矿井充水条件
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煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
任务十三矿床充水与矿床水文地质类型一、矿床(坑)充水条件在自然状态下,矿体尤其是围岩中通常充满一定数量的地下水,称之矿床充水。
当开采矿产时,这些地下水和某些地表水,可持续地流入采矿井巷,称之为矿坑(井)涌水或充水,其水量大小称为充水强度或涌水强度。
矿井突水(矿坑透水):超过矿井正常排水能力的瞬时大量涌水。
矿床(坑)充水条件:是指矿床(坑)充水水源、充水途径及其影响因素。
其中充水水源是必要条件,充水途径是充分条件,二者为矿井充水的必备条件。
(一)矿床(坑)充水水源大气降水、地表水、地下水、老窑水,均可构成矿坑(坑)充水水源。
1、以大气降水为主要充水水源的矿床矿坑涌水特征主要表现:(1)矿坑涌水动态与当地降水的变化过程一致或具有相似性。
(2)同一矿床,随开采深度增加矿坑涌水量逐渐减少,且其涌水高峰值滞后时间加长。
(3)矿坑(井)涌水量的大小与降水性质、强度、延续时间、入渗条件密切相关。
2、以地表水为主要充水水源矿床地表水能否成为矿坑充水水源,关键在于二者之间无水力联系,即是否存在充水途径。
其充水途径有天然和人工二类。
地表水作为矿坑充水水源时,它对矿坑的充水程度取决于以下几方面:(1)地表水体的性质和规模(2)地表水体与矿坑的相对位置,包括二者位置高程的相对关系、水平距离。
(3)矿坑与地表水体之间的岩石透水性。
(4)采矿方法的影响。
3、以地下水为主要充水水源的矿床能造成矿井涌水的含水层,称为矿床(坑)充水层。
依据矿床与充水层的关系,分为直接充水源和间接充水水源。
直接充水源:充水层直接被矿坑揭露,地下水直接进入矿坑。
间接充水源:含水层的地下水只能通过导水通道进入矿坑。
当地下水成为主要涌水水源时,其充水特点、强度和规律性如下:(1)矿井涌水强度与充水层的空隙性质及富水程度有关。
(2)矿井涌水强度与充水层的厚度和分布面积有关。
(3)矿井涌水量及其变化与充水层中地下水量的组成及大小有关。
4、以老窑水为主要充水水源的矿床老窑:历史上开采过,现在已经闭坑不采的矿井。
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。
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
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 (4)1、袭夺水 (4)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 (7)二、人为充水通道 (7)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 (8)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 (9)3、开采因素对矿井涌水量的影响 (9)4 矿井突水特征 (9)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.如长时间的降雨对入渗有利,矿井涌水量大,反之,则矿井涌水量就小;b。
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。
谈谈矿坑充水的类型及充水条件_______________________________________________________________________________________一、矿坑水的形成条件矿山井巷的涌水现象及其过程称为矿坑充水。
凡是涌入矿山井巷系统的水,称为矿坑水。
矿坑水的涌入特征(方式)、水量大小及其动态,决定于矿坑水的形成条件,即一般所指的矿坑充水条件。
只有查明矿坑充水条件,才能有效地防治和合理地利用矿坑水,因此,矿坑充水条件的分析,乃是矿床水文地质学的核心内容。
矿坑充水条件决定于一系列的自然因素和人为因素.综合分析这些因素,可将矿坑充水条件概括为两大方面,即充水水源和充水途径(通道),二者有机的结合,水才能进入矿坑形成矿坑水。
如图l——1所示.矿层深埋地下,上覆巨厚稳定的隔水层,河流从切断矿层的断层带上流过.若断层为导水性质,则河水可通过断层带进入矿坑,成为该矿的充水水源,而断层构成充水途径;若断层不具导水性质,即没有充水途径,河水也不能构成充水水源。
可见充水水源和充水途径必须结合起来分析,才有实际意义.(一)矿坑充水水源大气降水、地下水、地表水、老窑积水等均可成为矿坑充水的水源、下面将分述各水源的特征及其影响因素。
1、大气降水大气降水是地下水的主要补给来源,因此多数矿床的矿坑充水条件都直接或间接受大气降水的影响。
但这里所指的是直接影响,即大气降水本身成为矿坑主要的、甚至唯一的充水水源。
以大气降水为主要充水水源的矿床有:位于地势低洼地带的浅埋矿床;处于分水岭和地下水位季节变化带以上的矿床。
这些矿床在开采过程中矿坑涌水量的大小和动态受降水特征及入渗条件控制,往往表现为以下特点:1)矿坑涌水量的动态与当地降水变化过程相一致,具有多年的季节性变化和多年的周期性变化。
首先。
矿坑涌水量的年动态曲线反映降水的水量分布特征。
广西因具有季风气候的特点,降水量在一年中分布不均,形成明显的雨季和旱季。
>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§10.2矿床充水因素矿体尤其是围岩中赋存地下水,这种现象称矿床充水。
这些地下水及与之有联系的其它水源,在开采状态下造成矿坑的持续涌水。
把水源矿坑的途径称充水通道。
水源与通道构成了矿床充水的基本条件,其它各种因素只是通过对水源与通道的作用,影响矿坑涌水量的大小,称充水强度影响因素。
如阳隔各种水源进入矿坑自然因素,扩大天然通道,产生新通道的采矿因素。
水源、通道、强度影响因素,通称矿床充水因素,它们在充水过程中国,的不同组合,形成了不同的充水条件。
其中,充水源的规模,充水通道的导水性以及导致采后发生变化的采矿因素,是矿床充水因素分析的重点。
充水因素分析,贯穿矿床勘探与开采的全过程,勘探阶段,主要根据矿床所处的自然环境及矿区水文地质条件,初步预测采后主要充水水源和通道,为矿坑涌水量的预测提供依据;开采阶段,充水因素分析更具体,可结合具体开采条件为解决矿坑充水水源和充水通道问题,所采取的防治措施提供依据。
一、充水水源(一)降水降水是地下水的重要补给水源,所有矿床充水都直接或间接与降水有关。
有时降水还是唯一的充水水源,如位于当地侵蚀以上的矿床和无地表水分布的矿区。
研究降水对矿床充水的意义:一是降水作为矿床水文地质分区要素的宏观影响;二是对以降水补给为主矿床的直接作用。
如:分水岭地段和地下水位变幅带内的矿床,矿床浅埋充水含水层基本裸露的矿床,西南高位岩溶管道充水的矿床;三是季节性降水对位于调蓄库容巨大的蓄水构造中矿床的影响。
1. 充水特征降水量大小决定降水对矿床充水的根本原因,造成南方湿润多雨地区的矿床充水强度普通大于北方半干旱地区,而西北干旱地区的矿坑涌水量很小;降水入渗随矿体埋深而减弱,并出现涌水量迟后的特征;矿坑涌水量呈季节性周期变化,最大涌水量是正常涌水量的数十倍,如位于分水岭地段的湖花岭多全属岩溶管道充水矿床,达30倍,矿坑出现突然涌水均与降水强度有关,一般出现在暴雨后数小时至数日内,矿坑淹井都发生在历史上最大降水量的丰水年。