矿井水文地质分析及有效防治矿井水害的建议

2019年第12期（总第171期）ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2019年12月能源研究
矿井水文地质分析及有效防治矿井水害的建议
岳金华
(阳煤集团天誉矿业投资有限责任公司，山西忻州034000)
摘要：随着市场经济的迅猛发展，煤矿产业作为基础性保障行业，具有相对较高的重要性和影响性。

通过实地走访调查部分煤矿发现，其经营状况和运行情况并不乐观，存在严重的滞后性和限制性。

目前，大部分矿场属于个人及团体组织开发，缺乏一定的专业性，导致在实际经营与开发过程中存在诸多弊端，影响了矿井的总体产量和生产效率。

同时，在矿井水文地质分析中，并没有按照相关标准进行勘测、评价及灾害预测，导致在开采过程中无法准确定位地下水的位置.和分布情况，进而导致开采过程中存在诸多安全问题。

从多方面、多角度对矿井水文地质进行了分析，并阐述了矿井水害的防治对策，以期为中国矿井水害防治突破性创新奠定坚实基础。

关键词：矿井；水文地质；水害；防治对策
中图分类号：TD745+.2文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)12-0035-02
Mine Hydrogeological Analysis and Suggestions for Effective Prevention and Control of Mine
Water Damage
YUE Jinhua
(Tianyu Mining Investment Co.,Ltd.,Yangquan Coal Industry Group,Xinzhou034000,Shanxi,China)
Abstract：With the rapid development of the market economy,the coal mine industry has a relatively high importance and influence as a basic security industry.Through the on-site visit to investigate some coal mines,it was found that the operating conditions and operating conditions were not optimistic,and there were serious lags and restrictions.At present,most of the mines are developed by individuals and groups,lacking certain professionalism,leading to many drawbacks in the actual operation and development process,affecting the overall output and production efficiency of the mine.At the same time,in the hydrogeological analysis of mines,surveys,evaluations and disaster predictions have not been carried out in accordance with relevant standards, resulting in the inability to accurately locate the location and distribution of groundwater during the mining process,leading to many safety problems in the mining process.This paper analyzed the hydrogeology of the mine from various aspects and angles, and expounded the prevention and control measures of mine water damage,in order to lay a solid foundation for the breakthrough innovation of the prevention and control of mine water damage in China.
Key words：mine;hydrogeology;water damage;prevention and control measures
0引言
随着经济的高速发展，人们的生活和生产水平不断提升，对煤矿产业的开采质量和安全管理也提出了更高的要求。

而煤炭作为与人们生活和生产不可分割的一种能源，对中国经济社会的发展具有重要的作用和意义，尤其是在当前发展背景下，竞争激烈的经济市场使得对煤矿行业的开采量和开采质量要求不断提高。

虽然煤矿开采量得以提升，但是仍需要注意科学、合理地勘查矿井水文地质条件，从而有效防范水害问题。

只有这样，才能够切实提升煤矿的开采效率，确保施工人员的生命安全，保障企业的经济效益。

因此,对矿井水文地质进行分析，并对有效防治矿井水害的对策进行研究具有重要的实际意义。

1矿井水害类型阐述
在开采过程中，矿井水害的出现会导致施工人员生命安全受到威胁，并且影响矿井开采效率。

通过查
收稿日期：2019-10-21
作者简介：岳金华，1979年生，男，山西阳泉人，2015年毕业于太原理工大学安全工程专业，工程师。

阅大量的资料，并根据自身实践对矿井水害的类型进行了总结，主要内容如下：a）地表水水害问题。

地表水水害问题，从字面意思理解就是因降雨天气导致地表水流由井口流入井内形成的水害，或是采后顶板冒裂带贯通地表塌陷带而形成的水害。

b）构造水水害问题。

此种问题的产生原因是地下相关构造被揭露，导致井下含水层导通，进而导致含水层水通过构造涌入矿井，形成水害叫c）孔隙水水害问题。

此问题的形成多源于降雨。

降雨导致雨水补给含水层，在开采过程中，含水层含水量增加后造成渗漏，从而形成水害。

d）老窑积水水害问题。

此种水害问题的产生原因主要是矿井采空区位置不明确或是资料缺少，施工人员仍然坚持开采，导通积水，形成水害。

e）裂隙水水害问题。

裂隙水水害是因砂石含水层渗入矿井作业区而形成的水害叫
2矿井水害产生原因分析
煤炭是当前人们生活和生产不可或缺的能源之一，在开采过程中，由于煤矿自身的特殊性，往往会在施工过程中出现安全事故。

同时，由于矿井开采环境复杂且施工工艺多样，煤矿开釆并不容易叫当前时期，在煤
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矿开采过程中，施工人员通过对矿井水害的成因进行探讨，总结了矿井水害问题产生的主要原因，其具体内容如下。

2.1矿井选址盲目且施工过程缺乏科学性
中国部分煤矿企业在开采前并没有充分地勘测煤矿周围的水文地质环境，且对水文地质勘测的重要性没有深刻的认识，因此，施工人员在煤矿开采前忽略了对水文地质勘测的环节，进而引发矿井水害。

另外，部分煤矿企业在煤矿开采前并没有全面考量开采地质条件，没有完善施工过程中的安全管理工作，进而引发安全事故，造成人员伤亡，影响企业的持续发展。

2.2预测和勘查手段不足
矿井水害成因中最为关键的就是没有全面了解矿井位置、分布情况和地质特征。

相关技术人员在煤矿开采前没有对水文地质环境、分布情况以及地质特征进行了解，导致其在开采过程中无法准确定位开采位置，并且在开采中信息不全面，导致煤矿开采后遗留隐患问题。

含水层的水源和水量是决定水害程度的关键，而其补给与排放具有一定的规律性和地域性，因此需要施工人员充分掌握该地区含水层的特点。

为此，在煤矿开采前，相关技术人员必须确保勘测工作的准确性和科学性叫但是目前，在矿井开采过程中，中国部分施工队伍并未重视水文地质勘测环节，水害防治意识薄弱。

另外，所应用的勘测技术较为落后，导致煤矿企业对地下水情况了解不全面，提高了矿井水害发生的概率。

2.3矿区地表水处理不科学
若矿区地表积水量超过一定的标准，则会导致地表积水流入井下，引发矿井水害。

因此，煤矿在开采前应对地表积水进行科学、合理的处理，尤其是在雨季，要尤为重视采取有针对性的防范措施。

就目前来看，部分煤矿企业施工人员并没有对地表积水进行处理，雨季也没有做好相应的防范措施。

出现此种现象的主要原因是管理制度落实不到位，加之部门考虑不周全，进而使矿井水害发生的概率增大。

3矿井水害的防治对策
因为煤矿属于高危工作场所，所以在施工过程中需要做好各项管理工作，采取有效的管理措施，特别是针对矿井水害采取有效的防治措施，应用科学的防治技术。

3.1加强对技术人员的专业培训
煤矿开采的核心是施工人员及其所掌握的技术、所使用的机械设备。

为保证施工人员具备较强的自我保护意识以及对水害危险的认识，煤矿企业应该定期或不定期地对开采人员进行培训，从而增强施工人员的安全意识，使其对水害有更加全面的认识，并采取有针对性的防治措施。

增强施工人员的自我保护意识，提升其技术操作水平及综合素质等，都是保证作业安全的有效措施叫因此，在煤矿开采前，需对施工人员进行全方面的培训，促使施工人员对水害危险性有一
・36・定的了解，并掌握一定的预防措施，对水害发生前的征兆加以了解。

3.2进行全面勘查
全面了解矿井水文地质特征，是确保施工人员对煤矿进行有效开采的基础。

因此，在煤矿开采前，施工人员必须要对矿井水文地质进行全面的勘查。

在当前背景下，科学技术在高速发展，矿井水文地质的勘查也需要采用新的技术手段。

在实际开采中，施工人员需要深入矿井进行勘查与了解，全方面记录勘查信息，并做好水害区域的分析工作，有效降低水害的发生概率。

3.3完善管理体系
建立完善的管理体系是确保矿井安全生产的关键,因此，在煤矿开采过程中，必须完善管理制度，加大管理力度，提高管理水平，形成规范的管理体系。

煤矿企业必须要求施工人员严格按照相关规定进行开采作业，避免在开采过程中•出现施工人员随意开采的现象，从而降低矿井水害发生的概率。

另外，若煤矿企业技术先进、规模庞大且资本雄厚，可以科学、合理地运用监测监控设备，有效监管水害的防治。

3.4矿井水害防治的优化措施
3.4.1含水层水害的优化措施
含水层水害是井下主要水害之一，需要对顶底板采取更加合理的防治措施。

在实际开采中，需要有机结合抽水方式与排水方式，从而保证顶底板的覆岩层始终保持干燥；同时还要科学设定防水煤柱的尺寸，从而使顶底部不会轻易受到外界环境因素的影响，避免出现一系列复杂的水害现象。

因此，一定要严格核实实际情况，并且提前采取相应的防治措施。

3.4.2采空区积水水害的优化措施
大部分矿井上部煤层中会出现采空区，因为矿井周边的施工条件复杂，许多小煤窑由于没能及时排水，从而造成严重的积水现象，最终导致周围采空区积水相连通，对矿井开采的安全构成一定的威胁。

因此，应该及时处理采空区积水，并且保证探水作业的准确性，这样才能在后续工作中对采空区内的积水进行有效处理。

当前，针对采空区积水现象的处理方式主要有两种，即地面抽水和井下排水。

如果采空区与地面的距离较近，便可采用前一种方式，在地面打孔进行抽水作业；如果采空区与地面之间的距离较远，便要选择后一种方式，选择在采空区下部合适的地方打孔，将积水排出。

3.4.3地表水水害的优化措施
科学、合理的矿井水文地质勘查工作，能够有效减少地表水水害。

在进行施工作业时，需要预留出足够的防水煤柱，还需要格外关注土质表层的裂缝与孔隙，判定其渗透度，提前对薄弱地区进行修复，从而有效防止暴雨天气下出现渗漏。

同时，在夏季多雨季节，还要实时监测地表水，提前修建好排水通道、防洪堤坝等，尽可能地将各类水害隐患和问题扼杀在摇篮之中，从根源上为矿井作业提供安全保障。

（下转138页）
2019年第12期2019年12月
索托板托起钢筋钢带，将网压紧，紧贴巷道顶、帮岩面，锚杆、锚索托板安装规整，托板不后空、不变形、无损伤。

巷道采用掘进机截割破煤时，割岀一个循环进度后（循环进度1.6m）退机至永久支护下，将截割头落地上防护罩并闭锁开关，然后在永久支护下进行敲帮问顶，检查无隐患后铺联顶网，照中线，进行临时支护，最后进行永久支护。

具体工序安排如下：交接班—敲帮问顶—照中线—开机截割—退机—敲帮问顶T照中线定眼位-＞简单铺联顶网T临时支护T打注顶锚杆、锚索T安设顶锚杆、锚索一上托盘、尼龙垫片、调心球垫、螺母、锁具一戴拧螺母、锁具-铺联帮 网-打、注帮锚杆一安设帮锚杆托板、尼龙垫片、调心球垫―戴拧螺母。

2.2半圆拱形断面支护工序
锚杆采用HRB335钢左旋无纵筋螺纹钢锚杆，规格为血0mmx2000mm,锚杆托盘采用Q235钢制作，规格为150mmxl50mmxlO mm拱形托盘加可调心球垫加尼龙垫片，每锚杆眼使用一节MSCK23/80锚固剂；锚索采用I860级低松弛钢绞线，钢绞线规格为¢17.8mmx6200mm,锚索托盘采用Q235钢，300mmx 300mmx12mm拱形托盘加可调心球垫；每锚索眼使用一节MSCK23/120锚固剂；第1排布置14根锚杆，1根锚索，锚索布置在相邻2排锚网支护之间巷道正中，第2排布置14根锚杆，2根锚索，锚索布置在2排锚网支护之间拱肩（二牛背）位置，第3排布置14根锚杆，1根锚索，锚索布置在相邻2排锚网支护之间巷道正中，第4排布置14根锚杆，2根锚索，锚索布置在2排锚网支护之间拱肩（二牛背）位置，依次循环布置。

锚索整体呈“五花”布置，锚索排距为800mm,间距为1600mm,锚杆间排距为800mmx800mm0两帮最下一排帮锚杆距巷道底板682mm,然后根据锚杆间距均匀布置，如果最下边1根帮锚杆距底板超过800mm,必须增打1根帮锚杆，锚杆孔深2000mm,孔径28mm,锚杆孔深度误差应在0~30mm范围内；锚索孔深6000mm,孔径28mm。

锚杆锚固力不小于
（上接36页）
4结语
综上所述，煤矿水害作为影响煤矿企业稳定发展的主要灾害，不仅会对工作人员的生命安全构成威胁,还会造成不可估量的经济损失。

因此，煤矿企业需要重视矿井水害的防治工作。

对矿井水文地质进行了分析，并对有效防治矿井水害的相关建议进行了研究。

首先阐述了矿井水害的类型及形成原因，随后针对水害问题提出了具体可行的防治对策，通过合理地进行全面勘查、优化完善企业管理体系、加强对技术人员的培训、对各类水害提前采取防治措施等，从而实时掌控矿井实际情况，有效消除水害对煤矿安全构成的105kN,扭力矩不小于300N-m,锚索预紧力不小于230kNo
顶、帮铺设钢筋网，钢筋网采用冷拔钢筋制作，钢筋直径6.5mm,钢筋网规格2000mmxl000mm,网格100mmx100mm,钢筋网长边垂直巷道方向布置。

顶、帮支护铺钢筋网时，必须铺平拉紧，网与网之间实行搭接，搭接长度不小于100mm,并用14*联网丝每隔100mm对折成双股至少扭转3圈拧紧并压平；顶、帮支护锚杆，锚索托盘托起钢筋网紧贴巷道顶、帮岩面，锚杆、锚索托盘安装规整，托盘不后空、不变形、无损伤；
巷道采用全断面一次爆破落岩，综掘机装煤（肝），掘出1个循环进度后（循环进度0.8m）,在安全支护下进行敲帮问顶，检查无隐患后先对爆破地点10m范围内的锚杆重新紧固，再照中线定眼位，铺联网，进行临时支护，临时支护完毕后，打眼安装锚杆、锚索。

具体工序安排如下：交接班-敲帮问顶-打眼-检查瓦斯一＞•装药-+检查瓦斯T■放炮一＞检查瓦斯一＞敲帮问顶-+重新紧固10m范围内的锚杆T照中线T铺联网一＞临时支护―打、安顶锚杆、锚索T上垫片，戴拧螺母、锁具-＞出肝一挂网7打、安帮锚杆T安设帮托盘T戴拧螺母-补连网T下一循环。

3结语
针对翼城上河煤矿才煤层井底车场掘进时不同位置巷道的断面不同，设计了不同的巷道支护工艺。

对于矩形巷道断面，采用内柱式单体柱带柱帽打设临时支护的方式；对于半圆拱形巷道，采用临时帽柱顶起接紧顶板的临时支护方式。

对于永久支护，采用锚杆锚索进行联合支护，只是工艺不同。

参考文献：
[1]彭云龙.某矿二水平大巷掘进支护技术探讨[J].内蒙古煤炭
经济,2019（2）:133-134.
[2]郭宏斌.白洞矿快速掘进工艺的优化方案研究[J].山东煤炭
科技,2018（6）:4-6.
[3]陆军.薛虎沟煤业复采煤层掘进工艺技术研究[J].煤炭与化
工，2017,40（5）：106-108.
（责任编辑：白洁J
威胁，为中国煤矿行业的可持续发展提供助力。

参考文献：
[1]赵国鹏.矿井水文地质特征分析及地下水害防治措施探讨[J].
世界有色金属,2018,507（15）：169.
[2]王存.浅论煤矿水文地质特征与防治水害的措施[J].能源与
节能,2017（7）:6-7.
[3]杨鹏飞.小纪汗煤矿水文地质特征及矿井水害防治关键技术
分析[J].科技资讯,2017,18⑷:62-63.
[4]文松松，张太乐，冉丰，等.六盘水某煤矿水文地质条件及矿井
水害防治[J].城市建设理论研究（电子版）,2018,271（25）:86. [5]关永强.峰峰矿区深部矿井水文地质特征及水害防治技术[J].
煤炭与化工，2018,41（10）:59-62.
（责任编辑：刘晓芳）
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