矿井水文地质

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1、矿井水文地质第一节矿井充水条件第二节矿井水文地质的观测与预测第三节矿井水的防治1一、地下水的来源1.大气降水是露天矿的直接充水水源，是地下采煤的间接充水水源。第一节矿井充水条件大气降水对矿井充水强度与涌水量年降水量降水性质地形煤层埋深覆盖岩层的透水性22.地表水分布在井田范围或附近的地表水，可能成为矿井充水水源；第二节矿井充水条件地表水的性质和规模；地表水体与矿井间的充水通道，其随矿井开采方式和采煤方式的不同而变化；33.含水层水是矿井的最经常和最主要的充水水源，多数情况：大气降水、地表水→含水层→矿井。4.老窑水是早期或近期的采空区及废弃巷

2、道，长期停止排水而积存的地下水。老窑水的特点：1）像地下水库，且浅部分布较多。2）分布无规则，准确位置不易确定。3）酸性大，多为强酸性水。第二节矿井充水条件4第二节矿井充水条件影响因素矿井充水含水层的类型充水含水层厚度与分布含水层的补给条件与蓄水构造类型空隙性富水性导水性静水压力含水层厚度越大、分布越广、储量越丰富、疏干越不易；向斜轴部——大静水压力——小含水层与煤层的关系煤层下部含水层煤层上方含水层——塌陷情况距离遇断层巷道揭露55.断层水断层破碎带，常是地下水良好聚集场所和通道。断层水对矿井的影响，主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩

3、的隔水性能造成断层带的水涌入井下；断层水主要特点：其静储量不大，但往往与地表水、高压强含水层沟通，对矿井生产造成巨大威胁；断层有时使煤层与富水性很强的岩溶水对口相接；或者由于断层的存在碰坏了岩层的完整性，因而降低了岩层的强度，这些常使矿井水文地质条件复杂化。第二节矿井充水条件6二、矿井涌水通道1.岩石的孔隙这种通道往往存在于未成岩的松散沉积物中，其透水性能取决于孔隙的大小和形态，孔隙大涌水量就大。2.岩石的裂隙风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙均能构成矿井涌水通道，其中构造裂隙是矿井涌水和矿井突水的主要通道。构造裂隙包括：节理、断层和巨大的断裂破碎

4、带。3.岩石的溶隙岩石的溶隙是可溶性岩层被溶蚀而形成。第二节矿井充水条件7岩溶区岩溶水的运动和岩溶溶洞的发育、分布，具有垂直分带性：1）包气带(I)：位于最高地下水位以上。2）水位季节变动带(Ⅱ)：位于高水位和低水位之间3）饱水带(Ⅲ)：处于地下水面以下。4）深部循环带(Ⅳ)：位于当地侵蚀基准面以下。4.人工通道1）钻孔造成的涌水通道。2）采矿活动造成的断裂。第二节矿井充水条件8第二节矿井充水条件9三、影响涌水量大小的因素影响矿井涌水量大小的因素有：充水来源、充水通道、覆盖层岩性、围岩岩性、地形条件等。1.覆盖层及围岩岩性有一定厚度(>5m)

5、且稳定的弱透水或隔水层可有效阻挡水的渗入。2.地形条件取决于开采深度与当地侵蚀基准面的关系。3.地质构造地质构造是影响矿井涌水量大小的重要因素。第二节矿井充水条件101）断裂面（1）压性断裂面；（2）张性断裂面；（3）扭性断裂面。2）构造部位（1）断层产生的裂隙发育地段，对矿井涌水量影响大。（2）断层交叉点容易突水。（3）断层密度大的地段，岩石破碎、裂隙发育、易突水。（4）有些矿井断层上盘次一级的断裂较发育，突水性强。第二节矿井充水条件11第二节矿井充水条件12正确的预测和计算未来井巷及采区的涌水量大小，是一项重要而复杂的工作。它对煤田的技术

6、经济评价有很大的影响，并且也是开采设计部门选择采掘方案，制定疏干措施，确定排水设备的主要依据。一、地下水的运动1.地下水的运动条件第三节矿井水文地质的观测与预测地下水的运动条件地下水面必须具有水力坡度岩层必须透水运动速度及水量必备条件岩石透水性地下水水位差13水力坡度：沿水流方向上单位距离内的水位差。I——水力坡度；H1——过水断面1处水位标高；H2——过水断面2处水位标高；L——两断面间的距离。第三节矿井水文地质的观测与预测142.地下水的运动状态第三节矿井水文地质的观测与预测地下水的运动状态紊流：水流质点运动不连续，流束混杂而不平行；层流

7、：水流质点运动连续不断，流束平行而不混杂；153.地下水的运动规律反映层流运动的基本定律叫达尔西定律：其中：Q——渗透流量（m3/s）；K——渗透系数（m/s）；ΔH——水位差（m）；L——岩样长度（m）；ω——过水断面积。第三节矿井水文地质的观测与预测16二、矿井水文地质观测1.巷道充水性观测充水性反映矿井水文地质条件的复杂情况：1）含水层观测：厚度、岩性、裂隙和岩溶情况、标高、含水量、水压2）岩层裂隙发育调查及观测3）断裂构造观测4）出水点观测：出水量、原因、水源5）出水征兆观测：潮湿、淋水、顶底板变形、膨胀第三节矿井水文地质的观测与预测

8、172.矿井涌水量观测1）矿井涌水量单位时间内涌入矿井的水量（m3/h）。2）观测方法（1）容积法将巷道顶板或涌水钻孔的水流直接引入量水桶中，然后计算涌水量，公式：