礦山地質勘查中水文地質結構問題分析

郭玉平

（河北省地礦局第七地質大隊，河北 廊坊 065201）

近年來，隨著經濟社會的不斷發展，社會各個層面對于資源的需求不斷加大，這對能源生產行業也起到了重要的推動作用，然而對于采礦工作而言，面臨的危險因素卻在不斷增多，特別是礦井水害問題變得越發突出起來，不僅影響采礦工作的順利推進，同時對采礦人員生命安全構成極大威脅。礦井水害的頻繁發生，不但和頂底板巖體結構的采動效應存在密切聯系，承壓水也是重要的影響因素。地質結構系統與地下水系統作為水文地質結構體系的重要組成，對礦井水害的發生有著至關重要的影響。因此，研究礦山地質勘查中的水文地質結構問題，提高礦井水害防控水平，對確保礦山安全生產意義重大。

1 礦山水文地質結構

礦山水文地質結構，主要是指開采過程當中采煤層和含水層、各類充水水源、隔水層、導水通道、采掘空間及水文地質邊界所具有的空間位置和組合關系。對于礦山水文地質結構進行深入研究與分析，可以將礦山井水文地質條件的差異性，充水水源和開采煤層以及導水通道實際空間位置以及組合關系等諸多方面。同時在礦山水文地質結構中，對采掘活動具有的影響進行考量，分析探討礦山水文地質結構受到采掘活動的影響性。

2 礦山水文地質結構的水害類型劃分

（1）大氣降水水害。地下含水層主要受地表水以及大氣降水進行補給，在此類分類方案內，大氣降水水害，主要是指礦井的充水水源補給主要為大氣降水，在時間層面上，礦井水害和降水強度有著密切聯系[1]。依照礦山水文地質結構，防治大氣降水形成水害，主要是對大氣降水進行隔絕，同時，對開采過程造成的地面裂縫、導水裂隙帶以及坡面徑流等進行隔絕，是重要的治理手段，通過封堵地面裂縫，并針對季節性河流進行改造或者鋪底，來達到防治效果。

（2）地表水害。河流、水庫以及湖、海等地表大型的水體呈現集中分布，具有非常大的水量，開采水體以下的煤層，面對非常大的威脅，如果水文地質結構具有的隔水性在采礦作業活動當中受到破壞，便會和地表水體構建成水力聯系，導致水害事故的發生，此時應該科學合理的控制采動影響效應，以免由于導水裂隙帶破壞隔水層，同時可以利用充填形式，將導水裂隙帶高度進行限制，確保隔水層具有良好的完整性。

（3）頂板水害。完整層狀結構，在開采煤層過程當中，由于采動影響頂板含水層、導水裂隙帶波以及采動垮落帶，便會加劇頂板水害事故的發生，就當前頂板突水事故而言，主要包括單層組合型和離層水害等類型。在劃分組合型水害過程當中需要對基巖層和松散層組合關系進行充分考慮，巖溶水以及基巖裂隙水和松散層孔隙水是礦井的主要充水水源[2]。薄基巖下開采過程中，處于上側的富水沙層由于開采作業影響，造成突水潰沙事故發生。在防治這些水害過程當中，必須要確保隔水層完整性。能夠進行疏干的，首先將含水層對頂板的影響進行疏干和疏降，或者通過充填開采，或者按照一定厚度進行開采，確保隔水層完整性。

（4）底板水害。這一水害類型主要受底板石灰巖含水層的影響，對其賦存情況進行考慮，水害類型有單層和組合型之分，石灰巖常常極易出現巖溶，同時存在較大的水壓，開采煤層過程當中，會對下側的石灰巖含水層造成影響，加重突水事故的發生。對底板水進行防治過程當中，主要的是保證其底板隔水巖層具有良好的防水效果，通過注漿方式改造井下作業面，或者進行疏水降壓。

（5）貫通型水害。由于陷落柱和斷裂等結構存在，還有一些鉆孔封閉不良，使水文地質結構在煤層開采過程當中造成很大擾動，加劇水害發生。在水害事故中了解到，斷層導水占水害事故發生率80%以上，導水陷落柱是造成重大水害事故的主要因素。治理過程中，可以通過注漿封堵手段進行控制。

（6）老空水害。采空區由于水的充填形成一個積水區，開采煤層過程當中對這一區域造成擾動，并會引發突水事故的發生，因采空區和開采煤層具有不同的空間位置，所以常常產生一些老空水害，治理過程當中，需要結合實際的水文地質結構進行治理。

3 礦山水文地質結構的采動響應

礦山水文地質結構由于采動活動影響，會加劇巖土體的破壞，不僅破壞土層，同時對其頂底板巖層也會形成很大破壞，還能改變地下水滲流情況，改變地下水的動態，加劇水害事故發生幾率，造成煤層頂底板的破壞主要是包括脆性變形以及塑性變形和彎曲變形等，由于這些因素影響，改變了原有的水文地質結構，由于上述效應的出現，改變了水文地質結構，主要的包括構造以及巖性和水滲流、溫度時間與地應力等諸多方面的改變，還包括環境改變等，這些都和開次活動的位置以及強度存在密切的聯系[3]。

4 礦山水文地質結構研究在水害防控中的意義

研究分析采動響應對礦山水文地質結構造成的影響，能夠更好的開展礦井水害防治工作，在治理礦井水害過程當中，首先，應當對水文地質結構進行保護與利用，如對支撐結構、阻水結構進行保護與利用，同時對重構水文地質結構進行有效改善，通過有力的工程措施，來進一步提升隔水結構的性能，達到再造隔水結構的效果。

（1）保護和利用有效的水文地質結構。留設各種安全煤柱，是為了避免開采煤層過程當中對開采區域形成的破壞，根據需要對安全煤柱進行合理設置，來控制和降低地表水地下水以及水沙涌入等對礦井造成的破壞性。如開采水下煤層過程當中，留設相應的安全煤柱應當充和結合礦山水文地質情況。

（2）含水層改造及隔水層加固。對于天然阻水結構而言，主要為水文地質結構內具有隔水效果的構造與巖土體，具體進行工程研究時，需要充分考慮阻水結構的實際空間位置以及其厚度性質穩定性等，并考慮巖性組合關系，科學合理地開展水害防治工作。所以治理水害過程當中，可以對底板含水層、隔水層等進行注漿充填，將含水層的富水性有效減弱，提高隔水強度。

（3）地下水滲流狀態的改變。科學合理的設計與布置巷道阻水結構，降低水害發生，避免造成更大的影響，在地下設置防滲墻，能夠將地下滲流有效截斷，含水層中的水量大小可以通過疏放工程有效減少，避免巖土體受到更大的影響，對水文地質進行改變，控制水害的發生。

5 結語

伴隨經濟社會的高速發展國內的采礦業也獲得了極大，然而采礦作業過程當中，安全隱患巨大，從客觀層面進行考慮，采礦活動的高效開展，存在非常多的制約因素，尤其是不同類型的礦山水文地質結構，水文地質情況以及采掘活動造成的影響，致使水害問題頻繁發生。所以，礦山勘查過程當中，必須要加強礦山水文地質結構問題的勘查與研究，更好的防治礦山水害問題，指導礦山水害防治，保證礦山安全開采，提高經濟效益。