水文地质论文

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1、矿井水害预测及防治摘要：突水是煤矿生产安全的主要灾害之一，在煤矿生产实践过程中，提出一套合理的防治水措施，对预防和消除矿井水影响，保证煤矿的安全生产具有非常重要的意义。本文概括了岩溶水害的类型及其特征，对岩溶区矿井在采掘阶段的可能突水进行了预测，并对常见的突水预兆进行了总结，捉出了不同类型岩溶突水的防治措施，为矿井安全生产提供了前提保障。关键词：岩溶水害预测合理防治一、研究的必要性我国是世界上主要的产煤国，但同时也是受水害危害最为严重的国家Z-O据新中国成立以来的资料统计，1955〜1985年30年内全国统配煤矿工发生突水769次，淹井事故218次，且有逐年增长的趋

2、势。20实际80年代与50年代相比，突水频率增氏25.7%,淹井事故增＜96%，同时突水水量的规模也越来越大。矿井突水事故造成的经济损失是巨大的，已经严重影响生产、威胁釆掘工作面的安全、增加吨煤成本，对我国经济的发展形成较大的障碍。深入研究矿井突水理论对抑制煤矿水害事故的发生，保证煤炭安全生产、减少经济损失、消除不良的社会影响，实现水害防治由被动防水变为主动治水的战略转变并降低矿井大量排水而导致的环境污染程度，开展矿区水防治技术及水资源综合利用的研究，具冇十分重要的意义。二、矿井水害类型及特征造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老窑水。其中地下水按储水空隙

3、特征又分为空隙水、裂隙水和岩溶水等。由于多数矿井水害往往是由2〜3种水源造成的，单一充水水源的矿井水害很少，故矿井水害类型是按某一种水源或某一种水源为主命名的。按水源分类，把我国的矿井水害分为地表水、老窑水、空隙水、裂隙水和岩溶水水害五大类，其屮岩溶水又按含水层分为薄层灰岩和厚层灰岩水害两类。本文主要介绍岩溶裂隙型水害K薄层灰岩岩溶水水害水源主要是华北石炭二叠纪煤B的太原群薄层灰岩岩溶水，以河南、河北、山东、江苏居多。这些地区太原群煤层的顶底板均冇薄层灰岩含水层存在，在开采中必须要揭露这些含水层并疏干。在一般情况下，这些含水层是可以疏干的。但是，这些薄层含水层与地表

4、水发生水体联系时，或被地质构造切割、造成垂向的导水通路和横向与厚层灰岩含水层对接水力联系吋，这些汗水层的富水性便大大增加。因此，在具有强水源补给和接近导水通道的部位，常发生较大的灾害性突水事故。典型的矿井冇徐州青山泉矿二号井、淮南谢一矿、肥城大封矿、新密芦沟矿等。2、厚层灰岩岩溶水水害厚层灰岩岩溶水水害可分为南方型和北方型两种。南方型厚层灰岩赋存与主采煤层顶底板，几乎无隔水保护层可以利用，但一旦发生溶洞突水、突泥，往往来势凶猛。此种厚层灰岩含水层岩溶系统发育与当地侵蚀基准面的高低有关，其充水水源亦与大气降水和地表水系有关。当于当地侵蚀基准面一下时，随深度的增加，岩溶

5、发育程度明显减弱。北方型煤田厚层灰岩主要是奥陶系灰岩含水层，一般构造止常地区均赋存与主采煤层之下，主采煤层与厚层灰岩含水层之间，常冇不同厚度的煤系隔水保护层和灰岩顶面；常有一定厚度的风化残积铝土存在，亦起着隔水保护层的作用。所以此类奥灰突水常与构造有关，常见的主要有以下四种情况：(1)断层使开采煤层与厚层灰岩对接，当巷道掘进至断层带或断层附近时，断层另一侧奥灰含水层水便大量溃入矿井；(2)小断层带垂向导水裂隙使主采煤层Z下的隔水保护层失隔水作用而转化为通道，使下伏奥灰含水层突水进入矿井；(3)个别在无构造破坏的地区也有因隔水层经采动破坏后，由于含水层水压高而发生突水

6、；(4)奥灰岩溶陷落柱造成突水。前两种情况是常见的，约占此类水害的80%,后两种情况随少见，但危害很大，难于预测预防。3、裂隙水水害水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。这种水害发生在开采北方二叠机山西组煤层和侏罗纪没层，以及开采南方侏罗纪的煤层屮。这些煤层顶部常冇厚层砂岩和砾岩，其中裂隙发育，如与上覆第四系冲积层和卜•伏奥陶系含水层有水力联系时，可导致大面积突水事故，以及建井时期发生淹井事故。若砂岩层缺乏补给水源时，则涌水很快变小甚至疏干。发生过此类水害的狂井有徐州大黄山煤矿、韩桥煤矿等。三、岩溶裂隙型矿井的突水预测1、巷道掘进中的突水预测凡进行地下采掘的地方，采掘工

7、作面顶底部隔水层皆承受着矿上压力和静水压力的作用，由于巷道断面小，加上巷道还有一定的支护，使巷道顶部岩层的重力较为均一地传给底部，可视为静水压力为主的类型。巷道掘进突水实质是静水压力、矿山压力与隔水层强度和重力，两者消长关系的产物。掘进过程中一般有三种情况：（1）巷道掘进过程及以后皆不出水，这是常见的情况，表明巷道顶底部隔水层的强度和重力大大超过作用于隔水层上的静水压力；（2）巷道掘进接近或揭露阻水断层、含水层时，立即或相隔一段时间突水，这表明作用于隔水层上的静水压力超过了隔水层或接近断层带物质的强度和重力；（3）巷道掘进一段距离后，产生矿压现象和底鼓后突水，该