徐在雄

（欽州礦務(wù)局 稔子坪煤礦，廣西 欽州 535038）

《煤礦防治水規(guī)定》要求，礦井每3年要對本單位的水文地質(zhì)情況進(jìn)行研究，編制礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告，由此重新確定本單位的礦井水文地質(zhì)類型。因此，分析和研究本礦井的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況就成了礦井水文地質(zhì)類型劃分或重新確定的重要工作和前提條件。對本礦的水文地質(zhì)情況以及防治水情況了解得越全面，分析得越透徹，研究得越清楚，則礦井的水文地質(zhì)類型劃分得越準(zhǔn)確。

礦井水文地質(zhì)類型的劃分是在系統(tǒng)整理、綜合分析礦床勘探和礦井生產(chǎn)建設(shè)等各個階段所獲得的水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是一個資料收集、系統(tǒng)整理、科學(xué)分析的系統(tǒng)工程；其格式和內(nèi)容及要求都在《煤礦防治水規(guī)定》中作出了明確規(guī)定，在此不再一一復(fù)述。本次主要是就礦井在水文地質(zhì)類型的劃分當(dāng)中必須注意的幾個關(guān)鍵性指標(biāo)，結(jié)合自己在礦井水文地質(zhì)類型重新確定過程中的體會作初步探討和總結(jié)。礦井水文地質(zhì)類型劃分的關(guān)鍵性指標(biāo)論述如下:

1 含水層的單位涌水量及其可比性問題

含水層的富水性是研究礦井水文地質(zhì)條件的一個重要參數(shù)。而含水層的富水性是由鉆孔的單位涌水量（q）決定的，因此，含水層的單位涌水量非常重要，它是劃分礦井水文地質(zhì)類型的一個指標(biāo)之一。含水層的富水性與鉆孔單位涌水量和水文地質(zhì)類型劃分類別之間的關(guān)系如表1所示。

表1 單位涌水量與含水層富水性和礦井水文地質(zhì)類型相互關(guān)系表

由上表可知，含水層的鉆孔單位涌水量（q）非常關(guān)鍵，它決定了含水層的富水性和礦井的水文地質(zhì)類型。

評價含水層的富水性，進(jìn)而劃分礦井的水文地質(zhì)類型，鉆孔單位涌水量是以抽水鉆孔的口徑為91mm、抽水水位降深10m為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的；若鉆孔口徑、水位降深與上述不符時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行換算后再確定鉆孔單位涌水量，否則不具有可比性。我國各個礦井在抽水試驗(yàn)時，由于各自所具備的條件不同，故抽水孔的口徑和水位降深往往與上述規(guī)定不一致，這就需要進(jìn)行單位涌水量的換算。單位涌水量的換算方法是:先根據(jù)抽水時涌水量Q和水位降深S的數(shù)據(jù)，用最小二乘法或圖解法確定Q=f（S）曲線，根據(jù)Q—S關(guān)系曲線確定水位降深10m時抽水孔的涌水量，再用下面的公式計(jì)算孔徑為91mm時的涌水量，最后將涌水量Q91除以10便是調(diào)整后的單位涌水量（q）。

式中，Q91，R91，r91——孔徑為91mm的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；

Q孔，R孔，r孔——孔徑為r的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑。

在換算公式中，如果礦井沒有以孔徑91mm進(jìn)行過抽水試驗(yàn)，也就無法知道孔徑為91mm時抽水的影響半徑，則上述的公式無法使用，怎么辦？為了保證單位涌水量（q）具有最大程度上的可比性，稔子坪煤礦的做法是:用孔徑100mm的實(shí)際抽水影響半徑作為孔徑91mm的影響半徑（在一般情況下，抽水孔孔徑相差不大時，在同一地點(diǎn)做抽水試驗(yàn)的影響半徑往往差別很?。?，這樣就可以運(yùn)用公式換算水位降低10m、孔徑為91mm的涌水量了。

單位涌水量（q）經(jīng)過換算之后，參考前表，就可以確定礦井的水文地質(zhì)類型。

2 礦井老空水積水量的計(jì)算問題

煤礦老空水是礦井發(fā)生突透水的重要充水水源，也是礦井防治水的重點(diǎn)部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，老空水事故約點(diǎn)水害事故的80%以上，因此，如何較準(zhǔn)確地計(jì)算采空區(qū)的老空水積水量就顯得尤其重要。

生產(chǎn)中的礦井或多或少都存在采空區(qū)和采空區(qū)積水，有的還存在小煤窯老窯積水。一般來說，礦井采空區(qū)的位置和范圍比較容易確定，但采空區(qū)的積水量往往不容易準(zhǔn)確計(jì)算，這涉及到采空區(qū)的給水性問題（給水性是指巖石在重力作用下能自由流出一定水量的性能）。稔子坪煤礦計(jì)算采空區(qū)積水量的方法是:在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)過統(tǒng)計(jì)先確定部分采空區(qū)的給水率（給水率是采空區(qū)積水量與采空體積的比率），再由點(diǎn)到面，運(yùn)用確定的給水率計(jì)算各采空區(qū)在疏排水點(diǎn)水位線以下部分的積水量。下表是稔子坪煤礦部分采空區(qū)給水率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表。

表2 稔子坪煤礦部分工作面采空區(qū)給水率統(tǒng)計(jì)表

各個礦山的采空區(qū)給水率往往不相同，同一礦山的給水率在不同的地段和不同的采煤方法下也有差異。一般來說，頂?shù)装鍨閳?jiān)硬巖層時采空區(qū)的給水率較高，頂?shù)装鍨檐浫趸驑O軟弱巖層時給水率較低；煤層采厚大時給水率較高，采厚小時給水率偏低；刀柱式和長壁式采煤方法所形成的采空區(qū)給水率也不盡相同。這就要求各個礦山根據(jù)自身的實(shí)際情況，在生產(chǎn)實(shí)踐過程中總結(jié)和統(tǒng)計(jì)有代表性的采空區(qū)給水率，以便于較準(zhǔn)確地計(jì)算整個礦山的采空區(qū)積水量，從而指導(dǎo)礦山的防治水工作。

3 礦井涌水量和礦井突水量的含義以及相互關(guān)系問題

礦井某個涌水點(diǎn)的涌水量是指含水層或含水體中的水經(jīng)過一定的充水途徑或通道通過該地點(diǎn)進(jìn)入采掘系統(tǒng)或在用巷道系統(tǒng)空間的水量。礦井總涌水量其實(shí)就是進(jìn)入采掘系統(tǒng)或在用巷道系統(tǒng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）的所有涌水點(diǎn)涌水量的總和，它包括采空區(qū)出水量或泄水量、礦井歷年各個疏排水點(diǎn)的涌水量，以及礦井各個突水點(diǎn)的突水量等。而礦井突水量是指含水層或含水體中的水突破隔水體而突然進(jìn)入采掘系統(tǒng)空間的水量。礦井突水時具有突然性，往往也具有一定的水壓，突水量一般較大，很容易造成水災(zāi)。因此，突水量必然作為礦井水文地質(zhì)類型的劃分指標(biāo)之一。

含水層或含水體中的水通過隔水體而進(jìn)入采掘系統(tǒng)空間的水量不一定都是突水量。例如，在頂板覆巖中存在松散含水層但已進(jìn)行了先疏后采的工作面，往往在工作面的回采過程中頂板產(chǎn)生少量的滴淋水或者滲透水（疏排后頂板含水層的殘存積水），但是由于這樣的頂板滲透水早已處于可預(yù)測的范圍之內(nèi)，水量有限，而且沒有突然性，也沒有水頭壓力，不會影響安全生產(chǎn)，故這樣的涌水量不應(yīng)算作礦井突水量。再如，在已經(jīng)對采空區(qū)進(jìn)行疏排水或者抽放水的前提下，靠近采空區(qū)邊緣布置采掘工作面時，采空區(qū)中的殘存積水往往會緩慢滲透流入采掘工作面；但這樣的水量小，也不存在水頭壓力，更沒有突然性，不影響礦井的安全生產(chǎn)，這樣的采空區(qū)滲水量不應(yīng)算作礦井突水量，而應(yīng)該歸入礦井正常涌水量的一部分。稔子坪煤礦歷年來都是把先疏后采的工作面所產(chǎn)生的少量滲透水當(dāng)作工作面的正常涌水量，而不認(rèn)為是礦井突水量。

某個工作面的突水點(diǎn)一旦產(chǎn)生，其突水量往往變化波動較大，其中最大的涌水量峰值就是該點(diǎn)的最大突水量。最大突水量是決定礦井最大涌水量的重要因素之一。而當(dāng)一個突水點(diǎn)的水量經(jīng)過長期的觀測并已證實(shí)是處于某一個較穩(wěn)定的流量（或者流量越來越小），并且是處于安全狀態(tài)的前提下，該突水點(diǎn)在以后產(chǎn)生的涌水量就構(gòu)成了礦井的正常涌水量（前提是對突水點(diǎn)采取疏排水而不封堵）。另一方面，礦井歷年來產(chǎn)生的各個疏排水點(diǎn)，其涌水量一般比較穩(wěn)定，它們是礦井正常涌水量的最重要的組成部分。但在歷年的疏排水點(diǎn)中，當(dāng)某個舊的疏排水點(diǎn)由于充水水源或者充水途徑發(fā)生了重大變化，致使該點(diǎn)的涌水量突然增大而對礦井的安全生產(chǎn)造成威脅時，該涌水點(diǎn)就轉(zhuǎn)變成了礦井的突水點(diǎn)而不是正常的疏排水點(diǎn)了；其新產(chǎn)生的水量也變成了礦井突水量，而不再是原先的該點(diǎn)的礦井正常涌水量了。

以上是礦井涌水量和礦井突水量的含義及其相互關(guān)系。弄清楚了它們的含義及關(guān)系，就可以很容易地確定礦井的突水量、礦井的正常涌水量和最大涌水量，這對于正確劃分礦井的水文地質(zhì)類型非常重要。

4 開采受水害影響程度分析

各個礦井由于本身所處的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同，故開采時受水害影響的程度也不相同。例如，水文地質(zhì)條件極復(fù)雜的礦井，在井下開采時礦井往往突水頻繁，采掘工程和安全生產(chǎn)肯定會受到水害的嚴(yán)重威脅；水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，在平時的生產(chǎn)過程中礦井會時有突水，而一旦產(chǎn)生突水，礦井的采掘工程和安全生產(chǎn)也會受到水害的威脅，但其威脅程度不如水文地質(zhì)條件極復(fù)雜的礦井嚴(yán)重；水文地質(zhì)條件屬中等的礦井偶有突水，采掘工程受水害影響，但基本上不威脅礦井的安全生產(chǎn)；水文地質(zhì)條件簡單的礦井無突透水，采掘工程不受水害影響。以上說明了一點(diǎn):不同的水文地質(zhì)類型決定了礦井在開采時受水害的影響程度，礦井的水文地質(zhì)類型與礦井開采時受水害影響的程度是呈正相關(guān)的緊密聯(lián)系的。

既然礦井在開采時受水害的影響程度與礦井的水文地質(zhì)類型存在著緊密的正相關(guān)關(guān)系，我們就可以從礦井開采時受水害的影響程度來判別和劃分礦井的水文地質(zhì)類型，這也是為什么把“開采時受水害影響程度”作為礦井水文地質(zhì)類型的分類指標(biāo)之一的原因。例如，某個礦井在開采時突水頻繁，安全生產(chǎn)受到水害的嚴(yán)重威脅，則可以把該礦井劃入水文地質(zhì)條件極復(fù)雜的類型。再如，廣西欽州礦務(wù)局稔子坪煤礦在近幾年的礦井開采過程中，礦井偶有突水，但突水量一般不大，均小于100m3/h；采掘工作面由于采取邊疏邊采的防治水方法，故工作面在局部地段往往產(chǎn)生少量的采空區(qū)滲透水或者滴淋水，工作面或多或少會受到滲透水的影響，但不威脅礦井的安全生產(chǎn)。針對礦井的這一實(shí)際情況，我們就把稔子坪煤礦的水文地質(zhì)條件在這一指標(biāo)之下劃分為“中等”類型。其它礦井應(yīng)該按照本礦在開采過程中受水害的實(shí)際影響程度來劃分本礦的水文地質(zhì)類型。

5 防治水工作的難易程度分析

一般來說，水文地質(zhì)條件復(fù)雜或極復(fù)雜的礦井，其防治水的工程量大，技術(shù)要求較高，從而至使防治水的難度增大；而水文地質(zhì)條件屬中等或簡單類型的礦井，其防治水的工作簡單或易于進(jìn)行。防治水工作的難易程度與礦井的水文地質(zhì)類型也存在著緊密的正相關(guān)關(guān)系。因此，從防治水工作的難易程度也就可以揭示或者判別出礦井的水文地質(zhì)類型。如果某礦在防治水方面投入了大量的資金，設(shè)計(jì)并施工了大量的防治水工程，而且技術(shù)要求和難度都很高，往往反映了該礦井的水文地質(zhì)類型是屬于極復(fù)雜的類型。廣西欽州礦務(wù)局稔子坪煤礦是實(shí)行先疏后采（對采空區(qū)）和邊疏邊采（對基本上已被疏干的頂板第三含水層）的防治水方法，采空區(qū)和頂板含水層中的積水都是在井下由高往低的自然流動狀態(tài)下疏排完成的，礦井目前不必進(jìn)行專項(xiàng)的防治水工程設(shè)計(jì)，不必進(jìn)行專項(xiàng)的探放水，故稔子坪煤礦近幾年來的防治水工作較簡單和易于進(jìn)行，但效果非常顯著。因此，在此指標(biāo)上將稔子坪煤礦的水文地質(zhì)類型劃分為中等類型。

6 結(jié)束語

在全國范圍內(nèi)，煤礦企業(yè)近年來多次發(fā)生了大規(guī)模的井下突透水事故，人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失慘重。因此，安全生產(chǎn)警鐘長鳴，防治水工作任重道遠(yuǎn)。而礦井水文地質(zhì)類型的劃分或者每3年的重新確定正是防治水工作的前提條件，礦山的防治水工作必須依據(jù)該礦井所從屬的水文地質(zhì)類型來進(jìn)行，只有這樣才能做到有的放矢，事半功倍。因此，礦井水文地質(zhì)類型的劃分是一項(xiàng)重要的工作。我們只有在充分領(lǐng)會礦井水文地質(zhì)類型劃分的幾個關(guān)鍵性指標(biāo)的基礎(chǔ)上，全面收集和整理礦井的地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，并加以系統(tǒng)的綜合分析和研究，才能較準(zhǔn)確地劃分礦井的水文地質(zhì)類型。

［1］國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦防治水規(guī)定[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2009，11.

［2］袁河津.煤礦防治水知識培訓(xùn)教材[M].江蘇:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009，10.

［3］柴登榜.礦井地質(zhì)工作手冊[S].北京:煤炭工業(yè)出版社，1984，10.

［4］何善才.廣東省欽縣稔子坪煤礦地質(zhì)勘探報(bào)告[R].廣東:724地質(zhì)隊(duì)，1961，6.