煤矿水文地质灾害防治技术浅析

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摘要：煤炭是我国最主要的能源，随着煤炭的开采向地下更深处发展，开采区域的水文地质情况，也越来越复杂。煤矿勘探工作中，如果不重视矿区的水文地质情况，盲目地进行煤矿开发，会很容易出现水文地质灾害，影响煤矿的安全开采，造成经济损失，严重的甚至危害工作人员的生命安全。因此，要提前做好预防工作，采取针对性的技术和措施，来减少煤矿水文地质灾害的发生。该文首先阐述了煤矿水文地质灾害的危害，然后分析了导致煤矿水文地质灾害的各种因素，最后探讨了防治煤矿水文地质灾害的技术与措施。

关键词：煤矿；水文地质灾害；防治；技术；措施长期

以来，我国经济和社会的发展，都离不开各种能源的支撑，尤其是煤炭，其作为最主要的能源，更是发挥了至关重要的作用。然而，随着煤炭的开采向地下更深处发展，煤炭开采区域的水文地质情况也越来越复杂。煤矿勘探工作中，如果不重视矿区的水文地质情况，忽视地下水的分布、体量、流向等情况，盲目地进行煤矿开发，会很容易出现水文地质灾害，影响煤矿的安全开采，给国家造成经济损失，甚至会危害工作人员的生命安全。因此，必须要未雨绸缪，提前做好预防工作，采取针对性的技术和措施，最大限度地减少煤矿水文地质灾害的发生，杜绝出现重大煤矿事故，保障煤炭生产的安全、平稳、可持续发展[1]。

1煤矿水文地质灾害的危害

1.1引发煤矿安全事故

在煤矿的安全事故中，80%以上的事故发生的原因，都是因为煤矿发生水文地质灾害，进而导致出现淹井、塌井等安全事故，甚至会造成人身伤亡事故。1.

2影响煤矿开采的进度

煤矿如果发生水文地质灾害，地下水会大量汇集，进入采掘工作面，如果出现排水困难，会引起煤炭开采工作环境的急剧恶化，导致煤炭开采工作的暂停，进而影响整个煤矿开采矿工作的进度。

1.3降低煤矿企业的经济效益

煤矿水文地质灾害的发生，会造成煤矿生产设施的损坏，危害工作人员的人身安全，加大煤矿企业的生产成本，因此会给煤矿企业带来很大的经济损失，降低煤矿企业的经济效益[2]。

1.4破坏煤矿所在地区的生态环境

如果发生水文地质灾害的煤矿处于岩溶充水矿床的地区，如果为了防治矿井被水淹而向外排水，大量的泥沙会随着水流一起排出溶洞，排水的时间如果太久，泥沙大量流走，会导致溶洞出现坍塌，破坏煤矿所在地区的生态环境。

2导致煤矿水文地质灾害的因素分析

导致煤矿发生水文地质灾害的因素，主要有以下3种。

2.1煤矿地基稳定性差

煤矿建设在地面上，地基的稳定性至关重要，是保障煤矿安全生产的基础。由于软土抗水流侵蚀的能力较强，受地下水的影响较低，因此在通常情况下，都会选择软土来建造煤矿的地基。虽然建造煤矿地基的软土，具有良好的抗水流侵蚀能力，但是它也有缺点，如硬度不足，在稳定性方面不如其他材料。由于软土的小孔中仍存在水压力，影响煤炭地基的稳定性。

2.2地下水的过度开采

我国的地下水资源是有一定限度的，并不是取之不尽、用之不竭的。地下水的过度开采，是煤矿水文地质灾害发生的一个重要因素。煤矿所在地区，如果人们对地下水过度开采，会使煤矿的地下水位出现下降，导致地下矿层空间出现压力变小的情况，在严重的情况下，会导致煤矿出现塌陷的地质灾害。

2.3煤矿地下水平衡失效现象

我国的国土面积达960万km2，地域非常辽阔。不同的地域，具有不同的地质结构、不同的水文条件。当来自不同地域的水流汇集到一起之后，水流的速度会不断加大，水流的动力也会渐渐增大，当水流的动力不断增大，达到一定的数值时，就会发生水平衡失效的现象，会导致矿物层的稳定性失调，进而引发煤矿水文地质灾害的发生。

3煤矿水文地质灾害的防治技术

3.1伽马射线技术在煤矿水文地质勘探中，主要的探测目的，就是确定勘探地区的地质状况，并掌握勘探地区的水文特征，然后根据此地区的地质状况、水文特征，采取科学、有效的对策，进而降低此地区煤矿水文地质灾害的发生率，保证煤矿开采的安全。利用伽马射线技术，对煤矿的地质层进行细致的扫描，同时借助计算机成像软件，可以确定不同的地质层中含水量的多少，进而可以比较精确地找到水源。伽马射线技术具有很多的优势，设备操作比较简单，不受煤矿地质环境的影响，尤其在断层带和裂隙带等比较特殊的煤矿地质环境下，可以得到重要的应用。

3.2钻孔透视技术

钻孔透视技术的工作原理，针对不同的岩层结构，无线电波会出现不同的透视效果、反射效果，进而勘探到岩层中存在的溶洞或者含水层。在不同的介质中，无线电波具有不同的传播系数，如果勘探的岩层中存在含水层，无限电波的频率就会出现波动。当电磁波在介质中传播时，接收装置可以采集电磁波的各项数据，并根据电磁波的频率、振幅进行定量的分析，从而判定岩层是否存在溶洞，以及溶洞和通道的具体位置，分析出煤矿层的地质状况、水位状况，从而为煤矿的安全生产提供参考。

3.3流量测井技术

流量测井技术的特点是简单方便，容易操作，能够节约测量资源，因此其应用非常广泛。利用流量测井技术，可以勘探煤矿的水文地质状况，在煤矿不同深度的界面上，根据断面的流量不同，可以探测不同深度水层的高度、水位，以及渗透性系数、煤矿层的含水层、隔水层，都可以得到精确的判断。对于煤矿层的水文动力特性、水位地质状况，运用流量测井技术，都可以精确地反映出来，因此对防治煤矿水文地质灾害工作发挥了很好的作用，取得了令人满意的应用效果。多种物探方法组合开展勘察的技术适用于山区复杂地形，而且不会破坏地表植被[3]。

4煤矿水文地质灾害的防治措施

4.1重视煤矿的防治水工作

在建设的过程中，要重视矿井的防治水工作，建立专门的水文地质机构，加强对防治水技术人员的培训，不断提升防治水队伍整体的专业技术水平。对近年来发生的煤矿重大水害事故，进行细致的调查研究，分析其发生的原因，归纳出里面的规律，并总结经验，吸取教训，做好未来煤矿开采中水文地质灾害的预防工作。随着煤炭开采层向地下的加深，煤矿的水文地质条件会越来越复杂。因此，在实际的煤矿开采作业过程中，必须树立安全第一的思想认识，工作中要采用最先进、最安全的作业方法。此外，在煤矿开采作业中，应做好煤炭开采设备日常的维护、保管工作，注意空气流通，做好井下通风，培训井下作业人员掌握各种危害的预防措施，以及危害发生后如何紧急处理，最大限度地防范煤矿水文地质灾害的发生[4]。

4.2重视煤矿水文观测工作

煤矿地面塌陷的形成，与矿区的岩溶地质条件、采空区，以及地下水等，关系密切[5]。为了更好地防治水文地质灾害，实现矿区防治水的目的，就要重视煤矿水文观测工作，掌握煤矿所在地的详细的水文地质资料，对煤矿资料进行调查、搜集，核查、统计，并进行详细记录，不断掌握详细的水文地质资料，并充分考虑煤矿所在地的气象、降水量分布，以及补给排泄等影响因素，制定详细的矿山防治水措施。在矿区的内部，要利用先进的技术，科学、合理地设置水文观测孔的位置，对煤矿所在地的水压、水位，以及水量的变化，进行科学、严密的监测、观察，并根据检测到的大量数据，总结出其变化的规律。矿井涌水量的数据，也是观测一个要点，要重点进行监测，并总结矿井涌水量随季节变化的规律。同时，对矿坑排水的监测，也要重视起来，对监测到的数据资料，及时地进行整理，如果发现异常，及时采取科学、合理的应对措施，消灭安全隐患，以避免煤矿水文地质灾害的发生。

4.3做好煤矿水文地质勘探工作

煤矿水文地质勘探工作是煤矿生产的关键环节，为煤矿资源的正常开采、井下水的治理，以及为煤矿建设、防治水患，都提供重要的参考依据。水文地质勘探工作可以为煤矿井下作业的顺利开展提供科学的预判。通过对水文地质勘探，可以确定煤矿地下水位的状况，对存在的井下涌水隐患进行及时排除，避免发生严重的涌水事故。为了避免煤矿开采的过程中发生水文地质灾害，在煤矿进行开采之前，要对煤矿所在地的地下水源分布情况，进行认真、细致的勘探，掌握煤矿所在详细的水文地质资料，为设置矿井工作面、巷道的布置位置，提供科学的依据，预测可能引起煤矿水文地质灾害的问题，并提前做好应对预案，从而有效确保煤矿开采作业的安全，最大限度地避免安全事故的发生。

4.4做好井下防探水措施

井下探水是做好矿区治水工作的重要环节。要严格遵守探水原则，有疑必探，先探后掘，充分做好安全评估工作，并采取针对性的安全措施。对井下探水突发事故，提前做好应急预案，并加强日常演练，积累经验。一旦出现水文地质灾害，能够反应迅速，及时地处置，将水文地质灾害的危害程度降到最低。矿区如果在地热田，有控热导水构造，地温场温度从断裂带向外逐渐降低[6]。要根据煤矿所在地的实际情况，每年在雨季到来之前，对矿井防治水工作，进行全面、细致的排查，如果排查出安全隐患，采取针对性的整改措施，将水文地质灾害的隐患及时地消灭掉，以保障煤矿开采作业的安全、顺利开展。

5结语

综上所述，煤矿水文地质灾害具有很大的危害，通过对导致煤矿水文地质灾害的因素进行分析，充分利用现有的技术条件，利用伽马射线技术、钻孔透视技术、流量测井技术、地震勘探技术等先进的科学技术，并采取有效的措施，重视煤矿水文观测工作，做好煤矿水文地质勘探工作，做好井下防探水措施，结合煤矿的实际情况，科学、合理地做好煤矿水文地质灾害的预防工作，保障煤矿工作人员的生命安全，提升煤炭开采作业的安全性，促进我国煤矿行业的可持续、健康、平稳发展。

参考文献

[1]周志强.煤矿地质灾害特征及防治措施[J].当代化工研究,2020(9):26-27.

[2]杨新武.煤矿地质灾害以及防护措施[J].石化技术,2020(1):264,266.

[3]阳映,闫清华,衣骏杰,等.综合物探技术在北京延庆松山隧道勘察中的应用[J].地质与勘探,2021,57(6)：1374-1382.

[4]任晓娇.关于中国煤矿地质灾害的分析与防治研究[J].能源与节能,2020(5):12-13.

[5]陈江军,石长柏,蔡足根,等.钟祥市磷矿区复合型地面塌陷形成机制研究[J].资源环境与工程,2021,35(6):867-874.

[6]邱辉,朱育坤,李朋,等.广东河源市黄村地热田地热地质特征及地热流体化学特征[J].地质与勘探,2021,57(6):1391-1400.

作者:张尚旺 单位:兖矿东华建设有限公司地矿建设分公司