在我国煤矿资源开采生产的过程中，如果出现水害不仅会带来附近区域生态环境恶化的现象，同时煤矿也无法正常进行开采，直接延误煤炭资源的开采进度。如果水害规模较大，必然会带来能源资源浪费以及矿井区域淹没的问题，在排水和维护过程中也需要进一步提高成本投入。如果损害规模进一步扩大，会带来巨大的人员伤亡和经济损失。在新时代发展背景下，我国政府部门更加关注煤矿企业的安全生产。如此一来，本文通过研究新时期背景下煤矿的防治水技术以及相关的治理措施，为煤矿水害的预防和处理提供借鉴。
1、煤矿开采过程中常见的水害分类
1.1导水含水构造
我国境内不同煤炭储存区域的煤系差异十分明显，以“二叠系上统龙潭组”和“三叠系上统出炭垅组”等煤系为主，这类煤炭资源所处区域的水文地质条件整体组成较为简单，但存在一定规模的褶皱和断层，裂隙发育较为良好[1]。如此一来，煤矿在开采过程中，局部地区的水文地质条件变得越发复杂。因为这类地质构造本身的水分含量相对较高，在煤矿资源持续开采的过程中，很有可能会出现断层、裂隙这类导水构造的现象，含水层中含有的水分将会直接进入矿井中，从而带来较为严重的水害事故。
1.2已关闭煤矿积水危害
随着我国经济社会的高质量发展，在新时代背景下，我国针对煤炭方面的产业政策也在不断调整，并且针对各种非法煤矿也在不断关闭，我国境内被关闭的煤矿数量也在持续增加。在这些煤矿完全关闭之后，因为矿井内排水工作完全停止，意味着煤矿井下和采矿区内会逐渐存在大量的积水，并且会在煤矿周边和矿井范围内持续保留，如果这些保留矿井出现采掘活动或者是受到附近区域地质变化的影响，与矿井之间联通会受到直接影响，从而带来透水事故。
1.3采空区及废弃巷道的积水危害
随着我国煤炭开采工作的不断深入，矿井涌水量与开采面积直接有着明显的正相关关系。煤矿的采矿区域或者是已经废弃的巷道，因为疏水工作难度明显提高，会带来局部大量积水积蓄的现象。此外，已有的矿井多次和关闭矿井进行整合重组，使得矿井在生产、排水和提升运输系统等方面出现了反复变更的现象，其中的废弃巷道会出现大量积水，如果生产矿井与这些巷道之间产生沟通，会出现高强度的突水现象，直接威胁到井下作业人员的人身安全以及煤炭资源的持续开采。
1.4地质勘探和灾害性天气带来的危害
煤矿在开采之前形成的地质勘探钻孔因为存在时间较长，无法精准确定其位置，内部水分也在不断积累，并且会直接贯通不同的含水层以及含水构造。如果矿井的生产采掘活动与含水层及构造之间的距离较为接近，同样会因为钻孔出现突水事故[2]。在地下煤矿资源开采过程中所形成的矿井通常没有关注暴雨洪水带来的具体危害，部分煤矿的井口标高与洪水位相比较低，在遭遇各种恶劣天气时，很容易受到山体滑坡、泥石流之类灾害的威胁，大量雨水会通过井口导入井下。同时，部分煤矿在开采的过程中，因此形成的塌陷区尚未得到企业的及时治理，与地面的河流、湖泊产生联系，也会引发灾难事故。
2、煤矿水害事故的发生原因
2.1煤矿非法生产
即使在我国大力整顿各种非法煤矿，及时关停这些煤矿的背景下，部分区域因为地理位置较为隐蔽，依旧存在着煤矿无序开采的现象。如此一来，隔水煤柱、保安煤柱（如图1所示）将会受到明显的破坏。在探放水过程中，因为相关操作缺乏规范性，并未及时掌握水害的危害状况，采取相应的安全技术措施进行治理，或者因为关闭整顿的煤矿出水状况分析不全面，生产矿井很容易出现超层越界开采的现象，意味着关闭矿井长时间积水会直接突破与生产矿井之间的界限，从而带来较为严重的水害。
图1 保安煤柱
3.2水文地质基础较为薄弱
因为我国各区域经济发展水平存在一定的差距，在多种因素的综合影响下，部分煤矿的防治水技术管理工作存在明显的发展滞后现象，并未严格按照国家标准的要求配备专业的工作队伍以及工作机构。在煤矿开采之前，企业并未针对水文地质状况全方位进行分析，在防治水处理过程中，所需的相关资料内容分析不全面，导致煤矿开采区域的水文地质基础发展相对较为薄弱。
2.3防治水技术以及管理工作发展滞后
在我国煤矿整顿、关闭等多项政策的影响下，部分煤矿用于防治水方面的技术投入存在明显的缺陷。部分因为煤炭开采形成的塌陷区无法第一时间进行治理，在煤矿开采过程中配备的探放水设备也无法满足煤炭产业高质量发展要求，甚至部分煤矿会选择使用岩石电钻取代探水钻，与目前的要求存在较大的差距[3]。部分煤矿的排水系统发展不够完善。主要体现在排水设备和水仓容量等方面，无法满足煤矿开采过程中排水的具体要求。
3、新时期背景下煤矿防治水的技术类型
3.1探测技术
在煤矿防治水害的过程中，最为基础的工作便是探测孕育矿井水害的水文地质条件，探测取得的成果将会直接影响到水害预防工作的效果。目前用于煤矿防治水工作中的探测类技术以综合物探、井下钻探为主，物探方法中最为常用的就是矿井直流电法，能够有效地查明诱发矿井突发水灾的诸多水文地质因素。一般而言，煤矿都会使用联合或者局部防治水试验的方法，对于煤矿的含水层全方位进行检测，相关人员能够在整体分析防治水过程监测资料的前提下，针对目前含水层的补给、径流和边界条件等水文地质特征全方位进行分析，以此为基础设置较为完善的水害预防措施以及技术方法[4]。此外，煤矿企业也可以通过采场或者室内实验的方法，有效地探测隔水层以及其阻水能力数值，能够在分析带压数值的前提下形成相应的应对措施。在采场测试的过程中，企业可以根据物探得到的数据，选择最具代表性的位置进行钻探实验，以此为基础得出保护层总体的带压系数，这也是预防措施制定的重要前提条件。在老空区空间分布和积水特征探测的过程中，与其他方法相比，瞬变电磁探测法（原理如图2所示）有着较高的含水体敏感性优势，并且不会受到地形起伏度的巨大影响，也是目前煤矿企业应用较为普遍的探测方法，可以在确定积水异常位置之后，综合使用钻探方法进行验证。
图2 瞬变电磁探测法
3.2防水技术
煤矿在新时期的防治水工作中所使用的防水技术包括设置防隔水煤柱以及修建防水闸门、水闸墙两种方法。在设置防隔水煤柱的过程中，可以由煤矿企业结合已经收集的水文、工程地质资料，并探讨相似矿井的安全采掘方法，设置相应的防隔水煤柱，并将其尺寸数值进行调整[5]。此外，煤矿企业也可以利用查姆保这类公式计算相应的数值。煤矿企业在针对矿井下防水分区进行隔离处理的过程中，防水闸门和水闸墙的应用十分普遍。水闸门通常都会在矿井附近具备突水危险的采掘区域合理设置。在关闭水闸门的状况下，即便发生了突水现象，受灾区域的面积也能够得到有效管控。在矿井分区隔离的过程中，水闸墙通常会用于矿道无需通风的状况，但水闸墙同样需要保持一种防水隔离的状态。总体看来，水闸墙和水闸门两种方式可以联合使用，以此针对报废煤炭开采区域和突水巷道进行隔离，达成既定的防水工作目标。
3.3堵水技术
堵水技术的应用能够针对煤炭资源开采过程中的水害区域面积有效进行限制，从浆液的运动规律看来，这种堵水技术可以分为填充注浆渗透、注浆压密注浆等多种方法。以注浆和采掘工程的先后顺序差异，可以将其分为先注浆和后注浆两种类型。结合矿井下突水灾害的空间位置则可以将其分为巷道突水注浆、工作面突水注浆和采空区突水注浆三种技术类型。从采矿工作实践看来，煤矿企业通常都会选择动水注浆引流注浆、帷幕注浆等注浆堵水技术。
3.4疏水技术
疏水技术能够在释放煤层顶板含水层水分的前提下，有效降低底板含水层的水压，消除含水层水分对于矿井开采产生的威胁。在煤矿资源持续开采的过程中必然会带来煤层顶底板破坏的现象，如果导水裂缝带影响范围内存在水分含量较高的含水层，在继续进行开采工作前需要进行疏干。煤矿企业可以通过现场试验形成相应的施工方案，并合理确定技术方法。为了进一步提高施工方案的合理性，可以将三图－双预测法引入其中，评价导水裂缝带的高度、含水层富水性等多个方面。
4、煤矿防治水的治理工作措施
4.1位置探测工作的强化
煤矿企业可以选择利用三维地震技术，就井下巷道附近是否存在断层全方位进行分析，并且能够得到断层附近地质状况范围以及延伸方向，确保在煤矿开采的过程中保持与断层之间的距离。瞬变电磁法的利用能够帮助煤矿企业针对采掘工作面附近的含水层全方位进行探测，以此针对煤炭资源的开采工作方案进行调整。煤矿企业为了进一步提高测量的精度，保障矿井的测量工作十分准确，需要在煤矿的采掘工程平面及井上下对照图等图纸资料上针对已经废弃的煤矿井口位置准确进行标注，作业人员则需要针对地质图纸以及煤矿钻孔的数据全方位进行分析，针对钻孔附近的密封工作进行检查，及时解决其中存在的问题。
4.2严格控制钻探施工质量
煤矿企业为了全面提高矿井的施工质量，并维护防治水工作的安全性，企业内部的作业人员需要以现行《煤矿防治水工作条例》作为基础落实各项工作。在工作正式开始前，需要煤矿企业准备工程所需的各项排水设备，在煤矿采掘工作面需要设置两台配电设备、排水管和水泵，并且要对其性能指标全方位进行检查，提高设备运行的稳定性。同时，水仓需要在探测位置的最低处设置，并且其容量需要满足相关标准的要求。作业人员要在落实钻孔设计工作的同时，严格遵守已有的施工图纸要求，落实相应的操作，在未得到防治水技术员的同意的情况下，不得针对施工图纸的内容进行修改。在施钻过程中，钻孔位置需要始终位于巷道下方，并且采空区域和钻孔之间的煤壁宽度需要适当加宽。在钻探工作正式开始前，作业人员需要针对巷道以及排水设备的实际状况全方位进行分析。出于钻探工作效率和进度提升的考虑，要求作业人员合理记录施工以及设计参数，并且煤矿企业需要定期开展不同专业的培训工作，保障从业人员的理论知识能够不断更新，以此为基础形成较为良好的水灾预防以及处理意识。
煤矿企业出于水灾防治效果全面提升的考虑，必须要建立专业的水灾防御处理工作小组，并推动开采和技术等工作人员之间的深入沟通和交流，技术人员需要在煤矿开采以及施工设计过程中承担相应的工作，并且探索和作业人员也需要在对应的工作环节进行沟通和交流，针对其中的问题提出相应的解决方案。
4.3水灾发生时的积极应对
无论煤矿企业如何预防水灾事故，在煤矿开采过程中都会受到各种不可控因素的影响，从而出现水灾事故，将会直接威胁到井下作业人员的生命安全。同时，煤矿企业也会面临较大的经济损失。在煤矿出现水灾事故之后，为了全方位维护井下作业人员的人身安全，煤矿企业需要调动各部门的工作力量，第一时间向全体员工发出事故的预警信息，并且要按照对应的应急预案采取相应的措施。如果在巷道和沉淀区域的排水工作和预期目标存在较大差距的状况下，相关人员需要第一时间打开水闸门。此外，应急处理人员要以出水量的变化为基础针对排水设备的启停进行控制，避免煤矿的工作面被排水完全淹没。如果经过应急处理之后，排水工作依旧未能达成预期的目标，则应急人员需要组织在场的作业人员有序撤离，并申请外界专业机构的帮助。
总结
随着我国煤炭行业的持续转变以及发展，目前我国煤炭资源正处于一种有序开采的状态。但总体看来，在煤矿开采过程中会因为受到施工操作、自然因素的影响，频繁出现水害事故，这与水文地质条件、技术管理手段滞后等都有着密切的联系。煤矿企业可以选择使用探测、堵水、疏水、防水等多项技术成果，有效地预防水害事故的发生。同时，煤矿企业需要在强化钻孔施工质量控制的前提下，设立专门的应急救援机构及队伍建设，确保能够在水害发生时第一时间进行处理，有效降低水灾带来的经济损失和人员伤亡。
参考文献
[1]崔芳鹏,武强,刘德民等.煤矿突水灾害综合预防与治理技术[J].煤矿安全,2015,46(03):175-177.
[2]王军,董清岭.煤矿防治水技术新进展及对几个关键技术问题的思考[J].科技创新导报,2015,12(05):70.
[3]孙俊鹏.煤矿防治水技术措施探讨[J].能源与节能,2014,(06):13-14+37.
[4]袁新建.加强煤矿防治水技术管理措施的分析[J].内蒙古煤炭经济,2013,(04):159-160.
[5]戚家山,张国玉,刘兆平等.防治水技术管理在煤矿防治水害中的保障作用[J].山东煤炭科技,2011,(05):223-224.
