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摘要：水灾是煤矿五大灾害之一，时刻威胁着矿井的安全生产。随着社会的发展，矿井开采深度越来越大，煤矿的水文地质条件也变得越发复杂，因此选择高效的防治水技术手段显得尤为重要。本文结合X矿区的主要水害特征以及以往的矿井防治水工作，总结出陕西地区防治煤矿底板水害的三种行之有效的方法，为治理底板突水明确了方向。
关键词：防治水技术手段；陕西地区；底板水害
1 引 言
水灾是矿山的五大灾害之一，在矿井建设的各个时期对生产产生巨大的安全危害。我国已发生过多起重特大突水淹井事故，分析其原因有两方面，主观原因是防灾抗灾意识淡薄，对防治水工作不够重视；客观因素是矿井水文地质条件复杂多变，防治水技术手段有限两方面导致防治水工作者对本矿井的水文地质条件认识不够，无法预测并防范突如其来的突水事故。后者在陕西省的各大矿区主要表现在：1、陕北岩溶型矿区地质、水文地质条件相对复杂，矿井充水因素呈多样化，突水通道非常隐蔽，因此很难预测突水事故。2、煤矿的开采深度加大，造成底板需要承受较大地压，从而增大了突水事故的发生机率。从上世纪70年代开始我国防治水工作者就遵循“防治结合”的原则，通过水文地质勘探、瞬变电磁等越发多样化的探测手段探清矿井的水文地质条件、充水因素之后，针对矿井存在的不同水害类型采取相应的防治水技术手段，以求彻底消除矿井水害隐患。
2 矿区防治水形势
陕西省是我国重要的后备能源基地，全省共拥有五大煤田：渭北石炭二叠纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田、陕北三叠纪煤田、黄陇侏罗纪煤田和陕北侏罗纪煤田。然而这些大型煤田均存在水文地质问题：1、陕西省地处西北，气候干旱，水资源相对匮乏。此地区有两类水害，一个是为顶板水害，一个为底板灰岩水害。井田内顶板煤系地层中各含水层富水性弱，且补给条件差，虽是矿井涌水量的组成部分，但对煤层开采影响很小，基本威胁不到矿井安全。但开采煤层的底板发育有奥灰岩含水层，富水性强，动储量大，承压水头高，是威胁本地区矿井安全的主要水害。2012年起在政府的大力推动下各大矿区开始科学规划矿井生产，创新采矿方法，立求煤炭开采与水资源保护并重，走可持续发展之路。2、渭北煤田主要开采煤层绝大部分位于底板奥灰岩含水层静水位以下20米左右范围，因此该地区煤矿生产存大着严重的水害威胁，突水淹井事故时有发生。3、黄陇侏罗纪煤田位于鄂尔多斯盆地的边缘地带，该地区洛河组砂岩含水层厚度达30米左右，由于经济相对落后，该地区矿井水害防治还处于起步阶段，技术落后是制约本区开展矿井防治水工作的重要因素。
3 深部煤层开采防治水技术
由于煤矿的开采深度增大，煤层底板承受的地压也会随之增大，一旦矿井充水水源突破围岩中薄弱地带进入井巷空间，就极易发生底板突水事故。为了降低突水风险，需要采取强有力的防治水措施，目前行之有效的防治水方法包括奥灰水疏水降压法、充填开采法和底板注浆加固法三种。
1、奥灰水疏水降压法
疏水降压的原理是在回采工作面内或其周围巷道中提前施工一定数量的疏放水孔，通过持续疏放底板奥灰水，最终将奥灰水静水位降至可采煤层标高以下，以期消除底板水害达到安全开采的目的。
由于井田内的奥灰水含水层补给条件较差，但是该含水层发育厚度大，因此含水层静储量也大。借助放水钻孔疏水降压可能会使得局部地段的奥灰含水层的水压降低，但无法降低整个区域的奥灰岩含水层水压。若要达到此目的，也需要付出巨大的经济成本。因此，选用奥灰水疏水降压法治理煤层底板水害需考量时间成本和经济效益。
2、充填开采法
充填开采方法的原理是将粉煤灰等矿井开采的废弃物作为主要的填充材料，通过向其中加入一定量的速凝剂从而形成具有较高强度的混合物，将之填充到采空区中用来替代被开采的煤层。此种做法的好处是不但可以减少矸石的排放，更重要的是减缓矿区采空区的沉陷，从而达到安全开采建筑物下的压煤资源，以及保护土地资源的双重目的。最重要的是，这种方法基本不会破坏底板隔水层的完整性，从而降低了底板突水的风险。经过几十年的发展，目前充填开采技术已经非常成熟。
根据相邻矿井运用该方法的实践经验可知，采用充填开采法时的吨煤成本比垮落法管理顶板一般要低200～250元。在采掘活动中，矿井产生大量固体废料如粉煤灰、煤矸石，均可作充填开采所需的材料。一方面减少了充填开采的成本，另一方面充分利用了固体废料，减少了固体污染和土地资源的占用。因此，在进行充分的经济效益分析与论证后，矿井在开采受底板突水威胁较大的煤层和“三下煤层”时，采用充填开采法具有很强的可行性。
3.煤层底板注浆加固法
煤层底板注浆加固是在煤层开采之前向底板注入浆液，从而封堵和胶结底板岩层中的裂缝，将煤层的底板改造成高效的隔水层，增强了底板隔水层的整体阻水能力。底板注浆加固技术已在多个矿井成功应用，取得了良好的经济效益和社会效益。根据相邻矿井底板注浆加固实践，采用底板注浆加固方法后，吨煤生产成本会有所增加。但底板加固后可以减少矿井涌水量，这样就减少了矿井的排水费用，一增一减就抵消了部分注浆加固的费用。因此，开采受底板突水威胁较大的煤层时，采用煤层底板注浆加固技术同样具有较强的可行性。
4 结论
本文简述了陕西地区煤矿开采中存在的突水问题，并针对区域的客观条件提出了三种有效的防治水方法。各个矿井必须结合自身实际选择合适的底板水害防治方法。
[参考文献]
[1]钟亚平.开滦煤矿防治水综合技术研究[M].北京.煤炭工业出版社，2001
[2]王军.矿山防治水技术现状及发展趋势[J].采矿技术.2001（6）：21
[3]杨成田.专门水文地质学[M]，地质出版社，1981，7
[4]B.H.G.布雷迪.E.T.布朗，地下采矿岩石学[M]，冯树仁等译，北京，煤炭工业出版社1990（1）.6
[5]张景秀.坝系防渗及灌溉技术[M].北京.水利电力出版社，1992
关键词：防治水技术手段；陕西地区；底板水害
1 引 言
水灾是矿山的五大灾害之一，在矿井建设的各个时期对生产产生巨大的安全危害。我国已发生过多起重特大突水淹井事故，分析其原因有两方面，主观原因是防灾抗灾意识淡薄，对防治水工作不够重视；客观因素是矿井水文地质条件复杂多变，防治水技术手段有限两方面导致防治水工作者对本矿井的水文地质条件认识不够，无法预测并防范突如其来的突水事故。后者在陕西省的各大矿区主要表现在：1、陕北岩溶型矿区地质、水文地质条件相对复杂，矿井充水因素呈多样化，突水通道非常隐蔽，因此很难预测突水事故。2、煤矿的开采深度加大，造成底板需要承受较大地压，从而增大了突水事故的发生机率。从上世纪70年代开始我国防治水工作者就遵循“防治结合”的原则，通过水文地质勘探、瞬变电磁等越发多样化的探测手段探清矿井的水文地质条件、充水因素之后，针对矿井存在的不同水害类型采取相应的防治水技术手段，以求彻底消除矿井水害隐患。
2 矿区防治水形势
陕西省是我国重要的后备能源基地，全省共拥有五大煤田：渭北石炭二叠纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田、陕北三叠纪煤田、黄陇侏罗纪煤田和陕北侏罗纪煤田。然而这些大型煤田均存在水文地质问题：1、陕西省地处西北，气候干旱，水资源相对匮乏。此地区有两类水害，一个是为顶板水害，一个为底板灰岩水害。井田内顶板煤系地层中各含水层富水性弱，且补给条件差，虽是矿井涌水量的组成部分，但对煤层开采影响很小，基本威胁不到矿井安全。但开采煤层的底板发育有奥灰岩含水层，富水性强，动储量大，承压水头高，是威胁本地区矿井安全的主要水害。2012年起在政府的大力推动下各大矿区开始科学规划矿井生产，创新采矿方法，立求煤炭开采与水资源保护并重，走可持续发展之路。2、渭北煤田主要开采煤层绝大部分位于底板奥灰岩含水层静水位以下20米左右范围，因此该地区煤矿生产存大着严重的水害威胁，突水淹井事故时有发生。3、黄陇侏罗纪煤田位于鄂尔多斯盆地的边缘地带，该地区洛河组砂岩含水层厚度达30米左右，由于经济相对落后，该地区矿井水害防治还处于起步阶段，技术落后是制约本区开展矿井防治水工作的重要因素。
3 深部煤层开采防治水技术
由于煤矿的开采深度增大，煤层底板承受的地压也会随之增大，一旦矿井充水水源突破围岩中薄弱地带进入井巷空间，就极易发生底板突水事故。为了降低突水风险，需要采取强有力的防治水措施，目前行之有效的防治水方法包括奥灰水疏水降压法、充填开采法和底板注浆加固法三种。
1、奥灰水疏水降压法
疏水降压的原理是在回采工作面内或其周围巷道中提前施工一定数量的疏放水孔，通过持续疏放底板奥灰水，最终将奥灰水静水位降至可采煤层标高以下，以期消除底板水害达到安全开采的目的。
由于井田内的奥灰水含水层补给条件较差，但是该含水层发育厚度大，因此含水层静储量也大。借助放水钻孔疏水降压可能会使得局部地段的奥灰含水层的水压降低，但无法降低整个区域的奥灰岩含水层水压。若要达到此目的，也需要付出巨大的经济成本。因此，选用奥灰水疏水降压法治理煤层底板水害需考量时间成本和经济效益。
2、充填开采法
充填开采方法的原理是将粉煤灰等矿井开采的废弃物作为主要的填充材料，通过向其中加入一定量的速凝剂从而形成具有较高强度的混合物，将之填充到采空区中用来替代被开采的煤层。此种做法的好处是不但可以减少矸石的排放，更重要的是减缓矿区采空区的沉陷，从而达到安全开采建筑物下的压煤资源，以及保护土地资源的双重目的。最重要的是，这种方法基本不会破坏底板隔水层的完整性，从而降低了底板突水的风险。经过几十年的发展，目前充填开采技术已经非常成熟。
根据相邻矿井运用该方法的实践经验可知，采用充填开采法时的吨煤成本比垮落法管理顶板一般要低200～250元。在采掘活动中，矿井产生大量固体废料如粉煤灰、煤矸石，均可作充填开采所需的材料。一方面减少了充填开采的成本，另一方面充分利用了固体废料，减少了固体污染和土地资源的占用。因此，在进行充分的经济效益分析与论证后，矿井在开采受底板突水威胁较大的煤层和“三下煤层”时，采用充填开采法具有很强的可行性。
3.煤层底板注浆加固法
煤层底板注浆加固是在煤层开采之前向底板注入浆液，从而封堵和胶结底板岩层中的裂缝，将煤层的底板改造成高效的隔水层，增强了底板隔水层的整体阻水能力。底板注浆加固技术已在多个矿井成功应用，取得了良好的经济效益和社会效益。根据相邻矿井底板注浆加固实践，采用底板注浆加固方法后，吨煤生产成本会有所增加。但底板加固后可以减少矿井涌水量，这样就减少了矿井的排水费用，一增一减就抵消了部分注浆加固的费用。因此，开采受底板突水威胁较大的煤层时，采用煤层底板注浆加固技术同样具有较强的可行性。
4 结论
本文简述了陕西地区煤矿开采中存在的突水问题，并针对区域的客观条件提出了三种有效的防治水方法。各个矿井必须结合自身实际选择合适的底板水害防治方法。
[参考文献]
[1]钟亚平.开滦煤矿防治水综合技术研究[M].北京.煤炭工业出版社，2001
[2]王军.矿山防治水技术现状及发展趋势[J].采矿技术.2001（6）：21
[3]杨成田.专门水文地质学[M]，地质出版社，1981，7
[4]B.H.G.布雷迪.E.T.布朗，地下采矿岩石学[M]，冯树仁等译，北京，煤炭工业出版社1990（1）.6
[5]张景秀.坝系防渗及灌溉技术[M].北京.水利电力出版社，1992