中國煤礦水文地質類型劃分與特征分析

陳建杰

[摘要]為從全國范圍內對中國的主要煤礦聚集區(qū)進行水文地質類型和特征的總體認識，從宏觀歸納煤礦賦存的整體規(guī)律，進而為未來中國煤炭低迷過渡期煤炭開采的水文地質調查起到指導性作用，本文總結過去十年鼎盛時期的全國煤炭開采、生產經驗，著眼于全國四大主要聚煤區(qū)通過系統(tǒng)的統(tǒng)計、分析嚴密分析了全國煤礦水文地質類型劃分、中國煤礦水文地質類型特征，并從全國范圍內的煤礦分布、涌水量、類型復雜度和富水系數(shù)等方面進行了廣泛的歸納總結。

[關鍵詞]煤礦水文地質 類型劃分 礦井水害 防治技術 歸納總結

[中圖分類號] P345 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-2-1

1全國礦區(qū)區(qū)域地質概況

我國煤田分布極其廣泛，在空間分布上可以說是遍及整個中國，并且各個成煤時期的煤炭都有賦存。根據我國各個煤田的賦存特征和水文地質特征，為便于進行我國煤田的水文地質分區(qū)，大致可分為四個主要的聚煤區(qū)，即以河北、山東、河南為主的華北煤區(qū)、以湖南、湖北、福建、江蘇、安徽、江西等為主的華南煤區(qū)（包括臺灣）、以新疆、寧夏、甘肅為主的西北西南煤區(qū)、以黑龍江、吉林、內蒙古東部、遼寧西北為主的東北煤區(qū)。

我國煤礦水文地質劃分具有深遠的意義，首先其以指導整個礦區(qū)、礦井的災害水防治。礦井水文地質劃分工作的對象范圍偏向中小范疇，一般以礦井為主的較小范圍，并時常兼顧礦井開采水平或煤礦某一煤層。在進行礦井水文地質類型劃分時，要綜合考慮自然因素和人文因素。

我國煤礦礦井面臨著巨大的礦井自然水害，因此，在全國范圍內礦井進行全面的水文地質類型劃分顯得尤為重要 ，下圖為我國范圍內礦井分布與已劃類型礦井數(shù)。

2主要礦區(qū)礦井水文地質條件

在全國范圍內，礦井分布遍布全國，四大主要聚煤區(qū)占據中國八九成的面積，我國地域廣泛，水文地質區(qū)域性強，因此，為科學準確的進行水文地質區(qū)域的劃分顯得尤為重要。

2.1華北礦區(qū)水文地質分析

華北礦區(qū)時代主要為新生代-第三紀、中生代-侏羅世、古生代-二疊紀、古生代-石炭世等，含煤地層主要有山東黃縣組、山西、陜西、河南、太原組等，形成了黃縣、大興、京西、大同、宣化、平頂山等為主的礦區(qū)建設，該區(qū)礦井頂板多為沙質、泥質巖性，該地區(qū)的主要水文地質問題為頂?shù)装逵馑蛎?，頂板較為難管理。自然地理是以太行山為界，東低（海拔400以下），為低洼華北平原；西高（海拔1000-2000m）為高原區(qū)。年平均氣溫0度-14度，由西向東逐漸增大。

2.2東北礦區(qū)水文地質分析

東北煤炭聚集區(qū)主要集中在新生代-第三紀、中生代-侏羅世、古生代-二疊世，形成了以撫順、沈北、阜新、北票、雞西、鶴崗、鐵法等為主的礦區(qū)建設，上覆巖層巖質以玄武巖、凝灰?guī)r、砂質巖、泥質巖為主。地形高差變化較大，東西、北面分布長白山、大小興安嶺山脈，平均海拔530-2100m；中部為松遼平原，海拔平均為50-200m；丘陵過渡區(qū)海拔約為550m。東北礦區(qū)的氣候以寒冷為主要特征，南部夏季多為有雨，集中在夏季的六月七月八月，全年雨量將近900毫米。溫差變化較大。

2.3華南礦區(qū)水文地質分析

華南礦區(qū)時代分布主要為新生代-第三紀、中生代-侏羅世、中生代-三疊紀、古生代-二疊紀等，形成了以粵西南紫凝組、桂西南紫凝組、浙江毛弄組、浙西鳥灶群等含煤地層為主的茂名礦區(qū)、小龍?zhí)兜V區(qū)、西灣礦區(qū)、平樂礦區(qū)、嘉悅礦區(qū)等，巖性以海陸交替相、砂質巖、泥質巖、泥質巖等，水文地質工程難題主要有巖性膠結不好、施工地質條件差等問題。自然地理高差變化大、東南丘陵海拔559-980m，其中主要有四川盆地、長江-珠江中下游平原。水系分布較為廣范，長江、珠江大水系及其相關分支水系廣布。

2.4西南西北礦區(qū)水文地質分析

西北西南礦區(qū)煤層分布主要以新生代-第三紀、中生代-白堊世、古生代-二疊紀、古生代-石炭紀等為主，形成了河西走廊、大黃溝群、隴西窯街群等含煤地層。主礦區(qū)的巖性特征為陸相、沙質巖、泥質巖為主，含煤地層有滇西、騰沖組等，自然地理特征為：主要是沙漠盆地，海拔200-500-1000m，西南多為高原，海拔3000-6000m。氣候特征為：屬于干旱性氣候、降雨量較小、蒸發(fā)量較大，降雨少的地區(qū)在50毫米以下，年平均降雨量100-200mm，該區(qū)域的礦區(qū)礦井水文地質條件簡單，往往不是充水而是解決供水問題，這個問題區(qū)別與中國其他地區(qū)的礦區(qū)水文地質問題。

3煤礦水文地質類型劃分

根據我國礦井分布與開采特征，結合全國范圍內的水文地質條件等，將我國的水文地質類型劃分為簡單型、中等型、復雜型、極復雜型等四種方式。

（1）簡單型：充水條件較好，礦井較為干旱，位于侵蝕基準面以上的礦井類型。主要包括：寧夏祖山礦、四川渡口礦等；

（2）中等型：遠離地表水體、無松散含水層覆蓋、充水條件好，主要以裂隙斷層水為主要的充水源。主要有北京長溝峪礦、安徽淮南各礦、東北雞西恒山礦等；

（3）復雜型：充水巖層以巖溶含水層類為主的礦井，頂板為膠結不好的礦井，主要以山東新汶礦、山東黃縣礦、山東棗莊礦為主。

（4）極復雜型：厚層強巖熔灰?guī)r為煤層直接頂?shù)装澹页Ｅc地表水體相連接，煤層的隔水層較為稀薄，開采過程中已發(fā)生滲水透水。受松軟的上覆巖層影響較大。全國范圍內的此類煤礦主要有廣西合山礦、山東淄博礦區(qū)、江蘇徐州等。

4結論

本文著眼于全國范圍內的礦區(qū)與礦井幾十年的工作經驗與開采實踐，對全國的礦井分布進行了水文地質類型的劃分與總結，為將來的深部礦井開采、礦井水害治理等奠定了基礎。剖析了我國四大聚煤區(qū)的氣候、水文地質、水文地質問題等進行了深入的分析，得到了很多結論與教訓，為將來的礦井開采的理論與技術創(chuàng)新創(chuàng)造了條件。

參考文獻

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