煤矿井下综合防治水技术探讨

现代工业经济和信息化

ModernIndustrialEconomyandInformationizationTotalof184No.10，2019

DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2019.10.42

煤矿井下综合防治水技术探讨

刘庆超

（江苏省矿业工程集团有限公司，江苏

摘

徐州221000）

要：阐述了矿井水灾的形成条件及分类，矿井水灾形成条件主要包括两方面，一是具有水源，二是存在，导

水通道，按照水源条件将矿井水灾分为地表水引起的水灾和地下水引起的水灾；说明了矿井水灾可引起的危害包括井下作业环境的恶化以及生产成本的增加，并对综合防治水体系进行了介绍，为受水害威胁的矿井治理涌水提供了技术思路，保证了矿井生产安全。关键词：矿井；综合防治水；治理；安全中图分类号：TD745

文献标识码：A

文章编号：2095-0748（2019）10-0097-02

引言

水灾是影响煤矿井下开采安全的隐患之一，在矿井设计之处就应充分查明矿井水文的地质条件，对含水层、断层导水带、陷落柱和采空区积水等部位应在采掘工程平面图上做出相应的标注。井下生产工作面及巷道应尽量避开含水区域，当无法避开时应采取专用的措施以保证施工安全，井下水害严重时可发生淹井，造成极大的人员伤亡和设备经济损失。因此，对矿山井下综合防治水技术进行研究具有极为重要的意义[1]。1矿井水灾形成条件与分类

矿井水灾的发生一般是由于含水层积水通过导水通道涌入井下巷道及工作面，当涌入水量超过矿井的最大排水能力时便发生大规模的水害甚至造成淹井。即使涌入水量没有超过井下最大排水能力，但由于水压较大水突然泄出急速喷射出的水流可冲倒设备甚至引起顶板问题，造成人员伤亡。由此可见，井下水害的形成条件主要包括两方面，一是具有含水区域如含水岩层、采空区积水、断层含水等，二是具有导水通道。导水通道又可分为天然导水通道和人为因素形成的导水通道，天然导水通道主要为断层破碎带形成的裂隙，断层的存在可使其附近围岩破碎，完整性差从而形成导水裂隙。若该裂隙与含水区域贯通则可形成矿井涌水，认为因素形成的导水通道主要为井下采掘活动引起围岩应力重分布，在重分布应力的作用下围岩产生变形和裂隙，一般开

采工作面上方可划分为帽落带、裂隙带、弯曲下沉带，裂隙带及为良好的导水通道[2]。

矿井水灾从水源条件主要分为两类即地表水形成的矿井水灾和地下水形成的矿井水灾。地表水引起的矿井水灾主要是由于矿井附近存在湖泊、河流、水库等一些大型地表水聚集区域，尤其在雨季或雨量充沛水位上涨，超过当地历年最大洪水位标高，则可出现淹没井口大量地表水涌入井下造成淹井；地表水也可通过断层及开采形成的裂隙渗入井下工作面，这种情况主要存在于矿井正上方存在地表集水区域，因此水下采煤应采取相应的措施，确保地表水不渗入井下。地下水引起的矿井水灾主要是含水层、暗河、老窑积水等不良水文地质条件造成的，若水文地质条件勘测不完整或勘测不明，在井下采掘过程中也没有进行进一步的勘测，可能在不知情的情况下掘进至不良含水地层，造成井下水害，或者虽然矿井水文地质条件已经探明，却由于采取的安全措施不到位。例如：未留设保护煤柱、保护煤柱留设尺寸不当、未进行注浆堵水等，造成含水层、暗河等地下水通过裂隙涌入工作面，从而形成井下水害[3]。2矿井水灾的危害

井下水灾可引起顶板淋水、巷道积水，使井下工作环境潮湿且空气流通不畅，尤其在开采深度较深的矿井，其温度较高。若环境潮湿空气流通不畅则作业环境十分恶略，严重影响作业人员的效率及身体健康，水灾还可引起瓦斯的积聚及硫化氢气体中毒等现象，井下机电设备在潮湿环境中运转也会影响其使用性能及使用寿命。可见井下水灾不仅导致人员作业的不适感增加，也降低了井下机电设备的运行性能，极大地恶化了井下的作业环境。

收稿日期：2019-08-10

作者简介：刘庆超（1990—），男，本科，现在江苏省矿业工程集团有限公司矿业分公司安全生产部副部长工作，助理工程师。

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第9卷

3矿井水害综合防治措施

矿井防治水要注重前期的防治措施以为后期治理井下水害争取更多的机会，前期的勘探工作是矿井防治水工作的基础及重点，若水文地质条件勘测详细准确则可大大降低井下水害发生的风险及处理井下水害所产生的成本费用。在进行水文地质勘探时可采取传谈勘探方法与物探相结合的综合探测技术，以充分查明水文地质条件，同时需加强对矿井周边地表水、相邻矿井涌水等资料的查阅及整理记录。特别注意大的断层、采空区积水等不良含水地段，应在相应的图纸上专门做出标注，矿井在查明井田范围内水文地质条件后便应采由专门的防治水部门及技术人员编制矿井的防治水规划，防治水规划可按年度编制，按季度、月度落实，且不同的矿井应根据自身实际情况编制防治水规划。

根据矿井当地气候条件及降雨量，在雨季来临时应采取专门的隐患排查及治理措施。由矿井防治水部门成立雨季安全隐患排查小组，实施关注雨季的降雨量，同时对于废弃的井口应进行填埋，无法填埋的应在井口做钢筋混凝土盖板配合使用止水钢板、止水胶带等确保地表降水不由废弃井口涌入井下；应对井田周边的河流、湖泊、水库等进行定点巡查，发现问题及时上报，若遇可能发生洪水淹没井口的情况，应上报相关领导，并采取相应的紧急措施，撤出井下作业人员，同时加强地表疏排水工作。

地表防治水主要是在地表采取措施修筑各种防排水工程，防止地表水涌入矿井，在地表水丰富且以地表水为主要充水来源的矿井，更应特别重视地表水的防治以确保井下的安全。首先在矿井设计时，应选取合适的井筒位置，使其高当地历年最高洪水位标高；若受地形条件限制，无法将井口标高设计在高于历年最高洪水位的最高标高，应修筑隔水挡水构筑物，也可采取河流改道、明渠排水、修筑导水沟等措施；若井下开采引起地面沉降发生裂缝，应对地表进行硬化及防渗处理。

1）超前探放水。由于地质条件的复杂性和钻探勘测的有限性，导致某些水文地质条件不可能完全查清楚。因此当采掘活动遇到采空区积水、断层破碎带含水层、位置含水量不确定的含水部位时，应采取

超前探放水措施，来查明工作面水情，且可布置参数合理的探放水钻孔，将含水层的水有序放出后，再进行生产工作。钻孔布置原则：根据岩层的裂隙发育情况，在胶带、轨道两顺槽内每间隔150m施工一个钻机房，每个钻机房施工3个钻孔，对煤层顶板冒裂带高度（63m）内的含水层进行探放。当钻孔水量大于40m3/h，

且衰减较慢时，适当增加钻孔数量。钻孔布置在满足放水要求的情况下，尽量避开断层带，防治塌孔埋钻。由于底板三灰具有厚度变化较大，联通性差的特点，在工作面上、下两顺槽内由里向外每个钻机房施工1个三灰孔，对三灰水压、水量进行探查，并疏水降压。对初次来压步距及工作面见方（220m）范围内，加密布置钻孔，重点进行探放，防止因顶板来压对底板造成破坏，诱发底板出水。

2）预留防水煤柱。井下工作面受水害威胁较大时，可在含水层与开采工作面之间留设一定范围的煤体不开采，来防治水害。防水煤柱留设的位置和具体尺寸，应根据矿井实际地质条件来确定，在保证安全防水距离的前提下，尽可能地减小煤柱尺寸，以提高回采率。

3）围岩注浆。矿井工作面范围内含水层水压不大时，可采用注浆的方法，封堵由开采扰动造成的围岩体裂隙，从而保证工作面不受水害的影响。注浆的成败关键在于注浆材料的选择、注浆孔的布置、注浆压力的确定等参数，因此在注浆前可先采取综合探测方法，确定裂隙发育规模和裂隙带范围，从而选取合理的注浆参数，以达到较好的注浆效果。4结语

1）阐述了矿井水灾的形成条件及分类，矿井水灾形成条件主要包括两方面，一是具有水源，二是存

在导水通道，按照水源条件将矿井水灾分为地表水引起的水灾和地下水引起的水灾。

2）说明了矿井水灾可引起的危害包括井下作业环境的恶化以及生产成本的增加，并从防治水的准备工作、雨季的隐患排查、防治水应急预案的制定、防治水技术和综合防治水体系的建立等方面给出了矿井综合防治水的具体措施。

参考文献

[1]王振.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].山东工业技术，2019（20）：72.

[2]董超.俯斜开采工作面综合防治水技术分析[J].能源与节能，2019（6）：137-138；190.

[3]

杨康,檀岩岩.井上下综合防治水技术在程庄煤矿的应用[J].煤炭科技，2019，40（1）：70-73.

（编辑：刘楠）（下转第100页）

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第9卷

统的最大功能特征，可利用色谱柱配合自动活化功能延长色谱柱的生命运行周期。

为了适应变电站的高压设备运行环境，还需要对其变压器、互感器、高压断电器、断电刀闸开关等等进行处理分析，可采用GIS（GeographicInformationSystem）在线监测技术实现对高压设备技术内容的有效整合。GIS系统灵活小巧，可应用于任何环境下，非常有利于变电站设备实施在线监测工作。在在线监测设备中，它可配合局部放电情况锁定各个高压设备器件环节的绝缘状态，并检测其是否处于正常状态，能够对高压设备中的介质损耗、绝缘电阻等重要参数进行动态监测[2]。3案例简析

某变电站中有大量电容型设备，其中就包括了电压互感器、电流互感器等等。该变电站定期对电容型设备的绝缘缺陷进行诊断分析，避免出现设备受潮或老化等现象。同时还采用监测系统，随时观测设备电压的升高值，这有利于发现设备绝缘性能方面的缺陷。比如说在站内采用在线监测系统进行CVT

绝缘状态的动态化监测，通过对LC-CX单元进行检测，利用电压互感器运行来优化CVT介质损耗情况，并对设备中的电容量数据稳定性进行分析。考虑到设备中电容量较大，容易受到外界环境中气温与湿度等因素影响，必须在离线监测过程中对CVT电容与电磁单元部分进行测试分析，并对在线和离线两种状态下的CVT电容设备电容量进行对比分析，保证所监测到的CVT绝缘状态是始终保持正常的[3]。4结语

变电站设备的在线监测过程强调技术合理化应用，特别是针对高压电气设备的绝缘在线监测过程需要充分考量设备故障隐患问题，对故障进行预先诊断并提前采取措施，保证电网系统的性能优化与整体工作的效率提升。

参考文献

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仇新亮.变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析[J].设备管理与维修，2017（16）：41-42.

杜芳.电气设备的绝缘在线监测与状态维修[J].中国金属通报，2018（3）：121；124.

王德华，秦正林.输变电设备带电检测与在线监测技术分析[J].商品与质量，2017（23）：77.

Abstract:Therearemanyhigh-voltageelectricalequipmentinsubstations,soitisnecessarytomonitorthemonline.Atpresent,substationsmainlycontroltheiroperationqualitythroughon-linemonitoringtechnology,whichdirectlyaffectsthesafetyandstabilityofthewholepowergridsystem.Thispapermainlyanalysesthestatusquoofon-linemonitoringofsubstationequipmentinsulation,anddiscussesitsmonitoringworkflow,technologyapplicationandrelatedfunctionalparameters.Finally,itdemonstratesthenecessityandtechnicalsuperiorityofon-linemonitoringofsubstationequipmentinanall-roundwaybyillustratingtheproject.parameters;GIS

Keywords:substationhigh-voltageelectricalequipment;insulationon-linemonitoringsystem;workflow;function

XiaoShiyu,ZhouZimo,ChenLi,LiuTianyu

（MaintenanceCompany,StateGridHubeiElectricPowerCo.,Ltd.,XiangyangHubei

441000）

On-lineMonitoringofSubstationEquipment

（编辑：王红霖）

（上接第98页）

DiscussiononComprehensiveWaterControlTechnologyinCoal

Mine

LiuQingchao

（JiangsuMiningEngineeringGroupCo.,Ltd.,XuzhouJiangsu221000）

Abstract:Thispaperexpoundstheformationconditionsandclassificationofminefloods,whichmainlyincludetwoaspects:oneiswatersource,theotherisexistenceandwaterdiversionchannel.Accordingtowatersourceconditions,minefloodscanbedividedintosurfacewater-inducedfloodsandgroundwater-inducedfloods;theharmthatminefloodscancauseincludeswells.Thedeteriorationofworkingenvironmentandtheincreaseofproductioncostareintroduced,andthecomprehensivewatercontrolsystemisintroduced,whichprovidestechnicalideasforminewaterinrushcontrolthreatenedbywaterdisasterandensuresthesafetyofmineproduction.Keywords:mine;comprehensivepreventionandcontrolofwater;control;safety