淺析煤礦水文地質(zhì)條件及其水害防治

宋波

摘要：煤礦開采過程中對水文地質(zhì)條件的不了解是發(fā)生水害問題的重要原因。文章從煤礦的水文地質(zhì)條件出發(fā)，首先簡要分析了我國煤礦水文地質(zhì)類型劃分和水害特征，然后具體論述了礦井水害的防治措施，希望對我國煤炭的安全生產(chǎn)有所幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦；水文地質(zhì)條件；水害特征

引言

煤炭是支撐我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要能源結(jié)構(gòu)組成，近幾年，隨著社會對煤炭需求量的不斷攀升，我國的煤炭生產(chǎn)工作又進入了新的發(fā)展時期。我國煤炭資源豐富，在全國各地均有分布，但是，這也導(dǎo)致了煤礦水害的特殊性，在當(dāng)前階段，水害已成為制約我國煤炭行業(yè)發(fā)展的重要因素之一。因此，加強對煤礦水文地質(zhì)條件與水害特征的研究有著十分重要的意義。

1煤礦的水文地質(zhì)條件

在煤礦開采過程中，需全面了解礦區(qū)水文地質(zhì)條件，主要是為了保證施工人員的人身安全及煤礦能順利生產(chǎn)。在實際的煤礦生產(chǎn)工作中，對煤礦安全生產(chǎn)造成威脅的影響因素主要有以下兩方面：煤礦水文地質(zhì)條件和地下水循環(huán)規(guī)律。因此，對水文地質(zhì)資料的全面掌控是確保煤礦安全開采的前提。在煤礦開采前期，要對礦區(qū)水文地質(zhì)資料進行全面調(diào)查與分析，掌握地下水分布特點、循環(huán)規(guī)律、腐蝕性能等多方面信息，并進行細致分析，利用科學(xué)計算方式預(yù)測評價出礦區(qū)水文地質(zhì)條件是否符合開采要求。同時，對水文地質(zhì)資料的全面掌控可以有效指導(dǎo)煤礦開發(fā)人員找到合適的開采位置，并建立相應(yīng)的礦井主系統(tǒng)。另外，對含水層進行滲透、富水等相關(guān)指標的測試，同時測算其流水量和水動力，用來指導(dǎo)水害的防治工作可以有效提高煤礦生產(chǎn)的安全性，切實減少安全隱患。

2我國煤礦水文地質(zhì)類型劃分

我國煤礦水文地質(zhì)類型劃分依據(jù)主要是根據(jù)礦井及其周邊是否存在老空積水、礦井受采掘破壞或影響的含水層性質(zhì)和富水性及補給條件、礦井涌水和突水分布規(guī)律及水量大小、煤礦開采受水害威脅程度以及防治水工作難易程度等，把礦井水文地質(zhì)類型劃分為簡單、中等、復(fù)雜及極復(fù)雜等4種類型。表1為我國各地區(qū)水文地質(zhì)類型的總體情況。

表1 我國煤礦水文地質(zhì)類型調(diào)查統(tǒng)計表

簡單型：周邊不存在老空積水；受采掘破壞或影響的含水層，補給條件差，補給來源少或極少；不存在突水；采掘工程不受水害影響；防治水工作簡單。

中等型：周邊存在少量老空積水且位置、范圍、積水量清楚；受采掘破壞或影響的含水層，補給條件一般，有一定的補給水源；突水量小于600m3/h；采掘工程受水害影響，但不威脅礦井安全；防治水工作簡單或易于進行。

復(fù)雜型：周邊存在少量老空積水且位置、范圍、積水量不清楚；受采掘破壞或影響的含水層，補給條件好，補給水源充沛；突水量大于600m3/h，小于1800m3/h；采掘工程、礦井安全受水害威脅；防治水工程量較大、難度較高。

極復(fù)雜型：周邊存在大量老空積水且位置、范圍、積水量不清楚；受采掘破壞或影響的含水層，補給條件很好，補給水源及其充沛；突水量大于1800m3/h；采掘工程、礦井安全受水害嚴重威脅；防治水工程量大、難度高。

3我國煤礦主要水害特征分析

3.1礦井涌水量特征分析

據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，我國煤礦最大涌水量與正常涌水量之間的平均比值為1.9，并且南方的比值普遍大于2，如云南、四川、重慶、湖南、廣西以及福建等，其中，廣西煤礦最大涌水量與正常涌水量之間的比值最高時達3.02。出現(xiàn)這種數(shù)值分布的主要原因是這些省份都屬于季風(fēng)性氣候，尤其是在夏天，大量的降雨使得煤礦涌水量有了極為明顯的增加。

一般情況下，礦井的正常涌水量與最大涌水量差距越大，大氣降水、地表水等于礦井井下溝通越好。比如南方煤礦在雨季必須準備好足夠的排水設(shè)備，否則容易發(fā)生水害災(zāi)難。如果煤礦在開采的過程中遇到暴雨、洪水等極端天氣，必須停止煤礦開采，極端天氣停止后經(jīng)隱患排除后才能恢復(fù)生產(chǎn)，這種方式是最好的解決措施。

3.2富水系數(shù)特征分析

煤礦的富水系數(shù)指礦井生產(chǎn)過程中排除水量比煤炭產(chǎn)量所得到的值。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，我國煤礦富水系數(shù)的平均值為2.04m3/t，包括福建、廣西、江西、湖南、重慶以及四川等省市的煤礦富水系數(shù)均值已超過5m3/t。

4礦井水害的防治措施

4.1完善管理體系

完善的管理制度是保障生產(chǎn)安全的重要條件，其貫徹與落實是避免煤礦安全事故的重要手段，因此，各煤礦單位必須從健全管理制度入手，加強管理力度、改善管理水平，形成有規(guī)范性的管理體系。要求施工人員嚴格按照規(guī)定執(zhí)行，避免隨意開采現(xiàn)象，不僅降低水害發(fā)生幾率，同時也提高對技術(shù)和施工人員的保護程度，確保采礦工程順利進行。

4.2加強施工人員崗前培訓(xùn)

人的勞動與技術(shù)支持是確保煤礦開采順利進行的基礎(chǔ)，其安全保證措施的實施與應(yīng)用是必不可少的，如提升作業(yè)人員的自我保護意識、施工操作水平等。因此，在煤礦開采前，需對施工人員進行全方面培訓(xùn)，促使施工人員對水害危險性了解，并掌握一定的預(yù)防措施，對水害發(fā)生前的征兆加以了解，同時保證技術(shù)能力、增強安全意識。

4.3做好勘察工作

礦區(qū)水文地質(zhì)的勘察工作是進行開采任務(wù)的前提。通過先進勘察技術(shù)與現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用，對礦區(qū)進行深入的勘察與了解，并對勘察結(jié)果進行詳細的記錄，便于后期的處理與分析。通過對勘察數(shù)據(jù)的分析，勘察作業(yè)人員可以存在水害區(qū)域進行劃分，使施工人員清楚了解地下水分布情況，進而完善施工計劃，降低水害發(fā)生系數(shù)。

4.4水量觀測要全面

考慮要周到進行水量觀測時需對水的位置、深度、流向、壓力、水質(zhì)等進行全面檢測和記錄，同時對通風(fēng)情況和瓦斯也要全面檢查，保持排水暢通，各個部門、施工單位隨時要保持聯(lián)系。對于防水煤柱的預(yù)留工作落實責(zé)任，確定嚴禁開采防隔水煤柱這根紅線。預(yù)留防水煤柱一般設(shè)置在工作位置和可能發(fā)生誰還位置的中間，是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的預(yù)防措施之一，當(dāng)害爆發(fā)時，防水煤柱的存在可以有效阻隔水源的接近，最大限度避免作業(yè)人員受到傷害。

4.5運用堵截的方法治理礦井水患

堵截就是使用堵水材料對出水位置及相關(guān)通道進行圍堵，這種方法能將水?dāng)r截住，避免水源接近人群，從而降低危險性，這種方法在中國礦井水害的防治中曾有所使用，效果比較讓人滿意。

4.6建設(shè)相應(yīng)水閘墻和水閘門

水閘是將水害控制在一定范圍內(nèi)的重要措施，如當(dāng)?shù)V下發(fā)生水災(zāi)時，水閘可以保護礦井中央調(diào)配室等設(shè)備機房以及其他開采區(qū)不受水災(zāi)。水閘墻有兩種形式：臨時的及永久性的。顧名思義，臨時性就是暫時搶險作用，事后需要重修；永久性就是永久關(guān)閉的擋水建筑墻。

4.7對雨季地表水的防治

地表水治理是保證礦井安全的首要防線，可在地表修筑排水設(shè)施，防止雨季時大量地表水滲入礦井中。所以在每年雨季來臨時，都會成立防洪小組，組織做好這一工作。

結(jié)束語

水害是煤礦五大地質(zhì)災(zāi)害之一，是制約我國煤炭行業(yè)發(fā)展的重要因素，而水害防治是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，這就要求各煤炭企業(yè)要根據(jù)煤礦的實際情況，嚴格遵循相關(guān)的治理原則，根據(jù)具體發(fā)生水害或可能發(fā)生水害的實際情況，探尋并實施有針對性的防治策略，制定水害防治方案，為保障煤礦生產(chǎn)安全提供堅實的保障。

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