1.3矿床水文地质报告

矿山水文地质矿山水害是指矿山在建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过某种途径进入矿坑，并给矿山建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。并不是所有的矿山都存在水害，矿山水害的形成和发生是建立在特定的环境和条件之上的。每当提及矿山水害问题时，必须涉及3个方面的问题:充水水源是否存在，如果存在，有何特征?充水途径是否存在，如果存在，属何种类型?充水强度如何，矿井一旦充水会带来怎样的后果?上述3个方面问题的存在与否，决定了矿山水害产生的条件存在与否;对这3个问题的回答，是矿床水文地质条件勘探的中心任务。一、我国矿井水害概况及存在的问题和防治的重要性

（一）我国矿井水害的概况及其防治的重要性我国矿井水文地质条件是世界上最复杂的国家之一。矿井水害的形式也是非常多样、水害的存在范围也是非常广泛。以矿井来说，从地面到井下都存在着水害发生和水害防治问题，如：在山前的矿井要防山洪倒灌；在平原隐伏煤田的矿井除了预防井口位置低洼防河湖洪水倒灌外，还要预防第四纪松散含水层第三纪未膠结好的“红层”含水层。有时它们与地表水体或基岩含水层连通，有补给关系，如果开采塌陷裂隙与其沟通则不仅水会涌入矿井，而且大量泥沙（流砂）也随水溃入矿井。特别在江河湖海等大型地表水体下采煤更要特别小心，一旦发生洪水，其结果将不堪想像。再往下是煤系地层顶板含水层，（有的是以裂隙水为主的含水层，有的是以岩溶一裂隙为主的岩溶一裂隙含水层，其中，有的与其上的松散含水层，甚至地表水体有水力联系）煤系回采揭露，轻者含水涌出，造成工作条件恶化，排水量增大，重者当裂隙（断层附近）或岩溶发育时，大量涌水，排水不及，冲垮工作面，甚至淹井，其严重后果也不容忽视。除此，在老矿区，多分布许多老窑（有的是古窑，有的是近期自己开挖的老采区）其中大都积水，若不查探其分布位置，一旦采掘工程揭露，不管其积水体积多大，则其涌出来势凶猛，并夹杂有害气体，最易伤人，因此要千万小心。再往下就是煤层底板以下的岩溶含水层，由于底板隔水层薄、阻水强度不够或采深较大、承压水水压过高或断层构造导通或有岩溶陷落柱等因素，使底板以下的岩溶含水层水（其一般岩溶发育、厚度大、水压高、含水丰富）突入矿井，由于水量太大，往往因其超过矿井排水能力而导致淹井，其损失非常惨重。矿井底板突水灾害一直是制约煤炭生产的重大灾害之一。在我国华北型石炭二叠纪煤田，煤系基底为奥陶系石灰岩，岩溶发育，富水性强。而华南晚二叠系煤田，其煤系顶底板都富含灰岩岩溶水。这些区域的矿井在开采过程中都不同程度地受到岩溶承压水的威胁。而且，随着开采水平的延伸和开采范围的扩大，这种威胁越来越严重。(二)我国水灾的类型及特点1、老窑积水透水水害所谓老窑水，是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水、矿井周围缺乏准确测绘资料的乱掘小窑积水或矿井本身自掘的废巷老塘水。这种水贮集在采空区或与采空区相联的煤岩或岩石巷道内，水体的几何形状极不规则，不断推进的生产矿井采掘工程与这种水体的空间关系错综复杂，难以分析判断。而这种水体又十分集中，压力传递迅速，其流动与地表水流相同，不同于含水层中地下水的渗透。采掘工程一旦意外接近便可突然溃出，发生通常所说的“透水”事故。事实表明，即使只有几立方米的这种积水，一旦溃出，也可能造成人员伤亡事故。水量较大的老窑积水则可毁矿伤人。这种水体不但存在于地下水资源丰富的矿区，也可能存在于干旱贫水的煤矿区，是煤矿生产普遍存在的一种水害。

2、地表山洪水害

在有地表水体分布的地区，如长年有水的河流、湖泊、水库、塘坝等，因煤矿井下防水煤(岩)柱留设不当，当井下采掘工程发生冒顶或沿断层带坍裂导水时，地表水将大量迅速灌人井下，类似水害事故曾多次发生。尤其是在一些平时甚至长期无水的干河沟或低洼聚水区，多年来平安无事，未引起人们的注意和重视。当突遇山洪暴发，洪水泛滥，会使某些早已隐没不留痕迹的古井筒、隐蔽的岩溶漏斗、浅部采空塌陷裂缝、甚至某些封孔不良的钻孔，由于洪水的侵蚀渗流而突然陷落，造成地面洪水大量倒灌井下；也可沿某些强充水含水层的露头强烈渗漏，结果造成水害事故。在特定条件下，有时可冲毁工业广场，直接从生产井口灌入井下，迫使井下作业人员无法撤出。这种水害往往来势突然且迅猛，一时无法抗拒，可造成重大损失。因此，煤矿生产有一条重要经验，即防水重于排水，防重于治。只有事先做好调查分析，从最坏处着想，做好预防工作，才能真正保证矿井的安全生产。

3、第四系松散孔隙含水层和第三系含水砂砾层水害我国大部分煤矿目前主要开采中生代侏罗纪和古生代石炭二叠纪地层中的煤炭。新生代第四系松散孔隙充水含水层甚至第三系充水含水砂砾层往往呈不整合覆盖在这些煤系地层之上。它直接接受大气降水和展布其上的河流、湖泊、水库等地表水体的渗透补给，形成在剖面和平面上结构极其复杂的松散孔隙充水含水体。这些含水体常年累月地不断地向其下伏的煤层和煤层顶底板充水含水层以及断层裂隙带渗透补给，其水力联系的程度因彼此间接触关系的不同和隔水层厚度及其分布范围的不同而变化。同时还会因各类钻孔封孔质量的好坏，引起水力联系的变化。这些变化往往导致有关充水含水层的渗透性和采空区冒落裂隙带的导水强度难于真实判断，因而采掘工作面往往会发生涌水量突然增大的异常现象，情况严重时就会造成突水淹井事故。在一些特定条件下，甚至可能造成水与流沙同时溃入矿坑的恶性事故。4、煤层顶板充水含水层水害

煤系地层中一般包括多层可采煤层，其中有的可采煤层厚度又很大，在这些煤层顶板之上往往沉积有多层充水含水层，有的甚至是强岩溶充水含水层，如南方型龙潭组煤系的顶板就是长兴灰岩。由于厚煤层与多煤层的重复采动和断层裂隙塌陷滑移程度不同，采动导水裂隙带发育高度和部位也随之变化，这些常使煤层顶板充水含水层未查明的一些富水带中地下水突然泄入采掘工作面，造成重大水害事故，有时甚至淹没整个采区或工作面或整个生产水平。如果这类充水含水层在隐伏露头部位得到了第四系松散孔隙含水层地下水或在露头部位得到地表水或大气降水的强烈补给，并且它们位于煤层采动导水裂隙带影响范围之内，只要开采煤炭资源就无法躲避时，其水害的预防和治理就更加复杂困难，个别情况下甚至可能造成大量煤炭资源无法开采，或开采后经济效益极不合理。

5、煤层底板承压充水含水层水害

这是我国煤矿水害频率最高、危害程度最大的一种灾害，曾多次造成突水淹井或淹整个生产水平的恶性事故，淹采区或淹采煤工作面的次数就更多了。像山东淄博、肥城，河南焦作、鹤壁，河北开滦、峰峰、邯郸，湖南涟邵、煤炭坝和广西的合山等矿山，各种特定条件下的底板突水事故多达几十次甚至数百次。究其原因就是我国主要煤矿床的基底沉积了巨厚层的碳酸盐岩岩溶充水含水层，如华北型煤田的奥陶系(甚至包括寒武系)碳酸盐岩和华南型煤田的茅口灰岩。这些碳酸盐岩分布范围广，露头或隐伏在第四系松散孔隙含水层下的面积大，能接受大气降水和地表水或孔隙地下水的强烈补给，一次大的降雨过程，几乎可以补给回填其长期疏排消耗形成的地下水疏降漏斗。由于煤层的倾伏，随着开采水平的延深，作用于煤层底板的充水含水层水压越来越大，煤层底板相对隔水层的厚度及其岩性组合在剖面上又复杂多变，断裂裂隙的发育程度各不相同，采动矿压作用于煤层底板的强度和对其产生的影响和破坏也因地而异。因此，煤层底板突水条件事前就很难分析查明，即使作了探查分析和判断，也常常发生意料之外的情况，故煤层底板突水的机率较高，稍一疏忽就会出现底板水害事故。这是我国矿床水文地质研究领域目前未能圆满解决的一个难题。6、岩溶陷落柱水害

众所周知，1984年6月开滦范各庄矿在回采相距底板奥陶系灰岩还有200余米的七号煤层时，由于煤系地层在地质历史时期中不断向奥灰溶洞跨落，形成了一个短轴46m、长轴67m的椭圆形岩溶陷落柱，柱体冒落高度竟达200m，直到七号煤层顶板。该岩溶陷落柱冒落的岩块冲填疏松，沟通了煤系与奥灰强充水含水层的水力联系，结果发生了突水量高达2053m3/min的恶性突水淹井事故，损失巨大，在世界采矿史上留下了令人难以置信的案例。这种水害，赋存条件孤立而隐蔽，事前难以探查发现，防治难度极大。这类水害事故在我国其他矿区也曾多次发生，只是突水水量较范各庄矿略小而已。7、断层破碎带突水水害这种类型的水害，既可与老窑水发生联系，也可与煤层顶板含水层或底板承压含水层甚至与地表水体发生水力联系而引起，是煤矿水害类型LflJ最普遍的一类。它町以沿断层走向很长一段范围内普遍含(导)水而引发水害，也可以是很局部的一小段甚至是一个点导水而诱发突水。更有甚者，原始状态是不含(导)水的，但在采动条件下引起顶板导水裂隙意外提高上限或底板岩体裂隙发生活化从而转化为导水断层而突水。例如，开滦赵各庄矿九东工作面迟到滞后12年的突水事故(突水水量达50m3/min)，淄博南定矿-300水平南大巷突水20．17m3/min，肥城国家庄矿1993年1月5日22点30分七层煤-210水平北大巷549.5m3/min的大突水，这些突水事故是出人预料的案例。此类水害的预防和治理是非常困难和复杂的。我国解放以来统计资料显示，80年代与50年代相比，突水频率增长了2.57倍。50～60年代，一般突水涌水量为5～20m3/min，个别达50m3/min，60年代，突水涌水量一般上升为20～40m3/min，个别达100m3/min；70年代，一般突水量都在50m3/min以上，甚至高达2053m3/min。1956～1986年30年间，共发生淹井事故222起，突水事故1600次，使1318人丧生，直接经济损失高达30亿元。特别严重的是1984年到1985年间，全国共发生因底板突水而淹井的事故22起，仅开滦、焦作、肥城等三个矿务局就有6对矿井相继被淹，影响产量达1475万吨，直接经济损失7亿多元，间接经济损失高达40多亿元。目前受水威胁的矿井有285对，占国有煤矿总储量的20%。由此可见，矿井突水是煤矿安全生产中急待解决的实际问题。防治矿井水害不仅对于矿井本身安全及生产财产的损失危害极大，而且对于国家资源的充分开发、利用及矿区生态环境的保护和国民经济的可持续发展有着极其重要的意义。据不完全统计，在煤矿典型水害事故中，地表水害约占整个多种水害的10%，松散层水害约占4%，老窑水害约占30%，煤系中砂岩水害约占1%，薄层及厚层灰岩含水层水害约占55%。仅开滦陷落柱突水就导致范各庄300万吨采了二十年的大矿瞬时被淹，还波及毗鄰的年产约200万吨的吕家坨矿也相继被淹，还累及林西矿局部被淹而停产，并使附近唐家庄、赵各庄等大矿告急，后因抢救及时才未受损。其峰值水量高达2050m3/min，形成世界之最，恢复矿山其经济耗资也高达6亿左右。与此类似水害还有江苏徐州矿务局及安徽皖北矿务局发生、皖北矿务局的任楼煤矿投资数亿元刚建成的大矿，一投产就突水淹没，矿井恢复也耗资巨大。这是已有矿井的突水灾害，而类似在此特殊条件下还有大量煤炭资源潜在水害而不能及时开发，长期形成呆滞储量。另外由于矿井预防水害大量抽排地下水，造成整个矿区生态环境损害十分严重，如地下水位大面积大幅度下降，导致良田破坏、减产甚至绝产，地面塌陷、房屋班裂甚至拆迁，居民饮水困难甚至水资源被污染而遭破坏，导致附近工农业发展受损等等。所以矿井水害的防治及矿井水的综合利用十分重要。

造成矿井水害发生的原因矿井水害发生的原因不外乎自然的和人为的两大原因：自然原因，主要是自然界条件太复杂，我国又是世界上水文地质条件最复杂的国家之一，特别是我国石炭纪煤田基底的大厚度（可达800mm），大面积的奥陶纪充水石灰岩的存在，使灰岩突水水害占总水害比例的一半左右，且大多属严重的恶性水害。再者，我国地质构造复杂，地层经过好几次大的地质运动，地层的完整性已大大受损，其节理、褶曲、断层较普遍存在，防不胜防，要彻底查明，实在不易。中科院对水害发生有一“主通道”学说，或称“强渗通道”说，主要指断裂导水，据不完全统计，我国煤矿区因底板突水灾害中，由于断层因素而发生的突水平均约占80%；另外我国幅域辽阔，地理气象因素变化差异很大，如西北干旱，南方多雨，雨季时间和空间多变，是导致矿井地面防排水的困难因素之一；还有，我国采煤历史悠久、古窑、小井量多星罗密布，且无分布图纸资料，探查其准确位置十分困难，，而且手段不足，故在解放初期老窑突水事故不断，损失惨重。故人为因素也是发生水害的重要原因，如果虽在复杂条件下，若人的工件做好了，那水害事故的发生也可大大减少，特别恶性严重事故甚至可以避免。人为因素中主要强调的几点是：①人们对水害的认识和重视程度不够，特别是领导工作不力；②业务人员技术水平不够（防治水理论研究掌握不够，探查手段落后，积累资料，查清水文地质条件、掌握规律性、分析研究不够）；③只顾眼前经济效益，不严格执行安全规程，乱采乱掘，忽视安全生产；④防治水工程投资力度不够，必要的防治水工程不做，或偷工减料，擅自修改设计，忽视工程质量要求等；⑤无严格防治水害的规章管理制度，发现水害预兆，疏忽大意，不重视、不及时汇报、研究、处理，以致贻误时机酿成大祸。总之，只要思想重视，亲自负责，严格要求，技术人员坚持不懈的分析研究，积累资料，掌握技术，努力工作，一线工人具有防突意识，注意观察、发现预兆及时报告，上下齐心合力，则矿井水害是可以战胜的。在矿井建设和生产过程中，各种类型的水源进入采掘空间的过程称为矿坑充水；进入到工作面及井巷内的水，称为矿坑水。矿坑充水的形式有渗入、滴入、淋入、涌入和溃入等等，当涌入或溃入井巷的水量大、来势猛时，称为突水。

影响矿坑充水的因素很多，但形成矿坑充水的主要因素，主要是矿坑水的来源及其渗透通道。在生产过程中，正确判断矿坑水的来源及其充水通道，对于计算涌水量、预测矿坑突水的可能性及制定矿坑防治水措施等都具有重要意义。第一节矿床(坑)充水水源

在我国不同地区，不同地质、水文地质、气候和地形条件下会形成不同类型的矿坑充水模式，具有不同类型的矿坑充水水源。但总体来看，矿坑充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。地表水又可分为河水、湖水、海水。

地下水可分为第四纪松散沉积层潜水、砂岩裂隙水、岩溶裂隙水等。不同的水源具有不同的特点和影响因素，不同的水源会给矿山带来不同的突水模式和灾害强度。

第一节矿床(坑)充水水源

一、大气降水水源

降水渗入是矿床充水的主要补给水源。尤其是对于开采分水岭地段的矿床，降水则是矿坑涌水的唯一来源。若是露天开采，降水则可直接落入采矿场内。地下采矿时，降水则需要通过不同介质的空隙和途径渗入矿坑内。

典型的以大气降水作为充水水源的条件如下：

（1）地表存在相对低洼的汇水区域，矿床位于低洼地表之下且埋藏较浅，在地表和矿床体之间存在有断层、裂隙等导水介质。（图2-1）所示为该类型充水矿床典型示意图。

（2）处于分水岭地区或地下水季节变动带，矿床埋藏深度较浅矿床上覆山层裂1发育且有利于大气降水人渗。（图2-2）所示为该类充水矿床典型示意图。

(3)地表具有相对低洼的汇水条件，矿床位于洼地之下且埋藏较浅，在矿体与地表之间存在有喀斯特塌洞或落水洞式导水通道，大气降水可直接通过喀斯特塌洞导人矿坑。（图2-3）所示为喀斯特塌落洞型大气降水充水矿床示意图。

涌水量及涌水特点：(1)矿坑涌水的动态与当地降水动态相一致，呈现出明显的季节性变化和多年周期性变化。这主要是茵为我国大部分地区受季风气候的影响，大气降水的年分布具有季节性，多年变化具有周期性(图2-4)。(2)矿井涌水量一般呈现出骤起骤落的特点。也就是说，一旦有强的降水过程出现，矿井涌水量会迅速增加;当降水过程结束后，矿井涌水量会迅速衰减。如（图2-5）所示，大气降水和矿井涌水过程几乎同步发生，时间滞后非常弱。(3)矿井涌水的强度完全取决于大气降水的强度。一般情况下，大气降水的强度越大，则矿井涌水量越大;反之，矿井涌水量很小，甚至可以是零。

涌水量及涌水特点：4、在渗入条件相似的情况下，矿床充水程度随降水量增多而增加；也与降水的性质及延续时间有关。一般说，长时间的降雨中，小雨时对渗入有利；但在岩溶发育区，暴雨往往构成较大的威胁，如据湖南冶金238队资料，湖南某矿，处于分水岭地区，484中段，暴雨的强度为每小时67毫米时，矿坑涌水量猛增到12270立方米/时(较平时增加200倍)。依据我国的气候特点，同条件矿床充水程度常常是南方大于北方;沿海大于内陆。这就说明了大气降水的充水水源对矿坑充水影响具有区域性的特点。影响涌水量的因素：大气降水充水型矿井的涌水量是诸多因素影响的综合反映，根据前述的矿井充水条件可知其主要影响可因素如下。(1)地表汇水、滞水条件地表汇水条件主要受地形控制。依地表汇水条件，地表汇水地形可分为汇流地形、滞流地形和散流地形。(2)导水构造的性质

不同的导水构造会产生截然不同的矿井充水形式。

(3)大气降水的分布、强度矿坑涌水量的大小不仅与降水量的大小有关，而且还与降水强度、降水分布的连续性、降水前包气带的含水量等有密切关系。由于降水强度与分布特征具有极强的随机性，同类型、年份不同的同量降水对地下水的补给量有很大差异。

通过对开滦矿区赵各庄矿近40年降水与地下水位之间变化规律的研究分析，总结出大气降水的分布、强度与地下水所获补给量之间的内在关系。图(2-6)所示为年降水量与地下水位上升之间的关系。由图可见，不同的年降水量在含水层系统中引起的水位回升值是明显不同的。

由此可见，在该地区最有利于地下水补给的年降水量区间为400~800mm，在该降水量区间内，降水人渗系数达到最大。当降水量小于400mm时，因每次降水的大部分消耗于包气带和蒸发，补给到含水层的有效降水比例明显减少;当降水量大于800mm时，受地表岩石人渗条件的限制，大量降水以表面径流的形式流走，使其有效人渗降水比例减少。下(表2-1)明显反映了这一变化规律。降水量与含水层中的水位上升值相关方程为：不同的年降水量和降水分布会导致不同量的地下水补给，同样单次降水对地下水的补给也会因为降水时间和降水方式的不同而影响其对地下水的补给量。在旱季或一次相对较孤立的降水，因包气带干燥，其对人渗水的消耗量较大，所以即使一次比较大的降水也很难引起地下水位的大幅度上升。而在雨季一次较大的降水往往会产生地下水位在数天之内上升数十米。(图2-7)和(图2-8)所示为在包气带千燥条件下，一次60mm左右降水所引起的地下水位累计上升值;(图2-9)和(图2-10)所示为包气带湿润条件下，一次60mm左右降水所弓起的地下水位累计上升值。这些图说明在不同时旷不同包气带湿润程度条件下，即使相同的降水量也会对地下水产生截然不同的补给量。

1.3地表水矿坑常见的地表水充水水源有:江河水、湖泊水、海洋水、水库水。地表水体除了海洋水外，其他类型的地表水可能具有季节性，即在雨季积水或流水，而在旱季干涸无水，这种现象在我国北方及西北地区常见。地表水体能否构成矿井充水水源，关键在于水体与矿井之间是否存在导水通道，只有水体和导水通道同时存在，才能形成矿井充水。常见的联接地表水体与矿坑之间的导水通道可分为天然导水通道和人工破坏扰动导水通道两大类，其具体类型如（图2-14）所示。

当矿区附近存在有地表水体，且该水体通过某种导水构造的导通流入矿坑时，则形成地表水水源充水矿床。该类矿床常赋存于山区河谷和平原河、湖、海、水库附近或这些水体的下面。对于地表水水源充水矿床，依其充水水源的性质可分为季节性充水矿床和常年性充水矿床。地表水水源充水矿床的充水特征和主要影响因素如下：(1)常年性地表水充水矿床的涌水量往往呈现出大而稳定的特点，不易疏干，矿井一且被淹很难恢复。其涌水量的大小主要受导水通道的过水能力控制，不同类型的导水通道会产生不同的涌水特点。(2)季节性地表水充水矿床的涌水量受地表水源的季节性变化影响，具有季节性变化特点，在某种意义上也受大气降水特征控制，但其涌水动态与相同条件下仅受大气降水人渗补给的矿坑有一定的差异，这主要表现在雨季矿坑涌水量在增速、增幅、减速和减幅方面。(3)地表水体与矿床体的相对标高直接控制着地表水的充水条件，只有当矿床体低于地表水体的标高时，才能构成地表水充水的基本条件;否则，不管地表水属于何种类型都不会构成矿坑充水水源。二、地表水水源地表水能否进入矿井和渗入水量大小，与下列因素有关。

(一)地表水体的性质和规模这两方面对矿坑涌水量影响极大，如涌水水源为常年性大水体，则矿坑涌水量大而稳定，淹井后不易恢复;如为季节性水体，则涌水量亦随季节变化。我国很多分布在山区和丘陵地区矿床的充水强度，常受那里地表水体的性质私规模所控制。

(二)地表水体与矿之间岩层的透水地表水体与矿体之间岩层的透水性强弱，可直接控制矿坑涌水量的大小。透水性强，则坑涌水量大，反之则小。

(三)矿体距地表水体的水距若矿岩透水时，一般情况下，矿体距地表水体愈近，矿井涌水量愈大。国外某煤矿的三个矿井，分布在距河250米，450米和远离河谷的分水岭地段；相应矿井涌水量由500立方米/时，降至250-300立方米/时直至75~100立方米/时。湖南有一个矿区，距河下50米深的坑道内涌水量为132-360立方米/时，其中76~81%为河水补给;在深部125-250米，坑道涌水量则减为17-11立方米/时，河水几乎没有影响。

(四)采矿方法的影响有的矿床在天然条件下并不充水，因采用不适当的采矿方法，造成沟通地表水渗入的人工通道，使矿坑涌水，甚至造成突水事故。如开滦唐山矿因采矿方法不当，在解放前造成水砂溃入矿坑的重大事故就有8次。一些产于大水体附近的矿床，充水条件常较复杂，地表水危害矿床开采的威胁是存在的。不过，只要把矿区水文地质条件查清，运用适宜的采矿方法，还是可以达到安全开采的目的，我国这方面的实例还是很多的。

因此，在矿床水文地质调查申，应对地表水的分布，规模大小，动态特征，与矿体、围岩积充水断层的关系等要进行详细的调查研究。并对地表水流经矿区渗漏量(Q渗)进行测定，可用上、下断面测流法求得：

Q渗=Q入-Q出式中，Q渗-----地表水的渗漏量;Q入-----上游断面的水量，

Q出-----下游断面的水量。

1.2地下水地下水作为矿坑或地下工程充水水源时，可依其与矿床体的相互位置关系及其充水特点分为间接式充水水源、直接式充水水源和自身充水水源3种最基本形式。间接充水水源:间接充水水源是指充水含水层主要分布于矿床体的周围，但和矿体并未直接接触的充水水源。常见的间接充水水源含水层有间接顶板含水层、司接底板含水层、间接侧帮含水或它们之司的某种组合。应该指出间接充水水源的水只有通过某种导水构造穿过隔水围岩进人矿井后才能使其作为充水水源的事实得以实现。（图2-11）所示为我国华北地区最常见的地下水作为间接充水水源的示意图。直接充水水源:直接充水水源是指含水层与矿床体直接接触或矿山生产与建设工程直接揭露含水层，而导致含水层水进人矿井的充水含水层。常见的直接充水水源含水层有矿床体直接顶板含水层、直接底板含水层、露天矿井剥离第四纪含水层或深基坑在开挖过程中直接穿过含水层。直接含水层中的地下水并不需要专门的导水构造导通，只要采矿或地下工程进行，其必然会通过开挖或采空面直接进人矿坑或地下构筑物。(图2-12)和(图2-13）为地下含水层作为直接充水水源的典型示意图。自身充水水源：所谓自身充水水源主要是指矿床体本身就是含水层。一旦对矿床体进行开发，赋存于其中的地下水或通过某种形式补给矿床含水体的水就会涌人矿坑形成充水。以地下水作为主要充水水源的矿坑充水有如下规律和基本特点。(1)矿井涌水的强度与充水含水层的空隙性及其富水程度有密切关系；(2)矿井充水特点与充水量变化规律、充水含水层中地下水的性质及其水量有关

。

三、地下水水源当井筒和坑道揭露含水岩层时，贮存于岩层的地下水，便成为矿床(坑)充水的水源。流入矿坑的地下水，由贮存量(静贮量)和补给量(动贮量)组成。开采初期进入矿坑的地下水以疏千漏斗范围内的贮存量为主，随着长期的疏干降压，补给量便逐渐取代贮存量进入矿坑。故矿坑充水以贮存量为主时，排水初期涌水量最大，随着贮存量的消耗，矿坑涌水量便逐渐减少而被疏干；以补给量为主时，随降落滑斗的形成便渐趋稳定。可见，贮存量一般较易疏干，而补给量常是矿坑充水的主要威胁。

(一)充水岩层的孔隙性质在开来松散层申矿产或在接近松散层下采矿时会遇见孔隙水及流砂溃入事故。涌水特点是全层出水均匀，且随地层孔隙加大而水量增加。如据徐州矿务局资料，某煤矿101工作面向上开饲，见淋水后冒顶引起孔隙水突水，最大突水量60.3立方米/时，水夹着砂、砾石及黄泥等溃入矿井，15天后地面出现直径4米，深3米的漏斗状塌陷坑。当矿体与围岩属于裂隙水时，一般特点是水压大，水量小。当裂隙水和其它水源无联系时，多数矿井涌水量随时间逐渐减少，甚至干涸。当裂隙水和其它较大水源有联系时，也会造成淹井事故。埋藏在岩溶含水层中的地下水，通常是水量较大，常构成某些矿床充水或灾害性突水的水源。如河北井烃矿区的风山矿在1925年冬、1932年、1942和1949年，曾发生过四次突水事故，四次突水水源皆来自下伏奥陶系灰岩含水层。这类水源突水特点，一般是水量大、来势猛、水压高、涌水量稳定、不易排干。由上看出，岩层的孔隙性不同，矿床充水特征则有显著差异。(二)含水层分布的面积和厚度在其它条件相同的情况下，含水层分布的面积和厚度越大，其中贮存的水量就越多，坑道涌水量亦越大)反之则小。华北石炭纪煤系地层内所夹数层薄层灰岩，因厚度不同，则富水性相差较大。如峰峰矿区各矿井揭露野青灰岩(厚约2米)稳定水量一般约3~5立方米/分；大青灰岩(厚约6米)水量约13-24立方米/分。而煤系下伏奥陶系灰岩分布面积和厚度均大，则成为矿床开发的主要威胁。

四、废矿井巷(老窑)水源老窑积水主要是指矿床体开采结束后，封存于采矿空间的地下水。近年来由于小煤窑开采和关闭矿井的迅速增加，许多正在生产的矿井周边及邻近区，往往分布有很多废弃和关闭的小煤窑或矿井，而这些矿井由于排水停止而成为地下积水空间，并积存了大量地下水。这些水体通过某种途径一且进人生产矿井，便形成了老窑积水充水水源，特别是一些非法开采的小煤窑，由于缺乏合理的设计和准确的测量资料，其井下巷道的分布特征往往不清楚，很容易和生产矿井沟通形成水害。传统意义上的老窑积水一般为封存的"死水"，属静储量，但具有一定的静水压力，所以其充水特点是突发性强，来势猛，持续时间短，有害气体含量高，对人身和设备的伤害较大。

四、废矿井巷(老窑)水源我国矿产开发历史悠久，多数矿区的浅部矿层，多被开采，再加上解放前帝国主义的掠夺和资本家的滥采，因而在许多矿区的浅部，有许多积水的老窑。它们象"水库"一样分布于采区的上方或近傍，对采矿构成直接威胁，有的造成突水(如图14-3)，其危害性极大。这种水源突水的特点是，短时间有大量水涌入矿井，具有很大的破坏性真有些多金属硫化矿及煤矿床的老窑水，多属于酸性的强腐蚀水，能破坏矿山设备。"当老窑水与其它水源无联系时，短期内即可排干;若有联系时，就可造成大量而稳定的涌水，危害性更大。山东淄博煤矿是个有一千多年开采史的老矿区，特别是在德、日帝国主义侵占时期，由于掠夺开采，老空(窑)很多。据该矿务局1965年统计，矿区内有古井(老窑)2200多个，积水达三千多万吨，有的老窑还与地表水或奥陶系灰岩水有水力联系。该煤田的黑山矿，井时面积仅11平方公里，已查出的老窑就有360多个(图14-4)，积水量达580余万吨。综上所述，各种水源在某一具体的矿床充水或矿坑突水中，往往是以某一种水源为主，也可能是多种水源的混合。这就要求对每个矿床充水水源进行具体分析，区别不同的情况。不仅要研究开采前的充水水源，还要研究开采后所产生的新水源和老水源变化的情况。

第二节矿床(坑)充水通道水源的存在及对充水水源特征的正确认识，只是解决了矿床(坑)充水形成条件的一个方面，另一个必备的重要方面，则是充水通道(包括通道的类型、出露的规模、透水性和具体位置等)。就是说水源只表明矿坑充水的可能性，要使这种可能性变为正常充水或突水的现实性，还应有通道。从这个意义上讲，充水通道是决定矿床(坑)充水的主要方面，故研究矿床(坑)充水时更应当从这个方面入手。(1)按成因划分矿井充水的导水通道按其成因不同可分为:构造类导水通道如断层、裂隙等。采矿扰动类导水通道如顶板垮落、底板破裂、煤柱击穿等。人类工程类导水通道如封闭不良钻孔、小煤窑等。其他如陷落柱、喀斯特塌洞等。(2)按形态划分矿井充水的导水通道按其形态可分为:点状导水通道如陷落柱、封闭不良钻孔、喀斯特塌洞等。线状导水通道如断层带或断裂破碎带等。面状导水通道如发育于顶、底板岩层的各类裂隙等。3、根据通道类型和地下水流进矿坑的水力特征及危害性，可将通道分为渗入性通道和溃入性通道两类。一、渗入性通道渗入性通道指的是细小的积分散性质的空隙，各种水源通过它能正常"均匀"地进入采矿场。其量的大小，显然与岩石的渗透性有关。

1、地层的孔隙这种通道是松散岩石所具有的。当颗粒愈粗，圆度愈好和分选度愈高，则地层的孔隙越大，透水性愈强，单位时间通过的水量也愈大。这类矿床主要包括松散沉积矿床，及被松散含水层复盖的矿床。据山东省地质局资料，淄博某铁矿区，沿河呈带状分布，上复厚10-15米的第四纪砂砾石含水层。该层透水性良好，含水丰富。据抽水资料，K=53.7-423.1米/昼夜，q=5.7~30.3升/秒·米，构成了矿坑充水的主要来源和通道。

2、地层的裂隙岩石的各种裂隙都能构成矿(坑)充水的通道。风化裂隙集中分布于近地表处，裂隙无定向，且随深度的增加而迅速减少。现代风化裂隙分布深度，一般是30~50米，少数地段可超过100米。贮存水量一般较小，渗透性能较差。这种通道一般对矿坑充水影响不大。湖北某矽卡岩型铁铜矿床，围岩为花岗闪长斑岩和大理岩均蚀变。花岗闪长斑岩强烈风化，厚度一般为40-80米，个别地段在100米以上。其发育规律如下。a)剧风化带，深一般2-3米，岩石原有结构全部或绝大部分已破坏，含水微弱；b)强风化带，深3-32米，结构疏松破碎，风化裂隙发育，岩心呈块状，含水丰富；c)弱风化带，深30-45米，原结构构造明显，岩心大部分破碎呈块状，含水较丰富；d)微风化带，深一般45-68米，近新鲜基岩，仅裂隙面上有微风化现象，含水微弱。

在坑道中统计，裂隙率为1.15-2.17%;风化带抽水，q=0.025~0.558升/秒·米，K=0.066-1.411米/昼夜;新鲜基岩抽水，q=0.0054升/秒·米，K=0.0074米/昼夜，富水性极弱。成岩裂隙，严格受该岩性的控制，多沿某个方向发育，裂隙中有充填或无充填。在侵入岩边缘部分的成岩裂隙，分布均匀，也是张开的。据某地区统计，花岗岩的成岩裂隙，平均分布间距约0.4-0.6米，平均宽度为2-3毫米，强裂隙带的厚度达50-100米不等，向深部消失。成岩裂隙所含水量，一般不大且均匀，除少数外，对矿井涌水意义不大。但是若与其它水源有联系，则不能忽视。对矿床(坑)充水有普遍意义的是构造裂隙。包括各种节理、断层和巨大断裂带。这里我们把节理型裂隙划为渗入性通道，而把各种断层归入溃入性通道内加以介绍。任何矿区的坚硬地层中都有不同性质及规模的节理型裂隙，一般情况下，分布“均匀”、细小，水在其中渗透缓慢且含水量少，所以不容易导致突水。但它可沟通其它强透水通道，故仍值得注意。另外相对“均匀”发育于可溶岩内的微小溶隙，也可成为渗入性通道。

二、渍入性通道能导致矿床(区)及附近水源，突然大量地涌入矿坑，称为溃入性通道。这类通道主要是构造断裂积岩溶通道等。1、构造断裂带采矿实践表明，构造断裂往往构成各种水源进入矿坑的直接通道，导致矿坑突然涌水。我国有些矿区，产生突水事故，往往与断裂存在有关。但断裂是否能突水及突水的强度，尚与断裂形成的力学性质，断裂两旁的岩性及规模，断裂带充填胶结等等有关。在调查时，应对这些问题，给予充分地注意。各类水文地质特点简述如下，第I类为隔(阻)水断裂。这类断裂多分布在较软的塑性岩层申，主要由压应力及部分扭应力形成，或者被充填、胶结致密而隔水。这类断裂不仅断裂本身不含水，还可以切断和阻隔某些含水层的水力联系。一般说，这类断裂在保持其隔(阻)水性的条件下，对于矿山防治水(如分区疏干和截流等等)起到有利的作甩。此类断裂，根据开采后的情况又可分为两种类型:I（1）型:在天然和开采后均起隔水作用的断裂在不透水岩层内形成的断裂多属此类。一般是断裂带较宽，充填、胶结致密。如峰峰薛村矿，以F10、F12断层为界将全矿分为东翼(F10以东的地区)、中翼(F10-F12间)和西翼(F12—F4间)三个区(图14-5)。F12及其以东的断层具张扭性，且主要断在煤系地层内，落差几十米，充填物是"粘泥"，因此巷道穿过这些断层皆无水。所以中央和东翼区水文地质条件相对简单，地下径流变弱，区内水量较小。I(2)型：天然条件下隔水，开采后透水的断裂这类断裂，在开采后由于静水压力和矿山压力的作用，促使隔水断裂变为透水。如在华北型煤田内，一般在山边与煤系地层之间有落差较大的断层，使下盘强富水的中奥陶系灰岩与上盘煤系地层接触。当在上盘掘进，碰到或接近这些断裂时坑道无水或水量很小。"隔水"断裂，只能在一定条件下超隔水作用。长、大的阻水断裂，在水平与垂直剖面上，多数是部分阻水,部分透水。一些中、小型断裂，即使是全配水，也只能切断分布较小的水层，而切不断较的含水层。峰峰羊渠河矿，巷道穿过长约1500米，中部落差达80米的F4号断层时无水，但在断层两边同一含水层中打两孔，测其水压皆为3.5公斤/平方厘米。这说明在煤系地层内氏断层是不导水的，但就全矿而言，该含水层仍有良好的水力联系。第II类是透水断裂。这类断裂多数是张性和张扭性的，少数是压性私压扭性的。前者一般分布在各种岩层之申，但充水强度不同;后者主要分布在脆性岩层中。根据是否有较强的补给源，第II类中又可分为两种类型:II(1)型，与其它水源无联系(或联系极微弱)的透水断裂带由于它不与其它固定水源相联系或联系极微弱，因而成为孤立的含水断裂带。主要是一些分布在裂隙发育微弱的细粒沉积岩、岩浆岩积某些变质岩地层中较破碎的张性断裂，多数是上下盘中间的破碎部分含水。在一定条件下这种水可以有较高的水压力。在这种断裂中，有的是断裂带本身含水，有的是断裂本身相一侧或两侧破碎带含水。一般水的贮存量不大。坑道接近或揭露这种断层时，会发生突然涌水，一般具有开始水量大，以后逐渐减少甚至干涸的规律。对采矿工作基本上无大影响。如庞家堡铁矿，曾遇到这类断裂，水由炮眼射出达3米，水量10.8立方米/时，但很快就干涸了。

II(2)型，与其它水源有联系的透水断裂带这种断裂对采矿工作影响最大，几乎较大的淹井事故都与这种断裂有关。它不仅本身贮存大量的水，还与其它水源有水力联系。所以，一旦这种断裂成为矿坑突水通道，所联系的水源便源源不断地流入矿井。这种突水的水量大而稳定，易造成冲溃事故，且不易恢复。工作中应全力查清这种断层的透水规律。根据补给水源私断裂两侧含水层的位置，可造成两种联系方式。(1)水平水力联系，是因断裂使上下两个不同的含水层直接接触并发生水力联系的一种方式。但由于断裂两盘的岩性、断裂带的宽度和充填物不同，其水文地质特征也会有所差异。如果是两个刚性大的强含水层或L强一弱的含水层直接接触时，其间或无充填物，或有但透水性良好时，前者一般水量较大，而且断层本身也富水;后者的水量在弱含水层因断层水补给充足，故也不可忽视。(2)垂直水力联系，因断层落差关系，使两侧含水层不直接接触，需要通过导水的断裂破碎带，才能使上下两个含水层之间发生垂直水力联系。某些压性断裂，结构面本身因有致密的充填物而不透水，但在断层面的一侧或两侧常因低序次张性羽状裂隙发育而透水。一般是上盘较下盘破坏严重而导水更良好，所以便构成同(单)侧的垂直水力联系。

在开采北方石炭二迭系的煤时，普遍规律之一是断层常把奥陶系岩溶含水层抬高到与所开采的矿层私煤系地层内的含水层直接接触或产生间接的水力联系，因而造成水平或垂直水力联系。图14-7中断裂人丛C、D使两侧强含水层呈水平联系，断裂C、D又造成垂直水力联系，而C、D、F断层既造成水平联系，又造成垂直联系。

断裂作用可降低矿层顶底板隔水层的力学强度，并可缩小含水层与矿层间的距离。隔水或阻水断裂还可以成为矿床(井)可以利用的天然边界。所以对断裂进行必要的分类和对各类断裂的水文地质特征进行详细的研究，对掌握矿坑充水规律，进行水文地质勘探和防治地下水都具有重要的实际意义。2、岩溶通道我国许多矿床产于岩溶发育地区或其附近地段，进行采矿时常因遇岩溶通道而造成严重的突水事故。由于岩溶区水文地质条件极其复杂，故研究这种通道的关键，在于掌握岩溶发育规律相岩溶水的特性。根据岩溶矿区调查资料，岩溶发育的一些基本规律如下，(1)岩溶发育与岩性，结构有密切的关系在其它条件基本相同，可溶岩因组成成分不同，岩溶发育程度亦不同。一般质纯厚层灰岩申岩溶发育强烈]含杂质多的层位相对减弱。广东地质局按岩性相岩溶发育程度把可溶岩分为四类(表14-2)。

由表看出，I组为质纯厚层灰岩组，岩溶发育强烈，溶洞多，规模大，发育深，岩溶率为8.4~17.2%,II组为白云质灰岩白云岩组，岩溶也很发育，岩溶率为8.9~15.8%,III组为大理岩组，岩溶较发育，岩溶率为4.1~8.13%;IV组为泥质及炭质灰岩，岩溶发育弱，溶洞少而小，发育浅，岩溶率小于3.3%，泥炭质含量多时，甚至起隔水作用。因此，工作中应注意质纯灰岩层位)但也要注意含杂质多的层位，因岩溶常沿着两者接触部位发育。其次,厚层质纯灰岩由于脆性大，受力时，易出现裂隙，为岩溶发育提供了条件，而具一定塑性的岩石则不完全具备这种条件。所以要依具体条件综合分析。可溶岩的结构构造也影响岩溶发育程度。多数情况下，中、粗粒、显晶质的要比细粒的、隐晶质的溶解度大，岩溶发育强烈一些。据研究，颗粒大小对溶解度的影响值一般在0.1-0.3左右。

据对山东莱芜地区部分可溶岩镜下鉴定结果，初步认为，由灰岩原始沉积成因所决定的岩石结构类型，尤其是颗粒间相互关系以及成岩构造(包括成岩后的破坏)是影响岩溶发育的基本因素之一。机械沉积成因的碎屑结构灰岩，在颗粒联结(钙、泥质)较弱时，则易溶蚀，岩溶除沿裂隙发育外，还沿胶结物进行，出现蜂窝状溶孔。化学或生物化学成因的隐晶微粒厚层灰岩、重结晶镶嵌结构灰岩和以方解石为胶结物的碎屑灰岩，由于联结力较强，岩溶主要沿已有裂隙面进行，呈片状溶蚀及裂隙性溶洞。(2)岩溶是沿可溶岩原有裂隙发展起来的，故岩溶发育受裂隙控制

由于岩溶多是在构造裂隙等基础上发展起来的，所以岩溶发育积透水的规律有与裂隙水相似之处，但是，还具有自身的发育规律和水动力特点。

现仅按岩溶发育部位阐述如下，

a)溶蚀沿透水断裂带最发育沿节理型裂隙发育的岩溶，通常是小而均匀、分散、深度浅;沿断裂发育的岩溶，多呈带状分布，发育较深，透水性强，并可形成大型溶洞，地下河等。特别是在断层的上盘或在断裂集中、尖灭、交接等地段，岩溶更加发育。采掘工作面接近或揭露时易突水。湖南涟邵煤田，岩溶主要分布在张性及张扭性结构面上。某井-22水平茅口大巷的201个突水溶蚀裂隙中，N300—750W的张、张扭性的就占62%左右。这就告诉我们，应从了解矿区的断裂带入手来掌握岩溶通道。

b)溶蚀沿榴皱剧烈弯曲部位发育由于背斜轴部裂隙发育，因而岩溶也发育。从背斜轴到向斜轴部，岩溶发育程度由强变弱，水交替强度也相应的减弱。较大(深)向斜的轴部现代岩溶并不发育。在向斜轴部若有较大的断裂时，岩溶发育强于翼部。在糟皱轴线弯曲部位、倾没部位、山字型构造的孤顶、旋转构造的收敛部位，由于断裂比较集中和张性断裂发育、位于这些部位的矿区内岩溶也发育，矿井涌水量也大。如某矿区在向斜轴部只见有小晶洞群，有少量滴水。而向斜边缘往往发生突水。

c)在与非可溶岩接触部位的可溶岩中岩溶发育·由于非可溶岩的阻挡，地下水沿接触部位的可溶岩中汇集或沿着非可溶岩以及裂隙改变流动状态，因而加强地下水对可溶岩的溶解积冲蚀能力，使这里的岩溶发育。这是一个普遍的规律，特别是在与煤系地层和硫化矿体的接触带上。如广东某矽卡岩型铅锌矿床、产于中生代花岗岩与石炭系灰岩接触带，该部位断裂较发育，溶隙(洞)深达百米，其中地下暗河长达2公里，岩溶水沿接触带以泉泄出。

d)岩溶发育程度受埋深的控制在浅部由于风化裂隙发育，故岩溶沿着现代风化裂隙最发育。同时岩溶发育程度也随着标高降低而变弱。如广东八个矿区的资料，反映出近地表处岩溶发育，向深部有减弱的规律(图14-8)。古风化壳岩溶曾强烈发育过，但这种古岩溶在古风化壳的浅部多被各种沉积物充填胶结，故多不透水!但在一定的条件下，这种古溶洞又是矿坑溃入泥砂相突水的来源。(3)地壳变动使岩溶通道复杂化在可溶岩广泛分布地区，当地壳长时间相对稳定时，便可形成相适应的岩溶发育带。若因地壳后期上升、它们可以被抬高到河谷斜坡上成层分布)如处在地壳沉降区，则早期的岩溶带可深埋于地表以下某个部位，亦成层分布。这两种岩溶分层情况都与可溶岩岩层的成分差异所引起的岩溶分层现象不同。(4)地下水天然排泄区岩溶发育在自然状态下，岩溶充水矿床的地下水，从补给区经过复杂的途径、汇集于排泄区，多以大泉的形二式流出地表。排泄区通道集中、透水性强、水量大。如邢台的百泉~达活泉泉群区内，打孔即可见水，且水量都比较大。蜂峰矿区黑龙泉泉群集中排泄，该水文地质单元的水流量约6~9立方米/秒。在采掘情况下，人工排水代替了泉的排泄，当地下水位降低达排泄区后，使排泄通道成为补给通道(图14-9)。(5)岩溶的透水性与充填情况有关有无充填物，充填物的性质，胶结情况相充填程度，对岩溶的透水性有直接的影响。自然界大部分岩溶空隙有外来的或残留的物质充填。新期岩溶一般是充填一些疏松物质。具中等或强透水性;少数无充填物，透水性最强。古岩溶申充填物致密或己胶结成岩石，则失去透水能力。当充填不太紧密或坚硬充填物具某些裂隙时，则弱透水。开采排水时，常因水压和水力坡度加大，使岩溶申微小颗粒的充填物逐渐地被水带入巷道，因而增加其透水性，并引起坑遭淤积和地表塌陷。3、人工通道(1)采矿造成的裂隙当采矿工作面上部有含水层、含水断裂、含水岩溶、含水老空、以及地表水体时，如随意使用崩落法采矿以及由于矿区疏干，可使顶(底)板岩层产生人工裂隙，甚至引起地面开裂种沉陷，从而沟通某些水源，造成突水灾害。顶板垮落：顶板垮落形成的导水裂隙，其裂隙属典型的采矿扰动类导水通道。但就一般规律而言，采空区上方可划分出3个不同性质的破坏和变形影响带(图2-17)。

(1)垮落带指采矿工作面放顶后引起的直接顶板垮落破坏范围。根据垮落块的破坏程度和堆积状况，可分为规则垮落带和不规则杂乱垮落带。如果垮落带高度达到上覆含水层，则往往引起顶板水的突发性突人。当上覆含水层为第四纪松散沉积含水层时，不但会形成突水，还会引起溃砂和地面塌陷等灾害。(2)断裂带指垮落带以上大量出现的切层、离层和断裂或裂缝发育带。该带一般由下而上，其断裂和离层程度由强变弱。但当顶板岩性及其组合变化比较复杂时，也会出现均匀发育的特点。总之，该层不一定具备透砂能力，但一般具有较强的导水能力。(3)弯曲带指断裂带以上至地表的整个范围内岩体发生弯曲下沉的整体变形和沉降移动区。该带主要特点是岩层的整体变形和移动，而其断裂化程度较弱，所以一般不具备导水能力。底板破坏：当矿层底板隔水层之下赋存有高承压水时，在矿床未开采前，水岩处于一定的力平衡状态之下，一旦矿体被开发在隔水层之上形成临空边界并产生应力释放后，在矿压和水压的作用下，隔水底板岩层必然受到不同程度的破坏，形成新的破裂面或使原有的闭合裂隙活化。一旦这种破裂面或裂隙沟通底板承压含水层水时，必然导致底板之下承压含水层水涌人矿井。这种因巷道掘进或矿床开发扰动其底板隔水层使其形成的导水通道，称之为底板破坏式导水通道。1)采矿扰动破坏理论关于底板隔水层在采矿扰动下的破坏机理，目前尚没有统一的理论，但大量资料表巩承压水能否突破，主要取决于承压含水层水压的大小和隔水底板岩层的强度、厚度和岩性特征。在底板岩性变化不大的情况下，隔水层的厚度起着主要作用，因此产生了用临界隔水层厚度(ML)和临界突水压力(HL)两个指标来预测矿井底板突水的可能性。临界突水水压值(HD)是指一定厚度的隔水层底板保持稳定，不被突破时所能承受的最大水压值；而临界隔水层厚度指在一定的水压力作用下，能够保持稳定、不被突破所需要的最小隔水层厚度。用来计算这两个指标的常用公式是斯列萨夫公式:这一公式显然过于简单，未能考虑采矿等诸多因素的影响。后来，煤炭科学研究总院西安分院通过大量试验研究，提出了有效隔水层厚度的概念，即将煤层底板隔水层划分为三带。如(图2-20)所示，上段为矿山压力对底板隔水层的破坏带;中段为完整隔水层带;下段为原始导升高度带，根据在邯郸壬风矿氰测量值分析，灰岩水的导升高度在水压为1.2MPa时为1~6m。式(2-4)与式(2-3)相比，充分考虑了矿压及水压对底板隔水层的破坏和影响，应该说更加符合实际情况，但该公式中仍未考虑底板隔水层是由不同性质的岩层复合而成，且不同岩石有着完全不同的力学性质和抗水压能力。因此，不能单纯以岩层的实际厚度来计算突水系数，而应根据岩石本身的力学强度和隔水性能对实际厚度进行计算，得出一个假定岩体强度和隔水性能均一的等效隔水层厚度(Me)。底板隔水层破坏突水是我国华北地区最常见的煤矿水害类型，我国煤矿圭要底板突水事故见(表2-3)，(图2-22)和(图2-23)所示为底板突水典型模式地质结构示意图。(2)旧钻孔造成的通道由于矿区的部分钻孔，未能按照要求进行封孔或封孔质量不高，巷道遇见或接近它们时，会成为沟通顶底板各种水源的通道，造成突水事故。其涌水量的大小与距水源的距离，水源规模，钻孔口径和揭露的标高等有关。由于出水范围小，地层无构造破坏等，易于和其它突水相区别。[例2-1]图2-24所示为新汉良庄矿1962年±0m水平三采区十一层下山掘进中，遇35号钻孔发生突水的地质结构剖面图。此次突水来势猛，最大突水量达288m3/h，稳定水量在72m3/h，给矿井带来了巨大损失。

陷落柱与喀斯特塌洞:由于我国广泛分布的华北石炭二叠系煤层的基底发育有巨厚的奥陶系石灰岩含水层(一般厚度在600~800m)，巨厚层可溶碳酸岩的存在，使得其在漫长的地质历史过程中形成了巨大的地下溶蚀空洞，这为陷落柱的发育创造了有利条件。

1)陷落柱突水特点：陷落柱以其特殊的成因、性质和形态，成为导致灾难性突水灾害的最危险导水通道。（1）突水水源的水量充沛（2）突水水压大、流速高（3）突水通道具有隐蔽性和难以探知性

2)陷落柱垂向导水类型：陷落柱型导水通道除了上述特点外，还应注意到并不是所有的陷落柱都具有导水性，其本身并不具备导水能力。从垂向上可将陷落柱按其导水性能与导水特征分为以下几种。(1)全通式导水陷落柱陷落柱体从上至下都具有导水的能力，如（图2-25）所示的a段具有导水性。(2)下通式导水陷落柱陷落柱体的下半部具有导水能力，而上半部则不具有导水煤层能力，陷落柱可将其下部的含水层水导通，而无法导通上部含水层水，如（图2-25）所示的b段具有导水性。(3)上通式导水陷落柱陷落柱的上半部具有导水能力，下半部则不具有导水性，如（图2-25）c段所示所示的。(4)不导水陷落柱整个陷落柱全段均不具有导水性。3)陷落柱水平切面导水类型：在水平切面上可将导水陷落柱分为以下凡类。(1)全断面导水陷落柱整个陷落柱断面及其周边围岩影响带都具有导水性，如图2-26所示其导水断面为a+b+c。(2)核心导水陷落柱陷落柱只在其核心断面具有导水能力，如图2-26所示其导水断面为a。(3)接触带导水陷落柱陷落柱只在其核部与围岩的接触带环状区内具有导水能力，如图2-26所示其导水断面为b。(4)影响裂隙带导水陷落柱陷落柱本身由于压密固结作用不具备导水性，但由于陷落柱外围岩体中形成了环状分布的张性裂隙，这一环状分布的裂隙带形成导水通道。如图2-26所示的导水断面为c。

4)喀斯特塌落洞型导水通道：喀斯特塌落洞型导水通道主要是指在第四系覆盖区因下伏可溶岩溶蚀空洞的形成，造成上覆松散层塌陷而形成的将地表水或第四系潜入导入矿井的充水通道。该类型导水通道主要分布于我国南方及西南区。

三、影