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1、矿山安全讲座-水文地质专章,2009年9月,了解围岩和地下水的分类，含水层、隔水层、褶曲、节理、断层等概念； 了解岩石分类，岩层产状要素，岩石的物理力学性质，结构面的特征及力学性质等基础知识； 了解褶曲、节理、断层的基本类型及矿井水的来源及涌水通道。,围岩是矿体周围的非矿岩石。分类： 稳定岩层； 稳定性较好岩层； 中等稳定岩层； 稳定性较差岩层； 不稳定岩层。,一、围岩,（一）岩石的分类,1、岩石类型 岩浆岩； 沉积岩； 变质岩。 2、煤层顶底板岩石分类： 顶板：伪顶、直接顶、基本顶（老顶）； 底板：直接底、基本底（老底）。,(二)岩层产状、岩石物理力学性质,1、岩层产状要素 走向； 倾向；
2、倾角。 2、岩石的物理力学性质 变形特性； 强度特征； 破坏形式。,23.03.2021,6,地质构造,沉积岩层(包括煤层)在形成时，一般都是水平或近水平的，在一定范围内是连续完整的。但后来由于受到地壳运动的影响，使岩层的形态和产状发生了变化。这种由地壳运动所引起的岩层变形和变位的结果叫构造变动。这种由地壳运动而造成岩层空间形态的变化，称为地质构造。 地质构造主要可分为两类：褶皱和断裂。,23.03.2021,7,褶曲构造,褶皱构造的基本单位叫褶曲。 褶曲就是岩层的一个弯曲。 褶曲的基本类型 背斜； 向斜。 褶曲中背斜与向斜是并存的。,断裂构造,1、断裂岩层在外力或内力作用下，产生了机械破坏，
3、使岩体丧失连续性和完整性，不论发生位移与否，都称岩层产生了断裂。断裂后，两侧岩层若没有发生显著位移，称为裂隙或节理；发生了显著的位移则称断层。 2、裂隙裂隙按成因可分为：原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙。,（四）断层的基本类型,1、按断层两盘相对滑动方向： 正断层； 逆断层； 平移断层。 2、按断层与岩层走向的关系： 走向断层； 倾向断层； 斜交断层。,23.03.2021,10,地下水,地下水按埋藏条件分为潜水和承压水； 按地下水含水层性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。,23.03.2021,11,矿井水的来源,煤矿生产过程中，经常见地下水流入或涌入巷道或工作面，这就是矿井水。 矿井水来源有地表水
4、、含水层水、老窑水和断层水和大气降水。,二、矿井涌水通道,矿井涌水通道一般有： 构造断裂带 导水陷落柱 采矿活动造成的裂隙 封闭不良的导水钻孔 岩溶塌陷及天窗等,三、矿井水害,了解矿井水害的主要类型、矿井水的化学成分及来源； 了解矿井涌水特征、涌水通道、突水预兆等方面的基础知识； 了解矿井突水监测预防的主要技术特点、堵排水的方法与技术措施。,23.03.2021,14,突水应具备的条件,水源 出水通道 动力水源,（一）矿井水害的主要类型,水害的主要类型 透水； 突水； 涌水。 矿井出水的形式有： 滴水、淋水、 渗水、涌水、 突水、透水。,（二）矿井涌水特征,包括 大气降水为主要充水水源的涌水特
5、征； 以地表水为主要充水水源的涌水特征； 以地下水为主要充水水源的矿床； 以老采空区为主要充水水源的矿床。,23.03.2021,17,1）大气降水为主要充水水源的涌水特征,矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的季节性和多年周期性的变化规律。 多数矿床随采深增加矿井涌水量逐渐减少，其涌水高峰值出现滞后的时间加长。 矿井涌水量的大小还与降水性质、强度、连续时间及人渗条件有密切关系。,23.03.2021,18,2）以地表水为主要充水水源的涌水特征,矿井涌水动态随地表水的丰枯呈季节性变化，且其涌水强度与地表水的类型、性质和规模有关。受季节流量变化大的河流补给的矿床，其涌水强度亦呈季节性周期变化
6、。 矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性与构造条件有关。一般情况下，其间距愈小，则涌水强度愈大；其间岩层的渗透性愈强，涌水强度愈大。 采矿方法的影响。依据矿床水文地质条件选用正确的采矿方法，开采近地表水体的矿床，其涌水强度虽会增加，但不会过于影响生产。,23.03.2021,19,3）以地下水为主要充水水源的矿床,矿井涌水强度与充水层的空隙性及其富水程度有关。 矿井涌水强度与充水层厚度和分布面积有关。 矿井涌水强度及其变化，还与充水层水量组成有关。,23.03.2021,20,4）以老采空区水为主要充水水源的矿床,在许多老矿区的浅部，老采空区(包括被淹没井巷)星罗棋布，且其中充满大量积
7、水。它们大多积水范围不明，连通复杂，水量大，酸性强，水压高。,23.03.2021,21,涌水通道,自然涌水通道：地层的空隙、断裂带等属于自然形成的通道； 人为涌水通道：由于采掘活动等引起的人为涌水通道。,（三）突水预兆,一般预兆 煤层发潮发暗。由于水的渗入，使煤层变得潮湿，光泽变暗淡。如果挖去一层仍是这样，说明附近有积水。 巷道壁或顶板“挂汗”，它是积水通过岩石微小裂隙时，凝聚于岩（煤）壁表面的一种现象。 煤层变凉的感觉，并且手放的时间越长，感到越凉。 工作面顶板淋水加大，或出现压力水头。 工作面温度降低。工作面可见到淡淡的雾气，使人感到阴凉。 水叫。煤岩层裂缝中有水挤出，发出“嘶嘶”的响声
8、，有时还可听到像低沉的雷声或开锅水声，这都是透水的危险征兆。 工作面有害气体增加。因积水区有气体向外散出，使工作面空气中的二氧化碳、硫化氢等气体的含量明显增大。 煤壁或巷道壁“挂红”。如老空水，一般积存时间较长，水量补给少，通常称为“死水”，所以酸度大，水内含有含铁的氧化物或硫化矿物，这是接近老空积水的征兆。 另外，矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓。以及顶板淋水加大，或产生裂隙出现渗水、水色发浑等；上述征兆，并不是每次透水前都会全部出现，有时可能发现一种或几种，极个别情况甚至不出现。,23.03.2021,23,工作面底板灰岩含水层突水预兆,工作面压力增大，底板股起，底殿量有时可达500mm以上
9、。 工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。 沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊：底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。 底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。 底板发生底爆,伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。,23.03.2021,24,松散孔隙含水层水突水预兆,突水部位发潮、滴水、且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂。 发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清时浊，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。 顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。,（四）矿井突水预防的技术,防治水的原则,预报预测， 有疑必探， 先探后掘， 先治后采。,23.03.2021,26,防治水的措施,探、防、堵、截、排 留设防水煤（岩）柱； 疏干（放水）； 含水层改造与隔水层加固； 建立防水闸门和水闸隔墙； 注浆堵水。,个人观点供参考，欢迎讨论！,