煤礦水害是與瓦斯、火災等并列的礦山建設和生產(chǎn)的主要災害之一。多年來,在國家科技政策的引導下,許多科技工作者進行了科研攻關,在礦山水害防治技術和水害預測理論方面取得了顯著成績,我國的煤礦防治水技術和經(jīng)驗處于世界領先水平。
針對我國煤礦水文地質復雜和煤礦水害事故頻發(fā)的實際情況,結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“預測預報,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水裂隙帶高度等概念,在預防礦山突水上起到了很好的作用。同時,開始應用井下物探技術,如工作面頂?shù)装逡纛l電透視技術、井下直流電法技術、地質雷達超前探測技術等來探測充水水源和充水通道。隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)值模擬技術應用到突水機理的研究,在研究、驗證預測突水量的數(shù)學模型方面有較大進展。
疏干降壓是我國礦井防治水害的主要技術措施,在很多水患危害較大的礦山得到應用。
堵水截流是我國礦井防治水害的重要方法,我國應用注漿堵水技術始于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 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。為了適應預先疏干方法,國外生產(chǎn)了高揚程(達1000m)、大排水量(達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在松散層中修建帷幕;開挖、護壁、清渣流水作業(yè),是當前國外先進的堵水截流技術。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。物探技術有較快的發(fā)展,如美國、加拿大、瑞典等國研究地質雷達對不明水體存在位置、導水裂隙帶構造的總體狀況進行探測,以及采用井下數(shù)字地震儀探測巖層中的應力分布。
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,既有處于領先地位的方面,如有較成熟的巖溶水帷幕注漿堵水技術和措施;也有落后一面,如在物探裝備技術方面落后于發(fā)達國家。
我國煤炭資源十分豐富且地域分布遼闊,煤礦床水文地質條件復雜,主要煤產(chǎn)地的華北石炭二疊紀煤田和南方晚二疊世煤田,屬于喀斯特水文地質類型煤田,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重的水患。
就目前開采技術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和先進的勘探技術,制定較完善的應急預案,可有效地減少和控制煤礦水害的發(fā)生。
人才匱乏 技術落后
煤礦水害防治是一項復雜的系統(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,我們不得不認真總結經(jīng)驗,吸取教訓。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)技術人才匱乏,導致礦山生產(chǎn)過程中對煤礦水害隱患的嚴重危害認識不足,煤礦水文基礎資料不清。由于大多數(shù)礦山企業(yè)在前幾年效益不好,或因機構調整減員增效,部分礦山企業(yè)因對專業(yè)人員的輕視,減少了地質及水文地質專業(yè)技術和管理人員,導致企業(yè)的防治水技術與管理人員不足。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)有的防治水技術和手段不能充分應用,對礦井水文地質條件的危害認識不清。