礦井湧水的水源
礦井湧水的水源
礦井湧水的水源分為地麵水源和地下水源。
采礦過程中,一方麵揭露破壞了含水層、隔水層和導水斷層,另一方麵引起圍岩岩層移動和地表塌陷,從而產生地下水或地表水向井筒或巷道湧水的現象,稱為礦井湧水。水進入礦井的方式有:滲入、滴入、淋入、流入、湧入等,嚴重者稱為潰入。礦井湧水補給的來源,稱為湧水水源。
(一)地麵水源(包括大氣降水和地表水)
1、大氣降水
大氣降水(主要形式是降雨和降雪)是礦井充水的經常性補給水源之一。在開采埋藏深度較小的煤層時,若煤礦區地形較低窪,大氣降水往往是礦井水的主要來源。尤其是洪水季節,大氣降水嚴重威脅礦井的安全。大氣降水的滲人量,與煤礦區的氣候、地形、岩石性質、地質構造等因素有關。
當大氣降水成為礦井湧水水源時,有以下規律:
(1)礦井湧水程度與礦區降雨量的大小、強度、延續時間有密切關係,降雨量大或長時間降雨,礦井湧水量就大。
(2)礦井湧水量具明顯的季節性變化,但湧水量的高峰往往比雨季滯後。
(3)隨開采深度的增加,大氣降水對礦井湧水量的影響減小。
大氣降水可以通過含水層露頭的各種裂隙補給含水層,然後再由含水層進入礦井;也可以通過地表塌陷坑的裂隙進入礦井;或者直接由井口流人礦井。
2.地表水
地表水是指位於地球表麵的河流、湖泊、沼澤、池塘、窪地和水庫等積聚的水體。
開采位於河流、湖泊、沼澤和水庫等水體影響範圍內的煤層時,在適當條件下這些地表水便會進人坑道,成為礦井湧水的水源。地表多數季節性河流,雖然旱季時地表斷流,但衝積層中地下徑流仍然存在,仍能起到補給地下水的作用。
地表水能否進入地下,主要取決於巷道距水體的遠近、巷道與水體之間有無隔水層及其隔水性能、巷道與水體之間有無導水構造,其次取決於開采方法。
地表水進入井下有多種途徑。
(1) 地表水通過第四紀鬆散砂、礫層及基岩露頭,先是滲入補給地下水,然後在一定條件下進入巷道。
(2) 地表水通過構造破碎帶或枯井直接潰人地下。
(3) 洪水期,洪水通過地勢低窪處的井口或衝破圍堤直接灌入井下。
(4) 在水體下采煤時,煤層采動後,頂板岩層垮落並產生斷裂,地表水可沿此導水斷裂帶進入井下。
圖2-1 地表水進入井下
a——通過第四紀鬆散砂礫層露頭充水;b——通過構造破碎帶或古井充水;
c——洪水灌入井下; d——沿導水斷裂帶進入井下
在地表水體附近采煤時,要測準地表積水區的位置及大小,準確地掌握開采煤層與地表水體之間的位置關係,弄清開采煤層與水體間隔水層的性質,認真研究開采可能造成的破壞,事先采取有效措施,留設足夠的防水煤柱,以保證安全生產。
(二)地下水源(主要包括含水層水、斷層水、老空水)
1、含水層(帶)水
地下的礫岩層,流沙層和具有岩溶的石灰岩層,都含有大量積水,稱為含水層。
煤層本身通常不含水,但鄰近的圍岩往往含水。當含水圍岩有通道與采掘空間相連時就會成為礦井湧水水源。含水層水是礦井湧水最常見、最直接的水源。
成為礦井充水水源的含水層水可以是孔隙水、裂隙水和喀斯特水。在開采鬆散沉積物下的煤層時,常遇到孔隙水,此時不但有水流入礦井,而且還往往伴有流沙潰入。當采掘工作麵揭露含裂隙水的圍岩時,裂隙水就會流入工作麵,雖然水量很小,但水壓往往很大。裂隙水如果與其他水源無水力聯係,多數情況下湧水量會越來越小,終至幹涸;若與其他含水層發生水力聯係,湧水量會越來越大,若不采取措施,將威脅煤礦安全。喀斯特水的特點是水壓高,水量大,來勢猛,湧水量穩定,不易疏幹,一旦成為礦井充水水源,對礦井的危害性極大。
2、斷層水
斷層破碎帶內的積水叫斷層水,
斷層及其附近的岩層均比較破碎,在這種破碎帶內有時含水或與地表水、含水層溝通,掘進時,碰到這種情況容易造成突水02manbetx.com 。
3、老空水
已采掘的舊巷及空洞內,常有大量積水,稱為老空水。
當采掘工作麵接近或觸及這些廢棄的老空水時,積水就會成為礦井的湧水水源。老窯積水區通常是煤礦下部開采的重要充水水源。
老窯水進入礦井的特點如下:
(1)在極短的時間內有大量的水湧入礦井,來勢凶猛,具有極大的破壞性。
(2)常為酸性水,具有腐蝕性,易損壞井下設備。
(3)老窯水與其他水源無水力聯係時容易疏幹,若與其他水源發生水力聯係,則可造成量大而穩定的湧水,危害較大。
總之,礦井湧水水源有多種。在具體的湧水事例中,常常是某一水源起主導作用,也可能是多種水源的共同作用。在03manbetx 礦井湧水水源時,要進行充分的調查研究,找出它們的主次關係。認真查清影響煤礦生產的水文條件,並采取積極有效的措施,是能夠防止水害02manbetx.com 發生的。