我国煤矿床水文地质条件复杂多样，水害频繁，一直是煤矿开发的重要制约因素。长期以来，投入的工程量之多，研宄程度之深，研宄领域之广，实为世界各国煤矿勘探与开发所罕见，正是因为我国出色的矿山防治水工作，才保证了我国煤矿生产的持续发展。建国以来，煤炭一直处于紧缺状态，但至1997年后，煤炭供过于求，不得不关井压产，进入调整时期，利用这一调整机遇，对矿山防治水工作做必要的回顾与总结，对探讨矿山防治水工作的走向和一些关键技术问题是十分必要的。笔者对此谈些意见，以期深化讨论。

　　1煤矿防治水工作对于煤炭工业的可持续性发展有越来越重要的意义煤矿防治水工作直接服务于煤矿的建设和生产，与煤炭工业的发展息息相关，研宄煤矿防治水工作的走向不能不研宄煤炭工业的历史、现状和发展方向，尽管煤炭工业近几年来处于比较困难的境地，防治水工作也处于低迷时期，但是根据我国的能源资源的客观条件和我国国情，煤炭仍将是我国今后长时期内的最主要的一次性能源。但是，煤炭工业要可持续性发展，煤矿就应该建设成为环保型、效益型和安全型矿山。随着社会的发展进步，矿产开发与环境保护一体化是一种必然趋势，而安全保障则是矿山生产的必要前提，效益状况又制约着矿山的开发*本文源：2001年10月‘中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会“会上笔者的发言。

　　男，教授级高工，一直从事水文地质、环境地质工作30多年。

　　辑：葛晓云前景。无论是安全，还是环境保护、效益问题都和矿区水文地质工作，矿区防治水工作密切相关。既然煤炭要可持续性发展，既然社会对安全和环保的要求越来越高，作为煤矿开发的重要的支撑工作之一的矿山防治水工作便将长期存在下去。随着产业集中化程度、采掘机械化程度的迅速提高，随着煤矿开采规模、开采强度和深度的加大，防治水工作将会更为重要，一个大型的、高度机械化的煤矿，如果发生水害，其社会影响和经济损失将是巨大的。因此，防治水害的任务也就更为艰巨，对防治水的要求则更高。

　　2煤矿防治水应引入新的观念，拓展新的领域长期以来，矿山防治水主要着眼于煤矿生产的安全，常常带有被动性，这是狭义上的防治水。从煤炭工业发展需要而言，从总结防治水工作经验的角度，今后防治水工作将不仅仅是防治水害，而应该是为了保障矿山安全，保护和改善环境，提高效益而进行的综合性地质工作。保障矿山安全则首先要求防止矿山水害以及与地下水、地表水活动有关的地质灾害的发生，一旦发生灾害则应该将灾害损失降到最小，用最有效、最经济的办法去治理。保护和改善环境则包括了使用地下水控制技术改善采矿的地质环境条件和生态环境，并合理地配置水资源，尽可能进行矿区生态环境建设。有效地防治水害，合理地利用水资源，改善采矿的地质环境条件和生态环境，则又提高了矿山开采的效益。防害、环保、效益是一个整体，其共同的工作基础之一是水文地质和相关的地质工作，故充分地研宄矿区水文地质条件，才能增强防治水工作的主动性和前瞻性。

　　工作将面临着许多新的需求、新的问题和新的领域。2.1防治和利用地下水一体化地下水既可能造成害“，也可以是利”，特别是对水资源缺乏的一些地区而言，扬利避害实为重要，必须统一考虑，供结合“是其中的一种为大家所熟知的方式，但并非唯一的方式。

　　2.2矿区水资源的合理配置节水、防污、防灾减灾，应该与矿井水资源化统筹安排，矿井水的资源化问题是一个值得特别关注的问题，在缺水地区更具有重要意义，煤矿开采导致各种地下水流入矿井，其中包括了那些正常情况下无法开采利用的分散的地下水，矿井水资源化的一个重要措施是水质保护，清浊分流，合理利用。有条件时，也可以利用井下钻孔疏水降压，同时取水，如果矿井水能得以资源化，这部分水则成为水资源的增益。

　　2.3水害的防治和采矿地质环境条件改善及生态环境保护、建设一体化水害的防治不单单是防治矿井水害，而且应该同时考虑改善采矿地质条件和保护生态环境，防止其它地质灾害和生态灾害，这是煤矿开采今后所面临的新问题和新需要。防治水工作实际上已经成为一项地下水的控制技术，是一项用水文地质工作手段去协调生态、环境和安全条件的综合性技术。矿井排水引起矿区地下水位下降，为造成生态灾害，这就要求控制其水位下降幅度，矿井排出的水，可以用于矿区生态环境建设，但又不致于增加过多的排水费用和影响已建水源地的正常使用，凡此种种均需统一规划，使其形成良性过程。

　　2.4煤炭的洁净化、深加工、煤炭转化以及矿区共伴生矿产综合开发要协调规划煤的深加工和煤炭转化以及煤矿区共伴生矿产的综合开发是一个方向性问题，是合理开发利用矿产资源，提高效益的一个重要措施，共伴生矿产开发的防治水和供水问题也应该纳入统一规划，其研宄的基础和对象是相通的。

　　2.5为矿区的非矿产业、多种经营提供水文地质工作支撑矿区的非矿产业、多种经营主要是供水、防污和污水资源化问题，一般与矿区防治水无直接关系，但往往涉及矿区水资源合理配置，涉及矿床地下水的综合利用和排供结合。

　　2.6东部解放新生界下压煤西部‘保水采煤“均是对煤炭工业可持续发展有重要影响的问题1990年前后，中国煤田地质总局组织了’巨厚新生界下合理留设露头煤柱的水文地质工程地质条件及勘探方法”研宄，研宄结果表明，按传统留设60 ~80m露头煤柱计，东部地区新生界下压煤总量可达50亿t左右，而从水文地质、工程地质条件上分析，其中约1/2左右的压煤是可以解放出来的，潜力很大，但这只是从经验总结上，从宏观上得到的结果，这些资源要最终地采出来，还得有具体的矿井防治水配套措施；岩溶水对北方C一P煤田下部煤层开发的威协是个老问题，做过许多工作，有许多经验，当前矿井排水能力、设备、技术均有了长足的进步，在新的高度上，通过地下水的综合控制技术逐步解放这些煤层已成为可能；我国西部，特别是西北地区，矿区水资源缺乏，生态环境脆弱，是煤矿开发的关键制约因素，水资源和生态环境保护紧密相关，地质灾害往往和水活动密切相关，不可不统一考虑。总之，无论是解放受水威协的煤炭资源，还是保护生态环境，合理利用水资源，均已成为防治水工作的一个新的领域。

　　3防治水工作中一些关键性问题的由于今后煤炭工业发展对防治水工作有许多新的更高的要求，防治水工作也应有新的思路。当然，首先是利用好以往防治水工作中成功的经验和技术，同时有所创新，才能满足新的需求。

　　3.1对深部岩溶应该给予足够的关注一般情况下，岩溶发育强度和规模随可溶岩埋藏深度的增加而减弱，可见率明显下降，据此，以往许多人认为，岩溶在一定深度后将不再发育，也将不构成对矿井开采的威协了，其实不然，现有资料已经表明，深部有岩溶存在，而且同样可以造成矿井突水，由于深部水头压力高，所以尽管遇到岩溶的机率较少，但一旦遇到，则突水的可能性增大。深部之所以仍然存在岩溶，是由岩溶发育的普遍性和长期性所决定的，可溶岩溶一经形成，岩溶作用便如影相随，密不可分，可溶岩中的岩溶状况是历史和现实的产物，它不仅取决于现在的岩溶发育条件，而且也取决于岩溶发育的历史过程，深埋的可溶岩尽管现在岩溶的发育条件很差，但这并不意味着历史上并没有经过较强的岩溶作用。在现有条件下，历史上形成的岩溶，有的停止了发育，有的衰退了，逐渐被充填了，但有的可能具有继承性，有的则可能在构造活动和应力场变化中得以复活，不管怎样，只要深部有充水的岩溶空隙存在，只要深部水与浅部水有水力联系，开采深部煤层便2期高洪烈：对矿山防治水工作走向和若干关键技术问题的探讨可能有突水危险，尽管深部水可能缺少径流，岩溶处于衰退阶段，但一经突水，则可能导通浅部岩溶水进入矿井，不可不防。我国东部，采矿深度越来越大，这是个现实问题，以往也有很多工作经验。

　　3.2弱含水层和隔水层、较强含水层中弱含水地段的利用技术是防治水工作中的一项关键技术对矿井开采而言，减少矿井的充水量，减少突水危险是防治水的一个主要目标，其关键就是利用好隔水层和弱含水层，特别是在一些有底板岩溶水突水问题的北方C一P矿区。在我国北方C一P煤田，奥灰水往往是开采下部煤层的主要威协，但奥灰通常与煤层之间还有一定厚度的其它岩层，这些岩层中还包括了一些薄层灰岩含水层，这一定厚度的岩层不论含水还是不含水，在正常情况下，都是阻止奥灰水进入矿坑的因素，奥灰水尽管与这些含水层可能有较密切的水力联系，但由于奥灰此时不能直接向矿井充水，所以它向矿坑充水水量受上部弱含水层的导水能力的限制，只能是补给水源。但是，只要上部某一含水层一旦向矿井突水，在该含水层以上隔水层遭受破坏的同时，弱含水层也往往同时转化为较强或强导水层，进而诱发奥灰突水。

　　由于从奥灰往上，各含水层之上的隔水层厚度逐次从大变小，而能承受的水头压力也逐次从大至小。

　　已有资料表明，北方C一P煤田中，由于奥灰与其上各薄层灰岩间常存在较密切的水力联系，水位差别不大。因要保证各含水层在矿井开采条件下都不突水，所需要的水头降低也需从下而上逐次增大，由于上部含水层富水性通常要比奥灰岩要弱得多，如果我们单独疏排上部某一个或两个含水层，则只需较小的水量便可以达到大的降深，同时疏排该含水层往往也会导致其下各含水层和奥灰水位随之有所降低，向矿井突水的可能性也随之减小，下部含水层的水位降低大小取决于自身的富水性和与疏排含水层的水力联系程度。如果我们能够通过疏排上部含水层的办法，使其下各含水层水位降低形成一个逐次下降的阶梯，使各个含水层之间的隔水层均担负起自己能够负担的水头压力，那么，煤层之下的各个含水层便都不会突水了，而此时各含水层的水位降低组合可以称之为临界的水位降低组合，此时，对应的矿井疏排水量，也即为经济的疏排水量。疏排上部相对较弱的含水层而不是直接疏排下部的强含水层是与以往许多防治水方案的重要区别。如果直接疏排底部含水层，水量往往很大，难以达到安全降深，即使可以达到安全水头，排水费用也过高，而且底部合水层水位虽然降低到安全范围之内，但上部含水层水头降低却可能仍然达不到安全降深要求，只要上部含水层一旦突水，则仍可能诱发底部含水层发生连锁突水。当然，这种防止突水的方式除了要求首先考虑疏降上部含水层外，还要求逐次分析各含水层和其间的隔水层状况，只有在底部含水层富水性较弱或者排供结合时才可以考虑直接疏降底部含水层。

　　同样，强含水层中的弱含水地段也可以利用。

　　由于矿井排水初期，水量来自于补给量和储存量，而且储存量所占比例较大，而后期则可能主要为补给水量，如果我们先利用弱含水地段疏排地下水，待一定时间后方疏排强含水地段，则可能使矿井排水量不致过大，当然排水时间可能增长一些。故，合理地确定经济疏排水量可以大大地减少矿井的无效排水（：相对于矿井安全而言），减少排水费用，保护水资源和环境。

　　3.3延迟突水问题延迟突水现象是矿井中的一种普遍现象，除非井巷直接揭露含水层（带）以外，只要含水层（带）与井巷间有隔水层或相对阻水层位存在，延迟突水则是一种必然现象，突水迟后时间视具体条件而定，长者可达数年或更久，延迟突水发生过程则是含水层（：带）与井巷间隔水、阻水层破坏的过程，隔水、阻水层位的破环需要时间和条件，这就是延迟突水的机制。延迟突水发生在隔水、阻水层的薄弱地段，特别是断层和裂隙带，同时与采矿过程中的应力集中关系密切。断层既是薄弱地带又是应力最容易集中的场所，在采矿过程中所产生的地应力的再分配，采矿形成的各种矿山应力都易于在断裂带产生集中，而且以某种方式积累，积累达到一定的程度，便会形成岩层破坏同时应力释放，而后再在岩层新的部位产生新的应力集中，这种过程的反复进行，最终便将可能导致突水。在阻水、隔水岩层的破坏过程中，地下水的作用是极其重要的，它可以导致岩石软化，在岩层中形成软弱面，诱发岩层各部分相对移动，甚者使断层复活。延迟突水的产生受采矿过程所制约，所形成的断裂突水既可能是单个断裂，又可能是多条断裂联合作用的结果，这些小断裂间可能还有一定的间距，它们可能分别突破后才形成统一的通道。

　　延迟突水做为一种较为普遍的现象，将随着采矿的加深，水压的增大，地应力的增强，采矿活动对地应力场的改变加剧等因素而越来越重要，发生延迟突水的时间也可能增长，开采深部煤层时这种突水的可能性应给予足够的关注，不可不防。然而，较厚的阻水、隔水岩层的破坏需要条件，需要时间，而且也有一个过程，有一些征兆，只要有相应的工作，防治工作将是有效的。

　　3.4总结长期以来所取得的许多防治水经验，搞好今后的防治水工作（1）综合勘查和监测技术综合勘查技术是煤炭地质单位近些年来获得飞速发展的技术，包括采用物探、钻探、长期观测、测绘、简易水文地质观测、取样等多种手段，合理地配合及综合分析相关资料，将地质一水文地质一防治水工作相结合，有所侧重，并综合研宄。综合勘查的目的是提高勘查精度，提高防治水工作的经济技术合理性，进而提高矿井的安全保障程度，避免防治水工作的片面性和被动性。矿井防治水条件在矿井开发过程中会不断地改变，动态监测技术及其所获资料是综合分析研宄所必须考虑的内容。

　　（2）排供结合技术排供结合的目标是在保障矿井安全的前提下，合理地安排防治和利用地下水工作，在经济上和水资源利用上达到最优化组合。

　　当前，排供结合技术已经形成一套包括矿井水资源化，地面取水、井下取水技术，疏排协调技术，地下水水位控制等技术。根据各矿区（井）的具体条件，选择不同的技术方法和手段。

　　（3）人工控制地下水位改善矿井防治水条件技术人工控制地下水，主要是控制地下水水位，是改善矿井防治水条件的重要措施，通过水位控制减少矿井水害的可能性，保护生态和水资源，是改善矿井防治水条件的重要措施。此外，还可通过加固顶、底板和堵塞突水通道来改善矿井防治水条件，改善矿井防治水条件常常可以使矿井防治水工作处于主动地位，关键是经济上合理，技术上可行，有针对性。

　　（4）水情预测、预报技术模型及数字化管理技术地下水水情预测、预报是矿井防治水的二种新的需要，是加强矿井防治水工作的主动性和前瞻性的必要措施，预测模型的建立是对以往防治水及相关资料的综合分析研宄结果，是对以往认识的总结，并且还应该不断地利用新获得的资料完善补充，这是一种动态型模型。只有动态型模型才能比较合理地进行预测、预报和指导下一步的防治水工作。模型的有效性取决于建模时的认识水平和资料的状况，同时也取决于模型运转过程中的深化认识和修改完善，这种模型是一种运行一完善一再运行模型，针对性和实用性很强，不是一成不变的。数字化技术是防治水工作及模型管理的一项支撑技术，是数字矿区“的基础，以往各种有关资料的及时综合分析研宄是有效管理所必须的。

　　结论综上所述，由于煤炭在我国一次性能源中将长期地占据主要地位，作为煤矿开发的基础性工作的防治水将越来越重要。由于今后矿产开发及可持续性发展的需要，对矿山防治水已经提出许多新的需求，应该引进新的观念，开拓新的工作领域，在利用好长期以来积累的防治水经验的同时，积极创新，用好新的技术，把防治水工作做得更好一些，过去防治水工作主要是在我国东部C一P矿区，而西部大开发中，西部煤矿区的防治水工作重点和工作内容将出现许多新的问题，其中煤、水、环境的协调发展问题尤为重要。