李 健
(貴州省黔西市應(yīng)急管理局,貴州 黔西 551500)
在礦產(chǎn)開采過程中,容易破壞地質(zhì)地層的平衡,進(jìn)而引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害,其中最嚴(yán)重的是水害,影響到礦井開采的生產(chǎn)安全性,如工作面及礦井出現(xiàn)被水淹的情況,會影響礦井開采效果。一旦出現(xiàn)水害事故,不僅影響工作開展,也導(dǎo)致救援工作難以進(jìn)行,威脅到工作人員的生命安全。這主要是由于在短期內(nèi)難以將礦井中的水全部排出,因此,企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好礦井防治水工作。為達(dá)到良好的預(yù)防作用,應(yīng)掌握礦井水的實際來源,針對性地采取解決策略,提高對礦井防治水的工作效率。
隨著礦產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,各項安全事故管理機(jī)制的完善,在優(yōu)化當(dāng)下礦產(chǎn)企業(yè)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的同時,應(yīng)使礦產(chǎn)開采工作更加規(guī)范。礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的經(jīng)營發(fā)展情況及市場背景進(jìn)行綜合管控,為礦產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展提供可靠方向。在開展運(yùn)行管理工作過程中,地質(zhì)勘查與防治水工作具有重要作用。對于礦產(chǎn)企業(yè)而言,水害事件不僅影響著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,也會威脅到工作人員的生命安全,因此應(yīng)針對地質(zhì)勘察與礦井防治水工作現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析。
礦井開采工作的危險性較高,就我國礦井開采工作來看,經(jīng)常會出現(xiàn)井下各種安全事故,造成人員傷亡以及重大的財產(chǎn)損失,而造成礦井事故的主要因素就包括水害。因此做好礦井防治水工作,保障工作人員在礦井開采過程中的生命安全,同時降低財產(chǎn)損失,具有重要的現(xiàn)實意義。由于礦井開采具有一定的特殊性,大多數(shù)工作需要在礦井中完成,地下水一般都在地層以下,礦井在開采過程中會出現(xiàn)涌水情況。在正式開采綜采工作面時,應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行探放水,通過專業(yè)的勘探設(shè)備,檢查礦井周圍的水溫情況,進(jìn)而做好準(zhǔn)備工作,提高礦井開采的安全性。
在開采礦井以前,需要分析研究礦井周圍的水文地質(zhì)情況,并提前發(fā)現(xiàn)可能存在的各種水害因素,進(jìn)而針對性的采取策略,做好礦井水害預(yù)防工作,保障開采安全。在有效的預(yù)防措施下,能夠起到良好的防治水效果,在實際開采過程中,讓涌水現(xiàn)象明顯減少,并在可控范圍之內(nèi),開采安全得以保證。同時也減少了涌水問題帶來的各項不利因素,提高礦產(chǎn)開采效率,保障最終礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此要想保證礦產(chǎn)開采的實際效率,就應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)合理的防治水技術(shù)。
在礦產(chǎn)開采以前,還需要通過地質(zhì)勘探技術(shù),檢測其周圍水文地質(zhì)情況,結(jié)合各項數(shù)據(jù)指標(biāo)完成更詳細(xì)的勘察工作。最終的勘查結(jié)果,能夠幫助礦產(chǎn)企業(yè)掌握礦產(chǎn)開采的大致情況,計算出相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),比如礦產(chǎn)開采可能需要的資金投入量,以及最終獲得的資金收益。如:對于礦山開采而言,資源的最終儲存量是計算礦產(chǎn)開采經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要數(shù)據(jù)部分,確定實際可開采數(shù)量,以及最終儲存數(shù)量。對于礦產(chǎn)而言,實際儲存數(shù)量無法改變,因此就應(yīng)當(dāng)通過對各項技術(shù)的完善來提高開采效率,提升開采量。但開采儲存量會受到水文條件的影響,而通過科學(xué)的防治水方案,能夠有效提高礦產(chǎn)開采儲存量,獲取最大化的經(jīng)濟(jì)效益。
(1)地質(zhì)勘查工作不夠完善,使得礦產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展受到限制。隨著市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,多元化的經(jīng)濟(jì)活動數(shù)量不斷提升,各個領(lǐng)域?qū)ΦV產(chǎn)需求量只增不減,因此礦產(chǎn)企業(yè)為了獲取最大化的經(jīng)濟(jì)效益,將更多的精力放在礦山開采工作之中,由于地質(zhì)勘察工作的不到位,導(dǎo)致部分資料的精準(zhǔn)性難以得到保障,使得后期防治水工作的開展失去意義。
(2)缺乏礦產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員,對防治水工作的落實不夠及時。對企業(yè)而言,專業(yè)技術(shù)人員決定著最終防治水工作效果,如果專業(yè)技術(shù)人員不斷流失,會影響企業(yè)工作開展的穩(wěn)定性。而部分礦產(chǎn)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對地質(zhì)勘查工作的開展重視不足,使得勘察隊伍不穩(wěn)定,其專業(yè)素質(zhì)難以滿足防治水工作開展的需求,進(jìn)而使得防治水預(yù)防產(chǎn)生多項漏洞,地質(zhì)勘查結(jié)果未能為防治水工作提供準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)。由于礦產(chǎn)開采的環(huán)境較為惡劣,而且工作人員綜合能力有限,自身職業(yè)精神與專業(yè)水平有限,最終影響開采水平,甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)延誤工期的情況。
(3)地質(zhì)勘查工作缺乏完善的管理機(jī)制。許多礦產(chǎn)企業(yè)在開展地質(zhì)勘查工作時,往往缺乏完整的監(jiān)督管理制度作為支撐,因此部分制度的執(zhí)行缺乏科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。而且地質(zhì)勘查工作難以明確勘察的基本方向,影響最終工作效率。部分礦產(chǎn)企業(yè)在具體施工過程中勘查工作規(guī)劃,沒有結(jié)合實際工作需求完成設(shè)計,進(jìn)而使得地質(zhì)勘察工作的綜合效能沒有得到充分展現(xiàn),工作的開展也只是流于表面,勘察工作的科學(xué)性不斷降低,進(jìn)而無法保障礦產(chǎn)企業(yè)的高效運(yùn)行。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)對礦井水害的精準(zhǔn)管理與防治,就應(yīng)當(dāng)了解礦井水害的基本類型。按照水的不同來源,將其分為采空區(qū)透水、含水層涌水以及斷層突水。
在開采礦井時會形成采空區(qū),由于被長期閑置,就會導(dǎo)致采空區(qū)出現(xiàn)積水。如果在采空區(qū)周圍布置新工作面,則很容易引發(fā)采空區(qū)透水。一般引發(fā)此類透水事故的主要因素是由于采空區(qū)內(nèi)水壓與水量高導(dǎo)致,如果在采空內(nèi)水壓不斷上漲,那么工作面涌入水的速度就會不斷加快,一般在極短時間內(nèi)就會淹沒工作面,造成巨大的安全威脅。在工作面內(nèi)會放置諸多礦井開采設(shè)備,一旦工作面被淹沒,則會導(dǎo)致設(shè)備被泡,而后則需要投入大量的資金費(fèi)用維修設(shè)備,即使維修成功也會影響設(shè)備的實際使用期限,進(jìn)而提前報廢,加大資金支出。就礦井來看,采空區(qū)發(fā)生透水現(xiàn)象較為稀少,一般只有在周圍有小煤窯的情況,才更容易引發(fā)透水。即使此類小煤窯已經(jīng)關(guān)閉停業(yè),但其圖紙保存不善,使得無法確定采空區(qū)周圍地質(zhì)情況。
含水層涌水是指:如果上下層的隔水層出現(xiàn)破裂情況時,那么地下水就會隨之快速涌入到工作區(qū)域。一般此種情況大多數(shù)發(fā)生于水層或水層較大的礦層底部以及頂板上方。在開采礦層時,隔水層的應(yīng)力過于集中,導(dǎo)致隔水區(qū)出現(xiàn)裂縫,進(jìn)而地下水噴涌而出。如果礦層距離含水層較近,那么在開采過程中如若應(yīng)力過于集中,則會導(dǎo)致隔水層受到影響。因此為了避免地下水涌入到工作面之中,減少水源危害,就應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計防水煤巖柱。如果防水煤巖柱寬度不符合工作面需求,那么也會容易出現(xiàn)地下水涌入情況。除此之外,隨著工作面開采強(qiáng)度的不斷上升,導(dǎo)致采空區(qū)的冒落帶高度不斷上升,如果冒落帶高于含水層時,那么含水層則會容易涌入到工作面內(nèi),造成危險系數(shù)不斷上升,影響安全性能。
當(dāng)回采到斷層之后,工作面回采會直接干擾斷層,進(jìn)而使得斷層隔水能力受到影響,甚至失效,進(jìn)而引發(fā)斷層突水,導(dǎo)致開采工作中斷,干擾后續(xù)工序。這主要是由于斷層在初始階段在趨于平衡,但是斷層開采會導(dǎo)致其平衡狀態(tài)受到影響,使得地下水涌入到工作面之中。正是此種突發(fā)情況導(dǎo)致工作面排水所承受壓力不斷上升,回采巷道也會受到影響,出現(xiàn)異常泥濘,但不會導(dǎo)致出現(xiàn)被淹沒的情況。除此之外,引發(fā)斷層突水的另一因素則是由于初期的安全防護(hù)措施不夠完善,進(jìn)而使得斷層突水情況發(fā)生較多。如果在斷層附近進(jìn)行開采作業(yè)時,礦層底板的應(yīng)力過于集中,一旦底板存有承壓水,在回采階段就會引發(fā)底板突水問題。此種突水現(xiàn)象一般是由于開采礦層方式選擇不恰當(dāng)導(dǎo)致,因此需要綜合考慮突水的水壓規(guī)律。
針對礦井采取防治水措施時,首先應(yīng)當(dāng)明確水源,確定礦井周圍是否存在水壓。礦井面臨的水害多種多樣,如果不探究水的真正來源,那么則無法針對損害程度采取針對性的措施,以盡全力降低水害的影響。一般情況下為了了解工作面周圍的水文地質(zhì)情況,會通過探水鉆孔來檢測其水源,掌握不同水源的實際流向及大致分布范圍,了解其水壓。水壓是導(dǎo)致出現(xiàn)水害的主要因素之一,同時也是檢測水強(qiáng)度的指標(biāo),如果水壓不斷增大,那么發(fā)生水害事故的幾率也會隨之不斷上升。因此在開展地質(zhì)勘探工作時,應(yīng)當(dāng)關(guān)注工作面以及采空區(qū)的實際積水情況。在明確水源類型、壓力之后,則可以制定針對性的防治水方案。比如針對采空區(qū)積水,則可以利用水泵排出水源;而對于水層中的水源,則可以采取注漿法,以此起到堵塞水源的作用。
導(dǎo)致礦井出現(xiàn)水害的主要因素通常是由于工作面設(shè)計不合理。由于布局的不合理性,導(dǎo)致工作面在回采過程中擾動附近水源,進(jìn)而引發(fā)礦山水害,比如工作面遇斷層,距離過近時,則會加大水害發(fā)生機(jī)率。如果地質(zhì)數(shù)據(jù)難以保證精準(zhǔn)性,且工作面開采過高,那么礦層上的隔水層會受到影響,導(dǎo)致破碎引發(fā)水害。采用勘察技術(shù)則能夠準(zhǔn)確掌握地質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù),按照數(shù)據(jù)信息科學(xué)設(shè)計工作面,使其與斷層距離加大,減少水害的發(fā)生。此外,通過地質(zhì)勘探采取的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),能夠使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)不再受到回采作業(yè)的影響,降低水害發(fā)生機(jī)率。
礦井防治水是礦產(chǎn)開采的主要難題之一,采取完善的防治水理論以及防治水技術(shù),是減少水害發(fā)生的主要措施之一。雖然當(dāng)前防治水工作已經(jīng)取得了初步成就,但是不同礦井的地質(zhì)條件存在差異,因此采用單一的防治水理論,難以滿足不同礦井開發(fā)的需求。因此應(yīng)當(dāng)針對現(xiàn)有防治水理論不斷進(jìn)行完善,以此來實現(xiàn)防治水技術(shù)的不斷創(chuàng)新,提高防治水效果。利用地質(zhì)勘查數(shù)據(jù),可以了解水害的實際發(fā)生因素及相關(guān)條件,找出各項水害發(fā)生的共性,總結(jié)出相應(yīng)的工作經(jīng)驗及實踐,進(jìn)而使得當(dāng)前的防治水理論更加完善,為礦井開采與安全生產(chǎn)提供有利條件。
當(dāng)前許多礦井防水煤巖柱的設(shè)計并不合理,使得礦井水害并沒有得到有效預(yù)防,雖然根據(jù)開采作業(yè)經(jīng)驗對防水煤巖柱公式計算加以完善,但是仍有部分參數(shù)的選取并不符合礦井實際需求,也有部分參數(shù)選取缺乏依據(jù),許多公式只是針對特定的開采情況應(yīng)用。因此,就應(yīng)當(dāng)利用地質(zhì)勘察技術(shù),深入掌握地質(zhì)條件實際情況,確定合理的防水煤巖柱寬度。而礦井水倉是重要的儲水設(shè)施,如果水倉容量并不符合實際情況需求,那么就會導(dǎo)致水害出現(xiàn)機(jī)率上升。因此,在設(shè)計水倉時,就應(yīng)當(dāng)充分了解礦井的涌水量,記錄其最大值與最小值。同時也要記錄礦井水源的變化情況,了解其時間。通過地質(zhì)勘探技術(shù)能夠有效確定礦井水的實際涌出量,從而完善水倉容量設(shè)計及排水系統(tǒng)的設(shè)計。
防治水工作專業(yè)性較強(qiáng),需要完善的防治水技術(shù),同時也涉及到多項內(nèi)容,因此要想降低水害的發(fā)生幾率,就應(yīng)當(dāng)做好各項基礎(chǔ)工作。首先應(yīng)當(dāng)從提高管理水平入手,不斷強(qiáng)化防治水工作的基礎(chǔ)工作,在開展防治水工作時,應(yīng)當(dāng)積極與信息技術(shù)相融合,使得防治水工作實現(xiàn)信息化發(fā)展。其次要積極完善地測信息管理系統(tǒng)以及水文監(jiān)測系統(tǒng),以此來提高防治水管理效果。礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大信息技術(shù)的資金投入,完善現(xiàn)有地測信息系統(tǒng),使其能夠準(zhǔn)確檢測礦井上下的觀測孔,利用自動監(jiān)測系統(tǒng)實時掌握礦井涌水量。而自從建礦開采以來,企業(yè)也應(yīng)當(dāng)積極構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,將地質(zhì)、儲量、水文等信息做好儲備管理。各項圖紙也應(yīng)當(dāng)做好儲存與記錄,使得礦產(chǎn)開采的防治水工作更加信息化。
為了有效減少突發(fā)性水害事故的發(fā)生,工作人員應(yīng)及時制定防治水策略,并且要具有一定的預(yù)見性,確保水害防范工作能夠發(fā)揮出自身作用,使得地質(zhì)勘察工作能夠為水害防治工作提出針對性意見。對礦井的防治水工作應(yīng)當(dāng)依照地質(zhì)勘查提供的資料而展開,根據(jù)實際勘察的地質(zhì)情況創(chuàng)建水位觀測站,合理勘查清礦區(qū)域內(nèi)的坍塌事件,并針對積水面積及深度進(jìn)行綜合測量,做好水源排查工作,尤其是在雨季更應(yīng)落實這一標(biāo)準(zhǔn),綜合檢查礦區(qū)的排水系統(tǒng),提高排水通暢性。礦產(chǎn)企業(yè)積極完善安全生產(chǎn)責(zé)任制度,將此項制度落實到企業(yè)內(nèi)部的各級部門之中,使得每一位工作人員都能夠明確自身職責(zé),在開展防治水工作時,提高自身的積極性,落實各環(huán)節(jié)防治工作。除此之外,工作人員針對勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理與分析,以此來制定更科學(xué)化的應(yīng)對措施,實現(xiàn)對水源的動態(tài)管理,掌握水害發(fā)生的基本規(guī)律,完善應(yīng)急管理策略。
綜上所述,影響礦井的安全因素主要是水害,會影響到工作人員生命安全以及礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)采取科學(xué)的防治水策略。當(dāng)前礦井水害主要分為采空區(qū)透水、含水層涌水以及斷層突水,因此礦井開采防治水方案的制定就應(yīng)當(dāng)結(jié)合礦山水害類型以及地質(zhì)勘探工作而展開,進(jìn)而掌握礦井水源,科學(xué)合理地設(shè)計出工作面。同時積極完善防治水理論及防治水技術(shù),合理設(shè)計防水煤巖柱寬度以及水倉容量,通過地質(zhì)勘探減少礦井水害的發(fā)生。