关于煤矿矿井水害涌水通道的分析
【摘 要】通过对各种类型的矿井充水通道分析，简述其矿井充水对煤矿安全生产的危害。
【关键词】矿井；充水通道；危害
充水水源和充水通道是矿井充水的两个必要条件。水源只是可能构成矿井涌水的一个方面，而各种类型的水进入矿井就必须要经过一定的充水通道。而正是充水通道，控制着它们进入矿井的涌水形式和涌水量的大小，所有的岩层空隙都可以成为地下水运动的通道，然而这里要说的矿井充水通道是指沟通矿井与充水水源的汇水通路，既有天然的，也有人为的，归纳起来可以分为以下五种情况。
1 构造断裂带
煤矿突水资料表明，80%以上的突水是构造断裂引起的，煤矿生产中遇到的各种各样的构造断裂，它们使充水含水层和隔水层位移，岩层破碎，其性质和规模各有差异，有的含水、有的导水、有的起阻隔地下水的作用，根据断裂对采矿的影响可将断裂分为富水断层、导水断层、贮水断层、隔水断层四种：
（1）富水断层：在天然条件下，断层破碎带本身具有较大的贮水空间，而且沟通各含水层和地表水之间的水力联系，有着充沛的水量。所以这种断层地下水贮存量和补给量都很大，地下水十分丰富。一般分布于可溶岩地区的断层、硬脆性岩层中的张性或张扭性断层，均属于此类。当矿井的井巷通过或接近它们就会造成严重的充水现象。
（2）导水断层：在天然条件下，虽然断层贮水空间不大，但它沟通不同层位含水层中的地下水，使它们发生水力联系。这种断层透水性较强，补给充沛，对采煤有较大的影响，如分布在砂页岩及灰岩互层的含煤地层中的张性和张扭性断层，常使各灰岩含水层发生水力联系，当井巷揭露或接近它们时，往往造成淹井事故。
（3）贮水断层：在天然条件下，断层本身含水，但它不同周围含水层发生水力联系，或联系很弱，形成补给不足。仅有贮水量的断层，当矿井的井巷遇到此类断层时，一般都有突然涌水现象，常常是开始涌水量大，逐渐趋向减少或消失。这种断层一般分布在非可溶性的硬脆性或硬柔性岩层中。
（4）隔水断层：在天然条件下，它起阻隔地下水运动的作用，煤矿中常遇到下列二种情况。
①断盘阻水，这是由于断层错动，使含水层与隔水层直接接触，形成采煤的天然地下挡水墙，因而断层一盘富水，另一盘阻隔水。
②在含煤地层中，一些压性、压扭性断层，或是张性断层被后期不透水的物质充填，此类断层只在近地表有一些带状风化裂隙水，通常情况下起阻隔地下水的作用。
综上所述可见，断裂的存在，往往使矿井充水条件复杂化。因此，详细研究断裂的产状要素、规模、延伸方向，破碎带的充填情况、胶结程度及其两侧的岩性及伴生裂隙等，既要看到断裂充水对采煤的危害，也要注意到隔水断层的存在。充分利用天然条件下的有利因素，去克服其不利因素，为矿井安全生产服务。
2 采掘对上覆岩层破坏产生导水裂隙
采掘活动使煤层顶板周围的岩层原有的应力平衡被打破，使其发生变形、弯曲、断裂，将上覆岩层破坏，为上覆含水层中的下水甚至地表水进入矿井打开了通道。根据上覆岩层破坏程度不同，从下至上通常可划分为三个不同的区域，即冒落带、裂隙带、弯曲带。
（1）冒落带：冒落带的破碎岩石，较原来整体岩层体积大，因此冒落破坏的岩石达到一定高度后，碎胀的岩石便充填满采空区，以支持其上的岩层不再继续破碎冒落。往往是煤层越厚冒落带越高，岩石坚硬冒落带低一些，冒落带内岩层破坏的特点是杂乱无章，越是靠近煤层岩块破碎越甚，岩块间空隙多而大，连通性好，冒落带高度取决于采出煤层的厚度、采煤方法和岩层的力学性质、顶板管理方法等等。
（2）裂隙带：由于冒落带破碎岩石之间的空隙大，在上覆岩石荷重作用下，其空隙不断被压实，这样冒落带上方的岩层，在重力作用下，继续下沉弯曲，当其弯曲程度达到一定的极限，超过了它的力学强度，岩层就会产生张性裂隙以至断裂，裂隙或断裂可垂直面产生，也可顺层裂开，连通性好，导水性强。裂隙发育的区域，谓之为裂隙带。其最高点到冒落带上边界的垂直高度，称之为裂隙带的高度。
（3）弯曲带：位于裂隙带之上方，岩层呈平缓弯曲。没有大的裂隙。在地面上沿盆地的边缘，往往产生楔形的张开裂隙，楔形开裂一般深3～10米左右，由地表向深部逐渐变窄至闭合，它对于采深不大，地表松散岩层薄的地段有可能和导水裂隙沟通，成为地表水进入矿井的充水通道。
3 采掘对底板产生的卸荷裂隙
当煤矿开采煤层下伏赋存有高压裂隙、岩溶含水层，且含水层接受大气降水和地表水补给，水量十分丰富，静水压力也很大时，采掘生产过程中由于底板卸荷产生裂隙，为高压水突破底板相对隔水层涌入矿井就创造了条件。若底板相对隔水层薄或有软弱的破碎带时，它们会导致高压水沿卸荷裂隙开掘的水路突破底板而涌入矿井。由上可知，底板突水是地质、水文地质因素与采矿活动产生的矿山压力综合作用的结果。
4 矿井地面塌陷裂隙
我省大部分矿区为岩溶矿区，浅部各种形态岩溶密布，雨季降水严重下渗，为矿井排水产生塌陷准备了条件。
由于煤矿长期排水，不断地改变着地下水运动状态。在排水补给半径范围内，岩溶水被疏干，溶洞上方的岩石失去支撑引起坍落，当其发展到地表时，形成地表开裂、塌陷现象。这种塌陷一方面对矿井来说可成为大气降水充水的新途径，严重者引河水倒灌，使矿井涌水量急剧增加；另一方面，造成地表一些井、泉干涸，破坏交通、建筑物、毁坏农田，给工农业生产带来很大危害。
5 勘探时地面施工的钻孔
按规定，勘探时打的各种钻孔，工作结束应都要按要求进行封闭。但有时，盲目强调进尺，忽视质量，有的钻孔未封闭或封孔质量不高，所打的钻孔多数都是从地面打到煤系地层底部，所以这些钻孔就构成了沟通采掘工作面顶、底板含水层或地表水的通道，在采掘过程中遇到或接受它的时候，就会发生涌水甚至造成淹井事故。
6 结论
综上所述，通过对各种危害煤矿矿井安全生产的充水水源和充水通道进行正确分析，就能有效、有针对性的对其进行预防和治理，保证其煤矿矿井的安全生产。
