四、礦山水害及其防治技術(shù)
(一)礦井突水源及涌水特征
在礦山開(kāi)采過(guò)程中，礦井突水水源主要有地表水、溶洞一溶蝕裂隙水、含水層水、斷層水、封閉不良的鉆孔水、采空區(qū)形成的“人工水體”等。
礦井水質(zhì)分析方法有多種，其中用得較多的是重量法、容積法和比色法。重量法主要用于雜質(zhì)含量較多的水樣；容積法適用于中等雜質(zhì)含量的水樣；比色法適用于微量含量的水樣。
1．大氣降水為主要充水水源的涌水特征
這里主要指直接受大氣降水滲入補(bǔ)給的礦床，多屬于包氣帶中、埋藏較淺、充水層*露、位于分水嶺地段的礦床或露天礦區(qū)。其充(涌)水特征與降水、地形、巖性和構(gòu)造等條件有關(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。
(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)滯后的時(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。
2．以地表水為主要充水水源的涌水特征
地表水充水礦床的涌水規(guī)律有：
(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)。
(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)度愈大；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)，則涌水甚微，甚或無(wú)影響；其間地層受構(gòu)造破壞愈嚴(yán)重，井巷涌水強(qiáng)度亦愈大。
(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(kāi)采近地表水體的礦床，其涌水強(qiáng)度雖會(huì)增加，但不會(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。
3．以地下水為主要充水水源的礦床
能造成井巷涌水的含水層稱礦床充水層。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)。
(2)礦井涌水強(qiáng)度與充水層厚度和分布面積有關(guān)。
(3)礦井涌水強(qiáng)度及其變化，還與充水層水量組成有關(guān)。
4．以老窯水為主要充水水源的礦床
在我國(guó)許多老礦區(qū)的淺部，老采空區(qū)(包括被淹沒(méi)井巷)星羅棋布，且其中充滿大量積水。它們大多積水范圍不明，連通復(fù)雜，水量大，酸性強(qiáng)，水壓高。如現(xiàn)生產(chǎn)井巷接近或崩落帶達(dá)到老采空區(qū)，便會(huì)造成突水。
(二)礦井導(dǎo)水通道及探測(cè)技術(shù)
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。涌水通道可分為地層的空隙、斷裂帶等自然形成的通道和由于采掘活動(dòng)等引起的人為涌水通道兩類。
1．自然導(dǎo)水通道
(1)地層的裂隙與斷裂帶。堅(jiān)硬巖層中的礦床，其中的節(jié)理型裂隙較發(fā)育部位彼此連通時(shí)可構(gòu)成裂隙涌水通道。依據(jù)勘探及開(kāi)采資料，我們把斷裂帶分為兩類，即隔水?dāng)嗔褞Ш屯杆當(dāng)嗔褞А?BR> (2)巖溶通道。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。
(3)孔隙通道?？紫锻ǖ乐饕侵杆缮恿ｉg的孔隙輸水。它可在開(kāi)采礦床和開(kāi)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。
(一)礦井突水源及涌水特征
在礦山開(kāi)采過(guò)程中，礦井突水水源主要有地表水、溶洞一溶蝕裂隙水、含水層水、斷層水、封閉不良的鉆孔水、采空區(qū)形成的“人工水體”等。
礦井水質(zhì)分析方法有多種，其中用得較多的是重量法、容積法和比色法。重量法主要用于雜質(zhì)含量較多的水樣；容積法適用于中等雜質(zhì)含量的水樣；比色法適用于微量含量的水樣。
1．大氣降水為主要充水水源的涌水特征
這里主要指直接受大氣降水滲入補(bǔ)給的礦床，多屬于包氣帶中、埋藏較淺、充水層*露、位于分水嶺地段的礦床或露天礦區(qū)。其充(涌)水特征與降水、地形、巖性和構(gòu)造等條件有關(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。
(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)滯后的時(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。
2．以地表水為主要充水水源的涌水特征
地表水充水礦床的涌水規(guī)律有：
(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)。
(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)度愈大；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)，則涌水甚微，甚或無(wú)影響；其間地層受構(gòu)造破壞愈嚴(yán)重，井巷涌水強(qiáng)度亦愈大。
(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(kāi)采近地表水體的礦床，其涌水強(qiáng)度雖會(huì)增加，但不會(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。
3．以地下水為主要充水水源的礦床
能造成井巷涌水的含水層稱礦床充水層。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)。
(2)礦井涌水強(qiáng)度與充水層厚度和分布面積有關(guān)。
(3)礦井涌水強(qiáng)度及其變化，還與充水層水量組成有關(guān)。
4．以老窯水為主要充水水源的礦床
在我國(guó)許多老礦區(qū)的淺部，老采空區(qū)(包括被淹沒(méi)井巷)星羅棋布，且其中充滿大量積水。它們大多積水范圍不明，連通復(fù)雜，水量大，酸性強(qiáng)，水壓高。如現(xiàn)生產(chǎn)井巷接近或崩落帶達(dá)到老采空區(qū)，便會(huì)造成突水。
(二)礦井導(dǎo)水通道及探測(cè)技術(shù)
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。涌水通道可分為地層的空隙、斷裂帶等自然形成的通道和由于采掘活動(dòng)等引起的人為涌水通道兩類。
1．自然導(dǎo)水通道
(1)地層的裂隙與斷裂帶。堅(jiān)硬巖層中的礦床，其中的節(jié)理型裂隙較發(fā)育部位彼此連通時(shí)可構(gòu)成裂隙涌水通道。依據(jù)勘探及開(kāi)采資料，我們把斷裂帶分為兩類，即隔水?dāng)嗔褞Ш屯杆當(dāng)嗔褞А?BR> (2)巖溶通道。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。
(3)孔隙通道?？紫锻ǖ乐饕侵杆缮恿ｉg的孔隙輸水。它可在開(kāi)采礦床和開(kāi)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。