浅析矿井充水通道的类型及特点

陈乙

摘 要：根据矿井充水途径的类型和地下水的水力特征，通常将充水通道分为岩层的孔隙、岩层的裂隙、喀斯特和人为充水通道，本文对各类型充水通道分别进行了描述，并分析了各自的特点。

关键词：矿井；充水通道；类型

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

矿井水流入矿井的通道成为充水通道。水源的存在以及水源类型是矿井充水的一个方面，而矿井是否充水还取决于充水通道。水源的存在只能说明矿井充水具有可能性，当在岩层中又发育有各种充水通道时才能造成矿井充水。也就是说，充水水源必须通过充水通道才能对充水发生作用，因此在开展矿区水文地质工作时，既要研究矿井充水的水源，又要研究矿井充水的通道。根据矿井充水途径的类型和地下水的水力特征，通常将充水通道分为岩层的孔隙、岩层的裂隙、喀斯特和人为充水通道，本文对各类型充水通道分别进行了描述，并分析了各自的特点。

1 岩层的孔隙

孔隙多分布于松散岩层中，其透水性能取决于孔隙的大小和连通情况。在有充水水源的情况下，岩层的孔隙大，连通程度好，当巷道穿过岩层时，涌水量就大；否则，涌水量就小。

单纯的孔隙水只有当围岩为大颗粒的松散岩层并有固定的强大补给水源时，才能导致灾害性的突水；若围岩本身是饱和的流沙层，则可能造成流砂冲溃。

2 岩层的裂隙

各种不同成因的裂隙都是矿井充水的通道。对矿井充水具有较大影响的是构造裂隙（断裂）。一般情况下，分布不均且细小的裂隙水渗透缓慢，对矿井充水的影响不大；但断裂破碎带对矿井充水影响较大，是主要的充水通道。根据断裂带的渗水性能，将其分为导水断裂带、储水断裂带和隔水断裂带。

（1）导水断裂带。导水断裂带指沟通含水层与隔水层（或地表水体）并使各含水层之间（或与地表水体）产生水力联系的断层。这种断层不但本身含水，而且能使不同层位的含水层或地下水与地表水之间相互连通，成为地下水的良好通道。这种断层多分布在厚层坚硬的岩层中，从断层力学性质来看多为张性或张扭性断裂；对矿井水的特点是水量大而稳定，不易疏干，对矿井开采影响较大。

某些压性断裂带结构面本身因为有致密的充填物而透水性能变差，但在断层面的一侧或两侧因低序次张性羽状裂隙发育而透水。

根据补给水源和断层两侧含水层的相对位置，此类导水断裂带分为垂直水力联系与水平水力联系。如图1所示。

（2）储水断裂带。储水断裂带指具有一定储水空间的破碎带，但与附近水源无联系或联系甚微。这种断裂带中的地下水多属于封闭条件下的静储量。从力学性质来看，此断裂带以张性断裂为主；其储水量不打，但有较大的水头压力；涌入矿井时开始水量不大，以后逐渐减小，容易被全部疏干，对矿井开采影响较小。

（3）隔水断裂带。隔水断裂带指对地下水起阻隔作用的断裂带，多分布在较软的地层（如页岩、泥岩、粉砂岩等）或局部坚硬、半坚硬地层中，为充填、胶结紧密的压性或压扭性断裂。这种断裂带的裂隙属于封闭型或被泥质等填充，不仅本身不含水，而且还可以起隔水作用。

3 喀斯特

喀斯特通道存在于可溶性岩层中，从细小的溶孔到巨大的溶洞都有分布，可以是彼此连通也可以形成单独的管道，可储存大量的水或沟通其它水源。当巷道接近或揭露它们时往往产生突然溃水，如不事先查清并做好防范，常会造成矿井淹没。

喀斯特发育的规律是随着深度的变化而变化的。喀斯特多分布于含水层的浅部及頂部，随深度增加而逐渐减弱。

4 人为充水通道

（1）封孔不良钻孔。地质勘探钻孔如果没有封孔或封孔质量不好，就会成为沟通采掘工作面顶底板含水层或地表水的通道。开采过程中遇到或接近（一般是3～5m）这样的钻孔，就会发生淹水甚至淹井事故。

（2）矿井长期排水。由于矿井采掘范围不断扩大及长期排水，使形成的降落漏斗逐渐向外扩展，使其与新的水源联系。

（3）采空区岩层的塌陷。由于采掘活动造成的顶板跨落使上覆岩层变形、弯曲、断裂，进而跨落形成弯曲带、断裂带和跨落带，构成导水断裂带，如图2所示。使地表发生沉陷，甚至形成规模较大的陷落漏斗，成为大气降水或地表水体渗入井下的良好通道。如河北某矿由于地下开采，地表形成的裂隙宽达0.1～0.2m，在雨季通过裂隙流入矿井的水量往往比平时大数倍。

5 结语

随着开采深度的不断增加，矿井水文地质条件也越来越复杂，防治矿井水害的工作也越来越重，正确分析和判断矿井的充水水源和充水通道成为矿井防治水的关键。正确认识矿井充水通道的类型及其各自的特点，可根据实际条件迅速判断充水通道，对于矿井防治水将产生十分重要的作用。

参考文献：

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