煤矿水文地质条件及水灾害影响因素分析

煤矿水文地质条件及水灾害影响因素分
析
摘要：水灾害严重影响着煤矿作业的安全性与进度，结合山西省煤矿开发的实际情况，针对容易出现水灾害的具体原因，尝试提出有效的解决对策，以期提高煤矿生产作业的安全性，也推动煤矿企业的可持续发展。

关键词：煤矿水文地质条件；水灾害；影响因素分析
1煤矿主要水害类型
1.1 顶板水害
在开展煤矿开采作业时，含水层受到一定波及，容易出现顶板水害。

一般情况下，沟通工作面与含水层的通道为冒落带及导水裂缝带。

在煤矿开采环节，损坏煤岩体，进而导致岩层断裂，引发含水层水渗透下流、透砂。

为此，根据上覆岩层断裂破坏情况，也存在不同的顶板水害类型。

1.1.1 冒落带
冒落带与煤层的联系紧密，在采煤作业环节，由于上方岩层破碎冒落，岩体逐渐堆积于采空区。

这些不规则的岩体堆积，被称为不规则冒落带。

由于上覆岩层沉降带来的巨大压力，破碎的岩体在压力作用下密度不断加大，甚至形成了再生顶板。

由于分层开采作业，多频次的开采增大了岩块的破碎程度，由于不连续岩块的堆积压密，内部存在的大量空隙，为上覆岩层含水层溃水溃砂带来机会。

1.1.2 裂隙带
裂隙带的发育类型主要有两种形式：①由于岩层下沉弯曲，导致岩体弯曲变形，岩体在破裂后的部分会贯穿于岩层与岩层斜交或垂直，破裂的岩层也存在一定的整体连续性；②由于层间岩体存在力学性质上的差异，导致岩层弯曲下沉不
同步，进而出现离层裂隙。

由于上部离层裂隙与下部的垂直裂隙贯通，降低了岩层的含水性，增加了出现水害的概率。

1.1.3 弯曲下沉带
弯曲下沉带主要分布在地层表面和裂缝带之间，弯曲下沉带的岩层变为软岩层和软土层时，就会出现弯曲现象，但不会产生断裂问题。

由于弯曲下沉带与岩石能够保持原本的透水性能，所以即使在出现裂缝时，也不会有较强的连通性，虽然会增加渗透率，但对整体的影响较小。

一般在煤矿作业环节，对弯曲下沉带的裂缝也不会过多考虑。

1.2 烧变岩水害
煤炭在自燃的同时，在覆岩灼烧的影响下，岩体逐渐变为红白相间的变形岩体（图1）。

顶板岩石与自然煤层之间的距离、厚度，影响着燃烧对岩石的破坏程度。

一般情况下，地下水以上裸露的煤层为烧变岩分布的主要区域，由于煤层燃烧是逐渐发展为深部的趋势，因此在燃烧过程中产生的热量，导致覆岩当中出现裂纹与孔隙，储存了一定量的地下水。

图1 矿区内的烧变岩
由于受到底板褶皱构造的控制，烧变岩富水性有着分带性特征。

如若熄火边界处于岩石的倾伏侧，一侧为火成岩单斜储水构造，另一侧则为输水构造。

如若该区域存在背斜构造，在受到风氧化侵蚀的影响下，烧变岩两侧都有成为储水构造区的可能（图2），进而存在出现烧变岩水害的风险。

图2 烧变岩的孔隙成为良好的储水空间
2煤矿水灾害影响
2.1 威胁矿山采矿安全
水害严重阻碍了煤矿生产作业的推进，也对施工人员的人身安全带来了威胁。

结合近年来的煤矿安全事故案例，其中绝大多数都是由于水害导致的淹井、塌井
造成的，对矿山采矿安全的影响不容忽视。

2.2 降低矿山工程的进度和经济效益
煤矿正常的工作环境在地下水汇集的影响下，后续生产作业无法有效推进。

矿井大量的积水，让工作的难度直线上升，后续的采煤作业无法推进，甚至整体
矿山工程的进度都会受到影响。

而对煤矿企业而言，大量的地下水积水也造成了
无法挽回的经济损失。

在出现地质水害的同时，煤矿生产作业必须停止，后续的
防灾抗灾工作也需要大量的成本投入，对煤矿企业而言也有较大的成本压力，影
响了企业的利润创收及后续发展，甚至如果没有做出妥善处理，也会影响煤矿企
业的社会效益。

作为高危行业，一旦出现水文地质安全事故，对采矿行业而言将
会是一次毁灭性的打击。

此外，安全事故对煤矿开采设施的破坏也是致命的，大
量的煤矿设备机械，不仅会产生经济损失，也会进一步危害员工的生命安全。

因此，需要及时做好水灾害的预防处理，防止影响地区矿区经济发展。

2.3 矿山地区生态环境被破坏
如若通过排水的方式处理矿床岩溶充水，在排水的同时也会带走一定的泥砂，破坏矿洞原有的力学平衡，甚至容易引发溶洞塌陷等一系列严重的问题。

在持续
降雨的天气下，一旦出现矿井坍塌等问题，大量的地表水也会迅速涌入，彻底淹
没矿井。

对煤矿企业而言，在遭受巨大经济损失的同时，也彻底失去了矿井资源，破坏了矿山地区的生态环境，经济及社会双重效益受到打击。

3煤矿水文地质灾害防治对策
3.1 提高采矿安全意识，重视灾害预防工作
煤矿企业想要获得更高的经济效益，提高煤矿生产效率，就必须坚持安全原则，做好对煤矿安全事故的预防工作。

为此，需要煤矿企业确立安全工作的重要
地位，在煤矿开采作业环节，帮助工作人员贯彻安全预防的生产理念。

开展关于
采矿安全的宣传教育活动，也可以尝试借助奖惩制度，让工作人员重视安全预防，确保煤矿生产的安全性。

想要发挥出水文地质勘探的价值，就必须保障矿区作业
的安全，才能开展后续作业环节。

了解地下水的特征及未来运动规律，结合了解
到的信息及勘探结果，制定合理有效的水灾害预防与治理方案，将防治水的责任
落实到个人，才能从根本上提高煤矿生产的安全性。

3.2 强化煤矿水文地质工作基础
尝试引入先进的煤矿开采及勘探设备，用高新技术设备，及时了解地下水、
井下水的地质数据信息，深入精确的勘测矿区周围水文地质。

在水文地质勘探环
节也必须坚持“预防预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，深入掌握
水文地质的相关信息，准确预测容易出现水灾害的位置及原因。

在此基础上制定
合理的预防与应对方案，在煤矿开采作业环节，落实防控方案及相关措施。

从长
期和短期角度分别做出规划，用完善的准备工作推动煤矿的安全生产，提高煤矿
企业的经济效益。

3.3 逐步完善矿井下的防治水措施
由于季节的影响，煤矿地区的地下水位也会有明显变化。

在不同的季节，也
需要煤矿企业做出相应的准备。

在降水量较多的夏季，煤矿企业对煤矿的安全隐
患要开展及时排查，对水文地质情况的勘探也要更加频繁，这样才能在水害的萌
芽阶段及时处理，降低矿井的安全风险。

相关作业人员也必须严格遵守煤矿的安
全作业制度，佩戴相应的工作设备与制服。

也需要专业的防治水人才开展盯查工
作，确保煤矿作业流程更加规范。

针对灾害也能及时制定防治对策，在水灾害发
生的第一时间，降低对人员及煤矿企业的损伤与破坏，确保煤矿作业的有序推进。

4结语
矿井水患对矿业发展产生了极大的影响，通过顶底板导水通道涌入地下采矿
空间的地下水，带来了巨大的经济损失与人员伤亡。

为此，煤矿水文地质条件及
水灾害影响因素分析，就有着极大的现实意义。

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