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1、第一节 矿井水文地质类型及其主要工作要求 第二节 矿井水文地质补充调查第三节 矿井水文地质工作方法,第六章 矿井水文地质工作,第一节 矿井水文地质类型及其主要工作要求,按水文地质条件划分的矿井类型，称矿井水文地质类型。矿井水文地质类型的划分是在系统整理、综合分析矿床普查勘探和矿井建设生产各阶段所获得的水文地质资料和经验教训的基础上，对矿井充水条件的高度概括与归纳。其目的在于指导矿井水文地质勘探、矿井防治水和矿区地下水的开发利用。划分除应突出矿井的水文地质特征和影响开采的主要水文地质问题外，分类方案应力求界限清楚、形式简单、便于应用。划分始于1955年，历经多次修订，至1991年，国家技术统计局
2、批准发布矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91），第一次明确了矿井水文地质勘探类型的国家标准。此外，为了指导煤矿防治水工作，煤炭工业部于1984年颁发的矿井水文地质规程（试行）中，还首次提出了矿井水文地质类型的划分方案。,一、矿井水文地质勘探类型的划分,（一）矿井水文地质勘探类型的划分方案（二）各类矿井水文地质特征及应查明的水文地质问题,二、矿井水文地质类型的划分,（一）煤矿矿井水文地质分类方案（二）不同类型矿井对水文地质工作的要求,根据矿井主要充水含水层的容水空间特征，将充水矿井分为以下三类,各类充水矿井按煤层与主要充水含水层的空间关系，充水方式分为以下三种：1.2.3,根据主要
3、煤层与当地侵蚀基准面的关系，地下水的补给条件，地表水与主要充水含水层水力联系密切程度，主要充水含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖情况，以及水言语地质边界的复杂程度，将各类充水矿床勘探的复杂程度划分为以下三种类型。,第一型 水文地质条件简单的矿井。主要煤层位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，矿井主要充水含水层和构造破碎带富水性弱至中等；或主要煤层位于当地侵蚀基准面以下，但附近无地表水体，矿井主要充水含水层和构造破碎带富水性弱，地下水补给条件差，很少或无第四系覆盖，水文地质边界条件简单。第二型 水文地质条件中等的矿井。主要煤层位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，主要充水
4、含水层和构造破碎带富水性中等至强，地下水补给条件好，或主要煤层位于当地侵蚀基准面以下，但附近地表水不构成矿井的主要充水因素，主要充水含水层和构造破碎带富水性中等，地下水补给条件差，第四系覆盖面积小且薄，疏干排水可能产生少量塌陷，水文地质边界较复杂。第三型 水文地质条件复杂的矿井。主要煤层位于当地侵蚀基准面以下，主要充水含水层富水性强，补给条件好，并具较高水压，构造破碎带发育，导水性强且沟通区域强含水层或地表水体；第四系厚度大，分布广，疏干排水有产生大面积塌陷、沉降的可能，水文地质边界复杂。,1.孔隙充水矿井2.裂隙充水矿井3.岩溶充水矿井,孔隙充水矿井主要分布于山间盆地、山前平原和河流冲积平原
5、，如内蒙的扎赉诺尔、吉林舒兰煤矿等。这些煤矿的主要充水岩层埋藏浅，多数矿区的主要充水来源为降水，部分受地表水补给，矿井涌水量季节性变化较大。矿井充水程度取决于疏松岩层的厚度和岩性结构特征，地表水体的规模及其与含水层的联系程度，以及开采方法。由于煤层顶、底板和露天采矿场边坡稳定性能差，常产生流砂冲溃与边坡滑落，开采时的工程地质条件比较复杂。应着重查明含水层的成因类型、分布、结构、粒度、磨园度、分选性、胶结程度、富水性、渗透性及其变化；查明流砂层的空间分布和特征，含（隔）水层的组合关系，各含水层之间、含水层与弱透水层以及与地表水之间的水力联系，评价流砂层的疏干条件及降水和地表水对矿井开采的影响。,
6、裂隙充水矿井多分布于山区和丘陵区，如华北二迭系山西组和石盒子组煤层的一些矿区。充水岩层的富水性受裂隙发育程度控制。煤层位于当地侵蚀基准面以下，附近有地表水体，并有巨大的构造破碎带或采空塌陷裂隙与水体沟通时，水文地质条件较为复杂。勘探应着重查明裂隙含水层的性质、规模、发育程度、分布规律、充填情况及其富水性；岩石风化带的的深度和风化程度；构造破碎的性质、形态、规模，与各含水层和地表水的水力联系；裂隙含水层与其相对隔水层的组合关系。,岩溶充水矿井分布较广，如华北型太原组煤层和华南晚二叠世煤层的矿井。其条件一般复杂，矿井涌水量大，地表水与地下水关系密切，水流通道较畅，排水影响范围大。其富水不均一，各向
7、异性明显，常以集中突水为主，有时伴有突泥、突砂、地表岩溶塌陷现象。应着重查明岩溶发育与岩性、构造等因素的关系，岩溶在空间的分布规律、充填深度和程度、富水性及其变化，地下水主要径流带的分布。,各类充水矿井：直接充水时，应着重查明直接充水含水层的富水性、渗透性，地下水的补给来源、补给边界、补给途径和地段；直接充水含水层与其它含水层、地表水、导水断裂的关系。当直接充水含水层裸露时，还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度。顶板间接充水时，应着重查明直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂构造破坏程度，研究和估算导水裂隙带高度，分析主
8、要充水含水层地下水进入矿井的地段。底板间接充水时，应着重查明承压含水层径流特征，直接底板的岩性、厚度及其变化，岩石的物理力学性质和水理性质，以及断裂构造对底板完整性的变化程度，分析、论证可能产生底鼓、突水的地段。以溶隙、溶洞为主的，应查明上覆松散层的岩性、结构、厚度，或上覆岩石风化层的厚度、风化程度及物理力学性质，分析在疏干排水条件下产生突水、突泥、地面塌陷的可能性、塌陷的程度、分布范围。对层状发育的，还应查明相对隔水层和弱含水层的分布。 以暗河为主的，应着重查明岩溶洼地、漏斗、落水洞等位置及其与暗河之间的联系；暗河发育与岩性、构造等因素的关系；暗河的补给来源、范围、补给量、补给方式及其与地表
9、水的转化；暗河入口处的高程、流量及其变化；暗河水系与矿井的相互关系、对开采的影响。,在1984年煤炭工业部颁发的矿井水文地质规程（试行）中，为了有针对性做好矿井水文地质工作，从矿区水文地质条件、井巷充水及其相互关系出发，根据受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性以及补给条件、单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等，将矿井的水文地质条件复杂程度划分为简单、中等、复杂、极复杂四个类型（表6-1）。,表6-1 煤矿矿井水文地质类型划分表,注：单位涌水量以井田主要含水层中有代表性的为准,矿井水文地质规程（试行）中对不同类型矿井的水文地质工作要求如下:,1极复杂类型矿井2复
10、杂类型矿井3中等型矿井4简单型矿井,极复杂型矿井除必须按照水文地质特点和开采需要进行补充调查、勘探和专门试验，建立井上、下水动态观测网，坚持长期观测，以及健全观测资料台帐和历时曲线等外，还应做以下工作：1）高原山地向斜正地形岩溶矿区，要注重岩溶调查、暗河探测和封闭汇水洼地的水均衡工作，研究分析探放、堵截暗河水的方案与措施。2）石灰岩露头分布范围广、河溪发育、山塘水库多的矿区，要注重地表水体、岩溶泉与井下出水点关系的调查分析，做好探放溶洞泥砂水工作，防止大突水的威胁。3）经常直接或间接受煤层顶、底部石灰岩溶洞、溶隙高压富含水层突水威胁的矿区（井），要开展区域水文地质综合调查，研究岩溶发育规律，并
11、进行大口径抽水试验、井下大型放水试验及连通试验等，勘查岩溶水集中的强径流带或岩溶管道的分布。矿井开采，要研究制订具有针对性的截（堵截水源）排（疏降）措施方案。要注重突水与隔水层岩性、厚度、水压、构造及采矿等关系的探查与研究，不断寻求突水规律。4）岩溶矿区要注重地面岩溶塌陷规律的调查研究，并寻求防治途径。,复杂型矿井应根据各矿的特点和开采需要，参照极复杂型矿井的要求进行工作。其中：1）开采含水（流）砂层、厚砾石层及地表河湖等水体下煤层的矿区（井），要分析研究煤（岩）柱的隔水性能，注重观测导水裂隙带高度，并研究其规律。2）开采煤层顶板直接为含水（流）砂层的矿井，在进行开采时应加强砂层水疏干和水砂分
12、离方法的研究。3）山区地表渗漏水较严重的矿井，要注重渗漏调查，实测并研究制订防渗措施方案。,中等型矿井应根据开采需要，进行一些单项的水文地质补充调查、勘探、试验、动态观测和正常的井下水文地质工作。,简单型矿井应根据矿井的具体情况进行正常的水文地质工作。,（一）地面水文地质补充调查,（二）地面水文地质观测,（三）井下水文地质观测,一 、水文地质补充调查与观测,二、 矿井水文地质补充勘探,第二节 矿井水文地质补充调查,一、地面水文地质补充调查, 气象调查 地貌调查 地质调查 地表水体调查 井泉调查 古井老窑的调查 小煤矿调查 地面岩溶调查, 气象调查 应着重调查收集降水量、蒸发量、气温、气压、相对
13、湿度、风向、风速及其历年月平均值和两极值等资料。 地貌调查 应着重调查由开采和地下水活动而引起的滑坡、塌陷、人工湖等地貌变化，岩溶发育矿区的各种岩溶地貌形态。 地质调查 调查第四纪松散覆盖层、基岩露头，应基本查明其时代、岩性、厚度、富水性及地下水的出露等，并划分出含水层或相对隔水层。地质构造应基本查明其形态、产状、性质、规模、破碎带（范围、充填物、胶结程度、导水性）及有无泉水出露等。 地表水体调查 应调查与搜集矿区河流、渠道、湖泊、积水区、山塘、水库的历年水位，流量，积水量，最大洪水淹没范围，含泥砂量，水质和地表水体与下伏含水层的关系等。, 井泉调查 应调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌
14、水量、水位、水质、水温、有无气体溢出、流出类型及其补给水源。并素描泉水出露的地形地质平面图、剖面图。 古井老窑的调查 应调查古井老窑的位置及开采、充水、排水、停采原因等情况，察看地面塌陷地形，圈出采空区，并估算积水量。 小煤矿调查 应调查小煤矿的位置、范围、开采煤层、地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱、与大矿的空间关系，并搜集系统完整的采掘工程平面图及有关资料。对已报废小井的图纸资料，必须存档备查。对于生产小煤矿，还应调查其生产安排、排水能力、井巷出水层位、水质、涌水量、充水因素、与大矿之间的水害关系。 地面岩溶调查 应调查岩溶发育的形态、分布范围。对地下水运动有明显影响的进水口、出水口和
15、通道，应进行详细调查，必要时可进行连通试验和暗河测绘工作。要分析岩溶发育规律、地下水迳流方向，圈定补给区，测定补给区内的渗漏情况，估算地下迳流量。有岩溶塌陷的区域，还应进行岩深塌陷的测绘工作。,二、地面水文地质观测,（） 气象观测 凡距离气象台（站）较远（大于30公里）的矿区或矿井，应设立气象观测站，按相应要求选择站址；较近地区，建雨量观测站。观测项目，与气象调查内容相同。（） 地表水观测 观测项目与地表水调查内容同。观测时间，一般为每月一次，雨季或暴雨后增加观测次数。（） 地下水动态观测,1）复杂型和极复杂型矿区（井），设计动态观测网。尽量利用现有钻孔、井、泉等观测点地段：对矿井生产建设有影
16、响的主要含水层；影响矿井充水的地下水集中迳流带（构造破碎带）；可能与地表水有水力联系的含水层；矿井先期开采的地段；在开采过程中水文地质条件可能发生变化的地段；人为因素可能对矿井充水有影响的地质；井下主要突水点附近，或具有突水威胁的地段；疏于边界或隔水边界处。观测内容主要是水位、水温和水质，泉水流量。2）观测点统一编号，设固定标志，测定坐标和标高。标高每年复测补测。3）观测工作，在开采前一个水文年进行，采掘中坚持观测。未掌握动态规律前，每57天测一次，随后每月观测13次，雨季或遇有异常时，再增。观测点要求同步进行，按固定的时间和顺序在最短时间内测完。否则，应全部重测。保证观测的连续性和精度。水位两次读数差值2cm时取平均数。测量工具使用前应定期校验。4）中型矿井的动态观测工作，应参照上述要求进行。,
