文档介绍：第一章矿井涌水条件分析
第一章矿井涌水条件分析
关于矿井水的几个概念
矿床开采前的自然状态下于矿床和围岩中赋存的水,称为矿床充水(是一种自然现象)。
采矿过程中流入矿井(山)巷道的水,称为矿井水。
采掘过程中水进入矿井(坑)的过程称为矿井涌水。
超过矿井排水能力的瞬时大量涌水称为矿井突水。
充水、涌水和突水的水量大小分别称为充水强度、涌水强度(或涌水量)和突水强度(或突水水量、突水涌水量),单位为m3/h。
注:在我国,“矿井”是井工开采的煤矿,其他金属矿、非金属矿和露天煤矿一般称为“矿山”或“矿坑”。勘探时期对矿井涌水条件的分析一般称为“矿井充水条件分析”。
第一章矿井涌水条件分析
矿井之所以有水的涌水,是各种水源通过各种通道进入井巷造成的,其水量的大小主要受到矿床赋存条件(地质、水文地质条件)和开采的具体条件(开采条件)控制。因此,矿井涌水的水源和通道是矿井水形成的必备条件,其它因素则影响矿井涌水量的大小及其动态变化。因此,人们习惯于将矿井涌水水源、涌水通道和影响矿井涌水程度的因素等综合作用结果称为矿井涌水条件。分析矿井的涌水条件,就是分析矿井水的来龙去脉。
第一章矿井涌水条件分析
由于不同矿井涌水水源不同,涌通道不一和涌水程度的差异,决定了矿井水的涌入特征、水量大小和动态变化,即决定了矿井水文地质条件的复杂程度,因此正确评价矿井水条件,认识矿井水文地质规律,对于指导矿井水文地质工作,以及预测和计算矿井涌水量,预测矿井突水、制定矿井防治水规划及进行防治水工程设计乃至矿区水资源的合理开发与矿井水的综合利用等,都具有十分重要的意义。
矿井涌水条件既决定于矿井所处的自然地理、地质和水文地质特征,也决定于矿井建设和生产过程中采矿活动对天然水文地质条件的改变,即决定于一系列自然因素和人为因素错综复杂的影响。因此,在正确分析和评价矿井涌水条件前,应首先了解各种自然和人为因素对矿井涌水所起的作用。
第一章矿井涌水条件分析
第一节影响矿井涌水的自然因素
第二节影响矿井涌水的人为因素
第三节矿井涌水条件分析
第四节矿床(井)水文地质条件类型
第一章矿井涌水条件分析第一节影响矿井涌水的自然因素
影响矿井涌水的自然因素主要有:大气降水、地形、地表水、井巷围岩性质、地质构造以及岩溶陷落柱。
一、大气降水
大气降水是地下水的主要补给来源,因此,所有矿井的充水都不同程度地受到降水的影响。降水对矿井涌水的影响,既与降水特点有关,还与降水的入渗条件有关。
(一)大气降水对矿井涌水的影响
1. 露天矿
降水直接降落在矿坑内,形成降雨径流,其水量取决于降水量、露天矿坑的范围及其汇水条件;
矿坑充水与降水极为密切,雨后坑内水量立即增大。
第一章矿井涌水条件分析第一节影响矿井涌水的自然因素
2. 有集中入渗通道的矿井
降水沿集中入渗通道灌入矿井造成涌水,其水量大小取决于降水量大小和集中通道连通地表部分的汇水条件,也取决于集中通道的过水断面和长度;
矿井涌水与降水关系密切,矿井涌水滞后于降水的时间,一般为数小时至数日,有时可构成水害。
3. 通过岩层的孔隙、裂隙渗入的矿井
入渗机制较复杂,矿井涌水取决于降水量大小、降水强度(强度大容易形成地表径流而流失,强度小又不及润湿包气带)和降水历时(历时长有利于入渗),更取决于入渗条件(地形及地表水系发育情况、岩层渗透性和渗透距离、植被等);
矿井涌水与降水关系不如前两者那样密切,矿井涌水量增大滞后于降水的时间较长,一般为十几天至几十天不等,在降水特点相同的条件下主要取决于入渗条件。
第一章矿井涌水条件分析第一节影响矿井涌水的自然因素
(二)受大气降水影响的矿井涌水量变化特点
1. 周期性变化
(1)季节性(年周期性)变化
矿井涌水量变化与降水量变化相一致(右图),矿井涌水量峰与降水量峰值一致或有所滞后。
矿井涌水量变化曲线
降水量
淄博洪山矿矿井涌水量随季节变化
第一章矿井涌水条件分析第一节影响矿井涌水的自然因素
在实际工作中,一般按矿井涌水量峰值滞后于降水峰值的时间长短来反映降水对矿井涌水的影响快慢,以涌水量季节性变化系数来衡量降水对矿井涌水的影响程度。矿井涌水量季节性变化系数的计算公式为:
Qmax、分别为当年矿井最大的和正常的涌水量
第一章矿井涌水条件分析第一节影响矿井涌水的自然因素
(2)多年周期性变化
降水量往往具有多年周期性的变化,因此,受降水影响的矿井涌水量也具有这种特征(下表:北京矿务局长沟峪煤矿1974 1980年矿井涌水量变化,据陈爱光)。
年份
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
降水年类型
丰水年
枯水年
平水年
丰水年
平水年
丰水年
枯水年
矿井正常涌水量m/min