礦井湧水量

礦井湧水量，流入礦井巷道內的地表水、裂隙水、老窯水、岩溶水等的總量。礦井湧水量的大小常用每小時或每分鐘的流量表示。礦井湧水量是煤礦開發的一個重要技術條件。地質勘探工作區應查明水文地質條件和預計開採礦井的湧水量，以便在建井和生產時採取相應的流、排、堵、防等措施。

基本介紹

• 中文名：礦井湧水量
• 外文名：mine inflow
• 包含：井、巷和巷道系統的水量
• 學科：煤地質學
• 預測方法：相關分析法、水均衡法
• 影響因素：地質構造、地形

定義

礦井湧水量是指從礦山開拓到回採過程中單位時間內流入礦坑包括井、巷和巷道系統的水量。它是確定礦床水文地質類型、礦床水文地質條件複雜程度和評價礦床開發經濟技術條件的重要指標之一，也是制定礦山疏乾設計方案、確定生產能力的主要依據。

綜述

礦井湧水量預測是對礦井充水條件的定量描述，也是對採礦井巷系統需要排除水量的估計。礦井湧水量的預測一般包括：單項開拓工程或疏乾工程的湧水量；某一開採系統的湧水量；礦井總湧水量。礦床勘探階段主要是預測後兩者。由於礦井湧水量常具有季節性變化，故總湧水量又有正常湧水量（Q0）和最大湧水量（Qmax）之分。正常湧水量是指平水期(或枯水期)保持相對穩定的總湧水量；最大湧水量是指雨季時的洪峰湧水量。二者的影響因素、動態特點和預測方法有所不同，一般應分別進行分析和評價，往往是先計算正常湧水量，然後考慮雨季的最大湧水量增量。

在礦井湧水量預測中，還經常使用“疏乾湧水量”。它是指在設計疏乾時間內，將水位降至某規定標高時的疏乾排水量。勘探階段的礦井湧水量預測，實質上是預測疏乾湧水量。

保證礦井湧水量預測精度的關鍵，在於做好下面的兩步工作：

1、查明充水條件，建立符合客觀實際的水文地質概念模型：包括充水水源、充水途徑以及它們相互配合的分析；特別是要用發展的觀點，分析在未來開採條件下地下水系統補、徑、排特徵的變化，正確確立計算邊界，並獲得主要充水岩層具有代表性的水文地質參數。

2、正確選擇計算方法，建立與水文地質概念模型相符的數學模型：計算時切忌不考慮具體條件而盲目套用已有計算公式，或建立不合理的數學模型。

預測方法

相關分析法

通過礦井湧水量與主要影響因素之間的統計規律性建立相應的回歸方程，並進行礦井湧水量預測，這便是相關分析法。

實踐證明，礦井湧水量與很多因素間雖然沒有確定的函式關係，但卻存在某種統計關係。特別是對介質非均質程度高的岩溶充水礦床，以及一些大氣降水作為主要充水水源的礦床，建立確定性的水文地質模型存在困難時，可採用數理統計分析的方法，建立統計模型，來預、狽0礦井湧水量。相關分析法與水文地質比擬法及Q—s曲線法一樣，是一種簡單的近似法。它的最大優點是計算過程中避開了那些難以確定的水文地質參數以及一些尚未解決的機理問題。弱點是得到的結論只是一種可能性。為保證預測精度，要注意兩點：一是要有足夠的數據和較長的數據系列；二是要以定性的機理分析為基礎，正確選擇相關因子。

水均衡法

水均衡法是套用水均衡原理預測礦井湧水量的一種方法。它是通過研究均衡期礦區地下水收支項目間的關係，建立均衡方程式，進而計算礦井湧水量。水均衡法原理清晰，但實際工作中要準確計算地下水均衡的各組成部分是十分困難的。所以，均衡法一般只適用於統一完整的水文地質單元內補給和排泄量容易確定，並且有長期觀測資料情況下的礦井總湧水量的預測。

降深曲線法

Q—S曲線法是利用抽（放）水試驗的資料，建立湧水量（Q）與降深（S）關係的曲線方程，然後根據試驗階段與未來開採階段水文地質條件的相似性，把Q—S曲線外推，來預測礦井湧水量。

Q—S曲線圖

影響條件

覆蓋層透水性及煤層圍岩出露條件的影響

地表水和大氣降水能否滲入地下，其滲入地下的數量多少，與煤層上覆岩層的透水性及圍岩的出露條件有著直接關係。覆岩的透水性好，則補給水量和井下湧水量也大。一般認為礦區內若分布有一定厚度（大於5 m）的穩定弱透水層時，就可以有效地阻擋地表水和大氣降水的下滲。如煤層圍岩是透水的，其出露地表的面積愈大，則接受降水和地表水下滲補給量就愈大，井下湧水量也大。

在地形平緩、厚度大的緩傾斜透水層最易得到補給。因此流入井巷水主要為動儲量，其湧水量將長期穩定在某個數值上，且不易防治。若缺乏補給水源或煤層上覆岩層透水性弱，則流入井巷的水量主要是靜儲量，這時湧水特徵是水量由大變小，較易防治。

地形的影響

地形直接控制了含水層的出露部位和出露程度，控制著降水和地表水的匯集，因此礦區地形就間接的影響礦井湧水程度。大氣降水和地表水對礦井充水的影響大小，地形因素起著很大作用。地形直接控制了含水層的出露部位和出露程度，以及地下水的補給情況，同時還控制著大氣降水和地表水的匯集。

位於侵蝕基準面以上的礦井巷道，礦井的湧水量隨降水量的變化而變化，通常礦井的湧水量很小甚至無湧水，且礦井水易於排除。當礦井開採深度低於當地侵蝕基準面時，水文地質條件比較複雜，地下水接受大氣降水和地表水的補給，一般情況是礦井湧水量較大，若沒有動儲量水影響，礦井湧水量也較穩定，但要注意雨季洪水的影響。

地質構造影響

在煤層分布範圍內，受構造體系控制的蓄水構造類型和它的規模，既決定了煤層的賦存規律，也決定了匯集地下水的條件，如動、靜儲水量的比例和大小，所以地質構造直接影響著礦井湧水量的大小。

1、壓性斷裂面對礦井湧水量的影響

由於壓性斷裂面所受的壓應力最大，因此，其結構面內的破碎充填物多為角礫岩和糜棱岩，同時斷裂面本身也非常緊密，故其突水性較差，且相對地起隔水作用，所以壓性斷裂面通常對礦井湧水影響較小。

2、張性斷裂面對礦井湧水量的影響

張性斷裂面是由拉伸作用力產生的，張裂程度大，斷裂面的充填物多為尖角狀或稜角狀大小不等的角礫所組成的角礫岩，孔隙多，孔隙度大，而且斷裂面兩側常伴有低序次的斷裂面，為地下水的運動、賦存創造了良好的條件，因此，對礦井湧水的影響較大。

3、扭性斷裂面對礦井湧水量的影響

扭性斷裂面是由剪下作用力產生的（有的也有張應力和壓應力）。結構面內有糜棱岩，兩側有規律地排列著破碎角礫岩和稜體。同時，扭裂面一般呈閉合型或較窄的裂縫，但延展較遠，發育深度大，低序次的斷裂也較發育，因此扭裂面及其兩側也常具有良好的導電性。