2573 金属与非金属矿山地质与安全.ppt

第三节 矿床水文地质、工程地质 地下水基本知识 （一）含水层与隔水层 透水性的强弱取决于土或岩石中孔隙和裂隙的大小，透水性的强弱以渗透系数K（m/d）或（cm/s）来表示。通常用渗透试验得出其值的大小。在透水性强的岩层中钻进，易发生渗透漏失或涌水。 透水层：能被水透过的岩层 含水层：透水性能好且含地下水的岩层 隔水层：透水性能差的岩层 (相对性) ? （二）地下水分类 按地下水的埋藏条件分类 1、潜水：是位于第一个稳定隔水层以上的含在透水层中、能够自由流动的地下水。其水面是起伏不平的面，称为潜水面。潜水主要由大气降水和地表水补给。多数情况下，补给区与分布区一致。所以潜水的埋藏深度及含水层厚度经常是变化的，而且变化范围较大，其中以气候、地形的影响最为显著。对采矿工作来说，潜水对建井及露天开采的影响较大，对地下开采影响较小。 潜水 特征：潜水直接接受大气降水和比它水位高的地表水的渗入补给区一致；潜水面不承受静水压力； 在重力作用下，由高向底流动，称潜水流；潜水的埋深因地而异，与水位、水量变化有关。 2、承压水（自流水）：是埋藏在两个隔水层之间的透水层中的地下水，其运动受上下隔水层的约束和水压的作用，通常是从补给区流向排泄区。其补给区与分布区不一致，受大气降水变化的影响较小，不易受污染。 特征： A）承压水具有静水压力；B）以侧向补给位主，因此补给区与分布区不一致； C）承压水迳流严格受隔水层控制，其埋藏分布主要取决于地质构造；D）承压水的动态受降水、蒸发、水文等因素影响，但不如潜水显著，水位变化幅度小，一般有滞后性； F）由于有连续的隔水层的覆盖，承压水不易污染； 在承压水区，当断裂或人工打井穿过其上面的隔水层时，承压水即可上涌，如出水口低于水源区，就会出现自流井(泉)。 按含水层空隙性质分类 孔隙水：是指存在于疏松岩层的孔隙中的水； 导水性好 补给充沛 裂隙水：是赋存和运动于基岩裂隙中的地下水； 风化裂隙 成岩裂隙 构造裂隙 岩溶水：是储存和运动于可溶蚀裂隙和溶洞中的地下水； 泉是地下水的天然露头，是地下水的一种重要排泄方式，是蓄水构造水文地质特征的重要表现。 3、上层滞水 埋藏在离地表不深的包气带中局部隔水层之上的重力水。分布局限，水量少，季节性明显。对矿山生产无影响。 矿井水害发生的条件 1、矿井水害形成和发生的条件 矿井水害是指矿山在建设开发工程中，以不同形式、不同源头的水通过各种途径进入矿坑，并给矿山建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。 充水水源 充水通道 充水强度 矿井水 害事故 2、影响矿床含水量的因素： 自然因素： （1）大气降水：是露天矿的直接充水水源；是地下采煤的间接充水水源。 大气降水对矿井 充水强度与涌水量 年降水量； 降水性质； 地形； 煤层埋深； 覆盖岩层的透水性。 （2）地表水和地下水的分布：分布在井田范围或附近的地表水，可能成为矿井充水水源； 地表水的性质和规模； 地表水体与矿井间的充水通道，其随矿井开采方式和采煤方式的不同而变化； （3）岩层的透水性：是矿井的最经常和最主要的充水水源； 多数情况：大气降水、地表水 → 含水层 → 矿井 影响因素 矿井充水含水层的类型 充水含水层厚度与分布 含水层的补给条件与蓄水构造类型 空隙性 富水性 导水性 静水压力 含水层厚度越大、分布越广、储量越丰富、疏干越不易； 向斜轴部——大 静水压力——小 含水层与矿层的关系 矿层下部含水层 矿层上方含水层 ——塌陷情况 距离 遇断层 巷道揭露 断层水对矿井的影响，主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩的隔水性能造成断层带的水涌入井下； 断层水主要特点：其静储量不大，但往往与地表水、高压强含水层沟通，对矿井生产造成巨大威胁； 断层有时使矿层与富水性很强的岩溶水对口相接；或者由于间层的存在碰坏了岩层的完整性，因而降低了岩层的强度，这些常是矿井水文地质条件复杂化； 也有的断层破碎带内充填了许多破碎的柔性岩石（如粘土岩）、矿粉、断层泥等，也可能起隔水作用。因此对断层的透水性质应作具体分析。如果在矿井中有许多条断层，断层的交叉处是最容易发生透水事故的位置，应特别注意。 （4）地形与地质构造 （1）老空水：是古代和近期的采空区及废弃巷道，长期停止排水而积存的地下水。特点： 老窑积水以静储量为主；一旦巷道揭露或巷道与老窑之间的煤岩柱强度小于它的静水压力时，积水倾出，瞬时涌水量大，来势凶猛，具有很大的破坏性，可造成严重事故； 老窑积水与其它水源无联系时，短期突出易于疏干；老窑一般位于浅