矿井水地质类型划分及防治

《水文地质学》读书报告题目：矿井水地质类型划分及防治任课老师：刘忠保姓名：宋晨班级：地质21503班学号：201500780时间:2018年4月25日目录一．矿井水文地质介绍 (2)二．矿井水文地质类型划分 (4)三．矿井充水水源 (6)四．矿井充水程度 (7)五．矿井水害类型及整治措施 (8)六．防治主要措施 (13)七．结束语 (14)矿井水地质类型划分及防治摘要：矿井水是日常生活中并不触及的词，但是矿井水害却是威胁安全生产的重要灾害类型，分析和研究矿井水害原因对矿井水害防治具有重要意义，不仅关系到广大开采人员的生命安全，还关系到国家的经济稳定与发展，所以为有效地减少或消除矿井水害事故，首先需要对矿井水害的成因有一个详细的了解和把握，才能做到因地制宜，对症下药。

关键词：矿井水害；防治矿井水害是影响采矿企业安全生产的主要灾害之一，矿井水害一旦发生，不但影响各采掘工作面的安全施工，还将导致人员伤亡，设备损坏，并淹没矿井和采区，危害十分严重。

为切实保证矿井安全生产，应对矿井水害的发生原因进行分析研究，根据矿井实际情况，采取有利措施进行防治，不断加强防治水技术研究和科技攻关，推广使用矿井水害防治的新技术、新装备和新工艺，是提高矿井防治水害工作的关键。

一．矿井水文地质介绍1.矿井水文地质：矿井水文地质是指研究矿井建设和生产过程中的水文地质条件和矿井水处治方法的地质工作。

2.矿井水：凡是在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源的水，统称为矿井水。

3.矿井水灾：矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾。

4.矿井水害：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹的矿井水,都称为矿井水害。

5.地下水：地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。

在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。

6.地下水分类：根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。

（1）上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。

（2）潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。

当地下水流出地面时就形成泉。

（3）承压水（自流水）是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。

这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。

当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。

7..地表水进入井下有多种途径。

(1) 地表水通过第四纪松散砂、砾层及基岩露头，先是渗入补给地下水，后在一定条件下进入巷道。

(2) 地表水通过构造破碎带或枯井直接溃人地下。

(3) 洪水期，洪水通过地势低洼处的井口或冲破围堤直接灌入井下。

(4) 在水体下采煤时，煤层采动后，顶板岩层垮落并产生断裂，地表水可沿此导水断裂带进入井下。

二．矿井水文地质类型划分为了有针对性地做好煤矿防治水工作，从矿区水文地质条件和井巷充水特征出发，根据矿井及其周边是否存在老空积水、矿井受采掘破坏或影响的含水层性质和富水性及补给条件、矿井涌水和突水分布规律及水量大小、煤矿开采受水害威胁程度以及防治水工作难易程度等，把矿井水文地质划分为简单、中等、复杂、极复杂四种类型（见表）。

注：1.单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准。

2.在单位涌水量q，矿井涌水量Q1、Q2和矿井突水量Q3中，以最大值作为分类依据。

3.同一井田煤层较多，且水文地质条件变化较大时，应分煤层进行矿井水文地质类型划分。

煤矿要根据本规定的要求确定矿井水文地质类型，提交类型划分报告，由企业总工程师审定。

一、水文地质简单（1、露头区被粘土类土层覆盖；2、被断层切割封闭；3、地表泄水条件良好；4、属于深部井田；5、在当地侵蚀基准面以上开采；6、属高原山地背斜正地形，煤层底部灰岩无出露；7、煤层距顶底板上下富含水层距离很大）二、水文地质中等（受采掘破坏或影响的孔隙裂隙，溶隙含水层补给条件一般，有一定的补给水源）三、水文地质复杂（1受采掘破坏或影响的主要是灰岩溶隙-溶洞含水层，厚层砂砾石含水层(煤层直接顶底板为含水砂层)，其补给条件好，补给水源充沛。

2未开展水文地质普查，存在老窑积水，资料不齐的整合和技改矿井。

）四、水文地质极复杂（受采掘破坏或影响的为岩溶含水层，其补给条件很好，补给水源极其充沛；1、矿井经常的直接或间接受煤层顶底部灰岩溶洞-溶隙高压富水含水层突水的威胁；2、灰岩露头分布范围广，河溪发育，山塘水库多；3、在高原山地向斜正地形矿区灰岩岩溶特别发育常形成暗河系统或汇水封闭洼地）矿井水文地质类型一般每3-5年重新确定一次，但发生重大突水事故后（突水量首次达300m3/h以上或死亡3人以上）应在一年内重新确定矿井水文地质类型。

三．矿井充水水源1矿井充水水源：矿井充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。

地表水又可以分为河水、湖水、海水。

地下水又包括岩溶裂隙水、砂岩裂隙水、第四纪松散沉积层潜水。

2.充水途径：矿井水的充水途径是指连接充水水源与矿井之间的流水通道。

它是矿井充水因素中最关键的因素,大多数的矿井突水灾害正是由于对矿井充水途径认识不清而造成的。

充水途径主要有:构造断裂、顶板垮落、底板破坏、封闭不良钻孔、陷落柱等。

3.充水强度：有了一定的充水水源和特殊的充水途径,相应的充水强度也得以确定。

因此,矿井水害的主要的因素是充水水源和充水途径。

4.其它矿井水害产生的条件：对于突水以外的其它矿井水害产生的条件,除了上述的因素外,和煤层的品质和围岩的成分有关,另外还有采矿设备、采矿技术等人为因素。

四．矿井充水程度矿井充水程度是指地下水涌入矿井内的水量的多少，用来反映矿井水文地质条件的复杂程度。

生产矿井常用含水系数或者矿井涌水量2个指标来表示矿井的充水程度，基建矿井的充水程度常用矿井涌水量表示。

1、含水系数含水系数又称富水系数，它是指生产矿井在某时期排出水量Q(m3)与同一时期内煤炭产量P(t)的比值。

即矿井每采1t煤的同时，需从矿井内排出的水量。

含水系数KB(m3/ t)的计算公式为：KB = Q/P根据含水系数的大小，将矿井充水程度划分为以下4 个等级：(1)充水性弱的矿井：KB <2 m3/t ;(2)充水性中等的矿井：KB = 2～5 m3/t;(3)充水性强的矿井：KB = 5～0 m3/t ;(4)充水性极强的矿井：KB >10 m3/t 。

2. 矿井涌水量矿井涌水量是指单位时间内流入矿井的水量，用符号Q 表示，单位为m3/d 、m3/h、m3/min。

根据涌水量大小，矿井可分为以下4个等级：(1)涌水量小的矿井：Q < 2 m3/min ;(2)涌水量中等的矿井：Q = 2～5 m3/min ;(3)涌水量大的矿井：Q = 5～15 m3/min ;(4)涌水量极大的矿井：Q > 15 m3/min。

3. 矿井突水点突水量等级划分矿井突水的突水量大小差异很大，对矿井的危害程度也不相同。

根据我国矿井突水情况，1984 年5 月,煤炭工业部对矿井突水点突水量做了等级划分。

其等级标准是：(1)小突水点涌水量：Q≤1m3/min;(2)中等突水点涌水量：1 m3/min < Q ≤10 m3/min ;(3)大突水点涌水量：10 m3/min < Q≤30 m3/min;(4)特大突水点涌水量：Q > 30m3/min。

五．矿井水害类型及整治措施1.矿井水害类型划分按突水水源分：(1)地表水水害(2)(3)砂岩裂隙水水害(4)薄层灰岩水水害(5)厚层灰岩水水害(6)老空水（老窑水）水害2.按水进入矿井的方式分：(1)井巷突水（不可预见）(2)正常矿井涌水（可预见）(3)顶板淋水(4)井筒漏水(5)地表水倒灌（溃入）3.其它分类类型：矿井突水按采掘工作所处的阶段，可分为掘进突水与回采突矿井突水按所段可为突水与突水；（1）按突水点与开采煤层所处的相对位置，可分为顶板突水、底板突水；（2）按突水相对于采掘工程进行的时间可分为即时突水与滞后突水（3）按突水点的水量大小，可分为小型突水(Q≤60m3/h)、中等突水(Q=60m3/h～600m3/h)、大型突水(Q=600m3/h～1800m3/h)和特大型突水(Q≥1800m3/h)。

4.矿井水害的形成条件（1）断裂构造（断层）：断层是矿井充水的重要通道，地下水、地表水，甚至大气降水都可能沿导水断层渗入或涌入矿井。

（2）岩溶陷落柱：岩溶陷落柱是由于煤系地层下伏的奥陶系灰岩顶部岩溶发育，常形成巨大的溶洞，使上覆地层失去支撑，从而在重力作用下不断向下垮落而形成。

（3）构造裂隙和地震裂隙:地震裂隙：现代地震活动中新生成的裂隙。

（4）采动导水裂隙带：当煤层采出后，采空区围岩应力状态发生变化，导致顶板、底板破坏，在采场周围形成破坏带或人工充水通道。

（5）导水钻孔：未进行封孔或虽封孔，但质量不合乎要求的钻孔便成为沟通煤层上部或下部含水层的导水钻孔。

2.地下水灾害防治（1）采空区积水水害分析和防治采空区指的是开采多年的老矿井自身的旧巷、老窑或者临近矿井的旧巷、老窑。

从生产矿井的角度上讲，可以依据矿井开拓时间和采空区的形成时间的先后关系，将采空区分为两类：在对矿井进行正常回采时形成的采空区与以往存在的老窑采空区。

依据煤层的赋存条件，在矿井的开采过程中，一定会有地下空间场所形成，而且这些地下空间场所一定会揭露、接近一些含水层，倘若这些地下空间场所所处位置低于含水层水位，就一定承受一定的静水压。

而且在煤层开采之后，会在这些地下空间场所形成采空区，进而使得工作面上的覆岩层发生破坏、移动，形成裂缝带和冒落带岩层，使得含水层水体漏入、渗入到采空区，影响矿井的正常生产。

对采空区积水水害的防治可以从以下几方面入手：第一，充分掌握采空区旧巷、老窑的积水情况，在井田开拓的过程中明确记录其采空区相关的数据，同时，将其积水情况正确的填绘到矿井充水图上。

第二，探访积水，形成矿井安全生产区域。

（2）地表水造成的水害与防治地表水是指湖、海、江、河、季节性的大气降水以及水库等地面水体。

地表水对矿井造成的危害指的是地表水直接涌入到矿井的生活区、工业场地以及矿井井筒，进而影响了地表的生活、生产，比如：地表水直接灌入矿井井筒会使得矿井被淹，进而影响矿井生产工作的正常运行，地表水还可以透过地面的塌陷区、煤层的露头地域及岩石受风化破碎地带中不能整体胶结形成的各洞口及裂隙等通道流入井下，进而形成井下水，损害矿井部分生产区域。