煤矿水害防治技术的现状及发展趋势

[摘要]煤矿水害是制约我国采矿工程建设发展的主要因素之一，给煤矿安全生产带来的影响重大。煤矿水害事故的发生，不仅会给财产上造成严重的经济损失，严重的还会威胁到井下工人的生命安全。本文先概述了煤矿水害的基本概念、特点；然后对煤矿水害防治技术的现状进行了分析；最后，对其未来发展趋势进行了展望。

[关键词]煤矿水害 防治技术 现状 发展趋势

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-178-1

1煤矿水害的基本概念、特点

1.1煤矿水害的基本概念

矿山水害主要是指矿山在建设开发、生产过程中，不同性质的水非正常涌入采掘空间。并给矿山建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。轻则影响生产，重则造成人员伤亡的恶性事故。它是煤炭资源开发过程中的一种突发性的地质灾害。

1.2我国煤矿水害的特点

煤矿水害是矿山建设与生产过程中的主要安全灾害之一。新时期我国煤矿突水事故具有如下特点：（1）突发频率呈上升趋势，且突发性强，造成的人身伤亡严重。（2）灾难性突水来源于两个途径。一是，由隐伏导水陷落柱，而造成的底板高压水突入；二是因废弃关闭的小煤矿导通老空水或地表水溃入。（3）突水发生的矿井与其防治水措施及管理水平有着密切的关系。（4）突水事故的高发期往往出现于煤炭工业的快速发展期，也就是在高产高效的同时，如何保高安全成为我们值得重视的问题[1]。

2我国煤矿水害防治技术现状分析

我国是产煤大国，煤矿水害严重，经过长期的努力和实践，我国煤矿水害防治技术取得了不少成就。

2.1探测技术

物探的发展比较明显，包括自控、数字化、成像技术（CT），甚至还出现了核磁共振等。物探的优点是工期短，成本相对较低，能取得平面或立体的连续信息，但物探的准确性和可靠性较差，物探结果又存在多解性，分析结果难度较高。

2.2地震方法

（1）三维数字地震勘探，一般都是引进德国、法国或加拿大进口的仪器，但在高原地区要克服地形和黄土覆盖层的影响，如加大孔深、药量，采用组合炮和处理技术等。（2）槽波地震勘探，在山西大同和霍州矿务局曾用过，由于效果不好，现已很少应用。（3）瑞利波勘探，这种波是自然地震中对地面杀伤力最强的地震波，但传播不远，仅是短距离探测，有效距离为20～30m，主要用于掘进头超前探测，其探测效果需在实践中进一步验证[2]。

2.3电法

电法主要表现在以下三个方面。

（1）直流电法和音频电穿透法。矿井直流电法用来探测巷道底板、巷帮及前方一定范围内的含水构造。而电穿透法主要用于探测工作面煤层顶、底板一定范围内的含水构造。而电穿透法方向性较差，且定量解释较困难，直流电法探测距离较小，在远距离根本没有效果。

（2）瞬变电磁法（TEM）属时间域电磁感应法。测量的是二次感应磁场，对低阻含水体敏感，体积效应较小，方向分辨率较高，探测距离较大，井下可用于掘进头前方、巷帮和煤层顶底板含水构造探测。地面应用要克服黄土覆盖层和地形影响。井下使用无此问题，对铁件无影响。

（3）无线电波透视法。坑透的效果主要通过探测构造和陷落柱方面表现，其中探测有效距离为100m。（4）矿井地质雷达。优点是发射和接受在同一地点，放宽了使用条件，但探测距离一般不大于30m，其探测效果需要实践证明[2]。

2.4化探

化探首先需要示踪连通实验。因为投放剂有电离解物质，如，Br_、I_等组成的盐类，也有放射性元素和有机染料，此实验具有简便、直观的优点，缺点是只可以判别连通，不可以判别连通和连通路径。其次，可以进行成分分析。可以利用水质分析，微量元素分析等，判别地下水径流条件和层位[3]。

3我国煤矿水害防治技术的发展趋势

3.1防治技术和计算机、网络的相互结合和应用

计算机技术已经被广泛的应用在了防治水技术的各个环节中。它的应用主要表现在信息采集、信息存贮、信息处理及解译等。计算机技术不仅能够单独解决某些类型的问题它还在室内、外仪器系统，技术方法的重要中有着举足轻重的作用。该领域的研究与实践将会得到加强与提高。目前比较成熟的计算机信息化技术主要有：“水文地质信息集成化处理系统”、“矿区水文地质数据库与图库系统”、“水患诊断专家系统”、“突水灾害预测预报专家系统”、“矿坑突水预测信息分析系统”等。在全国范围内，各矿区的防治水综合信息库及诊断系统已基本建立，且很快实现形成区域、全国联网以及全国规模的水患灾害数据库及处理系统，实现信息的互通和共享，方便防治水工作。

3.2新的钻探工艺和钻井技术的应用

新的钻井工艺主要分为定向钻进技术、空气泡沫潜孔锤钻井技术、液压顶驱动力头钻进工艺、空气潜孔锤冲击钻井技术。新的钻井工艺技术在矿灾害防治中主要有以下特点：

（1）反应快，尤其适用于矿井强险救灾。

（2）提高钻效。钻机同时具有液压顶驱动力头功能、空气潜孔锤冲击钻进以及牙轮回转钻进功能，所以其效果得到了明显的提高。

（3）占地面积小。

（4）目标准确[4]。

3.3水患预测预报技术的开发及仪器化

当前，人们对水患发生机理已经具有较深的认识。而新的预测预报方法把地质或水文地质过程看作非线性、动态的、随机的过程，所以，其预测预报的准确性得到了大大提高。随着西部大开发进程的加快，各种理论的预测预报方法已经实现了不断地仪器化和实用化；因此我们需要加强对现有预测预报方法的推广普及。

总而言之，煤矿井水害防治是一项综合性工作，必须认真贯彻落实国家有关规定。同时，要结合煤矿实际情况，加强煤矿水害防治技术的应用，有效提高矿井水害防治工作绩效，实现安全开采。

参考文献

[1]董书宁.煤矿水害防治技术及应用[J].煤炭科学研究总院西安研究院，2007.

[2]郭俊生.煤矿水害防治技术方法及发展现状[J].《山西焦煤科技》，2012.

[3]虎维岳.煤矿水害防治技术的现状及发展趋势[J].《煤田地质与勘探》，1997.

[4]王力.新的钻探工艺和钻井技术在煤矿水害防治中的应用[OL].北京中煤大地技术开发公司，2004.