摘要：我国是一个煤炭资源丰富的国家，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分受水害威胁。煤矿水害给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的，是煤矿生产的重大灾害之一。依据矿井水害基本概念和基本理论，重点论述矿井防治水系统保障措施和矿井水害防治技术措施。
Abstract： China is rich in coal resources. In the reserves of coal resources in China， a large part is threatened by flood. Coal mine flood causes huge loss to the life and property of the nation and people， so it is one of the great disasters in coal production. Based on the basic concept and basic theory of mine flood， this paper mainly discusses the safeguard measures of mine water prevention and control system and the prevention and control measures of mine flood.
关键词：煤矿水害防治；技术；措施
Key words： coal mine water disasters prevention and control；technology；measures
中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）32-0172-03
0 引言
近年来，全国煤矿水害事故时有发生，人员伤亡和财产损失严重，教训十分深刻，暴露出部分煤矿没有认真排查隐蔽致灾因素，防治水工作不到位、措施落实不严格，治理效果验证不规范，未按规定配备专业人员、专用设备和专业队伍等问题，水害隐患未得到有效治理。从多年的煤矿事故中可以看出，减少水害发生率势在必行，必须采取相应的手段来解决矿井水害问题，从而使我国煤炭事业安全、健康地发展。依据矿井水害基本概念和基本理论，重点论述矿井防治水系统保障措施和矿井水害防治技术措施。
焦作煤田地处太行山隆起带南端，属太行山山前冲积、洪积缓倾斜平原，区域水文地质条件极复杂，奥陶系灰岩岩溶裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空间和径流通道。演马庄矿位于焦作市东北20km，井田走向长4.3～7.5km，倾向宽0.9～8.1km，面积约14.8710km2，矿井受区域构造凤凰岭断层的影响，井田内断层走向以东西向为主，另外，在断层带附近岩溶裂隙发育，常常形成强富水、导水带，为地下水径流补给提供了便利条件，井田内断层较发育，破坏了含水层、隔水层的连续性，使各含水层之间发生水力联系，使煤层与含水层对接或使两者间距缩短，底板隔水层受矿压和水压共同作用遭破坏后，底板水沿裂隙涌出；矿井共发生突水79次，其中淹井2次，淹采区2次。
1 矿井防治水系统保障措施
1.1 组织保障措施 矿井成立有以矿长为组长、总工程师为副组长的防治水领导小组，矿长是防治水工作的第一责任人，总工程师负责防治水的技术管理工作，领导小组下设防治水办公室；防治水专业技术人员能够满足防治水工作的需要。成立有钻探队，为防治水工程施工队伍，设置钻探实操基地及设施，增强了培训的针对性、实用性和有效性，通过不断地强化职工实际操作技能培训和素质提升，实施有效的安全管理模式，为矿井的安全生产提供了保障。
1.2 制度保障措施 为进一步加强防治水工作，预防和减少水害事故，保障职工生命安全，结合矿井实际情况，制定有《水害防治岗位责任制》、《水害防治技术管理制度》、《水害预测预报制度》、《水害隐患排查治理制度》《强降雨期间巡视制度》、《暴雨洪水可能引发淹井事故灾害紧急情况撤人制度》和《防治水例会制度》等管理制度。
1.3 技术保障措施 为了认真贯彻执行《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》等相关文件精神，做好矿井水害防治工作，杜绝重大水害事故，保障职工的人身安全和矿井安全生产，实现矿井稳定持续发展，制定有地测防治水工作流程、防治水中长期规划的制定与实施措施、水文地质预报、水害预测评价、工作保障措施、防治水设计的审批管理措施、避免“V”字型巷道设计补救措施和隐患排查与治理措施。
1.4 系统保障措施 建立健全矿井水文观测系统、注浆系统、排水系统、防护系统和预警及应急救援系统，完善防治水风险预控管理，开展闭环式安全管理活动，实现防治水风险管理常态化、规范化、制度化，实现矿井水防治本质安全，形成了防治水风险预控管理体系和长效机制。
2 矿井水害防治技术措施
2.1 地表水防治措施 为预防强降水对矿井的威胁，建立有灾害性天气预警和预防机制，成立雨季“三防”工作领导小组。地表水防治措施如下：①每年雨季前，必须在主、副井和风井口堆放黄土袋，以便设堰挡水，确保雷雨、暴雨不向井筒灌水。②对地面防洪沟和排水渠进行详细排查，积极组织人员完成防洪沟的清挖和排水渠的疏通加固工作，保证汛期排水畅通。③对矿井开采造成的地裂缝、塌陷坑、小煤窑等进行详细检查，对存在的问题及时处理。④在雷雨、暴雨等灾害天气期间，要实施针对性措施确保通信系统、供电系统安全畅通。⑤做好各种抢险物资的储备工作，积极购进和储备防汛抢险物资，备齐各类抢险材料、工具等。加强应急物资管理，设专区存放、专人管理，并建立完备的物资台账，严禁挪用。
2.2 新近系、第四系孔隙水防治措施 新近系、第四系孔隙水含水层主要对二1煤层隐伏露头附近的浅部开采有影响，按规定在二1煤层露头留设有冲积层防水煤（岩）柱，一水平以前的回采已经结束，以后在冲积层防水煤（岩）柱内严禁进行采掘活动。
2.3 煤层顶板砂岩孔隙裂隙水防治措施 煤层顶板砂岩孔隙裂隙水主要为大占砂岩水，富水性弱，常以滴淋水的形式涌出。采取防治措施如下：①采取自然疏干措施。②在巷道低洼处建立临时水仓，及时将积水排出。③在矿井采掘活动中，巷道顶板会有滴淋水现象，可搭建雨棚防水，预防淋水影响煤质。④在局部顶板富水性较强区域，采取施工顶板孔预疏措施。
2.4 老空积水防治措施
2.4.1 周边老空积水 将小煤窑老空积水的位置、积水量、积水标高均标注在采掘工程平面图和充水性图上，并绘制积水线、探水线、探水警戒线。井田与相邻矿井，按规定均留设有防隔水煤（岩）柱，按《煤矿防治水规定》严禁越界采掘。
2.4.2 本矿老空积水 ①将老空积水的位置、积水量、积水标高均标注在采掘工程平面图和充水性图上，并绘制积水线、探水线、探水警戒线。②在老空积水区水沟处均定期采用流速仪或浮标法进行涌水量观测，雨季或其他特殊情况时加密观测。③若有采掘活动接近老空积水区时，按规定进行探放水，待评价合格后方可进行采掘活动。④对承压水闸门（墙）定期进行观测。
2.5 断层水防治措施
2.5.1 留设断层防隔水煤（岩）柱 核准（包括补钻探明）断层产状、位置，分析断层带的富（导）水性，并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间几何关系。对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防隔水煤柱，并标注在采掘工程平面图和充水性图上。采掘工程距推断断层煤柱20m时，必须通过钻探手段探明断层的具体情况，根据钻探结果重新计算煤柱宽度，确保留足断层煤柱。
2.5.2 超前探测 ①对预计落差大于5m或难以判断落差的断层，要布置钻孔探明断层的位置、产状、落差和导含水性等。②井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于20m，水压大于20kg时应按比例增大。③探断层钻孔要有预防断层导水的具体措施，探钻结束后要用水泥浆对钻孔进行注浆封孔，注浆压力达到预计水压的两倍。④当井巷通过含（导）水断层时，要严防来压冒顶突水或滞后突水（突泥砂），并及时建议采掘部门采取相应的防水措施，如加强支护、砌、注浆封闭等。
2.5.3 注浆加固 巷道要穿过落差大于5m的断层或已揭露落差大于5m的断层时，必须及时对断层注浆预加固或注浆加固，编制断层注浆加固工程设计，经矿总工程师组织会审后，上报集团公司。集团总工程师批准后，方可施工。
当工作面内或附近存在断层时，要对断层破碎带采用立体布孔方式进行加固。平面上钻孔穿过断层破碎带的间距不得大于20m，控制范围到上下巷以外40m；垂直方向至少要施工两个层次注浆孔，第一层次注浆孔在L8灰岩段穿过断层破碎带，第二层次注浆孔在L5灰岩段附近穿过断层破碎带，如果断层落差大于5m，则要施工第三层次注浆孔，终孔位置过L2灰岩5m。
编制设计必须根据断层的位置、落差等参数，对断层上下盘全面进行注浆加固。钻孔要尽量穿过断层与含水层的交面线。断层注浆加固工程完工后，要及时提交工程总结报告，矿总工程师组织会审并进行效果预评价，评价合格签字后上报集团公司进行再评价，通过评价后方可进行采掘活动。
2.6 煤层底板灰岩岩溶裂隙水防治措施
2.6.1 建立防排水系统 通过留设断层防隔水煤（岩）柱、构筑防水闸门（墙）、建立排水系统等措施进行水害防治。建立井下水位自动监测系统，随时掌握地下水动态，为防治水决策提供依据。
2.6.2 超前探测 岩巷及顶层煤巷掘进，严格执行“有掘必探、先探后掘”的防治水措施，探明巷道前方60m范围内的地质和水文地质情况，探钻设计及超前距留设必须在安全技术措施中明确规定。
2.6.3 底板含水层改造 ①当承压含水层的补给水源充沛，不具备疏水降压和帷幕注浆条件时，可以采用局部注浆加固底板隔水层或改造含水层为弱含水层的方法，预防突水事故发生。但应当编制工作面底板含水层注浆改造或底板隔水层注浆加固工程设计，经矿总工程师组织会审后，上报焦煤公司。焦煤公司总工程师批准后，方可施工。②编制设计要参考物探结果，对富水区要加密布孔，一般区域含水层段终孔间距不得大于40m。钻孔以斜孔为主，使钻孔揭露的含水层段尽量长，终孔深度要考虑水压、采高及采煤方法等因素，一般情况下钻孔终孔位置过L8灰岩底板垂深不小于20m，工作面外围控制范围不小于30m。③底板含水层注浆改造结束后，要采用物探、钻探等手段进行效果检验。发现问题，必须采取补救措施。检验合格后，要提交底板含水层注浆改造工程总结，矿总工程师组织会审并进行效果预评价，评价合格签字后上报焦煤公司进行再评价，通过评价后方可进行采掘活动。
2.6.4 深部导水通道截流 通过进行L8灰岩含水层注浆改造以及下部岩层注浆加固等防治水措施，封堵截流了深部含水层（L2灰岩、O2灰岩）的导水补给通道，可以有效消除底板含水层突水，确保矿井安全生产。
2.7 封闭不良钻孔防治措施 ①建立封闭不良钻孔台账，留设封闭不良钻孔探水线及探水警戒线，并标注在采掘工程平面图和充水性图上。②在采区巷道设计前，对钻孔资料进行查阅，了解钻孔封闭情况。③在工作面地质说明书及预测预报中进行预报，说明钻孔封闭情况，让施工单位提前做好应对措施。④在采掘工程接近或进入封闭不良钻孔探水警戒线前，进行探放水或注浆封堵工作，确保安全施工。
2.8 导水陷落柱防治措施 在实际生产过程中、地面钻孔勘探以及三维地震勘探均未发现陷落柱，虽然未发现陷落柱发育现象，但具有形成陷落柱的条件，以后通过在掘进工程时采取有掘必探、工作面回采前进行物探预测、底板含水层进行预注浆改造验证等防范措施，能够消除导水陷落柱对矿井的危害。
演马庄矿通过矿井防治水系统保障措施和矿井主要水害防治措施的实施与推广应用，自2008年以来未发生过突水事故，涌水量由原来的85m3/min左右降为现在的52m3/min左右，不仅节约排水电费约1600万元/年，而且增强了矿井抗灾能力。煤矿水害防治技术的实施与实现是一项复杂的系统工程，只有通过加强应用基础理论研究，将各种水害防治技术有机地结合起来，才能实现全矿井安全生产长治久安，切实打造本质安全型矿井。
参考文献：
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