礦井水文地質(zhì)類型劃分的理性思考

張 建，崔佳星，張 亮

(河北工程大學(xué) 資源學(xué)院，河北 邯鄲056038)

礦井水文地質(zhì)類型是礦井防治水方案制定、中長期發(fā)展規(guī)劃、礦井改擴(kuò)建和技術(shù)改造的基礎(chǔ)依據(jù)。目前，礦井水文地質(zhì)類型是依據(jù)原煤炭部1984年頒發(fā)的《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》(試行)劃分的。經(jīng)過多年的開采，目前礦井開采環(huán)境發(fā)生了明顯的變化，主要表現(xiàn)在開采向深部轉(zhuǎn)移，井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件更趨復(fù)雜化，老空水、奧灰水對礦井的影響加大等方面。因此，原礦井水文地質(zhì)類型劃分結(jié)果已難以滿足礦井防治水工作的需要，必須依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》要求對礦井水文地質(zhì)類型進(jìn)行重新劃分。旨在依據(jù)礦井水文地質(zhì)類型，指導(dǎo)礦井防治水工作，通過采取有效的防治水措施，確保煤礦安全生產(chǎn)。

1 礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)的變化

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》[1](安全監(jiān)管總局令第28號，2009年9月21日)中礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，較以前劃分標(biāo)準(zhǔn)增加了兩個指標(biāo)，即“礦井及周邊老空水分布狀況”和“礦井突水量”。新劃分標(biāo)準(zhǔn)中的六大指標(biāo)具有同等地位，依據(jù)就高不就低的原則[2]，結(jié)合目前煤礦實(shí)際的礦井水文地質(zhì)條件確定礦井水文地質(zhì)類型。新劃分標(biāo)準(zhǔn)把煤礦防治水工作提到了更高的技術(shù)層面，礦井水文地質(zhì)類型劃分的立足點(diǎn)不再是單純的礦井水文地質(zhì)條件，而是以礦井安全為中心，充分體現(xiàn)了“以人為本”的理念。新劃分標(biāo)準(zhǔn)全面考慮了礦井充水諸因素的影響，內(nèi)容簡單明了，體現(xiàn)了科學(xué)性、實(shí)用性和全面性，符合我國煤礦開采的實(shí)際情況[3]，對保障人身安全及減少礦井水害發(fā)生具有重要的理論指導(dǎo)的作用。

2 劃分新標(biāo)準(zhǔn)中幾個模糊的問題

礦井水文地質(zhì)類型劃分需要在掌握和收集礦井水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，全面考慮分析礦井水文地質(zhì)條件，但礦井水文地質(zhì)條件具有復(fù)雜多變性，在依據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際的礦井水文地質(zhì)類型劃分操作過程中存在一些相對模糊的問題不好解決。

2.1 礦井水文地質(zhì)類型首次重新劃分的時間問題

大多數(shù)礦井依據(jù)原《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》已進(jìn)行了礦井水文地質(zhì)類型劃分，但《煤礦防治水規(guī)定》要求各煤礦企業(yè)應(yīng)在2010年9月底前完成礦井水文地質(zhì)類型重新劃分。礦井水文地質(zhì)類型首次重新劃分的時間在《煤礦防治水規(guī)定》中沒有作明確的規(guī)定，劃分時間會因人而異存在不同的觀點(diǎn)。目前，礦井水文地質(zhì)類型劃分時間有主要有以下兩種觀點(diǎn):

(1)最近三年，《煤礦防治水規(guī)定》中要求礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)當(dāng)每三年進(jìn)行重新確定，根據(jù)過去三年礦井掘進(jìn)、開采等過程中積累的水文地質(zhì)資料進(jìn)行劃分。

(2)上次礦井水文地質(zhì)類型劃分以來，即在上次礦井水文地質(zhì)類型劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)行重新劃分，對礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行總結(jié)分析。

劃分時間的不同，可能會導(dǎo)致礦井水文地質(zhì)類型有不同的劃分結(jié)果。例如某礦在2003年曾發(fā)生奧灰陷落柱突水事故，最大突水量大于1 800m3/h，并且該礦在2004年對礦井水文地質(zhì)類型進(jìn)行了重新劃分。若劃分時間是第一種觀點(diǎn)，依據(jù)礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)該礦應(yīng)為極復(fù)雜型礦井;如果劃分時間為第二種觀點(diǎn)，依據(jù)礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)該礦應(yīng)為中等型礦井。

2.2 分煤層劃分問題

同一井田內(nèi)煤層較多且水文地質(zhì)條件變化較大時，應(yīng)分煤層進(jìn)行礦井水文地質(zhì)類型劃分。受煤層埋藏深度和奧灰強(qiáng)含水層的影響，一般主采下組煤的礦井比主采上組煤礦井的水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井的水文地質(zhì)類型也相對更復(fù)雜。但某些礦井由于受構(gòu)造運(yùn)動影響較大，開采下組煤時礦井水文地質(zhì)條件相對簡單，導(dǎo)致在特殊區(qū)域會出現(xiàn)開采下組煤時礦井水文地質(zhì)類型更簡單的現(xiàn)象。例如邯邢地區(qū)某礦開采2#和9#煤層，該礦在開采2#煤層時曾發(fā)生奧灰突水，最大突水量大于1 800m3/h，按照礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)該礦應(yīng)為極復(fù)雜型;而礦井在開采9#煤層時，依據(jù)具體的礦井水文地質(zhì)條件該礦應(yīng)為復(fù)雜型。

2.3 老空水分布問題

據(jù)統(tǒng)計，2006年全國煤礦發(fā)生的45起較大以上水害事故，都是老空(窯)透水事故[4]。因此，在礦井水文地質(zhì)類型劃分中，老空水分布狀況作為類型劃分的一個重要指標(biāo)。由于我國煤礦開采歷史悠久且小煤礦眾多，老空水分布廣泛，并且受勘探手段和對客觀認(rèn)識能力的限制，不能確保某一區(qū)域沒有老空積水[5]，這樣就需要推斷老空積水疑問區(qū)。由此可見，大部分礦井周邊存在老空積水的位置、范圍、積水量不清楚，依據(jù)礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)煤礦應(yīng)劃分為復(fù)雜或極復(fù)雜型礦井，增大了礦井防治水工作難度。另外，“礦井及周邊老空水分布狀況”指標(biāo)中的“少量”、“大量”形容詞在定性分析時具有很大的隨意性，它們之間的界限比較模糊，沒有固定的量化標(biāo)準(zhǔn)，很難準(zhǔn)確地判定礦井水文地質(zhì)類型。若這些老空水靠近礦井目前的生產(chǎn)地區(qū)，并且與奧灰強(qiáng)含水層有水力聯(lián)系，則對礦井的安全生產(chǎn)威脅很大，否則對礦井安全生產(chǎn)威脅較小。

2.4 礦井涌水量問題

某些礦井由于開采時間長，開采水平向下延伸使重點(diǎn)生產(chǎn)區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)移，而舊生產(chǎn)區(qū)已經(jīng)不進(jìn)行任何生產(chǎn)活動。由于新生產(chǎn)區(qū)開采時間短、開采面積小，其涌水量也相對小，而舊生產(chǎn)區(qū)經(jīng)過多年開采涌水量較大，但不影響新生產(chǎn)區(qū)的正常開采。但礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)考慮的“礦井涌水量”為整個礦井的，這樣可能因?yàn)椤暗V井涌水量”的增大而影響礦井水文地質(zhì)類型的劃分，增加新生產(chǎn)區(qū)的防治水工作難度。因此，為了確定出符合礦井實(shí)際開采情況的水文地質(zhì)類型，某些礦的礦井涌水量應(yīng)采用新區(qū)的。

2.5 開采受水害影響程度的定性分析問題

“開采受水害影響程度”為礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)其中一條定性指標(biāo)，定性指標(biāo)的分析在很大程度上決定于個人的經(jīng)驗(yàn)及知識的廣度，判斷結(jié)果會因人而異[6]。在這一指標(biāo)中礦井突水頻率和危害程度作為判別礦井水文地質(zhì)類型的依據(jù)，但礦井突水頻率的界限比較模糊，而且礦井若一次突水就威脅礦井的安全生產(chǎn)，這就會跟判別“復(fù)雜”和“極復(fù)雜”類型的依據(jù)相矛盾。

因此，在對劃分標(biāo)準(zhǔn)中定性指標(biāo)進(jìn)行分析時，需要全面了解礦井的水文地質(zhì)條件，以確定符合礦井實(shí)際情況的水文地質(zhì)類型。

3 礦井水文地質(zhì)類型劃分的理性思考

礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)在系統(tǒng)整理、綜合分析礦床勘探、礦井建設(shè)生產(chǎn)各階段所獲得的水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行劃分。礦井水文地質(zhì)類型劃分的目的是分析礦井水文地質(zhì)條件，確定礦井水文地質(zhì)類型，有針對性地指導(dǎo)礦井水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探和水害預(yù)防與控制工作，以保障煤礦的安全生產(chǎn)。因此，如何正確地劃分符合礦井實(shí)際情況的礦井水文地質(zhì)類型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

礦井水文地質(zhì)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)就高不就低原則，確定礦井水文地質(zhì)類型，也就是說一條指標(biāo)就能夠決定整個礦井的水文地質(zhì)類型。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)依據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)中六大指標(biāo)客觀評價和分析礦井水文地質(zhì)條件，確定合理的礦井水文地質(zhì)類型，便于實(shí)際應(yīng)用。為了盡量避免出現(xiàn)以上相對模糊問題，可以在依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》進(jìn)行劃分的基礎(chǔ)上，同時采用多種數(shù)學(xué)方法對礦井水文地質(zhì)類型進(jìn)行劃分，互相補(bǔ)充與完善，全面地考慮各因素對劃分類型的影響，使得劃分結(jié)果更加符合礦井實(shí)際開采條件。

4 結(jié)語

對于千變?nèi)f化的自然界，礦井水文地質(zhì)類型只具有典型代表性，而決不可能包羅萬象，有的礦井其水文地質(zhì)類型可隨開采等條件的變化而轉(zhuǎn)化。礦井水文地質(zhì)類型不同，需要制定不同的礦井防治水規(guī)劃與措施。合理地確定礦井水文地質(zhì)類型，對礦井安全生產(chǎn)和合理防治礦井水害，以及為上級管理機(jī)關(guān)提供宏觀決策和為生產(chǎn)部指明工作方向具有一定的參考價值。根據(jù)不同礦井水文地質(zhì)類型的特點(diǎn)，貫徹“以人為本”的理念，有的放矢地采取有效的防治水措施，遏制或減少煤礦重特大事故發(fā)生，使煤礦安全形勢被動的局面逐步得到改善，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)狀況的根本好轉(zhuǎn)。

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.2009.

[2]國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定釋義[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2009.

[3]武強(qiáng)，趙蘇啟，李競生，等.煤礦防治水規(guī)定.編制背景與要點(diǎn)[J].煤炭學(xué)報.2011，36(1):70～74.

[4]吳維加.煤礦水害防治若干技術(shù)研究[J].能源技術(shù)與管理.2007，(06):108～110.

[5]李唐山，張建鋒，李登屹.礦井周邊小煤礦水害威脅的防治措施探討[J].煤炭工程.2009，(6):60～61.

[6]呂康林.模糊綜合評判法在煤礦礦井水文地質(zhì)分類中的應(yīng)用[J].湖南地質(zhì).1992，11(3):253～258.