水文地質(zhì)在煤礦開采中重要性的認(rèn)識(shí)

趙 昌

內(nèi)蒙古赤峰地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024005

凡威脅礦井安全或采掘工作面、影響生產(chǎn)、使礦井全部或局部被淹沒和增加噸煤成本的礦井水，都成為礦井水害。在礦山建設(shè)與生產(chǎn)過程中,煤礦防治水工作起著十分重要的作用,減少礦井水害尤其是減少特重大事故頻繁發(fā)生的前提就是把礦井防治水工作做到實(shí)處，做到位;這是保證煤炭持續(xù)將康穩(wěn)定發(fā)展、保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)和資源、保障作業(yè)工人的人身以及財(cái)產(chǎn)安全的基礎(chǔ)[1]。這里以依蘭礦區(qū)為例來具體闡述一下。

1 依蘭礦區(qū)水文地質(zhì)概況

1.1 依蘭礦區(qū)水文一般狀況

位于哈爾濱市依蘭縣達(dá)連河鎮(zhèn)松花江右岸的依蘭礦區(qū)，煤系風(fēng)化裂隙含水層與第四系孔隙含水層是此礦區(qū)礦床水的主要含水層，水文地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，地下水比較充沛。此礦區(qū)為日偽時(shí)候的比較老的礦區(qū)，從1970年生產(chǎn)恢復(fù)起，專業(yè)的水文勘察工作從來沒有進(jìn)行過，對(duì)于滲水突水等方面的解釋缺少科學(xué)性的分析。1998年夏季，歷史上比較少見的洪水在松花江、嫩江流域發(fā)生。2006年10月5日，在挖掘此礦區(qū)寶興煤礦的過程中，因?yàn)樵瓉聿煽諈^(qū)的水量不太清楚，井下水文資料不詳，造成保安煤柱留設(shè)有誤差，而且缺少探測(cè)與分析礦井的水文地質(zhì)，導(dǎo)致施工中透水事故的發(fā)生，9人死亡。礦山水文地質(zhì)作業(yè)是在礦山開發(fā)與建設(shè)的過程中的一項(xiàng)礦山地質(zhì)作業(yè)，它所研究的是礦山地下水的治理措施、綜合高效利用以及礦床水文條件。它的主要任務(wù)是按照礦山設(shè)計(jì)所規(guī)定的開采方法、開采范圍深度及技術(shù)要求，更進(jìn)一步的確定導(dǎo)致礦床沖水的多種因素，驗(yàn)證每個(gè)計(jì)算參數(shù)與礦坑用水量，對(duì)地下水治理前后的逸流、補(bǔ)給及排泄方面的變化情況進(jìn)行研究，對(duì)有效利用地下水以及防治的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一定的修改補(bǔ)充，來保證礦山的作業(yè)安全，也可以化害為利，對(duì)地下水資源綜合有效地利用。為了防止?jié)B、突水災(zāi)害的繼續(xù)發(fā)生，確保井下工作人員的人身財(cái)產(chǎn)不受到惡劣影響，應(yīng)該通過長期動(dòng)態(tài)觀察、抽水試驗(yàn)、測(cè)井、電法、鉆探、地震等具體手段，勘察該區(qū)的水文地質(zhì)，查清突水的原因，給合理有效防治措施提供一個(gè)科學(xué)的具體的依據(jù)，同時(shí)查閱已有礦區(qū)地下水的排泄、補(bǔ)給資料和含水層資料，還有研究開采礦井的充水因素及沖水特征，把下一步應(yīng)該做到位的水文地質(zhì)工作合理的提出來。

1.2 依蘭礦區(qū)地質(zhì)情況

地層自上而下分為：1）第四系，以礫石、流砂、沖洪積粘土等為主，厚度一般為m～30m；2）上第三系道臺(tái)橋組，以砂質(zhì)粘土、杏黃色黏土為主，厚度0m～35m；3）達(dá)連河組，以湖泊、泥沼、河流相為主的碎屑巖、油頁巖、陸相含煤沉積建造，厚度一般為200m～800m，含煤層五層煤，三個(gè)層組，本組可以分為上部砂巖段、中部油頁巖段、下部含煤段；4）煤系基底白堊系下統(tǒng)淘淇河組碎屑巖，一般厚度大于200m。

此區(qū)有5個(gè)可采煤層, 分別是: 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。

此礦區(qū)煤的含水量相對(duì)比較高，最大值7.17%，最小值0.5%，上煤層的灰分一般為23.94%～27.1%，含量比較高，中煤層的灰分為8.16%，是最低的。下煤層灰分是20.87%,介于二者之間。

2 在礦區(qū)生產(chǎn)以及應(yīng)用中影響水文地質(zhì)作業(yè)的因素

2.1 防治水害的技術(shù)處理方法落后，防治水工作比較被動(dòng)

因?yàn)橐捞m礦區(qū)礦山水害相對(duì)比較嚴(yán)重，水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，至今還未形成系統(tǒng)比較完善的適于礦區(qū)開采的方法、相關(guān)的儀器設(shè)施以及煤礦水害治理技術(shù)。輕防范、重治理思想比較嚴(yán)重，同時(shí)加上前幾年煤礦企業(yè)的效益不好導(dǎo)致專業(yè)人員流失，使企業(yè)的防治水管理和技術(shù)人員、水文地質(zhì)和相關(guān)的地質(zhì)專業(yè)人士力量不夠，還有規(guī)范化管理力度不足，造成已有的相對(duì)成熟的治理水手段及技術(shù)未得到有效地應(yīng)用，像突水水源地快速診斷技術(shù)和化學(xué)判別、地震以及其他勘測(cè)資料的精確解譯技術(shù)、突水條件的多功能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)等許多先進(jìn)技術(shù)未廣泛的在礦區(qū)得以應(yīng)用[2]。沒有貫徹執(zhí)行水害防治規(guī)程中的“有疑必探”的要求，開采過程中，只采用簡易的防堵技術(shù)，不從本質(zhì)上把影響煤礦生產(chǎn)過程中的水患問題解決，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致突水的特大隱患。

2.2 目前礦山生產(chǎn)作業(yè)的需求難以用比較落后的防治水處理手段滿足

隨著對(duì)煤礦生產(chǎn)作業(yè)的需求不斷加大以及安全生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)的不斷提高，采煤作業(yè)面的空間尺度進(jìn)一步加大，井巷工程的施工進(jìn)度顯著提升，隨著作業(yè)面開采空間，開采方式以及開采深度的變化，水害形成的原理、水害威脅的影響程度和水害發(fā)生條件都在有著比較大的變化。而如今水害評(píng)估預(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ)以及防治水技術(shù)仍然以20世紀(jì)50年代前蘇聯(lián)的礦井日常作業(yè)所積累的一些采礦實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)理論為主。如今新形勢(shì)作業(yè)的要求靠傳統(tǒng)的防治水手段已經(jīng)不能充分的得到滿足，防治水理論及實(shí)踐技術(shù)和礦井作業(yè)的高效高產(chǎn)的不協(xié)調(diào)肯定會(huì)導(dǎo)致突水淹井等惡劣事故的反彈。

2.3 正常生產(chǎn)的礦井由于廢棄的礦井發(fā)生水患而受到威脅

近幾年，隨著國有大井由于資源的枯竭或者別的原因而廢棄以及很多小煤礦的關(guān)閉，新的導(dǎo)水及水源通道由于廢棄礦井會(huì)在生產(chǎn)礦井周圍形成。因?yàn)樵陉P(guān)閉過程中沒有采取實(shí)際可行的水害防治手段、在礦井關(guān)閉后也沒有評(píng)價(jià)與研究可能會(huì)引發(fā)的礦井水文條件變化，缺少系統(tǒng)的管理和整理關(guān)閉礦井相關(guān)技術(shù)和工程資料，對(duì)廢棄礦井的突水影響因素的防范技術(shù)準(zhǔn)備和認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致怎樣監(jiān)控和檢測(cè)礦井關(guān)閉后的問題、廢棄礦井關(guān)閉的規(guī)范及技術(shù)規(guī)程問題、正常生產(chǎn)過程中礦井受廢棄礦井水位回彈引起的水患威脅問題、安全防水煤礦柱在新舊礦井之間的留設(shè)尺寸問題，都是應(yīng)該受到關(guān)注與急需解決的難點(diǎn)和新課題。要是不能引起領(lǐng)導(dǎo)與各級(jí)部門的關(guān)注，沒有及時(shí)進(jìn)行控制和防范，突水事故就會(huì)不斷地發(fā)生，而且危害嚴(yán)重。這不但會(huì)導(dǎo)致礦山發(fā)生水害事故，同時(shí)也是環(huán)境污染問題以及引發(fā)更為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)難[3]。

2.4 礦山企業(yè)缺少水害安全專門檢查監(jiān)督責(zé)任落實(shí)部門和專業(yè)的水害治理技術(shù)隊(duì)伍

隨著生產(chǎn)體系、發(fā)展管理及礦山建設(shè)進(jìn)入到由市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律調(diào)節(jié)后，安全監(jiān)控和安全生產(chǎn)體系不十分健全。同時(shí)現(xiàn)在我們礦區(qū)生產(chǎn)部門缺少專門的礦山水害治理技術(shù)隊(duì)伍，在礦井、生產(chǎn)工作面上缺乏水害安全防治技術(shù)論證、在安全技術(shù)和技術(shù)監(jiān)控方面缺少保障系統(tǒng)的建立。在事故發(fā)生后加強(qiáng)了責(zé)任追究制度，卻把評(píng)估和監(jiān)管在生產(chǎn)中的安全管理技術(shù)保障系統(tǒng)忽略了。

3 煤礦防治水作業(yè)的建議與對(duì)策

1）努力提高水害防治技術(shù)，可以到表現(xiàn)比較好的礦區(qū)去實(shí)地考察一下，學(xué)習(xí)別人的長處來彌補(bǔ)自身的不足，另外應(yīng)加強(qiáng)水害的機(jī)理了解以及國內(nèi)外最新的成果與技術(shù)的學(xué)習(xí)，只有這樣，才能比較主動(dòng)的利用先進(jìn)技術(shù)手段做好防治水工作；

2）應(yīng)結(jié)合礦區(qū)水文作業(yè)開展情況，由煤炭公司成立專業(yè)的水文地質(zhì)機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，安排專業(yè)的防治水害技術(shù)人員全面系統(tǒng)的調(diào)查、仔細(xì)分析和總結(jié)研究近些年來所發(fā)生的特大水害和典型的突水災(zāi)害，同時(shí)應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位和降雨量的資料有所掌握，這樣可以有效地結(jié)合礦井的一些實(shí)際情況建立排水、防水和疏水系統(tǒng)。經(jīng)過這項(xiàng)工作，努力找到煤礦水害在新條件下不斷發(fā)生的特點(diǎn)、原因、規(guī)律、趨勢(shì)和主要存在的問題，為更好的在礦山開采中預(yù)防水害安全作業(yè)提供正確決策和合理應(yīng)對(duì)的基礎(chǔ)資料[4]；

3）全面調(diào)查和仔細(xì)分析早已廢棄了的煤礦和正常作業(yè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的一些小煤礦，相關(guān)部門應(yīng)督促其必須有相關(guān)防治水患的手段和裝備?？梢圆欢〞r(shí)的到現(xiàn)場(chǎng)去調(diào)查核實(shí)其是否對(duì)防治水患工作有所重視。凡是部門日常水文地質(zhì)工作做不到位、礦井水文資料不健全、未設(shè)置防治水管理機(jī)構(gòu)的礦井，要勒令其停產(chǎn)整頓；

4）在研究和總結(jié)礦山水害治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，聯(lián)系現(xiàn)在礦區(qū)水害特點(diǎn)、威脅程度以及類型，形成具有指導(dǎo)意義、針對(duì)性的論證研究和煤礦水害測(cè)評(píng)報(bào)告，同時(shí)依據(jù)水害類型不同的礦井提出具有實(shí)踐意義可行的安全措施和水害安全保證體系，來指導(dǎo)和管理整個(gè)礦區(qū)的水害治理工作；

5）建立專業(yè)化的礦山水害搶險(xiǎn)救災(zāi)反應(yīng)快速的隊(duì)伍和區(qū)域性的水害防治信息網(wǎng)。隊(duì)伍應(yīng)具備專業(yè)的技術(shù)人員及必需的各種設(shè)施和裝備，平時(shí)應(yīng)經(jīng)過特殊的培訓(xùn)及有著較強(qiáng)的心理素質(zhì)和過硬的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)應(yīng)將每個(gè)區(qū)域的各種防治水成果或遇到的靠個(gè)人力量不能解決的問題共享，供大家學(xué)習(xí)與討論，共同進(jìn)步與提高；

6）進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)管水文地質(zhì)工作，確保防治水工作做到位。各級(jí)煤炭行業(yè)管理部門、地方監(jiān)管部門、安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)督檢查水文地質(zhì)工作。依法開展專項(xiàng)監(jiān)察和重點(diǎn)檢查，推動(dòng)水文地質(zhì)工作的有序開展。對(duì)轄區(qū)內(nèi)有特大水害隱患的煤礦要重點(diǎn)跟蹤，督促企業(yè)部門認(rèn)真落實(shí)防治水的措施；

7）可以委托有資質(zhì)單位對(duì)礦區(qū)及其周邊礦井的水文地質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)地的研究調(diào)查，編制詳細(xì)具體的水文地質(zhì)圖，對(duì)礦井周圍的地層構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件進(jìn)行仔細(xì)的說明，給防治水作業(yè)提供一個(gè)合理的依據(jù)。

[1]梁彥軍，劉桂榮.水文地質(zhì)對(duì)煤礦防治水工作的重要性[J].中州煤炭，2005(6).

[2]王軍.影響煤礦開采的因素[J].煤炭技術(shù)，2009(2).

[3]夏耀炳.煤礦開采技術(shù)之我見[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(9).

[4]劉海明.煤礦開采造成地面沉陷的主要形式及其防治策略[J].中國煤炭，2010(S1).