煤矿水害防治理论与技术

（2）工作面气温降低，或出现雾气及硫化氢气味；
（3）有时可闻到水的“嘶嘶”声；
（4）矿压增大，发生片帮冒顶及底臌。 （二） 工作面底板灰岩含水层突水预兆 （1）工作面压力增大，底板臌起，底臌量可达500mm以上； （2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大；
（3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底 板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时 浊，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清；
二、 水灾预兆 一般突水事故可归纳为两种情况，一是 突水量小于矿井最大排水能力，地下水形成 稳定的降落漏斗，迫使矿井长期大量排水； 另一种是突水量超过矿井的最大排水能力， 造成整个矿井或局部采区淹没。在各类突水 事故发生之前，均可能表现出多种突水预兆， 下面分别予以介绍。
Baidu Nhomakorabea
（一） 一般预兆
（1）煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水可由 小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹；
2. 地表水水源 在有大型地表水体分布（海、湖、大河流、水 库、水池）的矿床地区，查清天然条件下和矿床开 采后的地表水对矿床开采的影响，是矿区水文地质 勘探和矿井水文地质工作的头等重要大事，是评价 矿床开采价值的重要内容。 3.围岩地下水水源 围岩地下水充水类型划分: ① 根据充水岩层性 质不同可分为：砂砾石孔隙充水矿床，坚硬岩层裂 隙充水矿床，岩溶充水矿床。②根据矿层与充水岩 层接触关系不同可分为：直接充水矿床，间接充水 矿床。③ 根据矿层与充水岩层相对位置不同可分为： 顶板水充水矿床，底板水充水矿床，周边水充水矿 床。
2.地面岩溶疏干塌陷带
随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试验和 疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随 处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑充入矿井。 有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与 水一起溃入矿坑。
三 矿床充水强度分析
在自然界分布矿床中，单一充水水源和充水通 道是少见的。从水文地质剖面可以看出，矿层（体） 上部和下部往往分布多个充水含水层组。究竟哪个 是充水岩层？哪个不是充水岩层？哪个是强充水岩 层？哪个是弱充水岩层？回答这些问题的方法称为 矿床充水强度分析。 根据矿山调查资料表明，矿床开采后矿井充水 强度除取决于充水含水层的富水性、导水性、厚度 和分布面积外，还取决于三个防线。第一防线是充 水含水层出露和接受补给源的条件；第二防线是充 水含水层侧向边界的导水与隔水条件；第三防线是 矿层顶、底隔水岩层的隔水条件。
（二） 充水人为通道 矿坑充水人为通道包括顶板冒落裂隙带、地 面岩溶疏干塌陷带和封孔质量不佳钻孔等。 1.顶板冒落裂隙带 采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带 是矿坑充水的人为通道，其特点如下：①当冒落 裂隙带发育高度达到顶板充水岩层时，矿坑涌水 量将有显著增加，当未能达到顶板充水岩层时， 矿坑涌水无明显变化；②当顶板冒落裂隙带发育 高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加， 同时常伴有井下涌砂现象。
4.面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区) 根据含煤岩系和矿床水文地质沉积环境分析, 在华北型煤田的北部一带, 煤系 含水层组主要以厚层状砂岩含水层组为主, 薄层灰岩沉积较少。 在厚层砂岩含水 层组之间沉积了以细砂岩、粉细砂岩和泥岩为主的隔水层组. 在地质历史的多期构 造应力作用下, 脆性的隔水岩层受力后以破裂形式释放应力, 致使隔水岩层产生了 不同方向的较为密集的裂隙和节理, 形成了较为发育的呈整体面状展布的裂隙网络。
（4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有“嘶嘶” 或刺耳水声； （ 5 ） 底板发生“底爆”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄
(二) 充水天然通道矿床充水天然通道主要包括点 状岩溶陷落柱、线状断裂（裂隙）带、窄条状隐伏露 头、面状裂隙网络（局部面状隔水层变薄或尖灭）和 地震裂隙等。
1.点状岩溶陷落柱通道
岩溶陷落柱在我国北方较为发育， 在地下水的长期物理和化学作用下, 中奥陶统灰岩形成了大量的古喀斯特 空洞, 在上覆岩层和矿层的重力作用 下, 空洞溃塌并被上覆岩层下陷填实， 被下塌的破碎岩块所充填的柱状岩溶 陷落柱像一导水管道沟通了煤系充水 含水层中地下水与中奥陶统灰岩水的 联系, 特别位于富水带上的岩溶陷落 柱, 可造成不同充水含水层组中地下 水的密切水力联系。岩溶陷落柱的地 表特征比较明显, 特别在基岩裸露区 更为明显。
二 矿床充水的人为条件
（一）人为充水水源
1.袭夺水 由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿 区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺 水源。袭夺水源存在下列几种情况；①位于矿床地下水排泄区的 泉水；②位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；③ 位于矿床地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；④相邻水文 地质单元地下水。 2.老窑水 老窑水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点： ①老窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；②老窖 水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为 酸性水，有较强的腐蚀性。③老窑突水一般水势迅猛，硫化氢气 体危害性大。
煤矿水害防治理论与技术
第一节 我国煤矿水害类型及分布
3
造带 阴山构
4
昆
仑
秦
岭
川 滇 构 造 带
贺 兰 山 构 造 带
1 构 造 带
5
2 6
第二节
矿床充水条件分析
矿床充水的基本条件可分为自然条件和人为条 件两大类。 （一）自然充水水源 1.大气降水 大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿床 充水都直接或间接地与大气降水有关。但这里所讲 大气降水水源，是指矿床直接充水的唯一水源。
2.线状断裂(裂隙)带通道 断裂带是否能够成为充水通道主要取决于断裂带性质和矿床开采时人为 采矿活动方式与强度。这里重点分析断裂带的性质，后面问题在充水人为 因素部份讲述。
3 窄条状隐伏露头通道
在我国大部分煤矿山, 煤系薄层灰岩含水层和中厚层砂岩裂隙含水层以及巨厚层 的碳酸盐岩含水层多呈窄条状的隐伏露头形式与上覆第四系松散沉积物不整合接触. 影响隐伏露头部位多层充水含水层组地下水垂向间水力交替的因素主要有两个.