煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應研究

謝克俊

摘要：近年來，隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的逐步推行，環(huán)境問題越來越受到社會各界的關注，尤其是水文地質問題。本文針對目前煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應現(xiàn)狀以及存在的問題，提出幾點有效的措施和建議，從而提高研究煤礦開采誘發(fā)的水文地質效益的質量和水平，優(yōu)化煤礦開采誘發(fā)的水文地質的效果。

關鍵詞：水文地質效應；煤礦開采；地下水系統(tǒng)；反饋環(huán)

1.水文地質效應及礦井地下水系統(tǒng)

據相關資料顯示，煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應就其本質而言是指在整個煤礦開采擾動過程和采礦工程系統(tǒng)中二者地下水系統(tǒng)相互作用結合而出現(xiàn)的綜合結果。

其中輸入條件變化包括：疏排水后水位降落漏斗擴展造成的補給面積變化，奪取淺部的天然排泄量變?yōu)榫掠克浚蓜訉е碌叵滤c地表水連通而增加的補給量等。輸出變化包括：由開采前的泉水和泄流排泄為主變?yōu)榫氯斯づ判篂橹?，開采過程中突水事故不斷產生新的出水點和排泄通道。

2.水文地質效應在煤炭開采勘探中的重要性分析

在對煤炭資源進行地質勘探的過程中，最主要的就是對資源及水文地質進行勘查，由此可見，在地質勘查的過程中，有很大一部分都是依據水文地質的情況來判定的，這主要是由于巖石中含有大量豐富的地下水資源，這些地下水資源能夠對其產生直接或者是間接的影響，從而提高整個地質勘查的科學性和有效性。相反，如果對水文地質沒有一個合理的地質勘查的認識就很難達到預期的目標，還有一些勘查結束后常常會由于地下水而出現(xiàn)一系列的地質危害，從而直接影響了整個地質勘查的穩(wěn)定性和可靠性，因此，加強對水文地質效應研究對于地質勘查的意義重大。

3.南桐煤礦有限公司開采誘發(fā)的水文地質效應實例分析

重慶市萬盛經開區(qū)南桐煤礦有限公司坐落于重慶市東南137公里處，屬于黔北高原與四川盆地過渡區(qū)的丘陵地帶。礦區(qū)下轄兩個井田，區(qū)內河溪眾多，蒲河、劉家河、麻板河、洗布河均流經礦區(qū)。礦區(qū)地面最低標高+265m。本區(qū)屬亞熱帶盆地內陸性氣候，溫濕多雨，年平均降雨量1250mm。

南桐煤礦有限公司自1938年開始采煤，現(xiàn)已開采至-700m水平。幾十年的開采擾動，地下水系統(tǒng)發(fā)生了很大變化，其水文地質效應和勘探方法主要表現(xiàn)在下列幾個方面：南桐煤礦有限公司開采誘發(fā)的水文地質效應物理地質勘探法：這種方法主要是針對劃定的目標區(qū)域中所蘊含和呈現(xiàn)出的相關巖石的物理特性，通過物理方法，總結此區(qū)域的物性特征，并且以圖表的信息反映在紙上，然后和地球物理模型進行分析和對比，進一步檢測和勘查此區(qū)域的資源蘊含和地下水分布及富水情況，從而確定是否開采此區(qū)域。（2）電子信息地質勘探法：這主要是指工作人員要對此區(qū)域之前已經得到的信息，進行全面的分析和總結，然后綜合考慮其地質地貌、物理特性、化學特性等方面，借鑒之前的經驗和數據，這是一種科學便捷的地質勘查方法，值得在實際中廣泛使用。（3）化學地質勘探法，是指當某些不同水文地質條件，其水質特征不同，采取的一種科學有效的手段，它主要是根據水質特征不同，其中蘊含的不同元素呈現(xiàn)出不同的特點，工作人員可以利用這一特性，制作地下水分布特征模型和表格，這樣能夠大大簡化工作的難度。（4）計算機地質勘探法，這種方法主要依托于計算機系統(tǒng)，根據這一系統(tǒng)實現(xiàn)地質勘探工作，根據必要的系統(tǒng)理論，進行有效的分析和研究，建立一個大規(guī)模的電子集成信息系統(tǒng)，通過對子系統(tǒng)提供的信息進行整合分析，相互解調，不斷創(chuàng)新，在實踐的基礎上創(chuàng)新，在創(chuàng)新的基礎上實踐，從而提高信息采集工作的效率。

目前南桐煤炭有限公司采煤活動主要是改變了當地的礦區(qū)地下水系統(tǒng)的輸入、輸出通道，因此其具體表現(xiàn)為以下幾點：

1）礦區(qū)地表沉降以及裂隙情況

南桐煤礦有限公司礦區(qū)主要是在采區(qū)邊緣的地表周圍發(fā)育而出現(xiàn)了沉降以及裂隙情況，一般寬20—40mm，長10余m，深15m左右。如5404采區(qū)一張裂隙寬達5.6m，長120m，人可以下到14.7m處，接下來，使用垂球進行二次測量，結果為深度大約保持在50m左右，而其中出現(xiàn)的裂縫情況，直接使得大量的河水流入地表以下，從而擴大了整個井下的補水量。

2）礦區(qū)采煤出現(xiàn)的巖溶塌陷情況

南桐煤礦有限公司—井發(fā)生過采礦誘發(fā)的巖溶塌陷等情況。

事例1：在南桐煤礦有限公司一井風井斜井掘過程中，1978年6月20日遇一順層發(fā)育的巖溶大裂隙，平均寬2.5m，高0.8m，順斜井長20m，直通劉家河，致使涌水量由30m³/h突然增至100m³/h。與此同時劉家河底也曾經出現(xiàn)了嚴重的塌陷而逐步成為了巨大的大漩渦，尤其是礦上動員了全礦人員進行臨時河道的搶修工作，最終才能夠使塌陷處被堵住。

事例2：南桐煤礦有限公司一井風井附近劉家河床長興灰?guī)r出露地段，2002年5月由于私人小煤礦偷采河床煤柱，造成河床長興灰?guī)r出露地段產生塌陷坑長十幾米，河水直接潰入井下，造成南桐煤礦有限公司一井、二井及魚田堡煤礦有限公司井下被淹，直接經濟損失上億元。

綜上所述，隨著我國社會經濟不斷向前發(fā)展，煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應研究工作是企業(yè)發(fā)展必不可少的重要環(huán)節(jié)和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分，由此可見，相關企業(yè)和部門要針對實際過程中出現(xiàn)的水文地質問題采用不同的方法進行勘探，這不僅能夠提高我國煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應研究的整體水平，與此同時還能為水文地質勘查工作提供新的思路。煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應其本身就具有系統(tǒng)性以及連續(xù)性等優(yōu)勢，因此很容易采礦誘發(fā)水文地質效應，形成一系列的地下水系統(tǒng)，這種地下水系統(tǒng)是由原始的水系統(tǒng)中某些特點結合形成的，通過一定的采礦手段、方式、方法、強度以及規(guī)模而逐步形成和演變，最終形成的?？傊覈鐣洕陌l(fā)展離不開資源的支撐，因此提高我國煤礦開采誘發(fā)的水文地質效應研究及水文地質勘探水平，能夠從根本上實現(xiàn)經濟效益和社會效益的最大化，這需要黨和國家、相關部門、企業(yè)、工作人員等各方面的共同努力，清楚的認識到水文地質問題在地質勘查中的重要性，以達到興利防害的目。