矿井水文地质概述及检查要点

第一部分矿井水文地质一、地下水与矿井水的的基本知识1、自然界中的水地球上的水，以气态、液态和固态形态存在于大气圈、地球表面及地壳中。

地球上的总水量约占地球体积的1﹪，约14亿立方公里。

大气圈、水圈、岩石圈里的水，彼此之间有着密切的转换关系，要通过水的循环来实现。

------大循环、小循环。

1）地下水的主要类型：包气带水（土壤、沼泽等）、潜水（冲积层）、承压水（奥灰岩溶水）。

2）地下水水质：地下水水质有好多分类方法，如按水的温度分类、按矿化度分类、按酸碱度分类、按硬度分类、按放射性、耗氧量、卫生条件分类等等。

2、矿井水的主要来源1）煤层及煤系围岩中的地下水：孔隙水、裂隙水、岩溶水。

2）地表水源：河、湖、海、水库、水塘等。

3）大气降水的直接渗入。

4）老窑及淹没井巷积水。

3、矿井水的涌水通道1）自然通道：孔隙、裂隙、岩溶、透水断裂带。

2）人为通道：未封闭或封闭质量差的钻孔、回采后顶板冒落和底板鼓胀裂隙、矿井排水后因潜蚀掏空产生的疏通裂隙和地表塌陷。

3）影响矿井充水的因素：自然因素----地形、煤层上下岩层的组合形式、地表水。

人为因素----开拓方式、采煤方法、疏干方法。

二、矿井水文地质1、矿井水文地质工作的基本任务1) 开展矿区（井田）水文地质补充调查、补充勘探和水文地质观测工作。

2) 为矿井建设、采掘、开拓延深、改扩建提供所需的水文地质资料或专门报告。

3) 在采掘过程中进行水害分析、预测和防探水。

4) 开展矿区（井田）专门防治水工程中的水文地质工作。

5) 为补充和改善矿区（井）生产、生活供水进行调查、勘探，提供水源资料。

6) 根据需要开展老矿区环境水文地质调查和研究。

2、地质类型的划分1) 划分依据：矿区水文地质条件、井巷充水及其相互关系、受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性、补给条件、单井年平均涌水量、开采受水害影响程度、防治水工作难易程度等。

2) 煤矿矿井矿井地质类型：水文地质简单、水文地质中等、水文地质复杂、水文地质极复杂。

（崔矿为水文地质比较复杂----专家意见）3、补充调查与观测1) 水文地质补充调查气象资料收集--------降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及历年月平均值。

地貌调查------由地下开采和地下水活动引起的滑坡、塌陷、人工湖等地貌变化，岩溶地貌形态。

地质调查地表水体调查井泉调查古井老窑的调查小煤窑调查地面岩溶调查2) 水文地质观测地面(略)井下：对新开凿的井筒、主要穿层石门、开拓巷道及时进行水文地质观测和编录。

对矿井涌水量进行观测。

对井下疏水降压（疏放老空水）钻孔涌水量、水压进行观测。

4、文地质基础资料和图纸1) 矿井水文地质台帐：矿井涌水量观测成果和台帐、气象资料台帐、地表水文观测成果台帐、钻孔水位及井泉动态观测台帐、抽放水试验成果台帐、井下水文地质钻孔台帐、水文分析成果台帐、水源水质受权污染观测资料台帐、矿区水源井台帐、封闭不良的钻孔台帐等。

2) 矿井必备的水文地质图纸：矿井充水性图、矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图。

对中等和复杂型矿井---综合水文地质图、水文地质柱状图、水文地质剖面图、主要含水层等水位线图、井上下防治水系统图等。

对极复杂型矿井----专门性水文地质图。

5、井下采掘工作面的防探水主要有以下内容：倾斜长壁综采工作面的防顶板水、防探老空水、防探底板水、防探断层水、开拓下山防探水、防冲积层（松散层）水、防钻孔水、走向长壁工作面防探顶板水、预防地表水灌入井下等。

6、防隔水煤柱的留设有下列情况之一者必须留设防隔水煤（岩）柱：1）煤层露头风化带；2）含水、导水或富含水层相接触的断层；3）矿井水淹区；4）受保护的地表水体；5）受权保护的通水钻孔；6）井田技术边界。

7）防水煤柱的留设标准：各类防隔水煤（岩）柱的留设，应编制专门设计并按规定报批，其尺寸大小和留设方法按《水文地质规程》附录八的计算方法留设。

另煤层与强含水层或导水断层接触防水煤柱的留设除计算值外，最低限度不得小于20米。

相邻矿井之间人为边界防隔水煤柱的留设总宽度不得小于40米。

二、煤矿水害的预防及治理1、矿井水害概述近年来，我国煤矿井下透水事故时有发生。

有的甚至造成上百人的伤亡。

矿井水害对煤矿职工生命和财产造成了严重的威胁。

这就不得不收起人们更大的关注和重视。

（几个例子：）矿井水害是煤矿井下五大灾害之一，而且水排在首位（水、火、瓦斯、煤尘、顶板）。

我国的矿井水文地质条件是世界上最复杂的国家之一。

矿井水害的形式多种多样，水害的存在范围也很广泛（包括地面和井下）。

（几个例子：）据不完全统计，在煤矿典型水害事故中，地表水害约占各种水害的10﹪，煤系中砂岩水害约占各种水害的1﹪，松散层水害约占各种水害的4﹪，老窑水害约占各种水害的30﹪，薄层及厚层灰岩水水害约占各种水害的55﹪。

例如，2002年崔矿11612工作面透水属砂岩含水层水，水量为1立方米/分钟。

1984年6月2日，开滦范各庄矿2171综采工作面陷落柱透水，其峰值水量达到2053立方米/分钟。

20小时55分钟淹没年产310万吨的矿井。

11名职工遇难。

为世界突水之最，导致范各庄、吕家坨被淹，林西矿部分被淹，唐家庄、赵各庄也相继告急。

据我国解放以来的一些资料统计显示，1956年---1986年30年间，共发生淹井事故222起突水事故1600次，1318人丧生。

仅1984---1985年间，全国就发生因底板突水淹井的事故22起。

在我国华北地区大部分为石炭二叠纪煤田，煤系基底为奥陶系石灰岩，岩溶发育，富水性强，水压大。

一旦发生透水事故，水量很大，往往会因超矿井排水能力而导致淹井，损失将非常惨重。

据2003年资料统计，我国国有矿井中受水威胁的有285对，占国有煤矿总储量的20﹪。

由此可见，矿井突水是煤矿安全生产中亟待解决的问题。

2、蔚州矿区地下水分布及井下水害概述1) 蔚县地下水概述：从地貌上看，蔚县为一群山环抱的封型山间盆地。

在沟谷出口处形成规模不等的冲、洪积扇。

以南山分水岭为界，北部水通过沟谷注入壶流河水系（蔚县的后续水源地----富胜堡水源地就是山前冲洪积扇）。

另沿迳流带地下水溢出，形成地表迳流注入壶流河。

蔚县盆地地貌景观构成了一个大型而完整的水文地质单元----壶流河单元。

蔚县矿区地下水迳流以岩溶地下水迳流带为主。

岩溶以溶孔、孔洞、溶蚀裂隙、溶洞形态为主。

岩溶裂隙之间的水力联系，构成了奥灰地下水迳流通道和储存空间。

所以，整个矿区岩溶地下水形成一个由西北至东南的地下水迳流带。

2）蔚州矿区井下水害：在蔚州矿区范围内煤系地层中，地下水分为以下几种：地表冲积层潜水、冲积层下河卵砾石水、煤系地层砂岩水、煤系基底奥灰水、煤系基底寒武灰岩水。

其中，煤系基底奥灰水属赋水中等的含水层，其它均属于弱含水层。

对蔚州矿区煤矿井下来说，水患的主要威胁就是煤系基底奥灰水的威胁（当然砂岩水有时也会造成危害，比方说崔矿首采区612工作面出水）。

但就蔚县煤田来说，基底奥灰为奥陶系下统，岩性为白云质灰岩。

其岩溶不太发育，富水性较弱。

而且从崔家寨井田内东轨大巷以北奥灰缺失。

所以，越靠北水越小，靠南部水大（如单候矿就比崔矿水大）。

------对单候矿的突水事故进行较详细讲解。

总体来说，蔚州矿区井下水相对较小，管理好管理。

但并不排除透水的可能（单候出水就是个例子）。

尤其是采掘活动至五号煤以下时，要特别小心，严格执行《防治水工作条例》及其它防探水原则。

安监人员要认真监查把关。

3、煤矿水害的防治方法1) 地表水防治：在河流的漏水、渗水段铺底，修人工河床或河流部分地段改道。

在矿区外围修筑防洪泄水渠道，在采空区外挖沟排洪。

填堵通道。

建闸设站，排除塌陷区积水或防止河流倒灌。

2) 井下防水设施：留设防水煤（岩）柱。

设置防水闸门及防水闸墙。

设排水泵房、水仓、排水管路及排水沟等排水系统。

3) 井下探放水：探放老空水，探放断层水，探放陷落柱水，探放旧钻孔水，探放旧钻孔水。

4) 疏干：地表疏干----从地面施工垂直钻孔，安装潜水泵，抽排含水层水。

地下疏干----疏水巷道和放水孔。

疏水钻孔----井下放水孔、井下吸水孔。

联合疏干。

5) 突水预测：易于突水的构造部位或地段预测、采掘前突水预测、采掘过程突水预测、突水量预测。

第二部分地测防治水检查要点一、防治水工作的主要内容1、地面防治水1）矿务局、矿必须查清矿区及地面水流系统的汇水情况，疏水能力和有关水利工程的情况，掌握当地历年降雨量和最高洪水位的资料，以便结合矿区具体条件建立疏水、防水和排水系统。

2）井口和工业场地内主要建筑物的地面标高，必须高出当地的历年最高洪水位。

对低于当地历年最高洪水位的井口及建筑物，必须采取修筑堤坝及挖掘沟渠等疏通水路的措施。

3）井口附近和塌陷区内外的积水或雨水可能浸入井下时，必须根据具体情况采取措施。

4）矸石、炉灰、垃圾等杂物，不得堆放在山洪、河流可能冲刷到的地方，以免冲到工业场地和建筑物附近或淤塞河道、沟渠。

5）对使用中的钻孔，孔口必须加盖封好。

报废的钻孔必须及时封孔，防止地表水或含水层的水流入井下。

2、井下防探水1）在受水威胁的地区，必须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则。

巷道掘进之前，必须采用钻探、物探等方法查清水文地质条件。

2）工作面回采前，必须采用物探、钻探或巷探等方法查清工作面内断层、陷落柱等情况。

发现充水时，必须立即采取可靠的安全措施或留设防水煤柱，否则，不得开采。

3）沿断层防水煤柱边缘布置的工作面，在煤柱附近开切割眼时，必须边掘边探。

防水煤柱尺寸必须符合设计规定。

4）对小窑老空充水区，充水巷道，导水断层，强含水层，陷落柱，老钻孔等需探放水的地区，必须先探后掘。

严格掌握钻孔的超前距离。

5）探放水安装钻机、探放水钻孔的布设、钻孔的孔径要求、止水套管的长度等必须符合《煤矿防治水工作条例》的要求。

3、矿井排水设施矿井井下排水设施、设备要符合以下要求：1) 水泵：必须有工作、备用、检修三套水泵。

其中，工作水泵的能力，应在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70﹪，并且工作和备用水泵的总能力应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。

检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25﹪。

2) 水管：必须有工作和备用两路水管。

其能力应能配合工作和备用水泵的排水能力。

3) 配电设备：应同工作、备用和检测水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。

4) 泵房出口：至少要有两个。

5) 水仓；要有主仓和副仓。

正常涌水量在每小时1000立方米以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8小时的矿井正常涌水量；正常涌水量在每小时1000立方米以上的矿井，主要水仓的有效容量为V=2（Q+3000），其中V-----主要水仓的有效容量，Q----矿井正常涌水量。