矿井水害的类型及特征

  造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老窑水。其中地下水按储水空隙特征又分为空隙水、裂隙水和岩溶水等。由于多数矿井水害往往是由2~3种水源造成的，单一充水水源的矿井水害很少，故矿井水害类型是按某一种水源或某一种水源为主命名的。按水源分类，把我国的矿井水害分为地表水、老窑水、空隙水、裂隙水和岩溶水水害五大类，其中岩溶水又按含水层分为薄层灰岩和厚层灰岩水害两类。本文主要介绍岩溶裂隙型水害。

 

  1、薄层灰岩岩溶水水害

 

  水源主要是华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水，以河南、河北、山东、江苏居多。这些地区太原群煤层的顶底板均有薄层灰岩含水层存在，在开采中必须要揭露这些含水层并疏干。在一般情况下，这些含水层是可以疏干的。但是，这些薄层含水层与地表水发生水体联系时，或被地质构造切割、造成垂向的导水通路和横向与厚层灰岩含水层对接水力联系时，这些汗水层的富水性便大大增加。因此，在具有强水源补给和接近导水通道的部位，常发生较大的灾害性突水事故。典型的矿井有徐州青山泉矿二号井、淮南谢一矿、肥城大封矿、新密芦沟矿等。

 

  2、厚层灰岩岩溶水水害

 

  厚层灰岩岩溶水水害可分为南方型和北方型两种。南方型厚层灰岩赋存与主采煤层顶底板，几乎无隔水保护层可以利用，但一旦发生溶洞突水、突泥，往往来势凶猛。此种厚层灰岩含水层岩溶系统发育与当地侵蚀基准面的高低有关，其充水水源亦与大气降水和地表水系有关。当于当地侵蚀基准面一下时，随深度的增加，岩溶发育程度明显减弱。

 

  北方型煤田厚层灰岩主要是奥陶系灰岩含水层，一般构造正常地区均赋存与主采煤层之下，主采煤层与厚层灰岩含水层之间，常有不同厚度的煤系隔水保护层和灰岩顶面；常有一定厚度的风化残积铝土存在，亦起着隔水保护层的作用。所以此类奥灰突水常与构造有关，常见的主要有以下四种情况：

 

  （1）断层使开采煤层与厚层灰岩对接，当巷道掘进至断层带或断层附近时，断层另一侧奥灰含水层水便大量溃入矿井；

 

  （2）小断层带垂向导水裂隙使主采煤层之下的隔水保护层失隔水作用而转化为通道，使下伏奥灰含水层突水进入矿井；

 

  （3）个别在无构造破坏的地区也有因隔水层经采动破坏后，由于含水层水压高而发生突水；

 

  （4）奥灰岩溶陷落柱造成突水。前两种情况是常见的，约占此类水害的80%，后两种情况随少见，但危害很大，难于预测预防。

 

  3、裂隙水水害

 

  水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。这种水害发生在开采北方二叠机山西组煤层和侏罗纪没层，以及开采南方侏罗纪的煤层中。这些煤层顶部常有厚层砂岩和砾岩，其中裂隙发育，如与上覆第四系冲积层和下伏奥陶系含水层有水力联系时，可导致大面积突水事故，以及建井时期发生淹井事故。若砂岩层缺乏补给水源时，则涌水很快变小甚至疏干。发生过此类水害的狂井有徐州大黄山煤矿、韩桥煤矿等。