榆神矿区煤矿防治水的几点思考

范立民，孙 魁,，李 成,，宁奎斌，冀瑞君

榆神矿区煤矿防治水的几点思考

范立民1，孙 魁1,2，李 成1,2，宁奎斌1，冀瑞君2

(1. 陕西省地质环境监测总站 矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室，陕西 西安 710054； 2. 西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安 710054)

为了科学解释榆神矿区矿井涌水量较大的涌(突)水事件，为煤矿防治水奠定基础，分析了近年来区内发生的突水事件及矿井较大涌水情况，提出矿井较大涌水形成机理、红土层水文地质性质、矿井涌水量预测的准确性等疑问，阐述了突破“井田”范围，从区域上研究地下水系统和突水水源，关注延安组、直罗组、安定组、洛河组等砂岩弱富水含水层，从导水裂隙带中寻找突水水源，科学评价各岩(土)层的水文地质条件，采动岩层(含水层)渗透性演化以及探索矿井水害源头预防和区域治理思路等几点思考，提出应该从区域上认识水文地质条件及对煤矿涌(突)水的“贡献”，揭示矿井较大涌水形成机理，进一步加强水文地质补充勘探，准确识别含水层、隔水层及其空间赋存关系，探测大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律，并提出从区域上识别地下水强径流带和局部富水区的基础上，制定矿井水害防控措施的思路，为榆神矿区煤矿水害防治提供借鉴和帮助。

防治水；保水采煤(保水开采)；突水水源；榆神矿区

多年来，我国煤矿防治水理论和技术不断完善，形成了具有中国煤矿水文地质特点的防治水理论与技术体系，如武强等[1-2]提出的“三图–双预测”理论和技术，解决了煤矿顶板含水层突水预测难题；董书宁等[3]分析了我国煤矿水害频发的主要原因，研究了顶板水害防治技术；李智学等[4]认为榆神矿区土层缺失是古河道冲刷所致，古河道砂岩是土层缺失区煤矿水害的主要水源；虎维岳等[5]研究了我国煤矿水害主要类型、形成原因及防治技术，并阐释榆林、鄂尔多斯一带煤矿开采对顶板地下水系统的扰动机理与防控对策；靳德武等[6]提出巨厚砂岩含水层下厚煤层综放减水开采技术，有效支撑矿井防治水和水资源保护工作。

某些煤矿的涌水量一直较大，如陕西省锦界煤矿目前涌水量仍然达到4 900 m3/h，并一度达到5 499 m3/h[7]，是鄂尔多斯盆地涌水量最大的煤矿，而且已持续15 a。毗邻的神府南区柠条塔煤矿、红柳林煤矿的矿井涌水量也达到1 000 m3/h左右，矿井涌水量大。长期以来，学者们一直认为榆神矿区的主要含水层是萨拉乌苏组、烧变岩和洛河组，洛河组分布区目前尚未开采，萨拉乌苏组、烧变岩地下水是矿井突水的主要水源，但涌水量较大的几个煤矿，萨拉乌苏组和烧变岩含水层地下水位下降并不明显，不足以解释这些矿井较大涌水的形成机理，矿井防治水也成为煤矿企业的重大难题。柠条塔煤矿2011年5月曾发生突水，花费大量人力物力，但仍然没有彻底解决矿井水害的防治问题。因此，如何做好榆神矿区的防治水工作，是摆在煤矿生产企业和科技工作者面前的一道难题。蔺成森[8]对临近矿区顶板砂岩含水层防治水问题进行了探讨，总结出防治水“十法”，但仍然是在煤矿井田范围内治理的思路；李永涛等[9]分析了顶板砂岩水涌水规律及防治水思路；张保建等[10]、焦养泉等[11]认为，应从整个鄂尔多斯盆地地下水系统研究侏罗系地下水的形成和演化，研究侏罗系砂岩含水层沉积演化及构造特征，为防治水提供思路和方法。

笔者通过对榆神矿区水文地质条件的持续研究，提出一些思路和方法，期待突破“井田”范围，从区域上认识水文地质条件并制定矿井水害防控措施的思路，以期为煤矿防治水工作提供新的方向。

1 榆神矿区煤矿涌(突)水事件分析

1.1 煤矿涌(突)水事件

陕西省榆神矿区及毗邻矿区最早的突水事件发生于1990年瓷窑湾煤矿，巷道掘进过程中发生突水溃沙事故，水沙一起涌入矿井，造成灾害。随后，20世纪90年代大柳塔煤矿、哈拉沟煤矿等均发生过涌(突)水事件。2004年3月30日，研究区东南部的上河煤矿发生突水淹井事故，最大突水量500 m3/h。2005年5月18日，该区另一个煤矿一盘区3106巷道在锚杆施工时穿透煤层与上部含水层连通而出水，涌水量120 m3/h，锚杆长度为1.8 m，排水3个月水量仍不减，突水水源为萨拉乌苏组地下水。目前，各煤矿基本上是通过疏降水方法预防水害，水害发生后多数通过强排强疏处置。

近年来，随着煤炭资源的高强度开发，研究区及毗邻矿区大型煤矿的涌水量多数较大，如锦界、榆树湾、柠条塔、石圪台等年产千万吨级煤矿，矿井涌水量均达到1 000 m3/h以上，其形成机理及防治技术一直是矿井水文地质学界关注的焦点问题。

1.2 矿井涌(突)水形成机理

研究区矿井涌(突)水水源可以分为2类：一类主要以萨拉乌苏组、烧变岩等强富水含水层为涌和(突)水源；另一类以顶板砂岩弱富水含水层为涌(突)水水源。

浅埋煤层开采区，如大柳塔、瓷窑湾、上河等煤矿，主采煤层埋深小于100 m，煤层采高3~ 6 m，煤层开采形成的垮落带、导水裂隙带直接导通萨拉乌苏组、烧变岩等强富水含水层，造成涌(突)水。

可采煤层相对较深区，如锦界、柠条塔、红柳林等煤矿，由于顶板“隔水层”厚度较大，煤层开采形成的导水裂隙带发育顶界仍然处在侏罗系岩层中，虽然侏罗系砂岩富水性相对较弱，但含水层补给范围较大，在风化基岩分布区仍然造成矿井较大的涌水量，形成大水矿井，甚至造成突水事件。

2 榆神矿区煤矿防治水的一些疑惑

2.1 较大涌水矿井形成机理问题

锦界煤矿生产能力18 Mt/a，是鄂尔多斯盆地内矿井涌水量最大的地下开采煤矿，2006年投产以来就以涌水量大而引起关注，投产初期涌水量在2 500 m3/h以上，之后逐年增大，2011年达到5 499 m3/h，矿井防治水一直是煤矿面临的重大任务，所面临的排水成本和环保压力日趋增加。据调研数据，2020年7月矿井涌水量为4 900 m3/h，设置的矿井排水能力是11 900 m3/h，矿井水主要来自3–1煤层顶板直罗组砂岩含水层。该煤矿多年的防治水经验，一直以排、疏为主，但近15 a的排水，涌水量一直没有衰减的迹象，矿井防治水的难题始终困扰着煤矿企业。

榆神矿区北邻的柠条塔煤矿生产能力18 Mt/a，2011年5月30日，矿井南翼S1210工作面发生突水，起初水量1 300 m3/h，后逐渐稳定至1 000 m3/h左右，且维持数月不减[12]。矿井突水事件发生后，对切眼附近的3口民用水井进行了第四系潜水水位埋深观测，发现水位基本稳定，并未发生大幅度下降，说明主要突水水源并非第四系萨拉乌苏组地下水，而是顶板砂岩含水层水，随后的探测和水化学分析也证实这一点。后期矿井通过帷幕注浆封堵，将工作面涌水量减小至300 m3/h以内。

金鸡滩、榆树湾等煤矿也存在类似情况，矿井涌水量较大，而区内萨拉乌苏组含水层水位并未出现明显下降，涌水水源无疑是来自顶板砂岩含水层。那么，一般认为煤层顶板砂岩含水层均是弱富水含水层，但其为什么能经久不衰地稳定补给矿井涌水，形成机理是什么，这一直是困扰煤矿企业的难题。

因此，传统认识的煤层顶板弱富水含水层在采动条件下的地下水循环规律、造成矿井持续较大涌水的原因以及水害防控技术，仍需要进一步研究。

2.2 红土层是否含水富水问题

长期以来，保德组红土为隔水层已得到普遍认可，但曹家滩煤矿在井筒注浆堵水过程中，发现红土层涌水现象。曹家滩井田保德组呈棕红、浅紫红色，以亚黏土为主，含大量层状钙质结核，局部钙质结核富集成层。该层一般结构致密，半坚硬状，含水微弱，透水性差，但横向渗透性较好，具有一定的含水性，地下水主要赋存于钙质结核层中，特别是该层底部钙质结核层与风化裂隙承压水相连，故局部地段该层呈现出含水现象。据曹家滩井田东部保德组抽水试验资料，单位涌水量为0.037 9~0.075 4 L/(s·m)，渗透系数为0.055 5~0.059 7 m/d，富水性弱，在瑶梁及石步梁一带，当地居民从该层取水，基本能满足人畜饮用。因此，在红土层钙质结核层与风化裂隙承压水相连的区域，红土层可能局部存在一定含水性，在煤矿开采过程中，应对该层给予重视(图1)。

图1 榆神矿区保德组红土层厚度等值线[13]

2.3 矿井涌水量预测的准确性问题

20世纪90年代初，原煤炭工业部一份调研报告称，约80%的地质勘探报告矿井涌水量预计不准。近期笔者对自己1988—2007年间曾主持或参与完成的部分煤炭勘探报告涌水量与煤矿投产后的实测涌水量进行对比发现，矿井实际涌水量最大差距超过预测的12.5倍，一般3~5倍(图2)。因此，煤矿企业在矿井设计阶段设防的排水能力，均留出足够的余地。那么，为什么矿井涌水量预测屡屡不准？笔者认为，矿井勘探时期涌水量预测值与实际值相差较大的原因2个方面。①预测范围上：勘探阶段的矿井涌水量预测的范围多为整个井田或者盘区，难以真正有效指导生产；②预测时间上：开采阶段与勘探期间相比，水文地质条件受采动影响已经发生变化，当采用大井法进行矿井涌水量预测时，所采用的渗透系数()和含水层厚度()多通过地面抽水试验获取，往往与实际采动条件下的水文参数值存在偏差。

图2 部分煤矿预测涌水量与实测涌水量的比值

3 煤矿防治水与水资源保护的几点思考

3.1 突破“井田”范围，从区域上研究地下水系统和突水水源

2018年国家对煤矿防治水规定进行了修订，颁布新版《煤矿防治水细则》，其修订的主要原因之一就是榆神矿区等鄂尔多斯盆地煤炭开采技术的进步和防治水遇到的新问题，特别是第三条第二款新增加了包括“过程治理向源头预防、局部治理向区域治理”等5个转变[14]。

就榆神府矿区而言，一些涌水量较大的矿井往往连片分布，主要涌水来源一致，如柠条塔、红柳林和锦界等煤矿矿井涌水量均达到1 000 m3/h以上，涌水来源主要为上部直罗组含水层。在进行矿井水文地质条件研究中，如果以单个井田为单元开展研究，可能无法全面认识区域地下水系统特征，在进行矿井水害防治过程中，往往出现“头疼医头、脚疼医脚”的现象。因此，按照“过程治理向源头预防、局部治理向区域治理”的转变思路，需要研究区域水文地质条件，剖析区域上地下水系统对煤矿开采的影响，并对高强度采煤条件下区域地下水系统保护(保水采煤)提出科学依据。

最近，笔者对鄂尔多斯盆地东北部直罗组含水层区域分布规律进行了研究。直罗组含水层富水性弱，但在柠条塔、红柳林和锦界等煤矿一带，该层含水层水一直是影响矿井安全生产的主要致灾水源。研究发现，直罗组含水层虽然富水性较弱，但由于其广泛分布于整个鄂尔多斯盆地(图3)，且底部存在砾石层和巨厚中–粗粒砂岩层，在广泛的补给条件下，存在局部强富水区，地下水径流量不容忽视。柠条塔、红柳林和锦界等井田处于直罗组含水层尖灭区，即直罗组地下水排泄区，而该区域采煤活动形成的空间恰好为地下水排泄提供了良好条件，从而引起锦界煤矿持续十余年的较大矿井涌水量，而且今后还可能会继续保持稳定。

图3 鄂尔多斯盆地直罗组含水层分布及厚度变化[11]

3.2 关注弱富水砂岩含水层

榆神矿区开发近20 a来，萨拉乌苏组、烧变岩含水层水一直被列为矿井涌(突)水的主要来源，但近年来的开采实践表明，直罗组、延安组砂岩含水层水也是不可忽视的涌(突)水水源。例如，榆神矿区东部锦界煤矿自2006年投产以来就以涌水量大而引起关注，目前矿井涌水量保持在4 900 m3/h；位于榆神矿区西部的呼尔吉特矿区母杜柴登煤矿首采工作面涌水量超过1 000 m3/h[15]，这些涌(突)水量大的矿井主要充水水源均为直罗组砂岩含水层。直罗组含水层河流相沉积特征明显，含水层非均质性强，由于古河流的冲刷，古河道含水层直接与煤层接触或距离较短，而古河道冲刷地带，往往又是地下水富集区和主要径流带。煤层开采后，裂隙场发生变化，渗透性增大，直罗组含水层将成为矿井主要充水水源。若含水层分布面积较大，很可能会形成持续补给的水源，也可能形成突水事件或导致矿井持续涌水量较大。因此，对于直罗组含水层的研究，应引入沉积控水的思想，对其沉积演化规律及水文地质特征进行系统研究，圈定古河道冲刷带范围，并研究古河道对地下水及矿井水害的控制机理，为区内矿井水害防治提供技术支撑。

3.3 从导水裂隙带中找突水水源

煤矿开采过程中，地下水通过采动裂隙进入矿井，若没有断层等其他导水通道，裂隙将成为主要突水通道，榆神矿区目前主要开采浅部的1–2、2–2、3–1煤层，其中榆神矿区一、三期开发区开采2–2煤层，根据40余个钻孔探测数据，采高不超过6 m条件下，综采工作面导水裂隙带发育高度为采高的22~28倍[16]，据此编绘导水裂隙带导通各含水层范围图(图4)，可以看出风化基岩含水层、萨拉乌苏组和烧变岩含水层都是一期开发区矿井涌水的主要水源，三期开发区涌水水源将以侏罗系砂岩含水层为主。如果采高加大，或开采工作面参数变化，导水裂隙带发育高度可能会增大，导通各含水层的范围也会随之增大。

图4 榆神矿区导水裂隙带与各含水层导通范围

3.4 保德组红土的水文地质性质问题

保德组红土遇水变成泥糊状，干燥状态下发育有少量裂隙(图5)。针对曹家滩煤矿保德组红土层是否储水或透水问题，目前尚未开展精细研究，需要进一步对红土层开展一系列的水文地质条件研究和相关实验，分析其水理性质，详细查明其含水层段、含水原因及地下水赋存状态，以便确定其水文地质性质。同时，对曹家滩煤矿主斜井井筒涌水进行系统研究，揭示突水机理，科学评价保德组水文地质条件。

图5 保德组红土岩心中发育的裂隙

3.5 采动条件下岩层渗透性问题

矿井涌水量与涌水水源含水层的渗透系数存在正比例关系，渗透系数是矿井涌水量预测的重要水文地质参数。一般渗透系数通过地面抽水试验或井下放水试验获取，但地面抽水试验得到的数据一般偏小，而井下放水试验获得的数据普遍偏大，且在原始状态与采动条件下的渗透系数也存在明显差异。徐智敏等[17]在新疆大南湖煤矿开展了采动条件下水文地质参数变化规律的观测、分析，结果表明，煤矿开采过程中，顶板砂岩、泥岩发生开裂、变形，其渗透系数会增大，从原始状态的2.8 m/d增大到4.1 m/d；隋旺华等[18]的研究也证实这一点。这一结果从一定角度上解释了矿井涌水量预测不准的问题，地质勘探报告预测矿井涌水量采用的渗透系数是原始地应力条件下抽水试验获取的，煤矿开采后，原始岩层受到采掘扰动，裂隙发育，渗透系数增大，矿井涌水量也随之增大。因此，在进行矿井涌水量预测时，直接采用地面或井下抽(放)水试验获取的渗透系数进行计算，必然与实际开采后的存在误差。为了能够得到较为准确的值，应该以实际回采过的工作面实测涌水量进行值反算，同时结合地面和井下抽(放)水试验进行综合计算。

3.6 重视萨拉乌苏组和烧变岩含水层

前文述及，矿区主要突水水源来自煤层顶板砂岩含水层，但萨拉乌苏组对煤矿安全的影响仍然不可忽视。2015年，对区内萨拉乌苏组潜水水位埋深进行调查，实测534个民井，编绘了潜水水位埋深等值线，与煤炭开发前的1995年比较，煤炭开采区萨拉乌苏组潜水水位仍然有明显下降，部分泉水干涸[19-20]，说明煤炭开采影响了萨拉乌苏组含水层，在部分区域仍然可成为煤矿突水的主要水源。在榆神矿区东部的秃尾河沿岸区域，烧变岩仍然是煤矿涌水的主要水源之一。

3.7 矿井水害源头预防和区域治理思路

新版《煤矿防治水细则》启发我们在矿井水害防治工作中要突破“井田”范围，开展区域矿井水文地质条件研究。就榆神矿区而言，随着西部深埋煤层的陆续开采，直罗组含水层或将成为矿井的主要充水水源。由于其河流相沉积的特点，富水性不均一，且存在沿古河道冲刷带分布的地下水强径流带。因此，应开展区域水文地质条件研究，查明地下水区域径流带，圈定富水区，计算地下水资源量，然后根据井田分布的具体位置开展相应的水害防控工作。位于地下水强径流带的单个或连片矿井，地下水持续补给性强，可采取以“堵”为主、以“疏”为辅的防控措施，尽可能地切断地下水持续径流通道，从源头上消除矿井水害隐患。位于局部富水性强、以静储量为主区域的矿井，采取以“疏”为主的防控措施，彻底消除矿井水害隐患。

4 结论

a.对榆神矿区矿井防治水目前存在的一些疑惑进行了剖析，包括部分矿井涌水量大的形成机理、红土层是否含水、矿井涌水量预测与实际差别较大、弱富水含水层是否会形成矿井突水灾害等问题。

b.提出榆神矿区煤矿突水的直接水源是煤层顶板砂岩裂隙水，其含水层分布广泛，地下水径流缓慢，富水性弱，但持续供给能力较强，应从区域上认识其水文地质条件及对煤矿涌(突)水的“贡献”，揭示较大涌水矿井形成机理，探索经济合理的防治水与水资源保护对策，同时，不能忽视烧变岩、萨拉乌苏组等含水层对煤矿涌(突)水的影响。

c.针对含煤岩系、新生界的水文地质条件，大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律和岩层渗透性变化，建议开展联合攻关，探索矿井水害源头预防和区域治理技术方法，解决煤矿防治水中一些共性难题。

致谢：感谢长安大学郑书彦教授提供了保德组红土层水文地质条件研究的现场考察便利条件。

[1] 武强，赵苏启，孙文洁，等. 中国煤矿水文地质类型划分与特征分析[J]. 煤炭学报，2013，38(6)：901–905. WU Qiang，ZHAO Suqi，SUN Wenjie，et al. Classification of the hydrogeological type of coal mine and analysis of its characteristics in China[J]. Journal of China Coal Society，2013，38(6)：901–905.

[2] 武强，许珂，刘维. 再论煤层顶板涌(突)水危险性预测评价的“三图–双预测法”[J]. 煤炭学报，2016，41(6)：1341–1347. WU Qiang，XU Ke，LIU Wei. Further research on “three maps-two predictions” method for prediction on coal seam roof water bursting risk[J]. Journal of China Coal Society，2016，41(6)：1341–1347.

[3] 董书宁，姬亚东，王皓，等. 鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田典型顶板水害防控技术与应用[J]. 煤炭学报，2020，45(7)：2367–2375. DONG Shuning，JI Yadong，WANG Hao，et al. Prevention and control technology and application of roof water disaster in Jurassic coal field of Ordos Basin[J]. Journal of China Coal Society，2020，45(7)：2367–2375.

[4] 李智学，李明培，申小龙，等. 榆神矿区基岩顶面土层缺失机理分析及其防治水意义[J]. 煤田地质与勘探，2018，46(6)：102–107. LI Zhixue，LI Mingpei，SHEN Xiaolong，et al. Genetic analysis of the bedrock top surface soil layer deletion and its significance for water prevention in Yushen mining area[J]. Coal Geology & Exploration，2018，46(6)：102–107.

[5] 虎维岳，赵春虎. 蒙陕矿区地下水环境系统及采掘扰动[J]. 煤田地质与勘探，2017，45(2)：85–89. HU Weiyue，ZHAO Chunhu. Groundwater environment system and mining disturbance in coal mining area of Shaanxi-Inner Mongolia[J]. Coal Geology & Exploration，2017，45(2)：85–89.

[6] 靳德武，刘英锋，王甜甜. 巨厚砂岩含水层下厚煤层综放减水开采技术[J]. 煤炭科学技术，2020，48(9)：88–95. JIN Dewu，LIU Yingfeng，WANG Tiantian. Water-reducing mining technology for fully-mechanized top-coal caving mining in thick coal seams under ultra-thick sandstone aquifer[J]. Coal Science and Technology，2020，48(9)：88–95.

[7] 王生全，牛建立，刘洋，等. 锦界煤矿矿井涌水规律及其控制因素分析[J]. 煤矿安全，2014，45(2)：145–147. WANG Shengquan，NIU Jianli，LIU Yang，et al. Gushing water law and its control factors analysis of Jinjie Coal Mine[J]. Safety in Coal Mines，2014，45(2)：145–147.

[8] 蔺成森. 顶板巨厚砂岩水防治方法研究与应用[J]. 煤田地质与勘探，2019，47(增刊1)：81–85. LIN Chengsen. Research and application of water control of thick sandstone in coal roof[J]. Coal Geology & Exploration，2019，47(Sup.1)：81–85.

[9] 李永涛，杨建. 基于顶板水预疏放的首采工作面涌水规律[J]. 煤田地质与勘探，2019，47(4)：104–109. LI Yongtao，YANG Jian. Water inflow law of the first working face based on water pre-draining from roof[J]. Coal Geology & Exploration，2019，47(4)：104–109.

[10] 张保建，张克，高宗军，等．鄂尔多斯盆地侏罗系地下水系统及矿井防治水对策[J]. 煤炭科学技术，2016，44(3)：122–128. ZHANG Baojian，ZHANG Ke，GAO Zongjun，et al. Jurassic underground water system in Ordos Basin and mine water prevention and control countermeasures[J]. Coal Science and Technology，2016，44(3)：122–128.

[11] 焦养泉，王双明，范立民，等. 鄂尔多斯盆地侏罗纪含煤岩系地下水系统关键要素与格架模型[J]. 煤炭学报，2020，45(7)：2411–2422. JIAO Yangquan，WANG Shuangming，FAN Limin，et al. Key elements and framework model of groundwater system in Jurassic coal measures of Ordos Basin[J]. Journal of China Coal Society，2020，45(7)：2411–2422.

[12] 姬中奎. 柠条塔矿S1210工作面突水条件分析[J]. 煤矿安全，2014，45(8)：188–191. JI Zhongkui. Analysis on water inrush condition of S1210 working face in Ningtiaota Coal Mine[J]. Safety in Coal Mines，2014，45(8)：188–191.

[13] 杨佩. 榆神矿区顶板含水层涌(突)水条件综合研究[D]. 西安：西安科技大学，2017. YANG Pei. Roof acquifer water inrush condition in Yu-Shen mine area[D]. Xi’an：Xi’an University of Science and Technology，2017.

[14] 刘守强，武强，曾一凡. 《煤矿防治水细则》修订要点解析[J].煤炭工程，2019，51(3)：1–4. LIU Shouqiang，WU Qiang，ZENG Yifan. Dissection of the main points in “detailed rules for coal mine water prevention and control” modification[J]. Coal Engineering，2019，51(3)：1–4.

[15] 梁向阳，杨建，曹志国. 呼吉尔特矿区矿井涌水特征及其沉积控制[J]. 煤田地质与勘探，2020，48(1)：138–144. LIANG Xiangyang，YANG Jian，CAO Zhiguo. Characteristics and sedimental control of mine water outflow in Hujirt mining area[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(1)：138–144.

[16] 范立民，马雄德，蒋泽泉，等. 保水采煤研究30年回顾与展望[J]. 煤炭科学技术，2019，47(7)：1–30. FAN Limin，MA Xiongde，JIANG Zequan，et al. Review and thirty years prospect of research on water-preserved coal mining[J]. Coal Science and Technology，2019，47(7)：1–30.

[17] 徐智敏，孙亚军，高尚，等. 干旱矿区采动顶板导水裂隙的演化规律及保水采煤意义[J]. 煤炭学报，2019，44(3)：767–776. XU Zhimin，SUN Yajun，GAO Shang，et al. Law of mining induced water conduction fissure in arid mining area and its significance in water-preserved coal mining[J]. Journal of China Coal Society，2019，44(3)：767–776.

[18] 隋旺华，王丹丹，孙亚军，等. 矿山水文地质结构及其采动响应[J]. 工程地质学报，2019，27(1)：21–28. SUI Wanghua，WANG Dandan，SUN Yajun，et al. Mine hydrogeological structure and its responses to mining[J]. Journal of Engineering Geology，2019，27(1)：21–28.

[19] 范立民，向茂西，彭捷，等. 毛乌素沙漠与黄土高原接壤区泉的演化分析[ J]. 煤炭学报，2018，43(1)：207 –218. FAN Limin，XIANG Maoxi，PENG Jie，et al. Evolution analysis on springs in contiguous area of Maowusu Desert and Loess Plateau[J]. Journal of China Coal Society，2018，43(1)：207–218.

[20] 范立民，孙魁，李成，等. 西北大型煤炭基地地下水监测背景、思路及方法[J]. 煤炭学报，2020，45(1)：317–329. FAN Limin，SUN Kui，LI Cheng，et al. Background，thought and method of groundwater monitoring in large coal base of northwest China[J]. Journal of China Coal Society，2020，45(1)：317–329.

Thoughts on mine water control and treatment in Yushen mining area

FAN Limin1, SUN Kui1,2, LI Cheng1,2, NING Kuibin1, JI Ruijun2

(1. Key Laboratory of Mine Geological Hazard Mechanism and Control, Shaanxi Institute of Geo-Environment Monitoring, Xi’an 710054, China; 2. School of Geology and Environment, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China)

In order to scientifically explain the water gusting(bursting) events with large water inflow in Yushen mining area and provide basic information for mine water control and treatment, this paper analyzes the water bursting events and large mine water gusting situations in recent years, and questions such as formation mechanism of large water inflow in mine, hydrogeological property of red soil layer and accuracy of mine inflow prediction are put forward. It expounds how to break through the "mine field" scope and study groundwater system and water bursting source in terms of regions and focus on weakly water-rich aquifers such as Yan’an Formation, Zhiluo Formation, and Luohe Formation sandstone aquifer, looking for the water bursting source from diversion fissure zone. And the paper evaluates the hydrogeological conditions of each rock(soil) layer, permeability evolution of mining-induced strata(aquifers), as well as explore the source prevention of mine water disasters and ideas of regional governance. Based on the above thoughts, it puts forward that the hydrogeological conditions and the contribution to the water gusting(bursting) of coal mine should be recognized regionally to reveal the formation mechanism of large water inflow in mine. Hydrogeological complementary exploration to identify aquifer, water-resisting layer and their spatial occurrence relationship accurately should be strengthed. It is to explore the development law of water-conducting fracture zone under the environment of large mining height and large mining surface and put forward the prevention and control measures for mine water disasters based on strong runoff zone of groundwater with regional recognition and locally rich water area, which provides reference and help for the water disaster control and treatment in Yushen Coal Mine.

mine water control and treatment; water-preserved coal mining; source of water inrush; Yushen mining area

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TD741

A

1001-1986(2021)01-0182-07

2020-11-16；

2021-01-16

陕西省自然科学基础研究计划–陕煤联合基金重点项目(2019JLZ-03)

范立民，1965年生，男，山西曲沃人，教授级高级工程师，从事西部矿区水资源保护与矿山地质环境研究工作. E-mail：498518851@qq.com

范立民，孙魁，李成，等. 榆神矿区煤矿防治水的几点思考[J]. 煤田地质与勘探，2021，49(1)：182–188.doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.019

FAN Limin，SUN Kui，LI Cheng，et al. Thoughts on mine water control and treatment in Yushen mining area[J]. Coal Geology & Exploration，2021，49(1)：182–188.doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.019

(责任编辑 周建军)