矿井水害防治技术探讨与应用

一、引言

在采矿工程中，矿井水害始终是威胁矿井安全生产的重大隐患。随着矿井开采深度和广度的不断拓展，地质条件愈发复杂，矿井突水事故一旦发生，不仅会造成人员伤亡、设备损坏，还可能导致矿井停产，带来巨大的经济损失。因此，深入探讨矿井水害防治技术并有效应用，对保障矿山稳定运营、推动采矿行业可持续发展具有极其重要的意义。

二、矿井水害形成原因与危害

矿井水害形成原因多样，复杂的地质构造是首要因素，如断层、裂隙发育，为地下水提供了运移通道，使含水层与矿井巷道连通，引发涌水；岩溶地貌区溶洞、暗河广泛分布，富含岩溶水，开采活动极易揭穿岩溶水体，导致突水事故。此外，不合理的开采方式，如超层越界开采、破坏隔水层完整性，也会人为增加水害风险。

矿井水害危害严重，大量涌水瞬间涌入巷道，可迅速淹没作业区域，造成人员被困；水流携带泥沙淤积巷道，阻碍通风与运输，增加救援难度；水对设备的浸泡腐蚀，缩短设备使用寿命，修复成本高昂；长期受水害影响，矿井开采被迫中断，严重影响矿山经济效益与生产进度。

三、矿井水害防治技术体系

水文地质勘察是基础，运用地面物探技术，如瞬变电磁法、高密度电法，探测地下含水层分布、富水性及构造特征，圈定潜在富水区域；结合井下钻探，精准获取不同地层的水文地质参数，包括水位、水压、渗透系数等，构建详细的水文地质模型，为后续防治工作提供精准依据。

水害预测预报是关键环节，基于长期监测数据与水文地质模型，采用时间序列分析、灰色预测等方法，预测矿井涌水量变化趋势；利用微震监测、声发射技术捕捉岩石破裂信号，预警可能引发突水的地质异常活动；建立多源信息融合预警平台，综合水位、水压、水质变化等信息，提前预判水害风险等级，及时发出警报。

防治水工程技术是核心手段，针对不同水害类型采取相应措施。对于含水层疏干，采用地面深井疏降、井下钻孔疏放，降低含水层水位水压，减少突水威胁；隔水层加固利用注浆技术，封堵断层、裂隙，增强隔水性能；对导水通道，实施超前预注浆、帷幕注浆等，切断水源补给路径，有效防控水害。

排水系统优化不容忽视，依据矿井涌水量预测结果，合理选型排水设备，确保排水能力满足最大涌水需求；优化排水管网布局，减少阻力损失，提高排水效率；采用自动化控制系统，根据水位变化实时调控水泵启停、运行台数，实现节能高效排水，保障矿井在突发涌水时迅速排水，维持巷道干爽。

四、矿井水害防治全流程应用策略

前期探测阶段，在矿井建设前期，全面开展水文地质调查，综合运用地质测绘、物探、钻探手段，查明矿区地层结构、含水层分布、构造形态，绘制详细水文地质图；对周边老窑、采空区积水情况排查摸底，评估积水范围、水量、水压，为开采设计提供安全边界，从源头上规避水害风险。

过程防控阶段，在开采过程中，严格按照防治水设计施工，持续监测水文地质参数变化，验证水害预测预报准确性；对采掘工作面等重点部位，提前采取防治水措施，如超前探放水、注浆加固，确保作业环境安全；加强日常巡检，及时发现并处理防水设施损坏、排水管路堵塞等问题，将水害隐患扼杀在萌芽状态。

应急处置阶段，制定完善的水害应急预案，明确突水事故发生后的应急响应流程、人员疏散路线、抢险救灾措施；定期组织应急演练，提高人员应急反应能力；储备充足的抢险物资，如大功率水泵、抢险管材、救生设备等；一旦发生突水，迅速启动应急预案，有序开展抢险救援，最大程度减少损失。

五、矿井水害防治的创新应用

多技术融合打造超强防治网，将卫星遥感、无人机探测与地面井下探测技术结合。卫星遥感宏观监测矿区地表水变化、地面沉降，无人机低空勘查地形地貌、构造露头，与井下精细探测互补，全方位掌握矿区水害相关信息，实现立体防控。

智能化监测实现实时预警，在关键位置安装智能传感器，实时监测水位、水压、水温、水质等参数，数据通过无线传输至监控中心；利用大数据分析挖掘数据关联，智能判断水害风险，如根据水质变化推断水源类型、依据水位波动预测涌水趋势，一旦异常，立即推送预警信息至相关人员手机终端，确保及时响应。

动态管理提升防治效能，基于实时监测数据与开采进度，动态调整防治水方案。当开采区域水文地质条件变化，如遇新构造、含水层参数改变，及时优化注浆参数、调整疏排水策略，使防治水措施始终贴合实际，保障防治效果持续有效。

六、矿井水害防治的实施要点

人员专业素养提升是内在动力，开展涵盖水文地质、采矿工程、地球物理勘探、应急管理的跨学科培训。培训人员掌握各种探测技术原理、防治水工程设计施工、监测数据分析、应急处置技能；组织实战演练，模拟突水场景，锻炼人员快速决策、协同作战能力，培养复合型防治水人才，满足技术要求。

制度保障筑牢根基，国家与地方完善法规标准，明确防治水技术规范、工程质量标准、监测数据管理要求；矿山建立内部管理制度，规范水文地质勘察、防治水工程施工、排水系统运维等流程，各环节责任到人；设立考核机制，将防治水成效与部门、个人绩效挂钩，激励员工保障防治系统有效运行，确保制度落地生效。

七、矿井水害防治未来趋势

精准可靠持续升级，随着探测技术进步，水文地质参数测量精度更高，水害预测模型更精准；新型材料应用于防治水工程，如高性能注浆材料，提升隔水、堵水效果，为防治水提供更可靠保障。

高效协同迈向新高潮，强化多部门协同合作，采矿、地质、机电、通风等部门信息共享、联动配合，共同应对水害；矿山与科研机构、高校加强产学研合作，联合研发新技术、新方法，凝聚强大合力提升防治水平。

绿色可持续成主流，注重水资源保护与利用，在防治水过程中，合理规划疏排水，将矿井水净化处理后回用，减少水资源浪费，实现矿井水害防治与生态环境保护协调发展。

八、结论

矿井水害防治技术探讨与应用是一项系统工程，涵盖多领域关键举措。通过剖析成因危害、构建技术体系、落实全流程应用、探索创新应用并紧跟未来趋势，有望显著提升矿井水害防治能力，为采矿作业营造安全环境，开启采矿新篇章。

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