中國煤礦水文地質類型劃分與特征分析

陸樹飛

【摘 要】為了積極貫現階段我國及我企業實施的《煤礦安全規程》文件精神，論文結合系統分析法，對全國多個省（區、市）的煤礦水文地質情況進行了總體分析，并結合不同地質特點，總結了各地區水文地質類型及相關特征，從而為我國煤礦企業防范、處置井下涌水問題及相關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.

【關鍵詞】煤礦；水文地質；類型；特征

【Keywords】 coal； hydrological geology； type； characteristics

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

1 引言

2011年3月1日起，我國《煤礦安全規程》正式實施，從而為全國礦井治水技術發展及安全管理提供了制度標準，由此使我國煤礦企業進入了轉型發展期[1]?；诖?，為了全面掌握全國煤礦水害特點及現況，進一步加強煤礦井下治水管理工作，我公司煤礦安全監察組組織開展了以省、市、區三級區域為單位的全國煤礦水文地質類型劃分及統計、調研工作。據統計，截至2017年6月底，在全國上報的一萬多家煤礦企業中，大約有96.45%以上的煤礦企業開展了礦井水文地質類型劃分工作。其中，具有極復雜型、復雜型、中等型及簡單性水文地質條件的煤礦企業分別所占比例為0.68%、7.19%、36.00%和56.13%。

2 中國煤礦水文地質類型劃分

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

根據上述分類結果，本文分別從礦井涌水量、富水系數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、內蒙古、黑龍江、山西、山東、河北、四川、湖南以及云、貴、陜等多個區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%。而調查結果顯示，排水量最大的地區，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。據了解，此類煤礦受季節性降雨影響嚴重，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，會加快地下水系統循環，從而會使地下水環境生態系統中的含水量不斷增加，由此導致在地下煤礦資源開采時會引發嚴重的涌水事故。所以，對于此類礦井區，要配備足夠的備用排水設施，加快地表水排放，積極應對突發強降雨天氣，以免強降雨導致淹井，比如在極端暴雨洪水環境，要立即停產撤人，并展開嚴格的安全隱患排查，杜絕一切安全事故。

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

3 中國煤礦水文地質特征分析

3.1 石炭二疊紀巖溶—裂隙區

石炭二疊紀巖溶—裂隙區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]。上述幾大區域年產煤量約為300000萬t/ a，占比69%。 其中，這幾大主要產煤區煤礦數約為4000個，有3250個煤礦進行了地下水文地質類型劃分。據劃分結果顯示，復雜、極復雜的煤礦數總比為38.62%。石炭二疊紀巖溶—裂隙區經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巖溶區。在安全事故防范、處置和應對方面，該區內有2435座煤礦配有治水機構和專業的防治水技術人員；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 晚二疊紀巖溶區

晚二疊紀巖溶區所包含的主要省、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，而且存在復雜型地質與極復雜型地質，此類煤礦礦井占全國總礦井數的比例為45.79%。究其原因，主要是此類煤礦存在季節性涌水事故，地表水、底板巖溶裂隙水會對礦井作業構成巨大威脅[3]。據了解，晚二疊紀巖溶區的煤礦正常、最大涌水量分別達48.694萬m3/h，地下礦井突水量大，危害嚴重。在此類煤礦區，約有6000 個煤礦具有專門治水機構和專業治水技術人員，持證探放水工、專用探放水鉆機 均滿足煤礦安全生產管理要求。

3.3 晚侏羅早白堊紀裂隙區

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

3.4 早侏羅紀裂隙區

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

4 結語

綜上所述，自從新《環境保護法》實施以來，我國環保部門加大了對煤礦企業的監管力度，并取得了明顯的環保效果[4]。在此背景下，本文根據我國不同煤礦成煤期和水文地質特征，結合詳細調查分析結果，將全國煤礦區分為華北、華南、東北、西北、西南和臺灣幾大主要的水害區，并根據相關水害程度本文將這幾大區域分為石炭二疊紀巖溶—裂隙區、晚二疊紀巖溶區、晚侏羅早白堊紀裂隙區及早侏羅紀裂隙區。通過對不同地區復雜性和極復雜性兩種類型的水文地質類型進行分析，研究結果表明，以上四類礦井區水文地質災害和特征各不相同，因此各工礦企業要配備足夠的備用排水設施，促進地表水排放，同時還要做好積極應對突發強降雨天氣影響的工作，盡可能防止降雨淹井，做到停產撤人，展開嚴格的安全隱患排查工作，實現地下礦井作業有效、有序、安全與可持續。

【參考文獻】

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

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

【3】王萬金.礦區水文地質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.中國煤礦水文地質類型劃分與特征分析[J].工程技術研究，2017（07）：255-256.endprint