礦井水災防治基本概念及理論概述
作者：佚名
2010-06-02 08:48
來源：不詳
一、礦井水災及其對生產的影響
(1）由於礦井水在采掘工作麵可出現淋水，使空氣濕度明顯增加，頂板破碎，對勞動條件及生產效率影響很大。
(2）由於礦井水的存在，在生產中必須進行排水，水量越大，排水費用越高，勢必增加煤炭生產成本。
(3）礦井水對各種金屬沒備、鋼軌和金屬支架等，均有腐蝕作用，這就縮短了生產設備的使用壽命。
(4）當井下突然湧水或其水量超過礦井排水能力時，則會給生產帶來嚴重影響，輕者可造成礦井局部停產，重者則可造成全礦被淹。
二、礦井充水程度指標
1. 含水係數
含水係數又稱富水係數，它是指生產礦井在某時期排出水量Q（m3）與同一時期內煤炭產量P(t)的比值。即礦井每采1t煤的同時，需從礦井內排出的水量。含水係數KB的計算公式為：
KB = Q/P （4-1-1）
根據含水係數的大小，將礦井充水程度劃分為以下4 個等級：
①充水性弱的礦井：KB <2 m3／t ；②充水性中等的礦井：KB = 2～5 m3／t；③充水性強的礦井：KB = 5～0 m3／t ；④充水性極強的礦井：KB >10 m3／t 。
2. 礦井湧水量
礦井湧水量是指單位時間內流入礦井的水量，用符號Q 表示，單位為m3／d 、m3／h、m3／min。
根據湧水量大小，礦井可分為以下4個等級：①湧水量小的礦井：Q < 2 m3／min ；②湧水量中等的礦井：Q = 2～5 m3／min ；③湧水量大的礦井：Q = 5～15 m3／min ；④湧水量極大的礦井：Q > 15 m3／min。
3. 礦井突水點突水量等級劃分
礦井突水的突水量大小差異很大，對礦井的危害程度也不相同。根據我國礦井突水情況，1984 年5 月,煤炭工業部對礦井突水點突水量做了等級劃分。其等級 標準是：
①小突水點湧水量：Q≤1m3／min； ②中等突水點湧水量：1 m3／min < Q ≤10 m3／min ；③大突水點湧水量：10 m3／min < Q≤30 m3／min；④特大突水點湧水量：Q > 30m3／min。
三、礦井水災發生必須具備的基本條件
礦井水災發生必須具備的兩個基本條件:一是必須有充水水源，二是必須有充水通道。
1.水源
造成礦井水害的水源主要有大氣降水、地表水、地下水（含水層水、岩溶陷落柱水、斷層水、以及舊巷或老空區積水等）。如圖4-1-1 所示。
（1）大氣降水。從天空降到地麵的雨和雪、冰、雹等溶化的水，稱為大氣降水。大氣降水，一部分再蒸發上升到天空；一部分留在地麵，即為地表水；另一部分流入地下，即形成地下水。大氣降水、地表水、地下水，實為互相補充，互為來源，形成自然界中水的循環（圖4-1-2 ）。
（2）地表水。地球表麵江、湖、河、海、水池、水庫等處的水均為地表水，它的主要來源是大氣降水，也有的來自地下水。 煤礦在開采淺部煤層時，地表水經過有關通道會進入 煤礦井下，形成水患，給生產和建設帶來災害。
（3）潛水。埋藏在地表以下第一個隔水層以上的地下水（圖4-1-3 ）稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀鬆散沉積層的孔隙和出露地表的岩石裂隙中,主要由大氣降水和地表水補給。潛水不承受壓力，隻能在重力作用下由高處往低處流動。但潛水進入井下，也可能形成水患。
（4）承壓水。處於兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水），如圖4-1-4 所示。
（5）老空積水。已經采掘過的采空區和廢棄的舊巷道或溶洞，由於長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。它很像一個“地下的水庫”，一旦巷道或采煤工作麵接近或溝通了積水老空區，則會發生水災。
（6）斷層水。處於斷層帶中的水，稱為斷層水。斷層帶往往是許多含水層的通道，因此，斷層水往往水源充足，對礦井的威脅極大。
2. 礦井水災的通道
（1） 煤礦的井筒。地表水直接流入井筒，造成淹井 02manbetx.com 。
（2）斷層裂隙。
（3）采後塌陷坑。
（4）石灰岩溶洞陷落柱。
（5）古井老塘及封堵不嚴的鑽孔。
四、礦井水災的影響因素
（一）自然因素
1. 地形。盆形窪地，降水不易流走，大多滲入井下，補給地下水，容易成災。
2. 圍岩性質。圍岩為鬆散的砂、礫層及裂隙、溶洞發育的硬質砂岩、灰岩等組成時，可賦存大量水，這種岩層屬強含水層或強透水層，對礦井威脅大；圍岩為孔隙小、裂隙不發育的粘土層、頁岩、致密堅硬的砂岩等，則是弱含水層或稱隔水層，對礦井威脅小。當粘土厚度達5m以上時，大氣降水和地表水幾乎不能透過。
3.地質構造。地質構造主要是褶曲和斷層。褶曲可影響地下水的儲存和補給條件，若地形和構造一致，一般是背斜構造處水小，向斜構造處水大；斷層破碎帶本身可以含水，而更重要的是斷層作為透水通路往往可以溝通多個含水層或地表水，它是導致透水 02manbetx.com 的主要原因之一。
4. 充水岩層的出露條件和接受補給條件。充水岩層的出露條件，直接影響礦區水量補給的大小。充水岩層的出露條件包括它的出露麵積和出露的地形條件。
（二）人為因素
1. 頂板塌陷及裂隙。煤層開采後形成的塌陷裂縫是地表水進入礦井的良好通道。如淮南某礦由於地表塌陷區的積水突然湧入礦井，使湧水量達1344～3853 m3／晝夜。
2. 老空積水。廢棄的古井和采空區常有大量積水。
3. 未封閉或封閉不嚴的勘探鑽孔。地質勘探工作完畢後，若鑽孔不加封閉或封閉不好，這些鑽孔便可能溝通含水層，造成水災。
五、造成礦井水災的主要原因
(1)地麵防洪、防水 措施不當或 管理不善，地表水大量灌入井下，造成水災；
(2)水文地質情況不清，井巷接近老空積水區、充水斷層、陷落柱、強含水層以及打開隔離煤柱，未執行探放水 製度，盲目施工，或者雖然進行了探水,但 措施不當；
(3)井巷位置 設計不當。如將井巷置於不良地質條件中或過分接近強含水層等水源，導致施工後因地壓和水壓共同作用而發生頂、底板透水；
(4)施工質量低劣，致使礦井井巷嚴重塌落、冒頂、跑砂，導致透水；
(5)亂采亂掘，破壞防水煤、岩柱造成突水；
(6)測量錯誤，導致巷道穿透積水區；
(7)無防水閘門或雖有而 管理、組織不當，造成透水時無作用而淹井；
(8)排水設備能力不足或機電 02manbetx.com 造成；
(9)排水設施平時維護不當。如水倉不按時清挖，突水時煤、岩塊堵塞水井，致使排水設備失去效用而淹井等。
關鍵詞：水災礦井防治
(1）由於礦井水在采掘工作麵可出現淋水，使空氣濕度明顯增加，頂板破碎，對勞動條件及生產效率影響很大。
(2）由於礦井水的存在，在生產中必須進行排水，水量越大，排水費用越高，勢必增加煤炭生產成本。
(3）礦井水對各種金屬沒備、鋼軌和金屬支架等，均有腐蝕作用，這就縮短了生產設備的使用壽命。
(4）當井下突然湧水或其水量超過礦井排水能力時，則會給生產帶來嚴重影響，輕者可造成礦井局部停產，重者則可造成全礦被淹。
二、礦井充水程度指標
1. 含水係數
含水係數又稱富水係數，它是指生產礦井在某時期排出水量Q（m3）與同一時期內煤炭產量P(t)的比值。即礦井每采1t煤的同時，需從礦井內排出的水量。含水係數KB的計算公式為：
KB = Q/P （4-1-1）
根據含水係數的大小，將礦井充水程度劃分為以下4 個等級：
①充水性弱的礦井：KB <2 m3／t ；②充水性中等的礦井：KB = 2～5 m3／t；③充水性強的礦井：KB = 5～0 m3／t ；④充水性極強的礦井：KB >10 m3／t 。
2. 礦井湧水量
礦井湧水量是指單位時間內流入礦井的水量，用符號Q 表示，單位為m3／d 、m3／h、m3／min。
根據湧水量大小，礦井可分為以下4個等級：①湧水量小的礦井：Q < 2 m3／min ；②湧水量中等的礦井：Q = 2～5 m3／min ；③湧水量大的礦井：Q = 5～15 m3／min ；④湧水量極大的礦井：Q > 15 m3／min。
3. 礦井突水點突水量等級劃分
礦井突水的突水量大小差異很大，對礦井的危害程度也不相同。根據我國礦井突水情況，1984 年5 月,煤炭工業部對礦井突水點突水量做了等級劃分。其等級 標準是：
①小突水點湧水量：Q≤1m3／min； ②中等突水點湧水量：1 m3／min < Q ≤10 m3／min ；③大突水點湧水量：10 m3／min < Q≤30 m3／min；④特大突水點湧水量：Q > 30m3／min。
三、礦井水災發生必須具備的基本條件
礦井水災發生必須具備的兩個基本條件:一是必須有充水水源，二是必須有充水通道。
1.水源
造成礦井水害的水源主要有大氣降水、地表水、地下水（含水層水、岩溶陷落柱水、斷層水、以及舊巷或老空區積水等）。如圖4-1-1 所示。
（1）大氣降水。從天空降到地麵的雨和雪、冰、雹等溶化的水，稱為大氣降水。大氣降水，一部分再蒸發上升到天空；一部分留在地麵，即為地表水；另一部分流入地下，即形成地下水。大氣降水、地表水、地下水，實為互相補充，互為來源，形成自然界中水的循環（圖4-1-2 ）。
（2）地表水。地球表麵江、湖、河、海、水池、水庫等處的水均為地表水，它的主要來源是大氣降水，也有的來自地下水。 煤礦在開采淺部煤層時，地表水經過有關通道會進入 煤礦井下，形成水患，給生產和建設帶來災害。
（3）潛水。埋藏在地表以下第一個隔水層以上的地下水（圖4-1-3 ）稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀鬆散沉積層的孔隙和出露地表的岩石裂隙中,主要由大氣降水和地表水補給。潛水不承受壓力，隻能在重力作用下由高處往低處流動。但潛水進入井下，也可能形成水患。
（4）承壓水。處於兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水），如圖4-1-4 所示。
（5）老空積水。已經采掘過的采空區和廢棄的舊巷道或溶洞，由於長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。它很像一個“地下的水庫”，一旦巷道或采煤工作麵接近或溝通了積水老空區，則會發生水災。
（6）斷層水。處於斷層帶中的水，稱為斷層水。斷層帶往往是許多含水層的通道，因此，斷層水往往水源充足，對礦井的威脅極大。
2. 礦井水災的通道
（1） 煤礦的井筒。地表水直接流入井筒，造成淹井 02manbetx.com 。
（2）斷層裂隙。
（3）采後塌陷坑。
（4）石灰岩溶洞陷落柱。
（5）古井老塘及封堵不嚴的鑽孔。
四、礦井水災的影響因素
（一）自然因素
1. 地形。盆形窪地，降水不易流走，大多滲入井下，補給地下水，容易成災。
2. 圍岩性質。圍岩為鬆散的砂、礫層及裂隙、溶洞發育的硬質砂岩、灰岩等組成時，可賦存大量水，這種岩層屬強含水層或強透水層，對礦井威脅大；圍岩為孔隙小、裂隙不發育的粘土層、頁岩、致密堅硬的砂岩等，則是弱含水層或稱隔水層，對礦井威脅小。當粘土厚度達5m以上時，大氣降水和地表水幾乎不能透過。
3.地質構造。地質構造主要是褶曲和斷層。褶曲可影響地下水的儲存和補給條件，若地形和構造一致，一般是背斜構造處水小，向斜構造處水大；斷層破碎帶本身可以含水，而更重要的是斷層作為透水通路往往可以溝通多個含水層或地表水，它是導致透水 02manbetx.com 的主要原因之一。
4. 充水岩層的出露條件和接受補給條件。充水岩層的出露條件，直接影響礦區水量補給的大小。充水岩層的出露條件包括它的出露麵積和出露的地形條件。
（二）人為因素
1. 頂板塌陷及裂隙。煤層開采後形成的塌陷裂縫是地表水進入礦井的良好通道。如淮南某礦由於地表塌陷區的積水突然湧入礦井，使湧水量達1344～3853 m3／晝夜。
2. 老空積水。廢棄的古井和采空區常有大量積水。
3. 未封閉或封閉不嚴的勘探鑽孔。地質勘探工作完畢後，若鑽孔不加封閉或封閉不好，這些鑽孔便可能溝通含水層，造成水災。
五、造成礦井水災的主要原因
(1)地麵防洪、防水 措施不當或 管理不善，地表水大量灌入井下，造成水災；
(2)水文地質情況不清，井巷接近老空積水區、充水斷層、陷落柱、強含水層以及打開隔離煤柱，未執行探放水 製度，盲目施工，或者雖然進行了探水,但 措施不當；
(3)井巷位置 設計不當。如將井巷置於不良地質條件中或過分接近強含水層等水源，導致施工後因地壓和水壓共同作用而發生頂、底板透水；
(4)施工質量低劣，致使礦井井巷嚴重塌落、冒頂、跑砂，導致透水；
(5)亂采亂掘，破壞防水煤、岩柱造成突水；
(6)測量錯誤，導致巷道穿透積水區；
(7)無防水閘門或雖有而 管理、組織不當，造成透水時無作用而淹井；
(8)排水設備能力不足或機電 02manbetx.com 造成；
(9)排水設施平時維護不當。如水倉不按時清挖，突水時煤、岩塊堵塞水井，致使排水設備失去效用而淹井等。
關鍵詞：水災礦井防治
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