浅谈关于煤矿水文地质特征及矿井水害防治

浅谈关于煤矿水文地质特征及矿井水害防治

张鹏

张鹏（安徽省地质矿产勘查局325地质队安徽淮北235000）

摘要：目前我国的矿井水害造成的损失极大，为此研究煤矿开采的水文地质特征以及采用有效的措施进行防治有着重要的意义。本文结合合山煤矿水害发生事故，阐述煤矿水文地质的特征，分析了矿井充水的原因，并提出了一些矿井水害的防治措施及发展趋势，为矿井水害的治理提供一点参考。

关键词：煤矿；水文地质特征；矿井水害；防治措施

前言水文地质是自然界地下水各种变化和活动现象的体现形式，是其物理性质、化学性质以及分布、运行规律的主要探究模式。矿区水文地质条件直接关系到煤矿的安全生产，比如地表水溃入和顶板透水等等，各种各样的水害给矿井的安全生产带来了严重影响。合理的了解地下水因素对水文地质条件造成的影响是保证煤矿安全生产的前提和必要条件，更是提高煤矿生产工作效益和良好社会效益的重要措施。

1合山矿区的水文地质特征合山煤田是广西最大的煤炭生产基地，处在广西中部，煤田为一不对称的向斜盆地，长约30km，宽约10km，呈南北向分布。红水河水系自西从合山煤田西部流入，在合山煤田西部向南多次曲折拐弯，在多处切割煤系地层后从合山煤田南部向东流出矿区。合山向斜是大面积岩溶区内一处平面形状似纺捶形的向斜构造(图1)。在向斜区内有上下两个岩溶含水系统，上部为下三叠统北泅组、罗楼组上部岩溶含水层，下部为上二叠统合山组、茅口阶岩溶含水层。两含水层的中间被罗楼组下部不纯灰岩夹页岩与页岩、砂岩等组成的隔水层分割开来，隔断了上部岩溶同煤系层及下部岩溶水的水力联系。

图1合山煤田水文地质图合山煤田系构造节理、裂隙、岩溶发育部位，水文地质条件复杂，在天然条件下，地下水排泄于红水河，以东北侧向补给为主。但由于距红水河近，且河流强烈切割合山组煤系地层，在附近开采煤层时地下水流场将发生改变，河水补给地下水。

合山煤田南部的红水河岸一带的十五滩面标高一般65~76m，河床宽度约430m，近期最大洪水位标高92.22m，正常水位65~70m。

岸坡较陡峻，河谷深切，河岸标高一般95~100m。河床切割煤系地层，长期被河水淹没的煤系含水层约0.446km2，占整个滩面的24%，出露于河床中的三煤层长度约3250m，四煤露头线长度约2700m。其走向大至与河流平行。河滩露头带的四煤层已被附近的村民基本挖空。

开采深度有的已达标高-10m水平。由于村民乱开采，严重破坏了原有的含水层结构，致使该区地下含水系统更加复杂。

2合山矿井充水的原因一般来说，矿井充水时会有以下特点：水流突然、迅猛，而且水量较大。所以，矿井充水的因素主要有：（一）充水的突水点主要在煤层的底板。一般来讲，煤层的底板受到岩溶管道的发育控制，如：裂隙、断裂或是层位破碎等等，特别是受到损害的岩溶管道最容易充水。

（二）红水河的水流方向在一定程度上是导致矿井充水事故发生的原因之一。原因是红水河的自西向东流经煤田，而矿井的开采通常都是使用“强排水”的排水方式，非常容易导致红河水的河床塌陷、岩溶管道疏通，使矿井工人在进行排水时，河水倒灌进入矿井，使矿井的水不能够及时排出去，矿井长期处于高压水的包围状态，使矿井的生产、供电、排水等一直处于危险状态中。

3矿井水害防治的主要措施煤矿的水害防治技术是指煤矿地质的探测，对可能造成水害事故因素的排查、水害事故的预测及处理等。合山矿井水害防治的主要措施有：（一）煤矿应建立健全水害安全管理体系煤矿应建立一个专门的有关水害防治的部门，增强相关的技术人员的专业培训，建立健全煤矿水害的安全管理体系。建立水害安全责任制，就是要将水害安全责任落实到各个煤矿生产的环节。每个部门都应该积极配合水害防治部门，加强沟通、做好分工，切实地做好水害防治工作。

水害防治部门应积极排除可能引起水害事故的隐患因素，做好安全预防工作。当发生了水害事故后，应该因地制宜、积极抢救，事后分析事故的原因，以此避免类似的情况继续发生。

（二）要加强员工防治水害的意识企业应该定时定期的开展水害防治培训，包括水害防治的相关知识、教会员工识别水害事故发生的征兆等等。在安全生产过程中当矿井的生产现场遇到空气变冷、挂红、水叫等等透水前的预兆，应该立即停止煤矿生产、加固支架，如果有条件的应该立即进行探放水，井下的工作人员必须要及时撤离。

提高企业员工的水害防治意识，对专业技术人员进行的定期专业技术培训，包括探放水技能培训，水害事故的预警演练等等，以应对煤矿生产过程突然发生的水害事故。

（三）加强水害防治的技术煤矿应有必备的基础性设备配置，加强并完善矿井的排水系统，而且按规定的时间范围内更换老旧的排水设备，并对水害防治设备进行定期的检修，提高防治的应急预防能力。与此同时，为保证探放水工作的顺利完成，企业应配备足够的电煤钻或风钻等等。

煤矿在日常的生产过程中，应加强对抽冒现象高度的重视，可以通过配备专业的水害防治人员，加强抽冒现象的监测，从而总结出现象的发生原因和规律，为水害防治技术提供重要的理论支持。

4矿井水害防治的发展趋势为有效防止水害事故，保证煤矿的安全生产，企业只有不断发展水害防治技术，针对水害发生的原因，提出以下的对策和防治建议：（一）培养专业的防治水害人才加大培养人才力度，培育高水平、能够独立承担研究水文地质课题的专家团队；加强煤探放水工的操作技能和实战演练；培养水文地质工程师，时刻掌握着煤矿的日常水文地质工作。

（二）科学信息技术在防治水害中的应用采用三维地震勘探、瞬间电磁法等的综合物探技术方法，能快速探测陷落柱等的含水情况、探测矿区的含水情况，从而提供可靠的水质监测资料。在防治水害的过程中应加强计算机技术的应用，它包括水害预报系统、水文资料集成系统，地质结构资料集成系统等。最后可以通过在互联网，形成全国的水害防治系统，为今后的水害防治工作，提供共享信息。

（三）关闭非法矿井矿产资源有关管理部门应对国有矿区范围内的非法矿井严格整治，彻底关闭，并加强有证小井的管理，采用可靠的技术，保证小井在开挖过程中不威胁大井。

（四）加强煤矿水害的监察监管力度各级政府有关部门应认真履行对辖区内煤矿水害的日常监察监管工作，重大隐患重点跟踪，登记建档，落实整治。有关部门应督促煤矿认真整改，落实水害的防治工作，凡是整改不合格仍不能保证安全生产的，向地方人民政府提出将煤矿依法予以关闭的建议。

结语为防止矿井不同程度的水害事故，我们应该充分了解矿区的水文地质条件，并采取科学的防治措施，建立健全相关的规范制度，依照制度安全生产，做好日常的监督检查工作，从而保障煤矿的安全生产。

参考文献[1]姚卫华.合山煤矿安全生产管理工作的问题及对策[J].技术与市场,2013,(6).[2]唐景忠.合山煤田矿井水害防治措施探讨[J].中国煤炭地质,2009,(2).[3]伍世尧.探讨合山矿井水害防治与处理办法[J].城市建设理论研究,2013,(15).