浅议矿井充水条件

谷烨真

（山西省煤炭地质公司，山西 太原 030045）

煤矿生产时受到水害事故的威胁。地表水或地下水沿某些通道进入矿井，致使矿井突水，造成水害事故。那么，矿井突水是如何发生的呢？

1 矿井充水的自然条件

1.1 自然充水水源

1.1.1 大气降水

大气降水是许多矿井补给水源之一，尤其是开采地形低洼且埋藏深度较浅的煤层，大气降水往往是矿井主要充水水源。矿井涌水量往往受区域降水量的大小、强度和延续时间的影响，并且随气候具有明显的季节性变化，但是随着开采煤层深度的增加而减少。

1.1.2 地表水水源

地表水体（海、河、湖、水库等）对煤层开采的威胁很大，地表水体会通过构造破碎带、顶板岩层冒落带或古井进入井下，洪水期间通过低洼处井口直接灌入，造成重大的经济损失和人员伤亡。因此在开采过程中，必须查清天然条件下和煤层开采后地表水对矿井的影响，以避免地表水害威胁。

1.1.3 围岩地下水水源

围岩地下水充水类型划分：①根据充水岩层性质可分为：砂砾石孔隙水、坚硬岩层裂隙水和岩溶水。②根据煤层与充水岩层接触关系可分为：直接充水矿床和间接充水矿床。③根据煤层与充水岩层相对位置可分为：顶板充水和底板充水。

地下水往往是矿井充水最直接、最常见的主要水源。地下水流入矿井通常包括静储量和动储量。开采初期或水源补给不充沛时，往往以静储量为主，随着生产的发展，长期排水和裁决范围不断扩大，静储量逐渐被消耗，动储量的比例相对增加。

1.2 天然充水通道

矿井充水通道主要包括点状岩溶陷落柱、线状断裂（裂隙）带、面状裂隙网络（局部面状隔水层变薄或尖灭）。

1.2.1 点状岩溶陷落柱通道

岩溶陷落柱在我国北方较为发育，在地下水的长期影响下，奥陶系石灰岩形成了大量的古卡斯特空洞，在上覆岩层的重力作用下，空洞溃塌并被上覆岩层下陷填实，被下塌的破碎岩块所充填的岩溶陷落柱沟通了奥陶系碳酸盐岩溶含水层，使得奥灰水涌入矿井，造成灾害性的突水。

1.2.2 线状裂隙带通道

岩层的风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙都能构成矿井充水的通道，对矿井充水具有严重威胁的是构造裂隙，包括各种节理、断层和巨大的断裂破碎带。

矿井开采所揭露的岩层，都分布有不同数量、不同性质的、不同规模的构造断裂。在开采过程遇到这些断裂时，与之有关的水源往往会通过这些断裂涌入井下，造成突水。根据断裂带的透水性能，将其划分为隔水断裂带和透水断裂带。

隔水断裂带主要是指断裂带本身及其两侧的含水层无水利联系，由于断裂带出现在较松软的黏塑性岩层中或破碎带胶结致密，使得断裂带本身不含水，还可使被切断的含水层无水利联系。但在矿井开采后，可能导致断裂带进一步破碎或疏松充填物被冲蚀掉而变为透水。

透水断裂带：自身透水但不与其他水源联系的断裂带，成为孤立的含水断裂带，当巷道接近或揭露时，会造成突水，通常开始水量大，后逐渐减少或干涸，对矿井工作无多大影响；若断裂带自身含水，而且与其他水源有水利联系，一旦引起矿井突水，补给水源会通过它不断涌入矿井，水量大而稳定，不易排干，造成水害事故。

1.2.3 面状裂隙网络（局部面状隔水层变薄区）

根据含煤岩系和水文地质沉积环境分析，煤系含水层组主要以厚层砂岩含水层组为主，厚层灰岩沉积较少。在厚层砂岩含水层组之间沉积了以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主的相对隔水层组，在长时期的构造应力作用下，脆性的隔水岩层受力后以破裂形式释放应力，致使隔水岩层产生了不同方向的较为密集的裂隙和节理，形成了较为发育的呈整体面状展布的裂隙网络。

2 矿井充水的人为条件

2.1 人为充水水源

2.1.1 袭夺水

由于矿井开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水。袭夺水水源主要为：位于地下水排泄区的泉水和地表水、位于地下水径流带内的排泄区一侧相邻含水层和相邻水文地质单元地下水。

2.1.2 老窑水

老窑水一般分布在老矿山的浅部，以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关，由于多年积水，水循坏条件差，水中含有大量H2S气体，有较强的腐蚀性，一旦突水，水势迅猛，且H2S气体危害性大。

2.2 人为充水通道

矿井人为充水通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干塌陷带和封孔质量不佳的钻孔。

2.2.1 顶板冒落裂隙带

采空区冒落后，冒落裂隙带发育高度达到上覆含水层时，会使得矿井用水量增加，当冒落裂隙带发育到地表水体时，矿井用水量迅猛增加，并时常伴有涌砂现象，对煤层的开采带来影响。

2.2.2 地表坍陷

随着我国岩溶冲水矿床大规模的抽放水和疏干实践，矿区及其周围地区会产生地表岩溶坍陷，地表水和大气降水会通过塌陷涌入矿井，对矿井生产造成极大危害。

2.2.3 封孔质量不佳的钻孔

当钻孔封闭不合格时，就构成了勾通采掘工作面顶、底板含水层或地表水的通道，会导致矿井突水或淹井事故。

3 结束语

矿井充水条件分析，是矿井水文地质工作的重要环节，也是预防水害事故、做好防治水工作的关键所在。通过对矿井充水条件分析，才能了解矿井水害事故的特点，采取有针对性的安全技术措施和管理措施，有效防止水害事故的发生，保障矿井建设和生产的安全。