中國煤礦水文地質(zhì)類型劃分與特征分析

陸樹飛

【摘 要】為了積極貫現(xiàn)階段我國及我企業(yè)實施的《煤礦安全規(guī)程》文件精神，論文結(jié)合系統(tǒng)分析法，對全國多個?。▍^(qū)、市）的煤礦水文地質(zhì)情況進行了總體分析，并結(jié)合不同地質(zhì)特點，總結(jié)了各地區(qū)水文地質(zhì)類型及相關(guān)特征，從而為我國煤礦企業(yè)防范、處置井下涌水問題及相關(guān)礦井事故提供了安全保障。

【Abstract】 In order to actively carry out the file spirit of "Coal Mine Safety Regulation" implemented in present stage of our country and the enterprise， in this paper， combined with system analysis method， paper analyzes the coal mine hydrogeological condition of various provinces， autonomous regions and municipalities， and combining with different geological characteristics， summarizes the hydrogeology types and related characteristics of all regions， so as to provide security assurance for prevention and treatment of mine water gushing problems of coal mining enterprises in China and related mine accident.

【關(guān)鍵詞】煤礦；水文地質(zhì)；類型；特征

【Keywords】 coal； hydrological geology； type； characteristics

【中圖分類號】TD741 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0143-02

1 引言

2011年3月1日起，我國《煤礦安全規(guī)程》正式實施，從而為全國礦井治水技術(shù)發(fā)展及安全管理提供了制度標(biāo)準(zhǔn)，由此使我國煤礦企業(yè)進入了轉(zhuǎn)型發(fā)展期[1]?；诖?，為了全面掌握全國煤礦水害特點及現(xiàn)況，進一步加強煤礦井下治水管理工作，我公司煤礦安全監(jiān)察組組織開展了以省、市、區(qū)三級區(qū)域為單位的全國煤礦水文地質(zhì)類型劃分及統(tǒng)計、調(diào)研工作。據(jù)統(tǒng)計，截至2017年6月底，在全國上報的一萬多家煤礦企業(yè)中，大約有96.45%以上的煤礦企業(yè)開展了礦井水文地質(zhì)類型劃分工作。其中，具有極復(fù)雜型、復(fù)雜型、中等型及簡單性水文地質(zhì)條件的煤礦企業(yè)分別所占比例為0.68%、7.19%、36.00%和56.13%。

2 中國煤礦水文地質(zhì)類型劃分

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，在開展了水文地質(zhì)類型劃分的部分省、市中，主要存在兩種特殊的煤礦水文地質(zhì)類型，分別是復(fù)雜型和極復(fù)雜型煤礦，這些煤礦總數(shù)目前已達1000多個，其分布區(qū)域主要為山西、山東、河南、陜西、四川、貴州等，所占比例為76.90%。因上述區(qū)域都屬于煤礦重、特大突（透）水事故多發(fā)區(qū)，因此已被國家列入全國重點安全監(jiān)管對象。

根據(jù)上述分類結(jié)果，本文分別從礦井涌水量、富水系數(shù)兩方面就分類情況進行詳細闡述：

第一，從礦井重、特大突（透）、涌水量特征情況來看，近6年來，我國煤礦每年在重、特大突（透）、涌水事故中總排水量達75.18億m3。其中，河南、內(nèi)蒙古、黑龍江、山西、山東、河北、四川、湖南以及云、貴、陜等多個區(qū)域的煤礦排水量每年均在2.63億m3以上，占總排水量的比例為87.63%。而調(diào)查結(jié)果顯示，排水量最大的地區(qū)，正常涌水量均保持在1000m3/h左右，此類礦井主要分布在河南、河北、山東、內(nèi)蒙古、陜西、山西、黑龍江和重慶；此外，在我國遼寧、安徽、江西、江蘇和四川也有分布。在上述企業(yè)中，陜西錦界煤礦地下涌水量最大，達 5000m3/ h；河南馬莊煤礦最大涌水量也達5600m3/h。據(jù)了解，此類煤礦受季節(jié)性降雨影響嚴(yán)重，每年最大涌水量是正常涌水量的3倍之多，如重慶、廣西等地，受夏季強降雨影響，正常涌水量和最大涌水量相差較大。由此表明，大氣降水與地表水的富集，會加快地下水系統(tǒng)循環(huán)，從而會使地下水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中的含水量不斷增加，由此導(dǎo)致在地下煤礦資源開采時會引發(fā)嚴(yán)重的涌水事故。所以，對于此類礦井區(qū)，要配備足夠的備用排水設(shè)施，加快地表水排放，積極應(yīng)對突發(fā)強降雨天氣，以免強降雨導(dǎo)致淹井，比如在極端暴雨洪水環(huán)境，要立即停產(chǎn)撤人，并展開嚴(yán)格的安全隱患排查，杜絕一切安全事故。

第二，從礦井富水系數(shù)來看，全國煤礦平均富水系數(shù)基本保持在2.6m左右，即每生產(chǎn)1t煤排水量為2.6m3。在全國各大煤礦區(qū)，富水系數(shù)平均值保持在5.0m左右的地區(qū)為廣西、江西、福建、湖南和四川等地。

3 中國煤礦水文地質(zhì)特征分析

3.1 石炭二疊紀(jì)巖溶—裂隙區(qū)

石炭二疊紀(jì)巖溶—裂隙區(qū)包括的主要城市或省份有北京、山西、江蘇、河南、山東與陜西等[2]。上述幾大區(qū)域年產(chǎn)煤量約為300000萬t/ a，占比69%。 其中，這幾大主要產(chǎn)煤區(qū)煤礦數(shù)約為4000個，有3250個煤礦進行了地下水文地質(zhì)類型劃分。據(jù)劃分結(jié)果顯示，復(fù)雜、極復(fù)雜的煤礦數(shù)總比為38.62%。石炭二疊紀(jì)巖溶—裂隙區(qū)經(jīng)常存在的煤礦水害問題為礦井排水、煤層底板巖溶裂隙突水。在該區(qū)域分布的所有煤礦中，正常煤層底板巖溶裂隙突水量達29.759萬m3/h，最大煤層底板巖溶裂隙突水量達46.931萬m3/h，僅次于我國晚二疊紀(jì)巖溶區(qū)。在安全事故防范、處置和應(yīng)對方面，該區(qū)內(nèi)有2435座煤礦配有治水機構(gòu)和專業(yè)的防治水技術(shù)人員；此外，還有部分持證探放水工，約32000名，配有專用探放水鉆機10000臺。endprint

3.2 晚二疊紀(jì)巖溶區(qū)

晚二疊紀(jì)巖溶區(qū)所包含的主要省、市有江西、湖南、重慶、貴州、湖南和云南等，在7163個煤礦中，約6000個煤礦突透水事故頻繁，而且存在復(fù)雜型地質(zhì)與極復(fù)雜型地質(zhì)，此類煤礦礦井占全國總礦井?dāng)?shù)的比例為45.79%。究其原因，主要是此類煤礦存在季節(jié)性涌水事故，地表水、底板巖溶裂隙水會對礦井作業(yè)構(gòu)成巨大威脅[3]。據(jù)了解，晚二疊紀(jì)巖溶區(qū)的煤礦正常、最大涌水量分別達48.694萬m3/h，地下礦井突水量大，危害嚴(yán)重。在此類煤礦區(qū)，約有6000 個煤礦具有專門治水機構(gòu)和專業(yè)治水技術(shù)人員，持證探放水工、專用探放水鉆機 均滿足煤礦安全生產(chǎn)管理要求。

3.3 晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙區(qū)

晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙區(qū)主要以內(nèi)蒙、遼、吉、黑4省區(qū)為代表，在1788個煤礦中，約有1655個礦井對晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙區(qū)的水文地質(zhì)類型進行了劃分。其中，東北遼、吉、黑3省區(qū)1000多個煤礦每年產(chǎn)煤量達34389萬t，總占比達9.78%。另外，晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙區(qū)還有120多個復(fù)雜型與極復(fù)雜型煤礦，此類煤礦占全國總數(shù)的比例為5.09%。據(jù)了解，該區(qū)域的煤礦因處于晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙帶，受地質(zhì)條件影響較為明顯，再加上老空水、地表水威脅，礦井地下水害頻發(fā)。最典型的區(qū)域為黑龍江煤礦，老空透水事故多發(fā)，在當(dāng)?shù)丶竟?jié)性降水影響下，礦井區(qū)域地表水富集，對地下第四系松散層水的成水條件構(gòu)成了巨大威脅，正常、最大涌水量可達8.9077萬m3/ h。其中，調(diào)查結(jié)果顯示，591個煤礦有專門治水機構(gòu)和防水人員，1000多個專業(yè)持證探放水工保證了煤礦地下礦井在夏季的作業(yè)安全。

3.4 早侏羅紀(jì)裂隙區(qū)

早侏羅紀(jì)裂隙區(qū)包含了甘肅、新疆和青海3省區(qū)。在645個煤礦中，約有583個礦井核定生產(chǎn)能力可152268.6萬t/ a，占比6.4%。其中，復(fù)雜型與極復(fù)雜型煤礦占全國煤礦總數(shù)的比例為1.5%。從區(qū)域氣候特征來看，早侏羅紀(jì)裂隙區(qū)地處干旱、半干旱區(qū)，缺水嚴(yán)重，地下礦井水害不太明顯。但調(diào)查了解到，部分煤礦依然存在老空水和地表洪流充水等嚴(yán)重的突發(fā)性水害問題。因該區(qū)域自然環(huán)境惡劣，煤炭資源埋藏煤層厚度大，埋深較淺，因此，保水與節(jié)水成為早侏羅紀(jì)裂隙區(qū)煤炭工礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。此外，從煤礦安全生產(chǎn)情況來看，該區(qū)域礦井正常涌水量高達3.508萬m3/ h，該區(qū)各煤礦均成立了防治水機構(gòu)，以此應(yīng)對突發(fā)性煤礦礦井涌水與突水事故。

4 結(jié)語

綜上所述，自從新《環(huán)境保護法》實施以來，我國環(huán)保部門加大了對煤礦企業(yè)的監(jiān)管力度，并取得了明顯的環(huán)保效果[4]。在此背景下，本文根據(jù)我國不同煤礦成煤期和水文地質(zhì)特征，結(jié)合詳細調(diào)查分析結(jié)果，將全國煤礦區(qū)分為華北、華南、東北、西北、西南和臺灣幾大主要的水害區(qū)，并根據(jù)相關(guān)水害程度本文將這幾大區(qū)域分為石炭二疊紀(jì)巖溶—裂隙區(qū)、晚二疊紀(jì)巖溶區(qū)、晚侏羅早白堊紀(jì)裂隙區(qū)及早侏羅紀(jì)裂隙區(qū)。通過對不同地區(qū)復(fù)雜性和極復(fù)雜性兩種類型的水文地質(zhì)類型進行分析，研究結(jié)果表明，以上四類礦井區(qū)水文地質(zhì)災(zāi)害和特征各不相同，因此各工礦企業(yè)要配備足夠的備用排水設(shè)施，促進地表水排放，同時還要做好積極應(yīng)對突發(fā)強降雨天氣影響的工作，盡可能防止降雨淹井，做到停產(chǎn)撤人，展開嚴(yán)格的安全隱患排查工作，實現(xiàn)地下礦井作業(yè)有效、有序、安全與可持續(xù)。

【參考文獻】

【1】陳雷.我國煤礦水文地質(zhì)類型劃分及特征分析[J].低碳世界，2017（05）：75-76.

【2】鄭煜.礦床水文地質(zhì)勘查類型劃分分析[J].山西建筑，2014（26）：85-86.

【3】王萬金.礦區(qū)水文地質(zhì)類型劃分與特征分析[J].世界有色金屬，2017（09）：137-138.

【4】劉巖磊，張雪娟，羅麗.中國煤礦水文地質(zhì)類型劃分與特征分析[J].工程技術(shù)研究，2017（07）：255-256.endprint