淺析礦井充水通道的類型及特點

陳乙

摘 要：根據礦井充水途徑的類型和地下水的水力特征，通常將充水通道分為巖層的孔隙、巖層的裂隙、喀斯特和人為充水通道，本文對各類型充水通道分別進行了描述，并分析了各自的特點。

關鍵詞：礦井；充水通道；類型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.073

礦井水流入礦井的通道成為充水通道。水源的存在以及水源類型是礦井充水的一個方面，而礦井是否充水還取決于充水通道。水源的存在只能說明礦井充水具有可能性，當在巖層中又發育有各種充水通道時才能造成礦井充水。也就是說，充水水源必須通過充水通道才能對充水發生作用，因此在開展礦區水文地質工作時，既要研究礦井充水的水源，又要研究礦井充水的通道。根據礦井充水途徑的類型和地下水的水力特征，通常將充水通道分為巖層的孔隙、巖層的裂隙、喀斯特和人為充水通道，本文對各類型充水通道分別進行了描述，并分析了各自的特點。

1 巖層的孔隙

孔隙多分布于松散巖層中，其透水性能取決于孔隙的大小和連通情況。在有充水水源的情況下，巖層的孔隙大，連通程度好，當巷道穿過巖層時，涌水量就大；否則，涌水量就小。

單純的孔隙水只有當圍巖為大顆粒的松散巖層并有固定的強大補給水源時，才能導致災害性的突水；若圍巖本身是飽和的流沙層，則可能造成流砂沖潰。

2 巖層的裂隙

各種不同成因的裂隙都是礦井充水的通道。對礦井充水具有較大影響的是構造裂隙（斷裂）。一般情況下，分布不均且細小的裂隙水滲透緩慢，對礦井充水的影響不大；但斷裂破碎帶對礦井充水影響較大，是主要的充水通道。根據斷裂帶的滲水性能，將其分為導水斷裂帶、儲水斷裂帶和隔水斷裂帶。

（1）導水斷裂帶。導水斷裂帶指溝通含水層與隔水層（或地表水體）并使各含水層之間（或與地表水體）產生水力聯系的斷層。這種斷層不但本身含水，而且能使不同層位的含水層或地下水與地表水之間相互連通，成為地下水的良好通道。這種斷層多分布在厚層堅硬的巖層中，從斷層力學性質來看多為張性或張扭性斷裂；對礦井水的特點是水量大而穩定，不易疏干，對礦井開采影響較大。

某些壓性斷裂帶結構面本身因為有致密的充填物而透水性能變差，但在斷層面的一側或兩側因低序次張性羽狀裂隙發育而透水。

根據補給水源和斷層兩側含水層的相對位置，此類導水斷裂帶分為垂直水力聯系與水平水力聯系。如圖1所示。

（2）儲水斷裂帶。儲水斷裂帶指具有一定儲水空間的破碎帶，但與附近水源無聯系或聯系甚微。這種斷裂帶中的地下水多屬于封閉條件下的靜儲量。從力學性質來看，此斷裂帶以張性斷裂為主；其儲水量不打，但有較大的水頭壓力；涌入礦井時開始水量不大，以后逐漸減小，容易被全部疏干，對礦井開采影響較小。

（3）隔水斷裂帶。隔水斷裂帶指對地下水起阻隔作用的斷裂帶，多分布在較軟的地層（如頁巖、泥巖、粉砂巖等）或局部堅硬、半堅硬地層中，為充填、膠結緊密的壓性或壓扭性斷裂。這種斷裂帶的裂隙屬于封閉型或被泥質等填充，不僅本身不含水，而且還可以起隔水作用。

3 喀斯特

喀斯特通道存在于可溶性巖層中，從細小的溶孔到巨大的溶洞都有分布，可以是彼此連通也可以形成單獨的管道，可儲存大量的水或溝通其它水源。當巷道接近或揭露它們時往往產生突然潰水，如不事先查清并做好防范，常會造成礦井淹沒。

喀斯特發育的規律是隨著深度的變化而變化的。喀斯特多分布于含水層的淺部及頂部，隨深度增加而逐漸減弱。

4 人為充水通道

（1）封孔不良鉆孔。地質勘探鉆孔如果沒有封孔或封孔質量不好，就會成為溝通采掘工作面頂底板含水層或地表水的通道。開采過程中遇到或接近（一般是3～5m）這樣的鉆孔，就會發生淹水甚至淹井事故。

（2）礦井長期排水。由于礦井采掘范圍不斷擴大及長期排水，使形成的降落漏斗逐漸向外擴展，使其與新的水源聯系。

（3）采空區巖層的塌陷。由于采掘活動造成的頂板跨落使上覆巖層變形、彎曲、斷裂，進而跨落形成彎曲帶、斷裂帶和跨落帶，構成導水斷裂帶，如圖2所示。使地表發生沉陷，甚至形成規模較大的陷落漏斗，成為大氣降水或地表水體滲入井下的良好通道。如河北某礦由于地下開采，地表形成的裂隙寬達0.1～0.2m，在雨季通過裂隙流入礦井的水量往往比平時大數倍。

5 結語

隨著開采深度的不斷增加，礦井水文地質條件也越來越復雜，防治礦井水害的工作也越來越重，正確分析和判斷礦井的充水水源和充水通道成為礦井防治水的關鍵。正確認識礦井充水通道的類型及其各自的特點，可根據實際條件迅速判斷充水通道，對于礦井防治水將產生十分重要的作用。

參考文獻：

[1]李增學.煤礦地質學（第2版）[M].北京： 煤炭工業出版社，2013.

[2]劉會明.礦井充水通道分析[J].科技情報開發與經濟，2011， 21（04）.

[3]武強，崔芳鵬，趙蘇啟等.礦井水害類型劃分及主要特征分析[J].煤炭學報，2013，38（04）.