张进成
四川九一五工程勘察设计有限公司，四川省成都市:610000
摘要：随着我国综合国力的不断增强，经济实力的不断提升，在社会快速发展的过程中对矿产资源的使用率也越来越高。目前矿产资源在开采过程中还存在着很多问题需要解决，地质与水文地质对煤矿防治水工作的第一个重要性影响就体现在对煤矿生产安全的保障上。本文结合某矿区地质条件与水文地质条件分析煤矿的水害处理措施，研究成果可为类似工程借鉴。
关键词 煤矿调查；矿产地质；水害治理
0 引言
煤矿资源对于社会的发展进步有着非常重要的作用，在一定程度上对我国经济实力的发展有着促进作用，但是随着社会的不断进步发展对于煤矿资源的需求越来越高，煤矿资源的使用率也随之提升，目前矿产资源在开采过程中还存在着很多问题需要解决，煤矿的地质问题也不断涌现[1]。地质与水文地质对煤矿防治水工作的第一个重要性影响就体现在对煤矿生产安全的保障上，借助信息更加完善、准确的水位地质资料可以更为直观的掌握煤矿生产存在的各种潜在危险或者安全隐患，从而便于煤矿企业予以高度重视，并在防治水工作当中提高警惕[2-3]。本文结合某矿区地质条件与水文地质条件分析煤矿的水害处理措施，研究成果可为类似工程借鉴。
1 矿区地质及水文地质条件
1.1 矿区地质条件
煤是川北地区主要矿产。现保有资源储量为1.717×108t。区内煤矿开采历史悠久，最早开采始于1938年，国有煤矿建于20世纪60～70年代，生产规模多为(10～30)×104ta。目前矿山多转入下山开采，开采高程甚至达到+0m水平以下。国有煤矿年采煤250×104t。乡村小煤窑增长迅猛，最高达300余家，年总产50×104t左右。开采方法均为前进式走向长壁采煤法，全部陷落法开采管理顶板。最大开采深度728m，最小采深80m。
矿区出露地层主要为三叠系和侏罗系，为一套以砂岩、砾岩和页岩为主的碎屑岩。次为第四系松散堆积层。开采煤层为三叠系上统须家河组和侏罗系下统白田坝组含煤岩系。含煤岩系共有15层煤层，煤层厚0.4～2.4m，为单斜层，倾角40～50°，可采性好。区内构造简单，无活动性断裂，地震活动性弱。区内岩体类型分为坚硬岩类和半坚硬岩类。前者分布于区域北部，工程地质条件较好。后者分布于区域中部，工程地质性质稍差。区内土体为第四纪松散堆积物，包括冲积物、洪积物、残坡积物以及崩积物，覆盖于坚硬岩类和半坚硬岩类之上，多分布于缓坡或河谷平坝。
1.2 矿区水文地质特征
矿区属亚热带湿润季风气候,年均降雨量1000～1200mm。最大日降雨量170～260mm。降雨多集中在每年的6～9月,且雨季多大雨、暴雨。区内主要水系为嘉陵江及其支流东河和南江河。
区内地下水主要有松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水和岩溶水。其中松散岩类孔隙水含水岩组主要是滑坡堆积物及河流冲积物。
矿区内矿床水文地质类型为裂隙充水矿床。矿坑涌水量一般为100～200m3/h，最大为的300～400 m3/h，最小为10～50 m3/h。矿坑排水方式为疏干排水。通过平硐分级排水或井底水泵抽排水，矿坑排水直接流向地表溪沟。
2 水害治理现状
2.1 露天区充水及地下水控制情况
目前正在开采2-2煤，形成的露天采坑汇水面积为3.28km2，采坑的主要充水水源为：大气降水；地表水；地下水主要为三叠系和侏罗系砂岩、砾岩含水层。充水通道主要是封闭不良钻孔、古河床冲刷带、“天窗”、不良地质体等隐蔽致灾因素。
根据2019年11月-2020年3月非雨季平均实测排水量1010m3/h（20h排出24小时涌水量），采掘场实际涌水量为842m3/h。目前采掘场确定疏干方式为各平盘积水通过导水沟自上至下分别汇入东西集水坑，由水泵抽排至地面污水处理厂。此外，为防止烧变岩孔洞裂隙潜水含水层中地下水对露天矿生产带来的影响，均采用预留100m安全煤柱的方式进行隔水。
2.2 防排水措施
（一）地面防排水
应以疏排为主，疏截结合的原则建立地面防排水系统。充分利用地形、工程位置和采掘推进阶段的时空关系，建立采掘场和排土场防排水系统，及时更换破损管路和故障水泵，保证排水系统的正常运行，确保排土场边帮稳定，保证煤矿开采安全正常进行。
采场北部防洪堤：应根据2020年露天矿采矿设计中的年终边界位置，雨季来临之前在采区北侧距离采场地表境界不小于50米处修建防洪堤，以防止发生洪水时从北部进入采场内。
采场东、西部防洪堤：采场东西部防洪堤可以有效利用现有运输路线作为防洪堤，运输路线（原始地表覆红土）外加安全挡墙高出原始地表2.5m。在雨季来临前只需在路口处利用剥离物修筑简易堤堤，拦截东、西部洪水进入采场内。
南段防洪堤：南段防洪堤沿用1200排土场自然挡墙作为地表防洪堤，局部低洼地段加高处理，需对局部破坏部分进行修补，保证挡墙的连续性，以防止发生洪水时从南部进入采场内。外排土场采用内部消化和纵向导水沟方式将多余的水通过导水沟导入排水沟渠，排出区外。
为防止局部汇水进入采掘场，雨季前加固加高采场四周防洪堤。采掘场其余局部低洼地段在雨季前可利用剥离物修筑简易防洪堤，以防止汇水进入采掘场。
（二）采掘场排水
采用两用一备一暴雨，东坑排水系统利用两座耐磨式多级离心泵移动式泵站，其中东坑泵站1用两台MD280-65*4离心泵作为正常排水，东坑泵站2用一台MD450-60*4离心泵作为备用、一台MD280-65*4离心泵作为暴雨排水泵，配套两趟φ250出水管路。西坑排水系统利用两座耐磨式多级离心泵移动式泵站，其中西坑泵站3用两台MD280-43*4离心泵作为日常排水，西坑泵站4用一台MD450-60*4离心泵作为备用、一台MD280-43*4离心泵作为暴雨排水泵，配套两趟φ250出水管路。东西坑正常排水系统能力为：Q=1017m3/h。
暴雨排水能力：防洪管路处于备用状态，防洪泵东西坑各一台，西坑为MD280-43*4型离心泵，实测流量为175m3/h，东坑为MD280-65*4型离心泵，实测流量为190m3/h，在雨季来临之前进行安装。暴雨期间，正常水泵、备用水泵兼做暴雨排水泵，暴雨排水能力为2190m3/h满足要求。
正常排水管路端帮敷设，正常排水排入地面污水处理站；暴雨排水管路沿端帮敷设，暴雨排水沿非工作帮将水排至采场南侧红柳沟。采掘场正常降雨排水管路埋深1.46m，排水管路敷设方式为明设。
（三）地表径流的计算
采掘场汇水量主要为降雨径流量和进入采掘场的地下水，降雨径流量按生产时期露天采掘场面积及内排土场面积的汇水计算。采掘场直接接受降水量计算公式：
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式中：H1为多年雨季月平均降水量（正常降雨取雨季月平均降雨量434.1×66%÷92×30=93.43mm，暴雨发生频率取2%，7d暴雨最大降雨量取150.66mm）；F 为采掘场汇水面积（采区3.28km2）；a为地表径流系数（由于该地区降雨量较小，蒸发量大，因此地表径流系数取0.4，暴雨径流系数取0.45）；t为降雨统计周期（正常降雨取30d，暴雨分别计算1d与7d降雨总量，因此t取1）。
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根据采掘工作要求及出煤要求，确定采掘场暴雨排水强度为7d暴雨7d排除。正常降雨按每天排水20h计算，暴雨期暴雨排水泵与正常排水泵同时工作，按每天排水24h计算。
3 结论
分析地质与水文地质对煤矿防治水工作的重要性，是保障煤矿生产安全的重要工作内容，实际煤矿水害处理中应结合其详细影响内容来探究对水文地质勘测的具体把握，进而不断提高煤矿防治水工作的效果，最大限度的规避煤矿可能出现的水害，保障煤矿工作人员的生命安全以及正常的生产秩序。
参 考 文 献（References）：
[1]韩奉平.国内外煤矿环境保护研究现状及趋势[J].陕西环境,2002（4）:32-34.
[2]庄培新.矿山地质工程勘察施工现场技术研究[J].世界有色金属,2018(2):177.
[3]李冬梅,牛更.矿山地质工程勘查施工现场技术研究[J].中国金属通报,2019(10):26-27.