摘要：煤礦水文地質(zhì)對(duì)于煤礦防治水工作的開展具有十分重要的意義。結(jié)合斜溝煤礦地質(zhì)情況，分析了礦井含水層和隔水層分布、礦井充水條件和井田周邊采空區(qū)積水情況，以期為煤礦水害的防治提供一些思路。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；水文地質(zhì)；水害防治

斜溝井田各邊界均為人為劃定邊界，無(wú)自然邊界。井田東部邊界為石炭系出露區(qū)，外圍有奧陶系地層出露區(qū)，主要接受東部含水層的側(cè)向補(bǔ)給，為奧灰、太灰和砂巖裂隙孔隙含水層補(bǔ)給邊界。井田西部位于單斜構(gòu)造最低處，且無(wú)大的斷裂構(gòu)造存在，井田內(nèi)奧灰、太灰和砂巖裂隙孔隙含水層水從西邊流出，為一排泄邊界。井田地層呈近南北走向，且有連續(xù)起覆變化，總體來(lái)講南部略高于北部。奧灰含水層水位南部邊界處為+855m，北部邊界處為+851m，地下水由南向北徑流，而南部為人為邊界，未發(fā)現(xiàn)斷層等構(gòu)造發(fā)育，可視為補(bǔ)給邊界，北部為排泄邊界。要特別注意井田周邊的采空區(qū)積水及越界開采情況，以免采掘揭露這些區(qū)域引發(fā)透水事故[1-2]。因此，周邊小煤窯采掘邊界及積水范圍探測(cè)和防治應(yīng)為礦井重點(diǎn)的防治水工作。

1礦井含水層和隔水層分析

1.1含水層

井田主要含水層自下而上可劃分為：奧陶系巖溶含水巖組，石炭系太原組碎屑巖類裂隙含水巖組，二疊系含水巖組，三疊系碎屑巖類裂隙含水巖組，第四系、新近系松散巖類孔隙含水巖組。奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組厚度2.9～14.3m，平均厚度為7.4m，主要出露于井田界外東部，由東向西開始全部?jī)A沒(méi)于石炭系地層之下。井田內(nèi)O2f地層巖溶發(fā)育較差。奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組厚度224～248m。石炭系太原組碎屑巖類裂隙含水巖組為井田內(nèi)13號(hào)煤層開采的充水水源之一，各含水層之間有泥質(zhì)隔水巖組，使得各含水層之間水力聯(lián)系減弱。二疊系下統(tǒng)碎屑巖類裂隙含水巖組含水層主要為中、粗粒砂巖。二疊系上統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)碎屑巖類裂隙含水巖組以砂巖裂隙含水層為主，屬弱富水含水層。第四系、新近系松散巖類孔隙含水巖組新近系上新統(tǒng)分布在溝谷兩側(cè)和溝頂?shù)幕鶐r頂面上，含水層以礫石為主，厚度不穩(wěn)定，局部礫石層較厚，富水性較好，單井出水量可達(dá)100～500m3/d。

1煤田地質(zhì)勘查工作的現(xiàn)狀

1.1煤田地區(qū)的地質(zhì)勘查工作無(wú)法滿足實(shí)際的需要早在改革開放之前我國(guó)很多的煤田地區(qū)就意識(shí)到地質(zhì)勘查工作的重要性，針對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況制定了一系列的工作計(jì)劃，為煤炭行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，特別是地質(zhì)勘探和礦井的防治水工作有了很大的進(jìn)步。但是隨著改革開放的深入，很多的管理機(jī)制出現(xiàn)了調(diào)整，基本的水文地質(zhì)勘查的發(fā)展也受到一定的阻礙。為了滿足實(shí)際經(jīng)濟(jì)的需要，全國(guó)開始大力開采煤礦，過(guò)分重視能源的開采，而忽視了水文地質(zhì)勘查工作，給煤田地區(qū)帶來(lái)了很大的危害，不利于煤炭的可持續(xù)利用。

1.2煤田地區(qū)的礦井防治水工作依舊得到了很好的發(fā)展隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于煤礦能源的需求逐漸增加，煤炭行業(yè)開始出現(xiàn)了事業(yè)的發(fā)展期，但是由于長(zhǎng)時(shí)間的開采很多大型的煤田上部的資源已經(jīng)開始枯竭，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，開始實(shí)行深部的能源開采工作。深部開采工作不僅對(duì)開采技術(shù)提出了更高的要求，還會(huì)給地下環(huán)境造成一定的影響，因此在能源開采中開始重視煤礦的防治水工作，延長(zhǎng)礦井的使用壽命，為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。各個(gè)地方的政府部門開始結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡V井情況來(lái)制定相關(guān)的防治水方案，投入大量的資金來(lái)加強(qiáng)地下環(huán)境的保護(hù)，減少能源開采帶來(lái)的不利影響。例如山西省的礦業(yè)集團(tuán)開始將防治水以及水文地質(zhì)勘查作為未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，利用先進(jìn)的治理技術(shù)來(lái)緩解煤田地區(qū)的自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的持續(xù)發(fā)展。

1.3煤田地區(qū)的環(huán)境問(wèn)題引起了重視由于長(zhǎng)期不規(guī)范的開采行為，使得煤田地區(qū)的水土環(huán)境受到極大的傷害，當(dāng)?shù)鼐用竦纳钜彩艿接绊?。在建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的條件下，各地的發(fā)展開始重視自然環(huán)境的保護(hù)。國(guó)家加大了對(duì)煤田地區(qū)的資金投入，針對(duì)不同地區(qū)的自然環(huán)境制定了相應(yīng)的工作計(jì)劃，在發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的同時(shí)也應(yīng)該重視地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)，這樣才能更好更快地實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展。

1.4煤田地區(qū)受到各級(jí)部門的重視在煤田地區(qū)生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的條件下，各級(jí)政府為了適應(yīng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念，開始轉(zhuǎn)變煤礦開采的管理，將水文地質(zhì)勘查工作作為工作的重心。例如很多地方的政府部門開始擴(kuò)大對(duì)大型煤礦地區(qū)的水文地質(zhì)勘查范圍，根據(jù)勘查的結(jié)果來(lái)制定相應(yīng)的煤炭開采計(jì)劃。國(guó)家財(cái)政還針對(duì)現(xiàn)今各大煤礦區(qū)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況設(shè)置了專門的水文地質(zhì)勘查項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，為煤田的今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。設(shè)置的水文地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)需要對(duì)各地煤田的具體情況進(jìn)行調(diào)查并記錄，政府資金的支持以及部門的協(xié)助，可以大大改善煤田地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境。

2煤田地質(zhì)勘查中的水文地質(zhì)問(wèn)題

摘要:地下水等水文地質(zhì)災(zāi)害作為礦井建設(shè)中的多發(fā)事故，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)煤礦建設(shè)質(zhì)量與安全造成嚴(yán)重威脅。文章以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范展開探究，文中筆者在分析加強(qiáng)礦井建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害研究必要性的基礎(chǔ)上，對(duì)地下水防治的原則與要求進(jìn)行分析，并結(jié)合自身實(shí)際對(duì)相應(yīng)的防治措施進(jìn)行介紹，最后還對(duì)其他安全輔助措施進(jìn)行總結(jié)分析，希望能夠?qū)?shí)現(xiàn)煤礦建設(shè)中的水文地質(zhì)災(zāi)害防范起到良好的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞:煤礦建設(shè)；水文地質(zhì)災(zāi)害；地下水；必要性；防治措施

0引言

煤礦生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中各類水文地質(zhì)災(zāi)害一直是威脅作業(yè)安全的重要因素之一，而這些水文地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因便是地下水，因此對(duì)地下水的防治便成為了煤礦建設(shè)乃至生產(chǎn)中始終如一的重點(diǎn)內(nèi)容。加強(qiáng)對(duì)地下水的有效防治，其目的在于保障煤礦建設(shè)生產(chǎn)安全，避免災(zāi)害事故的出現(xiàn)；科學(xué)、合理地減小礦井涌水量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的優(yōu)化并改善建設(shè)作業(yè)環(huán)境；鑒于這些目的，在進(jìn)行地下水防治時(shí)必須充分立足礦井生產(chǎn)實(shí)際，采取具有針對(duì)性的防治措施，從而做到地下水威脅的有效消除。

1加強(qiáng)礦井建設(shè)中水文地質(zhì)災(zāi)害研究的必要性

1.1有助于提升煤炭開采作業(yè)安全性

本文作者：陳正華1，2周斌1，2鄧智1，2作者單位：1外生成礦與礦山環(huán)境重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶研究中心

現(xiàn)有資料及存在的問(wèn)題

本次研究工作收集了武山礦區(qū)詳勘報(bào)告以及大量剖面圖、平面圖、水文地質(zhì)圖等圖件，讀取鉆孔數(shù)據(jù)資料169個(gè)。在對(duì)資料進(jìn)行整理后發(fā)現(xiàn)，建立該礦區(qū)水文地質(zhì)模型存在如下困難：①巖體穿越泥盆系到三疊系所有地層，在GMS中建模存在一定難度；②鉆孔分布不均，主要是探礦鉆孔，分布在礦體附近；③礦區(qū)南部缺少鉆孔控制，僅有的少量鉆孔且深度也不夠。

解決方案

在GMS中，建立Solid模型一般采用“horizon”方法，“horizon”指的Solid實(shí)體中出現(xiàn)的每個(gè)地層上界面，自下而上依次編號(hào)，故在層序正常地層中應(yīng)用廣泛。而研究區(qū)中心出現(xiàn)大型侵入巖（γ），使原有的正常層序地層被打亂。針對(duì)這種情況，將武山巖體（γ）假設(shè)為某一沉積地層，厚度在沒(méi)有巖體出現(xiàn)的地方湮滅，以這種方式嘗試在有巖體出現(xiàn)地方建立水文地質(zhì)模型的可行性?？紤]到Q覆蓋了所有地層以及巖體，定義其horizonID為最上層8，而武山巖體穿越除了Q以外的其他沉積地層，將其horizonID設(shè)置為7，其余地層的horizonID自老至新依次設(shè)置為1～6，按照這種horizonID設(shè)置再按步驟建立水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。另外，根據(jù)現(xiàn)有資料，在深入研究礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層厚度及展布的基礎(chǔ)上，依據(jù)剖面圖、地質(zhì)圖等資料，虛擬鉆孔78個(gè)，從而解決鉆孔分布不均以及深度不夠的問(wèn)題。圖1為武山礦區(qū)分布的247個(gè)鉆孔。

建立水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型

摘要:我國(guó)的建筑工程建設(shè)迎來(lái)了一個(gè)全新的局面，使得其相關(guān)研究技術(shù)也有了新的提升，地質(zhì)勘察工作是房屋建筑前期的一項(xiàng)重要工作，只有經(jīng)過(guò)了準(zhǔn)確的地質(zhì)勘查才能更好地進(jìn)行建筑工程的建設(shè)的后續(xù)工作，水文地質(zhì)測(cè)試作為地質(zhì)勘查中的一個(gè)重要部分，在地質(zhì)勘查中起到了獨(dú)特的作用，水文地質(zhì)的研究對(duì)象主要包括檢測(cè)位置的地下水的分布情況以及成分組成等，本文主要闡述水文地質(zhì)的主要評(píng)價(jià)內(nèi)容、測(cè)試狀況以及地下水的危害。

關(guān)鍵詞:地質(zhì)勘查；水文地質(zhì)；測(cè)試與研究

水文地質(zhì)測(cè)試與研究工作是看展后續(xù)地質(zhì)勘查工作的重要前提，但是很多勘查人員都忽略了這項(xiàng)準(zhǔn)備工作，導(dǎo)致地質(zhì)勘探工作出現(xiàn)各種問(wèn)題。然而在實(shí)際的地質(zhì)勘查工作過(guò)程中，一般的巖土相關(guān)工程的勘察結(jié)果極少與水文參數(shù)有直接關(guān)聯(lián)，一些沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到水文地質(zhì)的重要性的人人為水文地質(zhì)測(cè)試只是一項(xiàng)具有象征意義的工作，工作規(guī)劃中沒(méi)有它的存在，一般情況下也只是對(duì)其做出常規(guī)性評(píng)價(jià)，本文希望通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)的相關(guān)闡述引起地質(zhì)勘測(cè)人員對(duì)水文地質(zhì)測(cè)試的重視，以便更好地進(jìn)行地質(zhì)勘察工作。

1水文地質(zhì)的具體評(píng)價(jià)內(nèi)容

1.1應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害，提出防治措施。當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生，會(huì)對(duì)工程建筑產(chǎn)生極大的影響。例如地下水位如果突然上升，必然會(huì)降低淺基礎(chǔ)地基的承載力。而在有地震、砂土液化的地區(qū)則會(huì)加劇液化速度，進(jìn)而巖土體產(chǎn)生變形、失穩(wěn)等不良的地質(zhì)作用。另外，在寒冷地區(qū)會(huì)產(chǎn)生地下水的凍脹方面的不良影響。然而，拿建筑物本身來(lái)說(shuō)，如果地下水位在壓縮層內(nèi)，也就是基礎(chǔ)底面以發(fā)生了上升變化，水浸濕和軟化巖土，進(jìn)而降低了地基土的強(qiáng)度，增大其壓縮性，此時(shí)建筑物就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉降問(wèn)題，最終影響到地基，使其嚴(yán)重變形。

1.2工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要，查明有關(guān)水文地質(zhì)問(wèn)題，提供選型所需的水文地質(zhì)資料。在地質(zhì)工作中，做好資料的收集工作和熟悉工作是對(duì)后續(xù)工作的前提準(zhǔn)備。1.3應(yīng)從工程角度，按地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題，如：對(duì)埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性。對(duì)選用軟質(zhì)巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地，應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)上述巖土體可能產(chǎn)生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂、粉上時(shí)，應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性。當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層，應(yīng)計(jì)算和評(píng)價(jià)基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性。當(dāng)在地下水位以下開挖基坑的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行富水、滲透試驗(yàn)，并對(duì)因人工降水而引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性做出評(píng)價(jià)。