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。