煤矿地质防治水工作面临的质量问题及防治策略研究 武文强

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:武文强
[导读] 摘要:新时期下,煤矿开采事业对国民经济发展形成的影响是显而易见的。
        山西锦兴能源有限公司  山西省吕梁市  033000
        摘要:新时期下,煤矿开采事业对国民经济发展形成的影响是显而易见的。我国煤矿生产规模持续拓展,矿井也朝着层次更深的地层推进,增加了井下透水事故发生的风险,水害成为当下影响煤矿生产效率及进度的主要因素,很可能使煤矿企业承受巨大的经济损失,对生产人员的生命安全构成威胁。故而做好煤矿防治水工作具有很大现实意义,结合生产现状不断摸索更加有效的防治水方法,确保煤矿企业有序、稳步发展,创造出更大的经济效益。
        关键词:煤矿地质防治水;质量问题;防治策略
        引言
        根据矿井受采掘破坏或可能影响的含水层及老(窑)空积水、矿井涌水量、井工开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度确定矿井水文地质类型,为矿井防治水工作提供可靠的水文地质资料,指导矿井防治水工作,通过采取有效的防治水措施,确保矿井安全生产。
        1煤矿地质防治水工作面临的质量问题
        1.1对煤矿水害认识不足
        煤矿水害从表面上看虽然是一种地质灾害,但是大多是人为原因造成的,主要是对煤矿水害认识不足。很多煤矿水害的发生多是由于安全生产意识淡薄,采取的防治水措施不当造成的,例如缺乏足够的水文地质资料、盲目地在断层附近区域施工、施工过程中管理不完善。在进行防治水时,很多工人存在侥幸心理,施工时未严格遵守探放水制度。此外,很多煤矿水害的发生是有征兆的,若及时采取一些补救措施,也能在很大程度上避免水灾事故的发生。然而,很多煤矿工人缺乏必要的知识,不能意识到水灾的征兆,耽误了最佳补救的时机。此外,很多矿井生产系统较为复杂,水平多、排水线路较长,专业防治水技术人员严重短缺,加上煤矿的非法越界开采,导致煤矿水灾发生的概率大大增加。
        1.2水文地质资料不精确
        煤矿防治水的关键在于水文地质资料的准确性,然而很多煤矿的水文地质资料准确性比较低。这是因为:a)未能获得足够多的水文地质资料。很多煤矿为了省事,并未对地质情况进行精确勘探。b)采用的勘探方式单一,只采用传统的钻探方式,而未采用相应的物探方式。在煤矿水害中,采空区透水最为严重,主要是由于水文地质勘探资料不准确,未能察觉到工作面周围的异常情况。此外,值得注意的是地下水的水压并不是稳定的,若一些水文地质勘探数据时间过久,则其参考价值也是逐渐减弱的。
        2煤矿地质防治水工作质量问题防治策略
        2.1煤矿水害监测预警技术智能化
        2.1.1微震监测技术
        微震监测技术主要用于地质、水文地质的解释,它利用了检波器来实现对微地震波信息的分析,比如时间、位置、能量等。其在煤矿防治水工作中常用于研究微震事件,监测底板破坏深度、注浆浆液扩散范围及路径。微震监测系统包含了多个传感器,以及监测分站、隔爆电源、微地震信息处理主机等。其智能化主要体现在震源定位、信号初至拾取,例如采用遗传算法模拟地震事件,能够得到更加准确的定位和震源深度。
        2.1.2网络电法监测技术
        网络电法监测技术可以实时监测矿井富水区的具体情况,是一种新型的电法技术,相较于高密度电法,能够提供更加直观的水害监测。在煤矿防治水工作中,能够用于工作面注浆改造效果检测,分析计算积水区变化范围等。网络电法监测系统的智能化表现为:实时的网络电法监测大大降低了人为采集数据的时间和成本,数据采集时不需要人为值守。例如:一矿场利用网络并行电法仪,提前2d成功预报了工作面底板突水。


        2.1.3水情远程监测
        为了构建矿井水情监测系统,实现煤矿生产的信息化,需要借助多类传感器,以及井下数据采集分站、监控主机等。利用矿井水情监测系统能够实时采集、分析矿井水文地质数据,从而提升防治水工作决策的科学性。矿井水情监测系统的智能化具体表现在:对水情的实时监控,传感器基于智能芯片设计,动态监测水文地质的水位、水温、水压、水沟流量等。为了实现对矿井水情的远程监测,需要结合互联网技术,真正实现对水情的远程监测和维护。通过互联网数据服务器,能够实现对数据的随时查询、传输、存储、远程控制、故障的自动诊断与远程维护等。中煤科工集团西安研究院有限公司开发设计了一套基于“互联网+”的远程水情监测系统。
        2.2制定并完善有关规章体制
        矿企管理人员应结合矿井水害特征、发生频率等编制相应的规章管理制度与应急预案,明确要求所有职工一定要认真落实制度内容,严格依照制度开展生产活动。在煤矿资源正式开采前,一定要认真做好调查工作,参照水文地质实况去有针对性的调整应急预案内容,把责任真正落实到部门及人头上。同时,要加大对职员的教育与培训力度,因为广大基层职工是矿区生产的执行者,只有帮助他们扎实掌握有关技术,加强对老空水的调查与探测工作,针对威胁采掘工作面的老空水,必须采取探放水措施,在消除隐患后方可生产,借此方式从根本上减少或规避水害事故。
        2.3建立专业的防治水队伍
        在开展防治水工作时,还需要具有专业知识的工程师进行指导。然而,煤矿企业防治水方面的技术人才匮乏,在防治水时采取的措施过于教条化。因此,应建立具有很强专业素质的防治水队伍。煤矿防治水需要具有水文地质和采矿工程背景的技术人才,且其最好还具有丰富的现场施工经验。然而,招聘这种人才是十分困难的,这是由于煤矿行业本身的高危行业性质,以及这方面的人才本来就比较少。为此,应招聘采矿工程本科毕业生,通过学习和培训使其成为优秀的防治水技术人才。
        2.4老空水防治技术
        (1)在煤矿开采过程中,需要详细勘测煤矿巷道、开采面、封闭墙和盲道等区域,同时记录在册,绘制煤矿采掘平面图与矿井充水性图。(2)在记录掘进巷道的水文地质环境与回采面期间,必须针对老空水部分的水害程度加以分析研究,并且要在相应的图纸上进行记录。(3)根据采掘接替措施、煤矿采集项目平面、空间联系等,针对所有遭受老空水害影响的开采面,定期进行检验并对其中信息加以分析与上报,需要对井口进行一周一次的详细检查与分析。(4)在对积水线进行设计时,主要是根据积水水头的最高位与巷道底板的最高位来进行,同时根据积水线合理布控探水线与警戒线。(5)在工作面回采开始之前,需要进行探放水工作,严禁采动作业与探放水作业同时进行。
        2.5异常富水区域综合处理
        针对煤矿综采工作面的实际情况进行综合勘查与分析,能够详细了解到煤矿综采工作面的地质情况和水文情况,还能够找出其中富水异常区域。这时可采用普遍使用的综合防治水技术,例如底板注浆增固、打孔疏水降低压力等方式治理水问题,可充分提升综合防治水的成效。从治理方法上来讲,可以对富水异常地区实施打孔治水法,缩减富水部分矿井底板承受的压力。另外,采用注浆的方式对底板进行加固,可更好防治富水异常部分的工作面回采涌水问题的出现,使其在涌水量最大的情况下,也可以通过煤矿综采工作面的排水沟完全排出。
        结语
        煤矿水害是煤矿安全生产的重要灾害之一,随着煤矿开采深度的增加,水害所引发灾害的破坏力增加。因此,必须做好煤矿的防治水工作。煤矿企业应重视煤矿水文地质勘探、完善煤矿防治水理论及做好防治水管理工作,从而提高防治水成功的可能性。
        参考文献:
        [1]薛阳阳,姜艳波.分析煤矿防治水工作面临的新问题[J].石化技术,2019,26(10):282.
        [2]于月鹏.煤矿防治水工作面临的问题分析[J].能源与节能,2018(6):13-14.
        [3]李向军.煤矿防治水工作常见问题和对策分析[J].建材与装饰,2016(48):216-217.
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