段中會(huì)， 王生全， 馬 麗

(1.國(guó)土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710021；2.陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司，西安 710021； 3.西安科技大學(xué)，西安 710054)

0 引言

自2013年12月《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)定》)發(fā)布施行以來，有效地指導(dǎo)了煤礦地質(zhì)工作的開展。但是實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行《規(guī)定》的地質(zhì)類型劃分方案也存在一些問題值得商榷，本文試圖對(duì)煤礦地質(zhì)類型劃分若干問題進(jìn)行研究，提出解決相關(guān)問題的建議。

1 問題與討論

1.1 煤礦地質(zhì)類型劃分與煤礦地質(zhì)報(bào)告關(guān)系問題

《規(guī)定》對(duì)煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告和煤礦地質(zhì)報(bào)告都給出了編寫提綱[1]，對(duì)比兩個(gè)報(bào)告提綱不難發(fā)現(xiàn)：煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告提綱與煤礦地質(zhì)報(bào)告編制提綱無論是內(nèi)容還是格式基本保持一致，煤礦地質(zhì)報(bào)告編制提綱增加了4.4其他有益礦產(chǎn)、8.2瓦斯(煤層氣)資源/儲(chǔ)量估算、10探采對(duì)比等內(nèi)容；兩種報(bào)告規(guī)定的附圖內(nèi)容也基本相同，有10類圖件是兩個(gè)報(bào)告要求都必須附的圖件，差異在于前者要有可采煤層厚度等值線圖和煤礦地質(zhì)構(gòu)造綱要圖，后者要有補(bǔ)充勘探鉆孔柱狀圖和井巷地質(zhì)素描圖。

由此可見，煤礦地質(zhì)報(bào)告涵蓋了煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告內(nèi)容。而《規(guī)定》要求煤礦既要定期編寫煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告又要定期編寫煤礦地質(zhì)報(bào)告。這種狀況造成的弊端尤為明顯，常常是，煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告和煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告編寫前后交錯(cuò)，煤礦疲于應(yīng)對(duì)，多數(shù)編制的兩種報(bào)告內(nèi)容相互引用，雷同重復(fù)。

1.2 煤礦地質(zhì)類型評(píng)定唯一性的問題

《規(guī)定》第14條指出“一個(gè)煤礦原則上只評(píng)定劃分一種地質(zhì)類型”。實(shí)踐中，煤礦地質(zhì)類型劃分以整個(gè)煤礦為評(píng)價(jià)對(duì)象，這不符合地質(zhì)類型劃分的初衷和本意?！兑?guī)定》指出，“煤礦地質(zhì)類型每5年應(yīng)重新確定”。很明顯，煤礦地質(zhì)類型劃分有時(shí)效性。與這種時(shí)效性對(duì)應(yīng)的是空間上的區(qū)域性。通常，一個(gè)煤礦的地質(zhì)條件與其中某一區(qū)域的條件不完全是一回事，常常會(huì)有諸如“復(fù)雜類型煤礦”中存在“簡(jiǎn)單類型區(qū)域”的一類現(xiàn)象。地質(zhì)工作雖然研究煤礦整體區(qū)域的地質(zhì)條件，但從地質(zhì)類型劃分目的出發(fā)，重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)放在報(bào)告有效期內(nèi)的未采區(qū)、主要是5～8年開采接續(xù)區(qū)的采礦地質(zhì)條件。

1.3 根據(jù)煤層瓦斯含量來劃分瓦斯類型問題

《規(guī)定》中，煤層瓦斯含量是劃分瓦斯類型的唯一依據(jù)。而《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定釋義》(以下簡(jiǎn)稱《釋義》)指出：“考慮煤層瓦斯是瓦斯災(zāi)害的致災(zāi)主體，煤層瓦斯含量充分反映了礦井瓦斯的地質(zhì)屬性，所以本次不只采用礦井瓦斯等級(jí)，同時(shí)將煤層瓦斯含量作為瓦斯類型確定的另一個(gè)依據(jù)”[2]。按照《釋義》的解釋，礦井瓦斯等級(jí)才是首選的分類依據(jù)，煤層瓦斯含量作為瓦斯類型確定的另一個(gè)依據(jù)?！兑?guī)定》與《釋義》在同一個(gè)問題上彼此自相矛盾。

依據(jù)煤層瓦斯含量劃分瓦斯類型存在三方面的問題。一是“煤層瓦斯含量”數(shù)據(jù)來源的局限性?！懊簩油咚购俊睌?shù)據(jù)來源有兩方面：勘查鉆孔或者井下實(shí)測(cè)。限于目前勘查技術(shù)條件，用鉆探取樣測(cè)定煤層瓦斯含量的準(zhǔn)確性還很低。如：某煤礦是典型的“低瓦斯含量高涌出礦井”，為“高瓦斯礦井”。而通過解吸法測(cè)得瓦斯成分及含氣量詳見表1。從表可看出，該煤礦3#煤瓦斯平均含量1.29m3/t。煤礦在井下四個(gè)鉆孔進(jìn)行瓦斯取樣分析，四個(gè)樣品瓦斯含量分別為：3.21、2.46、2.3、2.05m3/t。這些數(shù)據(jù)要高出地勘鉆孔化驗(yàn)一倍。

其二，以煤層瓦斯含量作為瓦斯分類指標(biāo)，難以獲得令人信服的根據(jù)。煤層瓦斯含量4m3/t、8m3/t作為分類的標(biāo)準(zhǔn)失據(jù)甚至錯(cuò)誤。在與煤礦瓦斯有關(guān)的規(guī)程規(guī)范中，煤層瓦斯含量4m3/t這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沒有出處；瓦斯含量8m3/t這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》及《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》中[3-4]，都把“煤層瓦斯含量8m3/t”作為一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”，判定煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的參考指標(biāo)之一。但是，《規(guī)定》地質(zhì)類型劃分中，卻把“煤層瓦斯含量大于8m3/t”劃分為“復(fù)雜”類型而不是“煤與瓦斯突出礦井或按照煤與瓦斯突出礦井管理”的“極復(fù)雜”類型，與上述規(guī)程的規(guī)定相左；其三，“煤層瓦斯含量”指標(biāo)導(dǎo)致煤礦地質(zhì)類型劃分與煤礦瓦斯防治脫節(jié)?！睹旱V安全規(guī)程》《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》《煤礦瓦斯等級(jí)鑒定辦法》等煤礦瓦斯防治工作中[5-6]，最常用的瓦斯參數(shù)為瓦斯相對(duì)涌出量、絕對(duì)涌出量、煤層瓦斯壓力等參數(shù)。煤層瓦斯含量充分反映的是礦井瓦斯的地質(zhì)屬性，煤礦地質(zhì)類型劃分應(yīng)該突出瓦斯的地質(zhì)屬性，但是，如果煤礦瓦斯分類不能對(duì)煤礦瓦斯防治起到有效的指導(dǎo)作用，也就失去了分類的意義。

表1 某煤礦煤層瓦斯含量測(cè)定匯總表Table 1 Summary statement of a coalmine coal seam gas content tested results

1.4 地質(zhì)類型劃分方案與煤礦建設(shè)與安全開采地質(zhì)保障管理相脫節(jié)

現(xiàn)行《規(guī)定》的地質(zhì)類型劃分并沒有達(dá)到將煤礦地質(zhì)條件與煤礦建設(shè)與安全開采聯(lián)系起來的目的。對(duì)于煤礦地質(zhì)類型怎樣影響到煤礦地質(zhì)工作、煤礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全管理，如煤礦地質(zhì)工作的投入、地質(zhì)勘查工程布置、地質(zhì)工作整體部署、煤礦的安全生產(chǎn)措施、煤礦采區(qū)劃分和生產(chǎn)系統(tǒng)布置等少有關(guān)注。最直接相關(guān)的是《規(guī)定》第88條，要求煤礦針對(duì)不同的地質(zhì)及開采條件(簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜)，延深水平高級(jí)儲(chǔ)量百分比應(yīng)達(dá)到規(guī)定要求。分析發(fā)現(xiàn)，這里規(guī)定的地質(zhì)及開采條件來自于《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》[7]的勘查類型分類，與煤礦地質(zhì)類型不能相提并論。而現(xiàn)行《規(guī)定》“強(qiáng)行”使兩者“保持一致”，實(shí)際是將不同概念混為一談。另一方面，不同煤礦地質(zhì)條件千差萬別。理論上而言，一個(gè)“簡(jiǎn)單地質(zhì)類型”的煤礦，其理論組合模型只有一種。而一個(gè)“中等地質(zhì)類型”的煤礦，其理論組合模型有31種之多，以此類推，“復(fù)雜地質(zhì)類型”的煤礦，其理論模型更有數(shù)百種，“極復(fù)雜地質(zhì)類型”的煤礦則更多。顯然，依現(xiàn)行的分類方案，將如此錯(cuò)綜復(fù)雜的地質(zhì)條件只是按復(fù)雜性歸結(jié)為四種類型，有些簡(jiǎn)單化了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際工作的需要。

2 對(duì)策和建議

2.1 取消煤礦地質(zhì)類型劃分專項(xiàng)報(bào)告，其內(nèi)容并入煤礦地質(zhì)報(bào)告之中

煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告、建礦地質(zhì)報(bào)告及生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告的提綱要求基本相同。三者的主要差異是編制要求的起始時(shí)間不同：編寫建礦地質(zhì)報(bào)告是在基建煤礦移交生產(chǎn)前6個(gè)月，煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告，是在基建煤礦移交生產(chǎn)后1年內(nèi)，編寫生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告，是在基建煤礦移交生產(chǎn)后3年內(nèi)進(jìn)行。

“首次”編寫煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告，是否應(yīng)該在基建煤礦移交生產(chǎn)后1年內(nèi)進(jìn)行？ 1984年《礦井地質(zhì)規(guī)程》第10條曾規(guī)定：礦井地質(zhì)條件的類別應(yīng)在新井投產(chǎn)8～10年內(nèi)提出，以后每隔8～10年或在修改礦井地質(zhì)報(bào)告時(shí)評(píng)定一次[8]。顯然，(基建煤礦移交前)在建井報(bào)告中對(duì)于礦井地質(zhì)類型有初步劃分評(píng)價(jià)的前提下，在基建煤礦移交短短一年時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行“首次”礦井地質(zhì)類型步劃分，意義不大，理由也不充分，況且在其后兩年的生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告編制中，要求再進(jìn)行地質(zhì)類型劃分。

因此，建議將煤礦的首次地質(zhì)類型劃分有關(guān)內(nèi)容并入煤礦建井地質(zhì)報(bào)告，以后的煤礦地質(zhì)類型劃分并入每五年一個(gè)周期的煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告，即生產(chǎn)階段的首次煤礦地質(zhì)類型劃分規(guī)定在基建煤礦移交生產(chǎn)后3年內(nèi)進(jìn)行，之后每5年修編1次；需要指出的是，建議雖然取消了煤礦地質(zhì)類型劃分專項(xiàng)報(bào)告，但是在煤礦地質(zhì)報(bào)告中強(qiáng)化了煤礦地質(zhì)類型劃分工作。

2.2 明確“地質(zhì)類型劃分”以煤礦接續(xù)區(qū)為評(píng)價(jià)對(duì)象，評(píng)價(jià)結(jié)論更加符合煤礦實(shí)際

煤礦地質(zhì)工作實(shí)質(zhì)是通過研究煤礦已采區(qū)地質(zhì)規(guī)律來預(yù)測(cè)推斷未采區(qū)地質(zhì)條件的。針對(duì)煤礦接續(xù)區(qū)(一般是5～8年開采范圍)進(jìn)行地質(zhì)類型劃分和評(píng)價(jià)結(jié)論更加符合煤礦實(shí)際。例如，某煤礦由于周邊存在大量老窯采空區(qū)、且大部可采的上部煤層已經(jīng)回采完畢，存在大量采空區(qū)積水，積水準(zhǔn)確位置范圍水量都不清楚，所以礦井水文地質(zhì)類型為“復(fù)雜”，但煤礦未來5～8年開采范圍接續(xù)區(qū)開采下部煤層，其上的上層煤層屬于不可采區(qū)，不存在采空區(qū)積水問題，同時(shí)距離老窯采空區(qū)較遠(yuǎn)，經(jīng)綜合分析，礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)確定為“簡(jiǎn)單”。

2.3 以礦井瓦斯等級(jí)為主、瓦斯壓力及瓦斯含量為補(bǔ)充的煤礦瓦斯類型劃分指標(biāo)依據(jù)

按照《煤礦瓦斯等級(jí)鑒定辦法》(2018版)的瓦斯等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定的指標(biāo)(礦井相對(duì)瓦斯涌出量、絕對(duì)瓦斯涌出量、任一掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量、任一采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量)，將煤礦瓦斯地質(zhì)類型劃分為“簡(jiǎn)單”類型( “低瓦斯礦井一型”) “中等”類型( “低瓦斯礦井二型”)、 “復(fù)雜”類型( “高瓦斯礦井”)、 “極復(fù)雜”類型(稱為 “突出礦井”)。同時(shí)，確定將瓦斯含量作為煤礦瓦斯類型的輔助指標(biāo)。并且按照“就高不就低”的原則，確定瓦斯地質(zhì)類型。建議修改內(nèi)容見表2。

(1)瓦斯含量4m3/t作為“簡(jiǎn)單”與“中等”類型分類的指標(biāo)之一(與原規(guī)定相同)。

(2)瓦斯含量8m3/t作為“極復(fù)雜”與“復(fù)雜”類型分類的指標(biāo)之一(不同于原規(guī)定：瓦斯含量8m3/t是“復(fù)雜”與“中等”類型分類的指標(biāo))。

(3)瓦斯含量6m3/t作為“復(fù)雜”與“中等”類型分類的指標(biāo)之一(不同于原規(guī)定：瓦斯含量8m3/t是“復(fù)雜”與“中等”類型分類的指標(biāo))。之所以選擇煤層瓦斯含量6m3/t，作為標(biāo)準(zhǔn)，是因?yàn)椤睹旱V安全規(guī)程》第一百一十五條規(guī)定，采用放頂煤開采時(shí)，必須遵守下列規(guī)定“高瓦斯、突出礦井的容易自燃煤層，應(yīng)當(dāng)采取以預(yù)抽方式為主的綜合抽采瓦斯措施和綜合防滅火措施，保證本煤層瓦斯含量不大于6m3/t”。

表2 建議的煤礦瓦斯地質(zhì)分類方案Table 2 Suggested coalmine gas geological classification scheme

2.4 建立與煤礦建設(shè)及安全開采相聯(lián)系的煤礦地質(zhì)類型劃分方案

改進(jìn)煤礦地質(zhì)類型劃分方案，最主要的是解決現(xiàn)行煤礦地質(zhì)類型劃分方案與煤礦安全生產(chǎn)管理相脫節(jié)，導(dǎo)致了地質(zhì)類型分類目的性不明確的問題。為此，筆者從沿用30年的1984年版本《礦井地質(zhì)規(guī)程》著眼探討這一問題。

該方案將作為礦井地質(zhì)條件分類依據(jù)的地質(zhì)因素按復(fù)雜程度劃分為Ⅰ-Ⅳ類，將礦井地質(zhì)條件分成5類礦井，給出了礦井地質(zhì)條件分類“帶注腳的四位羅馬數(shù)字”數(shù)碼代號(hào)表示法，建立了與煤礦安全生產(chǎn)管理直接聯(lián)系。比較現(xiàn)行方案，該方案具有更多的合理性；該方案不足之處是：礦井地質(zhì)條件分成五類礦井依據(jù)不明，“帶注腳的四位羅馬數(shù)字”數(shù)碼代號(hào)表示法顯得過于繁瑣，不利于實(shí)際應(yīng)用。兩相結(jié)合，筆者提出“四類十型分類”新方案。

(1)將作為煤礦地質(zhì)類型劃分依據(jù)的地質(zhì)條件分為兩組；地質(zhì)構(gòu)造和煤層穩(wěn)定性條件主要影響的是煤礦的高效生產(chǎn)，一般不會(huì)直接帶來煤礦安全問題；而瓦斯類型、水文地質(zhì)類型和其他開采地質(zhì)條件是影響煤礦安全開采的主要因素。因此，將作為煤礦地質(zhì)類型劃分依據(jù)的地質(zhì)條件分為兩組，分別稱之為生產(chǎn)地質(zhì)條件和安全開采條件，即：生產(chǎn)地質(zhì)條件：地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度、煤層穩(wěn)定程度；安全開采條件：瓦斯類型、水文地質(zhì)類型、其他開采地質(zhì)條件。見表3。

(2)煤礦地質(zhì)類型劃分為四大類十類型。分別就“生產(chǎn)地質(zhì)條件”和“安全開采條件”的復(fù)雜程度進(jìn)行評(píng)價(jià)(簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜、極復(fù)雜)(表3)。根據(jù)“生產(chǎn)地質(zhì)條件”和“安全開采條件”的復(fù)雜程度和組合關(guān)系，按照“就高不就低”的原則，將煤礦地質(zhì)類型劃分為四大類十(類)型(表4)。

表3 “生產(chǎn)地質(zhì)條件”和“安全開采條件”的復(fù)雜程度評(píng)價(jià)表Table 3 Complexity assessment sheet of “production geological condition” and “mining safety condition”

表4 建議的煤礦地質(zhì)類型“四類十型”劃分表Table 4 Proposed coalmine geological type “four categories and ten types” classification

按照上述“四類十型”分類方案，地質(zhì)類型分類目的性十分明確。將煤礦地質(zhì)類型與地質(zhì)勘查工程布置聯(lián)系了起來，一定程度上達(dá)到了指導(dǎo)煤礦地質(zhì)工作，為煤礦地質(zhì)工作的整體部署和機(jī)構(gòu)建設(shè)及組織管理提供依據(jù)，為煤礦安全高效開采提供保障之目的。

3 結(jié)論

本文研究了現(xiàn)行《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》關(guān)于地質(zhì)類型劃分存在一些問題，提出了解決相關(guān)問題的建議和方案。主要包括：建議把煤礦地質(zhì)類型劃分報(bào)告并入煤礦建井及生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告之中；明確“地質(zhì)類型劃分”以煤礦接續(xù)區(qū)為評(píng)價(jià)對(duì)象；以礦井瓦斯等級(jí)為主、瓦斯壓力及瓦斯含量為補(bǔ)充作為煤礦瓦斯類型劃分指標(biāo)；提出將地質(zhì)條件分為生產(chǎn)地質(zhì)條件和安全開采條件兩類，建議以“四類十型”煤礦地質(zhì)類型劃分方案使地質(zhì)類型分類目的性更加明確，有利于煤礦地質(zhì)類型劃分指導(dǎo)煤礦地質(zhì)工作并與煤礦安全生產(chǎn)聯(lián)系起來。