矿床水文地质与水害防治理论.ppt

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1、8矿床水文地质与水害防治理论主要内容8.1影响矿床充水的因素8.2矿床水文地质分类8.3矿坑涌水量预测8.4矿井水的防治8.5水体(承压水)上开采8.1影响矿床充水的因素1．影响矿床充水的自然因素1)大气降水大气降水是地下水的主要补给来源，因此在多数矿区也是矿井水的主要来源，有时还是唯一的来源。当矿井的主要充水来源为大气降水时，一般具有以下三方面的特征：区域性特征季节性特点影响随深度减弱8.1影响矿床充水的因素1．影响矿床充水的自然因素2)地形地形直接影响矿井水的汇集和排泄条件，是控制矿井涌水量大小和疏干难易程

2、度的主要因素之一。8.1影响矿床充水的因素1．影响矿床充水的自然因素3)地表水地表水渗入矿井的途径是；通过第四系松散砂砾层及基岩露头，先渗入补给地下水，而后在适当条件下渗入矿井；通过老窑直接渗入矿井；洪水期直接通过地表低洼处的井巷灌入井下；地表水体下采煤，岩层移动产生的导水裂隙与地表水沟通。8.1影响矿床充水的因素地表水渗入矿坑的几种途径8.1影响矿床充水的因素地表水能否渗入井下及渗入量的大小，取决于以下因素：(1)地表水体的性质和规模(2)地表水体与井巷之间岩石的透水性(3)矿井或采掘工作面距地表水体的远近(

3、4)采矿方法的影响8.1影响矿床充水的因素举例：山东省不少煤矿，尤其是淄博、枣庄、新汶等老矿区，受河流、水库（积水坑）等地表水体以及雨季洪水的威胁，历史上曾多次发生过地表水（含雨季洪水）通过井眼、矿井安全出口、采后塌陷坑、煤系含水层露头、喀斯特岩溶塌陷等直接或间接地透入矿井而造成事故。坑道突水较严重的省份是：山西、山东、安徽、江西、广东、广西、河南，此外吉林、江苏、浙江、四川等省(区)也较为严重。8.1影响矿床充水的因素4)充水岩层的特征(1)充水岩层的含水空间特征孔隙含水层：当井筒穿过松散孔隙含水层时，常发生

4、孔隙水和流砂层溃入事故。开采位于松散沉积层中的矿床或部分中生代沉积物中的矿床时，含水砂层中水及流砂的溃入。在松散含水层下采矿时，随着顶板岩层的冒落，也会产生孔隙水和流砂溃入矿井的事故。8.1影响矿床充水的因素裂隙含水层常构成矿床的围岩，是采矿中最经常揭露的含水层。涌水特点通常是水压大、水量小。当裂隙含水层与其它水源无联系时，多数矿井的涌水量随时间而减小。当裂隙含水层与较水大源有联系时，也会造成淹井事故。岩溶含水层含水较丰富，往往是某些矿井充水或灾害性突水的水源。这类水源突水的特点，一般是水量大、来势猛、水压高、

5、涌水量稳定而不易疏干。8.1影响矿床充水的因素直接充水含水层是指露天坑或矿井巷道直接揭露的含水层，或通过矿床开采后形成的冒落带、巷道底鼓裂隙等直接对矿井或露天坑充水的含水层。直接充水含水层决定矿井涌水量的大小。间接充水含水层是指与直接充水含水层有水力联系，并通过直接充水含水层向矿井充水的含水层。间接充水含水层是直接充水含水层的补给水源，决定矿井涌水量的持续时间和变化趋势。8.1影响矿床充水的因素8.1影响矿床充水的因素岩溶陷落柱是由于底部石灰岩中岩溶充分发育所引起的顶部灰岩及上覆非可溶岩层向下塌陷所形成的锥状或

6、柱状堆积体，俗称无煤柱。8.1影响矿床充水的因素(2)充水岩层的分布面积和厚度在其它条件相同的情况下，充水岩层的分布面积和厚度越大，其中储存的水量就越多，矿井涌水量也越大，反之，则小。(3)充水岩层的边界条件充水岩层的边界，决定其补给来源的好坏。8.1影响矿床充水的因素5)地质构造(1)褶曲的类型和规模决定地下水储存量的大小。(2)断裂构造是地下水进入矿井的良好通道。隔水断裂导水断裂(3)地震1980年峰峰二矿2671工作面突水示意图，是因断层面导水而导致工作面突水的典型例子。最大突水量1310m3／h，造成两

7、个采煤工作面和两个掘进工作面被淹。8.1影响矿床充水的因素2．影响矿床充水的人为因素1)老窑积水由老窑积水造成的突水，一般有以下特点；短时间内可以有很大的水量，来势猛，猝不及防时具有一定的破坏性；水中含有大量具腐蚀性的化学成分，易于腐蚀矿井设备；与其它水源无联系时，易于疏干；若与其它水源有联系时，则可造成量大而稳定的涌水，危害较大。8.1影响矿床充水的因素2．影响矿床充水的人为因素2)封闭不良的旧钻孔新汶良庄煤矿1962年土Om水平三采区11煤层下山掘进中，遇35号钻孔发生突水的地质结构剖面图。此次突水来势猛，

8、最大突水量达288m3／h，稳定水量在72m3／h,给矿井带来了巨大损失。8.1影响矿床充水的因素3)采掘工作对顶底板岩层的破坏(1)采掘工作对顶板岩层的破坏①冒落带②裂隙带③弯曲带8.1影响矿床充水的因素徐州青山泉矿二号井1961年在-120m水平泵房施工中，因顶板垮落而导通上覆第九层灰岩水突水的地质结构示意图，当时最大突水量达1620m3／h，淹没了整个-120m水平。8.1影响矿