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中国煤矿水害分区
作者:山东煤炭学会 发布日期:2020/9/11 0:00:00

中国煤矿水害的类型主要受区域构造发育与煤层赋存的地质、水文地质条件和煤矿开采方式综合影响。在阴山构造带、贺兰山构造带、昆仑-秦岭构造带和川滇构造带共同影响下,中国煤层赋存条件各不相同,矿井地质和水文地质条件差异较大,形成了6个主要的水害分区:1)华北石炭-二叠纪煤田岩溶-裂隙水害区;2)华南晚二叠纪煤田岩溶水害区;3)东北侏罗纪煤田裂隙水水害区;4)西北侏罗纪煤田裂隙水水害区;5)西藏-滇西中生代裂隙水水害区;6)台湾第三系裂隙-孔隙水水害区。

  中国煤矿水害分区图


1.1 华北石炭-二叠纪煤田岩溶-裂隙水害区

华北型煤田位于阴山构造带以南、秦岭-大别山构造带以北、贺兰山构造带以东直至渤海的广大区域。

区域属亚湿润-亚干旱气候区,年平均降雨量400mm~800mm,含煤岩系主要为晚古生代石炭-二叠系地层。煤层开采主要威胁水源为底板石炭系太原组多层状薄层灰岩复合含水层组(多个薄层灰岩含水层交互发育并存在水力联系)和奥陶系巨厚灰岩含水层。煤矿突水较频繁,涌水量大或特大(1000~123180m3/h),水害主要致灾因素包括奥灰水、断层、陷落柱等。

该区是中国煤矿水文地质条件较为复杂的地区,水害防治难度较高。

1.2 华南晚二叠纪煤田岩溶水害区

华南型煤田位于我国昆仑-秦岭构造带东段以南、川滇构造带以东至东南沿海的南方区域。

该区属湿润气候,年降水量1200mm/a~2000mm/a,雨季为5~9月。主要含煤地层为中、晚二叠系地层。煤层底部发育有二叠系茅口灰岩,厚度小但岩溶发育,煤层顶板发育有长兴灰岩,煤层回采受到顶底板灰岩含水层影响。区内地表地形切割强烈,雨季汇流强,地表洪水灾害严重。

该区域是中国煤矿水文地质条件最为复杂的地区,煤矿突水频繁,突水量大(2700~27000m3/h),容易造成淹井,矿井正常涌水量大(3000~8000m3/h)。水害主要致灾因素包括岩溶水(岩溶管道)、地表水等,防治水难度极高。

1.3 东北侏罗纪煤田裂隙水水害区

东北侏罗纪煤田分布在阴山构造带以北,东北和内蒙古东部的新华夏系巨型沉降带内。主要含煤岩系为晚侏罗-早白垩系含煤岩系,局部区域(三江-穆棱河区域)存在近海型含煤岩系。

该区属湿润-亚湿润气候区,煤层上覆侏罗系砂岩裂隙含水层和第四系松散层含水层。煤矿受山间谷地河流地表水和第四系松散层水影响严重。水害主要致灾因素包括煤层顶板水和导水裂缝带等。

1.4 西北侏罗纪煤田裂隙水水害区

位于昆仑—秦岭构造带以北,贺兰山构造带以西,含煤岩系主要为侏罗系含煤地层。

该区属干旱—半干旱气候区,年平均降水量25mm/a~400mm/a。区内侏罗系煤层上覆含水层富水性差异大,顶板水害突出,第四系水害较严重。致灾主要因素包括煤层顶板水和导水裂缝带等。导水裂缝带发育高度差异和含水层的富水性差异,使得各矿井受顶板含水层影响程度不同,区域内矿井水文地质条件复杂多样,部分矿井涌水量大。

1.5 其他区域煤田水害区

该区主要是指西藏-滇西中生代裂隙水水害区和台湾第三系裂隙-孔隙水水害区,西藏-滇西中生代裂隙水水害区分布在昆仑山以南,西昌—昆明以西的广大区域,行政区划属西藏、滇西等省区。台湾第三系裂隙-孔隙水水害区分布在台湾地区。区内煤矿的特点是开采规模小,受水害威胁尚不严重。

综上所述,中国6大水害分区中,华北、华南型水害分区水文地质条件最为复杂,岩溶水害危险性大,水害防治技术难度高。西北水害区内影响矿井开采的含水层数量多,水文地质条件多样,水害表现形式多样。东北和其它区域均以顶板含水层和地表水害影响为主,水害影响和水害防治难度低。

当然,该分区划分已经有20余年的历史,随着近年来鄂尔多斯盆地侏罗系煤田的大规模开发,对西部水害的认识已经不同于以往。例如国内涌水量排名前几的矿井均分布在西北的内蒙古、陕西等地区。高强度的顶板涌水也使得我们需重新认识西北侏罗纪煤田裂隙水水害区,因为今后几十年,该区域将是我国煤炭生产的主战场,对该区域水害的认识,还需大量学者、技术人员共同努力。

(主要参考文献:武强,矿井水害防治,中国矿业大学出版社,2007)


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