淺談中國(guó)煤礦水文地質(zhì)類型劃分與特征

常彩葉

（山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西太原030006）

為了加強(qiáng)煤礦防治水的基礎(chǔ)工作，依照了國(guó)家四種主要的煤礦水文地質(zhì)的類別特征展開了分析和討論，并根據(jù)受不同的地理特征、氣候條件、溫度變化等方面的影響分別配備了相應(yīng)的設(shè)備，來進(jìn)行完善和改進(jìn)工作。在相關(guān)工作人員主要面臨的水害難題及工作隱患上，布置了一系列準(zhǔn)備工作和策略，盡可能在問題發(fā)生的時(shí)候，以最短的時(shí)間去解決，既保障了安全，同時(shí)也不影響工作開展的進(jìn)度。

1 國(guó)家礦井現(xiàn)狀的分析與概述

1.1 國(guó)家礦井的類型劃分

根據(jù)國(guó)家頒布的《煤礦安全規(guī)程》及相關(guān)煤礦政策中，通過國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)工作規(guī)章制度相輔相成的作用影響，目前的礦井水害防治理論已經(jīng)有了更好的研究進(jìn)展，國(guó)家各個(gè)地區(qū)防治水工作的有效性和可靠性也提升到了新的高度。而為了對(duì)煤礦防治水基礎(chǔ)工作進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，并深入挖掘國(guó)家各地區(qū)各種煤礦水害的特征和類型，國(guó)家煤礦安全監(jiān)督局以此展開了省級(jí)單位的煤礦水文地質(zhì)類型的研究和調(diào)查工作。本次參與調(diào)查的城市有廣西、湖北、江西、重慶、貴州、湖南、四川、福建、云南、青海、江蘇、河南、吉林、遼寧、山西、山東、山西、寧夏、甘肅、黑龍江、安徽、北京、內(nèi)蒙古、河北以及新疆地區(qū)。其中陜西、云南、四川、貴州、重慶、河南、山東、湖南、江西、內(nèi)蒙古、黑龍江、山西、河北地區(qū)每年煤礦排水量超過2×108m3，可以占到全國(guó)總排水量的80%以上，而有的地區(qū)最大煤礦排水量可以達(dá)到9×108m3以上。

在黑龍江、河北、河南、內(nèi)蒙古、山東、陜西、山西、廣西、重慶、遼寧、江蘇、安徽、江西以及四川地區(qū)有著涌水量超過1000m3/h的礦井，在地下開采的煤礦中，陜西省的神東錦界煤礦擁有著最大涌水量的礦井，正常工作中涌水量可以達(dá)到4000m3/h以上，而有些時(shí)候的最大涌水量，能夠高達(dá)5500m3/h左右。在內(nèi)蒙古的元寶山煤礦擁有著最大的露天開采煤礦，實(shí)際工作的過程中也存在著較大的排水量，一般情況下涌水量可以達(dá)到10000m3/h以上。

1.2 各地區(qū)煤礦井的分布情況

按照全國(guó)礦井?dāng)?shù)目及類型的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，所有煤礦井都參與水文地質(zhì)類型劃分的地方有江蘇、北京、湖北和新疆四個(gè)省及直轄市。其中超過了95%的煤礦井進(jìn)行水文地質(zhì)類型分類的有福建、山東、河南等八個(gè)省區(qū)，不到50%的有寧夏、河北、青海，而一些沒有及時(shí)上報(bào)的煤礦井則屬于重新打造、長(zhǎng)時(shí)間沒有產(chǎn)量、沒有開展分類工作等情況。國(guó)家的煤礦井大致可以分為四種類型，它們分別是簡(jiǎn)單型礦井、中等型礦井、復(fù)雜型礦井、極復(fù)雜礦井。其中復(fù)雜型礦井和極復(fù)雜型礦井主要分布在黑龍江、山西、貴州、湖南、四川、河南、山東、安徽、甘肅、重慶、江西、河北、湖北、陜西、新疆、廣西、云南、內(nèi)蒙古、遼寧、寧夏、江蘇、吉林、福建以及新疆兵團(tuán)。而絕大多數(shù)的礦井都屬于簡(jiǎn)單或中等型礦井，通常在全國(guó)范圍內(nèi)均有分布。

2 礦井涌水量及富水系數(shù)的特點(diǎn)

2.1 各地區(qū)礦井涌水量的現(xiàn)狀

按照本次對(duì)國(guó)家的調(diào)查結(jié)果顯示，國(guó)家每年的實(shí)際排水量可以達(dá)到71×108m3以上，而內(nèi)蒙古、河北、黑龍江、江西、山東、河南、湖南、重慶、四川、貴州、云南這些地區(qū)每年的煤礦排水量可以超過2×108m3，大概占國(guó)家煤礦總排水量的83%，并且有些地方可以達(dá)到9×108m3的煤礦最大排水量。國(guó)家煤礦總數(shù)最大的涌水量和正常的涌水量之間的比例是1.9，其中有云南、福建、四川、湖南、貴州、重慶、江西、湖北、廣西這些地區(qū)的最大涌水量總數(shù)和正常涌水量的比例大于等于2，這些地區(qū)大多數(shù)都位于南方，由于氣候條件的因素影響會(huì)使這個(gè)比例數(shù)值發(fā)生不斷的變化，尤其是到了季節(jié)性降雨的時(shí)候，影響的程度頗為嚴(yán)重[3]。

對(duì)于涌水量來說，在礦井中最大涌水量和正常涌水量的偏差越大，說明地表水及季節(jié)降雨和礦井下的疏通協(xié)調(diào)工作越良好，反之，則可能由于沒有及時(shí)做好良好、有效的疏通和協(xié)調(diào)工作，導(dǎo)致正常涌水量和最大涌水量數(shù)值相接近。在南方雨季的氣候下，如果出現(xiàn)涌水量急劇增長(zhǎng)的情況，對(duì)于礦井則需要做好必要的準(zhǔn)備和充足的設(shè)備來進(jìn)行疏通排水，如果沒能及時(shí)做好排水準(zhǔn)備工作，將會(huì)出現(xiàn)淹井的情況，從而延長(zhǎng)了排水工作的進(jìn)度，便使得問題無法高效的處理與解決。在發(fā)生暴雨洪水等極端氣候時(shí)，則需要馬上疏散人員離開并停止生產(chǎn)，待暴雨結(jié)束后，對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行隱患的排查，減少受極端條件影響引發(fā)工作現(xiàn)場(chǎng)的一系列安全隱患，盡量避免對(duì)人員造成二次傷害，在全面排查隱患及問題后，便可以繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。

2.2 各地區(qū)富水系數(shù)的狀況

在一段生產(chǎn)期間當(dāng)中，生產(chǎn)礦井的排水量和同一段時(shí)間內(nèi)的煤炭生產(chǎn)量的比值稱之為富水系數(shù)。目前國(guó)家平均的富水系數(shù)是2.04m3/t，即在生產(chǎn)一噸煤炭的過程中，需要礦井排出2.04m3的水才可以正常進(jìn)行生產(chǎn)。其中在廣西、重慶、湖北、四川、福建、湖南、江西七個(gè)地區(qū)中的富水系數(shù)平均值達(dá)到并超過了5，而貴州和河南地區(qū)的富水系數(shù)平均值也逐漸在接近5。

3 對(duì)不同礦井水文地質(zhì)的分類

3.1 防治水機(jī)構(gòu)的設(shè)立情況

根據(jù)此次結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，國(guó)家目前一共設(shè)立了10500個(gè)左右煤礦防治水機(jī)構(gòu)，對(duì)于一臺(tái)礦井來說，防治水機(jī)構(gòu)為0.9個(gè)，這說明目前仍有一些礦井沒有及時(shí)設(shè)立防治水機(jī)構(gòu)，其中北京、山東、江蘇、福建、河北5個(gè)地區(qū)對(duì)于每個(gè)礦井都已成立了防治水機(jī)構(gòu)，而陜西和廣西所設(shè)立的防治水機(jī)構(gòu)則沒能達(dá)到煤礦總數(shù)的70%。國(guó)家目前已有專業(yè)防治水工作技術(shù)人員18000名以上，對(duì)于一個(gè)煤礦井來說，平均配置的人員在1.6~1.7之間，在河北、山東、北京等地區(qū)配備的專業(yè)技術(shù)人員較多一些，而湖北、廣西、遼寧等地區(qū)每個(gè)礦井都無法配置一名人員，這在人員調(diào)動(dòng)的問題上需要一定程度的改善，既要招攬和培養(yǎng)更多的技術(shù)人員，又要合理地對(duì)人才進(jìn)行分配，對(duì)礦井和人員調(diào)整出一種平衡的狀態(tài)，這對(duì)工作的生產(chǎn)和進(jìn)度來說，帶來了極大的便利之處和有利的影響。

3.2 華北水害區(qū)的情況

按照國(guó)家不同聚煤區(qū)分布情況、水文地質(zhì)的狀況、氣候條件以及礦井積水對(duì)礦井正常生產(chǎn)的破壞程度上來看，可以將國(guó)家的煤礦區(qū)分為六種，分別是東北區(qū)、華南區(qū)、華北區(qū)、西南區(qū)、四北區(qū)和臺(tái)灣。由于臺(tái)灣和西南區(qū)沒有做充足的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，所以此次分析將對(duì)這些地區(qū)忽略不計(jì)，以下將主要介紹關(guān)于華北地區(qū)水害的情況。

華北主要包括了山西、北京、內(nèi)蒙古西部、江蘇、陜西等10個(gè)地區(qū)，一般情況下生產(chǎn)的能力在281000×104t/a，占到了國(guó)家生產(chǎn)能力總額的66%，華北地區(qū)一直都是我國(guó)最主要的產(chǎn)煤區(qū)之一，煤礦的總數(shù)也達(dá)到了3300個(gè)左右，對(duì)其中2880個(gè)煤礦展開了水文地質(zhì)類型劃分，這些煤礦數(shù)量占此地區(qū)煤礦總數(shù)的85%，占國(guó)家水文地質(zhì)類型劃分總數(shù)的25%。并且，該地區(qū)復(fù)雜型煤礦與極復(fù)雜型占到總數(shù)的37%，全國(guó)有一半以上左右的極復(fù)雜型煤礦井都位于華北，在這個(gè)地區(qū)中，主要面對(duì)的水害問題是煤層底部裂隙滲水老空透水和礦井的供水、排水以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)三者間存在著沖突和矛盾。對(duì)于水文地質(zhì)劃分的煤礦，正常的涌水量可以達(dá)到29×104m3/h以上，在各大水害區(qū)中首當(dāng)其沖，而最大涌水量則是達(dá)到了46×104m3/h以上，這在全國(guó)水害區(qū)中只低于華南地區(qū)。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文詳細(xì)地介紹了國(guó)家煤礦水文地質(zhì)的類型，在各地區(qū)的煤礦數(shù)量、涌水量、富水系數(shù)、煤礦復(fù)雜程度等問題上做出了全面的調(diào)查和分析，主要從華北水害的情況進(jìn)行切入，深入的分析了一部分地區(qū)水害的現(xiàn)狀。