煤矿井下防治水技术与施工研究

杜志伟,王瑞

山西岚县昌恒煤焦有限公司 山西省吕梁市033000

摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。煤矿资源储量逐年减少，而每年因为煤矿开采诱发的透水事故也是时有发生。因此，煤矿的防治水工作，对煤矿生产安全的保障具有极其重要的意义。本文首先分析井下水害防治工作现状，其次探讨井下防治水施工技术应用，以高度重视矿井水害的防治，保障人身财产安全，提高煤矿开采效率。

关键词：煤矿生产；防治水；技术应用

引言

煤矿资源的开采中，加强对生产安全生产效益的保障，有必要引进先进的技术手段，加强对水害问题的防范与治理。结合煤矿损害的类型，在钻探技术应用过程中，技术人员要明确技术关键点，改进技术应用中存在的不足问题，加强对水害问题的防治。确保煤炭开采活动的高效率、稳定运转，为煤矿开采活动创造更高的经济收益，推动煤矿行业长远发展。

1井下水害防治工作现状

我国一直较为重视煤矿生产中的地下水防治工作，结合多年的发展，目前针对地下水的防治已经具有相应的技术标准和规章制度。例如《井下水文地质勘测规程》《煤矿安全管理规程》和《矿井防治水管理条例》等，都对井下治水进行了制度引导和规范。与此同时，随着信息时代的发展，水害的防治技术也得到了升级。尤其是水文地质中的勘察领域，可以通过一些自动化的监测设备完成对水害防治的有效监控。在实际的水害治理中，一些带压帷幕的注浆技术、综合利用排放技术和防喷技术也不断被应用，且有着较好的水害防治效果，能满足煤矿生产中的井下水害防治需要。

2井下防治水施工技术应用

2.1地表水防治

煤矿开采作业开展前需对矿区、周围水流系统渗漏、汇水、疏水性能以及相关水利工程情况加以全面了解；对当地河道、水库、河中障碍物情况有所了解；明确采矿时存在地缝裂区、塌陷区、地表汇水分布情况；了解作业地区年降水量、最高洪水位；构建排水、防水、疏水系统；井口、场地建筑地面标高需要高于最高水位，或者修建沟渠、堤坝等措施抵御洪水，如果不具备可取安全措施，则需要填实封闭井口；矿区多在山区，容易出现滑坡、泥石流等地质灾害，井口和场地建筑应当避开危险地段。另外，不可将垃圾、炉灰、矸石堆放与河流、山洪冲刷地段，避免淤塞沟渠、河道，如果用于防治水河道内障碍物、堤坝破损，需要及时清理障碍、修复堤坝，避免地表水流进矿井。在使用时钻孔，需要根据相关规定安装井口盖。钻废孔应当封孔处理；报废立井需要封堵填实，或浇筑混凝土填实，并设置标志和栅栏；报废斜井需要封堵填实，并在井口垂深20m位置建筑混凝土墙，并使用泥土填实，在井口位置建筑厚度≥1m混凝土墙。对于平硐，需要从硐口封堵填实20m，并砌封墙；井口如果在河道、汇水区、斜坡附近，需要适当加长充填距离；各矿应当在雨季前结束塌陷、裂缝、小窖井口填补工作，对沟谷、地表河床过水地段、汇水段潜在隐患加以重点排查；雨季应当加强巡查，及时发现问题。

2.2井下干扰情况及相关的处理技术

对瞬变电磁法使用效果产生影响的主要有：巷道底板上安装的铁轨、巷道支护所用的锚杆和工字钢、运输胶带支架、巷道掘进机与钻机及巷道中使用到的金属管线等。在瞬变电磁法使用的过程中，这些金属设施会产生相对较大的瞬变电磁响应。例如，在巷道底板下选择使用重叠回线组合进行测量时，有铁轨地段相对于无铁轨地段可以产生的瞬变电磁响应超过几倍。从瞬变电磁法使用情况来看，金属管线、运输胶带支架、支护锚杆及运输铁轨等在瞬变电磁法使用的过程中，表现出的是低阻响应，这就导致测量得到的电阻率相对于实际情况要降低较多个数量级。但是从产生的影响来看，在测量线的方向整体较为平均，因此，在瞬变电磁法使用的过程中，可作为背景异常进行校正。对于巷道中的其他金属机电设备，例如钻机、掘进机、电动机、变压器等，这些设备对瞬变电磁法使用产生的影响相对较大，属于强干扰体，对瞬变电磁法资料的处理与解释会产生很大的影响。所以，在实际测量的过程中，对于测点的位置应当适当偏移，最大限度地避开这些干扰体；同时需要全面做好记录，从而在进行资料解释的过程中，将这些物体的影响有效排除。

2.3井下探放水钻探技术

该技术应用是以定向钻进技术为依据发展而来的，因为施工技术、施工环境具有一定的差异性，因此在使用定向钻井技术的过程中，需要从精确性、标准性等层面上加强把握。在井下钻探环节，精准地控制钻井靶点，确保钻进生产的精准程度，达到一定的理想标准。使用井下探放水钻探技术时，要从双面角度辩证的看待该技术的应用优势和应用弊端，因为该技术的应用过程中，把握精准度的难度较高。在具体的技术应用过程中，需要明确井下探放水钻探技术的关键点，合理地分析现场生产环境，提高勘探精准程度。

2.4加固注浆封堵工作

第一，涌水钻孔封堵。用高压注浆施工技术降低注浆环节的跑浆概率。需要注意的是，加固与封堵工作前，需要先利用水玻璃和水泥浆等材料进行勘探孔的封堵，并且将闸阀关闭，使注浆压力保持在7MPa左右。第二，加固裂隙带。需要落实分段施工与逐步掘进的施工原则，当完成上一段裂隙治理且达到施工标准后再进行下一段施工。首先，在进行注浆孔分段设置中，要设置连续9处且左、右、中、底、顶分别设置一处，这样更有利于封堵岩溶水和提高周围破碎岩石的坚固度。其次，注浆阶段中要对钻孔注浆的情况进行重点检查，保障巷道周围能形成良好的加固圈。一般注浆封堵材料的选择为水泥浆和粉煤灰，部分区域需要使用水玻璃进行固定，要保证注浆压力始终控制在5MPa以上。第三，巷道支护和短掘工艺。巷道的掘进有着“短支、短掘”的特点，在进行巷道施工中，空顶距离要控制在800mm内且用全断面锚网喷结构进行支护，同时对长锚杆参数进行明确（长2000mm、直径20mm）。在参考岩体压力分布数据后进行钻口布置，一般锚网选择钢筋网且在固定后利用C20混凝土完成喷射，最终喷射混凝土的厚度在150mm左右且使用锚杆（1m）固定。第四，注浆补强裂隙。工作的前提是完成注浆工作后仍存在渗水与漏水问题，这时需要及时进行补强工作，一般通过二次注浆技术的应用可使裂隙全部封闭，解决渗水问题。注浆方法为“深钻孔”注浆，补强材料为水玻璃、粉煤灰和水泥浆。

2.5迅速钻进救援技术

发生水害安全事故问题时，煤矿工程的技术人员需要立即抓住救援的黄金时间，展开救援工作，为后续的风险问题蔓延、扩散、防治争取时间。要利用迅速钻进救援技术开展搜救工作，保证被困人员的心态稳定和联络畅通，在救援时利用空气潜孔锤钻进工艺，输送空气，为被困人员提供充足的氧气支持。利用钻进技术，在救援活动中应考虑积水范围和深度，逐一排查安全隐患因素，展开快速救援。

结语

随着煤矿资源的不断开采，矿产资源也越来越少，煤矿开采期间的水害事故发生的概率也随之增大。为了能够合理、有效地预防并解决煤矿开采过程中的水害发生，就需要企业的不断努力，加大人才培养，提高矿井防治水人员的整体专业水平；做好矿井水文地质调查工作、强化防治水的资金保障投入、增强全员的安全意识、完善提升应急排水能力、选用合适的注浆加固堵水材料等一系列行之有效的措施，为煤矿企业生产安全提供可靠保障。

参考文献

[1]卢强.煤矿井下防治水技术与施工研究[J].矿业装备,2022(2):90-91.

[2]杨兵.煤矿井下防治水技术与施工研究[J].江西化工,2020(3):418-419.

[3]胡良杰.煤矿井下防治水技术与施工初探[J].当代化工研究,2020(3):93-94.