影响矿井充水的因素

影响矿井充水的因素

摘要影响矿井充水的因素包括自然因素和人为因素。这些因素是综合分析矿井充水条件的主要依据，也是评价水文地质条件复杂程度的重要指标。

关键词矿井；充水

中图分类号TD741 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)101-0234-01

1 自然因素

1）气候。降水为主，降水量多少决定了补给矿井水的动储量大小。

2）地形。地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度，控制着降水和地表水的汇集与渗入，地下水以水平运动为主。因此矿区地形就间接地影响矿井涌水程度。

当矿区位于当地侵蚀基准面以上时，涌水量通常较小，而且易排除。开采程度低于当地侵蚀基准面时，一般水文地质条件比较复杂，涌水量也大。

地表水和大气降水是否渗入地下，其渗入地下的数量多少，与煤层上覆岩层的透水性及围岩的出露条件有着直接关系。

覆岩的透水性好，则补给水量和井下涌水量也大。一般认为矿区内若分布有一定厚度（大于5 m）的稳定透水层时，就可以有效地阻挡地表水和大气降水的下渗。

如煤层围岩是透水的，其出露地表的面积愈大，则接受降水和地表水下渗补给量就愈大，井下涌水量也大。

在地形平缓的情况下，厚度大的缓倾斜透水层最易得到补给，因此流入井巷水主要为动储量，其涌水量将长期稳定在某个数值上，且不易防治。若缺乏补给水源或煤层上覆岩层透水性弱，则流入井巷的水量主要是静储量，这时涌水特征是水量由大变小，较易防治。

3）煤层上下岩层的组合形成了含水层赋存条件、含水层类型、水量、承压、以及充水方式。

4）地质构造的构成型式与规模决定了地下水天然储量的大小。不同构造部位富水性存在差异，储水程度不同；断裂发育程度影响含水层之间以及含水层与地表水之间的水力联系，促使矿井充水条件复杂化。

5）地表水是充水的重要水源之一，矿井距离地表水体远近不同，充水影响程度也不同；当与地表水发生联系时，一般充水条件复杂，动储量大。

煤层上下岩层的组合形式主要有以下两种：

泥岩、砂岩为主，夹煤层。直接充水含水层为顶板砂岩裂隙水，一般裂隙水不发育，连通性差，含水性弱。塑性泥岩常为隔水层。矿井水文地质条件简单。

顶板为含水性中等的石灰岩隙水，基底为强含水性的石灰岩溶隙水。

直接顶为含水性中等的K2石灰岩溶隙水，下部为20—40 m厚的本溪隔水层，主要充水影响是K2石灰岩溶解水，主要威胁是基底强含水性的奥灰岩溶裂隙水。

2 构造因素

矿井构造型式

2.1 褶曲构造

2.1.1 背斜隐伏式

含水层未出露，煤层上覆隔水层完整，含水层补给给排泄条件极差，近代岩溶不发育，古岩溶多充填或封存，含水性弱；矿井水主要消耗静储量，易疏干。

2.1.2 背斜裸露式

含水层被侵蚀裸露于地面，直接受大气降水、地表水补给。矿井充水程度取决于含水层厚度、裸露面积、地形以及地下水动力条件。如短轴闭合背斜含水层在挠起端出露，面积较大，因此动储量比例大。若在岩溶含水层中，浅部水循环条件好，向两翼深部减弱，矿井水以消耗静储量为主。

2.1.3 向斜裸露式

小型闭合向斜，核部含水层被裸露，形成潜水盆地。因含水层出露面积有限，四周又为隔水边界，矿井水动储量补给不足。

大型闭合向斜，上覆含水层有隔水层分布，充水条件与自流盆地相似。

倾伏向斜，倾伏端含水层裸露面积更大，当其他条件相似时，比闭合向斜充水性更好。

2.2 断块构造

断块构造充水性与本身含水层的厚度、透水性有关。另外，还与构成断块断层带的性质、落差、导水性有关。

1）山西石灰系太原组煤层与奥陶系灰岩对接，大多构成供水边界，矿井充水强，水压大，可发生突水淹井事故。

2）山西石灰系太原组煤系与透水性较弱的二叠系岩层对接，断层带为隔水边界或是供水边界，但对接含水层的含水性弱，与奥陶系的间距较大，一般矿井充水条件简单。

3）断块两侧含水层对接情况不同，一侧为供水边界，另一侧为隔水边界，矿井充水影响程度介于以上两者间。

3 矿井的富水构造部位

3.1 断裂交叉处

断裂交叉处是指同一个断裂与分支断裂的交叉处或两个断裂带交接和几条断层的收敛部，由于应力集中，岩体承受压力变形也相对强烈，岩石破裂，充填胶结差，导水性好。在矿山压力作用下，该部位容易突水。位于构造复合部位的矿井，水文地质条件也相应复杂。

3.2 断裂密度大的块段

此块段为应力集中或有多次构造应力叠加的块段。表现为较大断裂半生一系列小断裂，裂隙发育。该地段富水性相对较强。

3.3 断层的端点部位

断层的端点部位是以密集破裂变形释放应力的地段，端点及两侧裂隙较发育，导致水性较好。

3.4 褶曲轴部

褶曲轴部是指背斜轴部岩层因弯曲破裂，产生X形节理次级纵节理等构成的富水地段。推而广之，处于弧形构造弧顶部位的矿井，张性断裂发育，也相对富水。

3.5 挠曲转折部位挠曲转折部位是指岩层沿走向、倾向产状急剧变化的地段，裂隙发育，相对富水。

4 断裂结构的力学性质与矿井充水的关系

4.1 压性断裂面

压性断裂面承受压应力最大，断裂面被紧密挤压。充填胶结较好，井巷揭露

一般不突水，能起隔水作用。但其两侧有底序次羽状断裂发育时，可形成局部富水带。

4.2 张性断裂面

张性断裂面主要由拉伸张力作用产生。断裂面的张裂程度大，充填物松散，胶结差。多为尖角状或棱角状大小不等的角砾岩，孔隙多，孔隙率大，当两侧常伴生的底序次断裂连为一体时，断层带既是富水带，又是水源进入矿井的良好通道。

4.3 扭性断裂面

扭性断裂面主要在剪切力作用下产生。破裂带内有糜棱岩，两侧破碎角砾岩和棱体呈规律排列。扭裂面一般呈闭合型或较窄的裂缝，延展远，深度大。因此，当扭裂面及其两侧底序次张裂隙较发育时，导水性较强，也可成为水源进入巷道的良好通道。

一般纯属扭性的断层面不多，常见为张扭性和压扭性断裂。其特征和对矿井充水的影响介于二者之间。

5 结束语

影响矿井充水的因素很多，平时在工作中要根据经验深入研究本单位的矿井水文和充水性因素。

参考文献

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