煤礦水害是與瓦斯、火災(zāi)等并列的礦山建設(shè)和生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。多年來,在國家科技政策的引導(dǎo)下,許多科技工作者進(jìn)行了科研攻關(guān),在礦山水害防治技術(shù)和水害預(yù)測理論方面取得了顯著成績,我國的煤礦防治水技術(shù)和經(jīng)驗處于世界領(lǐng)先水平。
針對我國煤礦水文地質(zhì)復(fù)雜和煤礦水害事故頻發(fā)的實際情況,結(jié)合多年煤礦防治水方面的成功經(jīng)驗,業(yè)界提出了煤礦水害防治“預(yù)測預(yù)報,有疑必探,先探后掘,先治后采”的十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項綜合治理措施。
在突水機(jī)理的研究上,曾先后提出了突水系數(shù),等效隔水層和底板隔水層中存在導(dǎo)水裂隙帶高度等概念,在預(yù)防礦山突水上起到了很好的作用。同時,開始應(yīng)用井下物探技術(shù),如工作面頂?shù)装逡纛l電透視技術(shù)、井下直流電法技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)超前探測技術(shù)等來探測充水水源和充水通道。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用到突水機(jī)理的研究,在研究、驗證預(yù)測突水量的數(shù)學(xué)模型方面有較大進(jìn)展。
疏干降壓是我國礦井防治水害的主要技術(shù)措施,在很多水患危害較大的礦山得到應(yīng)用。
堵水截流是我國礦井防治水害的重要方法,我國應(yīng)用注漿堵水技術(shù)始于1950年代中后期。從60年代起在徐州、棗莊等煤礦和張馬屯鐵礦、水口山鉛鋅礦等不同水文地質(zhì)條件下的灰?guī)r地層中成功地建造了大型堵水截流帷幕,取得了良好的堵水效果。
縱橫相權(quán) 優(yōu)劣并存
目前,國外在煤礦防治水方面主要采用輸干法,即采用地面垂直鉆孔,用潛水泵專門疏干含水層。為了適應(yīng)預(yù)先疏干方法,國外生產(chǎn)了高揚程(達(dá)1000m)、大排水量(達(dá)5000m3/h)、大功率(2000kW)的潛水泵,其疏干工程已逐漸采用自動控制。
有些國家利用挖溝機(jī)在松散層中修建帷幕;開挖、護(hù)壁、清渣流水作業(yè),是當(dāng)前國外先進(jìn)的堵水截流技術(shù)。但是,現(xiàn)在國外還沒有在巖溶地層中建造大型帷幕的實例。物探技術(shù)有較快的發(fā)展,如美國、加拿大、瑞典等國研究地質(zhì)雷達(dá)對不明水體存在位置、導(dǎo)水裂隙帶構(gòu)造的總體狀況進(jìn)行探測,以及采用井下數(shù)字地震儀探測巖層中的應(yīng)力分布。
從上述分析來看,我國在礦井水害防治方面,同國際上其他國家相比,既有處于領(lǐng)先地位的方面,如有較成熟的巖溶水帷幕注漿堵水技術(shù)和措施;也有落后一面,如在物探裝備技術(shù)方面落后于發(fā)達(dá)國家。
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我國煤炭資源十分豐富且地域分布遼闊,煤礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜,主要煤產(chǎn)地的華北石炭二疊紀(jì)煤田和南方晚二疊世煤田,屬于喀斯特水文地質(zhì)類型煤田,黃淮平原的煤田則受到第四系沖洪積層水的危害,這些煤礦的開采存在著嚴(yán)重的水患。
就目前開采技術(shù)水平來說完全避免礦山水害難度較大,若采用合理的開采技術(shù)和先進(jìn)的勘探技術(shù),制定較完善的應(yīng)急預(yù)案,可有效地減少和控制煤礦水害的發(fā)生。
人才匱乏 技術(shù)落后
煤礦水害防治是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,雖然我國在煤礦防治水害方面取得了較好的成績,然而面對近期煤礦水害事故頻發(fā)的事實,我們不得不認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗,吸取教訓(xùn)。煤礦水害防治方面還存在著不足,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
一是礦山專業(yè)技術(shù)人才匱乏,導(dǎo)致礦山生產(chǎn)過程中對煤礦水害隱患的嚴(yán)重危害認(rèn)識不足,煤礦水文基礎(chǔ)資料不清。由于大多數(shù)礦山企業(yè)在前幾年效益不好,或因機(jī)構(gòu)調(diào)整減員增效,部分礦山企業(yè)因?qū)I(yè)人員的輕視,減少了地質(zhì)及水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)和管理人員,導(dǎo)致企業(yè)的防治水技術(shù)與管理人員不足。同時面對惡劣的礦山生存條件,很多高校畢業(yè)生不愿到礦山工作生活。人才的匱乏,使得現(xiàn)有的防治水技術(shù)和手段不能充分應(yīng)用,對礦井水文地質(zhì)條件的危害認(rèn)識不清。