水文地质灾害防范研究

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摘要:地下水等水文地质灾害作为矿井建设中的多发事故，长期以来对煤矿建设质量与安全造成严重威胁。文章以此为出发点对煤矿建设中的水文地质灾害防范展开探究，文中笔者在分析加强矿井建设中水文地质灾害研究必要性的基础上，对地下水防治的原则与要求进行分析，并结合自身实际对相应的防治措施进行介绍，最后还对其他安全辅助措施进行总结分析，希望能够对实现煤矿建设中的水文地质灾害防范起到良好的借鉴与参考。

关键词:煤矿建设；水文地质灾害；地下水；必要性；防治措施

0引言

煤矿生产建设过程中各类水文地质灾害一直是威胁作业安全的重要因素之一，而这些水文地质灾害的主要诱因便是地下水，因此对地下水的防治便成为了煤矿建设乃至生产中始终如一的重点内容。加强对地下水的有效防治，其目的在于保障煤矿建设生产安全，避免灾害事故的出现；科学、合理地减小矿井涌水量，实现生产成本的优化并改善建设作业环境；鉴于这些目的，在进行地下水防治时必须充分立足矿井生产实际，采取具有针对性的防治措施，从而做到地下水威胁的有效消除。

1加强矿井建设中水文地质灾害研究的必要性

1.1有助于提升煤炭开采作业安全性

我国煤炭资源有着分布广泛、储量丰富且地质状况复杂多变的特点，为矿井生产建设带来诸多不便。因此，这就要求煤矿建设时必须严格依照和参考相关的水文地质报告内容开展作业，从而确保矿井建设与煤炭资源开采的安全性，并为煤炭资源的高效、高质开采提供必要保障。但由于过去各大矿区在水文地质灾害防治方面投入力量的不足，导致过去矿井建设中透水事故频发，不仅造成重大经济损失，同样也引起了严重的人员损伤，进而严重威胁了煤炭产业的持续高速发展。有鉴于此，煤矿在建设过程中必须增强对水文地质灾害问题的防范意识，通过构建系统性的防治体系，真正做到安全隐患的有效消除，从而为煤炭后续生产安全系数的提升奠定基础。

1.2提升煤炭开采合理性

矿井建设过程中水文地质灾害的有效调查一方面能够为建设作业提供安全指导，另一方面根据当地地质状况而编制的水文地质报告同样是矿井后续生产及扩建作业的重要参照，对于优化生产布局，保障生产安全意义重大。现阶段，国内各大矿井均已充分认识到水文地质勘测的必要性，在矿井建设时均会积极开展水文勘测作业，从而为矿井的后续良性发展提供了切实可靠的源动力。

2煤矿建设中的地下水防治

2.1防治思想与基本原则

煤矿建设作业时地下水一直是十分常见的问题之一，其威胁性十分严重。一旦地下水揭露，轻者会严重阻隔生产的持续开展，提升作业成本，并对矿区环境造成负面影响；重者则会直接引起安全事故，造成重大经济损失的同时引起人员伤亡。因此增强对地下水等水文地质灾害的防治研究，必将成为矿井建设中的永久话题，具体开展上应当秉承“立足实际、环境友好”的基本原则。一方面从矿井自身实际着手，在充分分析自身水文地质特征的基础上，选用具有针对性的防治措施开展地下水防治，另一方面遵守环境友好的绿色发展模式，摒弃过去单纯疏干为主的方式，实现地下水防治的同时实现水资源的有效利用，达成矿山绿色发展目标。

2.2地下水防治具体要求

1）竖井作业必须依照相关作业规程严格开展，前期进行全面的工程勘测，在真正掌握井筒周边地质水文环境，并有效预测井筒涌水量与含水结构的基础上开展后续施工。2）在井下主体巷道施工作业前，应预先编制详实的水文地质平、剖面图，编写地质状况说明书。井巷作业期间，应安排专业技术人员对水文地质状况进行实时跟踪管理，以及时对水文地质状况进行修正，以更好的保障作业。3）对已知的导水构造或含水地层，在作业揭露前应提前进行超前钻探，对导水构造或含水地层的具体位置、区域面积及厚度等基本情况进行探测，并以此为基础，通过分析导水构造或含水地层的施工作业环境、涌水量等对其相应的防治措施进行制定。通常，在坚硬岩层中，超前探水作业长度不得小于10m，当预估位置发生错误，使得岩层完整性与强度无法满足岩帽预留需求时，应当及时结合具体情况对超前距离进行明确。一般原则为，确保钻水孔5m以内岩体具有合格的完整性与强度。

2.3地下水防治技术

1）通过排气压入浓密水泥浆进行防治水。相较于以往的竖井深孔涌水控制时先在注浆孔内灌入水泥浆后再将管道埋送入孔内的方法不同，这种方法采用水平或仰视预埋注浆孔的方法，可以有效规避传统工艺无法实现管体与孔壁间间隙密实的方法，需多次反复注浆的弊端，通过排气压入的方法，能够保证水泥浆液的一次性有效灌注，且浆液固结后抗压能力可达30MPa，能够有效满足封堵地下水涌出的需求。2）钻孔上增设防突防喷装置。钻孔上布设的防喷防突装置是实现高压顶水钻探作业安全、有效开展的关键核心。在钻进作业防突中，尽管钻机自身携带的液压卡盘在实现高压水击穿时具有一定的夹持功效，但经过工程实践可知，单纯依靠液压卡盘无法真正达到高压涌水钻探防突的安全需求。因此，为实现钻进作业的安全防护，可在钻杆上布设异径防突器，这一装置能够有效确保1000m以上水头压力下的探水作业安全性。防喷措施是指在高压阀门上布设自伸缩式封口装置，同时在高压阀门同孔口管间布设减压器与四通管，经实际应用表明，其防喷效果良好。

2.4其他水文地质灾害防治技术

2.4.1工程边坡滑动

此类灾害多发生于露天矿井，针对其的防治手段主要有：①坡角整平。这种方法有助于降低存在滑动危险岩体的自重，从而规避事故。具体操作上，当高度较小时可将坡面削缓，确保其同水平面夹角小于原角度；当边坡较高时，可将其划分为多个小段，制作成台阶状，从而避免发生滑动。②构建挡土墙。在可能发生滑动的边坡间构筑挡土墙，以阻挡其发生滑动。挡土墙构建必须以稳定地层为根基，并在墙后布设排水设施以确保滑动体内渗水的及时排除。

2.4.2地表塌陷

此类地质灾害多是在存在岩溶发育状况的矿区，由于建设作业时大量抽排地层地下水引起的岩溶塌陷。针对其的防治手段主要有：①回填密封。对已出现的塌陷坑，选用水泥浆、黏土等材料进行回填，避免地表水的继续渗入；②塌陷周边构建围堤；③对塌陷坑内积水进行及时排干，避免发生二次潜蚀塌陷。④对浅层石灰岩含水层进行帷幕注浆作业，以阶段地下水进入塌陷坑的径流通道。

3其他安全辅助措施

1）严格遵守各项安全规章制度，依照规程进行生产作业并确保各类防治水设施布设的标准化。譬如水泵布设、水仓布设、排水管理布设等必须依照生产设计严格修建并做好日常维护保养工作。2）组建专业技术团队，对矿区水文地质状况进行持续性动态跟踪调查，记录各类水文地质现象，并将其绘制相应的图表以便及时分析，同时对其中的异常状况及时进行反复勘验，确保安全隐患的提前发现与治理。3）增强对矿区内大型沟谷的监测，对其疏水性能及渗漏能力做到全面掌控，对于出现的各类地裂缝及地表塌陷情况应及时进行填埋处理。4）掘进作业时严格遵守“有掘必探，先探后掘”的方针，一旦发现作业面出现安全威胁，应当及时撤离所有作业人员至安全区域。5）提前针对裂隙发育区及断层进行水文探测与安全防护措施，避免积水突入矿井，造成经济损失。

4总结

总而言之，地下水等地质水文灾害作为煤矿建设中的多发性灾害，必将是矿井建设安全管理的永久话题之一。矿井管理者必须充分认识这一问题，积极采取有力措施，组织专业技术人员构建适应自身矿井地质实际的水文地质灾害防治体系，在确保安全隐患有效消除的同时推动建设作业的持续开展，为矿井经济效益与社会效益的双赢提供永久保障。

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作者:类磊 单位:山西省煤炭地质水文勘查研究院