煤矿地下水的补给来源有哪些(汛期来了，矿山防水治水工作，不能忽视)

Posted 2023-06-02

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煤矿地下水的补给来源有哪些(汛期来了，矿山防水治水工作，不能忽视)

水害是威胁矿山生产的主要灾害之一。近年来，随着矿山开采深度的加大，河下、海下采矿作业的普遍被采用，矿山防水治水工作越来越在矿山生产中显得重要。

一、矿井水的来源

水进入矿井的过程叫矿井充水。矿井充水的必备条件是必须有水源和充水通道。具备了这两个条件，即能造成矿井充水。矿井水的来源可分为地表水源和

地下水源以及老空积水三类。

（一）地表水源。大气降水、冰雪融化是地表水的主要来源。在开采地形低洼且埋藏较浅的矿体时，地表水容易从井口、低洼地带、旧钻孔或采空区形成的地面塌陷区流入矿井。大气降水有明显的季节性，并与开采深度、地质构造、采矿方法等有关。如果井下巷道有断层、.裂隙、石灰岩溶洞，矿区井田附近的江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天凹地等地表水可能进入井下。

（二）地下水源。地下水是矿井充水最经常最主要的水源。大气降水等地表水也是补给地下水的来源。流入矿井的地下水大致可分两部分，一是静储量，它是岩石孔隙中已存在的水量，只有静水量的矿井涌水，随着不断的排水而不断减少，甚至可能被疏干。二是动储量，即静储量减少后，地表水或其它水流不断补给的水量。若地下水的补给条件好，动储量大，排水量长期不会减少。

地下水按其含水层的空隙性质及其埋藏条件又可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水、潜水和自流水。

孔隙水是存在于岩层孔隙中的地下水，主要是流砂层和砾石层中的水，一般分布在第四纪松散岩层中，也可存在于部分疏松第三纪沉积物和基岩风化壳中。孔隙水多为潜水，对建井，露天开采和浅部开采都有一定的影响。
裂隙水是存在于基岩裂裂隙的水。基岩中的裂隙有原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙。原生裂隙主要出现在某些岩浆岩中；风化裂隙主要分布在基岩浅部；构造裂隙分布广、延伸远，特别是在脆性岩石中比较发育，对矿井充水有一定影响。断层破碎带以及岩浆岩与围岩接触带，有时可存大量地下水，而且成为地表水和地下水流入矿井的通道，尤其是断层破碎带，对矿井采掘工作影响较大。
岩溶水是存生于岩石溶洞中的地下水。在石灰岩和白云岩等可溶性岩层中，都含有岩溶水，它的特点是水量大，运动快，在垂直和水平方向上都具有分布不均匀的特性，有时可形成地下河。在人类生活中它是良好的水源，在矿山生产中则是矿井充水、危害安全生产的重要因素。
潜水是埋藏在地表以下第一个稳定的隔水层以上的地下水。
自流水是充满两个隔水层之间的地下水。当钻孔从地面打穿隔水顶板时，自流水便涌入孔内，并不断上升，直至一定高度保持稳定或喷出地表。这说明自流水具有压力，所以又称承压水。自流水多靠大气降水等地表水、潜水补给。自流水(尤其是岩溶自流水)是威胁矿井生产安全的主要隐患。

（三）老空水。是古代和近期的采空区及废弃巷道，由于长期停止排水而积存的地下水。老空水象是一个个地下水库，一旦巷道揭露或巷道与老窑之间的矿(岩)柱强度小于它的静水压力时，就会象水库大坝垮了一样，突然淹没“下游”，同时伴有硫化氢、二氧化碳、放射性气体和沼气等有毒有害气体涌出。

二、矿井水害

矿井水害是指在矿井基建和矿床开采的过程中，由于开采工作引起岩层的移动、破坏，产生与水源相通的裂缝。掘进井巷时，穿透含水层或溶洞。加上矿床水文地质资料掌握不详或测量错误，盲目施工而穿透积水旧巷，井巷出口位于洪水水位以下和地表水、雨雪水通过各种渗漏通道进入井下等原因，造成矿井积水、涌水。当水量超过矿井企常排水能力时，则酿成水患。

矿井水害有透水、涌水、突水三种。常见的水害有:

(一)开采江、河、湖泊、水库地表水影响范围内的矿脉(或煤层)时，以及雨季洪水暴发水位高出拦洪堤坝或冲毁井口围堤时，水直接灌入矿井。

(二)井筒在冲积层或经含水层中开凿时，如果事先不进行处理，就会涌水，特别是从砂砾层、水砂层一齐涌出时，可造成井壁塌陷、沉陷、井架偏斜。

(三)在顶板破碎的煤层(矿林)中掘进巷道，因放炮或支护不好发生冒顶，或回采工作面上方防水岩柱尺寸不够，当冒落高度和导水裂缝与湖泊河流等地表水或强含水层沟通时，便会造成透水。

(四)巷道掘进与断层另一盘强含水层打通，就会造成突水。若断层带岩石破碎，各种破碎面或石灰岩裂隙溶洞较发育，突水威胁就更大。

(五)由干隔水岩(煤)柱的抗压强度抵杭不住静水压力和矿山压力的共同作用，巷道掘进后经过一段时间的变形，引起底板承压水突然涌出。

(六)石灰岩溶洞塌落形成的陷落柱内部岩石破坏，往往构成岩溶水的垂直通道。当巷道与它掘通时，’几个含水层的水同时大量涌出，造成淹井。

(七)勘探钻孔封孔质量不好，成为各水体之间垂直联系的通道。当巷道或采场与这些钻孔相遇时，地表水或地下水就会经钻孔进入矿中，造成涌水。

(八)回采工作面或巷道遇到老空或旧巷道的积水区时，会在很短时间里涌出大量的水。

发生矿井水害的根本原因可以归纳如下几点：

(一)矿区和矿井水文地质情况不清，勘探不足，未认真进行调查测定，缺乏必要的图纸资料。

(二)采掘工程接近积水空区、充水断层、含水层等地带时，不执行探水放水规定，盲目施工。

(三)乱采乱挖破坏了防水煤柱和岩柱，或井巷布置在接近强含水层等水源地带。施工后在矿山压力和水压的共同作用下，发生顶底板透水。

(四)积水地带位置测量错误、资料不全，或巷道掘进方向偏离探水钻孔的方向，结果巷道与积水地带掘透。

(五)井下水泵房水仓容积或水泵设计排水能力偏小，不能应付大量涌水，或水仓泥砂沉积过量，容积减少，造成涌水淹井。(六)井下未构筑防水墙、防水闸门或防水构筑物失效。

井下发生水害之前，一般出现一些异常现象。这种现象称之为透水兆、大致有以下几种：

(一)巷道壁或煤壁结露，俗称“拉汗”。

(二)工作面温度下降，产生雾气或煤层变冷。

(三)煤层发潮、发暗，失去光泽。

(四)从积水区通过裂隙漏入工作面的沼气、二氧化碳、硫化红等有害气体增加。

(五)矿山压力加大、淋水现象严重，或底板鼓起并有渗水。

(六)出现压力水流，表明距离水源较近，或矿体有水挤出并产生“嘶嘶”声，有时尚能听到空洞泄水声。

(七)采场或巷道壁“拄红”，水的酸度大，水味发涩并有臭鸡蛋味。

三、矿山防水治水

《矿山安全条例》有关条款对矿山防水作了明确规定。矿山防水治水主要是利用各种方法杜绝或减少水流入矿中，措施分地表防水和井下防水治水两个方

面。

(一)地表防水。是指在地面修筑防水工程。主要措施有:

1.慎重选择工业广场及坑口位置。井口和工业广场内主要建筑物、地面设施的标高应高出当地历年最高洪水位，若受地形限制应采取补救措施。

2.河流改道。井田范围内的河流、湖泊、沟渠应尽可能疏千，或将河流引出矿区。如果改道困难，也可将井田内河道取直，以尽量减少渗透通道和矿柱损

失。

3.在河流不能改道时，铺设不透水人工河床，或局部填塞裂隙，以制止河水漏失。

4.挖排水沟。通常在井田外缘或漏水区的上方迎水流方向修筑排水沟，将水引出井田。

5.填塞漏水通道。地面洼地、塌陷裂缝、基岩裂隙、溶洞、废弃钻孔、古井等，都可能成为地表水直接或间接流入井下的通道。因此，必须采取防止积水的措施。对于面积不大的洼地、塌陷区，可用粘土填平夯实，并使之高出地面;对面积较大的洼地则应采取疏干排水措施。在雨季汛期之前，应注意防汛检查。

(二)井下防水治水。防治矿井水害采取“以防为主，防治结合”的原则。通常情况下，井下多采用防、排、探、放、截、堵等综合方法。不管采取什么办法，首先必须做好矿井地质工作和水文观测工作，其中以弄清老窿、冲击层厚度、断层和裂隙、矿井的含水层、隔水层、钻孔等情况为重点，然后针对具体情况，选择采取以下措施。

井下探水。为了进一步探明水文情况，确切掌握水源位置和距离，在采掘工作之前，需要探水。边看边掘是预防透水的重要措施。具体讲，在掘进接近
含水的断层、流砂层、砾石层、溶洞或陷落柱时，以及接近与地表水体或与钻孔相通的地质破碎带、积水的老窿、旧巷和灌过泥浆的采空区，必须探水前进。采用边探边掘的方法时，必须使钻孔深度超前于巷道掘进距离，使工作面前方经常有不小于20米的保护矿柱。在薄矿体内可适当缩短距离，但一般不得小于5米;岩石中的探水钻孔则需超前5-10米。钻孔的深度一般为40米左右。
疏干。即把含水层中的水位降到生产工作面标高以下，或有计划地将水源和水部分或全部疏出，从而彻底消除在采掘过程中涌水的可能性。疏干是矿井防水最积极、最有效的措施，根据不同情况可采用地面预先疏千、钻孔疏干和巷道疏干三种形式。
截水。为了使井下局部涌水不致危及其它地区，需要永久或暂时截住水源，将开采区与水源隔离。截水措施有构筑防水闸墙、防水闸门和留防水矿柱等方法。
堵水。一般采用注浆法，就是将水泥桨或化学浆压入地层空隙，浆液在空隙中扩散、凝固、硬化;最后起到堵拦地下水源或加固岩层的作用。
水不仅对矿山造成直接危害，还是产生滑坡的主要因素之一。为了减轻或消徐水对边坡岩体的影响，可同样采用上述措施排除地表和地下水。

四、井下水害的处理

一旦井下发生水害事故，在场者或最先知情者应立即向上级报告，同时组织并下人员迅速撤退。人员必须按熟悉的避灾路线或朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。预先设计的避灾路线必须与地面相通。

处理水害，必须了解水害地点、性质、涌水量、静止水位、影响范围、补给水源以及有影响的地面水体，同时还要了解事故前人员分布情况，矿井中有生存条件的地点及进入该地点的可能通道，以便迅速组织抢救。根据所了解的积水量、涌水量，组织强排，并采用堵塞和灌浆堵水的办法切断补给水源，抑制井下涌水;抢救过程中要加强通风，切断井下电源；排水后立即侦察灾区，寻找遇谁人员和搬运设备。

救出伤员时，要防止突然改变伤员已适应的环境和生存条件，避免造成不应有的伤亡。