矿山安全讲座-水文地质专章20092009年年年年9 9月月月月2024/7/251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。2024/7/252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2024/7/253（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）。2024/7/254(二)岩层产状、岩石物理力学性质1、岩层产状要素走向；倾向；倾角。2、岩石的物理力学性质变形特性；强度特征；破坏形式。2024/7/255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。2024/7/256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l背斜；l向斜。l褶曲中背斜与向斜是并存的。 2024/7/257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，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。 2024/7/258（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。2024/7/259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。 2024/7/2510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、含水层水、老窑水和断层水和大气降水。2024/7/2511二、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2024/7/2512三、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。 2024/7/2513突水应具备的条件水源出水通道动力水源 2024/7/2514（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。 2024/7/2515（二）矿井涌水特征包括大气降水为主要充水水源的涌水特征； 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。2024/7/25161）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。 2024/7/25172）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。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。 2024/7/25183）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。 2024/7/25194）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，且其中充满大量积水。它们大多积水范围不明，连通复杂，水量大，酸性强，水压高。 2024/7/2520涌水通道l自然涌水通道：地层的空隙、断裂带等属于自然形成的通道； l人为涌水通道：由于采掘活动等引起的人为涌水通道。2024/7/2521（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，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。 2024/7/2522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。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。 2024/7/2523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。 2024/7/2524（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。 2024/7/2525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。2024/7/2526www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2527www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2528www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2529www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2530www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2531www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2532www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2533www.hpu.edu.cnwww.hpu.edu.cn2024/7/2534