第八章矿井充水条件矿井充水条件大气降水地形地表水井巷围岩的性质地质构造岩溶陷落柱一、大气降水图1淄博洪山矿涌水量与降水量关系曲线图1-月降水量；2-月矿井涌水量二地形（一）地表水涌入或灌入矿井的途径1．通过第四系松散砂砾层及基岩露头。如山东新汶西港矿大汶河水通过松散砂砾层补给四灰含水层而导致矿井充水。（二）影响涌入量大小的因素1．井巷与地表水体间的岩石渗透性2．地表水体与井巷的相对位置井巷低成为充水水源；如湖南某矿，距河下50m深的巷道涌水量为132m3/h～360m3/h，其中76%～81%为河水补给；距河下125m～250m深的井巷，涌水量减为11m3/h～17m3/h,河水几乎没有影响。3．地表水体的性质和规模当常年性水体，则水体为定水头补给边界，量大而稳，淹井后不易恢复；若为季节性水体，间断补给，量随季节变化。四、井巷围岩的性质（一）充水岩层对矿井充水的影响1）孔隙充水岩层（一）充水岩层对矿井充水的影响图8-5吕家坨矿3771工作面透水透砂示意图2．充水岩层的厚度和分布面积（二）隔水岩层对矿井充水的作用松散层中粘土、坚硬岩石中含泥质高的柔性岩石和胶结很好且裂隙、岩溶不发育的岩层，以及经过后期胶结的断层破碎带都可以起到良好的阻水作用。例如，水体与导水裂隙带之间只要有一定厚度的粘土层或泥质岩层，即可实现安全采煤；当巷道围岩是隔水层时，可阻止含水层或其它水体中的水向矿井渗透；隔水断层和岩浆侵入体可阻止地下水的侧向补给。需要指出的是，地质剖面中的砂质粘土、粘质砂土、粉砂岩或一些裂隙不发育的坚硬岩层等，其透水性介于含水层与隔水层之间，当其垂向渗透系数较大时，含水层与含水层之间或者充水岩层与井巷之间仍可能通过其产生越流补给，向矿井充水，特别是在上、下含水层水头差很大或水压较大时；隔水岩层的隔水性质不是不变的，粘土或隔水断层在水压作用或长期渗透影响及矿压等人为因素影响下，可由阻水变为导水。2．隔水岩层的厚度和稳定性大多数矿井突水都与地质构造有关。（一）褶曲构造1．褶曲的类型和规模褶曲的类型决定地下水的储存条件和储存量大小。向斜构造与单斜、背斜相比，易于汇集和储存地下水，常形成蓄水构造或自流盆地。同属向斜构造，其规模愈大，含水层的分布范围愈广，地下水储存量愈丰富，对矿井充水的影响愈大。2．褶曲伴生裂隙的导水作用褶曲形成过程中，由于地层的弯曲，常在褶曲的不同部位产生一系列伴生裂隙。1）平行主应力的横张裂隙导水性强。如徐州新河一井沿NW向主应力方向产生的张裂面与近似SW和NWW方向的两组剪裂面相比较，NW向断裂导水最好，突水点多分布在NW向断裂附近。2）褶曲轴部，特别是向斜轴部的纵张裂隙常常是底板突水的通道，如峰峰二矿的11个底板大青灰岩突水点中除与断层有关外，向斜轴部的纵张裂隙也有重要的作用（图8-7）。图8-7峰峰二矿2673外溜子道突水点剖面示意图3）褶曲形成过程中产生的层间裂隙有利于灰岩中岩溶的发育和地下水的汇集与运移。通常，褶曲两翼过于平缓，表明构造变动轻微；褶曲两翼岩层倾角过大，表明构造变动强烈，层面近似压性结构面的特征，层间裂隙均不发育；褶曲两翼倾角为30～50º时，极易发育张开程度较好的层间裂隙，有利于地下水的储存和运移。如江苏徐州新河一井，南翼灰岩近于直立，局部倒转，层面裂隙不发育，岩溶发育差，富水性弱；而北翼地层倾角较缓，层面裂隙发育，张开程度好，灰岩岩溶亦相应较发育，富水性强，井下突水点亦都分布于北翼。此外，褶曲转折端断裂较为发育，也是矿井突水的重要部位。1．断层对矿井充水的影响充水重要通道，地下水、地表水，甚至大气降水都可能沿导水断层渗入或涌入矿井。断层对矿井充水的影响表现在三个方面。1）断层的导水和储水作用。当采掘工作面揭露或接近导水断层时，充水岩层中的水便会沿断层涌入矿井。如山东肥城杨庄矿9101工作面回风巷掘进时，揭露了FI-1断层，奥灰水和徐灰水沿断层涌入矿井，最大涌水量达到4409m3/h（图8-8）。2）断层缩短了煤层与对盘含水层的距离，当采掘工作揭露或接近断层时突水。除断层落差外，断层倾角的变缓也会使上盘煤层与下盘含水层之间的距离缩短。如河南焦作冯营矿1301工作面位于断层的上盘，原推测断层倾角为70°，留设37m的断层防水煤柱，煤柱端点距下盘二灰含水层（L2）46m，实际断层面倾角在深部变缓，为55～50°从而使煤柱宽度减为19m，煤柱端点至下盘L2的距离减至36m，因煤柱抗水压能力变弱而使二灰水沿煤柱突出（图8-9）。3）断层降低岩层的强度。断层构造的存在，除破坏岩层的完整性外，还显著降低断层附近岩层的强度。由于断层破碎带地段隔水层的强度比正常地段低，断层破碎带及其近旁常是整个隔水岩层最薄弱的地段。钻探和物探资料表明，在某些条件下，隔水