煤矿水害防治中的综合水文地质分析方法

煤矿水害防治中的综合水文地质分析方法

王胜娟

130202197802060668，河北 邯郸 056004

摘要：本次研究对煤矿水文地质特征评价要点浅谈，对煤矿井下水害类型和成因加以分析，然后对综合水文地质分析法在煤矿水害防治中的应用策略实行刍议，主要宏观分析水文地质条件、回采工作面综合水文地质条件。在此之后，对煤矿防治水措施及地下水管理方法加以研究，因煤矿勘探至开采过程中会产生大量水文地质资料反映井田水文地质地下水集成情况，这为水文地质工作人员回采、突水预报相关工作提供了良好支持，因而需重视煤矿水害防治工作实施的意义，合理使用综合水文地质分析法做好煤矿水害防治方面工作。

关键词：煤矿；水害；综合水文地质；防治对策

引言

通过宏观分析水文地质条件、回采工作面综合水文地质条件，便于明确井田水文地质问题为水害防治和治理工作提供数据方面支持，所以建议在煤矿水害防治中应用综合水文地质分析方法，以此有效防治水害情况并维护煤矿企业的经济效益。

1 煤矿水文地质特征评价要点浅谈

矿区水害事故发生频率较高直接关系到人们的生命安全和财产安全，对于矿区地下水文地质条件加以全面分析极其关键，在煤矿开采时应确保安全生产水文地质资料信息完整无缺项，对于资料信息不全的情况及时补充勘探资料，同时参照数据信息、四周矿井、地质资料等全面分析矿井地下含水层情况。在煤层采动期间煤层上覆岩层受到不同程度影响，出现离层和冒落相关情况，所以逐渐形成导水裂隙带，造成补水和排水条件发生变化，不仅如此松散含水层水渗透产生区域性水位下降，这对地下水平衡构成了严重破坏。工作面巷道、采空区，对含水层实行打通此时含水层的水处于工作通道位置，使得原地下水受到严重影响，故此建议联系实际状况作以综合分析，提前勘探危险区排除工作面富水区的安全隐患，实行预测评价后采用相关防治措施进行处理，为构建相应的排水系统打下良好基础。

2 煤矿井下水害类型和成因分析

矿井水害的发生致使煤矿生产期间工作人员生命安全受到威胁，总结以往经验发现矿井常见水害类型如下：（1）孔隙水水害。为雨季大气降水补给含水层所致，在实际开采的过程含水层含水量不断加大故而发生渗漏出现水害问题；（2）裂隙水水害。该种水害为砂石含水层渗透至矿井作业区域，所以会引发水害情况；（3）老窖积水水害。这种水害的出现和采空区资料不完整或是定位不准确所造成，在实际开采的过程出现导通积水引发水害；（4）地表水水害。因矿井井口灌入/开采后顶板冒裂带为贯通的状态所致，导致地表塌陷带出现水害状况；（5）构造水害。构造水害为揭露地下构造导通含水层涌出大量水造成。

煤矿井下水害发生成因：（1）矿井水文地质情况不明确、和水害危险区距离较小且没有提前探放水盲目施工，因而引发矿井水害问题；（2）没有按照要求开采对防水煤和岩柱构成损坏、施工质量不达标所致顶板冒落、导通强含水层等，均为造成矿井水害发生的基本原因；（3）雨季没有做好地表水预防工作，排水设备不合理使用、管理人员管理意识薄弱等，亦为引发矿井水害的原因。（4）工作人员不能正确看待矿井水害问题违规操作，企业方面为维护自身经济效益没有定期组织工作人员接受培训学习，致使工作人员不能严格遵循煤矿安全规程、防范措施进行开采作业，故此无法保证矿井生产的安全问题，埋下安全方面的隐患。

3综合水文地质分析法在煤矿水害防治中的应用策略刍议

3.1水文地质条件分析情况

第一实行边界条件分析。井田自然边界进水条件作为水文地质条件分析的关键部分，主要对勘探阶段检测可对边界矿井水文地质作以验证，涉及边界进水性质、进水位置，以及进水量大小等内容，通过布置观测孔、实行连通试验的方式，确定边界控制条件加强控制。

第二实行断层控水分析。断层关系到矿井充水情况，大型断层和中型断层均会对含水层切割、隔水层切割，利于及时切断含水层与隔水层的供水，形成井田水文地质系统边界，对地下水垂直方向流动条件、水平方向流动条件加以控制[1]。断层控水的主要作用：（1）断层四周煤层隔水层/防护岩层厚度、岩石强度可很好的掌握；充水含水层、对盘岩石为对接的状态，充水含水层和煤系中的砂、泥岩充分接触，则处于不导水的状态；反之，充水含水层和煤系中的砂泥岩不接触保持导水状态；（3）断层自身具备导水功能，所以直接关系到断层力学性质、交叉及切割等方面情况，同时存在一定的规律。

第三实行地下水流场分析。井田单元内部地下水流场分析时，联系不同勘探阶段观测网检测数据信息、地下水流场图，对井田范围地下水天然排泄特征、人为排泄特征，以及地下水补给方向、矿井充水特征等实行分析，以此准确了解矿井水的来源。经对初始流场和当前流场比较发现，对地下水流场中地下水均衡量值作以分析非常必要，利于使得水均衡满足实际要求，避免出现水量不足方面问题，可以将其作为评价区域水害严重程度的重要指标[2]。

第四实行案例分析。以典型突水案例为主分析发现，突水情况的出现对矿井生产的影响较大，突水发生成因为受到井田水文地质条件及开采破坏相关因素所影响，矿区突水形成存在规律性，为有效掌握突水的规律需明确突水水源及突水通道情况，以便通过多种路径处理有效防范突水问题，比方说：减小采煤工作面倾向长度和控顶距、预留足够数量的防水煤柱、降低煤层顶板开采压力等路径。

第五实行含水层岩溶发育规律分析。联系钻孔钻进采集资料掌握岩性变化、构造主要特征，以及冲洗液使用量等信息，经对上述观测资料分析研究、参照相关数据探测结果，总结灰岩含水层岩溶发育的基本规律，合理划分含水层岩溶水分地质区域。

3.2 回采工作面综合水文地质条件分析情况

回采工作面处于井田地下水系统规定位置，实行综合水文地质分析的同时对回采工作面，在实际开采前、开采过程中地下水流动系统所处位置、发生突水的概率进行预测，主要涉及突水位置和突水量大小方面内容。然后合理使用临阵预报法、采用相应的突水处理方案，借助绘图支持系统的作用扩大工作面的范围，将重点工作放在开采面观测孔数量的确定方面，通过克里格趋势分析法完善区域相关参数，同时确定不同的半径在各种条件获得相关观测数据，为回采工作面综合水文地质条件分析工作提供良好的支持[3]。

4煤矿防治水措施及地下水管理方法研究

4.1 煤矿防治水方法

通过综合水文地质条件分析、回采面水文地质条件分析，可以不同方向明确井田充水相关要素，并且采用适合的防治水方法，要求正视综合水文地质分区情况，使用相关资料对井田水文地质条件和开采条件进行分析，旨在结合不同区域具体状况选择适合的防治水对策作以处理。其中井田内封闭/半封闭和充水水源为薄层灰岩岩溶水，疏干水量+水位降速在水文地质条件较佳区域应用效果较好，便于很好的控制疏放预防水害问题的出现，实际处理水害问题的时候考虑到断裂带突水主要特点，然后在水文地质规定下加强治理比如：合理预留防水煤柱[4]。与此同时，可实行钻孔探放水操作，因矿井面积较小积水量有限，而且没有补给水源为老空水，因而建议在四周巷道掘进工作面探放水钻孔，以此有效预防水害情况的发生，严格控制成本投入更好的进行探放水工作。

4.2煤矿地下水信息管理方法

较多矿区水文地质管理理念和方法滞后，而这也是造成无法很好的适应高产高效采煤技术要求的主要原因，并且在预测预报工作面突水问题方面效果不理想，在发生突水问题后不能作以深入分析造成严重的后果。针对于此，应对工作面综合水文地质条件实行全面分析，及时获取水文地质相关信息加强对矿井地下水信息方面的管理，首先构建不同类型水信息数据库管理系统、和综合水文地质分析技术配套的绘图系统，要求具有人机对话功能满足矿区技术人员工作需要；其次保证水文地质数据准确，对于突水资料而言作以分析及整理处理，在此之后绘制完善的分析表格，对突水具体原因进行分析，这个过程使用专业语言描述。水位观测资料包括地下水动态观测网分布图、观测孔运行区间图，为获得绘制支持应使用绘图支持系统观测孔水位情况，然后明确突水水源、不同含水层补给关系，以及断层导水性情况等信息，从而提升地下水分析工作的整体效率[5]；除此之外，做好水化学数据分析和整理方面工作，通过水化学分析资料、地下水动态分析的方式，了解突水水源、建立水化学资料数据库，客观评价模型算法程序、水化学数据库系统。其他防治方法：在煤矿生产期间加大对矿工的培训力度，使得所有工作人员均准确掌握透水发生前容易出现的相关征兆，发生突水情况立即告知管理人员采用针对性对策解决该方面问题。实际挖掘前实行观测，通过收集相关资料数据信息重点对存在安全隐患区域观测，提前做好标注处理加强防范。不仅如此，还应该编制企业完善的规章机制，促使所有工作人员遵循具体标准执行工作，以此保证工作人员和煤矿生产的安全，并提高煤矿生产方面的经济效益。

4.3认真实行勘察工作

煤矿企业开采前需对矿区水文地质情况加以了解，使用先进技术和探测设备进行煤矿现场勘探，要求详细记录勘测的数据信息，然后合理划分工作面富水区，以便帮助工作人员准确掌握地下水状况，为正常进行煤矿作业提供良好支持、防止发生水害问题。

4.4观测水量并实行堵截治理

观测水位深度、温度，以及压力和水质等情况后，实行全面分析和详细记录、预测预报，在煤矿开采期间认真检查通风情况及瓦斯情况，加强不同部门间的协调与配合，要求预留防水煤柱阻隔水源，以此减小水害造成的不良影响。除此之外，可通过堵截的防治加强矿井水害治理，使用堵水材料对相应位置、通道作以围堵处理，目的为及时拦截水降低危害。

4.5提高工作人员防治水害方面意识

煤矿开采时需获得人力资源及技术方面的支持，编制完善的安全管理机制和管理责任机制，促使工作人员遵循相应的规章机制认真落实各项工作，定期由煤矿企业方面组织工作人员接受安全作业与技术操作方面的培训，从而促使工作人员加强自身安全保护意识、防治水害意识，充分发挥出自身在煤矿开采中的最大职能，提前做好水害防治工作。

5 结语

综合水文地质分析法的应用融合了地下水系统分析理论、水害防治理论，能够对地下水流、边界高度进行模拟，考虑到边界控水条件并合理使用绘图支持系统加以分析，如此一来有利于从宏观分析水文地质条件，通过技术、模型，以及综合水文地质分析等多种路径诊断水害、防治水害，保证煤矿作业的安全问题。除此之外，可通过煤矿防治水、煤矿地下水信息管理、实行勘察等路径有效预防水害。

参考文献：

[1]李本军.新疆地区煤矿矿井水文地质条件和防治水问题分析[J].中国煤炭地质，2022，34(z1):45-49.

[2]孙文洁，任顺利，武强，等.新常态下我国煤矿废弃矿井水污染防治与资源化综合利用[J].煤炭学报，2022，47(6):2161-2169.

[3]周对对.大佛寺煤矿主要水害类型及防治工程实践[J].陕西煤炭，2022，41(4):152-155，166.

[4]李相海.浅谈苇子沟煤矿水文地质特征及防治措施[J].煤矿现代化，2022，31(1):113-115.

[5]赵世军，鹿存金，边凯，等.银星一号煤矿侏罗系煤层顶板砂岩水害特征及防治技术[J].煤矿安全，2022，53(12):76-84.