煤礦水文地質災害防治技術淺析

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摘要：煤炭是我國最主要的能源，隨著煤炭的開采向地下更深處發展，開采區域的水文地質情況，也越來越復雜。煤礦勘探工作中，如果不重視礦區的水文地質情況，盲目地進行煤礦開發，會很容易出現水文地質災害，影響煤礦的安全開采，造成經濟損失，嚴重的甚至危害工作人員的生命安全。因此，要提前做好預防工作，采取針對性的技術和措施，來減少煤礦水文地質災害的發生。該文首先闡述了煤礦水文地質災害的危害，然后分析了導致煤礦水文地質災害的各種因素，最后探討了防治煤礦水文地質災害的技術與措施。

關鍵詞：煤礦；水文地質災害；防治；技術；措施長期

以來，我國經濟和社會的發展，都離不開各種能源的支撐，尤其是煤炭，其作為最主要的能源，更是發揮了至關重要的作用。然而，隨著煤炭的開采向地下更深處發展，煤炭開采區域的水文地質情況也越來越復雜。煤礦勘探工作中，如果不重視礦區的水文地質情況，忽視地下水的分布、體量、流向等情況，盲目地進行煤礦開發，會很容易出現水文地質災害，影響煤礦的安全開采，給國家造成經濟損失，甚至會危害工作人員的生命安全。因此，必須要未雨綢繆，提前做好預防工作，采取針對性的技術和措施，最大限度地減少煤礦水文地質災害的發生，杜絕出現重大煤礦事故，保障煤炭生產的安全、平穩、可持續發展[1]。

1煤礦水文地質災害的危害

1.1引發煤礦安全事故

在煤礦的安全事故中，80%以上的事故發生的原因，都是因為煤礦發生水文地質災害，進而導致出現淹井、塌井等安全事故，甚至會造成人身傷亡事故。1.

2影響煤礦開采的進度

煤礦如果發生水文地質災害，地下水會大量匯集，進入采掘工作面，如果出現排水困難，會引起煤炭開采工作環境的急劇惡化，導致煤炭開采工作的暫停，進而影響整個煤礦開采礦工作的進度。

1.3降低煤礦企業的經濟效益

煤礦水文地質災害的發生，會造成煤礦生產設施的損壞，危害工作人員的人身安全，加大煤礦企業的生產成本，因此會給煤礦企業帶來很大的經濟損失，降低煤礦企業的經濟效益[2]。

1.4破壞煤礦所在地區的生態環境

如果發生水文地質災害的煤礦處于巖溶充水礦床的地區，如果為了防治礦井被水淹而向外排水，大量的泥沙會隨著水流一起排出溶洞，排水的時間如果太久，泥沙大量流走，會導致溶洞出現坍塌，破壞煤礦所在地區的生態環境。

2導致煤礦水文地質災害的因素分析

導致煤礦發生水文地質災害的因素，主要有以下3種。

2.1煤礦地基穩定性差

煤礦建設在地面上，地基的穩定性至關重要，是保障煤礦安全生產的基礎。由于軟土抗水流侵蝕的能力較強，受地下水的影響較低，因此在通常情況下，都會選擇軟土來建造煤礦的地基。雖然建造煤礦地基的軟土，具有良好的抗水流侵蝕能力，但是它也有缺點，如硬度不足，在穩定性方面不如其他材料。由于軟土的小孔中仍存在水壓力，影響煤炭地基的穩定性。

2.2地下水的過度開采

我國的地下水資源是有一定限度的，并不是取之不盡、用之不竭的。地下水的過度開采，是煤礦水文地質災害發生的一個重要因素。煤礦所在地區，如果人們對地下水過度開采，會使煤礦的地下水位出現下降，導致地下礦層空間出現壓力變小的情況，在嚴重的情況下，會導致煤礦出現塌陷的地質災害。

2.3煤礦地下水平衡失效現象

我國的國土面積達960萬km2，地域非常遼闊。不同的地域，具有不同的地質結構、不同的水文條件。當來自不同地域的水流匯集到一起之后，水流的速度會不斷加大，水流的動力也會漸漸增大，當水流的動力不斷增大，達到一定的數值時，就會發生水平衡失效的現象，會導致礦物層的穩定性失調，進而引發煤礦水文地質災害的發生。

3煤礦水文地質災害的防治技術

3.1伽馬射線技術在煤礦水文地質勘探中，主要的探測目的，就是確定勘探地區的地質狀況，并掌握勘探地區的水文特征，然后根據此地區的地質狀況、水文特征，采取科學、有效的對策，進而降低此地區煤礦水文地質災害的發生率，保證煤礦開采的安全。利用伽馬射線技術，對煤礦的地質層進行細致的掃描，同時借助計算機成像軟件，可以確定不同的地質層中含水量的多少，進而可以比較精確地找到水源。伽馬射線技術具有很多的優勢，設備操作比較簡單，不受煤礦地質環境的影響，尤其在斷層帶和裂隙帶等比較特殊的煤礦地質環境下，可以得到重要的應用。

3.2鉆孔透視技術

鉆孔透視技術的工作原理，針對不同的巖層結構，無線電波會出現不同的透視效果、反射效果，進而勘探到巖層中存在的溶洞或者含水層。在不同的介質中，無線電波具有不同的傳播系數，如果勘探的巖層中存在含水層，無限電波的頻率就會出現波動。當電磁波在介質中傳播時，接收裝置可以采集電磁波的各項數據，并根據電磁波的頻率、振幅進行定量的分析，從而判定巖層是否存在溶洞，以及溶洞和通道的具體位置，分析出煤礦層的地質狀況、水位狀況，從而為煤礦的安全生產提供參考。

3.3流量測井技術

流量測井技術的特點是簡單方便，容易操作，能夠節約測量資源，因此其應用非常廣泛。利用流量測井技術，可以勘探煤礦的水文地質狀況，在煤礦不同深度的界面上，根據斷面的流量不同，可以探測不同深度水層的高度、水位，以及滲透性系數、煤礦層的含水層、隔水層，都可以得到精確的判斷。對于煤礦層的水文動力特性、水位地質狀況，運用流量測井技術，都可以精確地反映出來，因此對防治煤礦水文地質災害工作發揮了很好的作用，取得了令人滿意的應用效果。多種物探方法組合開展勘察的技術適用于山區復雜地形，而且不會破壞地表植被[3]。

4煤礦水文地質災害的防治措施

4.1重視煤礦的防治水工作

在建設的過程中，要重視礦井的防治水工作，建立專門的水文地質機構，加強對防治水技術人員的培訓，不斷提升防治水隊伍整體的專業技術水平。對近年來發生的煤礦重大水害事故，進行細致的調查研究，分析其發生的原因，歸納出里面的規律，并總結經驗，吸取教訓，做好未來煤礦開采中水文地質災害的預防工作。隨著煤炭開采層向地下的加深，煤礦的水文地質條件會越來越復雜。因此，在實際的煤礦開采作業過程中，必須樹立安全第一的思想認識，工作中要采用最先進、最安全的作業方法。此外，在煤礦開采作業中，應做好煤炭開采設備日常的維護、保管工作，注意空氣流通，做好井下通風，培訓井下作業人員掌握各種危害的預防措施，以及危害發生后如何緊急處理，最大限度地防范煤礦水文地質災害的發生[4]。

4.2重視煤礦水文觀測工作

煤礦地面塌陷的形成，與礦區的巖溶地質條件、采空區，以及地下水等，關系密切[5]。為了更好地防治水文地質災害，實現礦區防治水的目的，就要重視煤礦水文觀測工作，掌握煤礦所在地的詳細的水文地質資料，對煤礦資料進行調查、搜集，核查、統計，并進行詳細記錄，不斷掌握詳細的水文地質資料，并充分考慮煤礦所在地的氣象、降水量分布，以及補給排泄等影響因素，制定詳細的礦山防治水措施。在礦區的內部，要利用先進的技術，科學、合理地設置水文觀測孔的位置，對煤礦所在地的水壓、水位，以及水量的變化，進行科學、嚴密的監測、觀察，并根據檢測到的大量數據，總結出其變化的規律。礦井涌水量的數據，也是觀測一個要點，要重點進行監測，并總結礦井涌水量隨季節變化的規律。同時，對礦坑排水的監測，也要重視起來，對監測到的數據資料，及時地進行整理，如果發現異常，及時采取科學、合理的應對措施，消滅安全隱患，以避免煤礦水文地質災害的發生。

4.3做好煤礦水文地質勘探工作

煤礦水文地質勘探工作是煤礦生產的關鍵環節，為煤礦資源的正常開采、井下水的治理，以及為煤礦建設、防治水患，都提供重要的參考依據。水文地質勘探工作可以為煤礦井下作業的順利開展提供科學的預判。通過對水文地質勘探，可以確定煤礦地下水位的狀況，對存在的井下涌水隱患進行及時排除，避免發生嚴重的涌水事故。為了避免煤礦開采的過程中發生水文地質災害，在煤礦進行開采之前，要對煤礦所在地的地下水源分布情況，進行認真、細致的勘探，掌握煤礦所在詳細的水文地質資料，為設置礦井工作面、巷道的布置位置，提供科學的依據，預測可能引起煤礦水文地質災害的問題，并提前做好應對預案，從而有效確保煤礦開采作業的安全，最大限度地避免安全事故的發生。

4.4做好井下防探水措施

井下探水是做好礦區治水工作的重要環節。要嚴格遵守探水原則，有疑必探，先探后掘，充分做好安全評估工作，并采取針對性的安全措施。對井下探水突發事故，提前做好應急預案，并加強日常演練，積累經驗。一旦出現水文地質災害，能夠反應迅速，及時地處置，將水文地質災害的危害程度降到最低。礦區如果在地熱田，有控熱導水構造，地溫場溫度從斷裂帶向外逐漸降低[6]。要根據煤礦所在地的實際情況，每年在雨季到來之前，對礦井防治水工作，進行全面、細致的排查，如果排查出安全隱患，采取針對性的整改措施，將水文地質災害的隱患及時地消滅掉，以保障煤礦開采作業的安全、順利開展。

5結語

綜上所述，煤礦水文地質災害具有很大的危害，通過對導致煤礦水文地質災害的因素進行分析，充分利用現有的技術條件，利用伽馬射線技術、鉆孔透視技術、流量測井技術、地震勘探技術等先進的科學技術，并采取有效的措施，重視煤礦水文觀測工作，做好煤礦水文地質勘探工作，做好井下防探水措施，結合煤礦的實際情況，科學、合理地做好煤礦水文地質災害的預防工作，保障煤礦工作人員的生命安全，提升煤炭開采作業的安全性，促進我國煤礦行業的可持續、健康、平穩發展。

參考文獻

[1]周志強.煤礦地質災害特征及防治措施[J].當代化工研究,2020(9):26-27.

[2]楊新武.煤礦地質災害以及防護措施[J].石化技術,2020(1):264,266.

[3]陽映,閆清華,衣駿杰,等.綜合物探技術在北京延慶松山隧道勘察中的應用[J].地質與勘探,2021,57(6)：1374-1382.

[4]任曉嬌.關于中國煤礦地質災害的分析與防治研究[J].能源與節能,2020(5):12-13.

[5]陳江軍,石長柏,蔡足根,等.鐘祥市磷礦區復合型地面塌陷形成機制研究[J].資源環境與工程,2021,35(6):867-874.

[6]邱輝,朱育坤,李朋,等.廣東河源市黃村地熱田地熱地質特征及地熱流體化學特征[J].地質與勘探,2021,57(6):1391-1400.

作者:張尚旺 單位:兗礦東華建設有限公司地礦建設分公司