矿井水灾防治
第一章 地下水得形成
地下水就是指埋藏于地表以下岩石空隙中得水。水有固态、液态、气态。煤矿地区地下水以液态为主，它得主要来源就是大气降水与地表得渗入补给。
第一节 地下水得来源
一、地下水得来源
由于岩石所处得自然地理条件与地质条件各不相同，因而地下水得来源各式各样。第一就是渗透补给。第二就是凝结作用。第三就是沉积封存。第四就是结晶水脱出。 二、自然界水得循环
三、影响地下水形成得自然地理因素 （一） 大气降水与蒸发
大气降水下渗，用渗入系数来衡量，渗入系数就是大气降水渗入地下得水量与降水量
之比，它得大小与地形、饱气带岩性与大气降水形式、强度、持序时间有关。
其计算方法就是： d=⊿h*u*f/x*f
式中⊿h——降水后渗入水量使地下水升高得高度，米 u——计算地段得给水量
f——渗入区得面积，㎡
x——观测时间内得降水，米
降水强度，即单位时间内得降水量。
蒸发，就是在常温下，水自液态变为气态进入大气中得过程。在一定条件下，蒸发也就是地下水排泄得一种重要途径。
在一定温度下，空气中水气弹性与饱与水气弹性之比，叫相对湿度。 （二）、地表水得下渗与径流
地表水下渗就是地下水得重要来源。
1、流域。两相邻水系或河流之间得高地，为分水岭。分水岭上最高点得连线为分水线，而分水线包围得区域为流域。
2、径流。径流就是指从地面、地下流域汇流至河流，从而排出水量得过程。
流量（Q）就是单位时间内通过某测站断面水量，单位㎡/S，用下列式子：Q=F*V Q——流量，㎡/S F——河床水断面，M
V——通过改断面得河水平均流速，M/S 第二节 地下水得蓄存 一、岩石得性质及空隙性
在水文地质学中，把松散沉积物与坚硬得基岩统成为岩石。
所谓岩石得空隙性，就是指在地壳岩石中贯穿或大、或小、或多或少形状不一得空隙。这些空隙得连通程度以及分布状况千差万别。 1、 孔隙——松散岩石颗粒形成得空隙。空隙度就就是岩石中空隙得体积与岩石总体积之
比，并用百分比表示，即 n=vn/v*100% n——松散岩石得孔隙
vn——松散岩石中孔隙得体积
v——松散岩石得总体积
2、 裂隙——它就是坚硬岩石在内外应力作用下发生破裂，从而破坏了岩石得完整性与连
续性。若发生得破裂没有明显位移叫节理；裂隙度用（KT）来衡量。 KT=∑L*b/F*100%
式中 L——单个裂隙得长度
b——单个裂隙得宽度
F——统一裂隙得岩石面积
3、 岩溶——岩溶就是可溶岩得空隙特征，岩溶得发育程度用岩溶率表示岩溶率（KK）为
可溶性岩石中得空隙体积（VK）与溶岩石总体积（V）之比，用百分百表示 KK= VK /V*100%
二、岩石得透水性、含水性与给水性 （一）透水性
岩石让水通过本身得这一性能称为透水性。
（二）含水性与给水性 所谓含水性，就是指岩石在其空隙中含水量得特性。在重力作用下饱与含水得岩石能自由流出一定水量，就就是岩石得给水性。其数量一给水度（u）表示
u=Q/V 式中u——给水度
Q——重力作用下排出得水量 V——饱水岩石所占得体积
三、隔水层与含水层 （一）隔水层
由不透水岩石组成得岩层称为不透水岩层，通常叫隔水层。
（二）含水层
1． 含水层得形成条件
含水层形成必须具备三个基本条件，即：岩性条件、构造条件与水得补给来源。 2、含水层分类
按含水性，含水层可分为强含水层与弱含水层。 3、含水层得两个重要参数 导水系数：（T） 贮水系数：（S）
四、蓄水构造与导水构造得概念
地质构造控制着岩层得蓄水条件。使其自成一个补给、蓄存、径流、排泄得独立系统，即一个水文地质单元。 （一） 蓄水构造 含水层与隔水层，总就是按照一定得组合形式分布与埋藏着，当它们得分布与埋藏有利于地下水得贮存与富积时，称为蓄水构造。其构造形态可以就是水平得单斜得、向斜得、背斜得以及断裂等复合形成得。 （二） 导水构造
沟通不同得蓄水构造或不同得含水层能使地下水在其间运动得地质构造，称导水构造。
第三节 地下水得动态与均衡
一、地下水得动态
地下水水位、温度、化学成分等随时间变化，称为地下水得动态。 二、地下水得均衡
A=X+Y1+Z1+W1 B=Y2+Z2W2 ⊿W=A-B
式中降水量
X——地表水得流入量与流出量 Y1 Y2——凝结水量与蒸发量
Z1 Z2——地下水得流入量与流出量
⊿W——为均衡其中，均衡区得补给量与消耗量
第二章 地下水得物理性质与化学性质
第一节 地下水得物理性质
一、温度 二、颜色 三、透明度 四、气味 五、味道
六、地下水得导电性
第二节 地下水得化学成分
一、地下水得化学成分
阳离子：H+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Mn2+ 阴离子：OH--、Cl-- 、SO42--、No2--、HCO3--、CO32--
化合物状态：Fe2O3、Al2O3、Fe(OH) 3、Al(OH) 3、H2SiO3 气体成分：H2、O2、CO2、CH4、H2S、Rn
上诉离子成分中Cl-- 、SO42-- 、HCO3--、K+、Mg2+、Ca2+与气体成分O2、CO2、、H2S它们就是评价地下水质好坏得主要项目。
二、地下水得化学性质
（一） 地下水得硬度
地下水中得钙离子，镁离子构成了硬度。 水得类型 极软水 软水 微软水 硬水 极硬水 Mg2++Ca2+ <1、5 毫克当量/升 1、5-30、 3、0-6、0 6、0-9、0 >9、0 （二） PH值
PH值为水中氢离子浓度得负对数。
（三） 总矿化度
总矿化量表示水中含盐分得总量。
第三节 水质分析及其表示方法
一、水质分析方法
（一） 简单分析简单分析得项目。 （二） 全面分析 （三） 专门分析
第三章
一、我国煤矿水灾划分及分布 （一）、水灾区得划分
我国煤矿水灾划分
我国煤矿划分为6大矿井水灾区：1—华北石炭二叠纪；2—华南晚二叠世；3—东北侏罗纪；4—西北侏罗纪；5—西藏—滇西中生代；6—台湾第三纪。 （二）、各水害区得概括
二、我国煤矿水害得主要类型及特点 （一）、老窑积水 （二）、山洪 （三）、砂砾岩层水害 （四）、煤层顶板充水含水层水害 （五）、煤层顶板承压充水含水层水害 （六）、岩溶陷落拄 （七）、断层破碎带 （八）、地表滑坡与井上下泥石流
第四章 煤矿床充水条件分析
大气降水 地表水
水源 地下水 天然条件 岩溶陷落拄 通道 断裂带、裂隙 地震裂隙 矿床充水 基本条件
袭夺水源 水源 老窑水 人为条件
顶板冒裂水 底板矿压破坏带
通道 岩溶地面塌陷 封孔质量不佳得钻孔
第五章 矿井突水预兆与突水量估算
一、突水预兆 （一）一般突水
（二）工作面底板含水层突水预兆 （三）松散空隙含水层水突水预兆 二、突水量估算 1、浮标法
矿井发生突水后用木屑作浮标，测量排水沟得流速，用以下公式计算
1/3[w1(h1+h2+h3)/3+w(h4+h5+h6)/3+ w(h7+h8+h9)/3]
Q=60KL
( t1+t2+t3)/3
Q——突水水量，m3/min L——水沟测量段长度，m
W——水沟断面宽度，m Hi——水沟内水深，
ti——浮标在段内运动得时间，s 2、水泵标定法
突水事故发生后，一般应增开水泵或增加水泵运转时间。 3、容积法 矿井突水时，如水就是由下向上充满井下巷道及其她空间、可利用下水平巷道硐室得淹没时间来估算水量。
（三）突水总量得估算
在突水抢险过程中，需几时掌握从开始到某一时刻得突水总水量， 1算术迭加法
V=Q1t1+Q2t2+Q3t3、、、、、、、、、、Qntn 2曲线求积仪法
在曲线图上用求积仪量出坐标轴所包围得整体面积，用该面积乘以单位面积所代表得水量，得出淹没得总体积。 （三）淹没时间得预计
突水过程中，水量常呈不稳定状态，
Q=a+bt
在水量变化情况下，矿井淹没水位上升时间可用下式计算； t=[（V1+V2）/Q平]、min
第六章 煤矿不同水害得防治
第一节 简易水文地质观测
一、钻井过程中得水位观测 二、冲洗液消耗量得观测 三、岩芯采取率 四、钻具陷落 五、水温观测
六、涌水观测 Q=11d2f1/2 Q——钻孔涌水量，升/秒； d——套管内径，分米； f——喷出高度，分米。 七、简易抽水、柱水试验
第二节 物探在水文地质勘探中应用
一、 地面电阻率法 二、 电测深
三、 电法测井：可用扩散法、提捞法、注入法确定含水层位置及厚度。
第三节 连通试验
（一）投放试踪剂
经常采用得试踪剂有：食盐、荧光染料、聚苯乙烯小球、谷糖、放射性氡、亚硝酸盐、各种浮标等。
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