煤礦水文地質條件及充水因素

郭振南

【摘 ?要】近年來，隨著我國經濟的飛速發展，煤礦企業也蓬勃發展起來。煤礦的水文地質條件和充水因素對于煤礦的開采來說至關重要，其與開采過程中的很多要務都息息相關。通過介紹礦井水文地質條件及充水因素，闡述水文探查的方式，同時提出防治水的措施，為我國的煤礦事業提供參考和幫助。

【關鍵詞】煤礦;水文地質條件;充水因素

引言

礦井水害作為煤礦五大災害之一，多年以來不同程度地威脅著我國煤礦企業的安全生產，各礦山企業及相關科研院校在礦井水害的預防與治理領域做了大量工作，并取得了諸多優秀的成果。全國各地煤礦的企業因礦井水害問題造成較大的人員財產損失的事故案例已大幅減少，但礦井水害問題在一定程度上仍然制約著我國煤炭事業的發展。

1水文地質對煤礦防治水的重要性

1.1對礦井安全的影響

在礦井生產過程中，保證安全性是各項工作開展的前提。一般情況下，在煤礦進行開采之前，首先應當安排相關工作人員了解礦井周邊地質環境，特別是目標礦井的水文條件，將相關的資料以易懂的形式講述給相應的工作人員，從而保證其人身安全。其中，礦井充水性圖是對井下的水文地質資料進行綜合分析的圖紙，結合目標礦井的充水規律預測并制定相應的防水措施。因此，相關的地質資料及圖紙的準確性在一定程度上決定著礦井的安全生產。

1.2對勘探效率的影響

在井下水文地質勘探過程中，相關人員應當了解其周邊的整體情況，對于異常的區域應該進行重點深入的勘探，從而最大程度減少對礦井開采的負面影響。為了防止透水事故的發生，相關工作人員應當對于周邊的廢棄礦井進行調查，并在圖紙上標出其開采的范圍、位置及積水情況等。對于復雜的水文地質情況，有時候會影響工作人員的勘探效率，增加勘探的難度。

1.3對地質儲量測量的影響

對于設備選擇、人員安排、巷道掘進等方面，煤礦儲量的確定都有重要意義。當實際儲量小于預測儲量時就會導致施工的準備過多，增加了投入的成本。而實際儲量較大時，會面臨人員準備不充分的情況，從而導致資源浪費。因此根據水文地質調查情況確定儲量問題對于分析礦井的實際儲量及資源的合理安排具有重要意義。

2礦井水考地質條件及充水因素

由于我國大部分煤礦區域水文地質條件較為復雜，因此隨著開采深度的增加，礦井突水問題時有發生，其會危害礦井頂板以及加大水害的影響范圍。突水事故不僅會為煤礦開采效率帶來極大影響，還會給煤礦企業帶來巨大的經濟損失。因此我國煤礦企業應當在開采之前進行開采地區受水害威脅程度以及礦井防治水工作難易程度的調查，分析水文地質類型指標，同時總體規劃礦井布局設計，選擇合適的開采方案以及開采措施保障煤礦開采效率以及煤礦工人的生命安全。

2.1礦井水文地質條件及充水因素現狀

地質含水層含水條件比較復雜，而且富水規律容易受到基巖含水層非均質、各向異性特征以及其他因素的影響。地質部門只有經過大量地質勘驗、水文測驗、物理勘探以及地下水長期動態觀測等才能了解水文地質條件以及充水因素，保證煤礦勘探過程的安全性、可靠性。煤層頂板透水事故預測信息包括水源信息、構造破壞信息、采動頂板運動破壞信息以及采動支承壓力分布信息等，通過對這四種信息的分析可以加強對礦井頂板水害的防治，從而積極預測礦井透水事故，減少煤礦企業的經濟損失。

2.2礦井水文地質特征

由于煤層所處的區域以及當地氣象條件不同，因此礦區水文地質條件也存在明顯差異。我國寧夏、內蒙西部等西北地區的煤層位于侏羅系，該地降水量較小，而且氣候干燥，這就使得地下水含量較少而且水交替性較差，使得礦井涌水量也比較少。但是由于該地煤層較淺，這就使得煤礦開采面經過開采之后極易向地面延伸。煤礦的主要充水來自于地表水、大氣降水、淺部第四系潛水以及煤層頂板砂巖裂隙弱水層含水。

3不同條件下礦井防治水措施研究

3.1開采面靠近富水區域的防治水措施

如果煤礦開采區煤層埋深較淺，而且地下水補給效果較好就可以加強井下探放水，如果開采面接近富水區域就會導致礦井突水進入礦井內部。當采掘工作進行到含水層附近時，必須按照開采原則合理使用探放水的方式持續進行探放水工作，同時探測人員還要探明工作區域前方的水情控制出水量，同時還要留設足夠高的防隔水煤柱，這樣才能保障采掘工作的安全性以及可靠性。當隔水層分布累計厚度較薄而且導水裂隙帶已經導通該含水層時，開采人員必須及時疏排，及時降低頂板水位，使水位降到安全開采范圍內。勘測人員要加強對隔水層的監測，保障隔水效率，減少突水情況的發生。

3.2富水性弱的過渡區域防治水措施

針對富水性弱而且富水性中等的煤頂板，其充水含水層涌水條件綜合分區為過渡區，工作人員需要時刻觀察回采工作面情況、涌水量以及含水層水位變化，一旦發現問題及時上報給上級部門。在接近富水區域時，工作人員可以通過向隔水層及含水層注漿加固或注漿改造來增加隔水層厚度，從而可以有效隔斷充水水源與礦井之間的導水通道。另外也可以通過預留放水煤柱來保障煤域的隔水性。

3.3富水性較弱區域的防治水措施

就煤頂板充水含水層不容易出現突水情況的地方來說，這種區域的富水性偏低同時也比較可靠，通常情況下，這種區域在實施開采的時候不容易出現突水的狀況，然而開采人員還是應該對此有足夠的關注，與此同時還需要運用有用的辦法來防止出現突水的狀況。開采人員務必時刻關注工作面的狀況，關注涌水量的變化情況還有含水層的水位變化情況等，如果出現了問題，馬上采取行動進行處理。在實際的生產過程中，開采人員需要實施提前的工作試水，科學合理的運用多種方法檢查地段的富水性和導水性。雖然存在部分地段的富水性偏低的情況，還是需要關注盡其孔隙裂隙承壓水含水層狀況，預防間接含水層的突水情況，及時地對地段實施防水的檢查，關注水量的波動狀況，高效控制水量，防止突水狀況的出現。

結束語

煤礦出現礦井充水的現象，不僅影響了煤礦的生產效益，也威脅到采礦的工人生命安全。因井田淺部老窯較多，積水嚴重，老窯突水構成未來礦井淺部生產主要水害，開采時應加強防范，建議對老窯采空區的分布范圍、積水情況做進一步防范。因此在對該地區水文地質條件和充水因素進行調查分析后，應找到積極的防治措施。對于該礦區的正斷層要慎重對待，因為此區域是積水和導水的重要區域。

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（作者單位：冀中能源峰峰集團新屯礦技術科）