陳國華

（華亭煤業(yè)集團新柏煤礦有限責(zé)任公司 西安科技大學(xué)，甘肅 平?jīng)?744100）

隨著礦區(qū)開采范圍不斷增加，礦區(qū)生產(chǎn)能力顯著提升，開拓水平也在延伸，使得礦底板承受水壓越來越高，底板突水災(zāi)害問題也越來越突出。如果沒有對礦層底板灰?guī)r水妥善治理，很容易造成整個開采系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的透水事故。針對這一情況需要高度重視勘查期間的突水事故進行合理預(yù)測，井上井下綜合立體勘探方法，提高勘探整體質(zhì)量。要完善對礦層底板灰?guī)r水妥善治理，有效改善礦井生產(chǎn)條件。

1 礦井概況

礦井采用斜井雙水平上下山開拓，有主井、副井、風(fēng)井三條井筒，主井運送開采出的礦產(chǎn)資源兼作進風(fēng)、副井運料兼作進風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)兼作行人。

礦井為低瓦斯礦井，通風(fēng)方式采用中央并列抽出式通風(fēng)?，F(xiàn)可采礦層有5層，平均厚度為10.19m。礦井共四個采區(qū)，目前一、二、三采區(qū)已全部終采封閉，四采區(qū)4501工作面已回采結(jié)束，目前正在回采4502綜采面，接續(xù)面45201工作面，目前正在準(zhǔn)備中。

2 礦層底板灰?guī)r突水綜合預(yù)測

為了有效預(yù)測突水事件，需要堅持以井下為主，地面為輔相結(jié)合的勘探方式，在地面勘探中利用三維地震探測方法，對整個地形地勢特點和基本構(gòu)造準(zhǔn)確表達。對于含水層富水區(qū)域中徑流帶的含水性質(zhì)進行準(zhǔn)確預(yù)測，而在采面掘進期間，需要先探后掘，對掘進方向以及兩幫附近是否出現(xiàn)斷水層或者導(dǎo)水構(gòu)造重點勘探。在采面形成期間，可以利用無線電坑透儀對整個臺面內(nèi)部進行探測，明確工作面的整體內(nèi)部構(gòu)造。運用音頻電透儀方式來探測底板隔水層腹水性以及隱含水的構(gòu)造，對工作面底板構(gòu)造和腹水的結(jié)果進行評價。還可以充分運用各種新技術(shù)對出水進行合理預(yù)測。在礦井防水治水信息化不斷發(fā)展的背景下，可以加強對水文地質(zhì)數(shù)據(jù)管理、水害預(yù)測評估以及水害治理等一體化信息系統(tǒng)，也能夠為礦山管理者提供重要科學(xué)決策工具。運用新技術(shù)對突水問題進行合理預(yù)測，也可以保證礦下水文地質(zhì)勘測科學(xué)化、規(guī)范化。將計算機技術(shù)人工智能技術(shù)合理應(yīng)用，可以提高礦山防治水技術(shù)，實現(xiàn)信息化發(fā)展。運用信息技術(shù)，可以對礦井防治水信息化系統(tǒng)進行合理預(yù)測，加強重點防范及時對存在的問題進行有效預(yù)防通知，做到不留安全死角。受奧陶紀(jì)灰水的威脅，長期以來下層礦產(chǎn)資源未得到有效開采，上層和下層礦產(chǎn)資源的合理分配對提高老礦山的生產(chǎn)能力十分重要。20世紀(jì)，漢辛地區(qū)的一些礦山實施了壓力下開采的研究項目。主要研究內(nèi)容有：第一是地面滲水機理，第二是滲水預(yù)測和預(yù)測，第三是灌漿技術(shù)。迄今為止取得了很大的成果，在低層資源開采方面取得了很多經(jīng)驗，壓力下的開采技術(shù)可以更好地實現(xiàn)低層資源的開采。1壓力下礦產(chǎn)資源開采的主要技術(shù)問題壓力下開采技術(shù)在我國許多礦山得到應(yīng)用，釋放了大量礦產(chǎn)資源，從而改善了礦山生產(chǎn)的效率。但是，在壓力下開采的實際應(yīng)用過程中，還存在一些缺陷，適用條件適用于壓力下開采的條件:首先，采礦必須在地面下包含較厚的水屏障。第二，含水層的巖相組合可以承受水壓。第三，停止結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有與含水層交叉的裂縫等通道。但是，這一系列條件在實際應(yīng)用進程中無法準(zhǔn)確操作。在進行安全基準(zhǔn)壓力下開采的安全性評價之前，必須進行事先評價。也就是說，結(jié)合浸水系數(shù)進行宏觀可行性評價，但在實際評價中，相關(guān)評價模糊，難以有效確定。開采下一組礦產(chǎn)資源時，必須確定安全開采極限，沒有符合下限的標(biāo)準(zhǔn)。為了解決高被困地下水的威脅，必須遵守積極的防洪控制技術(shù)原則主要原則如下全面確認勘探條件，第二個，預(yù)測和預(yù)測，第一次勘探后挖掘，第三個，地下水轉(zhuǎn)換，第一次硬化，然后開采，第四個全面監(jiān)測和全面防御。首先需要仔細調(diào)查礦山的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，然后以奧陶紀(jì)的含水層為對象進行調(diào)查，以更全面、更深入地了解礦山。水文地質(zhì)學(xué)補充勘探的內(nèi)容包括:第一是水文地質(zhì)學(xué)鉆探，第二是水文地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)勘探，第三是水文地質(zhì)學(xué)考試。此外，還需要進行相應(yīng)的地下水排放試驗。因此，需要設(shè)計和安裝一套低層礦山水災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，以準(zhǔn)確估算低層群體中水的充填量。為了有效地管理地下水，可以加強對地下水系統(tǒng)狀態(tài)的研究，采用數(shù)值模擬和分析方法。在下一組礦產(chǎn)資源開采的整個過程中，必須執(zhí)行水的檢測?？梢圆扇∫韵氯N對策。一是地面和地下對策的組合，二是挖掘和地球物理學(xué)的組合。第三，勘探與治理相結(jié)合的對策?？碧皆瓌t如下:首先，下行大廳是主力，地面是輔助。其次，以地球物理學(xué)勘探為主，鉆井為輔。第三，地球物理學(xué)勘探是第一個，鉆井將得到驗證。在選擇地球物理學(xué)勘探的方法時，必須充分考慮對象的情況。具體勘探工作需要分以下三個階段進行。發(fā)掘前階段在此階段，可以采用地面三維地震勘探和電勘探技術(shù)來確認礦層和巖層的發(fā)生和結(jié)構(gòu)，包括斷層和巖層的透水系數(shù)等。地面調(diào)查是對問題的準(zhǔn)確把握，主要基于地球物理學(xué)勘探方法，便于鉆井工程下一階段的規(guī)劃，獲取地下水的特定信息，從而更好地執(zhí)行地下水的防治和管理工作。道路挖掘階段在這個階段，主要采用高度綜合的檢測手段，遵守“先探索后挖掘”的原則。主要的檢測領(lǐng)域如下。一條是隧道的前部，二條是隧道的兩條隧道。目的是檢測這些區(qū)域是否有斷層或?qū)Y(jié)構(gòu)。檢測一般采用直流方式，2個黑幫前采用底板高級鉆孔方式。工作面預(yù)開采階段在此階段，工作面內(nèi)部的主要檢測是確定工作面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。可采用電動坑穿透器的檢測方法。檢測內(nèi)容主要有工作面內(nèi)含水層的結(jié)構(gòu)、地面防水層的充水狀態(tài)等。自然隔水條件的聯(lián)合加壓開采加壓開采，是為了達到充分利用隔水力實現(xiàn)安全開采的目的，不需要加強隔水力。同時，為了充分理解水屏的耐水性和耐壓縮性，最大限度地利用水屏的隔水性能和耐壓縮性能，主要包括量和可靠性有必要進行水屏障抗應(yīng)激效應(yīng)。導(dǎo)致水涌事故的重要原因是開采活動，將開采對隔水巖石的擾動影響降至最低，大多數(shù)地面水涌事故都是由于開采壓力的影響，因此可以合理開采。為了了解地板的破損規(guī)則，可以使用地板噴水試驗和數(shù)值模擬。其次，根據(jù)地面巖石的移動和破壞規(guī)律，確定合理的開采方法和工作面的大小。改革供水條件以實現(xiàn)節(jié)約和整合成本的雙重目的主要包括兩個要點:龜裂、水壓下降等。第二，充滿直接轉(zhuǎn)換水的含水層主要是被削弱的含水層。這場變革中采用的主要技術(shù)對策是灌漿技術(shù)，排水技術(shù)可以有效避免水擊事故。通過這兩種技術(shù)的應(yīng)用，取得了良好的工程實踐效果。的防治和控制技術(shù)措施的利用、適應(yīng)和修正相結(jié)合，可以取得很好的結(jié)果。利用是指充分利用基巖的自立能力，適應(yīng)是指為降低礦山壓力等采取的對策，變形是指加強地質(zhì)體薄弱的地方，或者排放壓力降低。

3 完善系統(tǒng)排查改造制度

3.1 完善系統(tǒng)疏水降壓

在系統(tǒng)完善期間要加強對礦井和采區(qū)排水系統(tǒng)全面完善，同時還要對采掘面的排水系統(tǒng)配備相關(guān)的設(shè)施，滿足實際的排水需要，而在疏水降壓。要根據(jù)決定期間的物探異常區(qū)域進行有效分析，充分利用礦層底板灰?guī)r水的隱蔽性特點，來加強對腹水區(qū)域的勘查，全面提高斷面的安全性與可靠性。礦層底板含水層注漿改造技術(shù)就是沿工作面下順槽大面積布置注漿鉆孔，通過注漿鉆孔注漿來充填底板灰?guī)r含水層的巖溶裂隙和導(dǎo)水裂隙，從而大大減弱含水層的富水性并切斷水源補給通道，使受注含水層被改造為不含水或弱含水層，同時亦增強了礦層底板隔水層的強度，實現(xiàn)工作面不突水開采。

3.2 注漿改造，先治后采

在注漿改造階段需要對礦層底板隔水層進行加固，確保對裂縫水置換和裂縫填充的整體效果。同時還要對含水層的弱水進行妥善治理。

注漿加固中對于底板注漿，需要根據(jù)鉆探的勘探結(jié)果以及礦層底板的實際條件進行嚴格控制注漿加固需要對頂部含水層以及薄層太灰含水層組成分析，在工作面回采作業(yè)時，如果遇到底板碎裂帶引起下浮灰?guī)r突水等問題，可以通過注漿加固或者封堵破碎帶等方法，增強底板的隔水效果，也可以有效阻隔灰?guī)r導(dǎo)入到通道內(nèi)部，起到良好防水效果。高度重視對注漿加固工作區(qū)的合理編制，包括注漿位，注漿孔布置和注漿方法布置等，而在采面回采中，為了保證采面綜合效果，在封孔之前要針對鉆孔水量水壓進行嚴格控制，提高對水泥漿封孔的質(zhì)量。

3.3 建立完善的制度體系

在礦層底板灰?guī)r水治理中，需要結(jié)合多年的防治水經(jīng)驗設(shè)施進行全面分析，建立更安全可靠技術(shù)裝備體系，確保安全，保障建設(shè)水平全面提升。構(gòu)建完善技術(shù)裝備系統(tǒng)，確保安全防護作業(yè)效果全面提高。

在安全生產(chǎn)保障體系構(gòu)建中，需要建立健全水害防治崗位管理責(zé)任制度，明確水害防治管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。并且對水害隱患及時排查，堅持工作面水害安全評估，對采掘工作面水害探測，提出準(zhǔn)確的預(yù)報，堅持防治水設(shè)計審批制度。在采面回采中要根據(jù)上級部門的防治批復(fù)對水防治的相關(guān)措施進行修改和完善。

4 結(jié)語

在礦層底板灰?guī)r水治理中，利用帶壓開采技術(shù)可以顯著改善礦井安全生產(chǎn)的條件，保證礦井生產(chǎn)的安全性能，也可以加強對礦井水防治效果，為礦企安全開采提供科學(xué)高效的治理對策。

隨著注漿技術(shù)的發(fā)展，注漿材料也經(jīng)歷了從單液水泥漿到水泥、粘土、水玻璃等多元材料的發(fā)展過程，水泥粘土漿不但注漿成本低，材料來源廣，而且漿液流動性好，充填效果佳，改造質(zhì)量高，確保經(jīng)濟可行。