淺談礦區(qū)水文特征及礦井充水因素

張 廷，孔祥樂

（內(nèi)蒙古自治區(qū)第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

在煤礦的開采中，我們?yōu)榱吮ＷC開采過程的安全、有效，就要最大程度的降低礦井充水現(xiàn)象的發(fā)生。我們要通過嚴(yán)格的勘查等工作，分析研究煤礦區(qū)的水文特征，找出切實(shí)有效的措施，避免由于礦井充水所帶來的安全問題，從而保證煤礦開采工作的順利進(jìn)行。研究有效的解決礦井充水問題的對策，是我國煤炭開采行業(yè)當(dāng)前亟待解決的，是我國煤炭開采行業(yè)能夠健康持續(xù)發(fā)展的重要的方面。

1 煤礦區(qū)域水文特征

我們對煤礦區(qū)水文特征的研究，首先要研究地層特點(diǎn)，要考慮地層的水流情況、巖石類型等。由于我國地質(zhì)巖石分為很多種，每一種都有不同的特征，我們要分析這些特征，有助于我們對礦區(qū)的水文分析。我們不但要研究巖石本身的特征，還要研究煤礦區(qū)水源來源的不同，因?yàn)椴煌乃鱽碓?，也是影響礦區(qū)水文特征的重要因素。一般情況下，空氣中的降水，是巖石中水源的重要來源。因?yàn)閹r石結(jié)構(gòu)等原因，空氣中的降水會儲存于巖石的裂縫當(dāng)中[1]。在巖石的裂縫中，水源會隨著巖石的傾斜及重力的作用，流入其他的區(qū)域。這種水流，也是煤礦區(qū)水文特征的一個重要表現(xiàn)方面。

2 礦井充水因素分析

為了分析礦井充水的因素，我們就要分析礦井水的來源，分析不同水源對礦井充水的影響。首先，我們就要分析空氣中的降水，因?yàn)榭諝庵械慕邓?，是礦井水最主要的來源。由于采煤層的層頂，多為粉砂巖或者泥巖，這類巖石強(qiáng)度較好，抗風(fēng)能力較好，所以一般采煤層的層頂比較穩(wěn)定。采煤層的層底，一般都是由粉砂巖和細(xì)砂巖組成的地質(zhì)巖組，一般抗氧化等能力較差，遇到地質(zhì)中的水的時候，會產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況。其次，我們要分析地表水的影響。地表水基本是由江、河、湖、海等水源組成。這些水源有著流經(jīng)量較大，水體豐富的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)，也給礦井造成了一定的影響。在這些地表水的長時間的作用下，不可避免的會產(chǎn)生滲透作用。這些地表水的滲透作用，會對礦井產(chǎn)生侵蝕，從而使礦井中形成充水。再次，我們也要對地下水進(jìn)行研究。地下水是指地表以下的水源。地下水的形成一般是由于含水層中存在的水，還有地表水的流動和滲透作用，使一部分水存儲于地下，另外還有一些巖石縫隙中所存儲的水，或者是通過空氣中的降水流入地下所形成。地下水對礦井充水的影響，主要是通過采煤層的頂層的巖石裂縫或者其他的縫隙流入煤礦井中，或者通過采煤層的底板的巖石組流入礦井中，由于底層的巖石組的不穩(wěn)定，對抵御滲水的能力較差，也是使礦井充水的重要原因。最后，還有一些人為因素的影響。例如：在很多的煤礦開采區(qū)，由于管理疏忽等原因，有很多附近的居民或者外來人員進(jìn)行私挖亂采。由于這些人沒有完備的采礦設(shè)備以及不具備應(yīng)有的采礦的技術(shù)，這些人經(jīng)常會采用斜井開采方式。由于煤礦附近這樣的不規(guī)范的斜井?dāng)?shù)量較多，導(dǎo)致很多的地上水及地下水通過這些斜井流入煤礦井中。這些斜井中長期的積水，也導(dǎo)致了礦井充水。因?yàn)檫@些斜井的內(nèi)部沒有相關(guān)的防水措施，斜井中的積水長時間得不到排出，就會通過層底或者井邊的巖石縫隙等，深入到周圍的地質(zhì)環(huán)境中，從而增加了煤礦區(qū)的礦井充水的可能性和礦井充水的水量。

圖1 礦井充水的可能性及礦井充水水量

3 應(yīng)當(dāng)采取的有效措施

（1）重視開采前的勘測。為了防止煤礦井的充水事故的發(fā)生，我們要積極重視起煤礦井開采前的勘測工作。我們?yōu)榱藴p少事后的補(bǔ)救工作，就要防范于未然，將可能的風(fēng)險在最開始的階段就降到最低。煤礦開采前對整個煤礦區(qū)的水文環(huán)境的有效勘測，可以使我們的煤礦開采人員在煤礦開采前就及時發(fā)現(xiàn)問題，從而能夠及時有效的進(jìn)行問題的研究和解決，避免在開采過程中發(fā)生安全事故?？梢?，開采前期的勘測工作是非常重要，不容忽視的。這不但能使我們避免安全事故的發(fā)生，還能減少煤炭開采中的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）加強(qiáng)煤礦井的防水。要想做到降低煤礦井的充水情況，必要的防水工作是必不可少的。我們在對礦井的施工過程中，要充分了解周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，熟悉其特征，預(yù)測其會對煤礦井產(chǎn)生的不利影響，做好防水措施。我們要建立有效的防水系統(tǒng)，通過先進(jìn)科學(xué)技術(shù)以及新型的防水材料的使用，來增強(qiáng)防水系統(tǒng)的工作效果。我們的防水系統(tǒng)要科學(xué)合理的安排，要結(jié)合勘探結(jié)果，設(shè)計最適合當(dāng)?shù)厮沫h(huán)境的防水系統(tǒng)。在建造防水系統(tǒng)時，要嚴(yán)格按照工程質(zhì)量的要求進(jìn)行，保證防水系統(tǒng)能夠在煤礦開采中達(dá)到預(yù)期的使用效果。

（3）采取有效的截水措施。由于煤礦井的透水、涌水等現(xiàn)象的發(fā)生，我們就要因地制宜的在煤礦井下修建水倉，來有效的截斷煤礦井在開采過程中發(fā)生的透水、涌水等。通過水倉的建立，可以減少礦井充水事故的發(fā)生。我們還需要在煤礦井的周圍設(shè)計并建造排水溝，這些排水溝的建造，能夠有效的將空氣中的降水或者地面徑流的水從排水溝排出礦井，從而降低煤礦井中的充水的發(fā)生。

（4）采取必要的堵水措施。由于煤礦區(qū)長時間的采礦以及一些個人的私采等因素的影響，煤礦井周邊會經(jīng)常發(fā)生一些地面塌陷等問題。而這些地面的塌陷現(xiàn)象，會導(dǎo)致礦井周邊的地表水大量涌入煤礦井中。為了防止這些地表水的涌入，我們就需要對煤礦井進(jìn)行堵水處理。我們要合理設(shè)計并修建溝渠等排出積水。還要對那些由于塌陷或者其他原因形成的地勢低洼的區(qū)域以及地面上的裂縫等地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)。我們要采取有效的方法對那些低洼地面進(jìn)行回填。還要對一些廢棄礦坑進(jìn)行有效的處理、拆除、填滿等。我們還要加強(qiáng)個人私自采礦的監(jiān)督管理工作。這些都可以對預(yù)防煤礦井的充水情況的發(fā)生起到積極的左右。由于煤礦井周圍經(jīng)常會存在河流湖泊等自然因素，我們還要對地表水等影響因素實(shí)施積極的控制措施，消除地表水對煤礦井的潛在不利影響。這就要求我們對流經(jīng)河流的堤壩等的質(zhì)量實(shí)施監(jiān)控，避免由于堤壩等的年久失修而導(dǎo)致的地表水對煤礦井的充水的影響。

4 結(jié)語

由于我國各地區(qū)的水文環(huán)境的不同，我們要充分認(rèn)識其中的不同特征，為煤礦開采做好前期的勘測準(zhǔn)備工作。我們也要深刻認(rèn)識到煤礦充水對煤礦開采工作的不利影響，了解煤礦充水對開采工作造成的安全隱患，從而積極的研究對策，加強(qiáng)防水措施的建設(shè)，并有效設(shè)計合理的堵水措施和截水措施，將一切可能造成煤礦井充水事故的不利可能性都降到最低，這不但是我國安全生產(chǎn)的需要，也是保證采礦工作者的人身安全的需要。