水害治理“防”为上策.doc

水害治理“防”为上策煤矿水害是与瓦斯、火灾等并列的矿山建设和生产的主要灾害之一。多年来，在国家科技政策的引导下，许多科技工作者进行了科研攻关，在矿山水害防治技术和水害预测理论方面取得了显著成绩，我国的煤矿防治水技术和经验处于世界领先水平。针对我国煤矿水文地质复杂和煤矿水害事故频发的实际情况，结合多年煤矿防治水方面的成功经验，业界提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。在突水机理的研究上，曾先后提出了突水系数，等效隔水层和底板隔水层中存在导水裂隙带高度等概念，在预防矿山突水上起到了很好的作用。同时，开始应用井下物探技术，如工作面顶底板音频电透视技术、井下直流电法技术、地质雷达超前探测技术等来探测充水水源和充水通道。随着计算机技术的发展，数值模拟技术应用到突水机理的研究，在研究、验证预测突水量的数学模型方面有较大进展。疏干降压是我国矿井防治水害的主要技术措施，在很多水患危害较大的矿山得到应用。堵水截流是我国矿井防治水害的重要方法，我国应用注浆堵水技术始于1950年代中后期。从60年代起在徐州、枣庄等煤矿和张马屯铁矿、水口山铅锌矿等不同水文地质条件下的灰岩地层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。纵横相权优劣并存目前，国外在煤矿防治水方面主要采用输干法，即采用地面垂直钻孔，用潜水泵专门疏干含水层。为了适应预先疏干方法，国外生产了高扬程（达1000m）、大排水量（达5000m3/h）、大功率（2000kW）的潜水泵，其疏干工程已逐渐采用自动控制。有些国家利用挖沟机在松散层中修建帷幕；开挖、护壁、清渣流水作业，是当前国外先进的堵水截流技术。但是，现在国外还没有在岩溶地层中建造大型帷幕的实例。物探技术有较快的发展，如美国、加拿大、瑞典等国研究地质雷达对不明水体存在位置、导水裂隙带构造的总体状况进行探测，以及采用井下数字地震仪探测岩层中的应力分布。从上述分析来看，我国在矿井水害防治方面，同国际上其他国家相比，既有处于领先地位的方面，如有较成熟的岩溶水帷幕注浆堵水技术和措施；也有落后一面，如在物探装备技术方面落后于发达国家。我国煤炭资源十分丰富且地域分布辽阔，煤矿床水文地质条件复杂，主要煤产地的华北石炭二叠纪煤田和南方晚二叠世煤田，属于喀斯特水文地质类型煤田，黄淮平原的煤田则受到第四系冲洪积层水的危害，这些煤矿的开采存在着严重的水患。就目前开采技术水平来说完全避免矿山水害难度较大，若采用合理的开采技术和先进的勘探技术，制定较完善的应急预案，可有效地减少和控制煤矿水害的发生。人才匮乏技术落后煤矿水害防治是一项复杂的系统工程，虽然我国在煤矿防治水害方面取得了较好的成绩，然而面对近期煤矿水害事故频发的事实，我们不得不认真总结经验，吸取教训。煤矿水害防治方面还存在着不足，主要表现在以下几方面：一是矿山专业技术人才匮乏，导致矿山生产过程中对煤矿水害隐患的严重危害认识不足，煤矿水文基础资料不清。由于大多数矿山企业在前几年效益不好，或因机构调整减员增效，部分矿山企业因对专业人员的轻视，减少了地质及水文地质专业技术和管理人员，导致企业的防治水技术与管理人员不足。同时面对恶劣的矿山生存条件，很多高校毕业生不愿到矿山工作生活。人才的匮乏，使得现有的防治水技术和手段不能充分应用，对矿井水文地质条件的危害认识不清。二是地质勘探设备技术落后，造成对矿井导水通道的位置、分布、性质等的探测和预先防范措施不到位，这是导致矿山水害事故的直接原因。煤矿水害产生的三大因素是水源、水量、导水通道。作为对水源和水量起决定作用的含水层，其补给和排泄条件具有区域性和面状分布的特点，往往是易于查明和预测分析的；但导水通道（断层、陷落柱、不良封孔）具有极强的局部性和难以预测性。我国目前拥有的矿井水文地质条件勘探技术和设备对这些导水通道的精细探查和超前探测距离还不能满足现代化矿井对防治水工作的基本要求。三是防治措施不力，水害事故应急抢险救援预案不完善。近年来受工业活动和人为因素的影响，洪涝、泥石流等自然灾害频繁发生，没有做好因自然灾害引发的矿山水害事故防范措施，相应的水害事故救援预案不完善。7月以来，全国煤矿已经发生由于降雨量增大导致的透水溃井事故15起，这反映出对自然灾害容易引发的事故应对不足、有关方面的预案还不太完善等问题。“7.29”和“8.17”事故反映了这方面的问题，“7.29”河南省三门峡支建铁炉沟河暴涨，造成位于河床中心的原中国铝业公司废弃的铝土矿坑塌陷，洪水通过矿井上部老巷泄入陕县支建矿业有限公司东风井，造成淹井事件。“8.17”山东华源煤矿水害事故，洪水进入西都曾用于煤矿井下水沙充填的沙井，并溃入山东新汶矿业集团华源有限公司井下。四是非法开采、违章作业现象严重。（1）是大量已关闭的小煤矿长期积水，加之部分煤矿企业没有认真调查周边小矿或关闭矿井的水文地质情况，以至于留下了极大的事故隐患；（二）是部分矿井超层越界开采，甚至开采保安煤柱、防水煤柱，提高开采上限，以至产生水灾隐患；（三）是个别煤炭企业领导重生产、轻安全，对防治水工作不重视或存在侥幸心理，不认真执行“有疑必探、先探后掘”的规定，违章指挥、违章作业。积极改进逐步完善一加强科技攻关，提高煤矿水害防治技术水平科研院校、企业应联合积极开展水害防治技术攻关和科学研究。重点研究：（1）老空水、溶洞水的探查技术与方法，矿井突水淹井后突水水源的快速判别、出水点快速封堵等处理与装备的研究，以及对隐伏导水构造精细探查技术和装备研究；（2）在新的采矿条件下矿井突水机理的研究，特别是华北奥灰水突水机理与防治技术、煤层隔水顶底板防突水效应及水体下、冲积层下安全开采技术；（3）矿井水害监控预警机疏与装备研究，实现矿井突水前兆的实时监控、水害控制信息的过程与动态分析、水害发生的即时预警。目前中国安科院矿山技术研究所正在进行国家“十一五”科技攻关，研究岩溶水矿山的开采工艺方法，主要是通过对矿脉顶底板隔水层的地质结构、岩石力学性质、水岩相互作用的机理研究，来研究注浆堵水防治技术，创造性地提出了注浆堵水的“区带”理论；开发对帷幕注浆堵水隔障矿岩微破裂的声发射实时监测系统，建立帷幕注浆堵水隔障地压监测方法与监测技术，研究控制大水矿井地压灾害的开采工艺和方法。通过研究和攻关，欲建立大水矿山开采水害防治基本理论体系，积极运用新材料、新技术，力争建设本质安全型矿井。二加强矿井水患的隐患治理，严密防范水害事故矿山企业要根据水害威胁情况和雨季“三防”工作要求，组织开展水患排查活动，严格执行煤矿水害防治“十六字”原则；煤系露头等部位有漏水现象的要做好基底防漏加固处理，防止地表水倒灌井下；查清井田内及周边塌陷区、废弃井口等与矿井的联通情况，并针对矿井受水库、河流等威胁情况，采取开挖沟渠等截流、疏导措施。要加强与气象、防汛等部门的联系，密切关注雨季天气变化，加强汛情水害预测预报。对存在洪