王雙銀

摘 要：采煤防水是每個(gè)煤礦面臨的共性問(wèn)題。做好采煤防水是搞好采煤安全的重要問(wèn)題之一，同時(shí)有利于保護(hù)水資源，把采煤對(duì)水資源的影響降到最低程度。只有了解水層下采煤防水的特性，才能根據(jù)本礦情況，做好相應(yīng)采煤防水的措施，達(dá)到知彼知己，預(yù)防為主的相應(yīng)策略。

關(guān)鍵詞：采煤；防水；措施

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）23-0174-01

所謂水層下采煤，指的是在開采煤層上方的地表水層下采煤，煤礦采煤防水問(wèn)題是一個(gè)常見(jiàn)性的問(wèn)題。由于地下開采引起的巖層移動(dòng)與變形可能改變水層和開采空間之間水力聯(lián)系的程度，弱的水力聯(lián)系增加了礦井的排水費(fèi)用，強(qiáng)的水力聯(lián)系有可能使開采影響范圍的地表水和地下水及泥砂突然潰入井下，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅。

1 水層下采煤防水的基本方法

目前，世界各國(guó)為了減少采煤對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，大多數(shù)采用保水采煤作業(yè)以控制因采煤帶來(lái)水利資源破壞，把采煤帶來(lái)環(huán)境影響減少到最低程度。保水采煤要求導(dǎo)水裂縫帶高度不波及地表及淺部含水層，使水體不向礦井泄漏。目前，大多數(shù)煤礦依舊采用條帶法、房柱法和充填法采煤，通過(guò)保留部分煤柱或充填采空區(qū)，降低導(dǎo)水裂縫帶高度，從而保護(hù)上面的含水層（體）。也可以采取疏降轉(zhuǎn)移開采區(qū)域的水體，等地層移動(dòng)變形穩(wěn)定、采動(dòng)裂縫閉合后，再允許水體流回的方法。煤礦管理中在防水要求預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采。

水層下采煤必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，保證開采過(guò)程中不發(fā)生災(zāi)害性的透水、潰砂事故，避免因礦井用水量突然增大而嚴(yán)重惡化井下作業(yè)環(huán)境。水層下開采需要清楚地了解水層的類型、煤巖的隔水性能和開采空間與水層之間可能的水力聯(lián)系。

2 水層下的采煤方式

①頂水采煤：對(duì)水層基本不處理，直接在水層下方采煤，水層與煤層之間保留一定厚度或垂高的安全煤巖柱。適用于水量大、補(bǔ)給充足、水層距開采煤層較遠(yuǎn)的條件。

②疏水采煤：利用排水系統(tǒng)，開掘疏水巷道或鉆孔，疏降上部水層，再在水層下方采煤。

③頂疏結(jié)合采煤：在受多種水層或多層含水層水層威脅的條件下采煤時(shí)，對(duì)于遠(yuǎn)離煤層，其間距大于導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊乃畬?，采用頂水采煤；?duì)于位于煤層直接頂之上或離煤層距離較近，其間距在垮落帶和導(dǎo)水?dāng)嗔褞Х秶鷥?nèi)的水層，采用疏水采煤。綜上可知，頂水和疏水取決于水層與煤層的間距和水層的類型。

④堵截水源與疏水采煤：采用粘結(jié)性材料注入含水層的孔洞中，形成地下?lián)跛∧?，切斷水的補(bǔ)給通道，然后疏水采煤。適用條件為：含水層厚度較小、補(bǔ)給通道集中、水文地質(zhì)條件清楚，具備可靠隔水邊界的砂巖或石灰?guī)r巖溶含水層中。

3 采煤防水安全措施

3.1 雨季期間的大氣降水及地表水

大氣降水對(duì)地面建筑、機(jī)電設(shè)備及供電系統(tǒng)的影響；以大氣降水形式使地表水過(guò)高造成井口進(jìn)水，為雨季“三防”工作的重點(diǎn)。

防治措施：及時(shí)查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況，疏水能力和有關(guān)水利工程等情況；了解當(dāng)?shù)厮畮?kù)、水電站大壩、江河大堤、河道、河道中障礙物等情況；掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料，建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。礦井井口和工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建筑物的標(biāo)高應(yīng)當(dāng)高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位。當(dāng)?shù)V井井口附近或者塌陷區(qū)內(nèi)外的地表水體可能潰入井下時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取安全防范措施。在地表容易積水的地點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)修筑溝渠，排泄積水。特別是低洼地點(diǎn)不能修筑溝渠排水的，應(yīng)當(dāng)填平壓實(shí)。如果低洼地帶范圍太大無(wú)法填平時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取水泵或者建排洪站專門排水，防止低洼地帶積水滲入井下。當(dāng)?shù)V井受到河流、山洪威脅時(shí)，應(yīng)當(dāng)修筑堤壩和泄洪渠，防止洪水侵入。對(duì)于排到地面的礦井水，應(yīng)當(dāng)妥善處理，避免再滲入井下。漏水的溝渠和河床應(yīng)當(dāng)及時(shí)堵漏或者改道。地面裂縫和塌陷地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)及時(shí)填塞，并制定相應(yīng)的安全措施。嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能沖刷到的地段，以免沖到工業(yè)場(chǎng)地和建筑物附近或者淤塞河道、溝渠。對(duì)于正在使用的鉆孔，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定安裝孔口蓋。對(duì)于報(bào)廢的鉆孔，應(yīng)當(dāng)及時(shí)封孔，防止地表水或含水層的水流入井下。觀測(cè)孔、注漿孔、電纜孔、與井下或者含水層相通的鉆孔，其孔口管應(yīng)當(dāng)高出當(dāng)?shù)刈罡吆樗弧?/p>

3.2 含水層水

施工的巷道大多面臨著砂巖含水層水的影響，在巷道掘進(jìn)時(shí)，可能出現(xiàn)滴水、淋水、涌水現(xiàn)象。其具體安全技術(shù)措施有：①首先試探開采，可簡(jiǎn)單總結(jié)為：先遠(yuǎn)后近（水層），先厚后薄（隔水層），先簡(jiǎn)單后復(fù)雜（地質(zhì)條件），先較深后較淺（煤層）的原則。

②分區(qū)隔離開采，如在采區(qū)四周均設(shè)防水隔離煤柱、在繞道和石門內(nèi)設(shè)永久性的防水閘門。

③全部充填法開采、部分開采和分層間歇開采，降低覆巖破壞高度。

④堅(jiān)持有疑必探，先探后采的原則，如掘進(jìn)工作面遇到以下四種情形：一是接近溶洞、含水豐富的含水層時(shí)，二是接近可能與河流、湖泊、蓄水池等相通的含水層時(shí)，三是接近被淹井巷、老空區(qū)時(shí)、打開隔離煤柱放水時(shí)等情況必須探水前進(jìn)，四是在巷道掘進(jìn)前采用物探探測(cè)頂、底板砂巖水，并針對(duì)性地采取鉆探疏放，大巷的排水溝及時(shí)跟進(jìn)至迎頭，完善掘進(jìn)工作面排水系統(tǒng)，保證排水能力滿足要求，并加強(qiáng)日常維護(hù)。對(duì)于井底主水倉(cāng)的外水倉(cāng)可能受基巖風(fēng)化帶及松散層水的威脅，在該區(qū)域施工前，應(yīng)進(jìn)行超前探測(cè)，采用疏、堵、排等措施，在確保排除水害威脅后方可繼續(xù)施工。

⑤正確設(shè)計(jì)防水隔離煤柱，水層下采煤時(shí)，除了要合理確定與開采上限有關(guān)的防水、防砂和防塌安全煤巖柱外，還要合理確定礦井之間和采區(qū)間的防隔水煤柱以及斷層和陷落柱防隔水煤柱。

3.3 斷裂構(gòu)造和陷落柱導(dǎo)水

①斷裂構(gòu)造的影響影響區(qū)域，還可能受其他伴生走向小斷層及裂隙的發(fā)育與其他含水層發(fā)生水力聯(lián)系而出現(xiàn)涌水、突水，影響井巷的正常施工，是本區(qū)施工中主要水害隱患，也是本年度礦井防治水工作的重點(diǎn)。

②陷落柱的影響。斷裂構(gòu)造及其破碎帶和陷落柱一般是地下水的良好通道，甚至是地下水源的富集區(qū)，是礦井水害的主要類型。

主要治理措施：嚴(yán)格堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘”原則進(jìn)行超前探放水，采取物探先行，鉆探驗(yàn)證的方法進(jìn)行探測(cè)，以查明斷列構(gòu)造或隱伏巖溶陷落柱的發(fā)育情況、空間分布形態(tài)，及其富水性、導(dǎo)水性。在接近以上斷層發(fā)育區(qū)域施工前，制定專門的過(guò)斷層超前探放水或注漿堵水等設(shè)計(jì)與安全措施。加強(qiáng)巷道支護(hù)及頂板管理，根據(jù)需要采取注漿加固等措施，排水系統(tǒng)及時(shí)跟進(jìn)，并加強(qiáng)日常維護(hù)。

當(dāng)井下巷道穿過(guò)與河流、湖泊、溶洞、含水層等存在水力聯(lián)系的導(dǎo)水?dāng)鄬?、裂隙（帶）、陷落柱等?gòu)造時(shí)，應(yīng)當(dāng)探水前進(jìn)。如果前方有水，應(yīng)當(dāng)超前預(yù)注漿封堵加固，必要時(shí)可預(yù)先構(gòu)筑防水閘門或者采取其他防治水措施。否則不準(zhǔn)施工。穿過(guò)含水層段的井巷，應(yīng)當(dāng)按照防水的要求進(jìn)行壁后注漿處理。

3.4 太灰、奧灰?guī)r溶承壓水害防治措施

當(dāng)在受承壓水威脅區(qū)域進(jìn)行采掘活動(dòng)時(shí)，必須進(jìn)行承壓采掘安全評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的安全防治措施。例如，在遭遇底板太灰、奧灰?guī)r溶承壓水的威脅時(shí)，進(jìn)行采掘進(jìn)活動(dòng)前應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)定：

①采取疏水降壓的方法，把承壓含水層的水頭值降到隔水層能允許的安全水頭值以下，并制定安全措施。總結(jié)適合礦區(qū)（井）的安全水頭值，指導(dǎo)安全生產(chǎn)。礦井排水考慮與礦區(qū)供水、生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，推廣應(yīng)用礦井排水、供水、生態(tài)環(huán)保三位一體優(yōu)化結(jié)合的管理模式和方法。

②承壓含水層的集中補(bǔ)給邊界已經(jīng)基本查清情況下，可以預(yù)先進(jìn)行帷幕注漿，截?cái)嗨?，然后疏水降壓采掘?/p>

③當(dāng)承壓含水層的補(bǔ)給水源充沛，不具備疏水降壓和帷幕注漿的條件時(shí)，可以酌情采用局部注漿加固底板隔水層和改造含水層為弱含水層的方法，但應(yīng)當(dāng)制定專門的設(shè)計(jì)及專門防止淹井的措施。

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