礦山水文地質(zhì)分析及防災(zāi)策略

魏 亮

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西 太原 030006)

礦山水文地質(zhì)分析及防災(zāi)策略

魏 亮

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西 太原 030006)

以盤龍礦區(qū)水文地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，對(duì)礦區(qū)的水文地質(zhì)類型及當(dāng)前礦區(qū)防治水狀況進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了禁止越界超挖、組建專門水害防治部門、加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員培養(yǎng)等防治礦區(qū)水害的措施，以供參考。

礦山，水文地質(zhì)，水災(zāi)，防災(zāi)策略

近些年，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤炭行業(yè)亦迎來(lái)了發(fā)展的春天，但高發(fā)的煤礦安全事故，特別是水文地質(zhì)災(zāi)害在導(dǎo)致巨大人員與財(cái)產(chǎn)損失的同時(shí)亦對(duì)資源和環(huán)境造成不可估量的破壞，從而對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)和諧造成負(fù)面影響。因此，針對(duì)礦山開(kāi)展水文地質(zhì)分析并探究有效的預(yù)防措施具有顯著的實(shí)際意義。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)概述

盤龍礦區(qū)地處盤江南北分水嶺一側(cè)，屬于較為完整的水文地質(zhì)單元，地表水系發(fā)達(dá)且多為“U”形，地形以山剝蝕地貌為主，呈現(xiàn)出西北高、東南低的走勢(shì)，地勢(shì)落差較低。區(qū)域內(nèi)6月～9月為主要降水季節(jié)，年降水量可達(dá)1 000 mm以上。

1.1 礦區(qū)含隔水層特征

1)礦區(qū)主要含水層自上而下分別為三疊紀(jì)下同巖溶含水層、飛仙關(guān)組裂隙含水層、二疊系上統(tǒng)弱裂隙含水層、棲霞茅口組巖溶強(qiáng)含水層、石炭系巖溶含水層。這些地層均呈現(xiàn)出獨(dú)立性強(qiáng)、含水性差的特征，各含水層之間缺少水利聯(lián)系，不存在相互的補(bǔ)給現(xiàn)象。礦井東北部富水性良好，但距離煤層較遠(yuǎn)，對(duì)井下充水影響甚微。

2)礦區(qū)內(nèi)主要隔水層自上而下分別為：三疊系下統(tǒng)砂紙泥巖隔水層、卡頭組相對(duì)隔水層、二疊系上統(tǒng)相對(duì)隔水層。

1.2 斷層富水性

盤龍礦區(qū)地層構(gòu)造繁復(fù)，斷層數(shù)量眾多，且主斷裂多屬于壓扭性斷層，斷層周邊圍巖富水性微弱，導(dǎo)致斷層富水性與導(dǎo)水性不佳。

1.3 充水水源分析

1)地表水。礦區(qū)地表充水源均為河流與水庫(kù)。其中主要河流為大河、九龍河、塊澤河；主要水庫(kù)共11座，其中獨(dú)木水庫(kù)為當(dāng)?shù)刂饕┧畮?kù)。

2)地下水。礦區(qū)淺部含水層受風(fēng)化影響，裂隙發(fā)育完善，大氣降水可對(duì)其進(jìn)行滲透補(bǔ)給，地下水循環(huán)交替現(xiàn)象顯著，呈現(xiàn)徑流特征。但是隨著地層深度的增加，地層裂隙發(fā)育降低，地下水轉(zhuǎn)變?yōu)闃O弱裂隙水，循環(huán)交替減緩，呈現(xiàn)滲透特征。鑒于煤層埋藏較深且上覆隔水層，因此煤層不易受到上部含水層和地表水的影響。

3)老空積水。在過(guò)去，礦區(qū)范圍內(nèi)存在大量私窯，這些礦井多通過(guò)斜井對(duì)上中煤組中的8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)煤層進(jìn)行了大量開(kāi)挖，致使礦區(qū)內(nèi)老空積水現(xiàn)象極為普遍，以往礦井發(fā)生的數(shù)次大規(guī)模透水事故均為老空水引起。

1.4 水文地質(zhì)類型

礦區(qū)內(nèi)地表水具有優(yōu)良的排泄條件，同時(shí)煤層上覆含水層含水性以及斷裂帶的導(dǎo)水性與富水性欠佳，勘探得出整個(gè)礦區(qū)水文地質(zhì)整體上為以裂隙含水層充水為主的簡(jiǎn)單類型，但是鑒于礦區(qū)范圍內(nèi)存在大量分布不明的老空積水，依照分類的“就高”原則認(rèn)定盤龍礦區(qū)水文地質(zhì)類型為復(fù)雜～極復(fù)雜類型。

2 盤龍礦區(qū)現(xiàn)階段防治水狀況

2.1 老空積水是威脅礦區(qū)安全的重大隱患

通過(guò)對(duì)礦區(qū)以往水害事故以及最新水文資料的分析，老空積水是礦區(qū)的主要充水水源。雖說(shuō)老窯積水的具體位置已無(wú)從考證，但過(guò)去的采空區(qū)多位于礦區(qū)前部煤層，內(nèi)部積水容易得到自然降水的補(bǔ)充，一旦下部巷道或工作面貫通立即會(huì)發(fā)生透水。特別是隨著近年來(lái)煤炭采量的不斷增長(zhǎng)及開(kāi)采深度的下延，采掘區(qū)域同采空區(qū)間的空間關(guān)系變得極為復(fù)雜，開(kāi)采工作時(shí)刻受到本煤層、鄰近煤層乃至鄰近礦井老空積水的多重威脅。

2.2 基礎(chǔ)水文地質(zhì)工作不足

經(jīng)由專項(xiàng)檢查，盤龍礦區(qū)內(nèi)諸多煤礦緣由的水文地質(zhì)資料存在勘探不詳、保管不善等諸多問(wèn)題。加之相鄰礦井間很少開(kāi)展資料互通以及諸多過(guò)去小煤礦的反復(fù)轉(zhuǎn)讓，水文地質(zhì)資料存在嚴(yán)重的缺失現(xiàn)象，致使礦井不僅無(wú)法對(duì)歷史采空區(qū)范圍進(jìn)行了解，而且現(xiàn)有資料也無(wú)法對(duì)水災(zāi)防治工作提供可靠指導(dǎo)。

2.3 保護(hù)煤柱非法越界開(kāi)采

盤龍礦區(qū)屬于傳統(tǒng)煤炭開(kāi)采地，經(jīng)過(guò)過(guò)去長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)采，煤炭資源日漸枯竭，而礦方為保障自身經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)礦井使用年限，實(shí)施越界超挖乃至開(kāi)挖保護(hù)煤柱的現(xiàn)象十分普遍。在最新的調(diào)查統(tǒng)計(jì)中，礦區(qū)內(nèi)六成以上礦井均存在越界開(kāi)挖現(xiàn)象，但受限于對(duì)鄰近礦井資料的匱乏，越界超挖現(xiàn)象往往會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

2.4 管理者對(duì)水災(zāi)防治重視度不足

1)礦區(qū)內(nèi)除少數(shù)礦井外，大部分均未組建專業(yè)的礦井水災(zāi)防治部門及探放水施工隊(duì)伍，不僅缺少必要的專業(yè)技術(shù)人員，且現(xiàn)有安全管理人員受教育程度多相對(duì)較低，不具備相應(yīng)的水災(zāi)防治知識(shí)與技能，礦井現(xiàn)有的防治水技術(shù)也十分滯后。

2)相關(guān)安全投入缺乏，為構(gòu)建完善的防排水體系，許多礦井存在主水倉(cāng)容量不足且無(wú)副水倉(cāng)的現(xiàn)象。同時(shí)缺乏必要的檢修水泵與備用排水泵，并未能定期開(kāi)展有效的水泵聯(lián)排實(shí)驗(yàn)，水泵運(yùn)行性能不佳。

3)水災(zāi)防治制度體系不完善。礦區(qū)內(nèi)部分礦井未制定專門的探放水措施，盲目施工現(xiàn)象嚴(yán)重。同時(shí)各礦井防治水相關(guān)的規(guī)章制度千篇一律，大同小異，未能充分結(jié)合自身實(shí)際構(gòu)建針對(duì)性的制度體系。此外，井下巷道在水患不清的情況下，隨意性大，安全隱患高。

4)水害防治培訓(xùn)工作不到位，礦方未能定期針對(duì)井下生產(chǎn)及技術(shù)人員開(kāi)展水災(zāi)防治教育，一線工作者水害防治意識(shí)薄弱，且未能有效掌握相關(guān)透水預(yù)兆及應(yīng)急避險(xiǎn)知識(shí)。

3 礦區(qū)水害防治措施

3.1 進(jìn)一步完善基礎(chǔ)防治水工作

立足實(shí)際，結(jié)合礦區(qū)自身水害發(fā)生特點(diǎn)開(kāi)展全面深入的水文地質(zhì)勘探調(diào)查，對(duì)整個(gè)礦區(qū)的地質(zhì)水害特征及威脅程度等進(jìn)行科學(xué)、客觀的評(píng)估，重新認(rèn)定礦區(qū)水文地質(zhì)類型，編纂詳實(shí)、可靠的礦區(qū)水文地質(zhì)圖紙，并針對(duì)性的制定科學(xué)、合理的地質(zhì)水害防治措施，以便對(duì)井下煤炭安全生產(chǎn)進(jìn)行有效指導(dǎo)。同時(shí)運(yùn)用多種途徑對(duì)井下水災(zāi)開(kāi)展預(yù)警防范，做到事故的有效預(yù)防。

3.2 禁止越界超挖現(xiàn)象

針對(duì)礦區(qū)中普遍存在的越界超挖現(xiàn)象展開(kāi)嚴(yán)厲的專項(xiàng)打擊。組織專業(yè)評(píng)估機(jī)構(gòu)對(duì)礦區(qū)內(nèi)個(gè)礦井的礦界進(jìn)行核查，對(duì)所有越界超挖現(xiàn)象予以堅(jiān)決取締，并相應(yīng)的依法進(jìn)行懲處。同時(shí)制定相應(yīng)的長(zhǎng)期監(jiān)督體系，一旦發(fā)現(xiàn)個(gè)別礦井再次出現(xiàn)超挖現(xiàn)象則可追究其刑事責(zé)任，并由相關(guān)部門吊銷其采礦許可。

3.3 組建專業(yè)水害防治部門

鑒于礦井水害防治必須具備相當(dāng)?shù)膶I(yè)知識(shí)，而礦區(qū)各礦井又存在嚴(yán)重的人才匱乏現(xiàn)象，可由當(dāng)?shù)孛禾恐鞴懿块T聘請(qǐng)專人組建區(qū)域技術(shù)服務(wù)組，對(duì)整個(gè)礦區(qū)各礦井的水害防治工作進(jìn)行統(tǒng)籌指導(dǎo)。同時(shí)服務(wù)組還可下設(shè)數(shù)支專業(yè)探放水隊(duì)伍，聘請(qǐng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員并配設(shè)各類專業(yè)設(shè)備，定期對(duì)礦區(qū)內(nèi)各礦井開(kāi)展水害排查工作，并依據(jù)礦井實(shí)際情況，幫助其制定相應(yīng)的防治水措施，從而實(shí)現(xiàn)全礦區(qū)水害防治水平的全面提升。

3.4 加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)

立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，煤礦企業(yè)可同相關(guān)煤炭高校建立長(zhǎng)期的合作機(jī)構(gòu)，針對(duì)水文地質(zhì)人員開(kāi)展訂單式培養(yǎng)，從而給礦區(qū)防治水能力的全面提升奠定長(zhǎng)效基礎(chǔ)；充分利用現(xiàn)有資源，立足礦井實(shí)際，定期聘請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人士對(duì)全礦相關(guān)責(zé)任人及安全技術(shù)人員開(kāi)展水患防治技術(shù)講座，讓其及時(shí)了解好學(xué)習(xí)防水技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)，從而確保其能夠更好的完成本職工作；針對(duì)井下生產(chǎn)人員開(kāi)展水害事故應(yīng)急培訓(xùn)，確保其有效掌握水害防治的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)以及透水事故避險(xiǎn)措施，避免水害發(fā)生后造成重大人員傷亡。

4 結(jié)語(yǔ)

盤龍礦區(qū)作為傳統(tǒng)煤炭采區(qū)，悠久的開(kāi)采期致使礦區(qū)淺部存在大量廢棄礦坑與采空區(qū)。近些年隨著開(kāi)采深度的不斷加大，井下水害問(wèn)題日益凸顯，從而給井下生產(chǎn)的安全、高效開(kāi)展造成了極大的困擾，開(kāi)展相關(guān)的水害防治研究，有著切實(shí)的實(shí)際意義，是確保礦區(qū)長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

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Mine hydrology analysis and preventive strategies

Wei Liang

(ShanxiAcademyofCoalHydrologySurvey,Taiyuan030006,China)

Taking Panlong mine hydrology conditions as the base, the paper analyzes its hydrological types and current flood preventing conditions. Combining with practical experience, it puts forwards mine flood preventing measures, such as forbidding cross-border excavation, organizing special flood preventing department, and strengthening professional technics cultivation, with a view to provide some guidance.

mine, hydrology, flood, preventive strategies

2015-09-16

魏 亮(1983- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)33-0089-02

P641

A