人员伤亡，造成恶劣的社会影响。煤矿企业的水害防治工作是一项巨大的系统工程，从水害预警系统的构建到具体的开采过程，众多因素都与水害防治息息相关。要做好煤矿的水害防治工作，不仅需要配备性能可靠的排水设施，还需要企业全体人员的高度重视。 参考文献

[1]王有宇.浅谈煤矿井下常见水害的防治[J].煤,2017,26(09):78-80.

[2]吕彦龙.煤矿井下水害分析及防治措施[J].煤,2017,26(04):71-72.

[3]孟令琪,耿立国,姜化举.浅谈煤矿井下工作面水害分析及防治措施[J].山东煤炭科技,2016(12):168-169.

[4]赵英杰.刍议煤矿井下水害防治技术[J].能源与节能,2016(07):191-192.

[5]赖建民.煤矿井下水害的防治技术[J].企业技术开发,2016,34(12):174-175.

[6]李博,余敏.煤矿井下水害及防治措施[J].科技创新与应用,2016(24):80.