矿井水害立体防治技术体系

2014-11-17张和平张耀军

科技传播 2014年21期

张和平，张耀军

河南地方煤炭集团有限公司，河南郑州 450003

0 引言

在我国煤矿开采的过程中，对于矿井水害进行防治的相关技术及工作已经被研究了许多年。但是，在这种环境下，很是经常出现较为重大的灾害事故。之所以发生这种情况，是因为很多的矿井水害防治工作还是仅仅着眼于眼前的利益，没有从根本上对矿井水害防治技术进行应用。对于此种情况，就需要我们能够提出一套全新、立体的水害防治体系来为水害的防治工作作出保障。

1 矿井水害立体防治技术体系

对于矿井水害防治体系来说，主要分为防治工作的技术以及空间体系。其中，矿井中水害可能发生的区域是由于人类进行采矿工作以及同围岩体所相互影响而产生的一个地质系统部分，是一个相对立体的体系。而对于立体空间体系来说，其则是一个非常系统化的指导体系，是通过很多水害防治相关理论集合而成，以及对于水害工作的预防、治理以及减灾等不同的子体系所构成的。对于目前存在的很多水害治理技术来说，其都是以远离水害主要发生区的方式进行的，是一种局部稳定、暂时平衡的一种治理状态，但是在这个过程中，水依然无时无刻的在积蓄能量，如果当能量积蓄到一定程度之后，那么还是会引发相关的水害，而这就需要我们改变以往暂时平衡的治理方式，而是应当以更为立体、宏观的防治体系进行指导。

同时，在矿井水害立体防治研究的过程当中，还需要使用立体空间体系同理论原理两者相结合的方式，从水害发生的立体空间防治工作的宏观方向上对矿井在生产过程中以及水害发生因素等等进行协调，从而以此为基础使得后续的矿井防治体系能够在实际环境应用的过程中使矿井的水害防治体系发挥出其最佳的效果，从而将矿井由于水害问题而出现的损失以及影响降至最低。

1.1 立体防治技术体系

所谓矿井水害立体防治技术体系，就是指以围岩体作为立体空间的研究框架，并将其中的含水体、矿井施工面以及围岩体等作为主要的研究对象，并针对其研究矿井的相关水害以及水害的防治、治理等方法以及技术，是一套集多种施工技术、措施等要素的统一型矿井防治体系。同时，对于该体系来说，其也正是一个良好的技术以及空间立体体系。对于矿井所发生的水害来说，其是一个较为动态的过程，而防治技术体系的内在联系也正是在这个动态的环境下开展的，并能够随着时间的推移而出现一定的发展以及变化。而在其中，水害则是一个相对独立的体系，具有鲜明的目的性、集合性以及整体性。

1.2 体系框架构成

在该体系框架中，其主要具有以下子体系：矿井立体防排水体系、致灾要素体系、立体勘探探查体系、生产系统体系、矿层底板立体水害防治体系、水害应急预案体系、立体防治体系、顶板立体水害防治体系以及数据库体系等。而对于其体系来说，在空间方面，主要的方面则有矿井地质条件探查、水害水源、地质条件、水害评价以及水害分类等等，而在对于这部分灾害进行防治的过程中，也需要能够首先进行水害条件分析，并在对条件进行分析之后对井中的每日涌水量进行预计，之后再根据这部分基础数据信息对矿井中的水害信息等情况制定科学的规划，并在制定好措施以及方式之后正式开始实施。

1.3 矿井水害体系分类

在矿井立体防治技术体系中，根据研究目的以及标准等存在的差距而具有不同的分类：

1）根据矿井水害的软件以及空间位置进行分类：比如含水层防治技术、含水层开采防治技术、陷落柱治理技术、软件以及设施管理技术、综合体力勘探技术以及断裂水害防治技术等；

2）根据矿井水害程度分类：截流技术、水害防治疏降、水害预防技术等；

3）根据矿井水害所发展、发生等内部以及外部因素的防治体系：水害立体致灾要素、地表水害立体防治体系、矿层地板水害防治体系等。

2 典型空间立体水害防治子体系

2.1 地表水害防治

在地表水害子体系中，其是在一个空间垂直面上对空中各种气候形成的原因进行分析并防治，其根据地区的不同而主要分为平原山区、江河湖海等地下的水害防治等等。而从水平的层面来看，则需要对各地区对于矿井的补给以及排泄等情况进行研究，从而以此方式形成一种矿井地面上的水害防治体系。

2.2 地下水害防治

在地下防治技术中，主要分为以下几点：在空间层面来说，主要有矿井底层水害、底板水害及顶板水害等防治技术。而在空间平面上，则有不同区域对于矿井的补给、径流等行为对矿井造成的危害防治等。

3 应用实例

河南省地方煤炭集团公司西村永发煤业主采二1 煤层，通过大地瞬变电磁勘探，探测富含水岩层、采空区积水等隐蔽致灾因素，初步圈定了疑似异常区域；为了进一步确定异常真实性及富水性，采用井下瞬变电磁探测法，根据视电阻率值的异常来判定地质构造异常体的富水性。通过井上下立体综合探测技术基本查明了异常区的位置、分布范围和富水情况，为煤矿安全生产提供了保障。同时，其也通过水质化验确定下部奥陶系灰岩水与上部二1 煤层采空区相联。