煤矿防治水工作常见问题和对策

期刊: 环球科学 2023年第13期 DOI: PDF下载

张延波

河北中煤四处矿山工程有限公司 河北省邢台市 054200

摘要

众所周知,煤矿开采难度较大,开采过程复杂,危险系数相对较高。随着矿井深度增加,发生火灾、瓦斯爆炸和矿井水害等意外事件的可能性也逐渐增加,矿井水害是开采煤矿时最常见的安全事故,一旦发生,其突水量远远大于矿井排水能力,严重威胁安全。


关键词

煤矿;防治水;问题

正文


1煤矿防治水工作常见问题

1.1地表水害

煤炭开采工作通常开展在矿山内部的地下空间,地势较低,同时煤矿周边会分布有形状、规模不同的河流湖泊。雨季会引起河流湖泊水位的暴涨,一旦出现决堤时会导致洪水倒灌进矿区,严重时会直接涌入到正常作业的矿井,造成严重的矿井水灾,影响施工人员的生命安全。

对于一些露天开采的煤矿,在完成开采任务之后会留下巨大的坑洞,储存大量的积水,在雨季时很有可能会渗入到地下矿井中造成煤矿开采事故。

此外,对于一些年代久远的矿区,开采历史较长,在矿井周围留存有众多的井坑,持续过度开采之后容易造成矿区地面的开裂,给雨季地表水的进入埋下安全隐患。

1.2老窖水水害

“老窖水”指的是在开采工作结束后的矿井或空洞内的积水,零散分布在开采矿井的周边。这些积水并不是一滩死水,会参与到自然界大气降水、补充临近河流等地下水系统的循环中,性质相当于地下水库。

虽然老窖水的水量不大,不至于形成突发的淹井事故,但在开采工作中破坏其隔水层,会导致老窖水的大量集中,同时混合周边的石块和泥沙,形成巨大的冲击力和破坏力,造成矿井口的堵塞,工作人员无法及时返回地面,生命安全遭受严重威胁。

此外,在老窖水离采矿区距离过近的情况下,会长期不知不觉通过“滴水”“淋水”“渗水”的方式进入到开采范围之内,隔水层一旦遭到误穿,会造成淹井事故的发生。

1.3煤矿奥灰承压水害

煤矿奥灰承压水是将奥陶系石灰岩作为煤矿底板的重力水,由于奥陶系石灰岩的延展面较大、厚度较高,所以常用作隔水层来承载大量的重力水,也增加了煤矿底板突水的风险。

 

奥灰底板隔水层的厚度通常在20cm左右,但当局部隔水层较薄时在水压和矿压的双重作用下,会导致隔水层的鼓破,造成大量承压水的涌入,形成煤矿奥灰承压水害。并且由于奥灰岩层承载的净水储量和补给水量较大,在突水事故中的破坏力极大,严重影响到矿井开采工作的安全进行。

2煤矿防治水成效提升策略

2.1理顺采煤工作面防治水技术应用思路

在实际操作过程中,技术人员需要在科学性原则、实用性原则的框架下,结合采煤工作面的实际情况,制订煤炭安全生产方案,重点明确开采区域的防治水要求以及工作流程,按照预防为主、防治结合的思路,开展工作。具体来看,技术人员要充分利用现有的技术手段,提高对采煤工作面所处区域的水流、地质等要素的分析评估能力,实现采煤工作面的动态监测评估,在此过程中,如果发现异常数据,应快速反应,启动应急预案,应对突发性的透水事故。同时对于重点区域进行重点监测,实时评估采煤面的状态,采取注浆加固等防治举措,消除水害风险。考虑到煤体开采区域的地质、水文环境复杂,为适应不同场景下的采煤工作面水害威胁防治要求,技术人员需要创新防治手段,丰富防治路径,优化防治内容,确保防治技术的应用效果可以达到预期目标。针对使用的水害威胁防治技术,应当反复论证分析,实现对防治水技术选择的最优化,保证采煤工作面防治技术的可行性,降低应用难度,在确保防治工作效果的同时,减少水害威胁防治技术的应用成本,避免产生额外费用。

2.2实现煤矿防治水的智能化

为掌握煤矿区域水体的分布情况,提高水体管控能力,要调整防治水的管控思路,通过有效融入技术要素,实现水害事故识别的精准化、处置的科学化及治理的智能化。通过引入技术要素,组建三维充水结构可视化模型,依托3D可视技术、瞬变电磁探测技术和高密度电法探测技术,掌握矿井各区域的水体分布情况,借助数字化形式,全方位展现地质环境,辅助管理人员提升水害危险性评级的准确性,为监测、疏降、注浆等技术活动的开展奠定坚实基础。对煤矿矿井含水层富水性的分析,技术团队可以借助模糊预测、灰色理论、人工神经网络和地理信息系统等,利用富水性指数法,提高数据分区获取、分析、评估的能力,借助系列数据的综合化整合,划分含水层富水性分区,实现水害风险快速识别与精准处置。建立煤矿水害监测预警机制,实现防治水的智能化,合理布设传感器、数据分集站、监控主机等设备,提高水情的远程监测能力,增强管理人员对水害风险点的持续追踪能力,确保防治水工作的有效性与合理性。

2.3组建职业化煤矿作业团队

考虑到煤矿防治水工作的专业性,在整个工作推进过程中,要发挥人力资源的优势,组建年龄结构合理、学历组成均衡的工作团队,促进煤矿防治水观念认知的转换及治理方法的升级,为水害灾害隐患的识别、处置等工作的有序开展奠定坚实基础。在实际工作过程中,煤矿要选择符合防治水工作开展要求的管理人员。技术人员、管理人员作为防治水活动的重要参与者,其专业化水平直接影响水害防治的质量,故应加强对人员素质的控制。煤矿要发挥主观能动性,从实践角度出发,组织开展专业技能培训,借助多种手段,提升施工人员素养,提高质量意识。管理和技术人员具备较强的管理和质量检验能力,能高效实施质量控制。同时,要有严谨的态度和精湛的技术,能够通过技术规范和质量验收规范有效控制防治水质量。

3结语

我国煤矿绝大多数为井工开采,开采工艺复杂,开采面临的水害多种多样,水害治理难度较大。为避免水害,保障生命安全和健康,进行开采作业时,煤矿必须高度重视防治水工作,根据矿井水文地质条件,坚持“一矿一策、一面一策”原则,从矿井水文地质条件出发,因地制宜采取综合防治技术,从根本上消除事故隐患,保障矿井安全生产,促进我国煤矿行业健康、稳定、可持续发展。

参考文献:

[1]李永顺.煤矿防治水技术研究与实践[J].石化技术,2020,27(11):117-118.

[2]杨耀霞.煤矿防治水技术研究[J].当代化工研究,2020,(22):45-46.

[3]贾旭凯.煤矿地质防治水工作面临的质量问题及防治策略研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(21):116-118.


...


阅读全文