南屯煤矿矿井充水条件与突水特征分析

第三章矿井充水条件分析矿井充水条件是指矿井充水源、矿井充水通道和矿井充水强度.矿井充水水源和矿井充水通道时矿井充（突）水的本源，矿井充水强度是矿井充（突)水的结果。

不同矿井充水水源和充水通道的结合构成了矿井充水强度，或者说矿井水文地质复杂程度。

第一节矿井充水水源矿井充水水源主要包括大气降水水源、地表水水源、地下水水源和老空水水源。

其中地下水水源又分为孔隙含水层水源、裂隙含水层水源和岩溶含水层水源（薄层灰岩含水层水源和厚层灰岩含水层水源)。

据统计地下水水害占到水害事故的60％，老空水水害占到30％，所以地下水和老空水是矿井防治水的重点对象.一地下水对矿井充水影响1、直接充水含水层和间接充水含水层为了区分个含水层对矿井充水性质和强度的影响差异，明确勘探工作和防治水工作的重点，将含水层分为直接充水含水层和间接充水含水层,见表3—1。

表3—1 直接充水含水层和间接充水含水层2、各类含水层对矿井充水的影响不同类型的含水层作为矿井充水水源引发的矿井水害与其含水空间的发育特征和补给条件有关,又与不同类型含水层和开采煤层的空间相对位置有关,即煤层与含水层的赋存条件。

各类含水层对矿井水害的影响见表3—2表3-2 各类含水层对矿井充水的影响二地表水对矿井充水的影响地表水是指江、河、湖、海、池塘、水库中的水。

地表水对矿井充水的影响见表3-3。

表3—3地表水对矿井充水的影响三大气降水对矿井充水的影响除了露天煤矿大气降水与矿坑充水有直接联系外，井下开采的煤矿，大气降水多事矿井充水的间接水源，通过入渗补给充水含水层进入矿井。

大气降水对矿井充水的影响见下表3-4.表3—4 大气降水对矿井充水的影响大气降水很少造成矿井灾难性水害，但暴雨径流常沿位置较低的井口(包括废弃井口）、采空塌陷区和岩溶塌陷坑等灌入井下，形成灾难性水害。

这种水害很难与地表水害严格区分。

四、老窑积水对矿井充水的影响老窑积水包括古代老窑积水、近代地方小窑积水、地方煤矿和国有大矿的采空区积水。

矿井充水条件分析摘要煤矿开采前在煤层和围岩中赋存的水，称为煤层充水；煤层采掘时流入井巷的水称为矿井涌水；瞬时突发性的大量涌水称为矿井突水。

充水、涌水和突水的水量大小分别称为充水强度、涌水强度和突水强度。

矿井充水水源、充水通道、充水含水层（直接的、间接的）特征、开采煤层顶底板特征，以及地形、气候、地表水体、采煤方法等影响矿井充水的性质和强度的诸多因素，称为矿井充水条件。

关键词煤层充水；矿井涌水；矿井突水中图分类号TD15 文献标识码 A 文章编号1673-9671-（2012）092-0118-02含水层中的地下水运动的必备条件：岩层必须是透水的，沿着水流方向必须有水位差。

透水性能好坏决定于岩石的孔隙性。

地下水的水位差，取决于含水层的补给与排泄区之间的标高差。

地下水在运动时，因受到摩擦而产生水头损失，使水头逐渐下降。

1 充水条件1.1 煤层及煤系岩石中的地下水1）孔隙水。

孔隙水是指存在于疏松岩土孔隙中的地下水，它广泛分布于第四季松散沉积物中。

①煤系上覆第四系孔隙水赋存条件：呈角度不整合覆盖于不同时代煤系的底层之上。

含水层特征：含水层松散未经胶结，属孔隙潜水；水量大小取决于含水层的成因类型、岩性结构、颗粒成分、厚度和分布面积。

对生产矿井的影响：在井筒施工中和开采接近含水层底部的煤层时，出现涌水、涌砂、片帮等问题；第四系含水层被采矿区垮落高度沟通或井筒穿层时，可能成为煤系中含水层的补给源。

②煤系地层中的孔隙水赋存条件：经常构成煤层的直接或间接顶板。

含水层特征：含水层通常胶结，以孔隙承压水为主；水量决定于含水层岩性厚度，并随煤盆地范围内不同地段的沉积特征不同而有所变化。

水压随含水层埋深增加而增大。

对生产矿井的影响：揭露含水层时出现涌水、涌砂、片帮、冒顶，尤其是在胶结程度差的粉、细砂岩含水层中，涌砂、片帮和冒顶更严重，涌水量一般不大。

2）裂隙水。

裂隙水是饱含在各种成因的岩石裂隙中的地下水①风化裂隙水赋存条件：基岩裸露区和被第四系沉积物覆盖的基岩风化壳中。

浅析矿井水文地质特征及充水因素摘要：矿井水作为威胁煤矿安全生产的五大灾害之一，多年来不同程度地威胁着煤矿企业的安全生产，不仅危及采矿工人的生命安全，还会严重影响开采进度，同时也大大提高了煤矿的开采成本，基于煤矿企业及科研人员在矿井水害领域开展的大量工作，目前因矿井水害所造成的较大人员财产损失的事故案例已大幅减少，但仍在一定程度上制约着我国煤炭事业的发展。

因此，分析矿井水文地质特征和充水因素，制定充水防治措施，是煤矿安全生产的重要保障。

关键词：矿井充水因素；水文地质；含水层；充水水源；充水通道引言由于矿井建设之初水文地质资料有限，勘探预测矿井涌水量均与投产后实际涌水量有较大差异，由此引发多个系统性风险和问题，该区域多个其他矿井也存在类似情况。

为此在矿井建设至生产逐步正常化的过程中，针对矿井水害问题，在井下给排水系统建设方面采取了多项措施，有效控制了矿井涌水量突增带来的多个风险隐患，降低了矿井在水害防治、系统运行方面的成本消耗，确保了矿井生产组织的安全高效开展。

1对于矿山井下防治水特征的探究和分析其一，在最近几年中，相关部门结合矿井施工环境勘察状况以及施工流程制定了一系列的规章体系，对矿井开采阶段加以监督和管理，以此为后期作业实施提供良好的依据，另外，在防治的过程中，依据实际的状态对矿井水文地质存在的特征进行提取汇总，结合井下水自身特点，创建相应的防治模式，通过特定的处理手段，提前制定预防计划，方可在问题出现时积极应对。

其二，在矿井开采作业期间，需要有效实施井下水治理作业，通过大型的探测设备以及处理仪器，对矿井的水文环境作出调研，与此同时，依据相应的防治方案，划分矿井水文地质的类型，可进行防治预测训练，将整体效果体现出来，促使防治水工作朝着良好趋势迈进。

其三，井下水可控排放技术和防喷技术等工艺由于其极高的实用性而被广泛应用在矿井开采阶段。

不同的工艺最终得出的效果也存在较大的差异，并且需要在合理的范围之内实施，发挥出最大的作用。

【专业知识】矿井突水源及涌水的特征【学员问题】矿井突水源及涌水的特征？【解答】矿井突水源及涌水特征在矿山开采过程中，矿井突水水源主要有地表水、溶洞-溶蚀裂隙水、含水层水、断层水、封闭不良的钻孔水、采空区形成的人工水体等。

矿井水质分析方法有多种，其中用得较多的是重量法、容积法和比色法。

重量法主要用于杂质含量较多的水样；容积法适用于中等杂质含量的水样；比色法适用于微量含量的水样。

1.大气降水为主要充水水源的涌水特征这里主要指直接受大气降水渗入补给的矿床，多属于包气带中、埋藏较浅、充水层裸露、位于分水岭地段的矿床或露天矿区。

其充（涌）水特征与降水、地形、岩性和构造等条件有关。

（1）矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的季节性和多年周期性的变化规律。

（2）多数矿床随采深增加矿井涌水量逐渐减少，其涌水高峰值出现滞后的时间加长。

（3）矿井涌水量的大小还与降水性质、强度、连续时间及入渗条件有密切关系。

2.以地表水为主要充水水源的涌水特征地表水充水矿床的涌水规律有：（1）矿井涌水动态随地表水的丰枯作季节性变化，且其涌水强度与地表水的类型、性质和规模有关。

受季节流量变化大的河流补给的矿床，其涌水强度亦呈季节性周期变化，有常年性大水体补给时，可造成定水头补给稳定的大量涌水，并难于疏干。

有汇水面积大的地表水补给时，涌水量大且衰减过程长。

（2）矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性与构造条件有关。

一般情况下，其间距愈小，则涌水强度愈大；其间岩层的渗透性愈强，涌水强度愈大。

当其间分布有厚度大而完整的隔水层时，则涌水甚微，甚或无影响；其间地层受构造破坏愈严重，井巷涌水强度亦愈大。

（3）采矿方法的影响。

依据矿床水文地质条件选用正确的采矿方法，开采近地表水体的矿床，其涌水强度虽会增加，但不会过于影响生产；如选用的方法不当，可造成崩落裂隙与地表水体相通或形成塌陷，发生突水和泥沙冲溃。

3.以地下水为主要充水水源的矿床能造成井巷涌水的含水层称矿床充水层。

煤矿充水条件来源分析摘要：针对煤矿矿井充水的来源有大气降水、地表水、矿体及围岩空隙中的地下水、老窑积水等各类充水的条件来源的进行分析，矿井充水的通道岩层的孔隙、岩层的裂隙、岩层的溶隙、人工造成的充水通道进行分析。

关键词：矿井充水条件分析一、矿井充水的来源（一）：在矿山建设和生产过程中，进入井筒、巷道和工作面的各种类型水源的水。

矿井充水：水进入矿井的过程。

充水条件：矿井充水水量的大小是由许多因素综合作用决定的。

在这许多因素中,一定的水源和充水通道是造成矿井充水的两个重要因素，即充水条件。

矿井水：在矿山建设和生产过程中，进入井筒、巷道和工作面的各种类型水源的水。

矿井充水：水进入矿井的过程。

充水条件：矿井充水水量的大小是由许多因素综合作用决定的。

在这许多因素中,一定的水源和充水通道是造成矿井充水的两个重要因素，即充水条件。

1、大气降水作为水源的特点1）矿井涌水量的大小与该区的降水量大小、降水性质及延续时间有关。

2）矿井涌水量的大小随季节的不同而变化。

雨季矿井涌水量大，旱季矿井涌水量小，而且涌水量的高峰期往往比降水滞后一定时间。

大气降水作为水源的特点大气降水渗入量随开采深度的增加而减少。

即同一矿井不同的开采深度，影响程度不同。

（二)地表水位于矿井附近或直接位于矿井以上的河流、湖泊、水池、水库等地表水．可通过一定的通道进入矿井，成为矿井充水的水源。

地表水能否进人矿井，主要取决于巷道距离水体的远近、水体与巷道之间的岩层性质及构造，其次是开采方法1、地表水进入矿井的途径主要有：（1）通过第四纪松散砂、砾层及基岩露头渗入补给地下水，然后在适当条件下进入巷道；（2）通过构造破碎带或古井直接溃人井；（3）洪水期间，通过井口(或冲破围堤)直接灌入（4）沿采空区上方的冒落裂隙带进入。

2、地表水需要考虑以下几个问题：地表水作为矿井充水水源本身的特点的特点：（1）矿床距地表水体越近，矿井涌水量越大。

（2）常年性水体，其水体越大，矿井涌水量越大。

3.4.1矿井充水条件矿床充水的水源和通道是矿井水形成的必备条件，其他因素则影响矿井涌水量的大小及其动态变化。

矿井充水水源、充水通道和影响矿井充水程度三类因素的综合作用称为矿井的充水条件。

根据我国矿井水害的形成特点和目前的研究成果，上述三个方面的矿井充水条件概括为表2-3-3。

表2-3-3矿井充水条件水源通道其他影响因素1、大气降水；2、地表水；3、地下水：*孔隙水；*裂隙水；*岩溶水；4、老空积水1、断裂构造；2、岩溶陷落柱；3、构造和地震裂隙；4、采动裂隙（导水裂隙带）5、导水钻孔；6、岩溶塌陷天窗7、风化裂隙（张新路加）1、含水层富水性及补给条件；2、边界条件；3、地质构造；4、地形条件；5、隔水层；6、地下水动态类型3.4.1.1矿井充水水源在矿井生产过程中，煤层附近各水体均可能通过各种通道进入矿井。

矿井水的来源是多方面的，主要有大气降水、地表水、地下水和老空积水四种充水水源。

⒈大气降水大气降水是地下水的主要补给来源，因此所有矿井的充水都不同程度地受到降水的影响。

降水对矿井充水的影响，既与降水的特点有关，又与降水的入渗条件有关。

对于有集中入渗通道的矿井：①降水沿集中入渗通道灌入矿井造成涌水，其水量大小既取决于降水量大小和集中通道连通地表部分的汇水条件，也取决于集中通道的过水断面和长度；②矿井充水与降水关系密切，矿井充水滞后于降水的时间，一般为数小时至数日，有时易构成水害。

当降水是通过岩层的孔隙、裂隙渗入矿井时：①入渗机制比较复杂，矿井充水既决定于降水量的大小、降水强度（强度大易形成地表径流流失，强度小又不足以润湿包气带）和降水历时（历时长有利于入渗），更取决于入渗条件（地形及地表水发育情况、岩层渗透性和渗透距离、植被等）；②矿井充水与降水的关系不密切，矿井涌水量增大滞后于降水的时间较长，一般为十几天至几十天不等，在降水特点相同的情况下主要取决于入渗条件。

⒉地表水流经矿区或邻近矿区的地表水体，当其与井巷或充水岩层具有水力联系时，成为矿井充水水源，甚至导致淹井。

矿床充水的基本条件
矿床充水的基本条件主要包括三个方面：矿井充水水源、充水通道以及影响矿井充水程度的其他因素。

这些条件共同作用，决定了矿井涌水量的多少及其动态变化。

1. 矿井充水水源：水源是矿床充水的重要因素，包括大气降水、地表水、地下水等。

这些水源的量和质都会影响矿井涌水量的大小。

2. 充水通道：通道是连接矿坑和地下水体的媒介，主要包括各种断层、裂隙、溶洞等。

如果存在透水通道，那么地下水就可能通过这些通道进入矿坑，形成涌水。

3. 影响矿井充水程度的其他因素：除了水源和通道外，还有一些其他因素也会影响矿井充水程度，比如地层岩性、地质构造、地下水位、地形地貌等。

这些因素会直接或间接地影响地下水的流动和分布，从而影响矿井充水程度。

在煤田普查勘探阶段，需要初步预测煤田开采时的可能充水来源和充水途径。

在煤矿建设生产阶段，需要确定矿井充水的水源和通道，预测矿井正常和最大涌水量。

长期排水也会引起充水条件的改变，需要加以关注。

以上内容仅供参考，如需更多信息，可阅读相关地质文献或请教专业地质专家。

南屯煤矿下组煤水文地质类型划分探讨【摘要】通过对兖矿集团南屯煤矿矿井水文地质条件、充水因素等方面进行分析，以南屯煤矿实际基础资料为基础，结合对《煤矿防治水规定》的理解，划分了下组煤水文地质类型，为煤矿今后防治水提供基础资料，以期对矿井的安全生产提供参考。

【关键词】水文地质；充水因素；类型划分；下组煤南屯煤矿由华东基本建设公司设计研究院设计，原煤炭部第二十八工程处（后改为第一工程处）建设，建井设计生产能力150万吨/年，采用一对竖井石门贯穿的方式开拓，中央风井抽出式通风的现代化矿井。

煤矿位于山东省邹城市西部北宿镇、太平镇和中心店镇境内。

流经本井田的河流主要有白马河和沙河。

1.地质概况兖州煤田总体为一轴向北东的不对称向斜构造。

南屯井田位于向斜南翼，总体呈单斜构造，但井田东北部～东部存在多个褶曲，幅度较大的为219号孔向斜，其余褶曲幅度均较小。

主要含煤地层为二叠系山西组和石炭-二叠系太原组，为华北型含煤建造。

井田地层系统自上而下分别为：第四系（Q）、侏罗系（J）、二叠系（P）、石炭系（C）和奥陶系（O）。

2.矿井水文地质条件2.1含水层井田内对矿井下组煤生产有影响的主要含水层自上而下有：太原组十下灰含水层，本溪组十三、十四灰含水层，奥灰含水层。

其中，直接充水含水层为太原组十下灰砂岩含层。

2.1.1太原组十下灰含水层厚度0.85～9.03m，平均5.08m，井田内西部薄，中北部、东部较厚。

灰色-褐灰色-灰黑色石灰岩，属于岩溶裂隙承压水。

单位涌水量0.032237L/s·m，矿化度0.27～2.187g/L，水质类型HCO3·Cl—Na·Ca、HCO3·SO4—Ca·Na、HCO3—Na·Ca型，富水性弱，该含水层对矿井充水具有初期大，后期小的特点。

在下组煤开采的充水含水层中，十下灰水虽然占矿井涌水量的比例较大，但对矿井安全生产不构成威胁。

2.1.2本溪组十三灰含水层十三灰厚度0～17.45m，平均8.64m，中南部、西南部较薄，西北和东部较厚。

1 南屯煤矿矿井概况1.1矿井地理位置及井田分布南屯煤矿位于山东省邹城市西部北宿镇、太平镇和中心店镇境内。

井田西部与里彦井田相邻，北部与东滩、鲍店井田相邻，东部到峄山断层，南部与北宿煤矿相邻，地理位置如图1.1所示。

南屯井田自建井至今边界变动不大，主要涉及下组煤南部边界以南至上组煤边界与北宿井田重叠问题，为此于2004年、2007年两度对边界进行了调整并增大了开采深度，现井田边界以2007年9月换发的国土资源部采矿许可证为准（证号1000000720082），开采标高为km。

+47～-1200m，井田面积51.69062图1.1 南屯煤矿地理位置示意区内交通方便，东侧有京沪铁路、兖石铁路、兖州-邹城-滕州公路、104国道；西北有兖新铁路、327国道、京杭大运河；南侧有邹城-济宁公路。

矿区专用铁路自邹县电厂、唐村矿经北宿矿、南屯矿至邹城站与京沪铁路相接。

1.2 煤层赋存情况、顶底板条件1.2.1总体特征本井田主要含煤地层为下二叠统山西组和上石炭-下二叠统太原组，另外本溪组仅局部见薄煤层两层，无经济价值。

山西组和太原组为主要含煤地层，平均总厚248.55m，含煤21层，其中山西组3层（即1～3煤），太原组18层（即4～18煤）。

共含可采与局部可采煤层7层（3上、3下、6、15上、16上、17、18上）。

其中山西组的3上、3下煤层全区稳定可采；太原组的16上和17煤为全区稳定可采煤层，6、15上和18上煤为局部可采煤层。

其余煤层为不可采、不稳定煤层。

含煤地层中平均煤层总厚度为16.07m，含煤系数6.47%；可采煤层平均总厚12.23m，其中主采煤层3上、3下、16上、17煤平均总厚度10.43m，占可采总厚的85.3%，特别是3上、3下煤，厚度大而且稳定，适合于综采，是目前矿井开采的主要对象。

按可采和局部可采煤层在含煤地层垂向上分布的位置，可划分为上、下两个可采煤层组：3上、3下和6煤为上组煤；15上、16上、17和18上煤为下组煤。

目录前言 (2)1 水源 (3)一、天然充水水源 (3)1、大气降水 (3)2、地表水 (3)3、地下水（围岩地下水水源） (4)二、人为充水水源 (5)1、袭夺水 (5)2、老窖及采空区积水 (5)2 矿井充水通道 (6)一、天然充水通道 (6)1、点状岩溶陷落柱通道 (6)2、断裂带通道 (6)3、窄条状隐伏露头通道 (7)4、面状裂隙网络（局部面状隔水层变薄区）通道 (7)5、地震通道 (8)二、人为充水通道 (8)1、顶板冒落裂隙带及底板矿压破坏带 (8)2、封孔质量不良钻孔 (9)3 影响矿井充水程度的主要因素 (9)1、井田水文地质边界条件 (9)2、矿井地下水疏降深度的影响 (10)3、开采因素对矿井涌水量的影响 (10)4 矿井突水特征 (10)前言在矿井开拓、采掘过程中，因井巷、工作面接近或直接沟通充水水源（含水层、地表水体、老空）或充水通道（导水裂隙带、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等），各种水渗入、滴入、淋入、涌入和溃入井巷或工作面，简称矿井冲水。

影像矿井冲水的主要因素：矿井水的来源、通道及冲水强度。

掌握这些资料，对计算涌水量、预测矿井突水的可能性及制定防治水措施具有重要意义。

1 水源一、天然充水水源矿井的充水天然水源主要有大气降水、地表水、地下水三种水源。

1、大气降水大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿井充水都直接或间接地与大气降水有关。

但这里所讲的大气降水水源，是指对矿井直接充水的大气降水水源。

以大气降水补给为主的煤层矿床埋藏特点：a.开采煤层时其主要充水岩层（组）是裸露的或者其覆盖层很薄；b.煤层埋藏较浅；c.开采的煤层处于分水岭和地下水位以上的地段。

大气降水充水特点：大气降水是矿井地下水的主要补给来源。

所有的矿井充水，都间接受到大气降水的影响。

对于大多数生产矿井而言，大气降水首选渗入地下，补给含水层，然后再涌入矿井。

以大气降水为主要充水水源的矿井，其涌水量变化有如下规律：a.矿井充水程度与地区降水量大小、降水性质、强度和入渗条件有关。