礦山水害防治.3的知識(shí)

礦山水害防治華北科技學(xué)院(中國(guó)煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心)

劉國(guó)林教授聯(lián)系方式：lgl@導(dǎo)致礦山水災(zāi)的水源有地表水和地下水兩類，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在礦山水害事故中，約10-15%的水源來(lái)自地表水，約85-90%的水源來(lái)自地下水。在礦山水災(zāi)中，以礦井透水事故發(fā)生最多，后果最為嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)外各類礦山均有嚴(yán)重透水事故，如1935年山東省魯大北大井突水，造成536人死亡，是世界上最大的礦山水災(zāi)之一。近年來(lái)礦井透水事故時(shí)有發(fā)生，如1999年山東萊蕪礦谷家臺(tái)二礦區(qū)發(fā)生井下特大透水事故，造成29人死亡；2001年廣西南丹大廠礦區(qū)拉甲坡錫礦和龍山錫礦透水，導(dǎo)致兩個(gè)礦同時(shí)被淹，81人死亡。煤礦水害事故更為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新中國(guó)成立以來(lái)到2006年底，全國(guó)煤礦發(fā)生一次死亡30人以上水害事故17起，死亡857人；發(fā)生一次死亡50人以上水害事故8起，死亡526人；特別是2005年8月7日廣東省梅州市大興煤礦發(fā)生了新中國(guó)成立以來(lái)最大的一次透水事故，死亡121人。主要內(nèi)容第一部分地下水基礎(chǔ)知識(shí)第二部分礦井充水條件第三部分礦井水文地質(zhì)觀測(cè)及其水害防治第四部分礦井水害防治應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題第一部分地下水的基本知識(shí)有關(guān)概念：1、大氣水：以氣態(tài)（水汽）、液態(tài)（雨、云）和固態(tài)（雪、雹）存在于大氣圈中的水。2、地表水：以液態(tài)聚積在江、河、海、湖中以及以固態(tài)存在于兩極及高寒地帶的水。3、地下水：以各種不同狀態(tài)（氣、液、固）存在于巖石空隙中的水。地下水具有分帶性：1）包氣帶：巖石空隙未被水充滿的地帶。2）飽水帶：地下水面以下，巖石空隙被重力水全部充滿的部分。第一部分地下水的基本知識(shí)

一、自然界中水的循環(huán)(太陽(yáng)輻射、重力)水的循環(huán)可分為大循環(huán)和小循環(huán)兩種：

（1）大循環(huán)或稱外循環(huán)，它是指在全球范圍內(nèi)水分從海洋表面蒸發(fā)，上升的水汽隨氣流運(yùn)移到陸地上空，凝結(jié)成雨點(diǎn)降落到陸地表面，又以地表或地下徑流的形式，最終流歸海洋中，再度受到蒸發(fā)。第一部分地下水的基本知識(shí)

（1）大循環(huán)或稱外循環(huán)第一部分地下水的基本知識(shí)

一、自然界中水的循環(huán)水的循環(huán)可分為大循環(huán)和小循環(huán)兩種：

（2）小循環(huán)又稱內(nèi)循環(huán)，它是指水從海洋表面蒸發(fā)，又降落到海洋表面；或者水從陸地上的湖泊表面、河流表面、地表、植物葉面蒸發(fā)，又在當(dāng)?shù)亟德?。第一部分地下水的基本知識(shí)

（2）小循環(huán)又稱內(nèi)循環(huán)循環(huán)中發(fā)生的主要水文作用：降水

蒸發(fā)

徑流

水汽輸送

入滲

蒸發(fā)

降水

水汽輸送

循環(huán)路徑不同：大循環(huán)（海-陸-海）與小循環(huán)（海-海，陸-陸）第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念地下水是指埋藏在地表以下，儲(chǔ)存在巖石空隙中的水。它主要以氣態(tài)水、吸著水、薄膜水、毛細(xì)水和重力水等幾種形式存在于巖石空隙中。（1）氣態(tài)水即水蒸氣，它可以從空氣中進(jìn)入或由土壤和巖石中的液態(tài)水蒸發(fā)形成。第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念

(二)吸著水在靜電引力或分子引力的作用下使水分子附著于巖石顆粒表面，并形成一層極薄的水膜，這一部分水稱為吸著水，也稱強(qiáng)結(jié)合水。相對(duì)密度大于1，不受重力影響，不傳遞靜水壓力．在-78oC以下仍不凍結(jié)，不溶解鹽類等，因此，這部分水無(wú)法被利用，也不能被植物吸收。第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念

(三)薄膜水包圍在吸著水外面的具有一定厚度的水膜稱為薄膜水或弱結(jié)合水。薄膜水不受重力影響，不傳遞靜水壓力，其相對(duì)密度與普通水一樣，但粘滯性較大，溶解鹽的能力較低，一般無(wú)法利用．但外層水分子可被植物吸收。第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念

(四)毛細(xì)水

受到表面吸引力，重力，還有另一種力—稱毛細(xì)力的作用，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。充滿于巖石毛細(xì)空隙(直徑小于1mm的孔隙和寬度小于0.25mm的裂隙)中的水稱為毛細(xì)水，毛細(xì)水可傳遞靜水壓力，有一般水的特點(diǎn)，可被植物吸收。受毛細(xì)力和重力作用的共同支配。第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念

(五)重力水

充滿于非毛細(xì)空隙中的，能夠自由運(yùn)動(dòng)的液態(tài)水稱為重力水。平常從泉眼、水井、鉆孔及礦井巷道中流出的地下水都是重力水。其具有一般水的通性，它可以傳遞靜水壓力，且可以自由運(yùn)動(dòng)，重力水是地下水主要的研究對(duì)象。巖石空隙中僅受重力作用而運(yùn)動(dòng)的水第一部分地下水的基本知識(shí)

二、地下水的概念

包氣帶（zoneofaerationorzoneofunsaturation）

特點(diǎn)

①巖石空隙未被水充滿②是固、液、氣三相介質(zhì)并存介質(zhì)③水的存在形式（多樣）：吸著水、毛細(xì)水（各種）、重力水、氣態(tài)水包氣帶是飽水帶中地下水參與水文循環(huán)的一個(gè)重要通道；“重力水”通過(guò)包氣帶獲得降水、地表水的入滲補(bǔ)給（補(bǔ)充），部分水又通過(guò)包氣帶將水分傳輸，蒸發(fā)，消耗出去。飽水帶（saturationzone）特點(diǎn)巖石空隙被水完全充滿→是二相介質(zhì)（固相+液相水）空隙中水的存在形式：①重力水②吸著水重力水：連續(xù)分布（孔隙是連通）→傳遞壓力→在水頭差作用下，地下水（空隙中的水）可以連續(xù)運(yùn)動(dòng)。地下開挖，坑道，巷道，基坑，打井在此帶均有重力水涌出來(lái)！

第一部分地下水的基本知識(shí)

三、含水層、隔水層、透水層地下水之所以能夠儲(chǔ)存于巖石中，是因?yàn)閹r石中具有或多或少的空隙，巖石的空隙既是地下水的儲(chǔ)存空間，又是地下水的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所。巖石中的空隙有孔隙、裂隙、巖溶三種類型。第一部分地下水的基本知識(shí)

三、透水層、含水層、隔水層

飽水巖層中，根據(jù)巖層給水與透水能力而進(jìn)行的劃分

自然界中也有一些巖石，其裂隙、巖溶等較發(fā)育，能透水，但不含重力水，把這類只能透水，但不含重力水的巖層稱為透水層。弱透水層（Aquitard）：滲透性很差，給出的水量微不足道，但在較大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的巖層——各種粘土，泥質(zhì)粉砂巖第一部分地下水的基本知識(shí)

三、透水層、含水層、隔水層

飽水巖層中，根據(jù)巖層給水與透水能力而進(jìn)行的劃分

隔水層（Aquifuge)：

不能透過(guò)與給出水或透過(guò)與給出的水量微不足道的巖層，對(duì)地下水的滲透起阻隔作用，在井下，開掘到這類巖石時(shí)，比較干燥，無(wú)水?！严恫话l(fā)育的基巖、頁(yè)巖、板巖、粘土（致密）。

把這類不透水又不含重力水的巖層稱為隔水層。第一部分地下水的基本知識(shí)

三、透水層、含水層、隔水層飽水巖層中，根據(jù)巖層給水與透水能力而進(jìn)行的劃分含水層（Aquifer）

—充滿了地下水的透水層。能夠透過(guò)水、含有重力水、并能給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層—如礫石、粗中糙砂，以及裂隙、巖溶發(fā)育的堅(jiān)硬石灰?guī)r、膠結(jié)不好的礫巖等，在一定條件下它們一方面是地下水儲(chǔ)存場(chǎng)所，能儲(chǔ)水，另一方面義允許水透過(guò)，即能透水，若開掘巷道遇到這類巖石時(shí)，水便流出來(lái)。

把這類能透水且含有重力水的巖層稱為含水層。含水層必須同時(shí)具備三個(gè)方面的條件：巖層具有連通的空隙、隔水地質(zhì)條件和足夠的補(bǔ)給水源。第一部分地下水的基本知識(shí)

四、地下水的分類

地下水的分類方法很多，我國(guó)煤礦建設(shè)和生產(chǎn)上常用的分類方法有以下兩種。

(一)按照地下水埋藏條件的不同，將地下水分為上層滯水、潛水、層間水三類。(一)按照地下水埋藏條件的不同，將地下水分為上層滯水、潛水、層間水三類。

上層滯水(a)、潛水(b)、承壓水(c)abc第一部分地下水的基本知識(shí)第一部分地下水的基本知識(shí)

1．上層滯水上層滯水是存在于包氣帶中局部隔水層之上的重力水。它是下滲水流遇到包氣帶中的局部隔水層而引起水的滯留和聚集而形式的。特點(diǎn)：

a、分布范圍一般不廣。

b、具季節(jié)性，在雨季出現(xiàn)，干旱季節(jié)消失。

c、易被污染。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水

潛水是埋藏在地表以下，第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上，具有自由水面的重力水。潛水在自然界中分布極廣，主要存在于第四紀(jì)疏松沉積物的孔隙及露出地表的基巖裂隙中。潛水上面無(wú)穩(wěn)定的隔水層存在，因此，其具有無(wú)承壓自由水面，亦稱潛水面。潛水的特點(diǎn)（1）沒(méi)有隔水層限制，與大氣直接相通，除大氣壓強(qiáng)外不受其它力（不承受靜水壓力的無(wú)壓水）。（2）具有一定的空間連續(xù)性（范圍）以區(qū)分上層滯水（3）重力作用下，潛水始終由高水位向低水位流動(dòng)（4）潛水主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給，多數(shù)情況下，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致。（6）潛水的水量、水位、水質(zhì)均有明顯的季節(jié)性變化。（5）潛水面的形狀隨當(dāng)?shù)氐牡匦纹鸱兓匦胃叩牡胤綕撍灰哺?，地面坡度越大，潛水面坡度也越大，二者基本一致，但地面坡度總體大于潛水面的坡度。有關(guān)潛水重要專業(yè)術(shù)語(yǔ)名詞概念潛水面(watertable)——其無(wú)承壓自由水面潛水含水層——賦存潛水的巖層。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水a(chǎn)、潛水的埋藏深度（h1）：潛水面至地表的距離。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水b、潛水含水層的厚度（h2）：由潛水面往下至隔水層頂面之間的距離。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水c、潛水位（H)：潛水面上任意點(diǎn)的標(biāo)高，稱為該點(diǎn)的潛水位。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水潛水屬無(wú)壓水（自由水），在重力作用下，潛水可由高水位向低水位流動(dòng)，水流的方向即為潛水的流向。潛水主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給，多數(shù)情況下，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水

潛水面的形狀與地形也有密切關(guān)系，它隨當(dāng)?shù)氐牡匦纹鸱兓?，地形高的地方潛水位也高，地面坡度越大，潛水面坡度也越大，二者基本一致，但地面坡度總體大于潛水面的坡度。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水潛水等水位線圖是潛水面上各點(diǎn)的水位高程的等值線圖，它是以潛水面上各點(diǎn)的水位標(biāo)高為依據(jù)而編制成的。潛水面形狀可用潛水等水位線圖來(lái)表示。根據(jù)等水位線圖可解決下列問(wèn)題：（1）確定潛水流向；垂直等水位線的方向（2）確定潛水的水力坡度：沿水流方向上某線段上潛水位的高差與該線段水平距離的比值，I=104—100/AB（3）確定潛水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系。（4）確定潛水埋藏深度：潛水埋藏——地面標(biāo)高-水位高程（5）確定引、排水工程的位置：水井布置在地下水匯集的地方，排水溝應(yīng)布置在垂直水流方向。第一部分地下水的基本知識(shí)

2．潛水

（1）確定潛水流向；垂直等水位線的方向（2）確定潛水的水力坡度：沿水流方向上某線段上潛水位的高差與該線段水平距離的比值，I=104—100/AB潛水等水位線圖（平面）（3）確定潛水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系。確定潛水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系第一部分地下水的基本知識(shí)潛水主要特征小結(jié)：補(bǔ)給(來(lái)源)：降水入滲，河湖入滲排泄(匯)：泉，（河）泄流，蒸發(fā)補(bǔ)給或排泄通過(guò)含水層厚度變化而儲(chǔ)水與釋水動(dòng)態(tài)：受氣象，水文因素影響明顯，變化快（水量、水位季節(jié)性變化）受人為因素影響也顯著，易污染水循環(huán)交替迅速：水循環(huán)周期短，更新恢復(fù)快潛水研究基本方法—繪制潛水等水位線圖—獲取信息-資料的手段——調(diào)查、勘探，分析第一部分地下水的基本知識(shí)

3．層間水層間水是指存在于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的重力水，層間水義可分為無(wú)壓層間水和承壓層間水兩種。（1）無(wú)壓層間水：兩個(gè)隔水層間的含水層未被重力水充滿，仍具有自由水面而不承受壓力，只能在重力作用下由高處向低處流動(dòng)，其性質(zhì)與潛水相同，稱為無(wú)壓層間水。第一部分地下水的基本知識(shí)

（1）無(wú)壓層間水第一部分地下水的基本知識(shí)

（2）承壓水

——充滿于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層（或弱透水層）之間，含水層之中具有壓力的重力水稱為承壓水。承壓水特征：a、承受靜水壓力；b、補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)不一致；c、季節(jié)變化不明顯?；疽嘏c重要專業(yè)名詞①承壓含水層；②隔水頂板；③隔水底板；④承壓含水層厚度（H）：上下隔水層之間的垂直距離。⑤埋深（D）：⑧補(bǔ)給區(qū)；⑨承壓區(qū)；⑩排泄區(qū)(11)靜止水位（測(cè)壓水位）（12）承壓水頭（水頭高度H2）（13）自溢區(qū)形成承壓水的典型地質(zhì)構(gòu)造型式——基巖自流盆地中的承壓水補(bǔ)給區(qū)：盆地四周位置較高處含水層出露的地帶。承壓區(qū)：含水層上部具有隔水層的地段。自溢區(qū)：當(dāng)?shù)乇順?biāo)高低于靜止水位時(shí)，水可自行噴出，此時(shí)的承壓水稱自流水，該區(qū)稱自流區(qū)。承壓水基本特征補(bǔ)給與排泄：有限區(qū)域與外界聯(lián)系，水循環(huán)遲緩些，水交替慢，平均滯留時(shí)間長(zhǎng)（年齡老或長(zhǎng)）——恢復(fù)性差，

水化學(xué)：變化較大，礦化度一般要高點(diǎn)，可以保留“古老”的水

動(dòng)態(tài)：要穩(wěn)定些，如果分布面積大，厚度穩(wěn)定，則調(diào)節(jié)能力很強(qiáng)承壓含水層的變化：含水層厚度是不變的，承壓含水層的儲(chǔ)水與釋水依靠靜水壓力的傳遞進(jìn)行。第一部分地下水的基本知識(shí)

有關(guān)承壓水的一些基本概念

a、靜止水位（承壓水位H）——鉆孔打穿隔水頂板時(shí)，承壓水涌入鉆孔，水位沿鉆孔上升到一定高度且穩(wěn)定后所達(dá)到的水面標(biāo)高b、承壓水頭（水頭高度H2）——靜止水位到隔水頂板底面的垂直距離。第一部分地下水的基本知識(shí)

C、當(dāng)?shù)乇順?biāo)高低于靜止水位時(shí)，水可自行噴出，此時(shí)的承壓水稱自流水。第一部分地下水的基本知識(shí)

d、形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造：

（1）向斜構(gòu)造：賦存承壓水的向斜盆地。補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。

第一部分地下水的基本知識(shí)

d、形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造：

2、單斜構(gòu)造：賦存承壓水的單斜構(gòu)造。承壓水斜或自流斜地由斷層形成的自流斜地：第一部分地下水的基本知識(shí)

d、形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造：

2、單斜構(gòu)造：承壓水斜或自流斜地第一部分地下水的基本知識(shí)

e、承壓水等水壓線圖：在同一承壓含水層中．把承壓水位相等的點(diǎn)連起來(lái)，即得到承壓水位的等高線，將承壓水位等高線繪制成圖，就是承壓水等水壓線圖。第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層空隙性質(zhì)分類

1．孔隙水指存在于疏松巖層孔隙中的水。這些疏松巖層主要為第四系沉積物及堅(jiān)硬巖石的風(fēng)化殼?？紫端淖性跅l件和特征取決于巖石的孔隙情況。若巖石顆粒大而均勻，則含水層孔隙大，透水性好，地下水水量大、運(yùn)動(dòng)快、水質(zhì)好；相反，若顆粒大小混雜，或顆粒很細(xì)，則含水層的孔隙小，透水性差、水量小、地下水運(yùn)動(dòng)慢、水質(zhì)差。第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層性質(zhì)分類

2．裂隙水埋藏于巖石裂隙中的地下水，稱為裂隙水。裂隙水按其埋藏條件可分為裂隙潛水和裂隙承壓水。裂隙按其成因可分為風(fēng)化裂隙（weatheringfracture）水、

成巖裂隙（originalfracture如玄武巖的柱狀節(jié)理）水

構(gòu)造裂隙（tectonicfracture斷層裂帶）水等。第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層空隙性質(zhì)分類

2．裂隙水對(duì)煤礦生產(chǎn)影響較大的主要是賦存于構(gòu)造裂隙中的水，即構(gòu)造裂隙水。一般來(lái)說(shuō)，逆斷層產(chǎn)生的破碎帶，兩盤的裂隙多是閉合的，裂隙的含水性能較差。當(dāng)遇到較大的正斷層，其兩盤又是堅(jiān)硬脆性巖石(如砂巖)時(shí)，斷層破碎帶的規(guī)模較大，裂隙的張開性能也好，富水性強(qiáng)，若這種斷層又與其他強(qiáng)含水層接觸，巷道一旦揭露，就會(huì)發(fā)生突然涌水。第一部分地下水的基本知識(shí)分布較廣的構(gòu)造裂隙水的特點(diǎn)：分布不均勻——有的地方打井有水，有的地方無(wú)水水力聯(lián)系不統(tǒng)一性——裂水含水系統(tǒng)的迭置與獨(dú)立滲透的各向異性——KX≠KY裂隙水的分類構(gòu)造裂隙水又分為：脈狀裂隙水（veinywater）：斷裂破碎帶層狀裂隙水（stratiformwater）：沉積巖、變質(zhì)巖的節(jié)理和片理中第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層空隙性質(zhì)分類

3．巖溶水賦存于石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石裂隙、溶洞的地下水稱為巖溶水。有時(shí)也稱喀斯特水或溶洞水。

第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層空隙性質(zhì)分類

3．巖溶水巖溶水按其埋藏條件可分為巖溶潛水和巖溶承壓水。它們對(duì)礦山開采均帶來(lái)不利影響，尤其是巖溶承壓水，常具有高壓的特點(diǎn)，致使我國(guó)許多煤用水文地質(zhì)條件復(fù)雜化。巖溶水對(duì)采礦的影響主要決定于煤系地層以及附近是否發(fā)育有可溶性巖石，一般煤層附近厚度大于5m的石灰?guī)r均作為重要的巖溶水含水層考慮，如我國(guó)華北石炭二疊紀(jì)煤田，其煤系地層下伏為奧陶紀(jì)石灰?guī)r，巖溶承壓水非常發(fā)育，對(duì)煤炭開采影響很大．第一部分地下水的基本知識(shí)

(二)地下水按含水層空隙性質(zhì)分類

3．巖溶水巖溶發(fā)育的層位：（1）質(zhì)純可溶性巖層。（2）可溶性巖層的斷層部位。（3）可溶性與不可溶性巖層接觸部位。（4）褶曲軸部。（5）可溶性巖層的淺部。（6）可溶性巖層產(chǎn)狀急劇變化部位。第一部分地下水的基本知識(shí)

五、泉泉是地下水的天然露頭，地下水由于斷層切割等原因流出地面就形成泉，它是排泄地下水的一種重要方式。按照泉的形成方式可分為下降泉和上升泉。由潛水形成的泉稱為下降泉；由承壓水形成的泉稱為上升泉。溫泉一般上升泉。第一部分地下水的基本知識(shí)（一）下降泉：由潛水含水層形成的泉1、侵蝕下降泉：河谷、沖溝切割潛水含水層形成。2、接觸下降泉：地形切割含水層下面隔水層,潛水從兩者接觸處，出露地表。3、溢流下降泉：巖石透水性變?nèi)趸蚋羲畬拥装迓∑?，水流?dòng)受阻而溢出地表。按泉的形成方式劃分第一部分地下水的基本知識(shí)（二）上升泉由承壓含層水形成的泉1、侵蝕上升泉：河谷、沖溝切穿承壓含水層的隔水層頂板，承壓水便會(huì)噴涌成泉；2、斷裂上升泉：導(dǎo)水?dāng)鄬油ㄟ^(guò)承壓含水層，由于承壓水水位較高，底下水沿著斷層、裂隙上升溢出地表。按泉的形成方式劃分第一部分地下水的基本知識(shí)六：地下水的化學(xué)成分地下水中含量多的有八種離子陰離子：HCO-3

，SO2-4

，Cl-

，NO3-陽(yáng)離子：Ca2+,Mg2+,K+,Na+地下水化學(xué)重要指標(biāo)名詞

pH:表征地下水的酸堿度總硬度：水中Ca2+,Mg2+含量的總和總礦化度：?jiǎn)挝惑w積水中所含有的離子、分子和各種化合物的總量。水化學(xué)類型：陰、陽(yáng)離子含量的多少，按一定方法確定，如重碳酸鈣型水、硫酸鈉型水。在采礦過(guò)程中，對(duì)巷道、工作面滲水進(jìn)行水化學(xué)分析，可以判別來(lái)水水源，為及時(shí)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施提供重要依據(jù)，目前已成為生產(chǎn)中常規(guī)的工作方法。主要內(nèi)容第一部分地下水的基本知識(shí)第二部分礦井充水條件第三部分礦井水文地質(zhì)觀測(cè)及其水害防治第四部分礦井水害防治應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題第二部分礦井充水條件

礦井水：在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)入井筒、巷道和工作面的各種類型水源的水。礦井充水：水進(jìn)入礦井的過(guò)程。充水條件：礦井充水水量的大小是由許多因素綜合作用決定的。在這許多因素中,一定的水源和充水通道是造成礦井充水的兩個(gè)重要因素，即充水條件。第二部分礦井充水條件

一、礦井充水水源礦井充水必然有某種水源的補(bǔ)給，一般礦井充水的水源主要有大氣降水、地表水、地下水和老窯積水。

(一)大氣降水大氣降水是礦井水的重要補(bǔ)給來(lái)源，特別是在開采地形低洼并且埋藏較淺的煤層時(shí)，大氣降水往往是礦井滯水的主要水源。第二部分礦井充水條件

1、大氣降水作為水源的特點(diǎn)

1）礦井涌水量的大小與該區(qū)的降水量大小、降水性質(zhì)及延續(xù)時(shí)間有關(guān)。

2）礦井涌水量的大小隨季節(jié)的不同而變化。雨季礦井涌水量大，旱季礦井涌水量小，而且涌水量的高峰期往往比降水滯后一定時(shí)間。第二部分礦井充水條件

第二部分礦井充水條件

1、大氣降水作為水源的特點(diǎn)

3）大氣降水滲入量隨開采深度的增加而減少。即同一礦井不同的開采深度，影響程度不同。第二部分礦井充水條件

（二)地表水位于礦井附近或直接位于礦井以上的河流、湖泊、水池、水庫(kù)等地表水．可通過(guò)一定的通道進(jìn)入礦井，成為礦井充水的水源。地表水能否進(jìn)人礦井，主要取決于巷道距離水體的遠(yuǎn)近、水體與巷道之間的巖層性質(zhì)及構(gòu)造，其次是開采方法。

第二部分礦井充水條件

（二)地表水1、地表水進(jìn)入礦井的途徑主要有：

（1）通過(guò)第四紀(jì)松散砂、礫層及基巖露頭滲入補(bǔ)給地下水，然后在適當(dāng)條件下進(jìn)入巷道；第二部分礦井充水條件

（二)地表水1、地表水進(jìn)入礦井的途徑主要有：

（2）通過(guò)構(gòu)造破碎帶或古井直接潰人井；第二部分礦井充水條件

（二)地表水1、地表水進(jìn)入礦井的途徑主要有：

（3）洪水期間，通過(guò)井口(或沖破圍堤)直接灌入；第二部分礦井充水條件

（二)地表水1、地表水進(jìn)入礦井的途徑主要有：

（4）沿采空區(qū)上方的冒落裂隙帶進(jìn)入。第二部分礦井充水條件

2、地表水需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

地表水作為礦井充水水源本身的特點(diǎn)的特點(diǎn)：（1）礦床距地表水體越近，礦井涌水量越大。

（2）常年性水體，其水體越大，礦井涌水量越大。

（3）多數(shù)季節(jié)性河流，在旱季地表雖然斷流，但地下逕流卻依然存在，仍然起到補(bǔ)給含水層的作用。與礦床的相對(duì)關(guān)系：（1）地表水體位于礦床之下，無(wú)影響。

（2）位于礦床之上，有影響，其影響大小取決于：二者的垂距和地下水體的巖性組合。第二部分礦井充水條件

(三)礦體及圍巖空隙中的地下水根據(jù)含水巖石空隙的性質(zhì)，地下水為：孔隙水，裂隙水或巖溶水；它是礦井最直接、最常見的水源?？紫端核缮r層的孔隙中；裂隙水水源：特點(diǎn)：水量較小，但水壓較大，與其它水源有無(wú)聯(lián)系對(duì)涌水量的影響大；巖溶水：特點(diǎn)：水壓高、水量大、來(lái)勢(shì)猛、涌水量穩(wěn)定，不易疏干，危害性大。第二部分礦井充水條件

(四)老窯積水古代和近期的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長(zhǎng)期停止排水而積存的地下水，通常稱為老窯積水。有如下特點(diǎn)：（1）像地下水庫(kù)，且淺部分布多；分布不規(guī)則，準(zhǔn)確位置不易確定；來(lái)勢(shì)兇猛，在短暫時(shí)間內(nèi)可有大量的水涌人井巷，且水中常攜帶著石塊等，有時(shí)含有有害氣體，破壞性很大。

第二部分礦井充水條件

(四)老窯積水（2）老窯積水一般為酸性水，對(duì)金屬有腐蝕性，易損壞升下的金屬設(shè)備。（3）若它與其他水源無(wú)水力聯(lián)系時(shí)，則易疏干；若與其他水源有水力聯(lián)系時(shí)，則可造成穩(wěn)定的涌水，危害性極大。第二部分礦井充水條件

在某一個(gè)具體充水事例中，常由某一種水源起主導(dǎo)作用，但也可能由幾種水源綜合起作用。因此，在具體分析礦井充水水源時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行充分的實(shí)地調(diào)查分析，找出水源的主次，便于合理地防治水。重特大水害事故的涌水來(lái)源分析

第二部分礦井充水條件

二、礦井充水的通道

礦區(qū)只有充水水源存在，還不能決定礦井是否充水，還必須有把水源水引入礦井的通道，即充水通道。礦井充水的通道主要有孔隙、裂隙、溶隙及人工通道四種。

(一)巖層的孔隙這種通道多存在于未成巖的疏松沉積物中。其透水性能的好壞取決于孔隙的大小和連通情況。單純的孔隙水，只有在煤層圍巖透水性強(qiáng)并有固定的水源補(bǔ)給，或圍巖本身是飽水的流砂層時(shí)，才能造成突水或發(fā)生流砂沖潰事故。第二部分礦井充水條件

(二)巖層的裂隙巖層的風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙等都能構(gòu)成礦井充水的通道；其中風(fēng)化裂隙、成巖裂隙所含水量不大，只有與其它水源連通時(shí)，才能使礦井充水；對(duì)礦井具有普遍而嚴(yán)重威脅的是構(gòu)造裂隙(斷裂)，其中包括各種節(jié)理、斷層和巨大的斷層破碎帶等。1、節(jié)理：脆性巖石中節(jié)理較發(fā)育，且為張性節(jié)理，透水性好，塑性巖石中節(jié)理細(xì)小，透水性差。2、斷層：1）隔水?dāng)鄬樱?）透水?dāng)鄬印?、斷裂破碎帶：具有較高的空隙，常是地下水的通道和聚積區(qū)，斷層破碎帶可溝通各個(gè)含水層，并與地表水發(fā)生水力聯(lián)系，造成礦井突水。二、礦井充水的通道第二部分礦井充水條件

二、礦井充水的通道第二部分礦井充水條件

(三)巖層的溶隙巖石的溶隙是可溶性巖層被溶蝕而形成。它的大小、形狀等變化較火，可從細(xì)小的溶孔直到巨大的溶洞，可以是彼此連通，也可以形成單獨(dú)的管道或格架狀巖溶體，當(dāng)溶隙很大且連通性很好時(shí)，不僅可儲(chǔ)存大量的地下水，而日也是礦井充水的良好通道，當(dāng)巷道接近或揭露它們時(shí)，易造成突水。是造成礦井淹井的主要通道。二、礦井充水的通道第二部分礦井充水條件

(四)人工作用造成的充水通道（1）封閉不良的鉆孔

（2）采礦活動(dòng)（如崩落法采礦造成的裂隙）（3）礦井長(zhǎng)期排水

二、礦井充水的通道第二部分礦井充水條件1、地質(zhì)構(gòu)造2、底板巖層巖性及其組合特征3、含水層的富水性4、含水層水頭壓力5、礦山壓力6、地應(yīng)力7、其它三、影響礦井涌水量大小的因素涌水量是指單位時(shí)間內(nèi)流入礦井的水量。1、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造尤其是斷層是造成煤層底板突水的主要原因之一。地質(zhì)構(gòu)造使底板巖層的完整性得到破壞，使底板隔水性能大大降低，比正常地段增加了出水的可能性。85年以來(lái)發(fā)生的21次底板突水中，其中由于斷層原因?qū)е峦凰?1次，占52%，因此斷層突水是礦區(qū)底板主要突水類型。

三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件1）斷裂面：（1）壓性斷裂面；（2）張性斷裂面；（3）扭性斷裂面。2）構(gòu)造部位：不同的構(gòu)造部位對(duì)礦井涌水量影響程度不同。（1）斷層產(chǎn)生的裂隙發(fā)育地段，對(duì)礦井涌水量影響大。（2）斷層交叉點(diǎn)容易突水。（3）斷層密度大的地段，巖石破碎、裂隙發(fā)育、易突水。三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件1、地質(zhì)構(gòu)造（4）斷層上盤次一級(jí)的斷裂及裂隙較下盤發(fā)育，突水性強(qiáng)。三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件1、地質(zhì)構(gòu)造若礦區(qū)存在褶曲，當(dāng)?shù)V床上覆巖層存在含水層時(shí)，在開采位于向斜軸部附近的礦床時(shí)，涌水量一般比較大；位于背斜軸部附近的礦床時(shí)，涌水量一般比較小。2、圍巖石層巖性及其組合特征在隔水層厚度相同的情況下，不同巖性組合的抵抗水壓能力不同。隔水層巖性組合對(duì)底板突水起相當(dāng)?shù)闹萍s作用。覆蓋層及礦床圍巖的影響大氣降水和地表水能否滲入地下，進(jìn)入礦井中，與煤層上覆巖層的透水性及圍巖的出露程度、透水性有著直接的關(guān)系。弱透水層或薄透水層厚度穩(wěn)定(厚度大于5m)，其可起到隔水作用。三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件3、含水層的富水性

巖溶含水層的富水條件是底板突水的基本因素。奧陶系石灰?guī)r在新汶和萊蕪兩個(gè)煤田的南部地表廣泛出露，直接接受大氣降水補(bǔ)給，為影響礦區(qū)后組煤開采的主要含水層，其巖溶發(fā)育的總體規(guī)律是隨著深度的增加逐漸減弱。但由于巖溶發(fā)育不均衡，造成奧灰在橫向和縱向上富水性差異較大。三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件4、含水層水頭壓力足夠的水頭壓力是引起突水的一個(gè)重要條件。在礦床底板地質(zhì)條件基本相似的情況下，承壓水壓越高，越容易突水。三、影響礦井涌水量大小的因素第二部分礦井充水條件5、礦山壓力：不同的開采條件下造成的礦山壓力也不同，其中以工作面斜長(zhǎng)、采深和回采面積影響的效果較大。（1）工作面斜長(zhǎng)：一般工作面斜長(zhǎng)越短，其抗水壓能力越強(qiáng)。隨著工作面斜長(zhǎng)的增加，抗水壓能力逐漸趨于定值。（2）采深：隨著開采深度的增加，當(dāng)覆巖發(fā)生斷裂將要跨落時(shí)刻，礦床底板受著巨大的支承壓力，會(huì)對(duì)底板巖體造成嚴(yán)重的破壞。（3）回采面積：隨著回采面積不斷增大，應(yīng)力集中區(qū)也在增大，當(dāng)增到某范圍時(shí)，應(yīng)力集中到足以使底板巖體發(fā)生破壞時(shí)，底板巖層的隔水性能就會(huì)降低，有利于底板承壓水的突入