1、水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治主講人：于軻共一百九十一頁(yè) 水害是煤礦五大自然災(zāi)害之一,其主要危害： 影響煤炭資源的開(kāi)發(fā)； 惡化礦井生產(chǎn)條件； 增加(zngji)采礦的成本； 造成淹井事故。 為指導(dǎo)礦井防治水工作,國(guó)家制定了煤礦安全規(guī)程、礦井水文地質(zhì)規(guī)程、煤礦防治水工作條例等規(guī)章和依據(jù)，并明確礦井水文地質(zhì)工作的基本任務(wù):開(kāi)展礦區(qū)(井田)水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查、補(bǔ)充勘探和水文地質(zhì)觀測(cè)；為礦井建設(shè)、采掘、開(kāi)拓延深、改擴(kuò)建提供所需的水文地質(zhì)資料；在采掘過(guò)程中進(jìn)行水害分析、預(yù)測(cè)和防探水；開(kāi)展礦區(qū)（井田）專門防治水工程中的水文地質(zhì)工作；為補(bǔ)充和改善礦區(qū)（井田）生產(chǎn)、生活供水，進(jìn)行調(diào)查、勘探，提供水源資料；根

2、據(jù)需要開(kāi)展老礦區(qū)環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查和研究。共一百九十一頁(yè)講解(jingji)和交流的主要內(nèi)容水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)礦井(kungjng)涌水量的預(yù)計(jì)礦井水文地質(zhì)工作方法 選講煤礦安全規(guī)程、礦井水文地質(zhì)規(guī)程、煤礦防治水工作條例、淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司防治水工作實(shí)施細(xì)則、煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評(píng)級(jí)辦法（地測(cè)防治水）、煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程（地質(zhì)測(cè)量）等規(guī)程、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)中，礦井水文地質(zhì)工作常用的部分章節(jié)和條款。重點(diǎn)介紹和探討：礦井涌水量的預(yù)計(jì)方法礦井主要水害及防治水文地質(zhì)探查防水煤柱的計(jì)算與留設(shè)礦井水文地質(zhì)圖的繪制內(nèi)容與要求共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第二章

3、 礦井(kungjng)涌水量預(yù)計(jì)第三章 礦井水文地質(zhì)工作共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 第二節(jié) 礦井(kungjng)充水條件共一百九十一頁(yè)第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 地下水與礦井(kungjng)水的基本知識(shí)一、 自然界的水 自然界的水分為大氣水、地表水和地下水三類,它們?cè)谔?yáng)輻射熱和重力的作用下不斷相互轉(zhuǎn)化和遷移循環(huán)。水在太陽(yáng)的照射下，從海洋、河、湖表面，巖石表面及植物葉面上不斷地蒸發(fā)著，變成水汽上升到大氣圈中。在高空中凝結(jié)并形成不同(b tn)形式的降水（雨、雪、雹等）而降落到地面上。降落下來(lái)的水一部分就地蒸發(fā)，一

4、部分通過(guò)地表和地下徑流的形式回歸到河流、湖泊、海洋之中，而后再度從其表面蒸發(fā)。自然界水的循環(huán)圖共一百九十一頁(yè)二、 含水層和隔水層 自然界中的巖層是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中形成，并經(jīng)歷了后期多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與各種地質(zhì)構(gòu)造改造，因而發(fā)育了許多不同成因、不同方向不同規(guī)模(gum)的空隙。 含水層 能透過(guò)和給出相當(dāng)水量的巖層稱為含水層。巖層空隙中，儲(chǔ)存有在重力作用下可以自由(zyu)流動(dòng)水。 隔水層 不能透過(guò)和給出水量的巖層 稱為隔水層。巖層的空隙不發(fā)育，不透水。 透水層 能透水，但給出水量微弱（比較含水層而言）的巖層。 也有透水但不含水的情況，含水巖層中處于地下水位以上的部分就是如此，但必須與隔水層相區(qū)別。

5、含水層與隔水層在空間上是互為依賴，相伴共存。共一百九十一頁(yè)三、地下水的主要類型 自然界有各種各樣的地下水。有的埋藏很深、有的則很淺。有的水量(shu lin)大，有的水量(shu lin)小?？傊?，各種地下水在形成、分布、運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)、水量(shu lin)等方面都有很大的不同。共一百九十一頁(yè) 按地下水的埋藏條件分類 上層滯水：局部隔水層以上季節(jié)性存在的水 。主要是降水、凝結(jié)水或地表水下滲遇到局部隔水層聚集(jj)而形成的地下水。特征：A）直接接受大氣降水和比它水 位高的地表水的下滲補(bǔ)給； B）分布不廣，分布范圍與補(bǔ)給 范圍一致； C）具自由水面(shu min)，屬無(wú)壓水； D）水量不大并隨季

6、節(jié)變化明 顯，一般雨季有，旱季無(wú)； E）易受污染。共一百九十一頁(yè) 潛水：是埋藏在地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上，具有自由表面的的重力水。一般埋藏在第四系松散層的孔隙中及出露地表的基巖(j yn)的裂隙中。潛水的自由表面稱為潛水面。 潛水主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給。多數(shù)情況下，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致。所以潛水的埋藏深度及含水層厚度經(jīng)常是變化的，而且變化范圍較大，其中以氣候、地形的影響最為顯著。特征：A）直接(zhji)接受大氣降水和比它水位高的地表水的滲入補(bǔ)給，補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致； B）潛水面不承受靜水壓力； C）在重力作用下，由高向低流動(dòng)，稱潛水流； D）潛水的埋深因地而異，與水位、水量變化有關(guān)。上

7、層滯水和潛水對(duì)建井及露天開(kāi)采的影響較大，對(duì)地下開(kāi)采影響較小。 共一百九十一頁(yè) 承壓水（自流水）：是指充滿于兩個(gè)隔水層之間的重力水，其運(yùn)動(dòng)受上下隔水層的約束和水壓的作用。補(bǔ)給區(qū)由于上面沒(méi)有隔水層存在，具有潛水性質(zhì)，直接接收大氣降水或地表水補(bǔ)給；承壓區(qū)頂板承受靜水壓力，當(dāng)斷裂或人為通道穿過(guò)其上面的隔水層時(shí)，承壓水即可上涌(突出);自流盆或斜地地形較低地段，自流水排出含水層之外，稱為(chn wi)排泄區(qū)。特征： A）承壓水具有靜水壓力； B）以側(cè)向補(bǔ)給為主，因此補(bǔ)給區(qū) 與分布區(qū)不一致； C）承壓水逕流嚴(yán)格受隔水層控 制，其埋藏(micng)分布主要取決于地 質(zhì)構(gòu)造； D）承壓水的動(dòng)態(tài)受降水、蒸發(fā)、

8、 水文等因素影響，但不如潛水 顯著，水位變化幅度小，一般 有滯后性； F）由于有連續(xù)的隔水層的覆蓋， 承壓水不易污染；自流盆地構(gòu)造示意圖a補(bǔ)給區(qū)；b承壓區(qū)；c排泄區(qū)1隔水層；2含水層；3地下水流向；4承諾壓水位；5泉H承壓水頭；M含水層厚度共一百九十一頁(yè) 按含水層空隙性質(zhì)分類 孔隙水：是指存在于疏松巖層的孔隙中的水?？紫端拇嬖跅l件和特征取決于巖石的孔隙情況(巖石顆粒大小、形狀、均勻程度及排列情況)。巖石顆粒大而均勻，則含水層孔隙大、透水性好，地下水水量(shu lin)大、動(dòng)運(yùn)快。 裂隙水：是賦存和運(yùn)動(dòng)于基巖裂隙（風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙）中的地下水。 其特點(diǎn)：水量雖小，但水壓往往很大。

9、當(dāng)裂隙水與其他水源無(wú)水力聯(lián)系時(shí)，多數(shù)情況下，涌水量會(huì)逐漸減小，乃至干涸；反之，涌水量會(huì)逐漸增加，造成突水事故。 構(gòu)造裂隙對(duì)煤礦生產(chǎn)影響較大，斷層通過(guò)脆性巖石時(shí)，常在破碎帶形成斷層角礫巖，往往裂隙發(fā)育，有利于地下水的貯存和運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)水）；如果斷層通過(guò)的是柔軟巖石，則斷層帶多為膠結(jié)較好的泥質(zhì)物所充填，形成地下水的隔水墻（不導(dǎo)水）。 共一百九十一頁(yè) 巖溶水：是儲(chǔ)存和運(yùn)動(dòng)于可溶蝕裂隙和溶洞中的地下水。如奧灰、徐灰水都屬此種類型。多數(shù)礦區(qū)重大突水事故，直接或間接水源大都為石灰?guī)r含水層中的巖溶水。 其特點(diǎn)：水壓高、水量大、來(lái)勢(shì)猛、涌水量穩(wěn)定、不易疏干、危害性較大。其突水規(guī)律受巖溶發(fā)育(fy)程度和規(guī)律的控制

10、。共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 第二節(jié) 礦井(kungjng)充水條件共一百九十一頁(yè)第二節(jié) 礦井充水條件關(guān)于礦井水的幾個(gè)概念礦床開(kāi)采前的自然狀態(tài)下于礦床和圍巖中賦存的水，稱為礦床充水（是一種自然現(xiàn)象）。采礦過(guò)程中流入礦井巷道的水，稱為礦井水。采掘過(guò)程中水進(jìn)入礦井（坑）的過(guò)程稱為礦井涌水。超過(guò)礦井排水能力的瞬時(shí)大量涌水稱為礦井突水。充水、涌水和突水的水量大小分別稱為充水強(qiáng)度、涌水強(qiáng)度（或涌水量）和突水強(qiáng)度（或突水水量、突水涌水量），單位為m3/h。 礦井之所以有水的涌水，是各種水源通過(guò)各種通道進(jìn)入井巷造成的，其水量的大小主要受

11、到礦床賦存條件（地質(zhì)、水文地質(zhì)條件）和開(kāi)采的具體條件（開(kāi)采條件）控制。因此，礦井涌水的水源和通道是礦井水形成的必備條件，其它因素則影響礦井涌水量的大小及其動(dòng)態(tài)變化。因此，人們習(xí)慣于將礦井涌水水源、涌水通道和影響礦井涌水程度的因素等綜合作用結(jié)果稱為礦井涌水條件。分析礦井的涌水條件，就是(jish)分析礦井水的來(lái)龍去脈。共一百九十一頁(yè)由于不同礦井涌水水源不同，涌水通道不一和涌水程度(chngd)的差異，決定了礦井水的涌入特征、水量大小和動(dòng)態(tài)變化，即決定了礦井水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度(chngd)，因此正確評(píng)價(jià)礦井水文條件，認(rèn)識(shí)礦井水文地質(zhì)規(guī)律，對(duì)于指導(dǎo)礦井水文地質(zhì)工作，以及預(yù)測(cè)和計(jì)算礦井涌水量，預(yù)測(cè)

12、礦井突水、制定礦井防治水規(guī)劃及進(jìn)行防治水工程設(shè)計(jì)乃至礦區(qū)水資源的合理開(kāi)發(fā)與礦井水的綜合利用等，都具有十分重要的意義。 礦井涌水條件既決定于礦井所處的自然地理、地質(zhì)和水文地質(zhì)特征,也決定于礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中采礦活動(dòng)對(duì)天然水文地質(zhì)條件的改變，即決定于一系列自然因素和人為因素錯(cuò)綜復(fù)雜的影響。因此，在正確分析和評(píng)價(jià)礦井涌水條件前，應(yīng)首先了解各種自然和人為因素對(duì)礦井涌水所起的作用。共一百九十一頁(yè)一、礦井涌水的幾種主要水源 礦井涌水必須有某種水源補(bǔ)給，這些水源可以通過(guò)一個(gè)或數(shù)個(gè)途徑而來(lái)，可以是巖石空隙中的地下水，或是老窯水、地表水，也可以是大氣降水直接滲入。 大氣降水 是很多礦井涌水的經(jīng)常補(bǔ)給水源之一。

13、特別是開(kāi)采地形低洼且埋藏(micng)深度較淺的煤層時(shí)，大氣降水往往是礦井涌水的主要水源。 大氣降水與礦井(kungjng)充水強(qiáng)度及涌水量降水量大?。航邓看髮?duì)滲入有利降水性質(zhì)：強(qiáng)度大，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有利滲入地形：地形平緩，泄水條件差，入滲條件好井巷深度：滲入量隨開(kāi)采深度的增加而減少季節(jié)變化:涌水量有明顯的季節(jié)變化，雨季大直接滲入經(jīng)含水層滲入覆蓋巖層的透水性：透水性好則入滲條件好季節(jié)變化：具有明顯的季節(jié)性，但高峰遲后雨季開(kāi)采深度：深度增加，降水的影響顯著減小共一百九十一頁(yè) 地表水 分布在井田范圍或附近的地表水（海、河、湖泊(h p)、水庫(kù)、池塘等），可能成為礦井充水水源；地下水滲入(shnr)

14、井下的主要途徑通過(guò)第四系松散砂礫層及基巖露頭，先滲入補(bǔ)給地下水后進(jìn)入井下通過(guò)構(gòu)造破碎帶或古井直接潰入井下洪水期通過(guò)地勢(shì)低洼處的井口或沖破圍堤，直接灌入。水體下采煤，通過(guò)采后頂板冒落帶貫通，地表塌陷裂縫滲入 共一百九十一頁(yè) 地表水對(duì)礦井的影響：主要取決于井巷距離地表水體的遠(yuǎn)近以及水體下巖層巖性、厚度和構(gòu)造,開(kāi)采方法等；地表水作為充水水源(shuyun)經(jīng)常構(gòu)成定水頭的供水邊界，因此動(dòng)水量穩(wěn)定，不易疏干；貫通巖溶斷裂帶時(shí)，往往造成嚴(yán)重的淹井事故。 含水層水 是礦井的最經(jīng)常和最主要的充水水源。 多數(shù)情況下：大氣降水、地表水 含水層 礦井 靜儲(chǔ)量：就是巷道未揭露含水層前，實(shí)際賦存于含水層中的地下水（不

15、包括其他補(bǔ)給水源）。其大小主要決定于含水層的厚度、巖石的孔隙大小及多少?？稍诘V井長(zhǎng)時(shí)間排水中逐漸(zhjin)減少以至疏干。 動(dòng)儲(chǔ)量：降水、地表水或其他水源不斷流入含水層中，使含水層中的水得到新的補(bǔ)充，雖長(zhǎng)期排水，但含水層中的水仍源源而來(lái)，不會(huì)中斷。這些補(bǔ)給含水層的水流稱為動(dòng)儲(chǔ)量。 共一百九十一頁(yè)影響(yngxing)因素礦井(kungjng)充水含水層的類型充水含水層厚度與分布含水層的補(bǔ)給條件巖溶含水層孔隙含水層裂隙含水層含水層厚度越大、分布越廣、儲(chǔ)量越豐富、疏干越不易；含水層與煤層的關(guān)系煤層下部含水層煤層上方含水層導(dǎo)水裂縫距離遇斷層巷道揭露地形平緩、特別是易內(nèi)澇地區(qū)，降水不易從地表流走，為

16、含水層提供大量補(bǔ)給水源；地形較陡則補(bǔ)給水量少。 含水層水對(duì)礦井生產(chǎn)的影響共一百九十一頁(yè) 老窯及淹沒(méi)井巷水 古代小窯和近期(jn q)的采空區(qū)及廢棄巷道，長(zhǎng)期停止排水而積存的地下水。采掘工作面接近時(shí)，小窯和舊巷的積水便成為礦井涌水水源。其特點(diǎn)： 以靜儲(chǔ)量為主；一旦巷道揭露或巷道與老窯之間的煤巖柱強(qiáng)度小于它的靜水壓力時(shí)，積水傾出，瞬時(shí)涌水量大，來(lái)勢(shì)兇猛，具有很大的破壞性，可造成嚴(yán)重的水害事故； 老窯積水補(bǔ)給水源多。與其它水源無(wú)聯(lián)系時(shí)，短期突出易于疏干；老窯一般位于淺部，若與地表水有水力聯(lián)系，則造成穩(wěn)定的充水水源危害較大; 老窯一般深度不大，但真實(shí)資料少，查清位置較困難，準(zhǔn)確位置無(wú)法查考； 老窯積水

17、長(zhǎng)期處于停滯狀態(tài)(zhungti)，一般酸性大，腐蝕性強(qiáng)，特別是高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的水泵葉輪，由于水的沖擊和摩擦，腐蝕損壞得更快。共一百九十一頁(yè) 斷層水對(duì)礦井的影響：主要(zhyo)是由于巷道揭露或由采掘活動(dòng)破壞了圍巖的隔水性能造成斷層帶的水涌入井下。 斷層水主要特點(diǎn)：其本身的靜儲(chǔ)量不大，但往往與地表水、高壓強(qiáng)含水層溝通，對(duì)礦井生產(chǎn)造成巨大威脅； 斷層有時(shí)使煤層與富水性很強(qiáng)的巖溶水對(duì)口相接；或者由于斷層的存在破壞了巖層的完整性，因而降低了巖層的強(qiáng)度，這些常是礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜化的因素； 也有的斷層破碎帶內(nèi)充填了許多破碎的柔性巖石（如粘土巖）、煤粉、斷層泥等，也可能起隔水作用。因此對(duì)斷層的透水性質(zhì)應(yīng)作

18、具體分析。如果在礦井中有許多條斷層，斷層的交叉處是最容易發(fā)生透水事故的位置，應(yīng)特別注意。 斷層水 斷層面附近的斷層破碎帶，常是地下水良好聚集(jj)場(chǎng)所和通道。共一百九十一頁(yè)二、礦井(kungjng)涌水通道 水源只是(zhsh)可能構(gòu)成礦井涌水的一個(gè)方面，礦井是否涌水主要取決于涌水通道。 自然通道 巖層的孔隙：通常多存在于疏松未膠結(jié)面巖的巖石中。單純的孔隙水，只有在煤層圍巖是大顆粒的松散巖層并有固定的強(qiáng)大補(bǔ)給水源，或圍巖本身是飽水的流砂層時(shí)，才能造成災(zāi)害性的突水。 巖層的裂隙：巖層的風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙都能構(gòu)成礦井涌水的通道。其中威脅嚴(yán)重的是構(gòu)造裂隙。構(gòu)造裂隙對(duì)礦井涌水的影響隔水的斷

19、裂帶（水平和垂直剖面上經(jīng)常不一樣）天然隔水，開(kāi)采后仍隔水天然隔水，開(kāi)采后透水（活化或充填物沖蝕），易發(fā)生遲到突水透水的斷裂帶與其它水源無(wú)聯(lián)系與其它水源有聯(lián)系（對(duì)礦井危害大）有垂直水力聯(lián)系有水平水力聯(lián)系垂直、水平聯(lián)系皆有共一百九十一頁(yè) 巖溶通道：主要由碳酸鹽類巖石溶蝕而成，其中可賦存大量的水或溝通其他水源。易造成災(zāi)害性突水，對(duì)礦井(kungjng)危害最嚴(yán)重。 巖溶多分布于含水層的淺部及頂部，隨深度增加而逐漸減弱。 共一百九十一頁(yè) 人為(rnwi)造成的通道 未封閉或封閉不良鉆孔：包括礦井各勘探階段(jidun)施工的地質(zhì)鉆孔，水文鉆孔，以及礦區(qū)內(nèi)的供水水源孔等等。未封閉或封閉不良鉆孔溝通煤層上

20、、下含水層和地表水；回采揭露時(shí)水通過(guò)鉆孔涌入井下，水量、水壓與貫通含水層或地表水及孔徑有關(guān)；對(duì)于排水能力較小的礦井可能造成淹井事故。共一百九十一頁(yè) 采礦活動(dòng)：回采后頂板冒落裂隙溝通地表，導(dǎo)致地表水體或雨季降水涌入井下；開(kāi)采(kici)對(duì)底板的擾動(dòng)破壞裂隙易溝通強(qiáng)承壓含水層或隔水層不能抵抗較高的水壓而發(fā)生底板突水，易造成淹井事故。共一百九十一頁(yè) 礦井長(zhǎng)期排水：使巖溶(ynrng)通道疏通，增加聯(lián)通性，引起大量涌水；巖溶(ynrng)含水層大量排水，引起覆蓋巖溶(ynrng)區(qū)地面嚴(yán)重塌陷，大量地表水潰入礦井。共一百九十一頁(yè)三、影響(yngxing)礦井充水的因素 地形 地形直接控制了含水層的出露

21、部位和出露程度，控制著降水和地表水的匯集，因此礦區(qū)地形間接影響礦井涌水程度。 當(dāng)?shù)V區(qū)位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面（水流停止下切作用的水準(zhǔn)面）以上時(shí)，涌水量通常較小，而且易排除(pich)；開(kāi)采深度低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面時(shí)，一般水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，涌水量也大。 煤層圍巖透水性及出露條件 地表水和大氣降水能否滲入地下，其滲入地下的數(shù)量多少，與煤層上覆巖層的透水性及圍巖的出露條件有著直接關(guān)系。 圍巖透水性好，出露地表的面積大，則補(bǔ)給量和井下涌水量也大。共一百九十一頁(yè) 地質(zhì)(dzh)構(gòu)造同一個(gè)斷裂帶內(nèi)的主干斷裂與分支斷裂的交叉處或兩個(gè)斷裂帶交接(jioji)和幾個(gè)斷層的收斂部位，由于應(yīng)力集中，巖體承受壓力變形也相

22、對(duì)強(qiáng)烈，巖石破裂，充填膠結(jié)差，導(dǎo)水性好。在礦山壓力作用下，該部位容易突水。富水構(gòu)造部 位斷裂交叉處斷層密度大的塊段斷 層 的端點(diǎn)部位褶曲軸部撓曲轉(zhuǎn)折部位為應(yīng)力集中或有多次構(gòu)造應(yīng)力疊加的塊段。表現(xiàn)為較大斷裂伴生一系列小斷裂，裂隙發(fā)育。該地段富水性相對(duì)較強(qiáng)。是以密集破裂變形釋放應(yīng)力的地段，裂隙較發(fā)育,導(dǎo)水性較好。背斜軸部巖層因彎曲破裂，產(chǎn)生X型節(jié)理以及縱節(jié)理等,構(gòu)成富水地段。處于弧形構(gòu)造之弧頂部位的礦井張性斷裂發(fā)育，也相對(duì)富水。巖層沿走向、傾向產(chǎn)狀急劇變化的地段，裂隙發(fā)育,相對(duì)富水。共一百九十一頁(yè) 構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)(xngzh)與礦井充水關(guān)系壓性斷裂(dun li)張性斷裂扭性斷裂壓性斷裂面承受壓力最

23、大，斷裂面被緊密擠壓.充填膠結(jié)較好，井巷揭露一般不突水，能起隔水作用。其兩側(cè)有低序次羽狀斷裂發(fā)育時(shí)，可形成局部富水帶。主要由張力作用產(chǎn)生。斷裂面的張裂程度大,充填物松散、膠結(jié)差。當(dāng)與兩側(cè)伴生的低序次斷裂連為一體時(shí)，斷層帶既是富水帶，又是水源進(jìn)入礦井的良好通道。主要在剪切作用下產(chǎn)生。當(dāng)扭裂面及其兩側(cè)伴生的低序次張斷裂較發(fā)育時(shí)，導(dǎo)水性較強(qiáng)，也可成為水源進(jìn)入井巷之通道。一般純屬扭性的斷裂面不多，常見(jiàn)為張扭和壓扭性斷裂。其特征對(duì)礦井充水的影響介于兩者之間。共一百九十一頁(yè)人為因素開(kāi)拓方式：與揭露含水層程度有關(guān)采煤方法：采煤方法不同，使上覆巖層裂隙的發(fā)育程度不同，礦井充水程度也隨之而不同。壁采、條采、穿采

24、。疏干方法：合理的疏干能有效減少水量，降低(jingd)水壓，保證安全生產(chǎn)。反之，可以改變地下水水動(dòng)力條件，引進(jìn)新水源，增加礦井涌水量。共一百九十一頁(yè)本 章 結(jié) 束共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第二章 礦井(kungjng)涌水量預(yù)計(jì)第三章 礦井水文地質(zhì)工作共一百九十一頁(yè) 水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第二章 礦井涌水量預(yù)計(jì) 第一節(jié) 概述(i sh) 第二節(jié) 相關(guān)比擬法 第三節(jié) 地下水動(dòng)力學(xué)法 共一百九十一頁(yè)第二章 礦井(kungjng)涌水量預(yù)計(jì)第一節(jié) 概述礦井涌水量是指礦山建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)流入礦井（包括各種巷道、開(kāi)采系統(tǒng)）的水量。礦井

25、涌水量的大小是對(duì)煤田建設(shè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、合理開(kāi)發(fā)的重要指標(biāo);礦井涌水量是確定礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度的重要指標(biāo)之一；礦井涌水量是礦山制定采掘方案、確定礦井排水能力和制定防治水措施的主要依據(jù)。礦井涌水量預(yù)測(cè)雖然在礦山勘探與生產(chǎn)中據(jù)很重要的地位，但是，對(duì)它的研究至今還存在很多問(wèn)題(wnt)，礦井涌水量的預(yù)計(jì)與實(shí)測(cè)結(jié)果往往存在較大的誤差。原因很多，歸納起來(lái)主要有：1）水文地質(zhì)條件沒(méi)有查清；2）選用的水文地質(zhì)參數(shù)缺乏代表性；3）數(shù)學(xué)模型選擇不當(dāng)。 因此，礦井涌水量的預(yù)測(cè)必須遵循三個(gè)基本原則：查明條件、選用有代表性的計(jì)算參數(shù)、選擇正確的數(shù)學(xué)模型。共一百九十一頁(yè)目前常用的礦井涌水量的計(jì)算方法包括：1）相關(guān)(

26、xinggun)比擬法；2）地下水動(dòng)力學(xué)法；3）水均衡法；4）數(shù)值法；5）時(shí)間序列分析法、電模擬法、灰色系統(tǒng)理論等 其他方法。本次只簡(jiǎn)單介紹生產(chǎn)礦井常用的相關(guān)比擬法和地下水動(dòng)力學(xué)法中的“大井”法。共一百九十一頁(yè) 水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第二章 礦井涌水量預(yù)計(jì) 第一節(jié) 概述(i sh) 第二節(jié) 相關(guān)比擬法 第三節(jié) 地下水動(dòng)力學(xué)法 共一百九十一頁(yè)第二節(jié) 相關(guān)(xinggun)比擬法相關(guān)(xinggun)比擬法：是以地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相似為前提，以分析生產(chǎn)礦井或抽水孔的涌水量與其他因素之間的變化關(guān)系為基礎(chǔ)，建立一定的數(shù)學(xué)公式（經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)半理論公式）來(lái)預(yù)測(cè)礦井涌水量的一種近似方法。在生產(chǎn)實(shí)

27、踐中，根據(jù)資料的多少和來(lái)源的不同，以及對(duì)相關(guān)比擬式的要求不同，又分為三種方法（常用的）： 水文地質(zhì)比擬法（經(jīng)驗(yàn)公式）； 相關(guān)分析法（回歸方程）； Q-S曲線法。共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)比擬法水文地質(zhì)比擬法是利用地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相似、開(kāi)采方法(fngf)基本相同的生產(chǎn)礦井（或采區(qū)或工作面或巷道系統(tǒng)）的排水或涌水量觀測(cè)資料，分析研究涌水量與生產(chǎn)因素的關(guān)系，建立經(jīng)驗(yàn)公式，來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)礦井（或同礦井設(shè)計(jì)采區(qū)或工作面、巷道系統(tǒng)）的涌水量。該法的前提是新礦井（或采區(qū)、工作面、巷道系統(tǒng)）與老礦井（或采區(qū)、工作面、巷道系統(tǒng)）的條件應(yīng)基本相似，老礦井（或采區(qū)、工作面、巷道系統(tǒng)）要有長(zhǎng)期的水量觀測(cè)資料以及生產(chǎn)方面的

28、觀測(cè)資料，以保證涌水量與影響因素之間數(shù)學(xué)表達(dá)式的可靠程度。由于水文地質(zhì)條件完全相同的礦井很少見(jiàn)，再加上開(kāi)采條件的差異性，因此這是一種近似的計(jì)算方法。共一百九十一頁(yè)一、富水系數(shù)法富水系數(shù)的定義：同一時(shí)期（通常為一年）礦井的排水量Q0（m3/h）與開(kāi)采量P0（萬(wàn)噸）的比值(bzh)。公式：含義：礦井的排水量隨開(kāi)采量的增加而增加。比擬式：在已知富水系數(shù)KP值后，預(yù)計(jì)相似條件，開(kāi)采量為P的設(shè)計(jì)礦井的涌水量Q為：共一百九十一頁(yè) 為了使預(yù)計(jì)的結(jié)果盡可能接近實(shí)際，目前在生產(chǎn)實(shí)踐中，常常采取其他的富水系數(shù)進(jìn)行預(yù)計(jì)。主要有： 采空區(qū)面積(min j)F0富水系數(shù) 巷道長(zhǎng)度L0富水系數(shù) 采空體積V0富水系數(shù) 預(yù)測(cè)

29、時(shí)，一般以上述各富水系數(shù)的綜合平均值為比擬計(jì)算的依據(jù)，這樣可排除生產(chǎn)條件的影響。共一百九十一頁(yè) 二、單位面積、單位降深涌水量法定義：疏干面積F0與水位降深S0是礦井涌水量Q0變化的兩個(gè)主要影響因素。根據(jù)生產(chǎn)礦井（采區(qū)或水平）有關(guān)資料求得單位涌水量q0，可作為預(yù)計(jì)類似條件(tiojin)下新礦井（采區(qū)或水平）在某開(kāi)采面積F和水位降深S條件下涌水量Q的依據(jù)。公式：共一百九十一頁(yè) 比擬式：上式的使用條件：涌水量與開(kāi)采面積和水位降深成正比。如果不成正比關(guān)系，則采用下式：其中，m、n待定系數(shù)，由實(shí)際觀測(cè)資料利用(lyng)最小二乘法確定共一百九十一頁(yè) 水文地質(zhì)比擬法適用于已有多年開(kāi)采歷史的礦井，這時(shí)可以

30、(ky)根據(jù)上水平的實(shí)際排水資料來(lái)預(yù)測(cè)延伸水平的涌水量；或根據(jù)生產(chǎn)采區(qū)的排水資料預(yù)測(cè)新擴(kuò)大采區(qū)的涌水量，效果較好。 注意：不同的充水條件可以選擇不同的比擬因子（如開(kāi)采面積、水位降深、掘進(jìn)巷道長(zhǎng)度等）。另外，每個(gè)礦井應(yīng)當(dāng)建立適合本礦條件的預(yù)測(cè)礦井涌水量的比擬關(guān)系式，不可盲目照搬其他礦井的比擬方程。共一百九十一頁(yè) 水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第二章 礦井涌水量預(yù)計(jì) 第一節(jié) 概述(i sh) 第二節(jié) 相關(guān)比擬法 第三節(jié) 地下水動(dòng)力學(xué)法 共一百九十一頁(yè)第三節(jié) 地下水動(dòng)力學(xué)法一、水文地質(zhì)參數(shù)的確定滲透系數(shù)K 地下水動(dòng)力學(xué)中的公式都是在假設(shè)含水層均質(zhì)、各向同性的條件下推導(dǎo)出的，即滲透系數(shù)是不變的。但

31、實(shí)際的地質(zhì)體很難滿足上述條件。因此，在礦井涌水量預(yù)測(cè)時(shí)，為了能夠使用現(xiàn)有的公式，通常采用滲透系數(shù)的加權(quán)平均值Kcp來(lái)代替公式中的滲透系數(shù)K。含水層的厚度h（潛水）、M（承壓水）巷道系統(tǒng)的面積F和引用半徑r0 把形狀(xngzhun)復(fù)雜的巷道系統(tǒng)的輪廓所圍的面積，視為以r0為半徑的圓形“大井”的面積，r0稱為引用半徑。巷道系統(tǒng)面積F的計(jì)算方法：用巷道系統(tǒng)、采區(qū)所實(shí)際占據(jù)的水平投影面積；有時(shí)用設(shè)計(jì)巷道所包圍地段的總面積；有時(shí)用靠排水巷道最近一條封閉等水位（壓）線所圈定的面積。共一百九十一頁(yè)抽水影響半徑R和巷道系統(tǒng)引用影響半徑R0的確定(qudng)抽水影響半徑R的確定直接觀測(cè)法 垂直或平行于地下

32、水流向按一定距離用孔（井）揭露抽水的含水層或泉水、沼澤等天然地下水露頭為觀測(cè)點(diǎn)，直接確定抽（排）水時(shí)各降深的影響半徑R。R-S或R-Q關(guān)系曲線法 影響半徑的擴(kuò)展與水位降深及涌水量之間的內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)抽水試驗(yàn)的不同降深、涌水量、影響半徑資料，繪制R-S或R-Q關(guān)系曲線，來(lái)預(yù)測(cè)不同降深、不同涌水量時(shí)的影響半徑。根據(jù)抽水試驗(yàn)資料計(jì)算影響半徑 潛水 承壓水 經(jīng)驗(yàn)公式 式中，H潛水含水層的原始厚度。共一百九十一頁(yè)引用影響半徑R0的確定 通常向礦井（坑）運(yùn)動(dòng)的地下水，其流動(dòng)和補(bǔ)給方式是很復(fù)雜的，含水層是不均勻的（多個(gè)含水層均向礦井充水），巷道系統(tǒng)或礦坑的形狀又是不規(guī)則的，因此，排水所形成的降落漏斗形狀不可

33、能是對(duì)稱的。但為了能利用簡(jiǎn)單而通用的公式來(lái)預(yù)計(jì)涌水量，常將巷道系統(tǒng)或露天礦坑看作排水“大井”在工作，它所影響的范圍看成是近似(jn s)的圓形，并用引用半徑和引用影響半徑來(lái)表示。對(duì)于巷道系統(tǒng)，引用影響半徑R0可表示為： R0=R+r0在實(shí)際工作中，由于礦井水位降深較大，影響范圍(fnwi)常達(dá)到含水層的補(bǔ)給或隔水邊界，因而計(jì)算時(shí)，多取巷道系統(tǒng)中心到邊界的距離為影響范圍(fnwi)。引用影響半徑示意圖共一百九十一頁(yè)礦井排水時(shí)最大水位降深Smax的確定在理論上和實(shí)踐上還沒(méi)有得到解決。這是因?yàn)椋瑥墓絹?lái)看，當(dāng)水位降至含水層底面時(shí)，涌水量達(dá)到最大，但此時(shí)過(guò)水?dāng)嗝嬗肿钚。?），似乎產(chǎn)生了矛盾。實(shí)驗(yàn)和觀

34、測(cè)表明，當(dāng)抽水(chu shu)孔內(nèi)水位降深很大時(shí)，孔內(nèi)水位和孔外水位將脫節(jié)，形成“水躍”現(xiàn)象。正是“水躍”維持了一定高度的過(guò)水?dāng)嗝?，才使水能繼續(xù)進(jìn)入到孔內(nèi)來(lái)。水躍的大小與孔徑有關(guān)，一般孔徑越小，水躍越大。由于理論公式采用了裘布依假設(shè)，因此公式中沒(méi)有反映水躍的大小。巷道系統(tǒng)的直徑較鉆孔直徑大很多，水躍值一般不大（不超過(guò)12m），相對(duì)于水位原始高度可以忽略不計(jì)。所以在預(yù)測(cè)礦井涌水量時(shí)，一般采用最大降深Smax=H（H-含水層原始水頭高度）。得到的結(jié)果偏大（一般偏大0.51%左右），但一般是允許的。共一百九十一頁(yè)二、利用穩(wěn)定流公式進(jìn)行涌水量計(jì)算潛水(qinshu)完整井: 系指井筒開(kāi)鑿在潛水含水層

35、中，并打穿含水層到隔水底板;承壓(自流水)完整井：系指井筒開(kāi)鑿在自流水含水層中，并全部揭露含水層。豎井井筒涌水量預(yù)測(cè)共一百九十一頁(yè)層狀含水層潛水(qinshu)完整井層狀含水層承壓完整(wnzhng)井共一百九十一頁(yè)水平巷道(hng do)涌水量計(jì)算當(dāng)巷道位于(wiy)含水層底板處時(shí)，稱為完整巷道。其涌水量計(jì)算公式為：潛水完整水平巷道示意圖自流水完整水平巷道示意圖共一百九十一頁(yè)傾斜巷道涌水量計(jì)算由于傾斜巷道的傾斜度對(duì)其涌水量的影響不大，因此，計(jì)算常進(jìn)行簡(jiǎn)化。當(dāng)巷道傾斜度45時(shí)，按豎井井筒公式計(jì)算，含水層的厚度或水頭取最大值。當(dāng)巷道傾斜度45時(shí)，按水平巷道公式計(jì)算，巷道長(zhǎng)度(chngd)取水平投

36、影長(zhǎng)度(chngd)，含水層的厚度或水頭取最大值的一半。傾斜巷道(hng do)涌水量計(jì)算示意圖共一百九十一頁(yè) 井巷的形狀是極不規(guī)則的，尤其是巷道系統(tǒng)，它分布面積較大，平面形狀變化多，因而構(gòu)成了復(fù)雜的進(jìn)水口外形，如果直接用地下水動(dòng)力學(xué)的公式計(jì)算，常常會(huì)遇到數(shù)學(xué)上的困難使計(jì)算復(fù)雜化。經(jīng)實(shí)際觀察，巷道系統(tǒng)在排水過(guò)程中，其外圍逐漸形成一個(gè)統(tǒng)一的降落漏斗。因此，在理論(lln)上可將形狀不規(guī)則的巷道系統(tǒng)看成是一個(gè)理想的“大井”在工作，此時(shí)整個(gè)(zhngg)巷道系統(tǒng)的涌水量就相當(dāng)于該理想“大井”的涌水量，這樣就可以將一般的垂直集水工程（井）的公式，用于巷道系統(tǒng)的涌水量計(jì)算。這種方法稱為“大井法”?！按缶?/p>

37、”法計(jì)算采區(qū)涌水量示意圖1煤層；2含水層；3隔水層；4遭破壞的巖層巷道系統(tǒng)涌水量計(jì)算（“大井”法）共一百九十一頁(yè)只要按前面的方法求出“大井”的引用半徑，代入有關(guān)的公式，即可求出巷道系統(tǒng)的涌水量。大井法原理簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果一般較符合實(shí)際，在生產(chǎn)中很常用。一般情況下，預(yù)計(jì)(yj)頂板含水層涌水量時(shí)，采用承壓轉(zhuǎn)無(wú)壓含水層的公式；底板含水層涌水量時(shí)，采用承壓含水層的公式。巷道(hng do)系統(tǒng)周圍地下水流形態(tài)概化后的大井范圍大井的影響半徑共一百九十一頁(yè)本 章 結(jié) 束共一百九十一頁(yè)水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第一章 水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)第二章 礦井涌水量預(yù)計(jì)(yj)第三章 礦井水文地質(zhì)工作共一百九十一

38、頁(yè) 水文地質(zhì)與水害(shu hi)防治第三章 礦井水文地質(zhì)工作 第一節(jié) 水文地質(zhì)觀測(cè) 第二節(jié) 礦井水害(shu hi)及防治 第三節(jié) 探放水 第四節(jié) 防水煤（巖）柱的計(jì)算留設(shè) 共一百九十一頁(yè)第三章 礦井(kungjng)水文地質(zhì)工作第一節(jié) 水文地質(zhì)觀測(cè)水文地質(zhì)觀測(cè)，是礦井水文地質(zhì)工作的主要項(xiàng)目，是長(zhǎng)期提供水文地質(zhì)資料的重要手段。通過(guò)水文地質(zhì)觀測(cè)所獲得的資料，有助于解決如下幾方面的問(wèn)題：地下水的動(dòng)態(tài)與大氣降水的關(guān)系；各含水層之間的水力聯(lián)系；各含水層與礦井涌水的關(guān)系，分析礦井涌水水源；分析斷層的導(dǎo)水性（斷層兩側(cè)的水位差、地表泉水）；研究含水層的富水(f shu)性，以便對(duì)含水層疏干的可能性作出評(píng)價(jià)

39、；研究礦井涌水量與開(kāi)采面積、深度、巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度的關(guān)系，預(yù)計(jì)礦井涌水量；利用水位觀測(cè)，了解地下水與地表水的補(bǔ)給關(guān)系；預(yù)報(bào)透水事故。對(duì)防治礦井水提供依據(jù)，以指導(dǎo)采掘工作的進(jìn)行；對(duì)礦井水文地質(zhì)條件作綜合性的評(píng)價(jià)。 礦井水文地質(zhì)條件，不僅受自然因素的影響，同時(shí)也受采礦活動(dòng)的影響。礦井水文地質(zhì)觀測(cè)工作，一般包括兩部分內(nèi)容：即地面水文地質(zhì)觀測(cè)和井下水文地質(zhì)觀測(cè)。共一百九十一頁(yè)一、地面(dmin)水文地質(zhì)觀測(cè)氣 象 觀 測(cè)地表水觀測(cè)(gunc)地下水觀測(cè)主要是降水量的觀測(cè)。一般情況下可搜集礦區(qū)附近氣象站的觀測(cè)資料。礦區(qū)距氣象站較遠(yuǎn)（大于30km）的，應(yīng)設(shè)立氣象觀測(cè)站。除降水量外，還應(yīng)包括蒸發(fā)量、氣溫、相對(duì)濕

40、度等。 主要指河流、溪流、大水溝、湖泊、水庫(kù)、大塌陷坑積水等。 河流、溪流、大水溝一般應(yīng)在出入礦區(qū)、含水層 露頭設(shè)立觀觀測(cè)站，觀測(cè)其流量、水位、流失量。 湖泊、水庫(kù)、大塌陷坑積水區(qū)設(shè)站觀測(cè)積水范圍、水深、水量及水位等。 一般每月觀測(cè)一次，雨季或暴雨后增加觀測(cè)次數(shù).有代表性的泉、井、鉆孔、被淹礦井以及勘探巷道地面水文觀測(cè)共一百九十一頁(yè)地下水觀測(cè)點(diǎn)布置原則: 對(duì)礦井生產(chǎn)建設(shè)有影響的主要含水層； 影響礦井充水的地下水集中逕流帶(構(gòu)造破碎(p su)帶)； 可能與地表水有水力聯(lián)系的含水層； 礦井先期開(kāi)采的地段； 在開(kāi)采過(guò)程中水文地質(zhì)條件可能發(fā) 生變化的地段； 人為因素可能對(duì)礦井充水有影響的 地段； 井

41、下主要突水點(diǎn)附近，或具有突水 威脅的地段； 疏干邊界或隔水邊界處。 觀測(cè)點(diǎn)的布置，應(yīng)盡量利用現(xiàn)有鉆孔、井、泉等。河流(hli)觀測(cè)站的布置共一百九十一頁(yè)地下水觀測(cè)要求：觀測(cè)內(nèi)容主要是水位、水溫和水質(zhì)，對(duì)泉水還應(yīng)觀測(cè)流量。觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)統(tǒng)一編號(hào)，設(shè)置固定觀測(cè)標(biāo)志(biozh)，測(cè)定坐標(biāo)和標(biāo)高。觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高每年復(fù)測(cè)一次，如有變動(dòng)，應(yīng)隨時(shí)補(bǔ)測(cè)。觀測(cè)時(shí)間間隔：應(yīng)在開(kāi)采前一個(gè)水文年即應(yīng)進(jìn)行，在采掘過(guò)程中必須堅(jiān)持觀測(cè)。在未掌握地下水的動(dòng)態(tài)規(guī)律以前，每57天觀測(cè)一次，隨后每月觀測(cè)l3次，雨季或遇有異常時(shí)，需增加觀測(cè)次數(shù)。 觀測(cè)工作(gngzu)一般要求同步進(jìn)行，每次必須按固 定的時(shí)間和順序在最短時(shí)間內(nèi)測(cè)完。要注意

42、觀測(cè)的連續(xù)性和精度。鉆孔水位觀測(cè)每回應(yīng) 有兩次讀數(shù)，其差值不得大于2cm。 觀測(cè)鉆孔，一般每半年到一年檢查一次孔深, 如果發(fā)現(xiàn)有淤塞現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)加以處理。測(cè)水位工具共一百九十一頁(yè)二、井下水文地質(zhì)觀測(cè) 井下水文地質(zhì)觀測(cè)工作，應(yīng)隨礦井巷道掘進(jìn)(jujn)及回采工作同時(shí)進(jìn)行。含水層觀測(cè)巖層(yncng)裂隙觀測(cè)斷裂構(gòu)造觀測(cè)出水點(diǎn)觀測(cè)突水預(yù)兆觀測(cè)礦井涌水量觀測(cè)充水性觀測(cè)容積法浮標(biāo)法堰測(cè)法流速儀法水泵有效功率法井下水文觀測(cè)共一百九十一頁(yè) 充水性觀測(cè) 含水層觀測(cè)：當(dāng)井巷穿過(guò)含水層時(shí)，應(yīng)詳細(xì)描述其產(chǎn)狀、厚度、巖性、構(gòu)造、裂隙或巖溶的發(fā)育與充填情況，揭露點(diǎn)的位置及標(biāo)高、出水形式、涌水量、水溫等，并采取水樣進(jìn)行

43、水質(zhì)分析。 巖層裂隙觀測(cè)：對(duì)巷道穿過(guò)人含水層，應(yīng)進(jìn)行裂隙發(fā)育情況觀測(cè)。記錄裂隙的產(chǎn)狀、長(zhǎng)度、寬度、數(shù)量、形狀、成因類型、充填程度及充填物成分，觀察地下水活動(dòng)的痕跡及裂隙的消失情況等，并選擇有代表性的地段測(cè)定巖石(ynsh)的裂隙率。 斷裂構(gòu)造觀測(cè)：當(dāng)巷道穿過(guò)斷層時(shí)，首先確定斷層的性質(zhì)，同時(shí)測(cè)量斷層的產(chǎn)狀、落差、斷層帶寬度，觀測(cè)斷層帶充填物成分、膠結(jié)程度及透水情況。 突水點(diǎn)的觀測(cè)：應(yīng)詳細(xì)觀測(cè)記錄突水的時(shí)間、地點(diǎn)、確切位置、出水層位、巖性、厚度、出水形式、圍巖破壞情況等，并測(cè)定涌水量、水溫、水質(zhì)、含砂量等。同時(shí)，應(yīng)觀測(cè)附近的出水點(diǎn)和觀測(cè)孔涌水量、水位的變化，并分析突水原因。 共一百九十一頁(yè) 突水預(yù)

44、兆觀測(cè) 采掘工作面或其它地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等均預(yù)兆有突水的可能。此外，煤層或巖石在透水之前，一般還會(huì)有些預(yù)兆：煤層里面有“吱吱”的水叫聲。煤層本身一般是不含水的，在工作面的周圍，如果有壓力大的含水層或積水區(qū)存在，水就要從裂縫向外擠出。只要靠近煤壁一聽(tīng)，就會(huì)聽(tīng)到“吱吱”的聲音，甚至有向外滲水的現(xiàn)象。煤本身是有光澤的，遇到地下水，就會(huì)變成灰色而無(wú)光。在這種情況(qngkung)下，可以挖去表面一層煤，如果里面的煤是光亮的話，證明水不是由煤里面透出來(lái)的，而是前面不遠(yuǎn)有地下水。 共一百九十一頁(yè)煤本身是不透

45、水的，如遇到煤層“發(fā)汗(f hn)”，可以挖去表面一薄層煤，用手摸摸新煤面，如果感到潮濕，并慢慢結(jié)成水珠，這說(shuō)明前面不遠(yuǎn)會(huì)遇到地下水。煤是不傳熱的，如發(fā)現(xiàn)煤面發(fā)潮“出汗”，可用手掌貼在潮濕的煤面上，等一段時(shí)間，如果感到手變暖，說(shuō)明離地下水還很遠(yuǎn)；如果一直是冰冷的，好像放在鐵板上一樣，就說(shuō)明前方不遠(yuǎn)有地下水?？拷叵滤墓ぷ髅?，一進(jìn)去有陰涼的感覺(jué)，時(shí)間越長(zhǎng)就越陰涼。老窯水一般有臭雞蛋氣味。在工作面聞到這種氣味時(shí)，就應(yīng)當(dāng)肯定前面有老窯水。也可以用嘴來(lái)嘗嘗從工作面滲出來(lái)的水，老窯水發(fā)澀味，而含水層中的水一般發(fā)甜味。共一百九十一頁(yè)把工作面出現(xiàn)的水珠，放在手指間互相摩擦，如果是老窯水，手指間有發(fā)滑的感覺(jué)

46、。辯別水的顏色，一般發(fā)現(xiàn)淌“鐵銹水”（水發(fā)紅），是老空水和老峒水的象征；水色清、水味甜、水溫低，是石灰?guī)r水的象征；水色黃混、水味甜，是沖積層水的象征；水味發(fā)澀帶咸，有時(shí)水色呈灰白，是二迭系煤系地層水的象征。上述這些征兆，并不是說(shuō)每個(gè)工作面在透水之前都必定出現(xiàn)，有可能發(fā)現(xiàn)一個(gè)、兩個(gè)，有時(shí)甚至沒(méi)有出現(xiàn)。如果一旦發(fā)現(xiàn)這些征兆，就必須停止生產(chǎn)作業(yè)，采取措施，并立即報(bào)告礦井值班室，發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地點(diǎn)(ddin)的人員。 共一百九十一頁(yè) 礦井涌水量觀測(cè) 觀測(cè)要求:礦井各水平、水倉(cāng)入口、采區(qū)排水溝的出口處、井下出水點(diǎn)附近、有代表性的地點(diǎn)布置觀測(cè)站。水溝要順直、斷面要規(guī)整、溝底坡度要均勻、流水要通

47、暢穩(wěn)定、避開(kāi)紊流段。礦井涌水量一般每旬觀測(cè)一次，水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，每旬應(yīng)觀測(cè)23次，受降水影響的礦井，雨季觀測(cè)次數(shù)(csh)應(yīng)適當(dāng)增加。井下新揭露的出水點(diǎn)，在涌水量尚未穩(wěn)定和尚未掌握其變化規(guī)律前，一般應(yīng)每天觀測(cè)一次。對(duì)潰入性涌水，在未查明突水原因前，應(yīng)每隔l2小時(shí)觀測(cè)一次，以后可適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)間隔時(shí)間。涌水量穩(wěn)定后，可按井下正常觀測(cè)時(shí)間觀測(cè)。 采掘工作面上方影響范圍內(nèi)有地表水體、富含水層、穿過(guò)與富含水層相連通的構(gòu)造斷裂帶或接近老窯積水區(qū)時(shí)，應(yīng)每天觀測(cè)充水情況，掌握水量變化。 井下的疏干鉆孔及老窯放水鉆孔，每隔35天測(cè)定一次涌水量和水位（壓）。共一百九十一頁(yè)觀測(cè)方法 礦井涌水量的觀測(cè)，應(yīng)注重

48、觀測(cè)的連續(xù)性和精度，要求采用容積法、堰測(cè)法、流速儀法或其它先進(jìn)的測(cè)水方法。測(cè)量工具儀表(ybio)要定期校驗(yàn)，以減少人為誤差。 容積法： 用一定容積的量水桶（圓的或方形的），放在出水點(diǎn)附近，然后將出水點(diǎn)流出的水導(dǎo)入桶內(nèi)，用秒表記下流滿桶所需要的時(shí)間，按下述公式計(jì)算其涌水量： 式中：Q涌水量（m3/h或m3/s） V量水桶的容積（m3 或l） t 流滿水桶所需的時(shí)間（h或s） 容積法測(cè)定涌水量一般比較準(zhǔn)確，但有局限性，當(dāng)涌水量過(guò)大時(shí)，這種方法不宜使用。共一百九十一頁(yè) 浮標(biāo)法 在規(guī)則的水溝上下游選定兩個(gè)斷面，并分別測(cè)定這兩個(gè)斷面的過(guò)水面積F1和F2，取其平均值F，再量出這兩個(gè)斷面之間的距離L，然后

49、用一輕的浮標(biāo)（如木片、樹(shù)皮、厚紙片、乓乓球等），從水溝上游的斷面投入水中，同時(shí)(tngsh)記下時(shí)間，等浮標(biāo)到達(dá)下游斷面時(shí)，再記下時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間的差值，即浮標(biāo)從上游斷面到下游斷面，流經(jīng)L長(zhǎng)的距離所需的時(shí)間t，然后按下式計(jì)算其涌水量Q：浮標(biāo)法簡(jiǎn)單易行，特別是涌水量大時(shí)更適用，但精度不太高，一般還需乘上一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。需考慮水溝斷面的粗糙程度，巷道風(fēng)流方向及大小等，一般取0.85。共一百九十一頁(yè) 堰測(cè)法這種方法的實(shí)質(zhì)，就是使排水溝的水，通過(guò)一固定形狀的堰口，測(cè)量堰口上游(shngyu)（一般在2倍h的地點(diǎn)）的水頭高度，通過(guò)公式計(jì)算出流量。堰測(cè)法主要(zhyo)的三種堰形 三角堰 梯形堰 矩形堰（有縮

50、流） 矩形堰（無(wú)縮流）式中：Q流量（l/s）; B堰口底寬（cm）； h堰口上游2倍h處的水頭高度（cm）共一百九十一頁(yè)使用堰測(cè)法應(yīng)注意：三角堰只是(zhsh)在流量小于30m3/h的情況下適用；堰口的上下游一定要形成水頭差（跌水）；堰板周圍要堵嚴(yán)，保證水流只能從堰口通過(guò)；堰口應(yīng)安設(shè)在水流較平緩的地方，必要時(shí)建專門的穩(wěn)水池；堰口前應(yīng)防止雜物淤積（超出堰底）；測(cè)量水頭高度應(yīng)是堰口上游2倍h地點(diǎn)的水頭高度。堰口跌水(dishu)示意圖共一百九十一頁(yè) 流速儀法在巷道水溝比較平直、水流比較平穩(wěn)的區(qū)段上選定測(cè)流斷面，然后用流速儀測(cè)定水溝過(guò)水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測(cè)點(diǎn)的平均流速，從而(cng r)確定該斷面的流量。流

51、速儀主要由感應(yīng)部分（包括旋杯、旋軸、頂針）、傳訊盒部分（包括偏心筒、齒輪、接觸絲、傳導(dǎo)系統(tǒng)）及尾翼等三部分組成。水流速度的測(cè)定，實(shí)際上就是測(cè)量在預(yù)定時(shí)間內(nèi)旋杯被水流沖擊時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)（水流速度與旋杯轉(zhuǎn)速間存在一定的函數(shù)關(guān)系）。 水泵有效功率法 利用水泵的銘牌排水量和它的實(shí)際效率來(lái)?yè)Q算涌水量。此方法精度受泵的實(shí)際效率影響大，一般不采用。共一百九十一頁(yè)三、水質(zhì)的分析研究自然界中的水，無(wú)論是大氣降水、地表水、地下水還是老空水，都具有比較復(fù)雜的成分和不同的特點(diǎn)。其中以大氣降水礦化度最低，地表水次之，地下水較高，而老空水最高。對(duì)地下水來(lái)說(shuō)，不同含水層中的水，化學(xué)成也常有區(qū)別。這是由于地下水埋藏、運(yùn)動(dòng)于地

52、下不同巖石的孔隙之中，不斷地與周圍的介質(zhì)相互作用，溶解(rngji)了巖石中的可溶鹽分，所以造成各含水層化學(xué)成分的不同。如果井下一旦發(fā)生突水，先進(jìn)行化學(xué)分析，然后與各含水層化學(xué)成分作對(duì)比，往往能為判斷礦井突水的原因提供可靠依據(jù)。補(bǔ)給和徑流條件好、富水性強(qiáng)的含水層：水的礦化度低，陰離子以HCO3-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主；補(bǔ)給和徑流條件差的弱含水層：水的礦化度高，陰離子由HCO3-為主變?yōu)橐許O42-為主（甚至變?yōu)橐訡L-為主），而陽(yáng)離子則由以Ca2+為主變?yōu)橐訬a+為主。對(duì)某一含水層，雨季和旱季的化學(xué)成分也稍有變化；砂巖裂隙水一般硬度較??；巖溶水硬度大；老空積水因煤系地層多含黃鐵礦，遇水發(fā)生

53、化學(xué)反應(yīng)而多呈黃褐色，并且SO42-離子含量高。有水力聯(lián)系的含水層水化學(xué)成分相近；無(wú)水力聯(lián)系的含水層水化學(xué)成分差別較大。共一百九十一頁(yè)四、礦井水文地質(zhì)觀測(cè)觀測(cè)資料的整理 地面和井下調(diào)查和觀測(cè)所得的原始數(shù)據(jù)，只有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的整理之后才具有實(shí)用價(jià)值。原始數(shù)據(jù)的整理一般通過(guò)(tnggu)建立臺(tái)帳和編制礦井水文地質(zhì)圖紙的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 礦井水文地質(zhì)臺(tái)帳 水文地質(zhì)臺(tái)帳應(yīng)能反映出礦井涌水動(dòng)態(tài)，地下水動(dòng)態(tài)，有關(guān)的生產(chǎn)因素和自然因素的動(dòng)態(tài)，以及它們之間的相互關(guān)系。必備的水文地質(zhì)成果臺(tái)帳主要有：氣象資料臺(tái)帳鉆孔水文及井泉?jiǎng)討B(tài)觀測(cè)臺(tái)帳地表水文觀測(cè)成果臺(tái)帳抽（放）水試驗(yàn)成果臺(tái)帳礦井涌水量觀測(cè)成果臺(tái)帳井下水文鉆孔臺(tái)帳水質(zhì)

54、分析成果臺(tái)帳井下突水點(diǎn)臺(tái)帳封閉不良鉆孔臺(tái)帳共一百九十一頁(yè) 礦井水文地質(zhì)圖紙 礦井水文地質(zhì)圖是反映礦井水文地質(zhì)特征，為礦井防治水工作服務(wù)的。礦井水文地質(zhì)基本圖紙主要包括： 礦井綜合(zngh)水文地質(zhì)圖 礦井充水性圖 礦井涌水量與各種因素動(dòng)態(tài)曲線圖 礦井水地質(zhì)剖面圖 礦井綜合水文地質(zhì)柱狀圖共一百九十一頁(yè) 礦井綜合水文地質(zhì)圖 是全面反映礦井水文地質(zhì)條件的綜合性圖紙，是分析礦井充水因素，研究礦井防治水工作的主要依據(jù)。比例尺1：5000或1：10000。為本井田內(nèi)主要地形地物、地質(zhì)資料、水文資料三者合一的綜合性圖件，一般(ybn)在井田地形地質(zhì)圖的基礎(chǔ)上加繪：各水文地質(zhì)鉆孔、水文地質(zhì)調(diào)查孔、長(zhǎng)期觀測(cè)孔

55、、抽水孔、水文物探孔、漏水孔、涌水孔及抽水試驗(yàn)成果（繪制礦井水文地質(zhì)剖面圖所用的地質(zhì)孔也應(yīng)標(biāo)繪在平面圖上）?；鶐r含水層露頭及沖積層底部含水層（流沙、砂礫）的平面分布狀況，主要含水層富水性等級(jí)符號(hào)。地表水體、水系及其水文觀測(cè)站，最高洪水位觀測(cè)點(diǎn)、最高洪水位線，水文地質(zhì)剖面線，井、泉位置及其觀測(cè)站和成果。 共一百九十一頁(yè)巖溶塌陷漏斗、陷落柱等巖溶形態(tài)，河流漏失(lu sh)段。含水層等水位（壓）線及地下水流向，富水性分區(qū)線。若現(xiàn)有資料尚不能繪制等水位（壓）線，將成圖水文年內(nèi)各孔最高水位數(shù)據(jù)標(biāo)注在抽水時(shí)的水位標(biāo)高數(shù)據(jù)上方，并加圓括號(hào)注明觀測(cè)日期。水樣采集點(diǎn)及水的化學(xué)成分。礦井（包括小煤礦）的井筒位置

56、、主要巷道（水平大巷、石門、主要上、下山），井田邊界和開(kāi)采范圍，與出水點(diǎn)、鉆孔等有關(guān)的巷道或工作面，井下突（出）水點(diǎn)資料（大于60m3/h的突水點(diǎn)，必須在圖上表示，其編號(hào)與充水性圖或突水點(diǎn)臺(tái)帳對(duì)應(yīng)）?？碧骄€剖面位置。 大面積被松散含水層履蓋的礦井，分別繪制基巖水文地質(zhì)圖和松散層水文地質(zhì)圖。 礦井綜合水文地質(zhì)圖要求每年必須全面修編一次。 共一百九十一頁(yè) 礦井充水性圖 礦井充水性圖是一種記井下觀測(cè)資料的綜合性圖紙，目的是將井下全部水文地質(zhì)資料及井下防排水設(shè)施(shsh)等系統(tǒng)地反映互圖紙上，以便為分析礦井充水規(guī)律、采掘工作面水害分析預(yù)報(bào)等提供依據(jù)。比例尺1：2000或1：5000。以采掘工程平面圖

57、為基礎(chǔ)，加繪以下內(nèi)容：突（出）水點(diǎn)的統(tǒng)一編號(hào)、標(biāo)高、突水時(shí)間、水量。古井、廢棄井巷、小窯、老塘和井巷及其積水區(qū)范圍、積水量和水頭高度。防排水設(shè)施，井下水閘門、水閘墻、水倉(cāng)及其容積，水泵和排水管路的數(shù)量及能力，礦井水排出后的去向。礦井（包括小煤礦）的井田邊界（注明其批準(zhǔn)文號(hào)與日期）、各類保安煤柱線（古空、大斷層或陷落柱等防水煤柱，主要井巷、礦界、防水隔離系統(tǒng)及設(shè)施等保護(hù)煤柱）、探水線等。共一百九十一頁(yè)主要含水裂隙帶和含水構(gòu)造。井下疏排水路線，井下測(cè)水站的位置，探放水鉆孔位置及其觀測(cè)結(jié)果。地表水體及其范圍、水量。主要斷層、陷落柱以及與礦井充水有關(guān)的塌陷坑。井下各類水文孔、穿過(guò)含水層的地質(zhì)孔及抽放水

58、資料。特種鉆孔、排水孔及封閉不良鉆孔的位置。與出水點(diǎn)、放水孔、水閘門（墻）、觀測(cè)站、井下疏排水線路、老空積水等有關(guān)的巷道和回采工作面及其名稱、標(biāo)高。圈定已采區(qū)(ci q)的輪廓（零星塊段可不表示）。充水性圖以受水威脅嚴(yán)重煤層的采掘工程平面圖為主繪制原圖，其它各煤層的有關(guān)資料可分別用各煤層的采掘工程平面圖補(bǔ)充說(shuō)明。充水性圖應(yīng)隨采掘工程的進(jìn)展定期填繪，水文地質(zhì)條件復(fù)雜和極復(fù)雜型的礦井每3至6個(gè)月修編一次，簡(jiǎn)單和中等型的礦井每年至少修編一次.共一百九十一頁(yè) 礦井涌水量與各種相關(guān)因素動(dòng)態(tài)曲線圖 礦井涌水量與各種相關(guān)因素動(dòng)態(tài)曲線圖，實(shí)際是一套綜合關(guān)系曲線圖組。由于單純的涌水量資料往往不能說(shuō)明(shumn

59、g)更多的實(shí)際問(wèn)題，所以從井下測(cè)得的涌水量數(shù)據(jù)必須與其相關(guān)的各種因素，如同期的煤炭產(chǎn)量、主要巷道的掘進(jìn)長(zhǎng)度、采空面積以及降水量、地下水位等相比較，這才有助于分析礦井充水因素。 礦井涌水量與各種相關(guān)因素動(dòng)態(tài)曲線圖，也是研究礦井水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，擬定防治水措施的重要依據(jù)。相關(guān)因素一般是指：大氣降水量、含水層水位、開(kāi)拓（采）面積、煤炭產(chǎn)量等?？v向比例由各礦根據(jù)曲線變化幅度自定。橫向要求每月（上、中、下旬）取三個(gè)數(shù)，每個(gè)數(shù)據(jù)占10mm。若一旬有多個(gè)數(shù)據(jù)，上升趨勢(shì)取大數(shù)，下降趨勢(shì)取小數(shù)。特殊情況另繪加密觀測(cè)圖。 共一百九十一頁(yè)曲線(qxin)下方要附觀測(cè)數(shù)據(jù)表。各曲線(qxin)符號(hào)要本著美觀好看、區(qū)分明

60、顯的原則各礦自定。曲線(qxin)一律用折線，不用圓滑線。在曲線(qxin)上一律不標(biāo)注數(shù)字，但要標(biāo)注曲線(qxin)名稱（或代號(hào)），如：奧灰1號(hào)水位曲線。降雨量用條形柱狀表示。原則上都要分井口、分水平（區(qū)域）、分煤層繪制涌水量曲線。同含水層的同一水文地質(zhì)單元有多個(gè)觀測(cè)孔，且水位很接近時(shí)，可選有代表性的繪制水位動(dòng)態(tài)曲線。曲線反映的數(shù)據(jù)必須與下方的數(shù)據(jù)表一致，展點(diǎn)位置與所取數(shù)據(jù)的日期相對(duì)應(yīng)（每1mm代表1天）。共一百九十一頁(yè) 礦井水文地質(zhì)剖面圖比例尺1：2000或1：5000，其內(nèi)容：剖面切割的地形、地物、水系(shux)、溝渠、水體及其水位。地層界線及代號(hào)，主要含水層編號(hào)、巖性、厚度、水位；主