礦井水害的類(lèi)型及特征

  造成礦井水害的水源有大氣降水、地表水、地下水和老窯水。其中地下水按儲水空隙特征又分為空隙水、裂隙水和巖溶水等。由于多數礦井水害往往是由2~3種水源造成的，單一充水水源的礦井水害很少，故礦井水害類(lèi)型是按某一種水源或某一種水源為主命名的。按水源分類(lèi)，把我國的礦井水害分為地表水、老窯水、空隙水、裂隙水和巖溶水水害五大類(lèi)，其中巖溶水又按含水層分為薄層灰巖和厚層灰巖水害兩類(lèi)。本文主要介紹巖溶裂隙型水害。

 

  1、薄層灰巖巖溶水水害

 

  水源主要是華北石炭二疊紀煤田的太原群薄層灰巖巖溶水，以河南、河北、山東、江蘇居多。這些地區太原群煤層的頂底板均有薄層灰巖含水層存在，在開(kāi)采中必須要揭露這些含水層并疏干。在一般情況下，這些含水層是可以疏干的。但是，這些薄層含水層與地表水發(fā)生水體聯(lián)系時(shí)，或被地質(zhì)構造切割、造成垂向的導水通路和橫向與厚層灰巖含水層對接水力聯(lián)系時(shí)，這些汗水層的富水性便大大增加。因此，在具有強水源補給和接近導水通道的部位，常發(fā)生較大的災害性突水事故。典型的礦井有徐州青山泉礦二號井、淮南謝一礦、肥城大封礦、新密蘆溝礦等。

 

  2、厚層灰巖巖溶水水害

 

  厚層灰巖巖溶水水害可分為南方型和北方型兩種。南方型厚層灰巖賦存與主采煤層頂底板，幾乎無(wú)隔水保護層可以利用，但一旦發(fā)生溶洞突水、突泥，往往來(lái)勢兇猛。此種厚層灰巖含水層巖溶系統發(fā)育與當地侵蝕基準面的高低有關(guān)，其充水水源亦與大氣降水和地表水系有關(guān)。當于當地侵蝕基準面一下時(shí)，隨深度的增加，巖溶發(fā)育程度明顯減弱。

 

  北方型煤田厚層灰巖主要是奧陶系灰巖含水層，一般構造正常地區均賦存與主采煤層之下，主采煤層與厚層灰巖含水層之間，常有不同厚度的煤系隔水保護層和灰巖頂面；常有一定厚度的風(fēng)化殘積鋁土存在，亦起著(zhù)隔水保護層的作用。所以此類(lèi)奧灰突水常與構造有關(guān)，常見(jiàn)的主要有以下四種情況：

 

  （1）斷層使開(kāi)采煤層與厚層灰巖對接，當巷道掘進(jìn)至斷層帶或斷層附近時(shí)，斷層另一側奧灰含水層水便大量潰入礦井；

 

  （2）小斷層帶垂向導水裂隙使主采煤層之下的隔水保護層失隔水作用而轉化為通道，使下伏奧灰含水層突水進(jìn)入礦井；

 

  （3）個(gè)別在無(wú)構造破壞的地區也有因隔水層經(jīng)采動(dòng)破壞后，由于含水層水壓高而發(fā)生突水；

 

  （4）奧灰巖溶陷落柱造成突水。前兩種情況是常見(jiàn)的，約占此類(lèi)水害的80%，后兩種情況隨少見(jiàn)，但危害很大，難于預測預防。

 

  3、裂隙水水害

 

  水源為砂巖、礫巖等裂隙含水層的水。這種水害發(fā)生在開(kāi)采北方二疊機山西組煤層和侏羅紀沒(méi)層，以及開(kāi)采南方侏羅紀的煤層中。這些煤層頂部常有厚層砂巖和礫巖，其中裂隙發(fā)育，如與上覆第四系沖積層和下伏奧陶系含水層有水力聯(lián)系時(shí)，可導致大面積突水事故，以及建井時(shí)期發(fā)生淹井事故。若砂巖層缺乏補給水源時(shí)，則涌水很快變小甚至疏干。發(fā)生過(guò)此類(lèi)水害的狂井有徐州大黃山煤礦、韓橋煤礦等。