煤矿地质学6矿井水.ppt

第六章 矿井水 矿井水是在煤矿生产过程中，流入或渗入井筒、井下巷道和工作面的大气降水、地表水、地下水和老窑积水的总称。 矿井水常常会给采掘工作带来许多不利的影响。如:矿井水会使工作环境恶化；影响生产效率及矿工的身体健康等等。尤其是矿井突透水危害更大，往往造成矿井的局部或全部淹没。因此为了有效地防治矿井水，经济合理地开发煤炭资源，必须了解矿井水的相关知识。 第一节 地下水的基本知识 一、自然界中水的循环 二 、地下水的物理性质及化学成分 （一）地下水物理性质 1、温度：地下水的温度与埋藏深度有关 2、颜色：决定与地下水化学成分与所含悬浮物质，地 下水无色，含有某些化学成分或悬浮杂质时呈现不同的 颜色。 3、透明度：决定于固体和胶体悬浮物含量。 4、气味：取决于水中化学成分和有机质。 5、味：取决于水中化学成分。 6、比重：决定于水中所含盐分的多少。 （二）地下水化学成分 1、地下水中的主要化学成分： 1）离子状态：H+Na+K+Mg+NH4+等阳离子；OH-、SO4=、HCO3-、 CO3-等阴离子。 2） 化合物状态：FeO3、Al2O3等。 3）气体状态：N2、CO2、O2、CH4、H2S等。 4）地下水中分布最广的7种离子：Cl-、SO4=、HCO3-、Na+、K+、 Ca ++、Mg++ 2、地下水的化学性质： 1）PH值：地下水按PH值划分： 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水 饮用水 5 5--7 7 7--9 9 6.5—8.5 2）侵蚀性 主要是指水对碳酸盐类物质（如石灰岩、混凝土）的侵蚀能力。分为碳酸性侵蚀、硫酸性侵蚀及镁化性侵蚀。 3）总矿化度 地下水所含各种离子、分子和化合物的总量，简称矿化度。 4）水的硬度 地下水的硬度大小，主要取决于地下水中Ca2+和Mg2+的含量。 地下水按总硬度划分：（毫克当量/升） 极软水 软水 微硬水（弱） 硬水 极硬水 1.5 1.5—3 3—6 6—9 9 三、水在岩石中存在的组成 气态水：气态水即水蒸汽，它和空气一起分布于包气带岩石空隙中。 结合水：由于静电引力作用而吸附在岩石颗粒上的水叫结合水。其中最靠近颗粒表面、受静电引力最大的那部分结合水称强结合水，其外层受静电引力较小的叫弱结合水。 毛细水：充满于岩石毛细空隙中的水，毛细水可传递静水压力，有一般水的特点，可被植物吸收 重力水：岩石空隙全部被充满、在重力作用下运动的液态水称为重力水。重力水是水文地质学研究的主要对象，也是能利用的主要部分，重力水在运动时有层流和紊流两种形式。 固态水：当岩石的温度低于零度时。 四、含水层、隔水层、透水层 含水层：能透过水并给出相当数量水的岩层。 隔水层：不能透过并不能给水或只能透过与给出极少量水的岩层。指标：渗透系数小于0.001m/d 含水层形成的条件 岩层具有储存重力水的空间（孔隙、裂隙、溶隙） 具备储存地下水的地质结构（透水-含水-隔水、隔水-含水-隔水） 具有充足的补给水源 自然界中也有一些岩石，其裂隙、岩溶等较发育，能透水，但不含重力水，把这类只能透水单不含重力水的岩层称为透水层 五、地下水的分类 （一）按埋藏条件分类 分为上层滞水、潜水、层间水 1、上层滞水：是埋藏在离地表不深，包气带中局部隔水层之上的重力水。 特点：一般分布不广，呈季节性变化，雨季出现，旱季消失，其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。 利用及危害情况：只能作小型或暂时性供水水源，对矿山建设无影响 2.潜水 潜水是埋藏在地表以下，第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。 相关的概念： 潜水面：潜水的上表面是一个自由水面，称为潜水面 含水层：从潜水面至隔水层之间、充满重力水的部分称为含水层。 含水层的厚度(h)：潜水面至隔水层的距离称为含水层的厚度 埋深(h1)：地表到潜水面之间的距离称为潜水的埋深 潜水位(H)：潜水面上任意一点的绝对标高，称为潜水位 潜水的主要特征 潜水的分布区与补给区是一致的 潜水是无压水 潜水的水量、水位、水质等动态变化与气象因素的关系密切 潜水始终是由高水位向低水位不断地至运动 等水位线图，即潜水面等高线图做法：根据潜水面上标高相同的点连接而成的 应用 确定水流方向 确定潜水面的水力坡度 判断地表水与潜水的相互补给关系确定潜水埋藏深度 推断含水层岩性或厚度的变化 3.层间水 埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。分为无压层间水和承压水 无压层间水：两个隔水层间的含水层未被重力水充满，仍具有自由水面而不承受压力