礦床水文地質(zhì)學(xué)講義

第十一章

礦床水文地質(zhì)2023/12/23第2頁(yè)課程主要講授內(nèi)容第一節(jié)、礦床類型與礦床開采

第二節(jié)、礦床充水因素分析第三節(jié)、礦床水文地質(zhì)類型第四節(jié)、礦坑涌水量預(yù)測(cè)第五節(jié)、礦床疏干與排供結(jié)合第六節(jié)、礦床水文地質(zhì)工作特點(diǎn)第七節(jié)、礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)2023/12/23第3頁(yè)一、礦石、礦體、礦床及礦產(chǎn)二、礦體的形狀及產(chǎn)狀三、礦床成因類型及其與周圍含水層間的關(guān)系四、礦床開采第一節(jié)、礦床類型與礦床開采2023/12/23第4頁(yè)

礦石：凡含經(jīng)濟(jì)上有價(jià)值和技術(shù)上可提取有用元素、化合物或礦物的巖石。

礦體：礦石的自然堆積體。它是獨(dú)立的地質(zhì)體，有一定的形狀、大小和產(chǎn)狀，占有一定的空間。包圍礦體的無(wú)實(shí)用價(jià)值的巖石稱礦體的圍巖。礦體和圍巖石間的界面有清晰的．也有逐漸過(guò)渡的。

礦床：由成礦地質(zhì)作用在地殼中形成的質(zhì)和量皆符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，可被開采和利用的地質(zhì)體總稱。它由礦體和圍巖組成。一個(gè)礦床可由一個(gè)或多個(gè)礦體組成。一、礦石、礦體、礦床及礦產(chǎn)2023/12/23第5頁(yè)

礦體的形狀，系指礦體在空間的存在形態(tài)。形狀不同的礦體，它與周圍含水層(體)之間具有不同的接觸狀態(tài)，發(fā)生不同的水力聯(lián)系，使礦床具有不同的水文地質(zhì)特征。二、礦體的形狀及產(chǎn)狀2023/12/23第6頁(yè)2023/12/23第7頁(yè)

礦體的產(chǎn)狀，是指礦體產(chǎn)出的地質(zhì)位置和產(chǎn)出狀態(tài)，包括礦體的構(gòu)造位置、形狀、大小、與圍巖的接觸關(guān)系及其空間位置等。礦體產(chǎn)狀，通常以礦體(層)的走向、傾向及傾角來(lái)表示。按傾角，把礦體分成：傾角小于3°的水平礦體；

3°至30°的緩傾斜礦體；

30°至45°~55°的傾斜礦體；大于45°~55°的急傾斜礦體。二、礦體的形狀及產(chǎn)狀2023/12/23第8頁(yè)三、礦床成因類型及其與周圍含水層間的關(guān)系

(1)巖漿礦床：是指伴隨地殼中巖漿活動(dòng)而形成的礦床。如鉻、鎳、鉑、金剛石、釩、飲、銅、鉆、鐵、磷等。該類礦床和圍巖多發(fā)育有各種裂隙，故裂隙水為該類礦床的主要充水水源。

(2)偉晶巖礦床：為晶體粗大的脈狀礦床，富含稀有及放射性元素，富含揮發(fā)性組分的礦物易于富集。產(chǎn)鈹、鈮及云母、水晶等。巖脈本身裂隙多較發(fā)育，故其多成為含水較豐富的裂隙水帶。

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(3)氣水—熱液礦床：是由含水、揮發(fā)性紐分及成礦組分的氣水熱液，在運(yùn)移中，成礦物質(zhì)通道充填或交代作用所形成的礦床。這類礦床的水文地質(zhì)條件復(fù)雜，多為巖溶充水礦床。接觸交帶礦床的圍巖一側(cè)多為巖溶水，遠(yuǎn)離接觸帶的礦床，則多處于巖溶水包圍之中，甚至礦體本身也含水。

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(4)風(fēng)化礦床：出地殼表層風(fēng)化作用形成的礦床，稱風(fēng)化礦床。主要產(chǎn)出鐵、錳、鋁、鎳、鉆、金、金剛石、磷塊巖及高嶺土等。按成因分為殘積和坡積礦床、殘余礦床、淋積礦床。其主要充水層為風(fēng)化裂隙潛水層，一般水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。

（5）沉積礦床：系由地表沉積作用形成的礦床。以其中富集有用物質(zhì)而與一般巖相相區(qū)別。沉積礦床所產(chǎn)礦種大多產(chǎn)量豐富，尤其是生物化學(xué)和膠體化學(xué)沉積礦床，多與碳酸鹽巖共生，多具有利蓄水的構(gòu)造，受巖溶水的威脅．致使礦床水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜．國(guó)內(nèi)、外大水礦床多屬此類。2023/12/23第11頁(yè)

（6）變質(zhì)礦床：系伴隨巖石變質(zhì)過(guò)程，由有用元素富集而成的礦床，除產(chǎn)金、鈾、銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)外，還產(chǎn)滑石、石墨、石棉等非金屬礦產(chǎn)，多數(shù)為水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的裂隙充水礦床。2023/12/23第12頁(yè)

礦床水文地質(zhì)工作是為開采礦床服務(wù)的，采礦方法的選擇、礦井涌水量的大小及疏干措施的設(shè)置，均與礦區(qū)水文地質(zhì)條件有關(guān)。采用不同的開采方式和開采方法，會(huì)使礦區(qū)水文地質(zhì)條件受到不同的改造，不僅會(huì)導(dǎo)致礦井涌水量、采礦難易程度及成本等有很大的差別，還會(huì)出現(xiàn)不同的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。四、礦床開采2023/12/23第13頁(yè)

礦田：一個(gè)礦床的天然分布范圍。礦區(qū)：劃歸一個(gè)礦山企業(yè)開采的范圍。井田：在一個(gè)礦山中，劃歸一個(gè)礦井（坑口）開采的礦體則成為井田。礦井（坑）)是一個(gè)獨(dú)立開采系統(tǒng)的生產(chǎn)單位，井田則是基本的開采單位。由于礦井(或坑口)是獨(dú)立的生產(chǎn)單位，所以也將從全井田中流入井巷的水稱為礦井(礦坑)涌水。1、礦床的開采單位2023/12/23第14頁(yè)

沿傾向的長(zhǎng)度，由于井田的范圍過(guò)大，所以開采時(shí)尚需按礦體(層)的傾角和技術(shù)條件，將礦體劃分為更小的單元有順序的進(jìn)行開采。對(duì)傾斜的礦體(層)，多沿傾斜按一定標(biāo)高分成若干個(gè)平行于走向的長(zhǎng)條，稱其為階段。其上邊界為階段回風(fēng)平巷，所在水平面稱回風(fēng)水平；下邊界則為階段運(yùn)輸平巷，其水平面稱運(yùn)輸水平。1、礦床的開采單位2023/12/23第15頁(yè)2023/12/23第16頁(yè)

（1）露天開采及露天礦場(chǎng)的構(gòu)成

當(dāng)?shù)V床埋藏近地表、覆蓋層較薄，或開采由淺延至深部礦床的淺部礦體時(shí)、宜用露天方式開采，即從地面以較大面積直接向深處掘露天溝道、形成工作面開采礦石的方式。2、開采礦床的方式

圖l露天采礦場(chǎng)示意剖面圖1-臺(tái)階；2-臺(tái)階坡面；3-排水溝，4-礦體；5-臺(tái)階面坡角2023/12/23第17頁(yè)

（2）地下開采及開采系統(tǒng)的構(gòu)成應(yīng)用地下開采方式開采埋藏在地下深處的礦床，就是利用適宜類型的地下巷道和不同的采礦方法從地下采出礦石。2023/12/23第18頁(yè)

圖2地下開采礦山井巷綜合示意圖

1-立井；2-斜井；3-平硐；4-暗立井；5-溜井；6-石門；7-礦門；8-礦倉(cāng)；9-上山道；10-下山道；11-風(fēng)井；12-巖層平巷；13-礦層平巷2023/12/23第19頁(yè)2023/12/23第20頁(yè)

(1)開拓。是采礦的第一步，據(jù)設(shè)計(jì)從地面到礦體開掘一系列的開拓巷道，建立運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和供水等工程系統(tǒng)。3、開采礦床的步驟

(2)采準(zhǔn)。就是在已開拓的階段或盤區(qū)中，進(jìn)一步切割成采區(qū)或礦壁，為回采作準(zhǔn)備工作；同時(shí)，作為行人、運(yùn)輸和通風(fēng)之用。

(3)回采。是從完成采淮的采區(qū)或礦室中大量采出礦石的生產(chǎn)過(guò)程。2023/12/23第21頁(yè)

支撐采礦法，崩落采礦法：支撐采礦法分天然和人工兩種：

天然支撐法又稱礦柱法，采用保留安全礦柱（永久、暫時(shí)）的方法保持圍巖穩(wěn)定性，適用于圍巖穩(wěn)固的采區(qū)；

人工支撐采礦法：是用人工支撐的方法控制地區(qū)，保護(hù)采區(qū)安全生產(chǎn)。4、采礦方法2023/12/23第22頁(yè)

崩落采礦法：運(yùn)用于采空區(qū)上方無(wú)城鎮(zhèn)，地表水或無(wú)強(qiáng)含水層的采區(qū)，是利用頂板崩落的巖塊充填采空區(qū)，控制圍巖的位移，確保安全生產(chǎn)。崩落法是最常用的采礦方法，但它對(duì)礦床充水的威脅也最大。

充填采礦法：在基本不改變上覆地層的情況下進(jìn)行開采，但成本高，大多用于城鎮(zhèn)、道路、地表水下和頂?shù)装逵袕?qiáng)含水層的情況下。2023/12/23第23頁(yè)主要內(nèi)容第一節(jié)、礦床類型與礦床開采第二節(jié)、礦床充水因素分析第三節(jié)、礦床水文地質(zhì)類型第四節(jié)、礦坑涌水量預(yù)測(cè)第五節(jié)、礦床疏干與排供結(jié)合第六節(jié)、礦床水文地質(zhì)工作特點(diǎn)第七節(jié)、礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)2023/12/23第24頁(yè)一、基本概念二、充水水源三、充水通道四、充水強(qiáng)度第二節(jié)、礦床充水因素分析2023/12/23第25頁(yè)礦床充水：自然狀態(tài)下礦床和圍巖中賦存的水；

礦坑涌水：采礦時(shí)流人井巷的水；礦井突水：超過(guò)礦井正常排水能力的瞬時(shí)大量涌水。

充水強(qiáng)度、涌水強(qiáng)度和突水強(qiáng)度：充水、涌水和突水的水量大小。礦山井巷之所以有水涌入，是各種水源通過(guò)各種通道進(jìn)入井巷造成的，其涌入水量的大小主要受礦床賦存與開采的具體條件控制。

因此，充水水源與通道是形成礦坑涌水的必備條件，加上影響涌水強(qiáng)度諸因素，三者綜合作用稱礦床充水條件。一、基本概念

礦床充水分析示意圖

礦山井巷之所以有水涌入，是各種水源通過(guò)各種通道進(jìn)入井巷造成的，其涌入水量的大小主要受礦床賦存與開采的具體條件控制。

因此，充水水源與通道是形成礦坑涌水的必備條件，加上影響涌水強(qiáng)度諸因素，三者綜合作用稱礦床充水條件。2023/12/23第27頁(yè)

其充(涌)水特征與降水、地形、巖性和構(gòu)造密切相關(guān)。

１、礦井涌水動(dòng)態(tài)與當(dāng)?shù)亟邓畡?dòng)態(tài)相一致，具明顯的季節(jié)性和多年周期性的變化規(guī)律。

1年中的涌水最大值在融雪期和雨季，最小值在旱季；礦井最大涌水量出現(xiàn)在豐水年、干旱年為最小，突水事故則多發(fā)生在豐水年的豐水期。二、充水水源（一）、大氣降水為主要充水水源的礦床2023/12/23第28頁(yè)

礦坑涌水量隨降水量變化曲線（京西王平村礦）

1-降水量；2-礦坑涌水量2023/12/23第29頁(yè)1979年8月16日礦井淹沒(méi)事故2023/12/23第30頁(yè)

２、多數(shù)礦床隨采深增加礦井涌水量逐漸減少，其涌水高峰值出現(xiàn)遲后的時(shí)間加長(zhǎng)。３、礦井涌水量的大小還與降水性質(zhì)、強(qiáng)度、連續(xù)時(shí)間及入滲條件有密切關(guān)系。通常，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降中雨對(duì)入滲有利。匯水條件好、充水層裸露、地表滲透性大的礦區(qū)礦井涌水量大，反之則小。

典型類型：位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上的礦床、無(wú)地表水分布的礦區(qū)、分水嶺地段和地下水位變幅帶內(nèi)的礦床，礦床淺埋充水含水層基本裸露的礦床。2023/12/23第31頁(yè)

這類礦床賦存在山區(qū)河谷和平原區(qū)河流、湖泊及海洋等地表水附近或其下面。充水特征主要取決于地表水的補(bǔ)給方式。根據(jù)地表水進(jìn)入井巷的方式和強(qiáng)弱，可分為四種情況：１、是地表水不補(bǔ)給者：礦體頂部有較厚的可靠隔水層，礦體與地表水之間無(wú)水力聯(lián)系；２、是地表水微弱補(bǔ)給者：礦體頂部有弱隔水層，少量地表水可通過(guò)它補(bǔ)給井巷；３、是地表水滲入或補(bǔ)給者：疏干漏斗以地表水為界，地表水通過(guò)滲透通道，能較多地進(jìn)入井下；４、是地表水灌入式補(bǔ)給者：疏干漏斗以地表水為界，地表水通過(guò)強(qiáng)導(dǎo)水通道潰入井巷，造成災(zāi)害性突水。（二）、以地表水為主要充水水源的礦床2023/12/23第32頁(yè)

恩口礦區(qū)邊界條件轉(zhuǎn)化示意圖1－T1s+P2d下疊大冶組；2－P2l上疊龍?zhí)督M隔水層；3－P1m+P1q4

下二疊茅口組與棲霞組巖溶含水層；4－P1q3

下二疊棲霞組李子塘段隔水層；5－Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，疏干水平2023/12/23第33頁(yè)

１、礦井涌水動(dòng)態(tài)隨地表水的豐枯作季節(jié)性變化，且其涌水強(qiáng)度與地表水的類型、性質(zhì)和規(guī)模有關(guān)。

受季節(jié)流量變化大的河流補(bǔ)給的礦床．其涌水強(qiáng)度亦呈季節(jié)性周期變化。有常年性大水體補(bǔ)給時(shí)，可造成定水頭補(bǔ)給穩(wěn)定的大量涌水，并難于疏干。有匯水面積大的地表水補(bǔ)給時(shí)，涌水量大且衰減過(guò)程長(zhǎng)。

地表水充水礦床的涌水規(guī)律2023/12/23第34頁(yè)

排水坑道與河流距離示意圖1-含水層；2-隔水層；3-礦層；4-排水坑道；5-排水水位線。２.礦井涌水強(qiáng)度還與井巷到地表水體間的距離、巖性與構(gòu)造條件有關(guān)。

一般情況下，其間距愈小，則涌水強(qiáng)度放大。其間巖層的滲透性愈強(qiáng)，涌水強(qiáng)度愈大。當(dāng)其間分布有厚度大而完整的隔水層時(shí)，則涌水極微或無(wú)影響。其間地層受構(gòu)造破壞愈嚴(yán)重，并巷涌水強(qiáng)度亦愈大。2023/12/23第35頁(yè)

３、采礦方法的影響。依據(jù)礦床水文地質(zhì)條件選用正確的采礦方法，開采近地表水體的礦床，其涌水強(qiáng)度雖會(huì)增加，仍不會(huì)過(guò)于影響生產(chǎn)；如選用的方法不當(dāng)，可造成崩落裂隙與地表水體相通或形成塌陷，發(fā)生突水和泥沙沖潰。2023/12/23第36頁(yè)

能造成井巷涌水的含水層稱礦床充水層。有些含水層，雖接近礦井，但在天然和開采時(shí)其中水皆不能進(jìn)入井巷，則不屬于礦床充水層。可是當(dāng)采礦破壞了它的隔水條件時(shí)，亦可轉(zhuǎn)化為充水層。當(dāng)?shù)叵滤蔀橹饕克磿r(shí)，有如下規(guī)律。

１、礦井涌水強(qiáng)度與充水層的空隙性及其富水程度有關(guān)。一般，裂隙水的充水強(qiáng)度小、孔隙水中等，巖溶水最大；井巷位于富水地段者涌水量大，處于弱含水地段者??；礦體和圍巖含飽水流砂時(shí)，可造成流砂沖潰。

２、礦井涌水強(qiáng)度與充水層厚度和分布面積有關(guān)。充水層巨厚、分布面積大者，礦井涌水量亦大；反之則小。（三）以地下水為主要充水水源的礦床2023/12/23第37頁(yè)

３、礦井涌水強(qiáng)度及其變化，與含水層水量組成有關(guān)。當(dāng)涌入水以儲(chǔ)存量為主時(shí)，揭露初期涌水量大、易突水，后逐漸減少，容易疏干；當(dāng)涌水以補(bǔ)給量為主時(shí)，則涌水量由小變大，后趨于相對(duì)穩(wěn)定，多不易疏干。2023/12/23第38頁(yè)

老窖水是指被廢棄的礦坑和淹沒(méi)的生產(chǎn)井巷中的積水，是礦區(qū)淺部采礦常見的充水水源。其涌水特征：1、老空水涌水一般來(lái)勢(shì)兇猛；2、酸性大、并含有害氣體并攜帶塊石，破壞性大；3、老空水涌水還可成為其它水源涌入礦坑的通道；4、老空水因年代久遠(yuǎn)，分布范圍不清，調(diào)查困難。（四）、以老窖水為主要充水水源的礦床2023/12/23第39頁(yè)

單個(gè)礦井的突水（涌水），多系以某一種水源為主，多種水源綜合補(bǔ)給而成。實(shí)際工作中，不僅要找出主要水源，還要分析采前（天然）水源和采后（人工）水源，以便于提出準(zhǔn)確的防治水措施。2023/12/23第40頁(yè)

礦體及其周圍雖有水存在，但只有通過(guò)某種通道。它們才能進(jìn)入井巷形成涌水或突水。涌水通道可分為兩類：地層的孔隙、斷裂帶等屬于自然形成的通道；以及由于不合理勘探和開采造成的人為涌水通道。（一）、自然通道

1、巖層的裂隙與斷裂帶堅(jiān)硬巖層中的礦床中的節(jié)理型裂隙較發(fā)育部位，彼此連通可構(gòu)成裂隙涌水通道。裂隙含水層，因裂隙發(fā)育不均一而含水不均勻，多為弱含水層．其透水性弱，礦井涌水量較小。在國(guó)內(nèi)外采礦史上，因中小型斷裂帶形成的導(dǎo)水通道，造成突水者最為多見。依據(jù)勘探及開采資料，可把斷裂帶分為兩類，即隔水?dāng)嗔褞Ш屯杆當(dāng)嗔褞АＨ?、充水通?023/12/23第42頁(yè)2023/12/23第43頁(yè)巖溶空間極不均一，可以從細(xì)小的溶孔直到巨大的溶洞。它們可彼此連通，成為溝通各種水源的通道，也可形成孤立的充水管道。我國(guó)許多金屬與非金屬礦區(qū)，都深受其害。

欲認(rèn)識(shí)這種通道．關(guān)鍵在于能否確切地掌握礦區(qū)的巖溶發(fā)育規(guī)律和巖溶水的特征。

(1)大、中、小型巖溶通道：由小型巖溶及溶隙形成的涌水通道，雖可增加礦井涌水量，但尚較小；由大、中型巖溶(溶洞及管道)及溶蝕斷裂帶形成的涌水通道，礦井涌水量將大增，更易造成突水災(zāi)害。2、巖溶通道2023/12/23第44頁(yè)

(2)、巖溶坍隔與“天窗”

巖溶坍隔是指覆蓋于充水（或空氣）空間之上的土層，因外力（抽、放水、暴雨）作用瞬間坍落，先期存在的巖溶網(wǎng)隙為容納和運(yùn)移坍落物質(zhì)提供了必要的空間條件，它是巖溶動(dòng)力地質(zhì)作用的結(jié)果，與非可溶巖中產(chǎn)生的坍隔不同。巖溶坍隔是巖溶充水礦床嚴(yán)重的水文地質(zhì)工程地質(zhì)問(wèn)題，它不僅造成突發(fā)性礦坑潰水，同時(shí)破壞地面多種設(shè)施，導(dǎo)致河水?dāng)嗔?，破壞水資源。我國(guó)巖溶坍隔集中發(fā)生在南方溶洞充水礦床中，北方溶隙充水礦床僅占1.8%。2023/12/23第45頁(yè)

“天窗”是指巖溶充水含水層與上覆沖積層之間的未膠結(jié)、半膠結(jié)地層，因沉積相變或河谷下切而變薄甚至消失，導(dǎo)致充水含水層與上覆第四系含水層的直接接觸，形成導(dǎo)水“天窗”。天然狀態(tài)下，“天窗”是充水含水層地下水排泄通道，也是巖溶坍隔的有利部位。一旦“天窗形成坍隔，其補(bǔ)給方式立即由滲透補(bǔ)給演變?yōu)榧袧B入式補(bǔ)給。2023/12/23第46頁(yè)孔隙通道，主要是指松散層粒間的孔隙潛水。它可在開采砂礦床和開采上覆松散層的深部基巖礦床時(shí)遇到。前者多為均勻涌水、僅在大顆粒地段和有豐富水源的礦區(qū)才可導(dǎo)致突水；后者多在建井時(shí)期造成危害。此類通道可輸送本含水層水入井巷，也可成為溝通地表水的通道。3、孔隙通道2023/12/23第47頁(yè)１、采空區(qū)上方冒裂帶當(dāng)采礦形成大面積采空區(qū)后，原始應(yīng)力平衡受破壞，采空區(qū)頂板在集中應(yīng)力的作用下，巖層破裂冒落，在采空區(qū)上方依次產(chǎn)生無(wú)規(guī)則冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶和變化微弱的整體移動(dòng)帶，并在地面形成坍陷。上述分帶規(guī)律在巖層緩傾的礦區(qū)較完整，并與崩落采礦法有關(guān)。冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶統(tǒng)稱為冒裂帶。當(dāng)冒裂帶達(dá)到上覆地面水源時(shí)，將造成突水。因此冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶的最大高度，是在強(qiáng)含水層或地表水下采礦時(shí)，是確保安全采深或開采上限的重要依據(jù)。（二）人為通道2023/12/23第48頁(yè)２、底板突水通道

當(dāng)采空區(qū)位于高壓富水的巖溶含水層上方時(shí)，在礦山壓力和底板承壓水壓力水頭的作用下，巖溶水會(huì)突破采空區(qū)底板隔水層的薄弱地段涌入礦坑。因此，隔水層的薄弱地段，可初視為不同于其它導(dǎo)水通道的另類。2023/12/23第49頁(yè)2023/12/23第50頁(yè)３、封閉不良或未封閉鉆孔

若對(duì)各種完工的鉆孔處置不當(dāng)，可成為溝通各水源涌入礦坑的直接通道，國(guó)內(nèi)外均有鉆孔突水淹礦的記錄，因此要求對(duì)每口已完工的鉆孔進(jìn)行嚴(yán)格的封孔止水。一是為保護(hù)礦體免遭氧化破壞；二是防止地下水或其它水源的直接入滲大礦坑。

導(dǎo)水通道在充水過(guò)程中的突發(fā)性、復(fù)雜性、災(zāi)害性是它的重要意義所在，三者相互依存，在大水礦床開采中得到最完整的體現(xiàn)。我國(guó)大水礦床的主要突水通道各異，北方以底板突水為主，南方以地面坍陷為主，它們均與斷裂有關(guān)。

因此，斷裂巖溶坍陷，底板突水通道是研究重點(diǎn)。2023/12/23第51頁(yè)

在開采前的調(diào)查階段，衡量礦床充水的強(qiáng)弱，多間接用礦區(qū)內(nèi)泉及井孔出水量數(shù)值來(lái)推測(cè)，很不準(zhǔn)確；較精確的是用該礦開采時(shí)礦井涌水量值來(lái)衡量或比擬已開采相似礦井的涌水量來(lái)確定其充水強(qiáng)度。分析開采資料，可知礦井涌水量的大小，除直接與充水水源和通道的性質(zhì)與特征有關(guān)外，還有下述主要影響因素。四、礦床充水強(qiáng)度2023/12/23第52頁(yè)

礦床與充水層的邊界條件，對(duì)未來(lái)礦井涌水量大小起主要的控制作用。１、礦床的側(cè)向邊界：當(dāng)?shù)V床和直接充水含水系統(tǒng)之間有強(qiáng)透水邊界時(shí)，則開采時(shí)外系統(tǒng)地下水或地表水會(huì)迅速而大量地流入礦井。供水充足的邊界越長(zhǎng)，則涌水量越多、越穩(wěn)定。如礦體或直接充水層被隔水邊界所封閉，則礦井涌水量較小或由大變小，甚至干涸。如因開采導(dǎo)致原非充水層或新水源進(jìn)入礦井時(shí)，則將形成新的充水系統(tǒng)，礦井涌水量將增大，原邊界將轉(zhuǎn)變成新的邊界條件。（一）礦床的邊界條件2023/12/23第53頁(yè)邯邢楊二莊鐵礦區(qū)水文地質(zhì)略圖

首次勘探，巖溶地下水系統(tǒng)的邊界條件沒(méi)有查明，抽水試驗(yàn)水位降低1.695m，單位涌水量為125.5m3/h.m，滲透系數(shù)為100m/d，按無(wú)限邊界計(jì)算，-100m水平涌水量為16萬(wàn)m3/d，為開放性的大水礦區(qū)。2023/12/23第54頁(yè)邯邢楊二莊鐵礦區(qū)水文地質(zhì)略圖

第二次勘探后，對(duì)邊界性質(zhì)有了正確的認(rèn)識(shí)，歷時(shí)13d的大型抽水試驗(yàn)，水位降低6.8-8.55m，總抽水量為38.2萬(wàn)m3，停抽9d后，地下水位尚差5.1-5.3m未恢復(fù)，揭示該區(qū)為一充水層導(dǎo)水性強(qiáng)，以消耗儲(chǔ)存量為主，但補(bǔ)給不足的礦區(qū)。預(yù)測(cè)-100m水平涌水量為5萬(wàn)m3/d。礦區(qū)北區(qū)水源地?cái)?shù)十年的供水實(shí)踐證明了這一點(diǎn)。2023/12/23第55頁(yè)

２、礦床頂、底部邊界：礦床及其頂、底部的隔、透水條件，對(duì)礦井涌水強(qiáng)度亦起控制作用。因此，如能保持它們的隔水性能或減弱其滲透強(qiáng)度，即可達(dá)到保持或減弱礦井涌水量的目的。頂?shù)灼拭孢吔缬兴姆N情況：１）直接頂?shù)装寰强煽扛羲畬?，基本無(wú)外部水補(bǔ)給；２）底板隔水．礦體與直接充水層只能獲得較強(qiáng)或弱的大氣降水或地表水補(bǔ)給；３）頂板隔水，僅通過(guò)弱透水底板產(chǎn)生越流或直接獲得強(qiáng)補(bǔ)給；４）頂板及底板皆為強(qiáng)或弱透水居構(gòu)成。如隔水層的巖性致密，則隔水能力強(qiáng)，如其厚度大而穩(wěn)定且完整性好，礦井的涌水量及其變幅皆較??；在其變薄、缺失或破碎等抗張強(qiáng)度降低的地段上，涌水量則會(huì)增加。2023/12/23第56頁(yè)

地質(zhì)構(gòu)造的類型、規(guī)模和分布，對(duì)礦井總涌水量的形成起制約作用。如礦床位于褶皺或斷裂構(gòu)造中，則其對(duì)礦床與充水層的空間分布、地下水的補(bǔ)徑排條件會(huì)有較大的影響，充水強(qiáng)度也必然受影響。處在同一類型構(gòu)造中的礦床，隨構(gòu)造規(guī)模及礦井所處構(gòu)造部位的不同，礦井涌水量大小亦各異。（二）地質(zhì)構(gòu)造條件2023/12/23第57頁(yè)

圖可代表華北石炭二疊系煤田上部的充水條件、充水層暴露程度及與水源的接觸情況。它們對(duì)礦井涌水強(qiáng)度的影響很大。（三）充水巖層接受補(bǔ)給的條件2023/12/23第58頁(yè)

充水層及礦體的出露程度愈高，蓋層透水性愈強(qiáng)，與補(bǔ)給水體接觸面積愈多，礦井涌水強(qiáng)度愈大。（三）充水巖層接受補(bǔ)給的條件2023/12/23第59頁(yè)

Ａ條件下的礦井：處在缺乏補(bǔ)給的山前地帶，其直接頂板為較強(qiáng)的充水層，但其上覆層為粘土層，在a處得到的補(bǔ)給少。涌水量一般在５０－２００ｍ３／ｈ，開采初期水量較大、但衰減快，易疏干。（三）充水巖層接受補(bǔ)給的條件2023/12/23第60頁(yè)

B條件下的礦井：分布在平原區(qū)，基巖無(wú)水層與上覆砂礫石層直接接觸，并在b處得到補(bǔ)給。礦井涌水量常穩(wěn)定在500—１０００ｍ３／ｈ，較不易疏干。2023/12/23第61頁(yè)

Ｃ條件下的礦井：為湖水下采礦、礦床與充水層直接出露在湖底，c處常年受地表水威脅、易造成量大而穩(wěn)定的突水，極易淹井且難于恢復(fù)。開采中既要留足安全礦住，又要嚴(yán)格加強(qiáng)頂板管理，避免導(dǎo)致湖水突入井巷。2023/12/23第62頁(yè)D條件下的礦井：充水層直接出露地表，僅接受大氣降水滲人補(bǔ)給(在d處得到補(bǔ)給)。礦井涌水量一般較小，動(dòng)態(tài)隨季節(jié)變化，易于疏干。2023/12/23第63頁(yè)E條件下的礦井：分布在季節(jié)性河流的下面，河水流量呈季節(jié)性變化，礦井水在e處接受河水補(bǔ)給，亦呈季節(jié)性變化。涌水量在中、小之間變化，少數(shù)礦區(qū)在豐水季可造成突水。此類礦床應(yīng)從遠(yuǎn)河處向近河處開采，且留足礦柱，而河下應(yīng)在旱季開采。2023/12/23第64頁(yè)主要內(nèi)容第一節(jié)、礦床類型與礦床開采第二節(jié)、礦床充水因素分析第三節(jié)、礦床水文地質(zhì)類型第四節(jié)、礦坑涌水量預(yù)測(cè)第五節(jié)、礦床疏干與排供結(jié)合第六節(jié)、礦床水文地質(zhì)工作特點(diǎn)第七節(jié)、礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)2023/12/23第65頁(yè)長(zhǎng)期的勘探與開采實(shí)踐表明，相似水文地質(zhì)條件的礦床，具有基本類同的充水條件與接近的礦坑涌水量及采后主要水文地質(zhì)工程地質(zhì)問(wèn)題。隨著資料和經(jīng)驗(yàn)的積累，逐漸揭示了礦床所處的內(nèi)外環(huán)境與充水條件，充水強(qiáng)度之間的內(nèi)在聯(lián)系，為在理論上分類奠定了基礎(chǔ)。分類既要對(duì)我國(guó)復(fù)雜多變的礦床充水條件具有高度的概括，又應(yīng)明確多類型的基本水文地質(zhì)特征，同時(shí)不同類型之間的界線清楚便于掌握應(yīng)用。2023/12/23第66頁(yè)

1993年水文地質(zhì)、工程地質(zhì)研究所提出了《中國(guó)巖溶充水礦床水文地質(zhì)勘探類型》，將巖溶充水礦床進(jìn)一步劃了溶隙充水、溶洞充水和暗河管道充水三個(gè)亞類。1991－10－01國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局在吸納了《巖溶充水礦床水文地質(zhì)勘探類型》和1982年地質(zhì)礦產(chǎn)部頒發(fā)的《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)普查勘