我国矿井水害的基本特征及防治措施

我国矿井水害的基本特征及防治措施

摘要：本文分析了我国矿井水害的基本特征及其产生原因，笔者通过统计近十年矿井水害的事故起数、死亡人数及及“十一五”期间水害类型，分析了我国矿井水害发生发展的基本规律。介绍了矿井水害的防治措施及防治技术基本路线，提出了加强对新的采矿条件下矿井底板水突出机理的研究的建议。

关键词：矿井水害；基本特征；发展规律；防治措施

Basic characteristics of mine water hazard in China and the

control measures

Abstract：This paper analyzed the basic characteristics of mine water hazard and its causes, the author analyzed basic development and occurrence regularities of coal mine water hazards in China by statisticing the number of accidents and deaths during the last decade and the type of mine water hazard during the "Eleventh Five-Year" .Control measures and recommendations of the mine water hazard prevention technology basic line were I ntroduced, the author proposed to strengthen the study of the conditions under the new mining pit floor to highlight the mechanism of water.

Key words: mine water hazard;basic characteristics;development law;control measures

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水害。矿井水害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一，我国煤炭资源丰富，煤田分布广，聚煤时期多，但赋存状态差异性大且煤矿床水文地质条件复杂，开采过程中受到多种水体的威胁，是世界上矿井水害最严重的国家之一。而且，随着开采水平的延伸和开采范围的扩大，矿井生产向纵深发展，水患威胁日益严重，矿井水灾严重威胁煤矿安全生产和矿工的生命安全。

1.我国矿井水害的基本特征

1.1矿井水害分布具有明显的地域性特征

中国煤矿水害的分布有一定的规律性，它与含煤岩系的成煤环境、成煤地质构造的变迁、煤矿区自然地理气候特征及区域水文地质条件的因素有关。根据我国聚煤期的地质、水文地质特征，并考虑矿井水对生产的危害程度，可将我国煤矿划分六个水害区，如图1所示。其中华北和华南矿井水文地质条件极为复杂，水害十分严重。

华北石炭二叠系煤田的岩溶裂隙水水害区位于中国华北断块范围之内，北以阴山为界，西以贺兰山构造带为界，南至秦岭构造带，东临黄海。该区煤田分布范围大、可采煤层多、储量大、煤种齐全的焦煤和主焦煤重要产地，据国家煤矿安全监察局统计，核定生产能力为281 896万t/ a，占全国能力的66%，是我国主要的产煤区[1]。该区属亚湿润—亚干旱气候区，年降水量600~1000mm的约占70%，200~600的约占20%，主采石炭—二叠系煤层。寒武、奥陶系碳酸盐是区域富水性最丰富的含水层，它们是开采石炭二叠系煤层时，造成矿井水害的最主要的水源[2]。奥陶系石灰岩含水层水往往处于高承压状态，并经常通过构造裂隙、断层或陷落柱与上部的太原群薄层灰岩含水层组产生水力联系。矿井涌水量较大，突水频率高，最大突水量可达20530m3/ min，常使矿井淹没或部分淹没。区内面临的主要水害问题为煤层底板岩溶裂隙突水和老空透水以及矿井排水、供水、生态环保三者之间的矛盾与冲突。

图1 中国煤矿水害分区示意图

1-华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区；2-华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；3-东北侏罗

纪煤田的裂隙水水害区；4-西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；5-西藏—滇西中生代煤田的裂隙水

水害区；6-台湾古近纪、新近纪煤田的裂隙-孔隙水水害区

华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区位于淮阳古陆以南、川滇古陆以东的长江流域的苏南、皖南、江西、湖南、广东、广西、四川、贵州、云南等省。水害最严重的是晚二叠世龙潭煤系的主要煤田，分布区属湿润气候区，年降水量1200~2000mm的占95%以上。本区的煤矿水害主要以灰岩充水为主，其主要岩溶含水层有泥盆纪融县灰岩，石炭纪黄龙灰岩、船山灰岩、壶天灰岩，二叠系茅口灰岩、长兴灰岩和三叠纪大冶灰岩，而茅口灰岩是厚度最大，富水性最强的含水层[3]。煤系底部和顶部都有巨厚的碳酸盐岩溶含水层，地表溪河较多，岩溶发育。矿井主要受老空水、地表水和煤层顶、底板岩溶裂隙水等水害威胁，主巷道布设在强含水层内，出水、突水频繁，经常影响生产或淹井，正常涌水量较大，为23.745万m3/ h，最大涌水量达58.684万m3/ h，为全国之首。地面塌陷严重井下黄泥突出，堵塞井巷；矿井安全受到严重威胁，雨季更加危险[4]。

东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区位于中国东北和内蒙古东部的新华夏系巨型或一级沉降带内，属湿润—亚湿润气候区，年降水量400~600mm的占60%，600~800mm的占25%。主要受老空水、地表水和煤层顶板裂隙水等水害威胁，例如黑龙江省鸡西、七台河等煤矿经常发生老空透水事故，部分煤矿受季节性降水形成的地表汇流和第四系松散层水的威胁。煤矿正常涌水量7.85万m3/ h，最大涌水量11.757万m3/ h。

西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区位于昆仑—秦岭构造带以北，包括新疆、青海、甘肃西部以及宁夏和内蒙古的西部地区。分布区属干旱气候区，年平均降水量25~100mm的占80%，100~400mm的占20%。本区地表和地下均严重缺水，矿构地下水的补给和水交替能力差，矿坑涌水量小，仅少部分地区有地表水和老空水造成煤矿水害。这一地区煤层埋藏浅，开采后工作面顶板采动破坏带容易扩展至地面，矿井主要充水含水层为煤层顶板砂岩裂隙弱含水层和浅部第四系潜水。

西藏—滇西中生代煤田的裂隙水水害区位于昆仑—秦岭构造带以南、川滇构造带以西的西藏、四川西部和云南南部，属湿润—亚湿润气候区，年平均降雨量300~600mm的占55%，800~1000mm的占35%，1000~2000mm的占10%，该区煤炭储量仅占全国的0.1%，煤系一陆相碎屑岩为主，含水性若，水文地质条件简单，矿井水害不严重。