矿井水地质类型划分及防治

精选文件水文地质学读书报告主题：矿井水地质类型的划分和防治任课老师：刘忠保名字：宋晨班级：地质21503班学号： 201500780时间：2018年4月25日目录1 .矿井水文地质介绍22 .矿井水文地质类型区分43 .坑道充水水源64 .坑道的充水程度75 .矿井水灾类型和对策86 .预防和治疗的主要措施137 .结语14矿井水地质类型的划分与防治摘要：矿井水是日常生活中不可接触的词语，但矿井水灾是威胁安全生产的重要灾害类型，分析研究矿井水害的原因对矿山水害的防治具有重要意义，不仅关系到广泛采掘者的生命安全，还关系到国家的经济稳定和发展，因此能有效减少或消除矿山水害事故关键词：矿山水害防治矿井水灾是影响采矿企业安全生产的主要灾害之一，一旦发生矿井水灾，不仅影响各采矿工作面的安全施工，还会造成死伤者、设备损坏、淹没矿山和采矿区，危害很严重。 为了确保矿山的安全生产，分析研究了矿山灾害的发生原因，根据矿山实际情况，采取有利措施，不断加强防水技术研究和科技难关，普及预防矿山灾害的新技术、新装置和新技术，提高了预防矿山灾害的工作1 .矿井水文地质介绍1、矿井水文地质：矿井水文地质是研究矿井建设和生产过程中的水文地质条件和矿井水处理方法的地质工作。2 .矿井水：在矿井的开拓、开采过程中，侵入、滴下、流入、崩溃的水源的水统称为矿井水。3 .坑道水灾：坑道在建设和生产过程中，地面的水和地下水通过各种通道流入坑道，如果坑道的泉水超过正常的排水能力，就变成坑道水灾。4 .矿井水灾：影响生产，威胁开采工作面和矿山安全，增加吨煤成本，淹没一部分或全部矿山的矿井水，都被称为矿井水灾。5 .地下水：地下水是指地面以下岩石间隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和带水层的水。 根据国家标准水文地质术语 (GB/T 14157-93 )，地下水是指埋藏在地表下的各种形式的重力水。6 .地下水的分类：根据地下埋藏条件，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三类。(1)上层滞水是通过局部挡水作用，使渗透到下层岩石裂缝和堆积层的大气降水滞留的蓄水体。(2)潜水是埋藏在地表下第一个稳定隔水层的地下水，通常能看到的地下水多为潜水。 地下水流出地面就形成泉水。(3)承压水(自流水)被深埋，是存在于2个遮水层之间的地下水。 这种地下水多具有大的水压，特别是上下两个隔水层倾斜的情况下，隔层中的水体必须承受更大的水压。 井和钻头通过上层顶板时，强压力使水体喷出，形成自流。7 .地表水进入井下有各种方法。(1)地表水通过第四纪松散的沙、砾层和岩盘探出头来，首先补给地下水，在一定条件下进入巷道。(2)地表水构造破碎带和枯井直接压溃人的地下。(3)洪水期，洪水会通过地势较低的井，或冲破堤坝直接流入井下。(4)在水体下采煤时，煤层开采后，顶板岩层塌陷断裂，地表水可沿该导水断裂带进入井下。二.矿井水文地质类型划分为了正确地进行煤矿水的防治工作，从矿区水文地质条件和井巷充水的特点出发，判断矿山及其周围是否存在古老的空积水，矿山被开采破坏或影响的含水层性质和富水性和补给条件，矿井泉水和突水分布规律和水量的大小，煤矿开采受到水灾威胁的程度和水的防治分类分类的根据简单中等程度复杂极其复杂开采破坏或受到影响的含水层含水层性质及补给条件受开采破坏和影响的细孔、裂缝、岩溶含水层，补给条件差，补给源少或极少。开采破坏和影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层、补给条件一般，有一定的补给水源。受开采破坏和影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾含水层、旧空水、地表水，其补给条件很好，补给水源丰富。受到开采破坏和影响的是岩溶含水层、旧空水、地表水，其补给条件非常好，补给源极为丰富，地表排水条件差。单位涌水量q(L/s.m )q0.10.1q1.01.0q5.0q5.0坑道和周边的古老的天空的水分布情况旧水没有积存。存在少量旧的空积水，位置、范围、积水量很清楚。存在少量旧的空积水，位置、范围、积水量不明。存在很多旧的空积水，位置、范围、积水量不明。矿井涌水量(m3/h )年平均Q1年最大Q2Q1180(西北部Q190 )Q2300(西北地区Q2210 )180Q1600(西北地区90Q1180 )300Q21200(西北地区210Q2600 )600Q12100(西北部180Q11200 )1200Q23000(西北地区600Q22100 )Q12100(西北部Q11200 )Q23000(西北地区Q22100 )突水量Q3(m3/h )没有Q3600600Q31800Q31800开采遭受水灾影响的程度开采工程不受水灾的影响矿井有突然的水，开采工程受到水灾的影响，但不威胁坑道的安全矿井里有突水，开采工程和坑道的安全受到水灾的威胁矿井突水频繁，开采工程、矿井安全受到水灾严重威胁水的防治工作难易度水的防治很简单水的防治可以简单或容易地进行预防水的工程量大，难易度高防水工程量多，难易度高注：1.单位涌水量以井田的主要充水含水层中有代表性的为基准。2 .单位涌水量q、坑道涌水量Q1、Q2和坑道突水量Q3中，以最大值作为分类依据。3 .当同一井田煤层多，水文地质条件变化大时，应分煤层进行矿井水文地质类型的划分。煤矿根据本规定的要求确定矿山的水文地质类型，提出类型划分报告，由企业总技术人员审定。1、水文地质简单(1、开头区被粘土类土层复盖)。 2、断层切断封闭3、地表排水条件良好4、属于深部井田5、当地侵蚀基准面以上进行开采6、属于高原山地的背斜正地形、煤层底部的灰岩不露出7、煤层离顶板上下含水层丰富的距离大)。二、水文地质中度(开采破坏和受影响的孔隙裂缝、溶隙含水层补给条件一般，有一定的补给水源)。三、水文地质复杂(1受开采破坏和影响的主要是灰岩溶间隙溶洞含水层、厚层砂砾含水层(煤层直接顶底板为含水砂层)，其补给条件很好，补给水源丰富。 2没有进行水文地质调查，存在古老的窑坑，资料不整合和技术改革。 (请参见。)四、水文地质极其复杂(受到开采破坏和影响的是岩溶含水层，其补给条件非常好，补给水源极为丰富)。 1、矿井经常直接或间接接受煤层顶部灰岩溶洞溶隙高压富水水层突水威胁2、灰岩头角分布范围广、河溪发达、山塘水库多3、高原山地斜正地形矿区灰岩岩溶特别发达，多形成暗河系统和汇水封闭洼地)。矿井水文地质类型一般每35年重新确定一次，但在发生重大突水事故后(突水量首次达到300m3/h以上或死亡3人以上)必须在一年内重新确定矿井水文地质类型。三.向坑道中注入水的水源1坑道充水水源：坑道充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和旧积水。 地表的水又分为河水、湖水和海水。 地下水中还包括岩溶裂隙水、砂岩裂隙水、第四纪松散沉积层潜水。2 .充水渠道：矿井水的充水渠道是指连接充水水源和矿井之间的流水渠道。 它是矿井充水要素中最重要的因素，很多坑道的突水灾害是因为不知道坑道的充水途径。 充水渠道主要有：结构断裂、顶板塌陷、底板破坏、封闭不良钻头、陷落柱等。3 .充水强度：有一定的充水水源和特殊的充水途径，也确定了相应的充水强度。 因此，矿井水灾的主要因素是进水水源和进水途径。4 .其他矿井水灾发生的条件：除突水以外，矿井水灾的发生条件除上述因素外，还与煤层质量和围岩成分有关，还有采矿设备、采矿技术等因素。4 .矿山的充水程度矿井充水程度是指地下水流入矿井内的水量的多少，用于反映矿井水文地质条件的复杂性。 生产矿山常用的含水系数或坑道涌水量两个指标代表坑道的充水程度，基础建设矿山的充水程度代表坑道涌水量。1、含水系数含水系数也称为富水系数，与生产矿山在某一时期排出的水量Q(m3 )相同一段时期煤炭产量P(t )的比率。 也就是说，每次在矿井中开采1t煤，都需要从矿井中排出的水量。 含水系数KB(m3/t )的计算公式是KB=Q/P根据含水系数的大小，将矿井充水的程度分为以下四个阶段(1)充水性弱的矿山： KB 2 m3/t；(2)充水性中等矿井： KB=25 m3/t；(3)充水性强的矿山： KB=50 m3/t(4)充水性非常强的矿山： KB 10 m3/t。2 .矿井涌水量矿井涌水量是指单位时间内流入坑道的水量，用符号q表示，单位为m3/d、m3/h、m3/min。根据涌水量的大小，坑道分为以下四个阶段(1)涌水量小的矿山： Q 2 m3/min；(2)涌水量中等的坑道： Q=25 m3/min；(3)涌水量大的矿山： Q=515 m3/min；(4)涌水量极大的矿山： Q 15 m3/min。3 .矿井突水点突水量等级划分矿井突水突水量的大小不同，对矿井的危害程度也不同。根据我国矿井突水情况，1984年5月，煤炭工业部对矿井突水点的突水量进行了分级。 等级标准如下：(1)小突水点涌水量： Q1m3/min；(2)中度突水点涌水量：1 m3/min Q 10 m3/min；(3)大突水点涌水量： 10 m3/min Q30 m3/min；(4)特大突水点涌水量： Q 30m3/min。5 .矿山的水灾类型和维修措施1 .矿井水灾类型划分突水水源别：(1)地表水水灾(2)松散层(冲积层)水灾(3)砂岩裂缝水灾(4)薄层灰岩水灾(5)厚层灰岩水灾(6)老空水(老窑水)水灾2 .用水进入矿井的方法分开(1)井巷的突水(无法预见) (2)正常坑道的泉水(可以预见) (3)顶板的浸水(4)井筒漏水(5)地表水逆流(崩塌入)3 .其他分类类型：矿井突水可分为有开采工作阶段，有挖掘突水和回采突水阶段(1)根据突水点和开采煤层所在的相对位置，可以分为顶板突水、底板突水(2)根据冲水对挖掘工程的进行时间，可以分为即时冲水和迟缓冲水(3)根据突水点水量的大小，分为小型突水(Q=60m3/h600m3/h )、大型突水(Q=600m3/h1800m3/h )和特大突水(Q1800m3/h )。4 .矿山水害的形成条件(1)断裂构造(断层):断层是填充矿井水的重要通道，连地下水、地表水、大气降水都可能沿着导水断层侵入或侵入矿井。(2)岩溶陷落柱：岩溶陷落柱由于埋伏在煤系地层下的奥陶系灰岩顶部的岩溶发育，经常形成巨大的溶洞，失去上霸地层的支撑，在重力的作用下崩溃。(3)构造裂缝和地震裂缝：构造裂缝：成岩或构造活动中形成的导水缝隙(天然导水缝隙)。 l地震裂缝：现代地震活动新产生的裂缝。(4)开采导水裂缝带：煤层开采后，采区的围岩应力状态发生变化，顶板、底板被破坏，开采场周围形成了破坏带和人工充水通道。(5)导水钻头：没有封孔或封孔，但不要求质量的钻头是连接煤层上部或下部带水层的导水钻头。2 .防止地下水灾害(1)采空区积水水灾的分析和预防采空区是指多年开采的旧矿山本身的旧胡同、旧窑，或靠近矿山的旧胡同、旧窑。 从生产矿山的角度来说，根据矿山的开拓时间和采区形成时间的前后关系，可以把采区分为两种。 正常采矿时形成的采空区和传统的旧窑采空区。 根据煤层的赋存条件，矿井开采过程中一定会形成地下空间，并且这些地下空间的地方一定会暴露和接近一些含水层，如果这些地下空间的位置低于含水层水位，一定会受到一定的静水压。 然后煤层开采后，在这些地下空间的地方形成了开采区，进而工作面上的霸岩层破坏移动，形成了裂缝带和落带岩层，含水层水体泄漏侵入开采区，影响矿山的正常生产。 采空区积水的防治，第一，可以从充分掌握采空区旧巷、老窑的积水情况，在井田开拓的过程中明确记录该采空区的相关数据，同时将该积水情况正确地记录在矿山的积水图中开始。 第二，访问积水，形成矿山安全生产区域。(2)地表水引起的水灾和预防地表水是指湖、海、江、川、季节性的大气降水和水库等地面水体。 地表水对坑道的危害，是地表水直接流入坑道生活区、工业现场及坑道井筒，影响了地表生活、生产。 例如，地表水直接流入矿井井筒，影响了矿井生产活动的正常运行，地表水通过地面塌陷区、煤层崛起地区及岩石风化而无法与破碎地区一体粘结的各开口和裂缝等通道