煤矿水文地质条件及充水因素

郭振南

【摘  要】近年来，随着我国经济的飞速发展，煤矿企业也蓬勃发展起来。煤矿的水文地质条件和充水因素对于煤矿的开采来说至关重要，其与开采过程中的很多要务都息息相关。通过介绍矿井水文地质条件及充水因素，阐述水文探查的方式，同时提出防治水的措施，为我国的煤矿事业提供参考和帮助。

【关键词】煤矿;水文地质条件;充水因素

引言

矿井水害作为煤矿五大灾害之一，多年以来不同程度地威胁着我国煤矿企业的安全生产，各矿山企业及相關科研院校在矿井水害的预防与治理领域做了大量工作，并取得了诸多优秀的成果。全国各地煤矿的企业因矿井水害问题造成较大的人员财产损失的事故案例已大幅减少，但矿井水害问题在一定程度上仍然制约着我国煤炭事业的发展。

1水文地质对煤矿防治水的重要性

1.1对矿井安全的影响

在矿井生产过程中，保证安全性是各项工作开展的前提。一般情况下，在煤矿进行开采之前，首先应当安排相关工作人员了解矿井周边地质环境，特别是目标矿井的水文条件，将相关的资料以易懂的形式讲述给相应的工作人员，从而保证其人身安全。其中，矿井充水性图是对井下的水文地质资料进行综合分析的图纸，结合目标矿井的充水规律预测并制定相应的防水措施。因此，相关的地质资料及图纸的准确性在一定程度上决定着矿井的安全生产。

1.2对勘探效率的影响

在井下水文地质勘探过程中，相关人员应当了解其周边的整体情况，对于异常的区域应该进行重点深入的勘探，从而最大程度减少对矿井开采的负面影响。为了防止透水事故的发生，相关工作人员应当对于周边的废弃矿井进行调查，并在图纸上标出其开采的范围、位置及积水情况等。对于复杂的水文地质情况，有时候会影响工作人员的勘探效率，增加勘探的难度。

1.3对地质储量测量的影响

对于设备选择、人员安排、巷道掘进等方面，煤矿储量的确定都有重要意义。当实际储量小于预测储量时就会导致施工的准备过多，增加了投入的成本。而实际储量较大时，会面临人员准备不充分的情况，从而导致资源浪费。因此根据水文地质调查情况确定储量问题对于分析矿井的实际储量及资源的合理安排具有重要意义。

2矿井水考地质条件及充水因素

由于我国大部分煤矿区域水文地质条件较为复杂，因此随着开采深度的增加，矿井突水问题时有发生，其会危害矿井顶板以及加大水害的影响范围。突水事故不仅会为煤矿开采效率带来极大影响，还会给煤矿企业带来巨大的经济损失。因此我国煤矿企业应当在开采之前进行开采地区受水害威胁程度以及矿井防治水工作难易程度的调查，分析水文地质类型指标，同时总体规划矿井布局设计，选择合适的开采方案以及开采措施保障煤矿开采效率以及煤矿工人的生命安全。

2.1矿井水文地质条件及充水因素现状

地质含水层含水条件比较复杂，而且富水规律容易受到基岩含水层非均质、各向异性特征以及其他因素的影响。地质部门只有经过大量地质勘验、水文测验、物理勘探以及地下水长期动态观测等才能了解水文地质条件以及充水因素，保证煤矿勘探过程的安全性、可靠性。煤层顶板透水事故预测信息包括水源信息、构造破坏信息、采动顶板运动破坏信息以及采动支承压力分布信息等，通过对这四种信息的分析可以加强对矿井顶板水害的防治，从而积极预测矿井透水事故，减少煤矿企业的经济损失。

2.2矿井水文地质特征

由于煤层所处的区域以及当地气象条件不同，因此矿区水文地质条件也存在明显差异。我国宁夏、内蒙西部等西北地区的煤层位于侏罗系，该地降水量较小，而且气候干燥，这就使得地下水含量较少而且水交替性较差，使得矿井涌水量也比较少。但是由于该地煤层较浅，这就使得煤矿开采面经过开采之后极易向地面延伸。煤矿的主要充水来自于地表水、大气降水、浅部第四系潜水以及煤层顶板砂岩裂隙弱水层含水。

3不同条件下矿井防治水措施研究

3.1开采面靠近富水区域的防治水措施

如果煤矿开采区煤层埋深较浅，而且地下水补给效果较好就可以加强井下探放水，如果开采面接近富水区域就会导致矿井突水进入矿井内部。当采掘工作进行到含水层附近时，必须按照开采原则合理使用探放水的方式持续进行探放水工作，同时探测人员还要探明工作区域前方的水情控制出水量，同时还要留设足够高的防隔水煤柱，这样才能保障采掘工作的安全性以及可靠性。当隔水层分布累计厚度较薄而且导水裂隙带已经导通该含水层时，开采人员必须及时疏排，及时降低顶板水位，使水位降到安全开采范围内。勘测人员要加强对隔水层的监测，保障隔水效率，减少突水情况的发生。

3.2富水性弱的过渡区域防治水措施

针对富水性弱而且富水性中等的煤顶板，其充水含水层涌水条件综合分区为过渡区，工作人员需要时刻观察回采工作面情况、涌水量以及含水层水位变化，一旦发现问题及时上报给上级部门。在接近富水区域时，工作人员可以通过向隔水层及含水层注浆加固或注浆改造来增加隔水层厚度，从而可以有效隔断充水水源与矿井之间的导水通道。另外也可以通过预留放水煤柱来保障煤域的隔水性。

3.3富水性较弱区域的防治水措施

就煤顶板充水含水层不容易出现突水情况的地方来说，这种区域的富水性偏低同时也比较可靠，通常情况下，这种区域在实施开采的时候不容易出现突水的状况，然而开采人员还是应该对此有足够的关注，与此同时还需要运用有用的办法来防止出现突水的状况。开采人员务必时刻关注工作面的状况，关注涌水量的变化情况还有含水层的水位变化情况等，如果出现了问题，马上采取行动进行处理。在实际的生产过程中，开采人员需要实施提前的工作试水，科学合理的运用多种方法检查地段的富水性和导水性。虽然存在部分地段的富水性偏低的情况，还是需要关注尽其孔隙裂隙承压水含水层状况，预防间接含水层的突水情况，及时地对地段实施防水的检查，关注水量的波动状况，高效控制水量，防止突水状况的出现。

结束语

煤矿出现矿井充水的现象，不仅影响了煤矿的生产效益，也威胁到采矿的工人生命安全。因井田浅部老窑较多，积水严重，老窑突水构成未来矿井浅部生产主要水害，开采时应加强防范，建议对老窑采空区的分布范围、积水情况做进一步防范。因此在对该地区水文地质条件和充水因素进行调查分析后，应找到积极的防治措施。对于该矿区的正断层要慎重对待，因为此区域是积水和导水的重要区域。

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（作者单位：冀中能源峰峰集团新屯矿技术科）