浅谈我国煤矿水害类型及分布
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[摘要]我国煤矿水害分区问题，不同水害区的水害特点，黑龙江省主要产煤区的两种水害类型，裂隙水水害，老空老窑水水害。
[关键词]浅谈 煤矿 水害 类型及分布
中图分类号 TD745
我国煤矿的水害分布有一定的规律性，它与含煤岩系的形成环境、成煤地质的构造变迁、煤矿区自然地理气候特征及区域水文地质条件等因素有关，根据上述因素可将中国煤矿划分为六个水害区；
1―华北石炭二叠纪煤田的岩溶―裂隙水水害区；2―华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；3―东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；4―西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；5―-滇西中生代煤田的裂隙水水害区；6―台湾第三纪煤田的裂隙―孔隙水水害区
1、华北石炭二叠纪煤田的岩溶-裂隙水水害区
该区指阴山构造带以南、秦岭构造带以北、贺兰山构造带以东、黄海以西的广大含煤区。区内主要煤田（矿区）有97个，其中晚古生代石炭二叠纪煤田70个，占72%，分布区属亚湿润―亚干旱气候区。石炭二叠系煤系基底岩层除西部贺兰山―桌子山一带是前震旦亚界或震旦亚界的粗碎屑岩系外，其他大部分地区是中奥陶统（南界的宜洛、平顶山等地是寒武系碳酸盐岩）。寒武、奥陶系碳酸盐岩是区域性富水性最丰富的含水层，它们是开采石炭二叠纪煤层时，造成矿井水害的最主要水源。在华北地区中奥陶统碳酸盐岩与太原组之间是本溪组。在隆起区，本溪组的厚度只有20m，而在坳陷区可达120m以上，一般为40～50m，岩性大致分为三段：下段为砂岩、页岩、砂质页岩互层，底部有一层粘土层，局部有山西式铁矿层，该段为一相对隔水层；中段为厚层页岩夹砂岩，也是相对隔水层；上段为砂岩、砂质页岩及灰岩段。灰岩含水性较强，在辽东、山东、苏北等地为富水性强的含水层（如山东淄博煤田本溪组徐家庄灰岩），含水性由弱到强，是矿井充水的主要水源之一。
在华北断块内黄淮平原新生界松散沉积层下部的河流相山麓冲洪积相砂砾含水层，是开采浅部煤层时矿井水害的主要水源。
2、华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区
该区指淮阳古陆以南，川滇古陆以东的长江流域的苏南、皖南、江西、湖南、广东、广西、贵州、云南、四川、重庆等省市。水害最严重的是上二叠统龙潭煤系的主要煤田（或矿井）。这类矿区的水文地质环境特征是：单个煤田（或矿区）分布范围都不大，属滨海三角洲沉积环境，因此储水构造一般较小；煤系底部和顶部都有巨厚的碳酸盐岩岩溶含水层，属上、下部岩溶充水的煤矿床，地表沟谷、溪河分布较多，地表岩溶发育，第四系松散层一般不厚，直接受大气降水和地表水影响，矿井正常涌水量达3000～8000 m3/h，突水量在2700～27000 m3/h，地表塌陷严重，井下突水伴有泥沙，雨季矿井水害发生的频率最大。
3、东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区
该区位于中国东北和内蒙古东部的新华夏系巨型或一般沉降带内，按煤系形成条件和含煤沉积特征可分为四种类型：
（1）以阜新、铁岭为代表的断陷盆地
早期为山间盆地，晚期演变为山间谷地。煤系基底为义县组火山岩系（安山岩及火山碎屑岩），含水一般较弱，主要含煤岩系是阜新组，是河床相沉积的砂岩，含水性中等；煤系上部常为新生界的松散层覆盖，浅部煤系受山间谷地的溪河地表水和第四系松散层地下水影响，有时造成淹井事故。
（2）以元宝山、胜利为代表的断陷型盆地
煤系基底为兴安岭火山岩系，含水性弱，主要含煤岩系是上侏罗统九佛堂组和白垩系阜新组（元宝山组），代表性的煤田有内蒙古的扎赉诺尔、伊敏、霍林河、元宝山、胜利和巴彦等。位于新华夏系第三巨型沉降带与阴山巨型纬向构造复合部位的西部边缘，九佛堂煤系岩性一般为山麓冲积相粗碎屑的砂砾岩和砂岩，含水性中等，横向岩性变化大。阜新组岩性较细，为湖相砂泥的互层，含水性弱。煤系上部是新生界松散层，地表溪河较发育，地表水和松散层地下水常为矿井充水的主要水源。
（3）以营城、辽源为代表的坳陷型陆相盆地
煤系基底为晚侏罗世早期的火石岭组中基性火山岩系，含水性弱；主要含煤岩系为沙河组，由含凝灰质湖相砂泥岩、粉砂岩、薄层细砂岩和煤层组成，含水性弱，煤矿区水文地质条件简单。
（4）三江-穆棱河近海环境下形成的坳陷型煤盆地
该煤盆地位于黑龙江省北部三江（黑龙江、松花江、乌苏里江）范围内，包括鸡西、勃利、双桦、双鸭山、集贤等已开发的煤田，是新华夏系与弧形构造相叠加而形成的坳陷型聚煤盆地。含煤岩系为鸡西群（或龙爪沟群），以陆相为主的含煤建造。下部为滴道组中性、中酸性火山岩和火山碎屑岩，含水性弱，含煤盆地两端岩石组合以中粗粒砂岩为主，含水性中―弱，盆地中部坳陷中心岩性变为粉砂岩、细砂岩、泥岩，含水性弱，煤系基底为震旦系变质岩系，含水性极弱，煤矿水文地质条件较简单。
特别需要强调的、黑龙江省主要产煤区的两种水害类型：
第一是裂隙水水害。黑龙江省主要产煤区、即大兴安岭以东的晚侏罗-早白垩世含煤盆地（如双鸭山煤田、鸡西煤田、鹤岗煤田、勃利煤田等），含煤地层所承受的压力和温度均较高，岩石的石化程度与煤的变质程度也都较高。岩性比较坚硬，煤种为烟煤。组成岩石的颗粒之间的原生孔隙已大部分消失。后期构造破坏比较剧烈，断层众多，成岩裂隙及构造裂隙比较发育，故以裂隙水为主，孔隙水已降为为非常次要的地位。岩石的粒度组成对其含水性与透水性的作用已不太明显，而主要取决于裂隙发育程度。当岩层埋深较浅时，在各种外营力的综合作用下会产生新的风化裂隙，使原成岩裂隙及构造裂隙进一步扩大，构成导水性较强的风化裂隙含水带。随着埋深的增大，裂隙发育程度及其含水性与透水性均显著减小，形成明显的垂直分带性。东北地区的水文地质工作者通常把风化裂隙含水带划分为强风化裂隙含水带（埋深一般为50-70m，钻孔单位涌水量可达1-3L/s.m）和亚风化裂隙含水带（埋深一般为120-150m，钻孔单位涌水量可达0.1-1.0L/s.m）；以下为正常的层间裂隙含水层（埋深在150m以下，钻孔单位涌水量一般小于0.1L/s.m）。风化裂隙含水带直接接受降水补给，并常与地表水及第四系砂砾层水相联系，故矿井涌水量具有浅部大、深部小，靠近河谷地段大、远离河谷地段小的明显规律。
该区煤层比其顶、底板岩层要相对软弱，在较高的温度、压力下，构造运动中容易产生塑性变形，故其裂隙发育程度要比其顶、底板岩层为差，其含水性与透水性非常微弱，对矿井充水无明显作用。因岩性比较坚硬，在后期的构造运动中容易产生脆性破坏，故本区一些晚期断层（燕山末期及喜马拉雅期）的断层破碎带及其两盘中产生的断层裂隙带一般比较发育，其含水性与透水性一般要比正常岩层为大。当断层与地表水或第四系砂砾含水层沟通时，常造成矿井大量涌水。区内以往发生的较大涌水及突然涌水，大多与晚期断层有关。
开采煤层时易导致上覆含水层中的水和砂溃入矿井，必须在煤层露头部位留设足够的防水煤柱，才能安全开采。
第二是老空老窑水水害。除了该区裂隙水水害外，该区老空老窑水水害值得高度关注。该区煤矿开采历史较长，形成了大量的老空老窑区，这些老空老窑区的分布、富水性复杂，一旦违法开采、触及老空老窑区，就会发生严重水害事故，近年来该区老空老窑水水害事故案例较多。