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【摘 要】矿井在生产过程当中有多种途径突水或涌水可能性，矿井防治水对于矿井的安全生产有着重要意义，对于各种途径突水或涌水情况，本文给出总结及建议，希望煤矿在生产过程中能够给予足够的重视。
【关键词】矿井防治水；生产安全；突水途径
引言
矿井突水或涌水情况的出现往往威胁煤矿安全，如大量涌水，造成人员伤亡事故及淹没腐蚀设备、留设保安煤柱，影响资源回收等等严重影响着安全生产，因此高效安全生产离不开对突水或涌水情况的分析及采取有效措施进行防治。
一、矿井的突水或涌水的途径
矿井防治水归纳起来主要有大气降水、含水层水、采空区积水、老窑积水、钻孔水、断裂带导水及奥灰水的防治。
1.大气降水的防治
矿井的开采，地表易形成大量的塌陷、裂缝。其宽窄长短不一，缝宽不等。构成了大气降水涌入矿井的通道。大气降水之后井下会出现水量增加的现象，说明大气降水在适当的条件下会通过采矿裂隙进入井下。因此应加强地表采动塌陷裂缝情况的调查，每年在雨季前组织力量回填，雨季中加强观察，必要时进一步回填处理。
2.含水层水的防治
矿井煤系地层中一般为砂岩裂隙含水，但各含水层富水性不均一，有的区域还会对生产造成影响。因此对含水层水生产中可采取以下防治办法：
2.1掘进阶段
当巷道下行遇顶板水时，可采取以下治理方案：
（1）根据巷道涌水量大小及影响程度，在距掌子头10m～20m处巷道下侧拉水沟做水仓，截流外段顶板水，同时设泵及时抽排。
（2）对巷道顶板裂隙多、淋水较大的区段，改锚杆支护为架棚支护，一方面可减少打顶锚大量涌水问题，另一方面可保证安全施工，避免二次支护。
（3）对已形成的流水锚杆眼或裂隙淋滴水集中带，用防雨布蓬顶或制作专门能安装在锚杆中的盛水漏斗汇水，导入管中引流至水仓抽排。
当巷道上行施工或水平施工时，主要采用水沟排水为主，个别地方辅之以水泵、管道防治水。
2.2回采阶段
（1）走向长壁式开采工作面积水，可采取拉水沟排水或做水仓使水汇流至水仓再进行抽排的办法处理或做挡水墙采取插导管引流的办法排放等。
（2）对倾斜长壁工作面积水，可采取施工尾部泄水巷进行排放。
3.采空区积水防治
3.1相邻煤采空积水防治
采取边探边掘，即相隔一定距离施工探水孔，探透相邻面采空区，确定水位、预测水量。主要根据煤层产状与相邻面之间的位置关系，采取边探边掘的方法，即按照一定的高差（或距离）向相邻采空区打探孔，确定水位，预计积水量，进行探放。
3.2采空积水对下伏煤层采掘面影响治理
根据煤层间距的不同，当间距较小采空积水在顺槽中，一般有水文现象显现，表现为滴、淋水。根据这些水情征兆，可以大致确定积水上线及积水区域，计算积水量，并根据具体情况布孔探放。但当煤层间距超过15m以上时，煤采空积水在顺槽施工中显现不明显，需要格外加强先期的探测与分析工作。
3.3其它区域采空积水防治
将废弃的生产系统与正在使用的生产系统之间用挡水墙隔断，阻断两者之间的水流通道，或者构成控流通道。同时要预防废弃系统中原构筑的设施因受水压、矿压等影响，造成垮落，使水突然涌出，而危及正在使用的的生产系统。
4.老窑积水的防治
矿井周边若有生产弃井，其开采区位于井田边部，与矿井采空区相通。随着小井开采资源逐渐萎缩，加之受市场影响，存在越界开采行为不可避免，将对矿井安全造成威胁。在日常工作中除加强对矿井周边小井监测外，还应当阻断与小井之间的导水通道。在有可能与小井相通的地段或小井发生各种灾害可能波及大矿的通道，构筑相应抗灾墙。
5.钻孔水防治
加强钻孔封闭性调查，分析钻孔终孔层位、封闭情况，各含水层水位标高、流量，对未封闭和封闭不良的钻孔在采掘前必须采取措施进行封闭。尤其对于那些导通奥陶纪石灰岩含水层的孔则需要按有关规定采用地面和井下封堵相结合的办法进行治理，有条件的可将其水接入供水系统。
6.断裂带导水防治
（1）当采掘遇到大中型断裂导水构造时，在探明出水通道位置、导水性能、水量大小情况下，依具体情况选择“小水疏排，大水封堵”等措施，如注浆堵水的对象是大型裂隙时，应首先大量注砂石或其他填料，然后注水泥浆胶结，以免浆液大量流失，达不到止水目的；当采掘巷道要穿过某个已知的大型导水断裂带时，可在煤层开采前从地面打钻孔，对断裂带进行注浆。断裂带注浆部位必须在采区导水裂隙带的顶部与含水层底板之间，高了不起止水作用，低了会被煤层开采后所产生的导水裂隙带或冒落带所破坏而失去其止水作用；
（2）对于小型断层裂隙导水，若涌水来自顶板，则采取拉水沟疏排或拉水沟做水仓，设泵及时抽排处理；若水来自底板煤系含水层，可采取加盖封堵抽排，对巷道两帮进行浇灌及向深部打钻注浆封堵构造裂隙带等方法进行综合处理。
7.奥灰水的防治
奥陶系石灰岩层岩溶水是部分煤层开采的威胁性水源。
通过编制奥灰岩顶面等高线图，研究井田内奥灰岩分布的趋势，分析奥灰水对煤层底板的压力变化，采取相应的措施：
（1）以防为主：在开采受奥灰水威胁的煤层时，在采掘过程中即使采取一系列防止突水的安全措施，也难以完全杜绝奥灰水的突水事故，因此无论采用何种方法采煤都必须有可靠的防排水设施。
（2）利用隔水底板：充分利用煤层底板与奥灰之间隔水岩层所能承受的奥灰水压进行采掘活动，优化工作面布置与开采工艺，减小底板采动破坏深度。井田隔水岩层的岩性组合，既能隔水，又能阻抗强大的水压，下部的铝质泥岩和砂质泥岩等软岩具良好的隔水性能，位于中上部的石英砂岩具有较高的抗压强度，为带压开采提供了有利条件。 （3）限压开采：按规程规定及以往开采经验，在地层较完整块段突水系数可取到0.10MPa/m以下，受构造破坏区段，突水系数控制在0.06MPa/m以下。
（4）局部堵排：对采掘活动中的局部出水，进行封闭堵塞。对已探明的有突水危险的构造带、导水断层进行注浆堵水，对有突水危险的底板，带压开采前进行底板注浆加固。
（5）超前物探：采掘工作面采用三维地震勘探、超前钻探、瞬变电磁法等方法，对断层、异常构造带、工作面底板富水有一个全局的把握，必要时进行注浆堵水，形成有效的隔水层。
二、结论
在具体防治时，可考虑以下几个方面：
1.加强地质探测工作
（1）在顺槽中施工煤层底板水文地质综合勘探孔，主要探测底板有效隔水层厚度，构造裂隙发育情况及其导水性，评价底板隔水层的隔水能力，探测隐伏构造。
（2）测定水压富水性及水文地质参数，计算预测工作面涌水量，为工作面防排水系统提高依据。
（3）对可能发生突水的薄弱区域施工实施监测孔，对其进行长期水文观测。
2.加厚和加固隔水底板
当隔水底板厚度明显小于临界厚度值，可用底板注浆的办法将下伏含水层顶部的岩溶、裂隙封闭，使其变为相对隔水层，以加厚隔水底板至大于临界厚度值，从而达到安全采煤的目的。
3.改变采煤方法
对于隔水底板厚度较薄，突水威胁严重，而又无其他有效防治办法的采区，可考虑改用适当的采煤方法。例如短壁开采，房柱式开采、砌充填带以至充填法采矿，都能减小矿压和提高隔水底板抵抗水压的能力；快速回采、人工放顶，则能缩短悬顶时间，避免或减少底板岩体因蠕变而降低其力学强度的危险。但短壁开采、房柱式开采，会降低采煤效率，损失煤炭资源；充填法采矿会增加采煤成本，非万不得已，不宜采用。
4.完善井下防治水的各项工程
对于那些有突水危险而又不易防治，或虽采取了防治措施，但仍未能确切排除突水的可能性的采区，为了防止意外，可在通向该采区的巷道的出入口处选择有利位置，设置防水闸门。一旦发生突水，就立即撤退人员，关闭闸门，以防止水患的扩大。
5.建立和完善水文地质观测系统
通过建立和完善水文地质观测系统，及时地掌握了地下水的动态变化规律，从而快速判断井下突水的突水水源，为水害治理方案提供科学依据。
作者简介：
葛胜伟，男2009年毕业于长安大学水文与水资源工程专业，一直从事煤田地质勘探工作，曾参与黄陇侏罗纪煤田多个大型单元的煤田地质勘探，助理工程师。
【关键词】矿井防治水；生产安全；突水途径
引言
矿井突水或涌水情况的出现往往威胁煤矿安全，如大量涌水，造成人员伤亡事故及淹没腐蚀设备、留设保安煤柱，影响资源回收等等严重影响着安全生产，因此高效安全生产离不开对突水或涌水情况的分析及采取有效措施进行防治。
一、矿井的突水或涌水的途径
矿井防治水归纳起来主要有大气降水、含水层水、采空区积水、老窑积水、钻孔水、断裂带导水及奥灰水的防治。
1.大气降水的防治
矿井的开采，地表易形成大量的塌陷、裂缝。其宽窄长短不一，缝宽不等。构成了大气降水涌入矿井的通道。大气降水之后井下会出现水量增加的现象，说明大气降水在适当的条件下会通过采矿裂隙进入井下。因此应加强地表采动塌陷裂缝情况的调查，每年在雨季前组织力量回填，雨季中加强观察，必要时进一步回填处理。
2.含水层水的防治
矿井煤系地层中一般为砂岩裂隙含水，但各含水层富水性不均一，有的区域还会对生产造成影响。因此对含水层水生产中可采取以下防治办法：
2.1掘进阶段
当巷道下行遇顶板水时，可采取以下治理方案：
（1）根据巷道涌水量大小及影响程度，在距掌子头10m～20m处巷道下侧拉水沟做水仓，截流外段顶板水，同时设泵及时抽排。
（2）对巷道顶板裂隙多、淋水较大的区段，改锚杆支护为架棚支护，一方面可减少打顶锚大量涌水问题，另一方面可保证安全施工，避免二次支护。
（3）对已形成的流水锚杆眼或裂隙淋滴水集中带，用防雨布蓬顶或制作专门能安装在锚杆中的盛水漏斗汇水，导入管中引流至水仓抽排。
当巷道上行施工或水平施工时，主要采用水沟排水为主，个别地方辅之以水泵、管道防治水。
2.2回采阶段
（1）走向长壁式开采工作面积水，可采取拉水沟排水或做水仓使水汇流至水仓再进行抽排的办法处理或做挡水墙采取插导管引流的办法排放等。
（2）对倾斜长壁工作面积水，可采取施工尾部泄水巷进行排放。
3.采空区积水防治
3.1相邻煤采空积水防治
采取边探边掘，即相隔一定距离施工探水孔，探透相邻面采空区，确定水位、预测水量。主要根据煤层产状与相邻面之间的位置关系，采取边探边掘的方法，即按照一定的高差（或距离）向相邻采空区打探孔，确定水位，预计积水量，进行探放。
3.2采空积水对下伏煤层采掘面影响治理
根据煤层间距的不同，当间距较小采空积水在顺槽中，一般有水文现象显现，表现为滴、淋水。根据这些水情征兆，可以大致确定积水上线及积水区域，计算积水量，并根据具体情况布孔探放。但当煤层间距超过15m以上时，煤采空积水在顺槽施工中显现不明显，需要格外加强先期的探测与分析工作。
3.3其它区域采空积水防治
将废弃的生产系统与正在使用的生产系统之间用挡水墙隔断，阻断两者之间的水流通道，或者构成控流通道。同时要预防废弃系统中原构筑的设施因受水压、矿压等影响，造成垮落，使水突然涌出，而危及正在使用的的生产系统。
4.老窑积水的防治
矿井周边若有生产弃井，其开采区位于井田边部，与矿井采空区相通。随着小井开采资源逐渐萎缩，加之受市场影响，存在越界开采行为不可避免，将对矿井安全造成威胁。在日常工作中除加强对矿井周边小井监测外，还应当阻断与小井之间的导水通道。在有可能与小井相通的地段或小井发生各种灾害可能波及大矿的通道，构筑相应抗灾墙。
5.钻孔水防治
加强钻孔封闭性调查，分析钻孔终孔层位、封闭情况，各含水层水位标高、流量，对未封闭和封闭不良的钻孔在采掘前必须采取措施进行封闭。尤其对于那些导通奥陶纪石灰岩含水层的孔则需要按有关规定采用地面和井下封堵相结合的办法进行治理，有条件的可将其水接入供水系统。
6.断裂带导水防治
（1）当采掘遇到大中型断裂导水构造时，在探明出水通道位置、导水性能、水量大小情况下，依具体情况选择“小水疏排，大水封堵”等措施，如注浆堵水的对象是大型裂隙时，应首先大量注砂石或其他填料，然后注水泥浆胶结，以免浆液大量流失，达不到止水目的；当采掘巷道要穿过某个已知的大型导水断裂带时，可在煤层开采前从地面打钻孔，对断裂带进行注浆。断裂带注浆部位必须在采区导水裂隙带的顶部与含水层底板之间，高了不起止水作用，低了会被煤层开采后所产生的导水裂隙带或冒落带所破坏而失去其止水作用；
（2）对于小型断层裂隙导水，若涌水来自顶板，则采取拉水沟疏排或拉水沟做水仓，设泵及时抽排处理；若水来自底板煤系含水层，可采取加盖封堵抽排，对巷道两帮进行浇灌及向深部打钻注浆封堵构造裂隙带等方法进行综合处理。
7.奥灰水的防治
奥陶系石灰岩层岩溶水是部分煤层开采的威胁性水源。
通过编制奥灰岩顶面等高线图，研究井田内奥灰岩分布的趋势，分析奥灰水对煤层底板的压力变化，采取相应的措施：
（1）以防为主：在开采受奥灰水威胁的煤层时，在采掘过程中即使采取一系列防止突水的安全措施，也难以完全杜绝奥灰水的突水事故，因此无论采用何种方法采煤都必须有可靠的防排水设施。
（2）利用隔水底板：充分利用煤层底板与奥灰之间隔水岩层所能承受的奥灰水压进行采掘活动，优化工作面布置与开采工艺，减小底板采动破坏深度。井田隔水岩层的岩性组合，既能隔水，又能阻抗强大的水压，下部的铝质泥岩和砂质泥岩等软岩具良好的隔水性能，位于中上部的石英砂岩具有较高的抗压强度，为带压开采提供了有利条件。 （3）限压开采：按规程规定及以往开采经验，在地层较完整块段突水系数可取到0.10MPa/m以下，受构造破坏区段，突水系数控制在0.06MPa/m以下。
（4）局部堵排：对采掘活动中的局部出水，进行封闭堵塞。对已探明的有突水危险的构造带、导水断层进行注浆堵水，对有突水危险的底板，带压开采前进行底板注浆加固。
（5）超前物探：采掘工作面采用三维地震勘探、超前钻探、瞬变电磁法等方法，对断层、异常构造带、工作面底板富水有一个全局的把握，必要时进行注浆堵水，形成有效的隔水层。
二、结论
在具体防治时，可考虑以下几个方面：
1.加强地质探测工作
（1）在顺槽中施工煤层底板水文地质综合勘探孔，主要探测底板有效隔水层厚度，构造裂隙发育情况及其导水性，评价底板隔水层的隔水能力，探测隐伏构造。
（2）测定水压富水性及水文地质参数，计算预测工作面涌水量，为工作面防排水系统提高依据。
（3）对可能发生突水的薄弱区域施工实施监测孔，对其进行长期水文观测。
2.加厚和加固隔水底板
当隔水底板厚度明显小于临界厚度值，可用底板注浆的办法将下伏含水层顶部的岩溶、裂隙封闭，使其变为相对隔水层，以加厚隔水底板至大于临界厚度值，从而达到安全采煤的目的。
3.改变采煤方法
对于隔水底板厚度较薄，突水威胁严重，而又无其他有效防治办法的采区，可考虑改用适当的采煤方法。例如短壁开采，房柱式开采、砌充填带以至充填法采矿，都能减小矿压和提高隔水底板抵抗水压的能力；快速回采、人工放顶，则能缩短悬顶时间，避免或减少底板岩体因蠕变而降低其力学强度的危险。但短壁开采、房柱式开采，会降低采煤效率，损失煤炭资源；充填法采矿会增加采煤成本，非万不得已，不宜采用。
4.完善井下防治水的各项工程
对于那些有突水危险而又不易防治，或虽采取了防治措施，但仍未能确切排除突水的可能性的采区，为了防止意外，可在通向该采区的巷道的出入口处选择有利位置，设置防水闸门。一旦发生突水，就立即撤退人员，关闭闸门，以防止水患的扩大。
5.建立和完善水文地质观测系统
通过建立和完善水文地质观测系统，及时地掌握了地下水的动态变化规律，从而快速判断井下突水的突水水源，为水害治理方案提供科学依据。
作者简介：
葛胜伟，男2009年毕业于长安大学水文与水资源工程专业，一直从事煤田地质勘探工作，曾参与黄陇侏罗纪煤田多个大型单元的煤田地质勘探，助理工程师。