地测防治水技术及设备在煤矿中的应用分析

赵 理

（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司，山西晋城 048400）

地测防治水技术和设备应用到煤矿开采中可以全面提升煤矿开采的安全性，提升煤矿经济效益与社会效益。合理的应用防水设备，保障人员开采安全性，促进工作效果的提升。当前很多煤矿开采环节，都容易出现安全事故，给企业造成损失，危害人们的生命安全。基于此，很多煤矿开采企业对于地测防治水技术研发不断深入，合理应用先进的防治水设备，保障煤矿与人员安全性，对煤矿产业发展产生积极意义。煤矿开采不断深入的情况下，人们已经开始意识到传统技术的不足，有很多安全隐患没有完全消除，比如人员素质不足、设备水平不合格等，造成采矿安全性不合格。因此，需要引入先进地测防治水技术，给煤矿生产有效进行提供基础。

1 地测防治水技术及设备应用的意义

在我国现代社会高速发展之下，科学技术水平日益提高，煤炭行业规模日益扩大，煤矿开采安全性已经成为全社会关注的问题。随着我国采矿技术的研发和应用，技术水平、安全性都有了很大的提升，但是开采范围、作业量日益扩大，安全形势也愈发严峻。为了能够提升煤矿开采质量和效率，要进行开采范围的地质条件、仪器设备、煤矿质量检验检测，这时地测防治水技术发挥出很大的作用。该技术应用后，对于煤矿开采的问题足够的重视，并检验检测煤矿生产情况，切实提升煤矿开采的效果和质量。通过使用地测防治水技术及设备，让人们认识到煤矿开采的标准要求，发挥出现代科学技术的优势，提升煤矿开采的水平与效果，大幅提升开采水平，符合当前开采标准要求。与此同时，地测防治水技术及设备的合理使用，可以保护人们生命安全，降低伤亡事故发生率，促进煤矿开采顺利进行。

2 矿井水的主要成因

在煤矿开采掘进作业环节，因为开采深度在不断的增大，容易导致很多区域出现采空区，地下水在自重作用下不断地进入到采空区，这样会出现严重积水的问题，这一现象就被人们叫做老空水现象。在形成比较大范围的采空区，一旦人员操作不当，或者不具备科学的意识，没有及时清理掉积水，对于后续的开采工作产生不利影响，甚至还会诱发严重的安全事故问题，必须坚决杜绝这一问题。此外，在现场开采中机械设备如果触碰到老空水储层的结构，还会导致矿井积水量增大，导致安全事故发生率升高。如果人员不能老空水问题合理处理，在长期的作用之下，储量会日益增多，在积累到一定程度后，矿井内的一些毒气通过老空水渗入到矿井内，给人们的生命健康安全产生不利的影响。在矿井发生老空水的问题后，岩层的形式以隔水层为主。很多的情况下，岩层都要承载两个方向的作用力影响，并且地下水量持续增加的条件下，岩层受到的压力作用也会升高。压力超出岩层承载性能后，会导致结构碎裂，并且有大量的地下水直接涌出矿井，造成更加严重的事故，危害性也会更大。

3 突水方式

老空水因为组成形式比较特殊，特点比较鲜明，这种情况之下，水质一般以酸性为主，具备一定的毒害性。虽然储水量较少，但是给煤矿开采作业造成巨大的影响，也是造成严重安全事故的主要原因。同时，老空水一般都会在采空区内有严重的积水问题，所以在现场开采环节，发生老空水的概率较低，经过以往的事故分析发现，老空水安全事故一般都是出现在矿井挖掘的部分上。这一部分岩层因为开挖而减小厚度，在受到水流巨大冲击力作用下，矿井会出现较大的水源，从而出现安全事故。

4 煤矿防治水工作中水文地质条件的主要影响

（1）影响矿井安全。经过水文地质条件分析，水文资料是否准确，直接关系到整个矿井运行安全性，比如在日常工作中矿井充水性图表为水文地质资料的图纸信息，使得人们可以更好地了解矿井充水变化规律，才能预防发生水损害的问题。比如某矿井在开采中其井田的南北宽度在3.5km 左右，东西大约8.0km，面积约24.51km2。技术人员经过综合分析，确定选择应用长壁式采煤法，联合设备应用综合放顶煤采煤工艺方案。

（2）影响水文地质调查。矿井开采作业环节，工作人员应该加大力度展开煤矿状态的调查，掌握全部资料，进而可以确定具体的开采范围、年限、积水情况等方面。采取合理的措施预防透水事故的发生，确保矿井开采的安全性。比如，在某煤矿开采环节，因为断层煤柱有了透水性问题，突水量超过700m3/h。为了预防突水事故导致严重的负面影响，矿井技术人员采取合理应对措施，及时干预和预防处理，保障开采作业的安全性。

（3）影响作业区域内水文资料。很多情况下，对于采区设计以及巷道布置方案产生影响，进而导致煤矿生产无法继续进行。比如，某矿区工作面原本设计走向是900m，切眼分布在矿井煤柱线上。但是现场作业人员对于临界小煤矿采掘信息掌握不够完善，所以在现场施工中容易出现偏差和影响，在钻入环节出现了积水喷发的情况发生，虽然后续已经开始设置切眼，但是因为上部结构影响，造成结构发生损坏问题，无法达到正常使用的要求。

5 矿井防治水工作的主要方法

（1）严格落实对于矿区作业安全管理，加强防护，执行防治水的工作任务和要求，这样才能保障人员安全。在具体的工作中落实以人为本的基本原则，每个环节、每个层级都要落实管理工作，确保各项工作顺利的实施。首先，煤矿企业重视管理人员的安全防护与管理，让其意识到安全防护的重要性，并且在工作中严格要求自己，规避违法、违规的行为。其次，在防治水各项措施应用时，严格执行工作标准要求，有效分析地质以及水文条件，加强现场施工管理和控制工作，促进施工效果的提升，降低安全事故的发生率，满足工程建设标准。

（2）分析矿井水害形成原因，有效落实各项防治措施。在煤矿防治水工作实施前，煤矿企业积极组织技术人员分析形成原因，针对性了解其中存在的问题，制定完善、科学、有效的治理措施。在该环节中煤矿企业应该深入展开勘察工作，掌握全面的煤矿地质与水文信息，勘察结果准确、全面，从而有效的指导开展后续的煤矿开采工作。此外，煤矿企业的管理者重点关注防治水的工作，制定完善的监督管理制度，不断完善组织机构，落实每一项工作的实施细节，编写流程标准，从而使得防治水工作可以顺利的实施。由此可见，煤矿作业人员加强煤矿现场的分析，及时发现可能存在的问题，积极组织各个方面的人才进入到现场分析与讨论，了解造成水患的主要原因，并且根据实际情况总结出合理有效的水害治理措施，消除水害产生的不利影响，确保煤矿水害防治工作措施顺利的实施，对于我国现代化煤矿开采与建设产生积极的意义。

（3）引入现代化的煤矿施工技术与设备，提高煤矿开采作业的水平。在现代科学技术不断发展之下，各个行业的技术水平不断发展和提升，现代化建设高速进行，很多行业都有了很快的发展，尤其是对于煤矿开采产业中先进技术与设备广泛应用。煤矿企业顺应时代的发展，及时发现自身技术与设备的不足，立即更新处理，规避技术与设备缺陷所造成的不利影响，促进专业水平的提升，保障煤矿开采作业的安全性。在煤矿生产中设备是核心，对于煤矿生产效率、质量、安全有着直接的影响，所以煤矿企业要加强煤矿设备的采购与管理，性能符合要求，才能满足工作需要。例如，在某采空区区域探测的过程中可以采用高科技穿入式声呐系统,对该矿区地下的充水空区进行测量,获得声呐点云数据，并依次建立三维体模型，相关建模结构见图1，相关参数为：最大长度22.8m；最大跨度8.6m；最大高度16.8m；投影面积157m2；最小顶板厚度22.4m；空区最高标高1447m；底板最低标高1425m；采空区体积865m3。

图1 建模结构图

（4）建设完善的煤矿地质勘察技术体系，确保每一项工作都能顺利的实施。在煤矿开采作业之前，进行地质勘察是基本工作，对于整个开采工作的顺利进行产生直接的影响，所以必须要重视勘察技术体系的建设和运行。在地质调查的过程中主要是从静态、动态两个方面进行，不断的完善技术体系。静态调查环节，技术人员在煤矿开采运行之前，对于现场的实地环境展开全面的调查与分析，了解现场的地质条件、水文状态等信息，并且把调查后的结论和实际开采需要结合起来，各个方面单位共同分析，确定最佳的开采方案。同时，将存在特殊地质、水文条件的情况上报给管理部门，整合各个方面的信息和内容，对于煤矿现场有足够的了解，使得开采方案的制定具备科学性、合理性，完全可以达到煤矿开采作业的需要，对于保障人员安全性产生积极的意义。在煤矿开采实践中突水现象危害比较大，极易导致开采受到影响，所以必须采取合理的措施降低水害影响，保障开采作业顺利的进行。在发生突水事故后，作业面继续进行作业，保持规定坡度持续掘进作业，保持流水顺畅的基础之下，要设置专用的巷道进行排水，并且适当地增大巷道的宽度，从而避免流水不畅给后续开采作业产生不利的影响。矿井下作业环境比较恶劣，地质条件比较复杂，所以导致安全事故频发，造成巨大的损失。因此，选择合适的技术措施，消除不良地质条件的影响，比如应用声音电透、三维地震技术等方式。通过上述列举的几种物理地球探矿的方法，联合井底内设置的各项钻探设备，快速掌握井田范围内落差在5m以上的断层与导水性涂料，特别是井田作业区间之间的断层部分，掌握各项信息，并且预留足够的保护巷道，使得现场作业施工可以顺利的完成。此外，因为现场的排水作业施工，给井下正常的工作带来很大的影响，所以应建设完善的山防、排水系统，发挥出井下中央水仓的蓄水功能，消除突水事故的不利影响。通过建设完善的管理工作机制，每项工作都能按照技术标准进行，各项排水设施合理的利用，提高排水效果。因为井下环境时刻保持发展变化，每个排水系统的设置都必须进行全面的检查，对于性能做出评估分析，并且根据井下情况制定完善的地下水动态监测体系，随时掌握地下水的变化情况，提供充足水文资料，确保地下水不会给井下开采产生影响。即使在事前进行地质条件分析，在后续井下作业时，依然会出现突发情况，这就需要现场作业人员对于地下水的影响有足够的认识，掌握地下水紧急处理方法，采取各种有效的措施降低水害的发生率，保障运行的安全性。总之，通过建设完善的地质勘察体系，落实每一项水害预防和应对措施，促进煤矿生产作业安全性的提升，防止外部因素产生干扰和影响，对于现场一切突发事件提起足够的重视，从而将隐患消除在萌芽阶段，保障矿井作业的安全性。

6 结语

综上所述，煤矿作业中安全问题是人们关注的重点，不仅影响企业的经济效益，还会关系到人们的生命健康，所以必须消除安全隐患。通过应用地测防治水技术及设备，发挥出先进设备的作用，提高地下安全事故的防治效果，制定完善的管理制度体系，消除各种隐患问题，提升工作安全性。此外，煤矿企业必须加强现场的分析与管控，掌握现场危险性因素，从而规避不利因素的影响，促进煤矿开采效率的提升，带动现代煤矿事业的高质量发展。