水文地質在煤礦開采中重要性的認識

趙 昌

內蒙古赤峰地質礦產勘查開發院，內蒙古 赤峰 024005

凡威脅礦井安全或采掘工作面、影響生產、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。在礦山建設與生產過程中,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生的前提就是把礦井防治水工作做到實處，做到位;這是保證煤炭持續將康穩定發展、保護國家財產和資源、保障作業工人的人身以及財產安全的基礎[1]。這里以依蘭礦區為例來具體闡述一下。

1 依蘭礦區水文地質概況

1.1 依蘭礦區水文一般狀況

位于哈爾濱市依蘭縣達連河鎮松花江右岸的依蘭礦區，煤系風化裂隙含水層與第四系孔隙含水層是此礦區礦床水的主要含水層，水文地質條件相對復雜，地下水比較充沛。此礦區為日偽時候的比較老的礦區，從1970年生產恢復起，專業的水文勘察工作從來沒有進行過，對于滲水突水等方面的解釋缺少科學性的分析。1998年夏季，歷史上比較少見的洪水在松花江、嫩江流域發生。2006年10月5日，在挖掘此礦區寶興煤礦的過程中，因為原來采空區的水量不太清楚，井下水文資料不詳，造成保安煤柱留設有誤差，而且缺少探測與分析礦井的水文地質，導致施工中透水事故的發生，9人死亡。礦山水文地質作業是在礦山開發與建設的過程中的一項礦山地質作業，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。它的主要任務是按照礦山設計所規定的開采方法、開采范圍深度及技術要求，更進一步的確定導致礦床沖水的多種因素，驗證每個計算參數與礦坑用水量，對地下水治理前后的逸流、補給及排泄方面的變化情況進行研究，對有效利用地下水以及防治的設計方案進行一定的修改補充，來保證礦山的作業安全，也可以化害為利，對地下水資源綜合有效地利用。為了防止滲、突水災害的繼續發生，確保井下工作人員的人身財產不受到惡劣影響，應該通過長期動態觀察、抽水試驗、測井、電法、鉆探、地震等具體手段，勘察該區的水文地質，查清突水的原因，給合理有效防治措施提供一個科學的具體的依據，同時查閱已有礦區地下水的排泄、補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，把下一步應該做到位的水文地質工作合理的提出來。

1.2 依蘭礦區地質情況

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）上第三系道臺橋組，以砂質粘土、杏黃色黏土為主，厚度0m～35m；3）達連河組，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淘淇河組碎屑巖，一般厚度大于200m。

此區有5個可采煤層, 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。

此礦區煤的含水量相對比較高，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 在礦區生產以及應用中影響水文地質作業的因素

2.1 防治水害的技術處理方法落后，防治水工作比較被動

因為依蘭礦區礦山水害相對比較嚴重，水文地質條件較為復雜，至今還未形成系統比較完善的適于礦區開采的方法、相關的儀器設施以及煤礦水害治理技術。輕防范、重治理思想比較嚴重，同時加上前幾年煤礦企業的效益不好導致專業人員流失，使企業的防治水管理和技術人員、水文地質和相關的地質專業人士力量不夠，還有規范化管理力度不足，造成已有的相對成熟的治理水手段及技術未得到有效地應用，像突水水源地快速診斷技術和化學判別、地震以及其他勘測資料的精確解譯技術、突水條件的多功能監測預警技術等許多先進技術未廣泛的在礦區得以應用[2]。沒有貫徹執行水害防治規程中的“有疑必探”的要求，開采過程中，只采用簡易的防堵技術，不從本質上把影響煤礦生產過程中的水患問題解決，這勢必會導致突水的特大隱患。

2.2 目前礦山生產作業的需求難以用比較落后的防治水處理手段滿足

隨著對煤礦生產作業的需求不斷加大以及安全生產實踐技術的不斷提高，采煤作業面的空間尺度進一步加大，井巷工程的施工進度顯著提升，隨著作業面開采空間，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生條件都在有著比較大的變化。而如今水害評估預測的理論基礎以及防治水技術仍然以20世紀50年代前蘇聯的礦井日常作業所積累的一些采礦實際經驗及相關理論為主。如今新形勢作業的要求靠傳統的防治水手段已經不能充分的得到滿足，防治水理論及實踐技術和礦井作業的高效高產的不協調肯定會導致突水淹井等惡劣事故的反彈。

2.3 正常生產的礦井由于廢棄的礦井發生水患而受到威脅

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閉，新的導水及水源通道由于廢棄礦井會在生產礦井周圍形成。因為在關閉過程中沒有采取實際可行的水害防治手段、在礦井關閉后也沒有評價與研究可能會引發的礦井水文條件變化，缺少系統的管理和整理關閉礦井相關技術和工程資料，對廢棄礦井的突水影響因素的防范技術準備和認識不夠，導致怎樣監控和檢測礦井關閉后的問題、廢棄礦井關閉的規范及技術規程問題、正常生產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尺寸問題，都是應該受到關注與急需解決的難點和新課題。要是不能引起領導與各級部門的關注，沒有及時進行控制和防范，突水事故就會不斷地發生，而且危害嚴重。這不但會導致礦山發生水害事故，同時也是環境污染問題以及引發更為嚴重的地質災難[3]。

2.4 礦山企業缺少水害安全專門檢查監督責任落實部門和專業的水害治理技術隊伍

隨著生產體系、發展管理及礦山建設進入到由市場發展規律調節后，安全監控和安全生產體系不十分健全。同時現在我們礦區生產部門缺少專門的礦山水害治理技術隊伍，在礦井、生產工作面上缺乏水害安全防治技術論證、在安全技術和技術監控方面缺少保障系統的建立。在事故發生后加強了責任追究制度，卻把評估和監管在生產中的安全管理技術保障系統忽略了。

3 煤礦防治水作業的建議與對策

1）努力提高水害防治技術，可以到表現比較好的礦區去實地考察一下，學習別人的長處來彌補自身的不足，另外應加強水害的機理了解以及國內外最新的成果與技術的學習，只有這樣，才能比較主動的利用先進技術手段做好防治水工作；

2）應結合礦區水文作業開展情況，由煤炭公司成立專業的水文地質機構，統一協調，安排專業的防治水害技術人員全面系統的調查、仔細分析和總結研究近些年來所發生的特大水害和典型的突水災害，同時應對當地歷年最高洪水位和降雨量的資料有所掌握，這樣可以有效地結合礦井的一些實際情況建立排水、防水和疏水系統。經過這項工作，努力找到煤礦水害在新條件下不斷發生的特點、原因、規律、趨勢和主要存在的問題，為更好的在礦山開采中預防水害安全作業提供正確決策和合理應對的基礎資料[4]；

3）全面調查和仔細分析早已廢棄了的煤礦和正常作業的鄉鎮的一些小煤礦，相關部門應督促其必須有相關防治水患的手段和裝備?？梢圆欢〞r的到現場去調查核實其是否對防治水患工作有所重視。凡是部門日常水文地質工作做不到位、礦井水文資料不健全、未設置防治水管理機構的礦井，要勒令其停產整頓；

4）在研究和總結礦山水害治理技術的基礎上，聯系現在礦區水害特點、威脅程度以及類型，形成具有指導意義、針對性的論證研究和煤礦水害測評報告，同時依據水害類型不同的礦井提出具有實踐意義可行的安全措施和水害安全保證體系，來指導和管理整個礦區的水害治理工作；

5）建立專業化的礦山水害搶險救災反應快速的隊伍和區域性的水害防治信息網。隊伍應具備專業的技術人員及必需的各種設施和裝備，平時應經過特殊的培訓及有著較強的心理素質和過硬的實際經驗。同時應將每個區域的各種防治水成果或遇到的靠個人力量不能解決的問題共享，供大家學習與討論，共同進步與提高；

6）進一步加強監管水文地質工作，確保防治水工作做到位。各級煤炭行業管理部門、地方監管部門、安全監察機構應嚴格監督檢查水文地質工作。依法開展專項監察和重點檢查，推動水文地質工作的有序開展。對轄區內有特大水害隱患的煤礦要重點跟蹤，督促企業部門認真落實防治水的措施；

7）可以委托有資質單位對礦區及其周邊礦井的水文地質條件進行實地的研究調查，編制詳細具體的水文地質圖，對礦井周圍的地層構造、地形地貌、水文地質條件進行仔細的說明，給防治水作業提供一個合理的依據。

[1]梁彥軍，劉桂榮.水文地質對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，2009(2).

[3]夏耀炳.煤礦開采技術之我見[J].中國新技術新產品，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).