矿井水灾防治课件

矿井水灾防治

第一章地下水的形成

地下水是指埋藏于地表以下岩石空隙中的水。水有固态、液态、气态。煤矿地区地下水以液态为主，它的主要来源是大气降水和地表的渗入补给。

第一节地下水的来源

一、地下水的来源

由于岩石所处的自然地理条件和地质条件各不相同，因而地下水的来源各式各样。第一是渗透补给。第二是凝结作用。第三是沉积封存。第四是结晶水脱出。

二、自然界水的循环

三、影响地下水形成的自然地理因素

（一）大气降水和蒸发

大气降水下渗，用渗入系数来衡量，渗入系数是大气降水渗入地下的水量与降水量之比，它的大小与地形、饱气带岩性和大气降水形式、强度、持序时间有关。

其计算方法是：d=⊿h*u*f/x*f

式中⊿h——降水后渗入水量使地下水升高的高度，米

u——计算地段的给水量

f——渗入区的面积，㎡

x——观测时间内的降水，米

降水强度，即单位时间内的降水量。

蒸发，是在常温下，水自液态变为气态进入大气中的过程。在一定条件下，蒸发也是地下水排泄的一种重要途径。

在一定温度下，空气中水气弹性与饱和水气弹性之比，叫相对湿度。

（二）、地表水的下渗和径流

地表水下渗是地下水的重要来源。

1、流域。两相邻水系或河流之间的高地，为分水岭。分水岭上最高点的连线为分水线，

而分水线包围的区域为流域。

2、径流。径流是指从地面、地下流域汇流至河流，从而排出水量的过程。

流量（Q）是单位时间内通过某测站断面水量，单位㎡/S，用下列式子：Q=F*V

Q——流量，㎡/S

F——河床水断面，M

V——通过改断面的河水平均流速，M/S

第二节地下水的蓄存

一、岩石的性质及空隙性

在水文地质学中，把松散沉积物和坚硬的基岩统成为岩石。

所谓岩石的空隙性，是指在地壳岩石中贯穿或大、或小、或多或少形状不一的空隙。

这些空隙的连通程度以及分布状况千差万别。

1、孔隙——松散岩石颗粒形成的空隙。空隙度就是岩石中空隙的体积与岩石总体积之

比，并用百分比表示，即

n=v n/v*100%

n——松散岩石的孔隙

v n——松散岩石中孔隙的体积

v——松散岩石的总体积

2、裂隙——它是坚硬岩石在内外应力作用下发生破裂，从而破坏了岩石的完整性和连续

性。若发生的破裂没有明显位移叫节理；裂隙度用（K T）来衡量。

K T=∑L*b/F*100%

式中L——单个裂隙的长度

b——单个裂隙的宽度

F——统一裂隙的岩石面积

3、岩溶——岩溶是可溶岩的空隙特征，岩溶的发育程度用岩溶率表示岩溶率（K K）为可

溶性岩石中的空隙体积（V K）与溶岩石总体积（V）之比，用百分百表示K K= V K /V*100%

二、岩石的透水性、含水性和给水性

（一）透水性

岩石让水通过本身的这一性能称为透水性。

（二）含水性和给水性

所谓含水性，是指岩石在其空隙中含水量的特性。在重力作用下饱和含水的岩石能自由流出一定水量，就是岩石的给水性。其数量一给水度（u）表示

u=Q/V

式中u——给水度

Q——重力作用下排出的水量

V——饱水岩石所占的体积

三、隔水层与含水层

（一）隔水层

由不透水岩石组成的岩层称为不透水岩层，通常叫隔水层。

（二）含水层

1．含水层的形成条件

含水层形成必须具备三个基本条件，即：岩性条件、构造条件与水的补给来源。

2.含水层分类

按含水性，含水层可分为强含水层和弱含水层。

3.含水层的两个重要参数

导水系数：（T）

贮水系数：（S）

四、蓄水构造和导水构造的概念

地质构造控制着岩层的蓄水条件。使其自成一个补给、蓄存、径流、排泄的独立系统，即一个水文地质单元。

（一）蓄水构造

含水层和隔水层，总是按照一定的组合形式分布和埋藏着，当它们的分布和埋藏有利于地下水的贮存和富积时，称为蓄水构造。其构造形态可以是水平的单斜的、向斜的、背斜的以及断裂等复合形成的。

（二）导水构造

沟通不同的蓄水构造或不同的含水层能使地下水在其间运动的地质构造，称导水构造。

第三节地下水的动态和均衡

一、地下水的动态

地下水水位、温度、化学成分等随时间变化，称为地下水的动态。

二、地下水的均衡

A=X+Y1+Z1+W1

B=Y2+Z2W2

⊿W=A-B

式中降水量

X——地表水的流入量和流出量

Y1 Y2——凝结水量与蒸发量

Z1 Z2——地下水的流入量和流出量

⊿W——为均衡其中，均衡区的补给量和消耗量

第二章地下水的物理性质和化学性质

第一节地下水的物理性质

一、温度

二、颜色

三、透明度

四、气味

五、味道

六、地下水的导电性

第二节地下水的化学成分

一、地下水的化学成分

阳离子：H+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Mn2+

阴离子：OH--、Cl--、SO42--、No2--、HCO3--、CO32--

化合物状态：Fe2O3、Al2O3、Fe(OH) 3、Al(OH) 3、H2SiO3

气体成分：H2、O2、CO2、CH4、H2S、Rn

上诉离子成分中Cl--、SO42--、HCO3--、K+、Mg2+、Ca2+和气体成分O2、CO2、、H2S它们是评价地下水质好坏的主要项目。

二、地下水的化学性质

（一）地下水的硬度

（二）PH值

PH值为水中氢离子浓度的负对数。

（三）总矿化度

总矿化量表示水中含盐分的总量。

第三节水质分析及其表示方法

一、水质分析方法

（一）简单分析简单分析的项目。

（二）全面分析

（三）专门分析