关于我国煤炭基地规划矿区水文地质类型划分的探讨

郭涛等

前言

煤炭主要是由古代植物枝叶和根茎被埋藏在地下后，经过了复杂的物理化学变化逐渐形成的一种固体可燃性矿物，从十八世纪工业革命开始，煤炭逐渐成为人类生产生活使用的一种主要能源，对我们的经济发展和日常生活产生了积极影响，虽然随着能源的开发与研究，以及燃烧煤炭所造成的严重环境问题，使得石油资源已经逐渐取代了煤炭资源的重要地位，但由于石油资源自身所具有的匮乏性和不可再生性，决定了在人类现在和未来的生活过程中都离不开煤炭资源。而我国使用煤炭的历史更是极为悠久，煤炭资源分布广泛、储量丰富，在煤炭开采和煤炭使用方面有着丰富的经验和较高的技术水平，除此之外，我国还是重要的煤炭消费大国和出口大国，因此煤炭开采工作严重影响了我国的国计民生，但是我国水文地质条件复杂，这就在一定程度上加大了开采难度，因此，必须充分重视我国煤炭基地规划矿区水文地质类型的划分。

一、我国煤炭基地的煤层发育特征

根据我国目前煤炭分布情况来看，我国共有13个煤炭基地，99个规划矿区，其煤层类型主要分为四种：新近系和古近系（主要分布在蒙东基地的抚顺矿区、沈阳矿区、双鸭山矿区和云贵基地的小龙潭矿区、昭通矿区以及鲁西基地的龙口矿区）、侏罗系（主要分布在鄂尔多斯基地、蒙东基地，以及冀中基地、晋北基地、河南基地的部分矿区）、二叠系（主要分布在华北基地、鄂尔多斯基地、云贵基地，以及蒙东基地的部分矿区）、石炭系（主要分布在华北基地、鄂尔多斯基地，以及蒙东基地的部分矿区）。

二、我国煤炭基地的含水层发育特征

我国煤炭基地的含水层类型也可以分为三种：松散岩类孔隙含水层、碎屑岩夹碳酸盐类裂隙-岩溶含水层、碳酸盐岩裂隙岩溶含水层，下面将具体分析这三种含水层类型的发育特征。

1.松散岩类孔隙含水层包括第四系时期的岩层以及新近系和古近系时期成岩作用比较弱的岩层，中细砂、砂砾石等是其主要成分，由于其厚度和粒度有着复杂的变化，因此含水性也有区别。我国的鄂尔多斯基地、内蒙古基地、东北基地等主要存在的这类含水层含水性较好。

2.碎屑岩夹碳酸盐类裂隙-岩溶含水层主要是由白垩纪、侏罗纪、二叠纪以及石炭纪的含水层构成，其岩性则主要是这些时期岩层中的一些砂岩、砾岩等，分布在鄂尔多斯基地、东北基地，以及鲁西、河南、两淮等基地的该含水层的含水性能比较好。

3.碳酸盐岩裂隙岩溶含水层的发育特征有着较大的差别，这主要是由于新近系和古近系、侏罗系、二叠系、石炭系等不同时期的岩层，其碳酸盐岩的岩性特征、组合关系和构成部分都有着较大的区别，经过分析可以发现，这一含水层的岩性主要是灰岩、白云质灰岩、白云岩。这类含水层在我国华北地区的煤炭基地有着较好的含水性能，而在云贵煤炭基地的含水性能则较一般。

三、我国煤炭基地规划矿区水文地质类型的划分

（一）影响因素

1.成煤时代。可以说成煤时代是划分煤炭基地规划矿区水文地质类型的重要因素，这主要是因为在不同的时代，煤层的上面两层的沉积岩层和沉积环境有着较大的差异，这就造成煤层的进水渠道和进水水质也会存在巨大的差别。除此之外，由于不同时代煤层有着不同的成岩程度，因此，其含水层的含水空间也会跟着出现不同的表现，这也就形成了不同的水文地质类型。依据这一因素可以将我国的煤炭基地分为：开采新近系和古近系的煤层、开采侏罗系的煤层、开采二叠系的煤层、开采石炭系的煤层。

2.进水水质。根据上文的分析，我们可以了解我国煤炭基地的含水层主要分为三类，这与不同时期的进水水质有着较大的关系。不同历史时期，往往有着不同的进水水质，从而造成了独特的进水特征，这主要表现在进水量及其动态性能等方面。松散岩类孔隙含水层的进水量有着复杂的波动，应该具体情况具体分析；碎屑岩夹碳酸盐类裂隙-岩溶含水层的进水量比较小，其动态性能较为稳定，因此在开采过程中较为稳定、安全系数较高；碳酸盐岩裂隙岩溶含水层的进水量在三类当中是最大的，具有较强的破坏性，因此在施工过程中应该极为注意。

3.进水方法。进水方法主要是指在水源进入岩层过程中的主要方向和特征，通过对这一因素的分析，我们可以有效防治矿区突水灾害，避免其造成更大的人力物力财力方面的损失，更高效的进行煤炭资源开采。根据这一因素，我们主要划分了两种类型：顶板进水型和底板进水型。

（二）划分类型分析

在我国鄂尔多斯煤炭基地中的煤层主要是石炭纪和二叠纪时期形成，孔隙和裂隙含水层则主要在二叠系煤层上面，其含水性能比较差。我国蒙东煤炭基地的煤层主要是在侏罗纪时期形成，其孔隙和裂隙的含水层的含水性能比较好。我国云贵煤炭基地的煤层则主要是在二叠纪时期形成，其含水性能都比较好。我国冀鲁豫皖的煤炭基地的煤层主要是石炭纪和二叠纪形成的，其含水层主要位于二叠纪煤层上方，其含水性能比較差。

四、结语

总而言之，我国煤炭资源分布广泛，其水文地质条件有着较大的差别，在煤炭开采过程中要想保持高效性和安全性就必须了解不同煤炭基地、规划矿区的水文地质类型，首先就要了解我国煤炭基地的主要煤层发育特征和含水层发育特征，然后要了解影响其类型划分的主要因素，通过对水文地质类型的划分，从而推动我国煤炭勘探、开采工作的进行。

（作者单位：1.昆明理工大学2.宏大国源（芜湖）资源环境治理有限公司3.招商银行鄂尔多斯分行）

作者简介

郭涛，（1990，6——），男，内蒙古鄂尔多斯人，硕士研究生，研究方向为水文地质与工程地质方向.