矿井充水条件

三、 地表水 能否成为充水水源，取决于地表水体与井巷之间有无直接 或间接联系的通道。 （一）地表水涌入或灌入矿井的途径 1．通过第四系松散砂砾层及基岩露头。如山东新汶西港矿大汶 河水通过松散砂砾层补给四灰含水层而导致矿井充水。
2．通过小窑采空区，如山东淄博洪山矿1962年雨季 东大沟洪水位上升，淹没沟两岸的南北炮台两对小 窑，地表水沿小窑采空隙泄入井，最大涌水量达 614m3/h； 3．通过地表岩溶塌陷，如湖南涟邵恩口二井，木杉 河洪水冲垮河堤，灌入塌陷区，溃入矿井，最大涌 水量达3500m3/h。 4．地表水体下采煤，冒落裂隙带与地表水体沟通， 如吉林辽源梅河一井水库透水造成淹井。
3）岩溶充水岩层 由于其含水空间分布极不均一，
致使岩溶水具有宏观上的统一水力联系而局部水力联 系不好，且水量分布极不均一的特点。因此，岩溶充 水岩层对矿井充水影响的两个特点：一是位于岩溶发 育强径流带上的矿井易发生突水且突水频率高，矿井 涌水量大。如焦作韩王矿、演马庄矿 位于九里山断 层强径流带上，为该矿区突水最频繁、水量最大的矿 井；二是矿井充水以突水为主，个别突水点的水量常 远远超过矿井正常涌水量，极易发生淹井事故，如开 滦范各庄矿2171工作面，奥灰水通过陷落柱突水（图 8-6），最大水量达2053m3/min。
图8-5 吕家坨矿3771工作面透水透砂示意图
图8-6 开滦范各庄矿2171工作面陷落柱突水及 封堵情况示意图
2．充水岩层的厚度和分布面积
越大，地下水储存量愈丰富，对矿井充水影响愈大； 反之，则小。如峰峰矿区，野青灰岩厚约2m，井巷揭露时涌水量约3m3/min～ 5m3/min，大青灰岩厚约6m，井巷揭露时达13m3/min～24m3/min，若分布范围 很大的巨厚奥灰含水层参与充水，矿井涌水量会更大。
（5）在松散含水层下采煤时，随着顶板岩层的 冒落，也会产生溃水、溃砂和溃泥的事故。
（一）充水岩层对矿井充水的影响
1．充水岩层的含水空间特征
根据充水岩层的含水空间特征，分为孔隙充水、裂隙充水和岩溶充水岩层。 （1）当井筒穿过松散孔隙含水层时，常发现孔隙水和流砂溃入事故。 60年代以来采 取冻结、沉井、降水等特殊凿井方法通过这类含水层， 基本避免了这类水害的发生。 （2）井下开采第三系煤层时，煤层顶、底板含水砂层中的水及流砂会 溃入矿井。 （3）隐伏煤田露天开采时，覆盖层中的孔隙水是露天矿坑的主要充水水 源，必须在剥离前进行预先疏干。
大气降水
第一节 影响矿 井充水 的自然 因素
地形 地表水 井巷围岩的性质 地质构造
岩溶陷落柱
一、大气降水
是主要补给来源。其影响，既与降水的特点有关，也 与降水的入渗条件有关。 对于露天矿：降水直接降落在矿坑内，形成降雨 径流，其水量大小决定于降雨量、露天坑范围及其汇水 条件；矿坑充水与降水关系极为密切，雨后坑内水量立 即增大。由于大气降水的多样性和自然地理条件的 复 杂性，使降水的入渗过程十分错综复杂，对矿井充水的 影响千差万别。
矿井充水条件
矿井水：采矿过程中涌入矿井巷道 的水称为矿井水。 人们将矿井充水水源、充水通道和 影响矿井充水程度等三类因素 的综合作用结果称为矿床的充 水条件。
矿井充水条件既取决 于矿井所处的自然地理、 地质和水文地质特征，也 取决于矿井建设和生产过 程中采矿活动对天然水文 地质条件的改变，它是一 系列自然因素和人为因素 错综复杂的 影响结果。 因此在正确分析和评价矿井 充水条件前，应首先了解 各种自然因素和人为因素 对矿井充水所起的作用。
图2 地表水通过松散沙砾层补给薄层灰岩导致矿井 充水 1-石灰岩；2-含水砂砾岩；3-河水位；4-黄土层； 5-煤层；6-断层；一～六为灰岩名称
（二）影响涌入量大小的因素 1．井巷与地表水体间的岩石渗透性 2．地表水体与井巷的相对位置 井巷低成为充水水源；如湖南某矿，距河下50m 深的巷道涌水量为132m3/h～360m3/h，其中76% ～81%为河水补给；距河下125m～250m深的井 巷，涌水量减为11m3/h～17m3/h, 河水几乎没有 影响。 3．地表水体的性质和规模 当常年性水体，则水体为定水头补给边界，量大 而稳，淹井后不易恢复；若为季节性水体，间断 补给，量随季节变化。
特点：
（一）周期性变化 ⒈ 季节性（年周期性)变化 2．多年周期性变化
（二）降水的影响随深度减弱
如图
图1 淄博洪山矿涌水量与降水量关系曲线图 1-月降水量；2-月矿井涌水量
二 地形
• 地形直接影响矿井水的汇集和排泄，它是控制矿井涌 水量大小和防治工作难易程度的主要因素之一。 • 地形影响反映在矿井相对于当地侵蚀基准面的位置。 （一）位于当地侵蚀基准面以上的矿井 （二）位于当地侵蚀基准面以下的矿井
四、 井巷围岩的性质
围岩为含水层时，储存于其中的地下水就 பைடு நூலகம்成为矿井充水的水源。 围岩为隔水层时，如果厚度大而稳定，且 具有足够的强度，则可起阻止周围的水向 矿井充水的作用
（一）充水岩层对矿井充水的影响
1）孔隙充水岩层
1．充 水岩 层的 含水 空间 特征
2）裂隙充水岩层
3）岩溶充水岩层
1）孔隙充水岩层
1）孔隙充 水岩层
（4）露天剥离岩层中孔隙水的存在还会改变岩层的物理力学性质，导致 粘土膨胀、流砂冲溃、边坡滑动等工程地质问题。
（5）在松散含水层下采煤时，随着顶板岩层的冒落，也会产生溃水、溃 砂和溃泥的事故。
2）裂隙充水岩层
含水空间发育不均一，且具有
一定的方向性，其富水性 受裂隙发育程度、分布规律和补给条件的控制，一般富 水性不强。
3．充水岩层的出露和补给条件
可分为平面边界（周边界）和剖面边界（上、下边界）。 前者指充水岩层与区域地下水的联系，反映其接受侧向补给的能力；后者 指充水岩层和上、下含水层的水力联系，反映其接受垂向补给的能力。 按边界透水与否，可分为隔水边界和透水边界。透水边界习惯上称为补给 边界，又分为定水头边界和定流量边界。透水边界还可按透水性强弱，分 为强透水边界和弱透水边界。
（1）当井筒穿过松散孔隙含水层时，常发现孔隙 水和流砂溃入事故。 （2）井下开采第三系煤层时，煤层顶、底板含 水砂层中的水及流砂会溃入矿井。 （3）隐伏煤田露天开采时，覆盖层中的孔隙水 是露天矿坑的主要充水水源，必须在剥离前进行 预先疏干。 （4）露天剥离岩层中孔隙水的存在还会改变岩的 物理力学性质，导致粘土膨胀、流砂冲溃、边坡滑 动等工程地质问题。