韓 敘

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院,山西 太原 030006)

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水文地質(zhì)對(duì)煤礦防治水工作的重要性分析

韓 敘

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院,山西 太原 030006)

論述了水文地質(zhì)條件對(duì)煤礦防治水工作的影響，從運(yùn)用GPS PTK技術(shù)、光學(xué)定位測(cè)量、無線電定位測(cè)量等方面，介紹了山西省煤礦防治水的技術(shù)措施，旨在防止礦井水害事故的發(fā)生，確保煤礦開采工作的安全性。

水文地質(zhì)，煤礦，防水技術(shù)，測(cè)量方法

水文地質(zhì)學(xué)又劃分為地下水動(dòng)力學(xué)、區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、水文地球化學(xué)、礦床水文地質(zhì)學(xué)、供水水文地質(zhì)學(xué)以及土壤改良水文地質(zhì)學(xué)等，與地震、地?zé)岷铜h(huán)境地質(zhì)關(guān)系密切。確保煤礦開采工作的安全需要研究水文地質(zhì)，嚴(yán)防潰水、透水、突水事故的發(fā)生。2012年6月，山西市煤礦安全監(jiān)察局在地方煤礦防治水工作座談會(huì)上主張推行“物探先行、鉆探驗(yàn)證、化探跟進(jìn)”的綜合程序，健全防治水“探測(cè)超前、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確、防治達(dá)效、管理到位”的工作體系，采取“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、有采必探、先探后掘、先掘后采”措施以加強(qiáng)煤礦防治水害工作。本文將淺析水文地質(zhì)條件對(duì)煤礦防治水工作的重要性，并以山西煤礦管理為例探討煤礦防治水害工作的方案。

1 水文地質(zhì)條件對(duì)煤礦防治水工作的重要影響

1.1 對(duì)礦井安全的影響

水文地質(zhì)資料信息的精確程度決定著礦井的生產(chǎn)安全，例如礦井充水性圖是綜合記錄井下實(shí)測(cè)水文地質(zhì)資料的圖紙，分析礦井充水規(guī)律、開展水害預(yù)測(cè)、制定防水措施都需要依據(jù)礦井充水性圖，由此可見，圖紙的準(zhǔn)確性對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)具有重要作用，如果圖紙的質(zhì)量有問題很可能會(huì)導(dǎo)致礦井淹井事故的發(fā)生。

1.2 對(duì)水文地質(zhì)調(diào)查工作具有重要影響

礦井在調(diào)查所有煤礦，特別是小煤礦和廢棄老窯的具體狀況時(shí)會(huì)在礦圖上標(biāo)出該礦井的具體位置、開采范圍及其年限，井底積水情況、出水地點(diǎn)以及水情變化等。

1.3 對(duì)采區(qū)、采掘巷道及工作面布置的影響

水文地質(zhì)資料直接影響到采區(qū)設(shè)計(jì)、采區(qū)巷道布置，并對(duì)煤礦生產(chǎn)造成重大影響。例如某煤礦2001工作面，原設(shè)計(jì)走向880 m，切眼位于礦界煤柱線上。由于臨界小煤礦采掘情況不詳，所以運(yùn)輸巷掘至距原設(shè)計(jì)切眼140 m處便打鉆探測(cè)，當(dāng)打到70 m時(shí)探到老空井有積水涌出，隨即留設(shè)防水煤柱并重新布置開切眼，減少儲(chǔ)量10萬多噸，對(duì)生產(chǎn)造成重大影響。

1.4 對(duì)地質(zhì)儲(chǔ)量的影響

地質(zhì)儲(chǔ)量準(zhǔn)確的程度，對(duì)采區(qū)、采掘巷道布置、采掘接替以及設(shè)備選型都具有重要影響。如果實(shí)際儲(chǔ)量比提供的儲(chǔ)量小，那么將會(huì)縮短工作面的生產(chǎn)周期，造成采掘接替緊張，浪費(fèi)設(shè)計(jì)巷道和所選設(shè)備。

1.5 對(duì)水文預(yù)報(bào)的影響

水文預(yù)報(bào)是指導(dǎo)煤礦井巷施工和生產(chǎn)的一種重要手段，主要表現(xiàn)在可避免重大透水事故的發(fā)生，為制定安全技術(shù)措施提供依據(jù)，指導(dǎo)安全生產(chǎn)。

2 山西煤礦防治水技術(shù)措施與規(guī)章制度

2.1 運(yùn)用GPS RTK技術(shù)測(cè)量地形

在測(cè)量地形的時(shí)候，如果地形的坡度比較平緩，相對(duì)高差小，就可以利用GPS RTK技術(shù)采集需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。如果坡度較陡，相對(duì)高差大，就需要將GPS RTK技術(shù)和全站儀相配合，來測(cè)量地形。

2.2 做好物化探測(cè)量工作

一般情況下，GPS RTK技術(shù)進(jìn)行物化探測(cè)量的工作時(shí)都先在測(cè)區(qū)內(nèi)運(yùn)用測(cè)量方法布設(shè)物化探網(wǎng)，需要按照一定的規(guī)律來取樣點(diǎn)或者分布物化探觀測(cè)點(diǎn)，再設(shè)計(jì)基線。然后再把設(shè)計(jì)好的基線或者測(cè)線點(diǎn)傳輸?shù)紾PS RTK掌上機(jī)，將設(shè)計(jì)點(diǎn)位用GPS RTK線放樣方法布設(shè)到實(shí)地。

2.3 做好礦區(qū)控制測(cè)量

進(jìn)行礦區(qū)控制測(cè)量的時(shí)候，主要依據(jù)礦區(qū)作業(yè)面積和GPS RTK技術(shù)的厘米級(jí)精度指標(biāo)，在國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)之上做首級(jí)控制。如果礦區(qū)的作業(yè)面積不太大，運(yùn)用導(dǎo)線點(diǎn)或者一、二級(jí)小三角點(diǎn)就可以滿足要求。

2.4 運(yùn)用光學(xué)定位測(cè)量水下地形

在測(cè)量水下地形的時(shí)候，首先會(huì)借助光學(xué)儀器來進(jìn)行定位。主要運(yùn)用前方交會(huì)法、后方交會(huì)法、側(cè)方交會(huì)法、視距極坐標(biāo)法和導(dǎo)標(biāo)一角法來測(cè)量水下地形。

2.5 運(yùn)用光學(xué)及測(cè)距定位測(cè)量地下水深

一般情況下，GPS RTK定位技術(shù)在水深測(cè)量的工作中，都先在測(cè)區(qū)內(nèi)運(yùn)用極坐標(biāo)測(cè)量方法布設(shè)水深測(cè)量網(wǎng)，即測(cè)量方位、距離和測(cè)量船的位置。隨著高精度的紅外線、電子經(jīng)緯儀和激光測(cè)量?jī)x的發(fā)展，水深測(cè)量工作都采用電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀組成測(cè)量系統(tǒng)，有時(shí)候也會(huì)使用全站儀來測(cè)量。

2.6 運(yùn)用無線電定位測(cè)量地下水深

測(cè)量水深時(shí)也會(huì)依據(jù)無線電定位的遠(yuǎn)距離作用和廣泛的覆蓋范圍以及GPS RTK技術(shù)的厘米級(jí)精度指標(biāo)，將定位系統(tǒng)分為遠(yuǎn)程定位(距離小于300 km)、中程定位(距離小于1 000 km)和遠(yuǎn)程定位(距離大于1 000 km)。

2.7 制定明確的規(guī)章制度

2012年6月，山西市煤礦安全監(jiān)察局在地方煤礦防治水工作座談會(huì)上制定了科學(xué)的煤礦防水工作制度，表1就是山西市煤礦防水工作制度表。

3 煤礦防水工作的建議

在初次放頂之前，要監(jiān)測(cè)并完善排水系統(tǒng)，保持泄水通道的暢通，確保在中切眼初放期間能夠正常排放涌水。此外，要維護(hù)液壓系統(tǒng)與支架的維修，將泵站的壓力控制在30 MPa，乳化液液配比為3%～5%，支架初撐力不能小于24 MPa。在初次放頂期間必須將割煤速度控制在2 m/min以下，并每隔1 h就停機(jī)10 min，觀察頂板是否存在來壓現(xiàn)象，提前做好防治水工作，按照計(jì)劃方案設(shè)計(jì)兩巷排水能力，并保證排水能力不小于最大預(yù)計(jì)涌水量的備用水泵以及排水設(shè)備與排水管路的完好無損。運(yùn)順?biāo)畟}(cāng)泵和軌順都必須使用雙回路電源。而且，要做好清淤工作，及時(shí)清理巷道中的淤煤，這樣可以有效保證排水管路的暢通與清潔。如果發(fā)生水淹巷道事故，必須及時(shí)從安全通道有序撤離，然后向上級(jí)部門與調(diào)度室回報(bào)具體情況。要注意隨時(shí)監(jiān)測(cè)水文地質(zhì)與礦壓，做好水文預(yù)報(bào)工作。另外，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的背景下，理應(yīng)全面使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)建煤礦防水工作管理途徑，應(yīng)用電子文檔，建立規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)煤礦防水工作的現(xiàn)代化管理，這樣能夠節(jié)省時(shí)間，提升管理工作的效率與質(zhì)量。

表1 山西市煤礦防水工作制度表

4 結(jié)語

水文地質(zhì)條件對(duì)礦井安全的維護(hù)工作具有重要影響，確保礦井的安全就必須做好水文地質(zhì)調(diào)查工作。山西市煤礦安全監(jiān)察局曾經(jīng)在地方煤礦防治水工作座談會(huì)上主張推行綜合治理煤礦防水的程序，并進(jìn)一步完善煤礦防水工作管理體系，通過運(yùn)用GPS RTK技術(shù)測(cè)量地形，做好物化探測(cè)量工作與礦區(qū)控制測(cè)量工作，運(yùn)用光學(xué)定位測(cè)量水下地形，采用光學(xué)及測(cè)距定位以及無線電定位測(cè)量地下水深，并建立了科學(xué)、明確的規(guī)章制度，為完善煤礦防水工作管理體系提供了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)。另外，做好煤礦防水工作還需要在初次放頂之前，監(jiān)測(cè)并完善排水系統(tǒng)，保持泄水通道的暢通；維護(hù)液壓系統(tǒng)與支架的維修，按照計(jì)劃方案設(shè)計(jì)兩巷排水能力，保證排水能力不小于最大預(yù)計(jì)涌水量的備用水泵，要為運(yùn)順?biāo)畟}(cāng)泵和軌順提供雙回路電源；及時(shí)清理巷道中的淤煤，有效保證排水管路的暢通與清潔；隨時(shí)監(jiān)測(cè)水文地質(zhì)與礦壓，做好水文預(yù)報(bào)工作；使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)建煤礦防水工作管理途徑。

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The importance analysis on hydrology geology to coal mine prevention and control water work

Han Xu

(ShanxiCoalGeologyandHydrologyExplorationResearchInstitute,Taiyuan030006,China)

This paper discussed the influence of hydrology geology conditions to coal mine prevention and control water work, from the use of GPS PTK technology, optical positioning measurements, radio positioning measurement and other aspects, introduced the technical measures of Shanxi coal mine prevention and control water, to prevent the occurrence of coal mine water inrush accidents, ensured the safety of coal mining work.

hydrology geology, coal mine, waterproof technology, measurement method

1009-6825(2016)22-0087-02

2016-05-23

韓 敘(1987- )，女，助理工程師

P641

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