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摘 要：随着我国矿井开采越来越深，矿井深层的复杂水文地质条件给开采工作带来了困难。为了解决这一难题，大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术的研究迫在眉睫。
关键词：大埋深；复杂水文地质条件；防治水；矿井
一、前言
矿产是我国不竭的财富，然而近年来大规模的开采导致大部分浅层的矿产几近枯竭，深层开采成为目前许多老矿井保证产量的唯一方法。而深层开采的技术难题中大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术的研究保证我国煤矿资源安全开采。
二、研究目的及意义
随着我国经济发展迅速，我国煤矿开采也日益剧增。可是许多老矿山的浅部煤矿接近枯竭，资源需大于求。因此探索深层煤炭资源成为了解决需大于求的唯一方法。而深层煤炭资源的开采是在高地压、高水压的工作坏境下，深层矿井水文地质十分复杂，目前国内外矿井事故的发生也和矿井对复杂的水文地质条件下高压水防治没有成熟的技术和可靠的具体方法有很大关系。所以大深埋水文地质条件工作面防治水技术研究成为目前的主要研究课题。
三、埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究现状
目前国内外矿井对复杂的水文地质条件防治水技术还在不断的探索中，都还没有具体可行的方案。国内主要将研究重点放在开采过程中队地下水质的污染上，国内主要将重点放在研究底板突水机理，在带压开采方面也展开了相应的研究工作，并取得了一些成绩。但是在深部巷道交叉点问题、焦作矿区大埋深、超高压注浆法等研究上缺乏工程实践借鉴。
针对深层矿井开采现状，防治水工作面临新的挑战。复杂的水文地质环境，在不重视的情况下十分容易引起山体崩裂、地表崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。奥灰水带压开采的水患威胁在开采矿井中发生越来越频繁。很多煤矿由于缺乏技术和专业知识，在水文地质勘探工作中，将区域和井田内水文地质情况没有勘探清楚，导致部分富水性弱、渗透性差的含水层和强含水层混淆，导致部分资源闲置。或者盲目深层开采，忽视水文地质勘探、煤矿构造，导致局部井巷工程被淹，人员伤亡等事故的发生呈上升趋势。
1、大采高综放开采与防治水措施联合应用
研究表明大采综放采煤方法作为特厚煤层开采的发展方向，有工作面生产能力大、系统简单、煤炭回采率高等优点，而水文地质条件复杂的矿井是不能采用放顶煤开采方法的，所以有必要将防治水措施与其联用，将矿井水文地质条件复杂程度降低后再进行大采高综放开采。在防治水措施的设计中，需要设计采用地面疏排水、水文地质分区、井下探放水、补水充勘探等措施。如果只是依靠地面疏排水或者井下排水来解决矿井水患问题可能不能够达到预期目标，而井下探放水则能够解决此类隐患。而后重新评价水文地质条件后，在达到相关规程规范要求后，采用大采高综放开采技术是可以成功开采的。
2、带压开采技术
想要稳定老矿区矿井产能的方法之一就是解放受奥灰水严重威胁的下组煤，完成合理配采上、下组煤。带压开采技术及其安全防范技术措施的综合运用是一个可行的方案，可是仍然有一些技术性问题有待解决。例如在实践中无法定量的确定隔水层厚度、隔水层岩性组合。由于这些不能确定，从而给实际操作带来困难。并且在评估带压开采的安全系数时无法掌握其综合指标，不能够十分准确的提供开采的可行性。在开采下限的决定上也没有准确可行的方案。所以在利用带压开采技术的过程中，将防治水技术确立为积极主动的思路，综合下组煤试采矿井水文地质条件、带压开采条件、矿井地质和受水威胁程度等因素来确定开采方案。在防治水技术的确立过程要始终坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的“十六字”基本原则。通过专业的分析现有的勘探资料，采用科学可靠地预测预报手段，来进行带压开采。在防治水过程中也要注意以下几个方面：①水文地质条件勘探过程中，需要利用充分的信息资源资料，建立水患诊断数字化平台，系统的作出综合性分析评价，给开采的含水层进行分区分层，通过最先进的理论和数值模拟方法进行有效管理；②在采场综合探查的时候，防探水工作必须在整个开采过程中都不能忽视，开掘前阶段要基本了解煤层的赋存形态，找到可疑区域，在巷道掘进阶段可以用直流电法超前综合探测方法，在工作面回采阶段需要研究地板探测的结果；③隔水层的阻断作用作为带压开采的有利条件必须利用充分，应用可靠性工程学的方法得到准确的评价指标带压系数能够解决使用突水系数的弊端，值得注意的是现场原位测试的带压系数才能够作为评价指标；④在采矿过程中要尽可能降低对隔水岩体的扰动效应，在解决这个问题上从采煤方法、开采规模、开采条件等方面进行了研究，最终得出的结论是减少或避免底板突水的开采方法有利于开采的安全进行；⑤确定煤层底板突水的主要因素，根据这些因素制定底板突水检测预警系统来进行突水前兆预测和动态监测，在葛泉矿1192工作面和东庞矿9103工作面的带压开采过程中运用了此技术达到了非常好的效果。
3、矿井构造条件研究
矿井构造规律的研究作为国内外普遍存在的技术难题，对煤矿防治水的措施研究十分重要。矿井构造规律的研究首先要系统的分析矿井构造分布、组合规律、不同序次、性质、级别的矿井构造分布特征，目前作为矿井构造规律研究的主要方法有分维方法，在杨振忠等人对《复杂水文地质条件下组煤开采防治水技术研究》一文中就杨村煤矿的开采中就构造条件进行了研究。在对矿井复杂程度进行定量评价的中需要通过测定的一些定量指标对构造复杂程度进行分区分级。在构造规律研究的基础上可以采用有限元方法对构造应力条件的应变特征进行模拟分析来确定矿井导水断层的构造规律。
四、发展
1、带压开采防治水技术的研究发展
作为目前大埋深复杂水文地质条件的工作面防治水技术的研究中重要的解决途径之一的带压开采防治水技术，可以从完善突水系数和带压系数技术下，发展带压开采安全评价技术体系。主要从带压安全开采的可靠性分析、数据仓库的扩充、三维地质建模技术以及可视化等方面来对带压开采安全评价技术的发展带来新的途径。为了采取更加准切的带压防治水技术，可以将带压条件分等级，根据隔水层带压条件、内局部构造、是否有断裂层进行分级，从而采取更加專业的措施防治水。
2、建立成套的底板加固技术
有文献表明，大采高工作面及巷道特殊区域的顶板管理利用注浆加固有良好的效果，地板加固技术能够有效预防煤矿突水，有非常大的优越性和实用性。可以根据现场环境，采用实验室试验和理论分析相结合的方法来建立合理的成套地板加固技术。这样可以对高水压工作防治水提供可靠的技术保障。
五、结束语
在对大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究下，能够有效的改善目前深层开采的一些问题，以期能够减少事故发生，提高经济效益。
参考文献：
[1]张长远，陈建，宋小林等.周福宝带压注浆封孔技术的研宄应用[J].煤炭工程，2011（3）.
[2]朱永建，余伟健.构造带极+稳定围岩注浆加固效果数值分析[J].煤炭科学技术，2011，39 （3）： 14-16.
[3]吴永平.特厚复杂煤层综放开采技术研究[J].煤矿开采，2008（1）
[4]吕霁，孙世国.特厚煤层综放开采上覆岩层导水裂隙带高度研究[J].中国煤炭，2009（1）.
[5]李志军，赵宏亮，徐春荣.罐子沟煤矿突水分析及防治措施[J].科技信息，2015（1）.
[6]王金华.我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势[J].煤炭科学技术，2006（1）.
关键词：大埋深；复杂水文地质条件；防治水；矿井
一、前言
矿产是我国不竭的财富，然而近年来大规模的开采导致大部分浅层的矿产几近枯竭，深层开采成为目前许多老矿井保证产量的唯一方法。而深层开采的技术难题中大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术的研究保证我国煤矿资源安全开采。
二、研究目的及意义
随着我国经济发展迅速，我国煤矿开采也日益剧增。可是许多老矿山的浅部煤矿接近枯竭，资源需大于求。因此探索深层煤炭资源成为了解决需大于求的唯一方法。而深层煤炭资源的开采是在高地压、高水压的工作坏境下，深层矿井水文地质十分复杂，目前国内外矿井事故的发生也和矿井对复杂的水文地质条件下高压水防治没有成熟的技术和可靠的具体方法有很大关系。所以大深埋水文地质条件工作面防治水技术研究成为目前的主要研究课题。
三、埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究现状
目前国内外矿井对复杂的水文地质条件防治水技术还在不断的探索中，都还没有具体可行的方案。国内主要将研究重点放在开采过程中队地下水质的污染上，国内主要将重点放在研究底板突水机理，在带压开采方面也展开了相应的研究工作，并取得了一些成绩。但是在深部巷道交叉点问题、焦作矿区大埋深、超高压注浆法等研究上缺乏工程实践借鉴。
针对深层矿井开采现状，防治水工作面临新的挑战。复杂的水文地质环境，在不重视的情况下十分容易引起山体崩裂、地表崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。奥灰水带压开采的水患威胁在开采矿井中发生越来越频繁。很多煤矿由于缺乏技术和专业知识，在水文地质勘探工作中，将区域和井田内水文地质情况没有勘探清楚，导致部分富水性弱、渗透性差的含水层和强含水层混淆，导致部分资源闲置。或者盲目深层开采，忽视水文地质勘探、煤矿构造，导致局部井巷工程被淹，人员伤亡等事故的发生呈上升趋势。
1、大采高综放开采与防治水措施联合应用
研究表明大采综放采煤方法作为特厚煤层开采的发展方向，有工作面生产能力大、系统简单、煤炭回采率高等优点，而水文地质条件复杂的矿井是不能采用放顶煤开采方法的，所以有必要将防治水措施与其联用，将矿井水文地质条件复杂程度降低后再进行大采高综放开采。在防治水措施的设计中，需要设计采用地面疏排水、水文地质分区、井下探放水、补水充勘探等措施。如果只是依靠地面疏排水或者井下排水来解决矿井水患问题可能不能够达到预期目标，而井下探放水则能够解决此类隐患。而后重新评价水文地质条件后，在达到相关规程规范要求后，采用大采高综放开采技术是可以成功开采的。
2、带压开采技术
想要稳定老矿区矿井产能的方法之一就是解放受奥灰水严重威胁的下组煤，完成合理配采上、下组煤。带压开采技术及其安全防范技术措施的综合运用是一个可行的方案，可是仍然有一些技术性问题有待解决。例如在实践中无法定量的确定隔水层厚度、隔水层岩性组合。由于这些不能确定，从而给实际操作带来困难。并且在评估带压开采的安全系数时无法掌握其综合指标，不能够十分准确的提供开采的可行性。在开采下限的决定上也没有准确可行的方案。所以在利用带压开采技术的过程中，将防治水技术确立为积极主动的思路，综合下组煤试采矿井水文地质条件、带压开采条件、矿井地质和受水威胁程度等因素来确定开采方案。在防治水技术的确立过程要始终坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的“十六字”基本原则。通过专业的分析现有的勘探资料，采用科学可靠地预测预报手段，来进行带压开采。在防治水过程中也要注意以下几个方面：①水文地质条件勘探过程中，需要利用充分的信息资源资料，建立水患诊断数字化平台，系统的作出综合性分析评价，给开采的含水层进行分区分层，通过最先进的理论和数值模拟方法进行有效管理；②在采场综合探查的时候，防探水工作必须在整个开采过程中都不能忽视，开掘前阶段要基本了解煤层的赋存形态，找到可疑区域，在巷道掘进阶段可以用直流电法超前综合探测方法，在工作面回采阶段需要研究地板探测的结果；③隔水层的阻断作用作为带压开采的有利条件必须利用充分，应用可靠性工程学的方法得到准确的评价指标带压系数能够解决使用突水系数的弊端，值得注意的是现场原位测试的带压系数才能够作为评价指标；④在采矿过程中要尽可能降低对隔水岩体的扰动效应，在解决这个问题上从采煤方法、开采规模、开采条件等方面进行了研究，最终得出的结论是减少或避免底板突水的开采方法有利于开采的安全进行；⑤确定煤层底板突水的主要因素，根据这些因素制定底板突水检测预警系统来进行突水前兆预测和动态监测，在葛泉矿1192工作面和东庞矿9103工作面的带压开采过程中运用了此技术达到了非常好的效果。
3、矿井构造条件研究
矿井构造规律的研究作为国内外普遍存在的技术难题，对煤矿防治水的措施研究十分重要。矿井构造规律的研究首先要系统的分析矿井构造分布、组合规律、不同序次、性质、级别的矿井构造分布特征，目前作为矿井构造规律研究的主要方法有分维方法，在杨振忠等人对《复杂水文地质条件下组煤开采防治水技术研究》一文中就杨村煤矿的开采中就构造条件进行了研究。在对矿井复杂程度进行定量评价的中需要通过测定的一些定量指标对构造复杂程度进行分区分级。在构造规律研究的基础上可以采用有限元方法对构造应力条件的应变特征进行模拟分析来确定矿井导水断层的构造规律。
四、发展
1、带压开采防治水技术的研究发展
作为目前大埋深复杂水文地质条件的工作面防治水技术的研究中重要的解决途径之一的带压开采防治水技术，可以从完善突水系数和带压系数技术下，发展带压开采安全评价技术体系。主要从带压安全开采的可靠性分析、数据仓库的扩充、三维地质建模技术以及可视化等方面来对带压开采安全评价技术的发展带来新的途径。为了采取更加准切的带压防治水技术，可以将带压条件分等级，根据隔水层带压条件、内局部构造、是否有断裂层进行分级，从而采取更加專业的措施防治水。
2、建立成套的底板加固技术
有文献表明，大采高工作面及巷道特殊区域的顶板管理利用注浆加固有良好的效果，地板加固技术能够有效预防煤矿突水，有非常大的优越性和实用性。可以根据现场环境，采用实验室试验和理论分析相结合的方法来建立合理的成套地板加固技术。这样可以对高水压工作防治水提供可靠的技术保障。
五、结束语
在对大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究下，能够有效的改善目前深层开采的一些问题，以期能够减少事故发生，提高经济效益。
参考文献：
[1]张长远，陈建，宋小林等.周福宝带压注浆封孔技术的研宄应用[J].煤炭工程，2011（3）.
[2]朱永建，余伟健.构造带极+稳定围岩注浆加固效果数值分析[J].煤炭科学技术，2011，39 （3）： 14-16.
[3]吴永平.特厚复杂煤层综放开采技术研究[J].煤矿开采，2008（1）
[4]吕霁，孙世国.特厚煤层综放开采上覆岩层导水裂隙带高度研究[J].中国煤炭，2009（1）.
[5]李志军，赵宏亮，徐春荣.罐子沟煤矿突水分析及防治措施[J].科技信息，2015（1）.
[6]王金华.我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势[J].煤炭科学技术，2006（1）.