水文地质在煤矿开采中重要性的认识

赵 昌

内蒙古赤峰地质矿产勘查开发院，内蒙古 赤峰 024005

凡威胁矿井安全或采掘工作面、影响生产、使矿井全部或局部被淹没和增加吨煤成本的矿井水，都成为矿井水害。在矿山建设与生产过程中,煤矿防治水工作起着十分重要的作用,减少矿井水害尤其是减少特重大事故频繁发生的前提就是把矿井防治水工作做到实处，做到位;这是保证煤炭持续将康稳定发展、保护国家财产和资源、保障作业工人的人身以及财产安全的基础[1]。这里以依兰矿区为例来具体阐述一下。

1 依兰矿区水文地质概况

1.1 依兰矿区水文一般状况

位于哈尔滨市依兰县达连河镇松花江右岸的依兰矿区，煤系风化裂隙含水层与第四系孔隙含水层是此矿区矿床水的主要含水层，水文地质条件相对复杂，地下水比较充沛。此矿区为日伪时候的比较老的矿区，从1970年生产恢复起，专业的水文勘察工作从来没有进行过，对于渗水突水等方面的解释缺少科学性的分析。1998年夏季，历史上比较少见的洪水在松花江、嫩江流域发生。2006年10月5日，在挖掘此矿区宝兴煤矿的过程中，因为原来采空区的水量不太清楚，井下水文资料不详，造成保安煤柱留设有误差，而且缺少探测与分析矿井的水文地质，导致施工中透水事故的发生，9人死亡。矿山水文地质作业是在矿山开发与建设的过程中的一项矿山地质作业，它所研究的是矿山地下水的治理措施、综合高效利用以及矿床水文条件。它的主要任务是按照矿山设计所规定的开采方法、开采范围深度及技术要求，更进一步的确定导致矿床冲水的多种因素，验证每个计算参数与矿坑用水量，对地下水治理前后的逸流、补给及排泄方面的变化情况进行研究，对有效利用地下水以及防治的设计方案进行一定的修改补充，来保证矿山的作业安全，也可以化害为利，对地下水资源综合有效地利用。为了防止渗、突水灾害的继续发生，确保井下工作人员的人身财产不受到恶劣影响，应该通过长期动态观察、抽水试验、测井、电法、钻探、地震等具体手段，勘察该区的水文地质，查清突水的原因，给合理有效防治措施提供一个科学的具体的依据，同时查阅已有矿区地下水的排泄、补给资料和含水层资料，还有研究开采矿井的充水因素及冲水特征，把下一步应该做到位的水文地质工作合理的提出来。

1.2 依兰矿区地质情况

地层自上而下分为：1）第四系，以砾石、流砂、冲洪积粘土等为主，厚度一般为m～30m；2）上第三系道台桥组，以砂质粘土、杏黄色黏土为主，厚度0m～35m；3）达连河组，以湖泊、泥沼、河流相为主的碎屑岩、油页岩、陆相含煤沉积建造，厚度一般为200m～800m，含煤层五层煤，三个层组，本组可以分为上部砂岩段、中部油页岩段、下部含煤段；4）煤系基底白垩系下统淘淇河组碎屑岩，一般厚度大于200m。

此区有5个可采煤层, 分别是: 下、中、上1、上1 - 2、上2。下煤,平均厚度1141m；中煤, 平均厚度7114m;上1 煤, 平均厚度3108 m; 上2 煤, 平均厚度3137m;上1 - 2煤, 平均厚度6161m。

此矿区煤的含水量相对比较高，最大值7.17%，最小值0.5%，上煤层的灰分一般为23.94%～27.1%，含量比较高，中煤层的灰分为8.16%，是最低的。下煤层灰分是20.87%,介于二者之间。

2 在矿区生产以及应用中影响水文地质作业的因素

2.1 防治水害的技术处理方法落后，防治水工作比较被动

因为依兰矿区矿山水害相对比较严重，水文地质条件较为复杂，至今还未形成系统比较完善的适于矿区开采的方法、相关的仪器设施以及煤矿水害治理技术。轻防范、重治理思想比较严重，同时加上前几年煤矿企业的效益不好导致专业人员流失，使企业的防治水管理和技术人员、水文地质和相关的地质专业人士力量不够，还有规范化管理力度不足，造成已有的相对成熟的治理水手段及技术未得到有效地应用，像突水水源地快速诊断技术和化学判别、地震以及其他勘测资料的精确解译技术、突水条件的多功能监测预警技术等许多先进技术未广泛的在矿区得以应用[2]。没有贯彻执行水害防治规程中的“有疑必探”的要求，开采过程中，只采用简易的防堵技术，不从本质上把影响煤矿生产过程中的水患问题解决，这势必会导致突水的特大隐患。

2.2 目前矿山生产作业的需求难以用比较落后的防治水处理手段满足

随着对煤矿生产作业的需求不断加大以及安全生产实践技术的不断提高，采煤作业面的空间尺度进一步加大，井巷工程的施工进度显著提升，随着作业面开采空间，开采方式以及开采深度的变化，水害形成的原理、水害威胁的影响程度和水害发生条件都在有着比较大的变化。而如今水害评估预测的理论基础以及防治水技术仍然以20世纪50年代前苏联的矿井日常作业所积累的一些采矿实际经验及相关理论为主。如今新形势作业的要求靠传统的防治水手段已经不能充分的得到满足，防治水理论及实践技术和矿井作业的高效高产的不协调肯定会导致突水淹井等恶劣事故的反弹。

2.3 正常生产的矿井由于废弃的矿井发生水患而受到威胁

近几年，随着国有大井由于资源的枯竭或者别的原因而废弃以及很多小煤矿的关闭，新的导水及水源通道由于废弃矿井会在生产矿井周围形成。因为在关闭过程中没有采取实际可行的水害防治手段、在矿井关闭后也没有评价与研究可能会引发的矿井水文条件变化，缺少系统的管理和整理关闭矿井相关技术和工程资料，对废弃矿井的突水影响因素的防范技术准备和认识不够，导致怎样监控和检测矿井关闭后的问题、废弃矿井关闭的规范及技术规程问题、正常生产过程中矿井受废弃矿井水位回弹引起的水患威胁问题、安全防水煤矿柱在新旧矿井之间的留设尺寸问题，都是应该受到关注与急需解决的难点和新课题。要是不能引起领导与各级部门的关注，没有及时进行控制和防范，突水事故就会不断地发生，而且危害严重。这不但会导致矿山发生水害事故，同时也是环境污染问题以及引发更为严重的地质灾难[3]。

2.4 矿山企业缺少水害安全专门检查监督责任落实部门和专业的水害治理技术队伍

随着生产体系、发展管理及矿山建设进入到由市场发展规律调节后，安全监控和安全生产体系不十分健全。同时现在我们矿区生产部门缺少专门的矿山水害治理技术队伍，在矿井、生产工作面上缺乏水害安全防治技术论证、在安全技术和技术监控方面缺少保障系统的建立。在事故发生后加强了责任追究制度，却把评估和监管在生产中的安全管理技术保障系统忽略了。

3 煤矿防治水作业的建议与对策

1）努力提高水害防治技术，可以到表现比较好的矿区去实地考察一下，学习别人的长处来弥补自身的不足，另外应加强水害的机理了解以及国内外最新的成果与技术的学习，只有这样，才能比较主动的利用先进技术手段做好防治水工作；

2）应结合矿区水文作业开展情况，由煤炭公司成立专业的水文地质机构，统一协调，安排专业的防治水害技术人员全面系统的调查、仔细分析和总结研究近些年来所发生的特大水害和典型的突水灾害，同时应对当地历年最高洪水位和降雨量的资料有所掌握，这样可以有效地结合矿井的一些实际情况建立排水、防水和疏水系统。经过这项工作，努力找到煤矿水害在新条件下不断发生的特点、原因、规律、趋势和主要存在的问题，为更好的在矿山开采中预防水害安全作业提供正确决策和合理应对的基础资料[4]；

3）全面调查和仔细分析早已废弃了的煤矿和正常作业的乡镇的一些小煤矿，相关部门应督促其必须有相关防治水患的手段和装备。可以不定时的到现场去调查核实其是否对防治水患工作有所重视。凡是部门日常水文地质工作做不到位、矿井水文资料不健全、未设置防治水管理机构的矿井，要勒令其停产整顿；

4）在研究和总结矿山水害治理技术的基础上，联系现在矿区水害特点、威胁程度以及类型，形成具有指导意义、针对性的论证研究和煤矿水害测评报告，同时依据水害类型不同的矿井提出具有实践意义可行的安全措施和水害安全保证体系，来指导和管理整个矿区的水害治理工作；

5）建立专业化的矿山水害抢险救灾反应快速的队伍和区域性的水害防治信息网。队伍应具备专业的技术人员及必需的各种设施和装备，平时应经过特殊的培训及有着较强的心理素质和过硬的实际经验。同时应将每个区域的各种防治水成果或遇到的靠个人力量不能解决的问题共享，供大家学习与讨论，共同进步与提高；

6）进一步加强监管水文地质工作，确保防治水工作做到位。各级煤炭行业管理部门、地方监管部门、安全监察机构应严格监督检查水文地质工作。依法开展专项监察和重点检查，推动水文地质工作的有序开展。对辖区内有特大水害隐患的煤矿要重点跟踪，督促企业部门认真落实防治水的措施；

7）可以委托有资质单位对矿区及其周边矿井的水文地质条件进行实地的研究调查，编制详细具体的水文地质图，对矿井周围的地层构造、地形地貌、水文地质条件进行仔细的说明，给防治水作业提供一个合理的依据。

[1]梁彦军，刘桂荣.水文地质对煤矿防治水工作的重要性[J].中州煤炭，2005(6).

[2]王军.影响煤矿开采的因素[J].煤炭技术，2009(2).

[3]夏耀炳.煤矿开采技术之我见[J].中国新技术新产品，2010(9).

[4]刘海明.煤矿开采造成地面沉陷的主要形式及其防治策略[J].中国煤炭，2010(S1).