煤田水文地質(zhì)

1、 礦井突水是危害煤礦安全生產(chǎn)的主要因素之一；礦井突水是危害煤礦安全生產(chǎn)的主要因素之一；地下水是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的寶貴資源。地下水是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的寶貴資源。 第一節(jié)第一節(jié) 地下水基本知識地下水基本知識 第二節(jié)第二節(jié) 礦井充水條件礦井充水條件 第三節(jié)第三節(jié) 礦井水文地質(zhì)觀測及其水害防治礦井水文地質(zhì)觀測及其水害防治 第一節(jié)第一節(jié) 地下水基本知識地下水基本知識主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 一、自然界中的水循環(huán)一、自然界中的水循環(huán) 二、地下水的概念二、地下水的概念 三、含水層與隔水層三、含水層與隔水層 四、地下水的分類四、地下水的分類 五、地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分五、地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分 六、泉六、

2、泉 一、自然界中的水循環(huán)一、自然界中的水循環(huán)大循環(huán)（外循環(huán)）大循環(huán)（外循環(huán)）：全球范圍內(nèi)水分從海全球范圍內(nèi)水分從海洋蒸發(fā)上升，運(yùn)移到洋蒸發(fā)上升，運(yùn)移到陸地上空凝結(jié)后下降，陸地上空凝結(jié)后下降，并以地表或地下徑流并以地表或地下徑流方式回歸海洋。方式回歸海洋。小循環(huán)（內(nèi)循環(huán)）小循環(huán)（內(nèi)循環(huán)） ：水分從海洋蒸發(fā)，：水分從海洋蒸發(fā)，再降落到海洋；或從再降落到海洋；或從陸地湖泊、河流、地陸地湖泊、河流、地表、植物葉面蒸發(fā)，表、植物葉面蒸發(fā)，又在當(dāng)?shù)亟德?。又在?dāng)?shù)亟德洹?水循環(huán)意義水循環(huán)意義 a.a.使大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈之間不斷地進(jìn)行使大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈之間不斷地進(jìn)行著能量交換和物質(zhì)遷移

3、。著能量交換和物質(zhì)遷移。 b. b.使大使大氣降水、地氣降水、地表水、地下表水、地下水、土壤水水、土壤水之間相互轉(zhuǎn)之間相互轉(zhuǎn)化，使水資化，使水資源形成不斷源形成不斷更新的統(tǒng)一更新的統(tǒng)一系統(tǒng)。系統(tǒng)。 1、地下水、地下水 埋藏在地表以下、儲存于巖石空隙之中的水。埋藏在地表以下、儲存于巖石空隙之中的水。 2、存在形式、存在形式: 氣態(tài)水氣態(tài)水（水蒸氣）：凝結(jié)成液態(tài)水后，可成為地下水的來源。（水蒸氣）：凝結(jié)成液態(tài)水后，可成為地下水的來源。 吸著水吸著水：水分子在巖石表層在強(qiáng)大的靜電引力作用下被牢固地：水分子在巖石表層在強(qiáng)大的靜電引力作用下被牢固地吸附在巖石顆粒表面，又稱強(qiáng)結(jié)合水。不受重力作用影響，不被

4、吸附在巖石顆粒表面，又稱強(qiáng)結(jié)合水。不受重力作用影響，不被植物吸收。植物吸收。 薄膜水薄膜水：包圍在吸著水外層的水膜，又叫弱結(jié)合水，靜電引力：包圍在吸著水外層的水膜，又叫弱結(jié)合水，靜電引力作用小。作用小。 毛細(xì)水毛細(xì)水：儲存在巖石孔隙、裂隙等毛細(xì)空隙中的水，可垂直運(yùn)：儲存在巖石孔隙、裂隙等毛細(xì)空隙中的水，可垂直運(yùn)動。動。 重力水重力水：巖石空隙中受重力作用而運(yùn)動的水，如井水，泉水等。：巖石空隙中受重力作用而運(yùn)動的水，如井水，泉水等。 重力水可形成穩(wěn)定的地下水面。重力水可形成穩(wěn)定的地下水面。3、飽氣帶：、飽氣帶：地下水面以上的范圍。地下水面以上的范圍。三、含水層與隔水層三、含水層與隔水層地下水能穿

5、過巖石內(nèi)部連通的孔裂隙而運(yùn)動。地下水能穿過巖石內(nèi)部連通的孔裂隙而運(yùn)動。透水層：能被水透過的巖層叫透水層：能被水透過的巖層叫透水層透水層。含水層：透水性能好且含有地下水的巖層都是含水層：透水性能好且含有地下水的巖層都是含水層含水層。隔水層：透水性能差的巖層叫隔水層：透水性能差的巖層叫隔水層隔水層或叫或叫不透水層不透水層。四、地下水的分類四、地下水的分類（一）按埋藏條件分類（一）按埋藏條件分類1 1、上層滯水上層滯水： 埋藏在離地表不深的包氣帶埋藏在離地表不深的包氣帶中局部隔水層中局部隔水層 之上的重力水。之上的重力水。分布局限，水量少，季節(jié)性明顯，分布局限，水量少，季節(jié)性明顯，對煤礦生產(chǎn)無影響對

6、煤礦生產(chǎn)無影響。 2、潛水潛水：埋藏在地表以下第一：埋藏在地表以下第一個穩(wěn)定隔水層之上，且具有自由個穩(wěn)定隔水層之上，且具有自由水面的重力水。水面的重力水。3、承壓水承壓水：充滿于上、下兩個穩(wěn)定隔：充滿于上、下兩個穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的重力水，又稱為水層之間的含水層中的重力水，又稱為自流水。自流水。（二）按含水層空隙性質(zhì)分類（二）按含水層空隙性質(zhì)分類 1、孔隙水孔隙水: 儲存于疏松巖層孔隙中的水稱為孔隙水。儲存于疏松巖層孔隙中的水稱為孔隙水。 特點(diǎn)：巖石顆粒大而均勻，則孔隙大、透水性好、特點(diǎn)：巖石顆粒大而均勻，則孔隙大、透水性好、 水量大；水量大； 巖石顆粒細(xì)小而不均勻，則孔隙小，透性性巖石

7、顆粒細(xì)小而不均勻，則孔隙小，透性性 差，水量小。差，水量小。2、裂隙水：裂隙水：埋藏于基巖裂隙中，按裂隙成因分三類：埋藏于基巖裂隙中，按裂隙成因分三類： 1）風(fēng)化裂隙水：多分布于基巖表面，大部分為潛水，補(bǔ)給來源為大氣）風(fēng)化裂隙水：多分布于基巖表面，大部分為潛水，補(bǔ)給來源為大氣降水，可作為飲用水。降水，可作為飲用水。 2）成巖裂隙水：多存在于火成巖中，噴出巖出露地表接受降水補(bǔ)給后）成巖裂隙水：多存在于火成巖中，噴出巖出露地表接受降水補(bǔ)給后可形成層狀潛水；侵入巖與圍巖接觸部分裂隙發(fā)育，形可形成層狀潛水；侵入巖與圍巖接觸部分裂隙發(fā)育，形 成富水帶。成富水帶。 3）構(gòu)造裂隙水）構(gòu)造裂隙水: 賦存在構(gòu)造

8、裂隙中的地下水。賦存在構(gòu)造裂隙中的地下水。3、巖溶水巖溶水: 1）埋藏于溶洞溶隙中的重力水。）埋藏于溶洞溶隙中的重力水。 2）裸露石灰?guī)r分布區(qū)的巖溶水為潛水）裸露石灰?guī)r分布區(qū)的巖溶水為潛水 為其它巖石所覆蓋的巖溶水深埋地下時則成承壓水。為其它巖石所覆蓋的巖溶水深埋地下時則成承壓水。五、地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分五、地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分（一）物理性質(zhì)（一）物理性質(zhì) 包括溫度、顏色、透明度、氣味、覺味、密度、導(dǎo)電性、放射性等包括溫度、顏色、透明度、氣味、覺味、密度、導(dǎo)電性、放射性等。1、溫度溫度：變化大；：變化大；0以下以下 100100以上以上2、顏色顏色：一般無色：一般無色,顏色顏色取決

9、于水中化學(xué)成分和懸浮物取決于水中化學(xué)成分和懸浮物,如含如含F(xiàn)eO為淺為淺蘭色，含蘭色，含F(xiàn)e2O3為褐紅色，含腐植質(zhì)為黃褐色為褐紅色，含腐植質(zhì)為黃褐色3、透明度透明度：取決于水中固體物質(zhì)與膠體顆粒懸浮物含量。：取決于水中固體物質(zhì)與膠體顆粒懸浮物含量。4、氣味氣味： 地下水無氣味，有氣味則取決于水中所含氣體成分和有機(jī)物地下水無氣味，有氣味則取決于水中所含氣體成分和有機(jī)物質(zhì)：質(zhì)： 含含H2S臭雞蛋味臭雞蛋味; 含有機(jī)質(zhì)含有機(jī)質(zhì)魚腥臭味魚腥臭味 5、覺味覺味：地下水應(yīng)無味，有味道的水與水中含鹽分和氣體分子有關(guān)：地下水應(yīng)無味，有味道的水與水中含鹽分和氣體分子有關(guān)： 含含NaCl咸味；含有機(jī)質(zhì)咸味；含有

10、機(jī)質(zhì)甜味；甜味； Na2SO4澀味；含澀味；含CO2氣體氣體清涼可口。清涼可口。 MgSO4苦味；苦味；6、密度密度：取決于水中溶解鹽分的多少，溶解較多鹽分則密度可達(dá)：取決于水中溶解鹽分的多少，溶解較多鹽分則密度可達(dá)1.21.3。 （二）地下水的化學(xué)成分（二）地下水的化學(xué)成分 1、作為一種良好的溶劑作為一種良好的溶劑，地下水不斷從巖石中獲取化，地下水不斷從巖石中獲取化學(xué)元素，目前地下水中所發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有學(xué)元素，目前地下水中所發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有70余種。余種。 2、化學(xué)元素在水中的狀態(tài)化學(xué)元素在水中的狀態(tài) 1）離子狀態(tài)：）離子狀態(tài)： 陽離子：陽離子：H+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。等。

11、 陰離子：陰離子：OH-、Cl-、NO32-、CO2- 等。等。 2）化合物狀態(tài)：）化合物狀態(tài)：Fe2O3、Al2O3等。等。 3）氣體狀態(tài)：）氣體狀態(tài)：N2、O2、CO2、CH4等等 3、地下水的化學(xué)類型地下水的化學(xué)類型： 表征地下水化學(xué)類型的七種離子：表征地下水化學(xué)類型的七種離子：Cl-、SO42-、HCO3- 、Na + 、K + 、Ca2 + 、Mg2+ 。 其類型分為：其類型分為： 1）重碳酸鈣型水：水中主要成分為）重碳酸鈣型水：水中主要成分為HCO3-、Ca2 + 2）硫酸鈉型水：水中主要成分為）硫酸鈉型水：水中主要成分為SO42-、Na +4、表征地下水化學(xué)性質(zhì)的常用指標(biāo)表征地下

12、水化學(xué)性質(zhì)的常用指標(biāo)： 氫離子濃度（氫離子濃度（PH值）、硬度、總礦化度、侵蝕性值）、硬度、總礦化度、侵蝕性 1）氫離子濃度（氫離子濃度（PH值）值） 強(qiáng)酸性地下水強(qiáng)酸性地下水 PH5 弱酸性地下水弱酸性地下水 PH為為57 中性地下水中性地下水 PH=7 弱堿性地下水弱堿性地下水 PH為為79 強(qiáng)堿性地下水強(qiáng)堿性地下水 PH92）硬度硬度（1）硬度取決于水中）硬度取決于水中Ca2+、Mg2+的含量。又分為；的含量。又分為； 總硬度：水中所含總硬度：水中所含Ca2+、Mg2+的總量，包括暫時硬度和的總量，包括暫時硬度和永久硬度。永久硬度。 暫時硬度：水沸騰后，由暫時硬度：水沸騰后，由HCO3-

13、 與與Ca2+、Mg2+結(jié)合生成結(jié)合生成碳鹽沉淀出來碳鹽沉淀出來 的的Ca2+、Mg2+的含量。的含量。 永久硬度：水沸騰后，殘留于水中的永久硬度：水沸騰后，殘留于水中的Ca2+、mg2+的含量的含量（2）硬度表示法有二種：）硬度表示法有二種： 德國度德國度（H ）：）：1H相當(dāng)于相當(dāng)于1升水中含有升水中含有10mg的的CaO或或7.2mg的的 MgO，即，即1升水中含有升水中含有7.2mg Ca2+ 或或4.3mg的的Mg2+ 。 1毫克當(dāng)量每升毫克當(dāng)量每升（meq/L）：）：1 meq/L等于等于20.4 mg/L的的Ca2+或或12.6mg/L的的Mg2+ 。 換算：換算：1meq/L=

14、2.8 H （3）硬度分類：根據(jù)水的總硬度將地下水分為五類。）硬度分類：根據(jù)水的總硬度將地下水分為五類。 地下水硬度分類地下水硬度分類類類 型型硬硬 度度每升毫克每升毫克 當(dāng)量（當(dāng)量（1meq/L)meq/L)德國度（德國度（H H）極軟水極軟水軟軟 水水微軟水微軟水硬硬 水水極硬水極硬水1. .51. .53. .03. .06. .06. .09. .09. .04. .24. .28. .48. .416. .816. .825. .225. .23）總礦化度：總礦化度： 指單位體積水中所含離子、分子和各種化合物的總量（指單位體積水中所含離子、分子和各種化合物的總量（g/L）。）。 總礦

15、化度反映水的礦化程度，即水中溶解鹽分的多少，反映地下總礦化度反映水的礦化程度，即水中溶解鹽分的多少，反映地下水的循環(huán)條件：水的循環(huán)條件： 礦化度高，地下水循環(huán)條件差；礦化度高，地下水循環(huán)條件差； 礦化度低，地下水循環(huán)條件好；礦化度低，地下水循環(huán)條件好； 據(jù)總礦化度將地下水分為五類：據(jù)總礦化度將地下水分為五類：名稱干涸殘余物(g/L)名稱干涸殘余物(g/L)淡水1 鹽水（高礦化水）1050微咸水（弱礦化水）13鹵 水50咸水（中等礦化水）310 4）侵蝕性：侵蝕性： 地下水侵蝕性取決于水中侵蝕性地下水侵蝕性取決于水中侵蝕性CO2含量。含量。 當(dāng)水中游離的當(dāng)水中游離的CO2含量超過平衡含量超過平衡

16、HCO3-所需要的所需要的CO2量時量時,將使地將使地下水具有侵蝕性，超出的下水具有侵蝕性，超出的CO2 稱為侵蝕性稱為侵蝕性CO2 ，平衡，平衡HCO3- 所需要的所需要的CO2 叫平衡叫平衡CO2 。侵蝕性。侵蝕性CO2將溶解碳酸鹽而破壞巖石。將溶解碳酸鹽而破壞巖石。六、六、 泉泉 地下水的天然露頭叫泉。按泉的形成方式分上升泉和下降泉：地下水的天然露頭叫泉。按泉的形成方式分上升泉和下降泉：（一）下降泉（一）下降泉 由潛水含水層形成的泉稱下降泉，又分為三類：由潛水含水層形成的泉稱下降泉，又分為三類： 1、侵蝕下降泉侵蝕下降泉：因河谷、沖溝下切到潛水層所致。：因河谷、沖溝下切到潛水層所致。 2

17、、接觸下降泉接觸下降泉：地形被切割到含水層之下的隔水層，潛水：地形被切割到含水層之下的隔水層，潛水從其接觸處涌出地表。從其接觸處涌出地表。 3、溢流下降泉溢流下降泉：當(dāng)巖石透水性變?nèi)趸蚋羲畬拥装迓∑?，潛：?dāng)巖石透水性變?nèi)趸蚋羲畬拥装迓∑?，潛水流動受阻而溢出地表。水流動受阻而溢出地表。（二）上升泉（二）上升?由承壓含水層形成的泉叫上升泉，又分為二類：由承壓含水層形成的泉叫上升泉，又分為二類： 1、侵蝕上升泉侵蝕上升泉：河底、沖溝切割承壓含水層隔水頂板時，：河底、沖溝切割承壓含水層隔水頂板時，涌出地表。涌出地表。 2、斷裂上升泉斷裂上升泉： 導(dǎo)水?dāng)鄬踊驈埿粤严锻ㄟ^承壓含水層時導(dǎo)水?dāng)鄬踊驈埿粤严锻?/p>

18、過承壓含水層時, 沿?cái)鄬踊蛄严渡仙?dāng)?shù)孛鏄?biāo)高低于承壓水測壓水位（靜止水位）沿?cái)鄬踊蛄严渡仙?，?dāng)?shù)孛鏄?biāo)高低于承壓水測壓水位（靜止水位）時便涌出地表成泉。時便涌出地表成泉。 3、溫泉、溫泉 一般均為上升泉；其熱源為地?zé)嵩鰷亍r漿活動等。一般均為上升泉；其熱源為地?zé)嵩鰷?、巖漿活動等。第二節(jié)第二節(jié) 礦井充水條件礦井充水條件 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 一、礦井水的來源一、礦井水的來源 二、礦井充水通道分析二、礦井充水通道分析 三、影響礦井涌水量的因素三、影響礦井涌水量的因素 一、礦井水的來源一、礦井水的來源 1、直接水源：、直接水源： 礦體及圍巖空隙中的地下水礦體及圍巖空隙中的地下水 地表水地表水 老窯積

19、水老窯積水 2、間接水源：、間接水源： 大氣降水大氣降水起控制作用起控制作用（一）礦體及圍巖空隙中的地下水（一）礦體及圍巖空隙中的地下水 1、孔隙水水源：存在于松散巖層的孔隙中。、孔隙水水源：存在于松散巖層的孔隙中。 2、裂隙水水源：、裂隙水水源： 多為圍巖裂隙水多為圍巖裂隙水， 水量小、水壓大，無水力聯(lián)系時涌水量小、水壓大，無水力聯(lián)系時涌水量漸減至干涸；若有水力聯(lián)系則涌水量增大，甚至造成事故。水量漸減至干涸；若有水力聯(lián)系則涌水量增大，甚至造成事故。 3、喀斯特水水源：在我國常見于奧陶系石灰?guī)r地層中。、喀斯特水水源：在我國常見于奧陶系石灰?guī)r地層中。水壓高、水量水壓高、水量大、來勢兇，涌水量穩(wěn)定

20、，不易疏干、危害性大。大、來勢兇，涌水量穩(wěn)定，不易疏干、危害性大。 （二）地表水源（二）地表水源 當(dāng)?shù)V井開采區(qū)域位于江河湖泊水庫海洋等水體影響范圍內(nèi)時，適當(dāng)當(dāng)?shù)V井開采區(qū)域位于江河湖泊水庫海洋等水體影響范圍內(nèi)時，適當(dāng) 的的條件下，可成為礦井充水水源。條件下，可成為礦井充水水源。 影響因素：距離水體的距離、季節(jié)變化、隔水層性質(zhì)、開采方法等。影響因素：距離水體的距離、季節(jié)變化、隔水層性質(zhì)、開采方法等。（三）大氣降水（三）大氣降水 1、礦井充水程度與地區(qū)降水量大小、性質(zhì)、強(qiáng)度及持續(xù)時間有關(guān)；、礦井充水程度與地區(qū)降水量大小、性質(zhì)、強(qiáng)度及持續(xù)時間有關(guān)； 2、礦井水量變化隨氣候季節(jié)性變化而變化。、礦井水量變

21、化隨氣候季節(jié)性變化而變化。 3、大氣降水滲入量隨開采深度增加而減少。、大氣降水滲入量隨開采深度增加而減少。（四）老窯及采空壓積水（四）老窯及采空壓積水 強(qiáng)酸性水、腐蝕性大、突水時來勢猛，若有水力聯(lián)系時難以疏干。強(qiáng)酸性水、腐蝕性大、突水時來勢猛，若有水力聯(lián)系時難以疏干。二、礦井充水通道分析二、礦井充水通道分析充水通道類型：孔隙、裂隙、溶隙、人工通道四種。充水通道類型：孔隙、裂隙、溶隙、人工通道四種。（一）孔隙（一）孔隙 存在于疏松未膠結(jié)成巖的地層中。存在于疏松未膠結(jié)成巖的地層中。 透水性能取決于孔隙大小和連通性。透水性能取決于孔隙大小和連通性。 煤層圍巖為大顆粒松散層或流砂層時，孔隙水才能構(gòu)成煤

22、層圍巖為大顆粒松散層或流砂層時，孔隙水才能構(gòu)成威脅。威脅。（二）裂隙（二）裂隙 構(gòu)造裂隙是礦井充水的主要通道，斷層又是構(gòu)造裂隙構(gòu)造裂隙是礦井充水的主要通道，斷層又是構(gòu)造裂隙中最危險的進(jìn)水通道，有兩類斷層：中最危險的進(jìn)水通道，有兩類斷層： 1、隔水?dāng)鄬樱簤簯?yīng)力、部分扭應(yīng)力所形成的扭性斷裂，、隔水?dāng)鄬樱簤簯?yīng)力、部分扭應(yīng)力所形成的扭性斷裂，并充填膠結(jié)而成，本身不含水，并起隔水作用。并充填膠結(jié)而成，本身不含水，并起隔水作用。 2、透水?dāng)鄬樱簭埮ば詳鄬訛槎啵贁?shù)是壓扭性斷層。、透水?dāng)鄬樱簭埮ば詳鄬訛槎?，少?shù)是壓扭性斷層。本身含水，有水力聯(lián)系，水量大而穩(wěn)定，不易疏干。本身含水，有水力聯(lián)系，水量大而穩(wěn)定，不

23、易疏干。（三）溶隙（三）溶隙 溶洞發(fā)育規(guī)律：溶洞發(fā)育規(guī)律：1、一般分布在厚層石灰?guī)r中；、一般分布在厚層石灰?guī)r中；2、分布在構(gòu)造裂隙發(fā)育部位：斷裂集中或交叉部位、褶、分布在構(gòu)造裂隙發(fā)育部位：斷裂集中或交叉部位、褶曲核部，可溶性巖石、與非可溶性巖石接觸部位；曲核部，可溶性巖石、與非可溶性巖石接觸部位；3、水循環(huán)交替及地殼運(yùn)動使溶洞通道復(fù)雜化。、水循環(huán)交替及地殼運(yùn)動使溶洞通道復(fù)雜化。4、地殼運(yùn)動的控制：地殼上升，老溶洞抬高，下部將形、地殼運(yùn)動的控制：地殼上升，老溶洞抬高，下部將形成新溶洞。成新溶洞。（四）人工通道（四）人工通道 1、勘探鉆孔因封孔質(zhì)量差而造成的充水通道、勘探鉆孔因封孔質(zhì)量差而造成的充

24、水通道 2、采礦活動形成斷裂：采穿上方巖層發(fā)生移動變形而、采礦活動形成斷裂：采穿上方巖層發(fā)生移動變形而形成形成“三帶三帶”： 第第帶：巖層垮落帶。帶：巖層垮落帶。 第第帶：斷裂帶帶：斷裂帶 第第帶：整體沉降彎曲帶帶：整體沉降彎曲帶 三、影響礦井涌水量的因素三、影響礦井涌水量的因素 （一）覆蓋層的透水性及煤層圍巖的出露條件（一）覆蓋層的透水性及煤層圍巖的出露條件 上覆巖層透水性好，補(bǔ)給水量和井下涌水量就大；上覆巖層透水性好，補(bǔ)給水量和井下涌水量就大； 煤層圍巖在地表出露面積愈大，接受大氣降水越多，井下涌水量愈大。煤層圍巖在地表出露面積愈大，接受大氣降水越多，井下涌水量愈大。（二）地形條件（二）地

25、形條件 礦井開采深度高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面、涌水量較少；礦井開采深度高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面、涌水量較少； 礦井開采深度低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，涌水量較大。礦井開采深度低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，涌水量較大。（三）地質(zhì)構(gòu)造（三）地質(zhì)構(gòu)造 1、斷裂面的、斷裂面的力學(xué)性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)： （1）壓性斷裂面：影響小，透水性差，能隔水。）壓性斷裂面：影響小，透水性差，能隔水。 （2）張性斷裂面：斷裂充填物孔隙多而大，常有次級斷裂面，對礦井涌）張性斷裂面：斷裂充填物孔隙多而大，常有次級斷裂面，對礦井涌水影響較大。水影響較大。 （3）扭性斷裂面：延展遠(yuǎn)發(fā)育深度大，次級斷裂發(fā)育，也是良好的通道，）

26、扭性斷裂面：延展遠(yuǎn)發(fā)育深度大，次級斷裂發(fā)育，也是良好的通道，對礦井涌水量影響較大。對礦井涌水量影響較大。 2、不同構(gòu)造部位、不同構(gòu)造部位對礦井充水的影響：對礦井充水的影響： （1）斷層端點(diǎn)及其兩側(cè)巖層裂隙特別發(fā)育，易出現(xiàn)突水；）斷層端點(diǎn)及其兩側(cè)巖層裂隙特別發(fā)育，易出現(xiàn)突水； （2）斷層交叉部位應(yīng)力集中，裂隙發(fā)育，導(dǎo)水性能好；）斷層交叉部位應(yīng)力集中，裂隙發(fā)育，導(dǎo)水性能好； （3）斷層密度大的地段，應(yīng)力集中，巖層破碎，導(dǎo)水性能好；）斷層密度大的地段，應(yīng)力集中，巖層破碎，導(dǎo)水性能好； （4）斷層上盤裂隙較發(fā)育，易出現(xiàn)突水現(xiàn)象）斷層上盤裂隙較發(fā)育，易出現(xiàn)突水現(xiàn)象 。 一、礦井水文地質(zhì)觀測一、礦井水文地

27、質(zhì)觀測 二、礦井水的綜合治理二、礦井水的綜合治理 一、礦井水文地質(zhì)觀測一、礦井水文地質(zhì)觀測（一）地面水文地質(zhì)觀測（一）地面水文地質(zhì)觀測 1、氣象觀測：、氣象觀測： 觀測降水量、蒸發(fā)量、氣溫、相對濕度等。觀測降水量、蒸發(fā)量、氣溫、相對濕度等。 資料整理：繪制氣象要素圖、降水量與礦井涌水量關(guān)系圖。資料整理：繪制氣象要素圖、降水量與礦井涌水量關(guān)系圖。2、地表水觀測：、地表水觀測： 對河流、水溝觀測：對河流、水溝觀測： 流量、水位、雨季最大流量和水位、通過流量、水位、雨季最大流量和水位、通過構(gòu)造斷裂帶的流失量，洪水期淹沒帶等。構(gòu)造斷裂帶的流失量，洪水期淹沒帶等。 對湖泊、水庫、大型塌陷段水區(qū)的觀測：對

28、湖泊、水庫、大型塌陷段水區(qū)的觀測： 積水范圍、水深、水積水范圍、水深、水量、水位標(biāo)高。量、水位標(biāo)高。 對以上觀測應(yīng)整理成各種曲線圖并標(biāo)在平面圖上。對以上觀測應(yīng)整理成各種曲線圖并標(biāo)在平面圖上。3、地下水觀測：、地下水觀測：泉、井、鉆孔、探巷、被淹井巷并組成觀測系統(tǒng)。泉、井、鉆孔、探巷、被淹井巷并組成觀測系統(tǒng)。 資料整理：編制各種綜合圖件如等水位線（等水壓線）圖、水化資料整理：編制各種綜合圖件如等水位線（等水壓線）圖、水化學(xué)剖面圖等。學(xué)剖面圖等。4、導(dǎo)水?dāng)嗔褞Оl(fā)育高度的觀測、導(dǎo)水?dāng)嗔褞Оl(fā)育高度的觀測： 觀測煤層采空后的地面形變、采觀測煤層采空后的地面形變、采空區(qū)垮落帶、斷裂帶（三帶）的高度?？諈^(qū)垮

29、落帶、斷裂帶（三帶）的高度。 （二）井下水文地質(zhì)觀測（二）井下水文地質(zhì)觀測分巷道充水性觀測和礦井涌分巷道充水性觀測和礦井涌水量觀測兩部分水量觀測兩部分1、巷道充水性觀測、巷道充水性觀測：（1）含水層觀測）含水層觀測 （2）巖層裂隙發(fā)育調(diào)查觀測）巖層裂隙發(fā)育調(diào)查觀測（3）斷裂構(gòu)造觀測）斷裂構(gòu)造觀測（4）出水點(diǎn)觀測）出水點(diǎn)觀測（5）出水征兆觀測（工作面）出水征兆觀測（工作面） 2、礦井涌水量觀測：、礦井涌水量觀測： 1）觀測要求）觀測要求 觀測點(diǎn)布置：各巷道排水觀測點(diǎn)布置：各巷道排水溝出口處、主巷道排水溝流入水溝出口處、主巷道排水溝流入水倉處、采區(qū)石門排水溝出口處、倉處、采區(qū)石門排水溝出口處、井下

30、出水點(diǎn)并分水平觀測。井下出水點(diǎn)并分水平觀測。 觀測時間：一般每旬觀測觀測時間：一般每旬觀測一次。水文復(fù)雜礦區(qū)則每旬一次。水文復(fù)雜礦區(qū)則每旬2-3次，雨季次數(shù)應(yīng)增加。次，雨季次數(shù)應(yīng)增加。 2）觀測方法）觀測方法 （1）容積法）容積法 （2）浮標(biāo)法）浮標(biāo)法 （3）堰測法）堰測法 （4）流速儀法）流速儀法 （5）水倉水位觀法）水倉水位觀法 （6）水泵有）水泵有效功率法效功率法二、礦井水的綜合治理二、礦井水的綜合治理（一）地表防治水（一）地表防治水 1、合理選擇井筒位置、合理選擇井筒位置: 井口標(biāo)高均應(yīng)高于歷年最高洪水井口標(biāo)高均應(yīng)高于歷年最高洪水位位,如受地形限制時，應(yīng)筑防水堤或改變水流方向。如受地形

31、限制時，應(yīng)筑防水堤或改變水流方向。 2、河流改道、河流改道: 穿過或附近流經(jīng)礦區(qū)的河流嚴(yán)重影響井下穿過或附近流經(jīng)礦區(qū)的河流嚴(yán)重影響井下生產(chǎn)時應(yīng)使其改道。生產(chǎn)時應(yīng)使其改道。 3、鋪設(shè)人工河床、鋪設(shè)人工河床: 上述河流不能改道，可鋪設(shè)不透水的上述河流不能改道，可鋪設(shè)不透水的人工河床。人工河床。 4、修筑排（截）水溝、修筑排（截）水溝: 山區(qū)降水后山區(qū)降水后在井田外圍或漏水區(qū)在井田外圍或漏水區(qū)段的上游垂直水流方向修筑排水溝使其不流入礦區(qū)范圍。段的上游垂直水流方向修筑排水溝使其不流入礦區(qū)范圍。 5、堵漏、堵漏: 地表裂隙、洞穴、陷坑，可用粘土堵塞。地表裂隙、洞穴、陷坑，可用粘土堵塞。（二）井下防治水（

32、二）井下防治水1、探放水：超前探放水（有疑必探，先探后掘）、探放水：超前探放水（有疑必探，先探后掘）老空區(qū)、含水?dāng)鄬?、含水層老空區(qū)、含水?dāng)鄬?、含水?1）小窯老空區(qū)積水的探放）小窯老空區(qū)積水的探放 確定老窯范圍、劃定確定老窯范圍、劃定“三線三線”: 積水邊界線：以其最深下山確定積水邊界線：以其最深下山確定 探水線：按積水范圍可靠程度、積水量、水探水線：按積水范圍可靠程度、積水量、水頭壓力、煤厚及傾角，沿積水邊界線平行外推頭壓力、煤厚及傾角，沿積水邊界線平行外推60-150m 警戒線：沿探水線在平行外推警戒線：沿探水線在平行外推50-150m 老窯積水量估算老窯積水量估算:其中：其中：W靜靜老空

33、積水靜儲量老空積水靜儲量 m3； M采厚采厚 m ； F老空區(qū)平面積老空區(qū)平面積 m2 ; 煤層傾角；煤層傾角； K充水系數(shù)充水系數(shù)0.30.5 。cosFMKW靜小窯老空區(qū)探、放水鉆孔的布置小窯老空區(qū)探、放水鉆孔的布置 鉆孔布置：鉆孔布置： 上山巷道布置成扇形上山巷道布置成扇形 煤層平巷布置成半扇形煤層平巷布置成半扇形 在允許推進(jìn)距離終點(diǎn)，探水孔間距在允許推進(jìn)距離終點(diǎn)，探水孔間距3m 超前距為超前距為20m，幫距約等于超前距，超前距的計(jì)算：，幫距約等于超前距，超前距的計(jì)算： 其中：其中：a超前距，超前距，m； l 巷道最大跨度（寬或高），巷道最大跨度（寬或高），m； p水頭壓力水頭壓力kg/

34、m2；kp煤柱的抗張強(qiáng)度煤柱的抗張強(qiáng)度,kg/cm2kppla35 . 0 2）斷層水及其可疑水源探放）斷層水及其可疑水源探放 與探斷層構(gòu)造孔結(jié)合，查明：斷層位置、產(chǎn)狀、與探斷層構(gòu)造孔結(jié)合，查明：斷層位置、產(chǎn)狀、斷層帶寬度、充水情況、水力聯(lián)系、靜止壓力、涌水?dāng)鄬訋挾取⒊渌闆r、水力聯(lián)系、靜止壓力、涌水量大小。量大小。 查明后，據(jù)水量大小及水力聯(lián)系情況，可放水疏查明后，據(jù)水量大小及水力聯(lián)系情況，可放水疏干，若水量大，可封閉鉆孔。干，若水量大，可封閉鉆孔。2、煤礦酸性水的防治：、煤礦酸性水的防治： （1）分區(qū)排除酸水；對區(qū)域性酸水用單獨(dú)系統(tǒng)）分區(qū)排除酸水；對區(qū)域性酸水用單獨(dú)系統(tǒng)排放。排放。 （2

35、）分級排水，降低水泵揚(yáng)程，減少對水泵腐）分級排水，降低水泵揚(yáng)程，減少對水泵腐蝕速度。蝕速度。 （3）引入非酸性水倉，沖淡酸性水。）引入非酸性水倉，沖淡酸性水。 （4）摻入生石灰中和酸性水。）摻入生石灰中和酸性水。 （5）提高、改善水泵耐酸能力。）提高、改善水泵耐酸能力。 3、井下防水煤柱的留設(shè)、井下防水煤柱的留設(shè) 以下情況均應(yīng)留防水煤柱：以下情況均應(yīng)留防水煤柱： （1）煤層露頭直接為疏松含水層所覆蓋或在）煤層露頭直接為疏松含水層所覆蓋或在地表水體之下；地表水體之下； （2）斷層使煤層與含水層接觸；）斷層使煤層與含水層接觸； （3）斷層使煤層底板與承壓水層接近；）斷層使煤層底板與承壓水層接近； （4）煤層與充水?dāng)鄬咏佑|；）煤層與充水?dāng)鄬咏佑|； （5）煤層與充水陷落柱接觸；）煤層與充水陷落柱接觸； （6）巷道或工作面接近老空區(qū)。）巷道