武强煤矿水害防治理论与技术-国家安全生产监督管理总局.ppt

煤矿水害防治理论与技术　　　　　 武 强　　 国际水文地质学家协会（IAH）中国国家委员会 副主席　　　国家安全生产专家组 成员　　　国家煤监局”水害防治”专家组 组长　　　 010 wuq@cumtb.edu.cn 中国矿业大学（ 北京) 水害防治与水资源研究所;第一节 我国煤矿水害类型及分布;第二节 矿床充水条件分析 ; ; 1.点状岩溶陷落柱通道 岩溶陷落柱在我国北方较为发育，在地下水的长期物理和化学作用下, 中奥陶统灰岩形成了大量的古喀斯特空洞, 在上覆岩层和矿层的重力作用下, 空洞溃塌并被上覆岩层下陷填实，被下塌的破碎岩块所充填的柱状岩溶陷落柱像一导水管道沟通了煤系充水含水层中地下水与中奥陶统灰岩水的联系, 特别位于富水带上的岩溶陷落柱, 可造成不同充水含水层组中地下水的密切水力联系。岩溶陷落柱的地表特征比较明显, 特别在基岩裸露区更为明显。 ; 2.线状断裂(裂隙)带通道 断裂带是否能够成为充水通道主要取决于断裂带性质和矿床开采时人为采矿活动方式与强度。这里重点分析断裂带的性质，后面问题在充水人为因素部份讲述。 ; 3 窄条状隐伏露头通道 在我国大部分煤矿山, 煤系薄层灰岩含水层和中厚层砂岩裂隙含水层以及巨厚层的碳酸盐岩含水层多呈窄条状的隐伏露头形式与上覆第四系松散沉积物不整合接触. 影响隐伏露头部位多层充水含水层组地下水垂向间水力交替的因素主要有两个.;; 二 矿床充水的人为条件 （一）人为充水水源 1.袭夺水 由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源。袭夺水源存在下列几种情况；①位于矿床地下水排泄区的泉水；②位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；③位于矿床地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；④相邻水文地质单元地下水。 2.老窑水 老窑水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点： ①老窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；②老窖水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的腐蚀性。③老窑突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。 ;（二） 充水人为通道 矿坑充水人为通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干塌陷带和封孔质量不佳钻孔等。 1.顶板冒落裂隙带 采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带是矿坑充水的人为通道，其特点如下：①当冒落裂隙带发育高度达到顶板充水岩层时，矿坑涌水量将有显著增加，当未能达到顶板充水岩层时，矿坑涌水无明显变化；②当顶板冒落裂隙带发育高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加，同时常伴有井下涌砂现象。 ; 2.地面岩溶疏干塌陷带 随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试验和疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑充入矿井。有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。 ; ; ; （一） 一般预兆 （1）煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹； （2）工作面气温降低，或出现雾气及硫化氢气味； （3）有时可闻到水的“嘶嘶”声； （4）矿压增大，发生片帮冒顶及底臌。 （二） 工作面底板灰岩含水层突水预兆 （1）工作面压力增大，底板臌起，底臌量可达500mm以上； （2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大； （3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清； （4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有“嘶嘶” 或刺耳水声；（5）底板发生“底爆”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。 ; ; ;; 当突水量增大到不能采用水沟测量时，可选用大巷中较为平直的一段，测量大巷内的水流量，其方法与在水沟内测量相同。 采用浮标法测定水量时，系数K可按表7-3-1选择：;;;;