祝汉京
河南能源永煤公司顺和煤矿 河南 永城 416600
摘要：综采工作面瓦斯、水害以及顶板支护效果等决定着煤矿生产的安全性。其中，水害事故的发生不仅对工作面人员的安全造成威胁，而且矿井水害事故还会导致多种环境负效应，制约工作面煤炭的高效开采。因此，在实际生产中应采取合理的水害防治措施。本文着重研究了矿井水害的发生机理，并针对性地提出相关防治措施。
关键词:顶板突水;底板突水;突水机理;注浆改造;煤矿
引言
煤矿地质测量工作是开展水害防治，确保开采人员安全的关键举措，理应受到重视。近几年已有多起事故是由于对煤矿地质测量工作的重视程度不足而造成的矿井安全事故。导致这些安全事故发生的根本原因在于煤矿开采企业及工作人员对防治水害的了解与掌握不足，重视程度较低，未能积极吸取事故教训。同时也有另一个重要的影响因素，即对将要开采的地质情况认知不足。所以，在目前形势下，逐步加强煤矿地质测量工作，并在次基础上开展水害防治工作显得十分重要。
1煤矿开采中综合防治水应用的重要性
煤矿水害事故自身极强的突发特性，使开采过程中若出现水害，会对矿井造成较大的损害，对相关生产项目造成经济损失和安全威胁。针对煤矿水害事故的处理，相关企业必须制定全面、科学的治理措施，并做好预防工作，健全煤矿地质的相关条件勘查数据，以增强水害治理的针对性和有效性。在开采煤矿过程中，水灾事故较为常见，其会影响煤矿开采的安全性，会危害工作人员的人身安全，不利于煤矿开采工作的持续发展。煤矿开采时会出现其他危害，水灾事故与瓦斯粉尘、顶板、火灾并称为煤矿5大自然灾害，其中尤以水灾事故和瓦斯事故发生率较高，且造成的后果较为严重。近年来，煤矿开采的工作难度相对复杂，水害事故不断增加，煤矿企业的建设人员应在煤矿开采的治水管理中，采取针对性的措施，避免水害危害人们的生命安全、财产安全。工作人员应在水害出现的问题第一时间进行处理，并制定有效的管控方法，促进煤矿开采工作的开展，不断扩大煤矿的开采范围，有效实行煤矿开采工作，保障人们的生命安全，充分发挥煤矿开采工作防治水的作用。
2矿井底板突水机理
目前，我国针对矿井底板突水的研究缺乏一个规范。一般的，底板突水类型可根据突水与断层的关系、突水量的大小、突水的动态特征以及水层性质等进行划分。结合永夏矿区水文条件可将其底板突水分为断层性底板突水和正常底板突水。其中，正常底板突水的底板无断层以及陷落柱等构造，其主要成因为采掘导致工作面底板应力场发生变化，进而底板出现位移变化，根据下三带理论，工作面开采产生的底板破坏带与承压水裂隙导高带联，最终引起底板突水。实际上，正常底板突水是承压水压着煤层的间隙缓慢渗入至工作面巷道内，随着承压水不断挤入间隙造成裂隙被扩大，进而导致大范围的突水事故。根据断层底板突水发生机理可将其分为导水断层引发的突水和采动引起的断层突水。顾名思义，导水断层水害是由于底板含水层通过断层产生的导水裂隙涌入采掘工作面而导致的突水事故;采动引起的断层突水其底板断层并不导水，随着工作面开采而导致断裂层不断被扩展最终导致突水事故的发生。
3矿井水害的防治
3.1注浆堵水
通常在煤矿井下的采集工作时会遇见井内地质出现裂痕与空隙的情况，如果不进行有效地防治处理极有可能会造成水害的出现。工作面提前进行针对含水层和导水裂隙进行的底板注浆加固改造工程是通过人工配制的一种水泥、黏土、粉煤灰或化学浆液，这种液体可以充填煤层底板出现的裂痕、空隙和含水层，注浆前须严格执行开孔、下管、注管和试压等措施，将浆液注入裂痕时需控制注浆泵排量，不可大排量快速注入，导致升压过快影响注浆质量，钻孔注浆结束，需选用小排量注浆泵进行注浆封孔，以保证不会因钻孔封孔不实形成人为的出水通道，只有这样才会发挥注浆堵水的作用。由于配制的浆液有着较好的凝固性和硬化性强等方面，使得在切断水源的工作中可以起到极为重要的作用。其次，在地表面如果发现量比较大的水源，也可以用注浆的方法进行防治。
3.2做好煤矿地质和水文地质基础工作
从煤矿行业生产的角度来看，水害事故所带来的危害是非常严重的，所以煤矿企业必须增强对防治水工作的关注，构建完整的地质勘查信息系统。在煤矿生产过程中，地质专业技术人员需要对矿区范围内及周边的地质情况进行全面调查，并利用信息化技术对地质数据进行整理、分析、形成书面文件，并及时将文件下发给管理人员及作业人员，确保作业人员能够提前了解掌握矿区的地质情况，并在地质情况复杂地带提高警惕性，提前做好各项安全技术措施。同时，水文地质专业技术人员需要掌握该矿区范围内的水文地质情况，做好生产前的水文地质勘查和生产中的水文地质基础资料收集工作，做到超前预测，精准开采，以此来降低水害事故的发生几率。
3.3建立自动化排水系统
建立自动化排水系统，其目的是保证自动化排水系统的有效使用。另一方面，不耽误正在生产的工作流程。首先在建立自动化排水系统的过程中先要建立主控制中心，其中包括两部分：地面控制与井下控制，然后通过自动化技术手段将排水系统进行安装。最后为了满足现代化开采煤矿工作的条件，可以适当地做出调整。通过监测中心监控设备进行实时监控，如果出现矿井涌水量突然增大情况自动化排水系统会第一时间开启预防措施，对其井内工作人员发出报警信号，此外在对工作人员发出警告的同时排水系统会直接自动化进行处理的工作。
3.4积极引进先进物探设备
在煤矿企业发展的过程中，切忌不可为了利益而忽略在物探设备和物探工程方面的投入，尤其是随着煤矿行业的发展，开采深度方面的变化，尽管加快了采掘效率，但也在一定程度上增加了安全风险。尤其是矿井未采用先进的物探手段查清矿井水文地质条件盲目组织生产的，存在很大的安全风险。因此，煤矿企业需要重视物探设备的革新与引进，采用科技含量高、探查精确的物探技术，以此来增强煤矿矿井内部的安全防护能力，为煤矿开采工作的开展提供可靠的地质保障，为防治水工作提供科学的依据。
3.5矿井顶板水防治
顶板水的防治工作是整个煤矿矿井中极为重要的部分。通常在煤矿的勘探和假设过程中首先会对煤矿井下的地质进行探查，然后根据探查的结果合理的制定顶板水害的防治措施。以永夏矿区为例，永夏矿区主采煤层为二叠系山西组二2煤层，煤层顶底板普遍发育砂岩裂隙含水层，富水性较弱，一般采取疏放措施进行管理，构建完善的排水系统进行排水；在断层破碎带区域采取预注浆措施加固围岩和含水裂隙，注浆多采用水泥浆和化学浆；富水性较强的局部区域施工超前疏放水钻孔进行超前疏放，以减少掘进期间顶板水对生产和安全带来的影响。如果在地质上有着较多的地表水与地下水影响矿井开采，条件允许情况下可以采用帷幕遮断的方式进行管控。
结束语
水害事故为煤矿生产中影响较大的事故之一，为保证工作面的安全生产需结合实际情况采取有效的水害防治措施。对于永夏矿区而言，其底板突水事故发生的概率较大，而顶板突水事故发生的概率较小。因此，需重点对工作面底板太原组上段灰岩含水层进行防治，同时在构造复杂区域加强对底板奥灰含水层的探查。矿井、下山采区及工作面根据涌水量配备完善的排水系统，形成水位、水量的实时在线监测，从而保证工作面的安全生产。
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