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摘要:地下水等水文地質(zhì)災(zāi)害作為礦井建設(shè)中的多發(fā)事故，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)煤礦建設(shè)質(zhì)量與安全造成嚴(yán)重威脅。文章以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范展開(kāi)探究，文中筆者在分析加強(qiáng)礦井建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害研究必要性的基礎(chǔ)上，對(duì)地下水防治的原則與要求進(jìn)行分析，并結(jié)合自身實(shí)際對(duì)相應(yīng)的防治措施進(jìn)行介紹，最后還對(duì)其他安全輔助措施進(jìn)行總結(jié)分析，希望能夠?qū)?shí)現(xiàn)煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范起到良好的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞:煤礦建設(shè)；水文地質(zhì)災(zāi)害；地下水；必要性；防治措施

0引言

煤礦生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中各類水文地質(zhì)災(zāi)害一直是威脅作業(yè)安全的重要因素之一，而這些水文地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因便是地下水，因此對(duì)地下水的防治便成為了煤礦建設(shè)乃至生產(chǎn)中始終如一的重點(diǎn)內(nèi)容。加強(qiáng)對(duì)地下水的有效防治，其目的在于保障煤礦建設(shè)生產(chǎn)安全，避免災(zāi)害事故的出現(xiàn)；科學(xué)、合理地減小礦井涌水量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的優(yōu)化并改善建設(shè)作業(yè)環(huán)境；鑒于這些目的，在進(jìn)行地下水防治時(shí)必須充分立足礦井生產(chǎn)實(shí)際，采取具有針對(duì)性的防治措施，從而做到地下水威脅的有效消除。

1加強(qiáng)礦井建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害研究的必要性

1.1有助于提升煤炭開(kāi)采作業(yè)安全性

我國(guó)煤炭資源有著分布廣泛、儲(chǔ)量豐富且地質(zhì)狀況復(fù)雜多變的特點(diǎn)，為礦井生產(chǎn)建設(shè)帶來(lái)諸多不便。因此，這就要求煤礦建設(shè)時(shí)必須嚴(yán)格依照和參考相關(guān)的水文地質(zhì)報(bào)告內(nèi)容開(kāi)展作業(yè)，從而確保礦井建設(shè)與煤炭資源開(kāi)采的安全性，并為煤炭資源的高效、高質(zhì)開(kāi)采提供必要保障。但由于過(guò)去各大礦區(qū)在水文地質(zhì)災(zāi)害防治方面投入力量的不足，導(dǎo)致過(guò)去礦井建設(shè)中透水事故頻發(fā)，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，同樣也引起了嚴(yán)重的人員損傷，進(jìn)而嚴(yán)重威脅了煤炭產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展。有鑒于此，煤礦在建設(shè)過(guò)程中必須增強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的防范意識(shí)，通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)性的防治體系，真正做到安全隱患的有效消除，從而為煤炭后續(xù)生產(chǎn)安全系數(shù)的提升奠定基礎(chǔ)。

1.2提升煤炭開(kāi)采合理性

礦井建設(shè)過(guò)程中水文地質(zhì)災(zāi)害的有效調(diào)查一方面能夠?yàn)榻ㄔO(shè)作業(yè)提供安全指導(dǎo)，另一方面根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況而編制的水文地質(zhì)報(bào)告同樣是礦井后續(xù)生產(chǎn)及擴(kuò)建作業(yè)的重要參照，對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)布局，保障生產(chǎn)安全意義重大。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)各大礦井均已充分認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)勘測(cè)的必要性，在礦井建設(shè)時(shí)均會(huì)積極開(kāi)展水文勘測(cè)作業(yè)，從而為礦井的后續(xù)良性發(fā)展提供了切實(shí)可靠的源動(dòng)力。

2煤礦建設(shè)中的地下水防治

2.1防治思想與基本原則

煤礦建設(shè)作業(yè)時(shí)地下水一直是十分常見(jiàn)的問(wèn)題之一，其威脅性十分嚴(yán)重。一旦地下水揭露，輕者會(huì)嚴(yán)重阻隔生產(chǎn)的持續(xù)開(kāi)展，提升作業(yè)成本，并對(duì)礦區(qū)環(huán)境造成負(fù)面影響；重者則會(huì)直接引起安全事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)引起人員傷亡。因此增強(qiáng)對(duì)地下水等水文地質(zhì)災(zāi)害的防治研究，必將成為礦井建設(shè)中的永久話題，具體開(kāi)展上應(yīng)當(dāng)秉承“立足實(shí)際、環(huán)境友好”的基本原則。一方面從礦井自身實(shí)際著手，在充分分析自身水文地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，選用具有針對(duì)性的防治措施開(kāi)展地下水防治，另一方面遵守環(huán)境友好的綠色發(fā)展模式，摒棄過(guò)去單純疏干為主的方式，實(shí)現(xiàn)地下水防治的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用，達(dá)成礦山綠色發(fā)展目標(biāo)。

2.2地下水防治具體要求

1）豎井作業(yè)必須依照相關(guān)作業(yè)規(guī)程嚴(yán)格開(kāi)展，前期進(jìn)行全面的工程勘測(cè)，在真正掌握井筒周邊地質(zhì)水文環(huán)境，并有效預(yù)測(cè)井筒涌水量與含水結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開(kāi)展后續(xù)施工。2）在井下主體巷道施工作業(yè)前，應(yīng)預(yù)先編制詳實(shí)的水文地質(zhì)平、剖面圖，編寫(xiě)地質(zhì)狀況說(shuō)明書(shū)。井巷作業(yè)期間，應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)水文地質(zhì)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤管理，以及時(shí)對(duì)水文地質(zhì)狀況進(jìn)行修正，以更好的保障作業(yè)。3）對(duì)已知的導(dǎo)水構(gòu)造或含水地層，在作業(yè)揭露前應(yīng)提前進(jìn)行超前鉆探，對(duì)導(dǎo)水構(gòu)造或含水地層的具體位置、區(qū)域面積及厚度等基本情況進(jìn)行探測(cè)，并以此為基礎(chǔ)，通過(guò)分析導(dǎo)水構(gòu)造或含水地層的施工作業(yè)環(huán)境、涌水量等對(duì)其相應(yīng)的防治措施進(jìn)行制定。通常，在堅(jiān)硬巖層中，超前探水作業(yè)長(zhǎng)度不得小于10m，當(dāng)預(yù)估位置發(fā)生錯(cuò)誤，使得巖層完整性與強(qiáng)度無(wú)法滿足巖帽預(yù)留需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)結(jié)合具體情況對(duì)超前距離進(jìn)行明確。一般原則為，確保鉆水孔5m以內(nèi)巖體具有合格的完整性與強(qiáng)度。

2.3地下水防治技術(shù)

1）通過(guò)排氣壓入濃密水泥漿進(jìn)行防治水。相較于以往的豎井深孔涌水控制時(shí)先在注漿孔內(nèi)灌入水泥漿后再將管道埋送入孔內(nèi)的方法不同，這種方法采用水平或仰視預(yù)埋注漿孔的方法，可以有效規(guī)避傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)管體與孔壁間間隙密實(shí)的方法，需多次反復(fù)注漿的弊端，通過(guò)排氣壓入的方法，能夠保證水泥漿液的一次性有效灌注，且漿液固結(jié)后抗壓能力可達(dá)30MPa，能夠有效滿足封堵地下水涌出的需求。2）鉆孔上增設(shè)防突防噴裝置。鉆孔上布設(shè)的防噴防突裝置是實(shí)現(xiàn)高壓頂水鉆探作業(yè)安全、有效開(kāi)展的關(guān)鍵核心。在鉆進(jìn)作業(yè)防突中，盡管鉆機(jī)自身攜帶的液壓卡盤(pán)在實(shí)現(xiàn)高壓水擊穿時(shí)具有一定的夾持功效，但經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐可知，單純依靠液壓卡盤(pán)無(wú)法真正達(dá)到高壓涌水鉆探防突的安全需求。因此，為實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)作業(yè)的安全防護(hù)，可在鉆桿上布設(shè)異徑防突器，這一裝置能夠有效確保1000m以上水頭壓力下的探水作業(yè)安全性。防噴措施是指在高壓閥門(mén)上布設(shè)自伸縮式封口裝置，同時(shí)在高壓閥門(mén)同孔口管間布設(shè)減壓器與四通管，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明，其防噴效果良好。

2.4其他水文地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

2.4.1工程邊坡滑動(dòng)

此類災(zāi)害多發(fā)生于露天礦井，針對(duì)其的防治手段主要有：①坡角整平。這種方法有助于降低存在滑動(dòng)危險(xiǎn)巖體的自重，從而規(guī)避事故。具體操作上，當(dāng)高度較小時(shí)可將坡面削緩，確保其同水平面夾角小于原角度；當(dāng)邊坡較高時(shí)，可將其劃分為多個(gè)小段，制作成臺(tái)階狀，從而避免發(fā)生滑動(dòng)。②構(gòu)建擋土墻。在可能發(fā)生滑動(dòng)的邊坡間構(gòu)筑擋土墻，以阻擋其發(fā)生滑動(dòng)。擋土墻構(gòu)建必須以穩(wěn)定地層為根基，并在墻后布設(shè)排水設(shè)施以確?；瑒?dòng)體內(nèi)滲水的及時(shí)排除。

2.4.2地表塌陷

此類地質(zhì)災(zāi)害多是在存在巖溶發(fā)育狀況的礦區(qū)，由于建設(shè)作業(yè)時(shí)大量抽排地層地下水引起的巖溶塌陷。針對(duì)其的防治手段主要有：①回填密封。對(duì)已出現(xiàn)的塌陷坑，選用水泥漿、黏土等材料進(jìn)行回填，避免地表水的繼續(xù)滲入；②塌陷周邊構(gòu)建圍堤；③對(duì)塌陷坑內(nèi)積水進(jìn)行及時(shí)排干，避免發(fā)生二次潛蝕塌陷。④對(duì)淺層石灰?guī)r含水層進(jìn)行帷幕注漿作業(yè)，以階段地下水進(jìn)入塌陷坑的徑流通道。

3其他安全輔助措施

1）嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全規(guī)章制度，依照規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)并確保各類防治水設(shè)施布設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化。譬如水泵布設(shè)、水倉(cāng)布設(shè)、排水管理布設(shè)等必須依照生產(chǎn)設(shè)計(jì)嚴(yán)格修建并做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作。2）組建專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)狀況進(jìn)行持續(xù)性動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)查，記錄各類水文地質(zhì)現(xiàn)象，并將其繪制相應(yīng)的圖表以便及時(shí)分析，同時(shí)對(duì)其中的異常狀況及時(shí)進(jìn)行反復(fù)勘驗(yàn)，確保安全隱患的提前發(fā)現(xiàn)與治理。3）增強(qiáng)對(duì)礦區(qū)內(nèi)大型溝谷的監(jiān)測(cè)，對(duì)其疏水性能及滲漏能力做到全面掌控，對(duì)于出現(xiàn)的各類地裂縫及地表塌陷情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行填埋處理。4）掘進(jìn)作業(yè)時(shí)嚴(yán)格遵守“有掘必探，先探后掘”的方針，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)面出現(xiàn)安全威脅，應(yīng)當(dāng)及時(shí)撤離所有作業(yè)人員至安全區(qū)域。5）提前針對(duì)裂隙發(fā)育區(qū)及斷層進(jìn)行水文探測(cè)與安全防護(hù)措施，避免積水突入礦井，造成經(jīng)濟(jì)損失。

4總結(jié)

總而言之，地下水等地質(zhì)水文災(zāi)害作為煤礦建設(shè)中的多發(fā)性災(zāi)害，必將是礦井建設(shè)安全管理的永久話題之一。礦井管理者必須充分認(rèn)識(shí)這一問(wèn)題，積極采取有力措施，組織專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)建適應(yīng)自身礦井地質(zhì)實(shí)際的水文地質(zhì)災(zāi)害防治體系，在確保安全隱患有效消除的同時(shí)推動(dòng)建設(shè)作業(yè)的持續(xù)開(kāi)展，為礦井經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏提供永久保障。

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作者:類磊 單位:山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院