浅析煤矿水文地质条件及其水害防治

时间：2024-04-25

宋波

摘要：煤矿开采过程中对水文地质条件的不了解是发生水害问题的重要原因。文章从煤矿的水文地质条件出发，首先简要分析了我国煤矿水文地质类型划分和水害特征，然后具体论述了矿井水害的防治措施，希望对我国煤炭的安全生产有所帮助。

关键词：煤矿；水文地质条件；水害特征

引言

煤炭是支撑我国社会经济发展的重要能源结构组成，近几年，随着社会对煤炭需求量的不断攀升，我国的煤炭生产工作又进入了新的发展时期。我国煤炭资源丰富，在全国各地均有分布，但是，这也导致了煤矿水害的特殊性，在当前阶段，水害已成为制约我国煤炭行业发展的重要因素之一。因此，加强对煤矿水文地质条件与水害特征的研究有着十分重要的意义。

1煤矿的水文地质条件

在煤矿开采过程中，需全面了解矿区水文地质条件，主要是为了保证施工人员的人身安全及煤矿能顺利生产。在实际的煤矿生产工作中，对煤矿安全生产造成威胁的影响因素主要有以下两方面：煤矿水文地质条件和地下水循环规律。因此，对水文地质资料的全面掌控是确保煤矿安全开采的前提。在煤矿开采前期，要对矿区水文地质资料进行全面调查与分析，掌握地下水分布特点、循环规律、腐蚀性能等多方面信息，并进行细致分析，利用科学计算方式预测评价出矿区水文地质条件是否符合开采要求。同时，对水文地质资料的全面掌控可以有效指导煤矿开发人员找到合适的开采位置，并建立相应的矿井主系统。另外，对含水层进行渗透、富水等相关指标的测试，同时测算其流水量和水动力，用来指导水害的防治工作可以有效提高煤矿生产的安全性，切实减少安全隐患。

2我国煤矿水文地质类型划分

我国煤矿水文地质类型划分依据主要是根據矿井及其周边是否存在老空积水、矿井受采掘破坏或影响的含水层性质和富水性及补给条件、矿井涌水和突水分布规律及水量大小、煤矿开采受水害威胁程度以及防治水工作难易程度等，把矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂及极复杂等4种类型。表1为我国各地区水文地质类型的总体情况。

表1 我国煤矿水文地质类型调查统计表

简单型：周边不存在老空积水；受采掘破坏或影响的含水层，补给条件差，补给来源少或极少；不存在突水；采掘工程不受水害影响；防治水工作简单。

中等型：周边存在少量老空积水且位置、范围、积水量清楚；受采掘破坏或影响的含水层，补给条件一般，有一定的补给水源；突水量小于600m3/h；采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全；防治水工作简单或易于进行。

复杂型：周边存在少量老空积水且位置、范围、积水量不清楚；受采掘破坏或影响的含水层，补给条件好，补给水源充沛；突水量大于600m3/h，小于1800m3/h；采掘工程、矿井安全受水害威胁；防治水工程量较大、难度较高。

极复杂型：周边存在大量老空积水且位置、范围、积水量不清楚；受采掘破坏或影响的含水层，补给条件很好，补给水源及其充沛；突水量大于1800m3/h；采掘工程、矿井安全受水害严重威胁；防治水工程量大、难度高。

3我国煤矿主要水害特征分析

3.1矿井涌水量特征分析

据不完全统计数据分析，我国煤矿最大涌水量与正常涌水量之间的平均比值为1.9，并且南方的比值普遍大于2，如云南、四川、重庆、湖南、广西以及福建等，其中，广西煤矿最大涌水量与正常涌水量之间的比值最高时达3.02。出现这种数值分布的主要原因是这些省份都属于季风性气候，尤其是在夏天，大量的降雨使得煤矿涌水量有了极为明显的增加。

一般情况下，矿井的正常涌水量与最大涌水量差距越大，大气降水、地表水等于矿井井下沟通越好。比如南方煤矿在雨季必须准备好足够的排水设备，否则容易发生水害灾难。如果煤矿在开采的过程中遇到暴雨、洪水等极端天气，必须停止煤矿开采，极端天气停止后经隐患排除后才能恢复生产，这种方式是最好的解决措施。

3.2富水系数特征分析

煤矿的富水系数指矿井生产过程中排除水量比煤炭产量所得到的值。根据数据统计分析，我国煤矿富水系数的平均值为2.04m3/t，包括福建、广西、江西、湖南、重庆以及四川等省市的煤矿富水系数均值已超过5m3/t。

4矿井水害的防治措施

4.1完善管理体系

完善的管理制度是保障生产安全的重要条件，其贯彻与落实是避免煤矿安全事故的重要手段，因此，各煤矿单位必须从健全管理制度入手，加强管理力度、改善管理水平，形成有规范性的管理体系。要求施工人员严格按照规定执行，避免随意开采现象，不仅降低水害发生几率，同时也提高对技术和施工人员的保护程度，确保采矿工程顺利进行。

4.2加强施工人员岗前培训

人的劳动与技术支持是确保煤矿开采顺利进行的基础，其安全保证措施的实施与应用是必不可少的，如提升作业人员的自我保护意识、施工操作水平等。因此，在煤矿开采前，需对施工人员进行全方面培训，促使施工人员对水害危险性了解，并掌握一定的预防措施，对水害发生前的征兆加以了解，同时保证技术能力、增强安全意识。

4.3做好勘察工作

矿区水文地质的勘察工作是进行开采任务的前提。通过先进勘察技术与现代科技手段的应用，对矿区进行深入的勘察与了解，并对勘察结果进行详细的记录，便于后期的处理与分析。通过对勘察数据的分析，勘察作业人员可以存在水害区域进行划分，使施工人员清楚了解地下水分布情况，进而完善施工计划，降低水害发生系数。

4.4水量观测要全面

考虑要周到进行水量观测时需对水的位置、深度、流向、压力、水质等进行全面检测和记录，同时对通风情况和瓦斯也要全面检查，保持排水畅通，各个部门、施工单位随时要保持联系。对于防水煤柱的预留工作落实责任，确定严禁开采防隔水煤柱这根红线。预留防水煤柱一般设置在工作位置和可能发生谁还位置的中间，是当前应用较为普遍的预防措施之一，当害爆发时，防水煤柱的存在可以有效阻隔水源的接近，最大限度避免作业人员受到伤害。

4.5运用堵截的方法治理矿井水患

堵截就是使用堵水材料对出水位置及相关通道进行围堵，这种方法能将水拦截住，避免水源接近人群，从而降低危险性，这种方法在中国矿井水害的防治中曾有所使用，效果比较让人满意。

4.6建设相应水闸墙和水闸门

水闸是将水害控制在一定范围内的重要措施，如当矿下发生水灾时，水闸可以保护矿井中央调配室等设备机房以及其他开采区不受水灾。水闸墙有两种形式：临时的及永久性的。顾名思义，临时性就是暂时抢险作用，事后需要重修；永久性就是永久关闭的挡水建筑墙。

4.7对雨季地表水的防治

地表水治理是保证矿井安全的首要防线，可在地表修筑排水设施，防止雨季时大量地表水渗入矿井中。所以在每年雨季来临时，都会成立防洪小组，组织做好这一工作。

结束语

水害是煤矿五大地质灾害之一，是制约我国煤炭行业发展的重要因素，而水害防治是一项复杂的系统性工程，这就要求各煤炭企业要根据煤矿的实际情况，严格遵循相关的治理原则，根据具体发生水害或可能发生水害的实际情况，探寻并实施有针对性的防治策略，制定水害防治方案，为保障煤矿生产安全提供坚实的保障。

参考文献：

[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿防治水规定.2009，（09）.

[2]刘忠全.神华集团公司煤矿水害防治技术[J/OL].煤炭工程，2017，（S2）：22-25.

[3]冯锦鹏.煤矿水文地质条件及其水害特征探究[J].能源与节能，2017，（08）：112-113.