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西南办 骆彬
摘要：分析近年来我国煤矿水害的基本特点，通过对全国不同地域主要开采煤层赋存地质与水文地质条件的分析，将我国煤矿水害类型概括为4大主要类型。初步分析了不同水害类型的基本特点、形成条件与发展趋势，提出了有效防治不同类型煤矿水害的技术路线及适用条件,对目前制约煤矿水害防治技术的关键问题进行了探讨。
关键字：煤矿水害类型;特征;防治对策;技术难题
1 我国煤矿水害的基本类型及发展趋势
我国煤矿水害的类型、特点及其近年来的变化趋势主要受开采煤层赋存的地质、水文地质条件及其开采方式的控制，目前占主导位置的水害类型基本可归纳为以下4种：
1) 主采煤层底板高承压岩溶水突水水害;
2) 主采煤层顶板砂岩及其松散层孔隙水透水水害;
3) 废弃小煤窑及老矿井采空区水溃水水害;
4) 地表水倒灌充水水害。
由于不同地区煤层赋存的地质与水文地质条件不同，占主导地位的矿井水害类型差别较大，如图1所示。
图1 我国不同类型煤矿水害分区
在华北华东地区，主要开采煤层为石炭二叠系煤层，据统计，华北东部地区主要矿井目前平均开采深度超过650m，且平均每年以12-20m的速度向深部延伸。主采煤层下伏有太原群多层薄层灰岩和奥陶系巨厚灰岩含水层，多种构造因素通常使这些含水层之间存在水利联系，含水层作用于开采煤层底板有限厚度隔水层(一般厚度为20-50m)上的水压力达到5-7MPa[1]。按突水系数理论评价，华北华东地区已经全面进入开采受水害威胁煤炭资源阶段，随采掘深度的增加，井水害隐患会日趋严重，所以在这一地区矿井水害的主要类型为主采煤层底板高承压岩溶水突水水害。
晋陕蒙、新疆等地区是我国煤炭资源主要富集区，将成为支撑我国煤炭工业可持续发展的远景区域。长期以来人们固有观念认为这一地区属于干旱缺水区，对煤炭资源开采过程中水害的严重程度认识不足。地下水也是地质历史过程的产物，在这一地区主要开采煤层的上覆地层中广泛发育有砂岩裂隙和第四系松散含水层，且水量比较丰富。由于本区煤层厚度大、埋藏浅，大尺度工作面机械化开采后对顶板覆岩扰动强度大，采掘扰动导水通道很容易沟通上覆含水层造成回采工作面透水事故，有时还会造成工作面溃砂及地面塌陷等地质灾害。
a) 顶板松散层潜水溃入矿井模式
b) 顶板砂岩承压水溃入矿井模式
晋陕蒙、新疆等地区是我国煤炭资源主要富集区，将成为支撑我国煤炭工业可持续发展的远景区域。长期以来人们固有观念认为这一地区属于干旱缺水区，对煤炭资源开采过程中水害的严重程度认识不足。地下水也是地质历史过程的产物，在这一地区主要开采煤层的上覆地层中广泛发育有砂岩裂隙和第四系松散含水层，且水量比较丰富。由于本区煤层厚度大、埋藏浅，大尺度工作面机械化开采后对顶板覆岩扰动强度大，采掘扰动导水通道很容易沟通上覆含水层造成回采工作面透水事故，有时还会造成工作面溃砂及地面塌陷等地质灾害。
a) 顶板松散层潜水溃入矿井模式
b) 顶板砂岩承压水溃入矿井模式
图2 内蒙古东部及中国西部煤层顶板水害条件模式示意
图2所示为内蒙古东部及中国西部矿井水文地质条件的典型结构模式，封闭不良钻孔、导水断层及采掘冒裂带都会导致顶板水溃入采煤工作面(图2a)。特别是很多煤层顶板隔水层受隐伏古冲沟的深切影响，变薄或缺失(图2b)，当工作面回采至这些区域时很容易发生顶板水溃入，且这种古冲沟具有很强的隐蔽性，很难预先勘探清楚。所以在这一地区矿井水害的主要类型为主采煤层顶板砂岩及其松散层孔隙水透水水害，必须高度重视。
我国秦岭以南的华南、西南主要煤矿区(图1)以低山丘陵地形为主，属亚热带湿润气候区，年降水量一般在1000-2500mm，地表水系发育，水量充沛。煤系地层中广泛发育泥盆纪融县灰岩，石炭纪黄龙灰岩、船山灰岩、壶天灰岩，二叠系茅口灰岩、长兴灰岩，三叠纪大冶灰岩等可溶岩类地层，由于褶皱、断裂和岩浆活动作用，地表水、第四系水与灰岩岩溶水水力联系密切，使煤矿床水文地质条件十分复杂。第四系覆盖下的强岩溶化岩溶含水层在矿区抽排水过程中经常引起大面积的地面塌陷，造成地表水砂溃入矿井。由于该区域地形起伏较大，地下水水力梯度大，水循环和水交替速度较快，地下水侵蚀能力较强，通常在灰岩的裂隙发育带或断层带形成地下水优先溶蚀和集中径流，大面积形成岩溶暗河管道。所以岩溶暗河管道沟通地表水突水成为本区矿井岩溶水突入的独有特点，暴雨后的暗河突水通常给矿井造成非常大的灾难。图3所示为该类型水害发生的典型水文地质机构结构模式。所以，该区域多数煤矿水害属于地表水通过岩溶管道倒灌充水水害类型。该类型岩溶矿床突水的最大特点是来水突然、水量大，雨后水量迅速衰减，矿井涌水的时间性和季节性极强，矿井涌水与大气降水及地表水关系密切。
我国秦岭以南的华南、西南主要煤矿区(图1)以低山丘陵地形为主，属亚热带湿润气候区，年降水量一般在1000-2500mm，地表水系发育，水量充沛。煤系地层中广泛发育泥盆纪融县灰岩，石炭纪黄龙灰岩、船山灰岩、壶天灰岩，二叠系茅口灰岩、长兴灰岩，三叠纪大冶灰岩等可溶岩类地层，由于褶皱、断裂和岩浆活动作用，地表水、第四系水与灰岩岩溶水水力联系密切，使煤矿床水文地质条件十分复杂。第四系覆盖下的强岩溶化岩溶含水层在矿区抽排水过程中经常引起大面积的地面塌陷，造成地表水砂溃入矿井。由于该区域地形起伏较大，地下水水力梯度大，水循环和水交替速度较快，地下水侵蚀能力较强，通常在灰岩的裂隙发育带或断层带形成地下水优先溶蚀和集中径流，大面积形成岩溶暗河管道。所以岩溶暗河管道沟通地表水突水成为本区矿井岩溶水突入的独有特点，暴雨后的暗河突水通常给矿井造成非常大的灾难。图3所示为该类型水害发生的典型水文地质机构结构模式。所以，该区域多数煤矿水害属于地表水通过岩溶管道倒灌充水水害类型。该类型岩溶矿床突水的最大特点是来水突然、水量大，雨后水量迅速衰减，矿井涌水的时间性和季节性极强，矿井涌水与大气降水及地表水关系密切。
图3 岩溶管道及地表水水害发生条件
2 矿井水害分类及主要特征分析
2.1 矿井水害分类
(1)按矿井水害的充水水源分类。依据充水水源性质,可划分为天然和人为两大类。天然充水水源型水害包括以大气降水为直接补给源的矿井水害、地表水(大型地表水体,如海、湖泊、河流、水池、沼泽和水库等)充水水源型矿井水害和地下水充水水源型矿井水害。人为充水水源型水害包括地下水袭夺水源型矿井水害和矿井老空积水型矿井水害。
(2)按可采矿层与充水含水层的彼此位置和接触关系分类。依据矿层与充水岩层相对位置,可划分为顶板充水水源、底板充水水源和周边充水水源3种矿井水害类型。
(3)按矿井水害的导水通道分类。导水通道首先可分为矿井充水天然通道和矿井充水人为通道两大类。其中天然通道型矿井水害可分为点状岩溶陷落柱通道型水害、线状断裂(裂隙)带通道型水害、窄条状隐伏露头通道型水害、面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区)通道型水害和地震通道型水害;人为通道型矿井水害可分为顶板冒落裂隙带通道型水害、顶板切冒裂隙带通道型水害、抽冒带通道型水害、底板矿压破坏带通道型水害、底板地下水导升带通道型水害、地面岩溶塌陷带通道型水害和封孔质量不佳钻孔通道型水害。
(4)按矿井水害的危害形式分类。矿井水害按危害形式可分为:常温水害、中高温水害和腐蚀性水害。
(5)按矿井水害造成的经济损失或人员伤亡分类。依据矿井水害造成的人员伤亡或直接经济损失，可分为：特别重大型、重大型、较大型、一般型水害。
(6)按矿井水害发生的时效特征分类。按矿井水害发生的时效特征，可分为即时型水害、滞后型水害、跳跃型水害和渐变型水害。
2.2 不同水害的主要特征
(1)大气降水型矿井水害。致灾时间与大气降水时间有同步相关性或固定时间的延迟相关性,致灾性与降水强度和降水量有关，且一般与降水量呈正比关系。
(2)地表水源型矿井水害。在有大型地表水体分布的矿床地区，查清天然条件下和矿床开采后的地表水对矿床开采的影响是矿区水文地质勘探和矿井水文地质工作的关键。地表水体分布一般较为集中、水量较大,采矿活动及其影响范围一旦与其形成水力联系,其致灾性往往较大。
(3)地下水源型矿井水害。依据充水含水层介质特征可划分为松散岩孔隙充水水源型水害、基岩裂隙充水水源型水害、可溶岩岩溶充水水源型水害;依据充水含水层水力特征可划分为上层滞水水源型水害、潜水水源型水害和承压含水层水源型水害[2]。从不同性质含水介质导致的矿井水害看，一般而言,由于岩溶水含水层富水性较强,故一旦采矿活动及其影响范围导通该类型含水层,形成的岩溶水源型矿井水害往往具有较强的致灾性;从含水层的水力特征看,由于承压含水层富水性往往较强,导致该种类型的矿井水害的致灾性相应较强。
(4)老空积水型矿井水害。由于过去的矿山开采(包括同一矿山的开采和周围其他矿山的开采)之后遗留的一部分采空区,其被后期的地下水或地表水等充填,形成了老空积水。如果后期的地下采掘工程触及到其水体边缘,该部分老空水就会以突然溃入的方式涌入井下，造成突发性的矿井水害事故。该种类型的矿井水害主要有如下特点：①突发性;②老空水往往呈酸性状态;③老空积水中硫化氢气体的浓度较高;④涌水量大，破坏性强，但因其储水空间较封闭导致其涌水持续时间短，较易疏干。
(5)顶板水源型矿井水害。当采矿活动及其影响范围(冒落裂隙带、导水构造)触及矿体上部的充水岩层，便引发顶板矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，可划分为顶板直接充水水源型水害和顶板间接充水水源型水害。顶板水源型矿井水害的致灾性与其导通的充水含水层富水性和连通性直接相关，若采矿活动影响范围内的含水层富水性和连通性较强，其对矿山安全开采的致灾性则较强。
(6)底板水源型矿井水害。当采矿活动及其影响范围(矿压破坏带、导水构造等)触及矿体下部的充水岩层时，便引发底板矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，底板水害亦可划分为底板直接充水水源型水害和底板间接充水水源型水害。同理，底板水源型矿井水害的致灾性与其矿压破坏带触及的充水含水层富水性和连通性直接相关，若采矿活动影响范围内的含水层富水性和连通性较强，其对矿山安全开采的致灾性则较强。
(7)周边水源型矿井水害。当采矿活动及其影响作用(造成裂隙萌生、断裂活化)触及到矿体周边的充水岩层时,便引发周边水源型矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，周边水源型水害亦可划分为直接充水水源型水害和间接充水水源型水害。其致灾性与周边充水含水层的富水性和裂隙连通性呈正比增长关系。
(8)特别重大型水害、重大型水害、较大型水害和一般型水害。特别重大型水害是指造成30人以上死亡，或100人以上重伤，或1亿元以上直接经济损失的水害;重大型水害是指造成10人以上30人以下死亡，或50人以上100人以下重伤，或5000万元以上1亿元以下直接经济损失的水害;较大型水害是指造成3人以上10人以下亡，或10人以上50人以下重伤，或1000万元以上5000万元以下直接经济损失的水害，一般型水害是指造成3人以下死亡，或10人以下重伤，或1000万元以下直接经济损失的水害。
3 煤矿水害防治的主要技术对策
3.1 顶板水害防治
由于顶板水害主要分布于地表水资源缺乏、水环境脆弱的西部地区，所以矿井水害防治的主体思路必须从矿井安全生产与区域水资源及水文环境保护相结合的角度出发，从水资源的质和量两个方面评价研究区水资源对煤炭资源极限开发强度的最大承载力，在研究矿区水资源承载力的基础上，研究可能的提高本区水资源环境承载力、资源开发利用率和实现可持续发展的技术途径与技术路线，结合矿区开发中长期目标，提出适用于矿区水资源承载力及其动态评价的指标体系，建立水资源保护、水资源承载力扩能与煤炭资源安全开采的优化决策系统，形成矿井水综合利用与优化配置的有效途径[3]。在系统分析研究区域水源地与煤炭资源布局的基础上，合理规划开采布局和开采顺序，对重点水源地分布范围内的煤层实施保护性限制开采。就某一水源地而言，可以根据具体水文地质条件，采区帷幕截流技术等工程措施，隔离水源地和煤炭资源开采区，控制煤炭资源开发对水源地的扰动。或在理论计算的指导下，实行非完全充填式采煤方法，以控制采掘活动对顶板隔水岩层的扰动[4]。将矿区煤炭资源开发规划和工农业生产供水需求规划有机结合起来，提高矿井水资源化和水资源的原地循环频率，实现矿井水的排供结合。
3.2 底板水害防治
底板水害发生的基本条件就是隔水层阻抗水压能力与高压水破坏穿透隔水层能力之间相互作用的结果，底板水害防治的技术思路有2条，一是增强隔水层阻抗高压水的能力;二是减小高压水对隔水岩层的破坏力。
为了提高隔水层阻抗高压水的能力，常用的技术方法是注浆改造工程，技术可广泛应用于封堵井下突水口(点)以恢复被淹矿井、阻截水源含水层对矿井充水的补给以减少矿井运行排水量、变含水层为隔水层以增加煤层顶底板有效隔水层的厚度、隔断连接充水水源与矿井之间的导水通道以避免矿井突发性突水灾害的发生等。
为了减小高压水对隔水岩层的破坏力，常采用疏水降压的防治水技术，所谓疏水降压防治矿井水害技术就是对威胁矿井安全生产的主要充水含水层水，通过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进行超前预疏干或疏降水压，进而减少或消除其在矿山建设和生产过程中对矿井安全的威胁。其基本内容可划分为疏干和疏水降压2大方面。
3.3 废弃小煤窑与老空水害防治
首先应查明主要生产矿井周边废弃小煤窑及采空区空间分布及其充水特征，目前应用效果较好的探测技术主要有地面及井下地球物理勘探技术和井上下定向钻探技术。地球物理勘探技术基于地下积水体与围岩具有明显的电阻差异，以瞬变电磁法、直流电阻率法、高密度直流电法等电磁法勘探为主，瞬变电磁探测技术是基于地下低电性地质体对高频电磁场有二次散射的物理现象，通过地面勘探，以认识低阻体的地下空间位置与分布。直流电阻率探测技术是基于电极间距增加稳定扩散电场范围扩大的物理基础，通过极距变化测量不同深度、不同电性地质体的分布。该方法对中浅埋地层中含水体的探测精度较高，在植被发育地区和地形变化较大地区使用该技术也有明显优势。高密度直流电法通过一次测量多个电测点和自动变换发射电极的方法，实现在相同接地和发射条件下高精度的分辨地质体的电性差异，从而达到探测老窑及采空积水区的目的。定向钻探技术主要是配合物探方法准确探测采空区边界及其充水特征，同时定向钻探技术还可进行采空区水的人工受控超前疏放。
在初步查明老窑、采空区分布规律的情况下,回采前必须进行采空区与主要采掘区之间煤岩柱安全性的评价分析，留设合理的煤岩柱，当煤岩柱不足时，必须进行老窑、采空区积水的超前与疏放。预疏放采空区积水时，要确保疏水孔穿越积水体的最低标高位置，以达到彻底疏放的效果。同时，疏水孔必须有严格的安全防护措施，避免疏水过程中发生水害安全事故。
4 我国矿井水害防治技术面临的技术难题
根据我国煤炭资源生产及采掘现状，矿井防治水技术仍面临的亟待解决的技术难题有以下4点。
1)应加强对深部煤炭高压底板水导升、突出机理及采动破坏等理论的研究。
2)加强矿井水害实时监测和预警技术的研究。
3)应加强对矿井小构造和复杂环境条件下隐伏地质构造探查的高精度技术与装备研发。随着矿井采掘深度的不断增加，底板水压逐渐加大，构造突水对矿井防治水存在很大威胁。目前，构造探查技术对小构造、隐伏导水构造等探查精度远不能满足生产实际的要求，因此，应加强高精度构造探查技术装备的研发，提高对矿井开采水文地质条件的探查精度和空间探测距离。
4)多煤层采空区和积水边界高精探查技术装备的研发。我国大多地区特别在东部地区存在许多采空区，部分区域先后开采多个煤层，存在多层采空区和积水区，对矿井含水层的补径排条件产生较大影响，给下组煤开采预防老窑水带来了很大困难。目前，老窑水探查技术精度还很低，探查多煤层采空水更加困难。
参考文献：
[1]李曦滨，常辉.山西省霍州矿区水文地质条件及矿井充水条件分析[J].中国煤田地质，2007，19(2)34-37.
[2]田保安.霍州矿区岩溶水对下组煤开采的威胁及构造控水研究[J].中国煤田地质，2006，8(2)：36-39.
[3]付文安，许延春等.高庄煤矿1501工作面顶板砂岩水的预计与预防[J].煤炭科学技术，2013，(5).
[4]陈胜生，常文林等.影响徐州矿区煤层顶板砂岩涌水的主要因素及机理[J].煤田地质与勘探，2003，(5).
作者简介：
骆彬，男，安徽理工大学地球与环境学院地质工程专业，福州华虹智能科技开发有限公司技术支持中心助理工程师。
2.1 矿井水害分类
(1)按矿井水害的充水水源分类。依据充水水源性质,可划分为天然和人为两大类。天然充水水源型水害包括以大气降水为直接补给源的矿井水害、地表水(大型地表水体,如海、湖泊、河流、水池、沼泽和水库等)充水水源型矿井水害和地下水充水水源型矿井水害。人为充水水源型水害包括地下水袭夺水源型矿井水害和矿井老空积水型矿井水害。
(2)按可采矿层与充水含水层的彼此位置和接触关系分类。依据矿层与充水岩层相对位置,可划分为顶板充水水源、底板充水水源和周边充水水源3种矿井水害类型。
(3)按矿井水害的导水通道分类。导水通道首先可分为矿井充水天然通道和矿井充水人为通道两大类。其中天然通道型矿井水害可分为点状岩溶陷落柱通道型水害、线状断裂(裂隙)带通道型水害、窄条状隐伏露头通道型水害、面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区)通道型水害和地震通道型水害;人为通道型矿井水害可分为顶板冒落裂隙带通道型水害、顶板切冒裂隙带通道型水害、抽冒带通道型水害、底板矿压破坏带通道型水害、底板地下水导升带通道型水害、地面岩溶塌陷带通道型水害和封孔质量不佳钻孔通道型水害。
(4)按矿井水害的危害形式分类。矿井水害按危害形式可分为:常温水害、中高温水害和腐蚀性水害。
(5)按矿井水害造成的经济损失或人员伤亡分类。依据矿井水害造成的人员伤亡或直接经济损失，可分为：特别重大型、重大型、较大型、一般型水害。
(6)按矿井水害发生的时效特征分类。按矿井水害发生的时效特征，可分为即时型水害、滞后型水害、跳跃型水害和渐变型水害。
2.2 不同水害的主要特征
(1)大气降水型矿井水害。致灾时间与大气降水时间有同步相关性或固定时间的延迟相关性,致灾性与降水强度和降水量有关，且一般与降水量呈正比关系。
(2)地表水源型矿井水害。在有大型地表水体分布的矿床地区，查清天然条件下和矿床开采后的地表水对矿床开采的影响是矿区水文地质勘探和矿井水文地质工作的关键。地表水体分布一般较为集中、水量较大,采矿活动及其影响范围一旦与其形成水力联系,其致灾性往往较大。
(3)地下水源型矿井水害。依据充水含水层介质特征可划分为松散岩孔隙充水水源型水害、基岩裂隙充水水源型水害、可溶岩岩溶充水水源型水害;依据充水含水层水力特征可划分为上层滞水水源型水害、潜水水源型水害和承压含水层水源型水害[2]。从不同性质含水介质导致的矿井水害看，一般而言,由于岩溶水含水层富水性较强,故一旦采矿活动及其影响范围导通该类型含水层,形成的岩溶水源型矿井水害往往具有较强的致灾性;从含水层的水力特征看,由于承压含水层富水性往往较强,导致该种类型的矿井水害的致灾性相应较强。
(4)老空积水型矿井水害。由于过去的矿山开采(包括同一矿山的开采和周围其他矿山的开采)之后遗留的一部分采空区,其被后期的地下水或地表水等充填,形成了老空积水。如果后期的地下采掘工程触及到其水体边缘,该部分老空水就会以突然溃入的方式涌入井下，造成突发性的矿井水害事故。该种类型的矿井水害主要有如下特点：①突发性;②老空水往往呈酸性状态;③老空积水中硫化氢气体的浓度较高;④涌水量大，破坏性强，但因其储水空间较封闭导致其涌水持续时间短，较易疏干。
(5)顶板水源型矿井水害。当采矿活动及其影响范围(冒落裂隙带、导水构造)触及矿体上部的充水岩层，便引发顶板矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，可划分为顶板直接充水水源型水害和顶板间接充水水源型水害。顶板水源型矿井水害的致灾性与其导通的充水含水层富水性和连通性直接相关，若采矿活动影响范围内的含水层富水性和连通性较强，其对矿山安全开采的致灾性则较强。
(6)底板水源型矿井水害。当采矿活动及其影响范围(矿压破坏带、导水构造等)触及矿体下部的充水岩层时，便引发底板矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，底板水害亦可划分为底板直接充水水源型水害和底板间接充水水源型水害。同理，底板水源型矿井水害的致灾性与其矿压破坏带触及的充水含水层富水性和连通性直接相关，若采矿活动影响范围内的含水层富水性和连通性较强，其对矿山安全开采的致灾性则较强。
(7)周边水源型矿井水害。当采矿活动及其影响作用(造成裂隙萌生、断裂活化)触及到矿体周边的充水岩层时,便引发周边水源型矿井水害。依据矿体与充水岩层的接触关系，周边水源型水害亦可划分为直接充水水源型水害和间接充水水源型水害。其致灾性与周边充水含水层的富水性和裂隙连通性呈正比增长关系。
(8)特别重大型水害、重大型水害、较大型水害和一般型水害。特别重大型水害是指造成30人以上死亡，或100人以上重伤，或1亿元以上直接经济损失的水害;重大型水害是指造成10人以上30人以下死亡，或50人以上100人以下重伤，或5000万元以上1亿元以下直接经济损失的水害;较大型水害是指造成3人以上10人以下亡，或10人以上50人以下重伤，或1000万元以上5000万元以下直接经济损失的水害，一般型水害是指造成3人以下死亡，或10人以下重伤，或1000万元以下直接经济损失的水害。
3 煤矿水害防治的主要技术对策
3.1 顶板水害防治
由于顶板水害主要分布于地表水资源缺乏、水环境脆弱的西部地区，所以矿井水害防治的主体思路必须从矿井安全生产与区域水资源及水文环境保护相结合的角度出发，从水资源的质和量两个方面评价研究区水资源对煤炭资源极限开发强度的最大承载力，在研究矿区水资源承载力的基础上，研究可能的提高本区水资源环境承载力、资源开发利用率和实现可持续发展的技术途径与技术路线，结合矿区开发中长期目标，提出适用于矿区水资源承载力及其动态评价的指标体系，建立水资源保护、水资源承载力扩能与煤炭资源安全开采的优化决策系统，形成矿井水综合利用与优化配置的有效途径[3]。在系统分析研究区域水源地与煤炭资源布局的基础上，合理规划开采布局和开采顺序，对重点水源地分布范围内的煤层实施保护性限制开采。就某一水源地而言，可以根据具体水文地质条件，采区帷幕截流技术等工程措施，隔离水源地和煤炭资源开采区，控制煤炭资源开发对水源地的扰动。或在理论计算的指导下，实行非完全充填式采煤方法，以控制采掘活动对顶板隔水岩层的扰动[4]。将矿区煤炭资源开发规划和工农业生产供水需求规划有机结合起来，提高矿井水资源化和水资源的原地循环频率，实现矿井水的排供结合。
3.2 底板水害防治
底板水害发生的基本条件就是隔水层阻抗水压能力与高压水破坏穿透隔水层能力之间相互作用的结果，底板水害防治的技术思路有2条，一是增强隔水层阻抗高压水的能力;二是减小高压水对隔水岩层的破坏力。
为了提高隔水层阻抗高压水的能力，常用的技术方法是注浆改造工程，技术可广泛应用于封堵井下突水口(点)以恢复被淹矿井、阻截水源含水层对矿井充水的补给以减少矿井运行排水量、变含水层为隔水层以增加煤层顶底板有效隔水层的厚度、隔断连接充水水源与矿井之间的导水通道以避免矿井突发性突水灾害的发生等。
为了减小高压水对隔水岩层的破坏力，常采用疏水降压的防治水技术，所谓疏水降压防治矿井水害技术就是对威胁矿井安全生产的主要充水含水层水，通过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进行超前预疏干或疏降水压，进而减少或消除其在矿山建设和生产过程中对矿井安全的威胁。其基本内容可划分为疏干和疏水降压2大方面。
3.3 废弃小煤窑与老空水害防治
首先应查明主要生产矿井周边废弃小煤窑及采空区空间分布及其充水特征，目前应用效果较好的探测技术主要有地面及井下地球物理勘探技术和井上下定向钻探技术。地球物理勘探技术基于地下积水体与围岩具有明显的电阻差异，以瞬变电磁法、直流电阻率法、高密度直流电法等电磁法勘探为主，瞬变电磁探测技术是基于地下低电性地质体对高频电磁场有二次散射的物理现象，通过地面勘探，以认识低阻体的地下空间位置与分布。直流电阻率探测技术是基于电极间距增加稳定扩散电场范围扩大的物理基础，通过极距变化测量不同深度、不同电性地质体的分布。该方法对中浅埋地层中含水体的探测精度较高，在植被发育地区和地形变化较大地区使用该技术也有明显优势。高密度直流电法通过一次测量多个电测点和自动变换发射电极的方法，实现在相同接地和发射条件下高精度的分辨地质体的电性差异，从而达到探测老窑及采空积水区的目的。定向钻探技术主要是配合物探方法准确探测采空区边界及其充水特征，同时定向钻探技术还可进行采空区水的人工受控超前疏放。
在初步查明老窑、采空区分布规律的情况下,回采前必须进行采空区与主要采掘区之间煤岩柱安全性的评价分析，留设合理的煤岩柱，当煤岩柱不足时，必须进行老窑、采空区积水的超前与疏放。预疏放采空区积水时，要确保疏水孔穿越积水体的最低标高位置，以达到彻底疏放的效果。同时，疏水孔必须有严格的安全防护措施，避免疏水过程中发生水害安全事故。
4 我国矿井水害防治技术面临的技术难题
根据我国煤炭资源生产及采掘现状，矿井防治水技术仍面临的亟待解决的技术难题有以下4点。
1)应加强对深部煤炭高压底板水导升、突出机理及采动破坏等理论的研究。
2)加强矿井水害实时监测和预警技术的研究。
3)应加强对矿井小构造和复杂环境条件下隐伏地质构造探查的高精度技术与装备研发。随着矿井采掘深度的不断增加，底板水压逐渐加大，构造突水对矿井防治水存在很大威胁。目前，构造探查技术对小构造、隐伏导水构造等探查精度远不能满足生产实际的要求，因此，应加强高精度构造探查技术装备的研发，提高对矿井开采水文地质条件的探查精度和空间探测距离。
4)多煤层采空区和积水边界高精探查技术装备的研发。我国大多地区特别在东部地区存在许多采空区，部分区域先后开采多个煤层，存在多层采空区和积水区，对矿井含水层的补径排条件产生较大影响，给下组煤开采预防老窑水带来了很大困难。目前，老窑水探查技术精度还很低，探查多煤层采空水更加困难。
参考文献：
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[4]陈胜生，常文林等.影响徐州矿区煤层顶板砂岩涌水的主要因素及机理[J].煤田地质与勘探，2003，(5).
作者简介：
骆彬，男，安徽理工大学地球与环境学院地质工程专业，福州华虹智能科技开发有限公司技术支持中心助理工程师。
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