富海洋
云南省煤炭产业集团有限公司云南云煤矿业开发有限公司
摘要：在井下采煤作业中，地下水是影响采煤安全与采煤进度的一个重要因素。据调查，我国各地矿井经常发生突水事故，因突水事故引起的财产损失与人员伤亡数量也十分庞大。在此情况下，必须进一步加深对煤矿开采与井下防治水问题的研究与优化，让矿井突水问题尽快得到解决。本文基于文献综述法、实地调研法、层次分析法对引起矿井突水的因素进行分析，并就如何做好井下水害矿井突水的预防与治理展开探究，以供参考。
关键词：矿井；突水；防治策略
经调查与研究可知，地下水、地表水等各种水体是影响矿井开采安全的最关键因素。地下水、地表水等大不断涌入矿井后，将引起围岩变形、支护结构受损，进而正常的开采活动无法进行。下面结合实际，对矿井突水问题做具体分析。
1矿井突水因素分析
调查研究发现，矿井突水问题主要由一下原因引起：
1.1底板裂隙
在井下采矿作业中，裂隙型突水事故是一种比较常见的事故。裂隙突水的般突水量较小，不会对矿井以及旷工构成多大的安全威胁，但持续的裂隙突水却会让采煤进度以及煤炭质量大受影响。矿井中的裂隙型突水问题主要是由煤层底板上的节理裂隙引起，节理裂隙破坏了底板隔水层的完整性，缩短了水层与煤层之间的距离，并最终导致底板突水事故发生。根据实践经验得知，矿井中裂隙型突水事故的发生次数、发生频率等与掘进深度有直接关系。当开采深度不断加大时，底板出现突水问题的次数就会增加。这主要是因为，开采深度增加后，裂隙在外力等的影响下进一步扩展，有效隔水层的厚度也进一步减小，底板突水问题更容易发生【1】。
1.2断层引起
与裂隙型突水事故相比，断层型突水事故对井下采煤作业的影响更大。这是因为由围岩、底板断层引起的突水水量更大，因而冲击力更强、破坏力更大。研究发现，当矿井中出现导水断层后，底板隔水层的防护作用便大大下降，岩体强度也会不断降低、底板含水层与煤层之间的距离也会进一步缩短，甚至会造成煤层与含水层直接接触，矿井内便由此发生严重的突水事故。
2煤矿井下积水具体防治措施
2.1老空水防治
对于煤矿井下的老空水问题，要按照先探后掘、边探边掘的原则进行防治。在掘进开采过程中要充分运用各类物探技术将井下积水区探明清楚并划定出来，在此基础上科学制定掘进路线，将积水区域及时避开。在开采过程中，如果经勘察分析确定某区域存有采空区且一定有积水存在，那么就需及时开展探放水工作；但如果无法完全确定是否存有积水，就应先留足安全煤柱，然后再进行探放水，组织工作人员将积水线、探水线、警戒线等清楚划出来，之后按照《煤矿防治水规定》科学指定治水方案，规范开展治水工作【2】。
2.2顶板水防治
在井下开采煤矿时，过多的顶板水也会使开采难度加大，对采矿人员的人身安全构成威胁。因此在开采期间也要做好对顶板水的防范与治理。具体来说，工作人员可采用疏与排的方式消除顶板水隐患，将顶板水对采矿作用的影响降到最低。在采用“疏”的方式处理顶板水时，是先利用物探技术顶板富水区，然后对煤层顶板上的覆水层进行疏放，将进入到工作面的水量见到最小。若井下顶板水水量较大，采用上述方式无法有效解决问题，就可组织人员在井下适当位置修建疏水巷道，利用疏水巷道尽快将积水排出。在修建疏水巷道时要确保输水巷道与顶板水径流方向垂直，且尽可能地将顶板裂隙切穿，从而获得最为理想的疏水效果【3】。
2.3底板承压水防治
在井下采煤期间，底板承压水也是威胁人员安全的一大隐患，为此在采煤过程中有关人员要能根据底板承压水的特征特点、产生原因以及危害程度等提前制定防治方案，采取有效措施将底板承压水带来的负面影响降到最低。在制定底板承压水防治方案时，工作人员必须利用物探、钻探等技术对煤层底板灰岩的水文地质条件进行查明，并对现场水文情况展开试验，在全面了解各项基本情况下的基础上运用底板注浆加固、疏水排水等措施将井下的地板承压水量减到最低。在制定放水治水方案时也有必要利用突水系数计算公式，通过临界突水系数值，反推底板隔水展能够承受的最大水值，然后制定出更加科学有效的防治方案。
3煤矿井下积水综合治理措施
3.1注浆加固煤层底板
一般情况下，煤层底板都存有大量裂隙，也有一些不规则的地质构造。这些裂隙使底板隔水层受到破坏，底板隔水层厚度以及强度均大大减小，使底板出现突水现象的几率增加。鉴于此，为提高采煤安全性，就必须采取有效措施对底板进行加固，让煤层底板的放水、隔水能力得到提高，进而让矿井突水问题得到有效解决。为确保煤层底板加固效果，在正式加固前要先对井内各含水层的水力联系情况进行分析，然后对底板裂隙发育情况进行勘察，根据底板裂隙发育情况以及水力分布情况等确定合适的加固材料。材料确定后将各原材料按一定比例进行混合拌制并进行检验，确保材料各项性能达标后使用专用的机械设备匀速、均匀注浆，通过这种人为的方式改善煤层底板隔水性能，实现对矿井突水问题的有效防治【4】。
3.2矿井分区隔离
对于一些比较老的、开采深度较大的矿井，可采用分区隔离的方法减小突水、涌水事故对采煤工作的影响，将采煤的安全性水平有效提升。具体的分区隔离的做法是：在各矿井建立水闸门或隔水墙，通过水闸门等将煤层分割开来，让采煤人员分区、分层开采，以这种方式将突水、涌水等事故损失降到最低。为确保最终的防治效果，工作人员也需要在制定分区隔离方案之前先对矿井及其周边做详细勘察，运用电法物探、三维勘探等技术手段查明矿井及其周边的导水构造、富水区域等，然后做出科学的划分与隔离。
3.3建立矿井防治水安全保障系统
矿井防治水工作要按照预防为主、综合治理的原则规范开展，要尽可能将恶性突水事故的发生几率降到最低。开展防治水工作时，煤矿企业要能更新思想理念，积极运用现代科学技术预防与治理矿井突水问题，为采矿安全提供全面保障。具体来说，企业可基于计算机技术、互联网技术、通信技术、卫星遥感技术以及自动化控制等技术构建起水情实时检测系统，运用信息化系统对矿井内顶板水、底板水、承压水等的发展变化情况进行动态监测，进而及时发现水位异常并进行处理，将井内发生突水、涌水事故的几率降到最低。企业建立的水情实时检测系统要具备水情自动监测、数据自动采集、信息自动传输以及自动预警等功能，能够帮助企业随时掌握矿矿井范闱内不同含水层地下水位、水温及不同水平矿井涌水量的组成及动态变化情况，分析影响水位及矿井涌水量变化的因素，并对地下水位和矿井涌水量的变化趋势做出预测，为企业管理层提供直观、准确、及时的水情信息【5】。
结语
综上所述，煤矿井下水文地质复杂，水灾害防治难度大。在煤矿开采期间，有关单位与人员要能按照相关规定与规范，根据矿井具体情况合理制定突水事故防治方案，科学选择突水事故治理方法，并提前建立水情信息监测系统，从而实现对各类事故的有效防范，保障煤矿开采的顺利进行。
参考文献
[1]冯涛.煤矿井下综合防治水体系的构建[J].煤矿现代化,2021(01):59-61.
[2]王永鹏,石瑞宏,高国强.煤矿井下老空防治水方案的应用研究[J].山西化工,2020,40(04):165-166+169.
[3]石亚运.煤矿开采与井下防治水初探[J].石化技术,2019,26(08):252-253.
[4]姚蔚.综合物探方法在煤矿井下水害防治的应用[J].科技创新导报,2019,16(12):46-49+51.
[5]何义萍.煤矿井下防治水技术与施工研究[J].科技创新与应用,2014(23):132.