探析煤矿水灾害事故的原因及治理措施

    摘 要：煤矿水灾害事故一直是影响煤矿生产安全性、持续性的主要事故类型之一。特别是在当前供给侧结构性改革的大背景下，煤炭行业总体面临的生存环境更为恶劣，全面做好煤矿水灾害事故的防治工作更为关键。本文从煤矿水灾害事故出现的主要原因分析入手，研究了煤矿水灾害事故出现的征兆，并针对性提出了防止煤矿水灾害事故出现的主要治理对策。

    关键词：煤矿；水灾害事故；原因；治理措施

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.087

    0 引言

    从当前国内煤矿开采的实际特点来看，开采深度不断增加、地质条件日趋复杂是当前煤矿开采面临的实际情况。随着开采深度的增加、地质条件的不断复杂化，煤矿水害事故防治难度也在持续提升，例如，当前山东地区的多数煤矿均面临着带压开采的实际，煤矿面临的水压大、水量大，西北地区的煤矿，在开采侏罗纪煤层时，很多煤层顶底板均有突水溃砂的危险等等，因此，对煤矿水灾害事故的原因及治理措施进行分析较为重要。

    1 煤矿水灾害事故出现的主要原因

    煤矿充水的主要来源为地下水、地表水及大气降水。出现灾害事故主要为形成了充水通道。当前国内煤矿的充水通道主要为如下几类。

    1.1 断层裂隙导水

    在地质构造中，例如：褶曲、断层等位置，往往伴随有大面积的断层破碎带，这些断层破碎带通常情况下有着较好的透水性，形成了煤矿天然充水通道。

    1.2 导水陷落柱

    国内很多煤矿地层均包含有大量的石灰岩等可溶性岩层，在地下水的长期浸泡作用下，形成了洞穴，随着洞穴面积的不断增加，上覆岩层会出现不均匀的沉降，严重情况下出现大面积的坍塌，形成环状坍塌体，也就是“陷落柱”，大面积陷落柱的存在，也给矿井形成了天然的通水通道，同时也非常容易将地下水与矿井巷道导通，形成煤矿突水。

    1.3 矿井顶板冒落

    随着煤矿开采面积的不断增加，矿井顶板会持续性冒落，随着顶板冒落范围的不断扩大，若矿井并没有采取针对性的顶板支护对策，随着采空区范围的不断增加，非常容易出现顶板断裂、离层的情况，顶板的断裂、离层均会形成天然的导水通道，增加煤矿出现水灾的概率。

    1.4 采空区积水、老窑水影响

    由于我国煤炭资源开采历史因素等因素的影响，很多地区原来均有较大的小煤矿，这些小煤矿在开采的过程中，通常并没有按照自身可采的范围进行开采，往往是“哪里容易开采就开采哪里”，且矿井的排水设施不完善，在国家对小煤矿进行整合之后，很多小煤矿关停，随着时间的推移，小煤矿原有的采空区内积累了大量的积水，形成“老窑水”，由于小煤矿开采的不规则性，导致当前很多煤矿在开采的过程中非常冒出大量的积水区，增加了矿井水害发生的概率。此外，上层煤层开采之后，采空区也非常容易形成积水，在下层煤层开采时，随着下层煤开采面积的不断扩大，煤层顶板容易出现各种导水裂隙，导致将上层顶板的水导通到下层煤，影响到下层煤开采的安全性。

    1.5 带压开采

    带压开采是当前很多煤矿面临的现实，随着开采深度的不断增加，承压水压力也在不断提升，这就增加了煤矿出现突水的概率，特别是在一些地质条件较差、煤矿采动影响的区域，非常容易形成煤矿突水，带来严重的煤矿水灾事故。

    2 煤矿水灾害事故出现的征兆

    煤矿出现水灾之前往往有着明显的征兆，主要有如下几个方面：

    （1）煤层出现发暗、发潮且没有光彩。

    （2）煤壁出现了明显的“挂壁”，如同人“流汗”一样。

    （3）煤层温度出现了明显的下降，当人触摸时有明显的发冷，且整个发冷的时间较长。

    （4）煤层内有明显的“滋滋”声，这种情况下，在承压水条件下非常明显。

    （5）煤矿涌水量出现了明显的增加。

    （6）水体的颜色与气味出现了较大的变化，如果水体的酸性增加，有着明显的臭鸡蛋、涩味，水体呈现红色明显，用手搓水有明显的发滑的感觉，这通常情况下是老空区透水的前兆。若水体呈现的甜味，多数情况下是断层水、流沙水的前兆。若碰到了石灰岩溶洞，则水体往往有臭味，且水体呈现灰色、发黄。

    3 防止煤矿水灾害事故出现的主要治理对策

    3.1 全面做好地表水的防治

    大量煤矿透水事故表明，做好地表水的防治工作对于降低煤矿透水事故发生概率，提升煤矿生产的安全性有着非常重要的作用。在具体实施的过程中，首先应当做好对地表水特点、性质及变化规律的深入研究工作，同时，对于煤矿所处区域的气候条件、地形地貌等条件进行深入的分析，从而确定出需用设定的防排水工程及防治水措施。通常情况下，可从6个方面进行入手：

    （1）注意对山洪等积水的排泄。

    （2）对于地表的水源应当全面迁移或者疏干。

    （3）对于煤矿周边的河床应当进行针对性的加固，对于通水通道采用钻孔、灌注的方式进行封堵。

    （4）对于煤矿周边的洼地进行平整、充填，防止形成积水区域。

    （5）条件允许的煤矿，可以在工业场地等上游区域构建建筑水库，在雨季之前将水位降低到合理的位置，从而提升整个水库的蓄水量，减少雨季等极端天气条件对矿井的威胁。

    （6）增强对煤矿地表a防水工程的检查工作，特别是在雨季到来之前，对于煤矿的防水工程进行全面的检查分析。

    3.2 全面做好地下水的防治工作

    对煤矿地下的通道和水源做到全面的查明，通常情况下从如下几个方面入手：

    （1）对煤矿冲击层的厚度与组成进行分析，从而更为精确的掌握冲击层的含水性与透水性。

    （2）对煤矿区域内断层与裂隙的位置、延伸长度、错动距离、导水性能、含水情况及破碎带的范围进行全面的勘察分析。

    （3）对煤矿隔水层、含水层的厚度、数量及位置进行全面分析，精确的掌握各含水层的涌水量与透水情况，确定出科学的开采煤层与各含水层之间的安全距离。

    （4）煤层开采过程中，对于顶板下沉情况、地表塌陷情况等方面进行及时全面的分析，找准其对矿井涌水的影响。

    （5）全面做好煤礦的水文观测工作，对于当地的河流资料、降水量、当地气象等方面的资料进行全面及时的梳理分析，找准矿井水的来源，确定其补给关系。

    （6）做好疏放水工作。疏放水就是在探明矿井水源之后根据水源的类型采取不同的疏放水方法，有计划、有准备地将威胁矿井安全的水源疏放干，它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。

    （7）做好注浆堵水工作。将专门制备的浆液（堵水材料）通过钻孔压入地层的裂隙、溶洞或断层破碎带，使浆液扩散、凝固、硬化，达到充填堵塞涌水通道、隔离水源之目的。

    4 结束语

    综上分析，导致煤矿水灾害事故的原因类型较为众多，但是很多水害事故出现之前均有着不同类型的征兆，且从煤矿实际生产情况来看，煤矿水灾害事故均是可防可治的，因此，这就需要煤矿生产单位、地质勘探单位及相关的监管单位，严格按照煤矿生产规程，切实扛起安全生产的责任，做好对煤矿开采、掘进等过程中，水害的勘探防治工作，将煤矿水灾害事故发生概率降低到最低，提升煤矿生产的安全性与可持续性。

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    作者简介：陈祥春（1989-），男，福建连城人，大专，助理工程师，研究方向：水害防治。