中国煤矿水文地质类型划分与特征分析

发布时间：2016-10-13 21:50

本文关键词：中国煤矿水文地质类型划分与特征分析，由笔耕文化传播整理发布。

第38卷第6期2013年；6月；JOURNALOFCHINACOALSOCIET；煤炭学报；Vol.38No.6Jun.；2013；文章编号:0253-9993(2013)06-0；中国煤矿水文地质类型划分与特征分析；武强1,赵苏启2,孙文洁1,崔芳鹏1,吴晨1；(1．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家；摘要:为了落实《煤矿防治水规定》与《煤矿安全规

　第38卷第6期　2013年

6月

JOURNALOFCHINACOALSOCIETY

煤　　炭　　学　　报

Vol.38　No.6　Jun.　

2013　

　　文章编号:0253-9993(2013)06-0901-05

中国煤矿水文地质类型划分与特征分析

武　强1,赵苏启2,孙文洁1,崔芳鹏1,吴　晨1

(1．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京　100083;2．国家煤矿安全监察局,北京　100713)

摘　要:为了落实《煤矿防治水规定》与《煤矿安全规程》之要求,根据全国26个省(区、市)调查数据与信息,经过系统地统计和分析,笔者总结提出了我国煤矿水文地质类型划分的基本状况和特征,并从煤矿数量、涌水量、富水系数、类型复杂程度、专门防治水机构、从业技术人员、持证探放水工和专用探放水钻机等方面,分析了全国和各省市区煤矿的基本特点、成立、配备与保障情况,剖析了我国四大主要聚煤区的煤矿水文地质类型特点、面临的主要水害难题和防治水组织机构与保障措施等。

关键词:煤矿;水文地质类型划分;矿井水害;聚煤区中图分类号:P641．4　　　文献标志码:A

Classificationofthehydrogeologicaltypeofcoalmineand

analysisofitscharacteristicsinChina

(1．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafeMining,ChinaUniversityofMining&Technology(Beijing),Beijing　100083,China;2．StateAdministra-tionofCoalMineSafety,Beijing　100713,China)

WUQiang1,ZHAOSu-qi2,SUNWen-jie1,CUIFang-peng1,WUChen1

Abstract:Inordertoimplementthedemandsof“RuleofMinePreventionandCureWaterDisaster”and“CoalMineSafetyRegulations”,thebasicsituationandcharacteristicsofhydrogeologicaltypeclassificationinChina’scoalminein26provinces,autonomousregionsandmunicipalities.Meanwhile,thecoalbasiccharacteristics,establish-numberofcoalmine,waterinflow,watercontentcoefficient,complicatedextentofhydrogeologicaltype,specializedde-partmentsofcontrollingwater,technicalpersonnel,workerswithcertificateforwaterdrainageandspecialdrillingma-chinesofdischargingwater.Thecharacteristicsofhydrogeologicaltype,thedifficultiescomingfromthemainwaterdis-aster,theorganizationofwaterpreventionandcontrolandsafeguardmeasuresinthefourmajorcoal-accumulationre-gionswerealsostated.

Keywords:coalmine;hydrogeologicaltypeclassification;minewaterdisaster;coal-accumulationregion　　《煤矿防治水规定》自2009-12-01起正式实施,《煤矿安全规程》(防治水部分)自2011-03-01起施行,这两项关于矿井防治水领域的国家技术标准和部门规章相辅相成,加之矿井水害防治理论的发展,我国煤矿防治水工作已大踏步地迈入了新时期[1-20]。

为进一步加强煤矿防治水基础工作,了解掌握全2012年组织开展了以省为单位的全国煤矿水文地质类型划分结果调查统计与分析工作。

根据全国26个省(区、市)统计,截止2012-06-国煤矿水害现状和特点,国家煤矿安全监察局于

ment,equipmentsandsecuritysituationwereanalyzedinthewholenationandeveryprovince,cityandregionfromtheweresummarizedandputforwardafterthesystematicallysurveying,countingandanalysingofthedataandinformation

收稿日期:2013-01-04　　责任编辑:韩晋平

　　基金项目:国家自然科学基金资助项目(41272276,51174289);教育部创新团队联合资助项目(IRT1085)

　　作者简介:武　强(1959—),男,内蒙古呼和浩特人,教授,博士。Tel:010-62314681,E-mail:wuq@cumtb．edu．cn

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1　类型划分结果

2013年第38卷

30,全国上报煤矿总数为12985个,其中有11504个煤矿开展了矿井水文地质类型划分。划分的煤矿中水文地质条件极复杂型矿井78个,复杂型矿井8271)。全国煤矿共设有防治水机构10559个,从事防治水专业技术人员18748名,持证探放水工42181名,专用探放水钻机23828台

。

个,中等型矿井4141个,简单型矿井6458个(图

Fig．1　Classificationofhydrogeologicaltypein

China’scoalmine

图1　中国煤矿水文地质类型划分调查统计

根据本次全国调查统计,所有煤矿均组织开展了水文地质类型划分的有北京、江苏、湖北和新疆4个省市区;开展煤矿类型划分超过了95%的有安徽、福建、山东、河南、湖南、云南、陕西、甘肃8个省区;不到50%的有河北、宁夏、青海3个省区(图2,图中新疆兵团简称兵团,图3,4同)。未能上报类型划分的煤矿主要属于兼并重组、长期停产或没有开展类型划分工作等矿井。水文地质类型复杂和极复杂型煤矿共905个(表1),主要分布在:山西、黑龙江、安徽、山东、河南、湖南、重庆、四川、贵州等9个省区,占全国煤矿复杂、极复杂矿井总数的74．3%。这些地区常发生重特大突(透)水事故,是我国煤矿防治水工作重点监管监察的省区。

表1　全国煤矿水文地质类型复杂和极复杂矿井统计

hydrogeologicaltypeinChina

Fig．2　Totalnumberofcoalmineineveryprovinceandthenumberofcoalmineclassifyinghydrogeologicaltype

图2　各省煤矿总数及进行类型划分矿井数量的对比

有:河北、山西、内蒙古、黑龙江、江西、山东、河南、湖南、重庆、四川、贵州、云南和陕西13个省区,约占全国煤矿每年总排水量的83．2%。煤矿排水量最大的地区达9亿m3。

Table1　Coalminesofextremelycomplexandcomplex

1000m3/h,其中河南18处,河北11处,山东7处,内蒙6处,黑龙江5处,陕西3处,山西、广西、重庆各2处,辽宁、江苏、安徽、江西、四川各1处。地下开采煤矿的矿井涌水量最大的是位于陕西省的神东锦界煤矿,矿井正常涌水量高达4900m3/h,最大涌水量煤矿,矿井正常涌水量为4500m3/h,最大涌水量为5400m3/h。露天开采煤矿最大的是位于内蒙古最大涌水量为12500m3/h。

达5499m3/h;其次是位于河南省的焦煤集团演马庄东部的元宝山煤矿,矿井正常涌水量为11250m3/h,1．9,合计最大涌水量与正常涌水量之比≥2的省区云南9个省区(图3),这些省区大部分地处南方,受季节性降雨影响较大。广西煤矿最大涌水量之和是

全国煤矿合计最大涌水量与正常涌水量之比为

　　全国共有61处煤矿的矿井正常涌水量超过

2　矿井涌水量和富水系数特征

2．1　矿井涌水量特征

据本次调查统计,全国近年煤矿每年实际排水量达71．7亿m33的省区

包括:广西、湖北、江西、重庆、贵州、湖南、四川、福建、

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正常涌水量之和的3．02倍,为全国之最。重庆三汇最大涌水量是正常涌水量的20．2倍;广西合煤公司11500m3/h,最大涌水量是正常涌水量的6．2倍。东矿斜井,正常涌水量1860m3/h,最大涌水量

二矿正常涌水量657m3/h,最大涌水量13250m3/h,

3．2　专业技术人员配备情况

全国目前共有防治水专业技术人员18748名,平均每个煤矿配置1．63名。北京、河北、山西和山东专业技术人员配备较多,辽宁、湖北和广西省区每个3．3　持证探放水工配备情况

全国目前共有持证探放水工42181名,平均每个煤矿有3．67名。北京、河北、山东和河南平均每个矿井配备的探放水工超过10名;福建、江西、湖北、湖南、四川、云南、甘肃、青海、新疆及新疆建设兵团平均3．4　专用探放水钻机配备情况每矿配备不到2名。矿井平均配备不到1人。

总数的70%。

图3　煤矿最大涌水量与正常涌水量的比值Fig．3　Themaximumandnormalratioofcoal

mine’swaterinflow

全国目前共有专用探放水钻机23828台,平均每个煤矿配备2．07台。北京、河北、山西和江苏每矿配备超过4台;广西和甘肃平均每个矿井配备不到1台专用探水钻机。

　　矿井正常涌水量与最大涌水量差距越大,表明大气降水和地表水与井下沟通越好,如南方在雨季井下涌水量急增,矿井必须具备足够的备用排水设施,否则,将造成淹井。如果发生极端气候条件的暴雨洪水,最好措施是停产撤人,暴雨之后,经过隐患排查,2．2　富水系数特征

富水系数是指生产矿井在某时期排出水量与同一时期内煤炭产量的比值。全国煤矿平均富水系数为2．04m/t,即每生产1t煤需要排水2．04m。富

4　不同聚煤区矿井水文地质类型划分特点

　　根据我国聚煤区的不同成煤期和水文地质特征以及矿井充水对安全生产的危害程度,将我国煤矿区划分为六大矿井水害区[21],即华北区、华南区、东北区、西北区、西南区和台湾。因西南区和台湾缺乏统计数据,本次不作分析。其他区域的煤矿水文地质类型划分情况见表2,以下是各区域具体特点的分析。4．1　华北石炭二叠纪煤田的岩溶-裂隙水害区

该区主要包括北京、河北、山西、内蒙古西部、江苏、安徽、山东、河南、陕西、宁夏等10个省区,核定生产能力为281896万t/a,占全国能力的66%,是我国主要的产煤区。该区煤矿总数为3389个,其中2889个煤矿开展了矿井水文地质类型划分,占本区煤矿总数的85．2%,占全国类型划分矿井总数的25%。该区复杂和极复杂型煤矿有340个,占全国复杂和极复杂型煤矿总数的37．6%,其中全国极复杂型矿井有一半多位于该区。区内面临的主要水

再进行恢复生产。

水系数平均值超过5的省区有:广西、湖北、重庆、江西、湖南、福建、四川7个省区(图

4)。

3　防治水机构和人员及设备保障分析

3．1　防治水专门机构成立情况

Fig．4　Watercontentcoefficientofcoalmines

图4　全国煤矿富水系数

害问题为煤层底板岩溶裂隙突水和老空透水以及矿井排水、供水、生态环保3者之间的矛盾与冲突。29．759万m3/h,居各水害区之首;最大涌水量46．931万m3/h,仅次于华南区。区内共有2590座煤矿配备了专门防治水机构,其中复杂、极复杂型矿井除11处未配备专门防治水机构之外,其余煤矿均成立了专门防治水机构。区内共配备防治水专业技术人员6948人、持证探放水工23054名、符合规定的专用探放水钻机9109台。

进行类型划分的煤矿,其正常涌水量为

据本次调查统计,全国目前共成立煤矿防治水机构10559个,平均每个矿井为0．92个,表明一些矿井至今尚未成立防治水专门机构。每个矿井均已成立防治水机构的有北京、河北、福建、山东、江苏5个省市区;广西和陕西成立防治水机构的煤矿不到煤矿

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表2　中国煤矿水害区的矿井水文地质类型划分统计

2013年第38卷

Table2　ClassificationofhydrogeologicaltypeinChina’swaterdisasterregionsofcoalmine

水害区矿井数量

类型划分矿井矿井涌水量/(万m3·h-1)类型划分结果

核定生产能力/(万t·a-1)

正常最大极复杂复杂中等简单

专门防治水机构/个防治水专业人员/名持证探放水工/名专用探放水钻机/台

数量

华北区3389281896．029.75946.931412991585964259069482305491092889

华南区716367908.723.74558.68425389209138575896922612716113836362

东北区178846379．07.8502983751180159117555656260211.7571655

西北区64532248.61.8962.606104190457482819755734598

合计12985428432.363.25788274141645810559187484218123828119.97811504

4．2　华南晚二叠纪煤田的岩溶水害区

该区主要包括福建、江西、湖北、湖南、广西、重庆、四川、贵州、云南9个省区,煤矿总数为7163个,其中有6362个煤矿开展了水文地质类型划分,占本区煤矿总数的88．8%,占全国类型划分煤矿总数的55%。该区虽然煤矿数量占全国半数多,但核定生产能力仅占全国的16%,为67908．7万t/a。该区煤矿突透水频繁,复杂和极复杂型矿井有414个,占全国复杂和极复杂型矿井总数的45．7%。主要受老空水、地表水和煤层顶、底板岩溶裂隙水等水害威胁。涌水量达58．684万m3/h,为全国之首;煤矿突水量也较大。该区共有5896个煤矿成立了专门防治水机构,其中复杂、极复杂型矿井除33处未成立防治水机构之外,其余均成立了专门防治水机构。该区共有防治水专业技术人员9226人、持证探放水工12716名和符合规定的专用探放水钻机11383台。4．3　东北晚侏罗早白垩纪煤田的裂隙水害区

该区包括内蒙古东部、辽宁、吉林、黑龙江4个省区,煤矿总数为1788个,其中有1655个矿井开展了水文地质类型划分,占本区煤矿总数的92．6%,占全国类型划分煤矿总数的14%。1655个煤矿的核定生产能力为46379万t/a,占全国的11%。

该区复杂和极复杂型煤矿有100个,占全国复杂和极复杂型煤矿总数的11%,主要受老空水、地表水和煤层顶板裂隙水等水害威胁,例如黑龙江省鸡西、七台河等煤矿经常发生老空透水事故,部分煤矿受季节性降水形成的地表汇流和第四系松散层水的威胁。3煤矿正常涌水量7．85万m3/h,最大涌水量煤矿正常涌水量较大,为23．745万m3/h,最大

水机构,其中复杂、极复杂型煤矿除两处未成立专门防治水机构之外,其余均成立了专门防治水机构。该区共有防治水专业技术人员1755人、持证探放水工5656名和符合规定的专用探放水钻机2602台。4．4　西北早侏罗纪煤田的裂隙水害区

该区主要包括甘肃、青海、新疆3个省区和新疆兵团,煤矿总数为645个,其中有598个矿井开展了水文地质类型划分,占本区煤矿总数的92．7%,占全32248．6万t/a,占全国的7．5%。

国类型划分煤矿总数的5%,其核定生产能力为

该区复杂和极复杂型煤矿有51个,占全国复杂

和极复杂型煤矿总数的5．6%。本区地处干旱和半干旱区域,严重缺水,存在煤矿供水问题,总体矿井水害威胁不大,部分煤矿存在煤层顶板裂隙水、老空水和极端气候条件下的地表洪流充水等水害威胁。由于该区煤炭资源埋藏相对较浅,煤层厚度较大,生态环境脆弱,故保水开采是实现该地区煤炭工业可持续和谐发展的一个重要技术问题。

矿井正常涌水量1．896万m3/h,最大涌水

量2．606万m3/h。该区共有482各煤矿成立了专门防治水机构,其中复杂、极复杂型煤矿除19处未成立专门防治水机构之外,其余均成立了专门防治水机构。该区共有防治水专业技术人员819人、持证探放水工755名和符合规定的专用探放水钻机734台。

5　结　　论

基本状况和特征,重点分析了905个水文地质类型复杂和极复杂型煤矿及61处大水煤矿的分布规律。

类型复杂程(1)总结提出了我国煤矿水文地质类型划分的

第6期武　强等:中国煤矿水文地质类型划分与特征分析

ChinaCoalSociety,2009,34(2):233-238.

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度、专门防治水机构、从业技术人员、持证探放水工和专用探放水钻机等方面,分析了全国和各省市区煤矿的基本特点、成立、配备与保障情况。

(3)剖析了我国四大主要聚煤区的煤矿水文地

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