浅析鹤岗矿区水害类型及其防治技术

摘 要：矿井水害是威胁安全生产的重要灾害类型，分析和研究矿井水害类型及原因对于鹤岗矿井水害治理具有重要意义，本文主要从宏观层面分析当前矿井水害的主要类型，对发生的原因和特点进行归纳和总结，通过具体事例列出几种主要防治水措施，对鹤岗矿井水害防治具有一定的参考价值。

关键词：矿井水害； 防治技术

1.引言：

鹤岗矿区位于黑龙江完达山脉北麓的三江平原西部，即东北平原东北部。第四纪以来一直处于缓慢下降过程，沉积了较厚的砾砂和以砂为主的第四纪松散物质，地形较为平坦，给大气降水就地渗入补给地下水的汇集创造了条件。鹤岗盆地地处小兴安岭东南支脉向北延续的低山丘陵地带，总体地势西北高、东南低。鹤岗含煤盆地西北部低山丘陵区的各种弱渗透性地层、岩浆岩体出露，接受大气降水补给，盆地内大气降水通过粘土层入渗、河流渗漏补给下部的第四系、新近系裂隙孔隙水或间接补给基岩裂隙水。

2.矿井主要水害分析

危害鹤岗矿区安全生产的水害主要有地表水、老空水、砾岩水，不同水害发生原因及水害特点不同，但是对煤矿安全生产都存在巨大的威胁。

2.1地表水威胁

随着当前“三下”开采理念的深入，水下安全开采已经成为煤矿安全开采研究和分析的重点，那么地表水防治非常重要，特别是雨季地表水危害煤矿安全生产主要有两方面。第一，地表河流在雨季水位上漲，达到一定程度会出现直接倒灌矿井中，造成淹井等危害（见图2-1）；第二，由于煤矿开采附近形成很多采空区，采空区下陷后大多形成一定规模的湖泊，雨季到来时，经过大量雨水的汇集，超过采空区的承载能力，采空区相当于导水通道，灌入矿井，造成重大危害。（见图2-2）

2.2老空水威胁

老空水又称老窑水，这种老窑水主要是指在由于过去的一些煤矿开采，包括我们国有自己的煤矿的开采，包括一些地方小煤窑的开采，开采完以后遗留下一部分采空区，老窑水的水害事故主要有这么几大特点：一个特点就是突发性，因为老窑水不是一种赋存于地下介质的含水层的水，它就是一个小的地表水体，所以一旦采掘工程触及它，它就会以溃入的方式突然涌入到井下。第二特点就是由于这种高度还原环境，老窑积水里面往往富含有一些硫化氢的气体，而且硫化氢气体的浓度非常高。有些老窑水冲入之后，这种硫化氢气体由于浓度比较高，有时候也会给现场的接触的工人造成一些窒息性的死亡或者伤害。

2.3砾岩水威胁

砾岩水对鹤岗矿区安全生产起到严重威胁，水源主要来自石头庙子组砾岩含水层。该含水层与下覆3号煤层间距30-70米，采空区裂隙可以沟通砾岩含水层，鹤岗矿区的益新煤矿、振兴煤矿受砾岩水的威胁程度最大，而且这两个矿井断层比较发育，断层带富水性强，对煤矿安全生产影响强烈。如振兴煤矿2013年3月11日北部区三水平18层中部区左一段工作面回风道，发生“泥石流”灾害，砾岩水伴随着鹅卵石以及泥沙瞬时溃入井下，造成巨大损失；同年7月16日益新煤矿四水平南一石门3号煤层发生涌水灾害，涌水量最高达到1438.2m3/h，后期水量呈缓慢衰减趋势。

3.矿井防治水技术

矿井防治水目的就是防止矿井水害事故发生，保证矿井安全生产的前提下使煤炭资源得到充分合理的回收。针对水患，鹤岗矿区认真执行《煤矿安全规程》规定，落实预防为主、防治结合的方针，根据不同水文地质条件，采取不同方法予以防止。

3.1地表水防治技术

（1）加强雨季三防工作：鹤岗矿区与气象部门合作，建立了防范暴雨的预报、预警、预防和应急救援工作机制，建立雨季巡视制度和组织机构。

（2）加强清淤工作，对矿区内排水沟渠彻底清挖，加固河堤，严禁将矸石、垃圾等杂物堆放洪水可能冲刷地段，保证河道、排水沟渠畅通。

（3）回填地裂缝：地裂缝相当于导水通道，地裂缝回填不好，容易将地表水、含水层水导入井下，酿成大患，所以必须将地裂缝回填压实。

（4）采空区塌陷区治理：主要采用两种方法治理，一种方法是采用排水，对于塌陷区积水较少，面积较小的可以修筑暗渠或用水泵，将塌陷区积水排出；另一种方法是回填绿化，对于塌陷区面积较大，标高较低，难以使用排水系统的情况下采用回填，回填压实后的标高要高于附近标高，保证回填后雨季无积水，防止形成暗河，造成二次隐患。

3.2老空水防治技术

采空区水患往往来势凶猛，尤其是老窑水、旧巷水，这些积水时间长，并伴有有害气体，给人的生命和和煤矿安全生产带来巨大威胁，因此，采取以下几点措施防治水害的发生。

（1）做好矿井水文地质工作和对照工作：水文地质工作是各项防治水工作的基础和依据，掌握矿区水文地质资料，认真核对井上下对照图，查明老窑、旧巷位置及积水情况。

（2）井下探放水：采用物探、化探和钻探等综合手段探测老窑水边界防隔水煤（岩）柱破坏状况，可能透水地段通过物探手段探测富水异常区，钻探验证排除患。另外工作面必须坚持打超前钻，有效距离不得小于20米，当工作面接近导水断层、水仓、旧区、旧巷、灌浆区、防隔水煤柱时，必须制定措施，完成探放水工作。

（3）注浆堵水：注浆堵水就是将预先配置好的浆液压入岩层空隙、裂隙中，使其扩散、凝固和硬化，使岩层具有较高强度、不透水性，从而达到隔断补给水源的目的，这也是防水重要手段之一。鸟山煤矿就是一个成功的案例，鸟山煤矿建设立井时，立井附近充水断层较发育，单采用排水方法既不经济也不现实，更不能使保证井筒的稳固性，于是采用了注浆堵水的方法，不仅隔断补给水源，也加固了井筒。

（4）防水煤（岩）柱留设：为防止地表水、含水层水和老窑水通过断层或裂隙导入井下，按照《煤矿安全规程》留设煤（岩）柱，并保证煤（岩）柱的完好，不准开采。

3.3砾岩水的防治

砾岩水严重威胁鹤岗矿区的安全生产，防治砾岩水刻不容缓。为此鹤岗矿区与中煤水文地质局共同研究砾岩水赋存情况，在南山、益新、振兴煤矿地面施工水文孔，通过益新煤矿井下打放水钻孔排放砾岩水，来观察水文孔砾岩含水层水位变化，分析砾岩水影响半径、补给关系，揭示石头庙子组南岭砾岩层水文地质条件。砾岩水水害防治采取以下几点：

（1）加强井下日常水文地质工作，加强采区砾岩水提前排放工作，在导水危险地段可以降低开采厚度，保证开采裂隙带不导通砾岩含水层。

（2）开采过程中加强充水性断层的探测，发现导水断层要根据实际情况提前采取疏放或留设安全防隔水煤（岩）柱等安全措施。

4.结束语

通过文中可以看出，每个类型的水害都严重威胁着鹤岗矿区安全生产，但是只要认真分析水害特点，制定有效的防治措施，便可以保证矿井安全生产。

作者简介：

代英浩，男，1985年9月出生，工程师，黑龙江大学水文地质专业，现工作于龙煤鹤岗矿业有限责任公司地质测量部，主要从事矿井水文、地质方面的技术及管理工作。