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第八章 矿井充水条件 第一节 影响矿井充水的自然因素 矿井充水条件 矿井水：采矿过程中涌入矿井巷道的水称为矿井水。 人们将矿井充水水源、充水通道和影响矿井充水程度等三类因素的综合作用结果称为矿床的充水条件。 矿井充水条件既取决于矿井所处的自然地理、地质和水文地质特征，也取决于矿井建设和生产过程中采矿活动对天然水文地质条件的改变，它是一系列自然因素和人为因素错综复杂的 影响结果。 因此在正确分析和评价矿井充水条件前，应首先了解各种自然因素和人为因素对矿井充水所起的作用。 一、大气降水 二 地形 地形直接影响矿井水的汇集和排泄，它是控制矿井涌水量大小和防治工作难易程度的主要因素之一。 地形影响反映在矿井相对于当地侵蚀基准面的位置。 （一）位于当地侵蚀基准面以上的矿井 （二）位于当地侵蚀基准面以下的矿井 四、 井巷围岩的性质 围岩为含水层时，储存于其中的地下水就会成为矿井充水的水源。 围岩为隔水层时，如果厚度大而稳定，且具有足够的强度，则可起阻止周围的水向矿井充水的作用 松散层中粘土、坚硬岩石中含泥质高的柔性岩石和胶结很好且裂隙、岩溶不发育的岩层，以及经过后期胶结的断层破碎带都可以起到良好的阻水作用。 例如，水体与导水裂隙带之间只要有一定厚度的粘土层或泥质岩层，即可实现安全采煤；当巷道围岩是隔水层时，可阻止含水层或其它水体中的水向矿井渗透；隔水断层和岩浆侵入体可阻止地下水的侧向补给。 需要指出的是，地质剖面中的砂质粘土、粘质砂土、粉砂岩或一些裂隙不发育的坚硬岩层等，其透水性介于含水层与隔水层之间，当其垂向渗透系数较大时，含水层与含水层之间或者充水岩层与井巷之间仍可能通过其产生越流补给，向矿井充水，特别是在上、下含水层水头差很大或水压较大时；隔水岩层的隔水性质不是不变的，粘土或隔水断层在水压作用或长期渗透影响及矿压等人为因素影响下，可由阻水变为导水。 2．隔水岩层的厚度和稳定性 隔水岩层的厚度越大，越能在各种情况下有效地阻止水进入矿井；厚度不大的隔水层或经受不住水压的作用，或在开采活动等人工作用下遭受破坏使阻水能力降低，甚至完全失去阻水能力而导致矿井充水。此外，由于地质作用的复杂多变性，隔水层既可能因变薄、尖灭而形成“天窗”，也可能因断层、陷落柱等破坏其完整性而形成导水通道，使矿井充水。  大多数矿井突水都与地质构造有关。 （一） 褶曲构造 1．褶曲的类型和规模 褶曲的类型决定地下水的储存条件和储存量大小。向斜构造与单斜、背斜相比，易于汇集和储存地下水，常形成蓄水构造或自流盆地。同属向斜构造，其规模愈大，含水层的分布范围愈广，地下水储存量愈丰富，对矿井充水的影响愈大。 2．褶曲伴生裂隙的导水作用 褶曲形成过程中，由于地层的弯曲，常在褶曲的不同部位产生一系列伴生裂隙。 1）平行主应力的横张裂隙导水性强。如徐州新河一井沿NW向主应力方向产生的张裂面与近似SW和NWW方向的两组剪裂面相比较，NW向断裂导水最好，突水点多分布在NW向断裂附近。 2）褶曲轴部，特别是向斜轴部的纵张裂隙常常是底板突水的通道，如峰峰二矿的11个底板大青灰岩突水点中除与断层有关外，向斜轴部的纵张裂隙也有重要的作用（图8-7）。 1．断层对矿井充水的影响 充水重要通道，地下水、地表水，甚至大气降水都可能沿导水断层渗入或涌入矿井。断层对矿井充水的影响表现在三个方面。 1）断层的导水和储水作用。当采掘工作面揭露或接近导水断层时，充水岩层中的水便会沿断层涌入矿井。如山东肥城杨庄矿9101工作面回风巷掘进时，揭露了FI-1断层，奥灰水和徐灰水沿断层涌入矿井，最大涌水量达到4409m3/h（图8-8）。 2）断层缩短了煤层与对盘含水层的距离，当采掘工作揭露或接近断层时突水。 除断层落差外，断层倾角的变缓也会使上盘煤层与下盘含水层之间的距离缩短。如河南焦作冯营矿1301工作面位于断层的上盘，原推测断层倾角为70°，留设37m的断层防水煤柱，煤柱端点距下盘二灰含水层（L2）46m，实际断层面倾角在深部变缓，为55～50°从而使煤柱宽度减为19m，煤柱端点至下盘L2的距离减至36m，因煤柱抗水压能力变弱而使二灰水沿煤柱突出（图8-9）。 3）断层降低岩层的强度。 断层构造的存在，除破坏岩层的完整性外，还显著降低断层附近岩层的强度。由于断层破碎带地段隔水层的强度比正常地段低，断层破碎带及其近旁常是整个隔水岩层最薄弱的地段。钻探和物探资料表明，在某些条件下，隔水层底部的承压水常沿裂隙上升到煤层底板隔水层中的某一高度（甚至沿煤层越过断层），形成承压水大原始导高，使隔水层的有效厚度降低，甚至完全丧失隔水、阻水作用。因此，断裂构造及其近旁是矿井突水最多的部位。据不完全统计，在河北井陉、峰峰和淄博矿区，与断层有关的突水点，分别占