防治水基础知识讲座..doc

第一讲、基本概念 1、含水层：含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。如砂岩含水层、灰岩含水层。 2、隔水层：隔水层是指不能透过并给出水，或透过和给出不的数量微不足道的岩层。泥岩隔水层、致密粘土层或页岩等。 3、断层：是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造。断层在地壳中广泛发育，是地壳中最重要的构造之一。断层种类又分为正断层、逆断层和平逆断层。其产状要素主要为走向、倾向、倾角、落差。 4、陷落柱：在地下水的长期物理和化学作用下，厚层灰岩形成了大量的喀斯特空洞（溶洞），在上覆岩层和矿层的长期重力作用下，空洞溃塌，并被上覆岩层下陷填实，下塌破碎岩块所充填的柱状陷落体一般呈垂向上的柱状构造，故称作陷落柱。按导水性质又分为导水陷落柱和不导水陷落柱。郑州矿区至今还没有发现有陷落柱发育。 5、带压开采（斯辽夫公式）：凡采掘活动在底板承压水水位以下的采掘均叫带（水）压开采。 6、水文长观孔（作用意义）：用于对特定含水层进行抽水试验以取得含水层主要水文地质参数和长期监测地下含水层水位的地质钻孔。意义： 7、“上三带”和“下三带”： 上三带：冒落带、裂隙带和整体下移带；（经验公式） 下三带：采动破坏带、完整带、原始裂隙导水带。（突水系数法Ts） 8、 “三软”煤层及其成因 郑州矿区“三软”是指:二1煤层顶板岩石软、煤层软、煤层底板岩石软。 其形成原因是因为郑州矿区位于强构造带上，历史上受到多次构造运动的影响，由于煤层及其顶、底板岩石受到来自各个方向上的构造应力和反复挤压、揉搓，而使其变得较为破碎、柔软、裂隙发育，而形成所谓的“三软”。 第二讲 矿井水灾防治 煤矿水害是与瓦斯、火灾、粉尘、动力地质灾害并列的矿山建设与生产过程中的五大安全灾害之一。长期以来，因为煤矿水害带来的经济损失和人身伤亡极为惨重。特别是近年来，随着煤炭工业的迅速发展，煤矿开采深度和开采强度不断增加，矿井采掘速度与机械化程度明显提高，这种高产高效的生产管理方式对防治水害安全技术的要求也越来越高。因此，探索、应用和推广适应新的矿井采掘条件下的水害防治技术与方法，对于体现以人为本理念、实现安全高效生产具有重要意义。 第一节 矿井水害类型 造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老窑水。地下水按储水空隙征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。因为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以某一种水源为主命名的，一般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大水害。 1．地表水水害 水源是大气降水、地表水体（江河、湖泊、水库、坑塘、泥石流）。水源通过井口、采后冒裂带、岩溶塌陷坑、断层带及封闭不良钻孔充水或导水进入矿井。 2．老窑水水害 水源是老窑、小窑采空区及废巷空区积水。一般叫“死水”，以静储量为主，但具有一定的静水压力。当巷道接近或遇到老窑积水区时，往往在短时间内涌出大量老窑水，来势凶猛，持续时间短，有害气体含量高，具有很大的破坏性，常造成恶性事故。有时小窑或废弃井巷与地表或其它含水体有水力联系时也可持续较长时间，并且很难疏干。 3．孔隙水水害 水源是第三系、第四系松散层中的孔隙水。当煤层被第四系松散含水层的流砂层、砂层、砂砾层、卵石层所覆盖，在开采第一水平时，煤岩柱留得不够，往往是冒落带直接进入松散层，或是松散层底部存在富水含水层时，开采前水文地质情况不清，没有按含水层下回采条件留设煤柱，回采后水、砂或泥溃入井下；或超限出煤，破坏煤岩柱或在煤岩柱中开拓巷道，破坏了隔水煤岩柱的完整性，年久渗水，冒顶坍塌，使冲积层水或流砂、流泥溃入井下，淤塞巷道甚至造成淹井。 4．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纪山西组煤层和侏罗纪的煤层中。这些煤层顶部常有厚层砂岩和砾岩，其中裂隙发育，如上覆第四纪冲积层和下伏奥陶系含水层有水力联系时，可导致大突水事故。若砂岩层缺乏补给水源时，则涌水很快变小甚至疏干。 5．薄层灰岩岩溶水害 水源主要是华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水。一般情况下，这些含水层是可以疏干的，但是，当这些薄层灰岩含水层与地表水体发生水力联系时或被地质构造切割，造成垂向导水通道和横向与厚层灰岩含水层对接水力联系时，这些含水层的富水性便增加。因此，在具有强水源补给和接近导水通道的部位，常发生较大灾害性突水事故。 第二节 矿井充水条件分析 充水水源和导水通道是构成矿井充水不可缺少的两个方面。没有水源就不存在矿井充水，有了水源而没有有利的渗透通道，矿井也不会强烈充水。其它因素只能影响充水强度。矿井充水水源和涌水通道二者综合作用，称为矿井充水条件。 矿床充水条件可分为天然充水条件和人为充水条件两大类。 一、矿床充水的天然条件 （一）天然充水水源 矿床天然充水水源主要可分为大气降水、