礦床充水分析以及對(duì)策

楊 斌

(河南龍宇能源有限公司 車集煤礦生產(chǎn)科，河南 永城 476600)

1 礦床充水條件分析

1.1 自然充水水源

1.1.1 大氣降水

地下水的主要循環(huán)來(lái)源就是大氣降水，大氣降水直接就能造成所有礦床充水。

1.1.2 地表水源

分部在海上，湖泊，河流，水庫(kù)和其他水蘊(yùn)藏量豐富的地區(qū)，自然條件和礦床開采礦床開采后地表水，礦區(qū)水文地質(zhì)勘探和礦山水文地質(zhì)最重要的優(yōu)先級(jí)是評(píng)估的一個(gè)重要指標(biāo)開采煤炭?jī)?chǔ)量的價(jià)值。

1.1.3 圍巖地下水源

圍巖地下水源完全按類型：1。消除煤層中的充滿水的巖石接觸關(guān)系可分為充水巖石和間接的充水巖石;2可分為不同的巖石，砂礫石孔隙充水礦床及巖的性質(zhì)充滿了水的礦床與充水巖石的位置，根據(jù)對(duì)縫的裂縫可分為周邊滿水礦床，地板水礦床和頂板水充滿水礦床。

1.2 礦床充水強(qiáng)度分析

在自然界中分布礦床，單充水的水和裝滿水的通道是罕見(jiàn)的?？梢钥闯觯瑥乃牡刭|(zhì)的橫截面，上部和下部煤層(體)通常是分布式的充滿水的含水層組。要找出哪些是充滿水的巖石?這是不充水巖石?這是一種強(qiáng)烈的充水巖?這是一個(gè)充滿水的弱巖石?為了回答這些問(wèn)題被稱為充水強(qiáng)度分析礦床。

2 加強(qiáng)礦井水防治有效措施

2.1 完善礦井防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置和隊(duì)伍建設(shè)

大水礦區(qū)都要成立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。集團(tuán)公司總經(jīng)理和礦長(zhǎng)分別是防治水的第一責(zé)任者，相應(yīng)的總工程師負(fù)技術(shù)責(zé)任。每個(gè)礦要設(shè)地測(cè)科和鉆探隊(duì)。地測(cè)科要有3-4名礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)人員，負(fù)責(zé)資料的搜集和分析工作;鉆探隊(duì)要有專業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)鉆探資料的搜集和分析工作。

2.2 建立健全的防治水制度

礦井之間的防煤柱和邊界煤柱，要按照有關(guān)規(guī)定留設(shè)，遵循《煤礦安全規(guī)程》。要調(diào)查清楚礦井附近的小煤窯開采狀況，把小煤窯開采范圍和充水地質(zhì)有關(guān)的情況調(diào)查清楚，對(duì)大礦有威脅的小煤窯要絕不遷就姑息，一定要關(guān)掉。

堅(jiān)決貫徹“有疑必探、先探后掘”的原則。遵循《防治水工作條例》的要求，制定切實(shí)可行的探放水措施，尤其是對(duì)老空水。要經(jīng)常性的對(duì)防治水煤柱、小煤窯和老空水進(jìn)行檢查，對(duì)斷裂帶“先探后注”，分清頂板水害和底板水害，以防淹采區(qū)、淹井事故的發(fā)生。

2.3 落實(shí)完善防治水工程設(shè)施

集團(tuán)公司和礦每年為水務(wù)項(xiàng)目的預(yù)防和治療的準(zhǔn)備，并認(rèn)真組織實(shí)施。預(yù)防和治療水項(xiàng)目資金需要得到保證。礦井水的儲(chǔ)槽，泵的容量，必須適合于水的流入，并有一個(gè)備用。我們必須堅(jiān)持在雨季“三防”檢查。有突水危險(xiǎn)的礦井突水危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置在水門。在正常生產(chǎn)中，需要定期地打開水門的檢查和維護(hù)，以確保順利在任何時(shí)候關(guān)閉。淹沒(méi)的礦井達(dá)到的水平隔離和孤立從礦區(qū)。應(yīng)積極采用新的檢測(cè)，準(zhǔn)確的手段，發(fā)現(xiàn)前面的水和水通道，成熟的水文地質(zhì)情況，更深之破壞防滲層可以用注漿加固，水帷幕關(guān)閉和其他新技術(shù)。

3 我國(guó)在防治水方面的有效技術(shù)

針對(duì)我國(guó)煤礦區(qū)日益嚴(yán)重的頂板涌(突)水問(wèn)題，本技術(shù)首次提出了解決煤層頂板涌(突)水條件定量評(píng)價(jià)的“三圖—雙預(yù)測(cè)法”。這套新思路已分別在開灤荊各莊礦和東歡坨礦均得到了成功地應(yīng)用。通過(guò)分析荊各莊礦礦井水文地質(zhì)背景，本技術(shù)首先對(duì)煤9頂板直接充水含水層的富水性和開采頂板冒落的安全性進(jìn)行了分區(qū)研究;在此基礎(chǔ)上，復(fù)合疊加二者分區(qū)特征，提出了煤9頂板冒落涌(突)水條件綜合分區(qū)的劃分方案;最后運(yùn)用國(guó)際最先進(jìn)的Visual Modflow三維水流與水質(zhì)可視化專業(yè)軟件對(duì)即將回采的2099、2393兩工作面的工程涌水量和頂板直接充水含水層的采前預(yù)疏放方案進(jìn)行了動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。因此，本技術(shù)在應(yīng)用多源地學(xué)信息復(fù)合原理進(jìn)行充水含水層富水性綜合分區(qū)、和據(jù)煤9覆巖段巖性巖相變化特征校正沿用《規(guī)范》經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算裂隙帶高度、以及運(yùn)用國(guó)際上最先進(jìn)的可視化專業(yè)軟件進(jìn)行回采工作面整體和分段工程涌水量預(yù)測(cè)等方面，在學(xué)術(shù)上具有一定進(jìn)展，在整個(gè)華北型煤田的頂板涌(突)水條件定量評(píng)價(jià)方面具有極其重要的推廣應(yīng)用前景。

煤炭生產(chǎn)急需解決采掘工作面和巷道掘進(jìn)前方小構(gòu)造預(yù)報(bào)的實(shí)際問(wèn)題，利用現(xiàn)代國(guó)家的最先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)(GIS)知識(shí)，可以根據(jù)收集的煤炭生產(chǎn)處理了大量的廉價(jià)的煤炭和礦井構(gòu)造分析和地球物理數(shù)據(jù)及鉆探結(jié)果，使用了一套新的多源地理信息復(fù)雜疊加的研究思路，礦井構(gòu)造預(yù)測(cè)地理信息系統(tǒng)的物理概念模型的第時(shí)間，總結(jié)了具體預(yù)報(bào)的工作程序和方法，開辟一個(gè)新的領(lǐng)域的研究應(yīng)用小結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)是非常廣闊的前景。

4 可視化地下水模擬評(píng)價(jià)新型軟件系統(tǒng)(Visual Modflow)與礦井防治水

由于系統(tǒng)化和可視化等特點(diǎn)，Visual Modflow作為目前國(guó)際上最盛行的三維地下水資源模擬評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)軟件系統(tǒng)，同時(shí)由于系統(tǒng)的軟硬件運(yùn)行環(huán)境要求不高，我國(guó)目前大多數(shù)科研、院所和生產(chǎn)單位均可滿足提供，因此，這套系統(tǒng)應(yīng)該在我國(guó)有關(guān)行業(yè)迅速普及推廣。這是盡快消化吸收發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、與國(guó)際科技界接軌的迫切需要。

Visual Modflow在我國(guó)礦井防治水研究中應(yīng)用潛力巨大，特別是三維溶質(zhì)運(yùn)移模擬、流線示蹤模擬和任意均衡域的水均衡計(jì)算等，開灤礦務(wù)局東歡坨礦煤層8頂板涌(突)水條件定量研究課題對(duì)它的成功應(yīng)用說(shuō)明，Visual Modflow可為合理制定礦井防治水決策方案提供重要的科學(xué)依據(jù)。

［1］武強(qiáng).華北型煤田礦井防治水決策系統(tǒng).北京：煤炭工業(yè)出版社，1995;

［2］武強(qiáng)，2002，礦井水災(zāi)防治，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社;

［3］武強(qiáng)等，2005，礦山環(huán)境研究理論與實(shí)踐，地質(zhì)出版社;

［4］武強(qiáng)等.試論煤層頂板涌(突)水條件定量評(píng)價(jià)的“三圖—雙預(yù)測(cè)法”.煤炭學(xué)報(bào).2000(1);

［5］武強(qiáng)等.華北型煤田排-供-生態(tài)環(huán)保三位一體優(yōu)化結(jié)合研究.中國(guó)科學(xué).1999(6);

［6］武強(qiáng)等.GIS技術(shù)在預(yù)報(bào)煤層回采前方小構(gòu)造中的應(yīng)用潛力.煤炭學(xué)報(bào).1999(2);

［7］武強(qiáng)等.基于GIS的礦井水文地質(zhì)信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用.煤炭科學(xué)技術(shù).2001(11);