煤炭工业矿坑水形成机理及综合利用分析.PDF

21卷第 6 利 水 电科 技 进 展 2O01年 12月 煤炭工业矿坑水形成机理及综合利用分析 程普云 ，董翊立 ，李智慧 ，李志发 ，王玉和 (1．山西省水资源研究所，山西 太原 030001；2晋城市水资源管理委员会，山西 晋艟 O4800O) 摘要：在水资源可持续利用原则的指导下，通过对山西省晋城市矿坑水形成机理及煤矿排水与利用 状况分析，探讨矿坑水利用的可行性 ，提出矿坑水综合利用的发展途径：煤矿企业 内部应充分挖掘 矿坑水开发利用潜力；与煤矿企业相邻的其它行业的工业企业，可跨企业调用矿坑水；矿坑水可作 为农业灌溉、农村生活及林牧渔业的供水水源：充分利用废旧矿井贮存矿坑水，建设地下水库． 关键词：煤炭工业；矿坑水；形成机理；可行性分析；综合利用 中图分类号：P641．25 文献标识码：A 文章编号：1006-7647c2001)06—0040—03 晋城市位于 山西省东南部，辖晋城城 区、泽州 露或通过含水层时，赋存于含水层 中的水就涌向坑 县、高平市、阳城县、陵川县、沁水县共 1区 1市 4 道，成为矿井的充水水源． 县，总面积9490b ．晋城市煤炭资源储量丰富，全 d．老窑积水．晋城市煤炭开采历史悠久，在大 市煤炭资源总地质储量 458．81亿 t，其中探明储量 多数矿区的浅部分布有许多废弃的煤窑 ，赋存了大 271．58亿 t．占山西无烟煤探 明储量的 1／2，占全 国 量积水，它们像一座座小 “水库”分布于采 区上方及 的1／4，是我 国无烟煤的主要生产基地 、目前 ，晋城 附近，一旦与矿井连通 ，短时间内有大量水涌人矿 市共有煤矿 900余座 ．1998年原煤产量为 3825．09 井，其危害性很大，而且这种水属酸性强腐蚀性 ，对 万 t，占全省原煤总产量的 11．3％． 采煤设备具有一定的破坏性． 1 矿坑水形成机理分析 2 矿坑水排放与利用分析 矿坑水系指在采煤过程中，从煤系地层中涌出 2．1 矿坑排水量计算 的水，亦称为矿坑涌水，一般通过提水泵从坑下中央 1998年晋城市各类煤矿实际排水量为 2849．6 水仓排向地面，故又称其为矿坑排水．其主要来源有 万 m3，吨煤排水平均 0．75m3，其 中高平市最大为 4个方面 ： 1．18m]，陵川县最小仅为 026 ．这主要与所在县 a．大气降水．随着煤炭的大量开发，井下采空 (市、区)煤矿企业生产规模 、矿区开采历史和矿井集 面积逐渐增大，围岩应力场也发生变化 ，煤层回采后 中程度有关 ．矿坑排水量主要集中在城 区、泽州县、 顶板开始沉陷，地表出现裂缝和塌陷，大气降水有的 阳城县及高平市，其排水量为 26785万 ，占全市 直接通过裂缝灌人坑道 ，有的则沿有利于人渗的构 矿坑排水总量的94．O％．从各类煤矿排水情况来 造、裂晾及土壤等补给矿床含水层，因此大气降水人 看，县 (市、区)属 以下 煤矿 占全 市排 水总量 的 渗补给是一种发生在流域面上的补给水源 ． 81．8％，其次为统配、省属煤矿 占11．7％，市属煤矿 b．地表水．由于采煤进一步沟通原始构造，同时 排水量最小 ，仅 占6．5％． 又产生新裂隙与裂缝等次生构造，当矿区有河流、水 2．2 矿坑水利用情况分析 库、水池、积水洼地等地表水体存在时，地表水就有可 根据全市6O6个主要煤矿企业调查资料，1998 能沿河床沉积层、构造破碎带或产状有利于水体人渗 年原煤产量 3338．19万 t，矿坑排水量 2497．3万 ， 的岩层层面补给浅层地下水，再补给煤系地层中的含