帶壓開采及防治水

1、第一章 防治水基礎(chǔ)知識第一節(jié) 巖石的水理性質(zhì)1、容水性指巖石容納水的能力，指標(biāo)為容水度。（一般孔隙度）2、含水性是巖石含有水的性能，用含水量表示。含水量是巖石空隙中所保留水分的多少。3、給水性是飽和巖土在重力作用下能自由排出水的能力，用給水度表示。貝爾認為：若使地下水面下降，則水位下降范圍內(nèi)飽和巖石及相應(yīng)的支持毛細水帶中的水將因重力作用而下移，并部分從原先賦存的空隙中釋出。因此認為給水度是指地下水位下降一個單位深度，而從地下水位延伸到地表面的單位面積巖石柱體在重力作用下所釋放出來的水的體積，常用小數(shù)表示。抽水試驗（動儲量、靜儲量），抽水降速過大時給水度偏小，降速很小時，給水度較穩(wěn)定。4、持水性

2、持水性是飽和巖土在重力排水后，巖土依靠分子力和毛細力在巖石空隙中能保持一定水分的能力，用持水度表示。5、透水性巖石的透水性是指巖石允許重力水透過的能力，用滲透系數(shù)表示。巖石的空隙直徑對巖石的透水性影響較大。空隙直徑越小，透水性越大；空隙直徑越大，透水性越大。巖石的透水能力并不取決于平均孔隙直徑，很大程度上取決于最小孔隙直徑。第二節(jié) 含水層、隔水層與弱透水層根據(jù)巖層滲透強弱和滲透能力的大小，巖層通常可劃分為含水層、隔水層和弱透水層。含水層，指能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層，是飽含水的透水層。構(gòu)成含水層的三個條件是：有儲存水的空間（儲水構(gòu)造）；周圍有隔水層；有水的來源（含有重力水為主）。隔水層，是

3、指不能透過與給出水，或者透過與給出的水量微不足道的巖層，以含有結(jié)合水為主。含水層與隔水層無定量的指標(biāo)，定義具有相對性，如何劃分含水層和隔水層，要視具體條件而定。弱透水層是指透水性相當(dāng)差，但在水頭差作用下通過越流可交換較大水量的巖層。第三節(jié) 承壓水指充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中，具有承壓性質(zhì)的地下水?？紫端严端畮r溶水承壓水山間盆地及平原松散層深部的水構(gòu)造盆地、向斜、單斜中裂隙巖層中的水構(gòu)造盆地、向斜、單斜中巖溶化巖層中的水充滿于兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中，具有承壓性質(zhì)的地下水。上部的隔水層稱為隔水頂板，下部的隔水層稱為隔水底板。隔水頂板、底板之間的距離稱為承壓含水層的厚

4、度。由于承壓含水層中的水承受大氣壓強以外的壓強，當(dāng)鉆孔揭露含水層頂板時，鉆孔中的水位將上升到含水層頂板以上一定高度才能靜止下來。鉆孔中的承壓水位（靜止水位）到承壓含水層頂板之間的距離，即從靜止水位到承壓含水層頂面的垂直距離稱為承壓高度，亦是作用于隔水層頂板的以水柱高度表示的附加壓強。井孔中靜止水位的高程稱為測壓水位或測壓水頭。與潛水的給水度類似，承壓含水層以儲水系數(shù)表征承壓水的給水性。儲水系數(shù)是指承壓水測壓水位下降或上升一個單位深度時單位水平面積含水層所釋放或儲存的水的體積。一般儲水系數(shù)為0.005-0.00005，較潛水含水層的給水度小1-3個數(shù)量級。開采承壓含水層水往往會導(dǎo)致測壓水位大面積

5、、大幅度下降。第四節(jié) 重力水運動的基本規(guī)律1、達西定律表達式Q=KAI=KA(H1-H2)/LV=Q/A=KIQ-滲透流量（出口處流量）m3/dV-滲透流量m/dK-多孔介質(zhì)滲透系數(shù)m/dA-過水?dāng)嗝婷娣eH1、H2-上下游過水?dāng)嗝嫠^mL-滲透途徑mI-水力梯度 I=（H1-H2）/L達西定律主要適用于雷諾數(shù)Re較小層流，Re10，地下水流基本是雷諾數(shù)小于10的層流。Re為10-100，地下水流速增大，不適用，仍層流Re100，地下水流紊流2、水力梯度也稱水力坡度，是指沿滲透途徑水頭損失與滲透長度的比值。3、滲透系數(shù)滲透系數(shù)K是水力梯度等于1時的滲透流速，是表征巖石透水能力的重要的水文地質(zhì)參數(shù)

6、。滲透系數(shù)與巖石空隙性質(zhì)（含巖性）、水的某些物理性質(zhì)（尤其是粘滯性）有關(guān)。利用滲透系數(shù)和透水率的大小，可劃分巖土的滲透性。巖性亞粘土亞砂土粉砂Km/d依據(jù)水電工程地勘規(guī)范（GB50287-2006） 分類 內(nèi)容項目 滲透性分級滲透系數(shù)K(cm/s)透水率q/Lu巖體（完整巖石等價長度）土類極微透水1-10-60.10.025mm裂隙巖體粘土微透水10-6-10-50.1-10.025-0.05mm裂隙巖體粘土-粉土弱透水10-5-10-41-10粉土-細粒土質(zhì)中等透水10-4-10-210-100砂-砂礫強透水10-2-1100砂礫-礫石、卵石極強透水11002.5mm巨礫注：透水率q和鉆孔q

7、有區(qū)別，單位涌水量。第五節(jié) 地下水理化特征一、物理性質(zhì)：1、溫度地殼表層三帶：變溫、常溫、增溫潛水及埋藏不深的承壓水溫度10-20。水溫<00-44-202020-3737-4242-100100分類過冷水極冷水冷水溫水低溫水高溫水高熱水過熱水2、顏色純凈水無色透明，水深時呈淡藍色。水中含物質(zhì)硬水低價鐵高價鐵H2S硫細菌錳腐殖酸水顏色淺藍灰藍黃褐色翠綠紅暗紅暗黃、灰黃、熒光黃3、味道純水淡水無味物質(zhì)NaclNa2so4Mgcl2、Mgso4大量有機物鐵鹽腐殖質(zhì)H2s、碳酸氣co2、Cahco3、Mghco3味道咸澀苦甜澀腥臭酸可口4、透明度純水、常見地下水透明。透明度降低的程度取決于懸浮

8、物的性質(zhì)及含量多少，懸浮物含量越多，透明度越差。5、氣味常見地下水無氣味。含有不同成分的氣體及有機質(zhì)時，便有味。含H2s臭雞蛋味；含腐殖質(zhì)多霉草味；氧化亞鐵鐵腥味。有明顯氣味的地下水，不宜飲用。6、比重4比重為1.水中溶解鹽類成分數(shù)量增多時，比重增大1；水溫升高，比重減小。地下水比重有的達到1.2-1.3。7、導(dǎo)電性純凈的地下水不導(dǎo)電。地下水的導(dǎo)電性與所含鹽總量及性質(zhì)有關(guān)。導(dǎo)電性能大小決定于水中所含電解質(zhì)（鹽類）種類、濃度大小及水溫高低。水的導(dǎo)電性一般用電導(dǎo)率表示。電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù)，單位s/cm或us/cm。二、地下水的化學(xué)特性1、地下水化學(xué)成分是地下水各類化學(xué)物質(zhì)總稱，包括離子、氣體、有

9、機物、微生物、膠體以及同位素成分等。地下水中經(jīng)常出現(xiàn)、分布最廣、含量較多并能決定地下水化學(xué)基本類型和特點的元素稱為常量元素（）。2、地下水中的氣體成分氧氣較氮氣活潑，大氣中惰性氣體（Ar、Kr、Xe）與氮氣的比值恒定，即其比值為（ArKrXe）/N2=0.0118。比值等于此數(shù)，氮氣、大氣起源比值小于此數(shù)，水中含有生物起源或變質(zhì)起源氮氣。h2s、cH4均在與大氣隔絕的環(huán)境中生產(chǎn)。co2 地下水co2來源于土壤，地下水含co2越多，其溶解碳酸巖能力愈強。3、地下水中離子成分陰離子Hco3-So42-Cl-Co32-陽離子Ca2+Mg2+Na+K+4、地下水中主要離子成分與礦化度的關(guān)系地下水的總礦

10、化度，又稱總?cè)芙夤腆w（總?cè)芙夤绦挝铮?，是指地下水中各種離子、分子與化合物的總量，單位為g/l。通常用105-110將水蒸發(fā)所得干涸殘余物總量表征，亦可用陰陽離子總和減去hco3-含量的一半表征。低礦化度的水，以hco3-及ca2+、mg2+為主；高礦化度的水（鹵水），以cl-、na+為主；中等礦化度的水，陰離子so42-，陽離子na+或ca2+。按礦化度分類：礦化度g/l1.01-33-1010-5050水分類淡水微咸水咸水鹽水鹵水5、地下水化學(xué)成分的形成作用溶濾作用：指地下水與巖土相互作用，巖土中的一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入到地下水中的作用。包括：溶解作用和水解作用.溶濾作用的強度是巖土中組分轉(zhuǎn)入水中的

11、速率，其大小取決于：巖土礦物鹽類的溶解度，nacl易溶，含sio2難溶空隙特征，致密基巖難溶水的溶解能力，低低礦化度水溶解能力較高礦化度水強。水中co2的含量高，溶解碳酸鹽、硅酸鹽能力強；水中o2含量高，溶解硫化物能力強。水的流動狀況地下水的徑流與交替強度是決定溶濾作用強度的最活躍、最關(guān)鍵的因素。地下水流動迅速時，礦化度低且含有大量co2、o2氣體的大氣降水和地表水不斷入滲更新含水層原有的溶解能力降低了的水，地下水便經(jīng)常保持強的溶解能力。蒸發(fā)濃縮作用（排泄區(qū)）脫碳酸作用（溫度升高，壓力降低情況下出現(xiàn)）脫硫酸作用和脫硝（氮）作用陽離子交替吸附作用，是地下水與巖石相互作用，巖石顆粒表面吸附的陽離子

12、被水中陽離子置換，并使水化學(xué)成分發(fā)生改變的過程。不同陽離子，其吸附與巖石表面能力不同，吸附能力自大而小排列：h+fe3+al3+ca2+mg2+k+na+。當(dāng)水中ca2+為主的地下水進入主要吸附有na+的巖土?xí)r，水中ca2+便置換巖石所吸附的一部分na+，使水中ca2+增多而na+減少?；旌献饔茫撼煞植煌膬煞N水匯合在一起，形成化學(xué)成分與原來兩者都不相同的地下水。例如，當(dāng)so4-2、na+為主的地下水與hco3-、ca2+為主的水混合，發(fā)生反應(yīng)。三、地下水化學(xué)成分的基本成因類型1、沉積水，沉積過程中保存在成巖沉積物空隙中的水，與沉積物大體同時形成。2、內(nèi)生水，原生水、初生水，地球深部層圈的地下

13、水3、溶濾水，由富含co2和o2的水滲入補給溶濾其所流經(jīng)巖土，而獲得主要化學(xué)成分的地下水。在大范圍內(nèi)，受氣候控制而又分帶性。絕大部分地下水屬溶濾水。巖性對溶濾水的影響是顯而易見的。石灰?guī)r、白云巖分布區(qū)的地下水hco3-、ca2+、mg2+為其主要成分；含石膏的沉積巖區(qū)，水中so42-與ca2+均較多；基性巖漿地區(qū)，水中常富含mg2+；煤系地層分布區(qū)與金屬礦床分布區(qū)多形成硫酸鹽水。（受巖性、氣候、地貌等因素影響）四、煤礦地下水化學(xué)成分1、補給條件補給區(qū)的位置和補給水源水化學(xué)特征是決定該含水層化學(xué)成分的一個極其重要餓因素。補給量大，排泄量也相應(yīng)增大，徑流強度也大，地下水交替循環(huán)也強。2、徑流條件徑

14、流條件好，地下水循環(huán)交替強。地下水通常為低礦化度的重碳酸鈣鎂型水。徑流條件造成水動力、水動態(tài)、水化學(xué)差異情況水文地質(zhì)特征強徑流區(qū)中等較弱弱水動力水力坡度0.8抽水瞬時影響速度率m/min14-19505-140水動態(tài)年變幅19792.3072.0831.19519773.0162.4771.86水位峰值滯后降雨天數(shù)30-9030-9042-102水化學(xué)無石膏區(qū)水化學(xué)Hco3-caHco3-ca、mgHco3、so4-caHco3、so4-ca、mgSo4.hco3-caSo4hco3-ca、mg為主Cl、so4-na、ca為主礦化度g/l0.6導(dǎo)水系數(shù)83600-583204360019440

15、-97201940-972五、地下水化學(xué)性質(zhì)1、ph值（即氫離子濃度）表示水的酸堿度，可將地下水分為五類。酸堿性強酸性弱酸性中性弱堿性強堿Ph值55-777-992、硬度地下水硬度大小取決于水中ca2+、mg2+的含量。水的硬度又分為總硬度、暫時硬度和永久硬度?？傆捕龋核兴琧a2+、mg2+的總量，包括暫時和永久硬度。暫時硬度：水沸騰后，有hco3-與ca2+、mg2+結(jié)合生成碳酸鹽沉淀出來的ca2+、m各+的含量。永久硬度：水沸騰后，水中殘留的ca2+、mg2+含量。表示硬度是法國度H°和毫克當(dāng)量meg/l，1H°相當(dāng)于一升水中含有10mg的cao或7.2mg的mgo

16、，即一升水中含有7.2mg的ca2+或4.3.mg的mh2+。1meg/l等于20.4mg/l的ca2+或12.6mg/l的mg2+。1meg/l2.8H°按硬度分類水的類型Meg/lH°極軟水1.54.2軟水微軟水硬水極硬水9.025.23、總礦化度直接反映地下水的循環(huán)條件，礦化度高，說明地下水的循環(huán)條件差；礦化度低，說明地下水的循環(huán)條件好。另，礦化度高，以靜儲量為主。4、侵蝕性地下水的侵蝕性取決于水中侵蝕性co2 的含量。Caco3+h2o+co2=ca2+2hco3-，由該式可知，當(dāng)水中含有一定數(shù)量的hco3-時，就必須有一定數(shù)量的游離的co2與之相平衡。這部分平衡h

17、co3-所需的co2稱之為平衡co2。當(dāng)水中游離co2總量超過平衡co2時，這種水與碳酸鹽接觸就會起溶解作用，消耗與溶解碳酸鹽部分的co2稱為侵蝕性co2,。因此，若地下水中游離的co2含量超平衡的需要時，水就具有一定的侵蝕性。與混凝土接觸時，就可能溶解其中的caco3，是混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞。六、老窯及采空區(qū)積水這種水源涌水的特點是：1、水中含有大量的硫酸根離子，ph值在3左右，有的甚至為1，具有強烈腐蝕性，對井下設(shè)備破壞性很大。2、稱為突水水源時，來勢猛，易造成嚴重事故，與其他水源無聯(lián)系時，易于疏干；與其他水源有聯(lián)系時，可造成量大而穩(wěn)定的涌水。七、奧灰水水源喀斯特水源突水的一般特點是：水壓高

18、，水量大，來勢猛，涌水量穩(wěn)定，不宜疏干，危害性極大。地下水流入礦井通常包括靜儲量和動儲量兩部分，開采初期或水源補給不充沛時，以靜儲量為主；隨著生產(chǎn)發(fā)展，長期排水和采動范圍擴大，靜儲量逐漸被消耗，動儲量比例相應(yīng)增大。第二部分 地質(zhì)構(gòu)造一、喀斯特陷落柱1、他是由于煤層下覆碳酸鹽巖等可溶巖層，經(jīng)地下水強烈侵蝕，形成巨大空洞，從而引起巖層失穩(wěn)，向溶蝕空間冒落、塌陷，形成筒狀或似圓錐狀柱體，以他的成因和形狀取名。無水陷落柱，俗稱無炭柱。華北一些礦區(qū)，陷落柱較發(fā)育，如霍州、汾西。致塌機理：重力作用，真空侵蝕作用，物理化學(xué)作用。2、陷落柱餓基本形態(tài)平面形狀絕大多數(shù)似圓形和橢圓形，也有不規(guī)則形。表征，用長軸長

19、度、短軸長度、長短軸比值和長軸方向表示。剖面形狀在堅硬巖層，上小下大的錐狀，柱面與水平面夾角60°-80°間，；松軟巖層，上大下小漏斗狀，柱面與水平面夾角40-50°。穿過多煤層時，各煤層破壞程度不一（煤厚不同），柱體平面面積大小不一，軸心偏離也大。中心軸通常垂直巖層平面，中心軸大多不是直立，而是歪斜甚至扭曲的。陷落柱高度從溶洞底面至塌陷頂?shù)拇咕啵c溶洞的大小、地下水排泄條件、巖石性質(zhì)及裂隙發(fā)育程度等有關(guān)。（暗河等）一般可由幾十米到一、二百米。潛伏陷落柱3、陷落柱出露特征（井下）柱面特征井下揭露時，柱面呈不規(guī)則狀，堅硬巖石不易塌落，呈突出狀，松軟巖石，易塌落，呈凹

20、進狀。由于陷落柱的水平切面為一封閉曲線，所以巷道與柱面相遇處多呈弧線?；〉陌霃酱笮∨c陷落柱平面形狀、大小、相遇部位等有關(guān)。柱體特征柱體多為較新層位的巖石碎塊，煤、第四系松散沉積物充填。柱體內(nèi)煤巖混雜，巖石巖性不一，大小不一，棱角明顯，無巖層層理。古老陷落柱巖塊多被膠結(jié)，近代陷落柱呈松散堆積。陷落柱內(nèi)沉淀物裂隙面常見紅色鐵塊、白色的鈣質(zhì)或高嶺土質(zhì)沉淀物，有時還見到泥質(zhì)沉淀物。這些事地下水滲入陷落柱產(chǎn)生的沉淀物。4、分布特點與該區(qū)地下水集中徑流帶關(guān)系密切與喀斯特化斷裂帶、褶曲軸，特別是斷層交匯處關(guān)系密切。二、斷層水文地質(zhì)勘探1、對含水層的認識碳酸鹽類含水層，特別是O2，由于其厚度大，水量豐富，水壓

21、高，且構(gòu)成華北主要煤田的基底，帶壓開采在水文勘探過程中必須高度、充分注意。從研究碳酸鹽巖的沉積旋回及巖性組合特征、礦物成分、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、孔隙與裂隙、可溶性等，對厚層奧灰含水層進行詳細分層。峰峰、淮南、開灤、韓城、肥城等進行了這一工作。如：峰峰將583m的奧灰分為三組八段：下馬家溝組上馬家溝組峰峰組其中：肥城礦區(qū)將奧灰含水層劃分為4組9段11層，第2段含水層因埋藏最淺，對生產(chǎn)礦井影響最大。研究厚層灰?guī)r強徑流帶的分布帶壓開采，奧灰為礦井主要充水巖層的礦區(qū)，礦井的水文地質(zhì)條件、涌水量大小、突水危險性與突水頻率高低及防治水工作的難易程度等，都和井田與強徑流帶的相對位置有密切關(guān)系。一般認為a、井田位

22、于強徑流帶上，且位于排泄區(qū)附近區(qū)時，礦井水文地質(zhì)條件最為復(fù)雜；（涌水量大，突水危險大、頻率高）b、井田位于強徑流帶上，而離排泄區(qū)較遠時，礦井水文地質(zhì)也很復(fù)雜，但復(fù)雜程度次之；c、井田位于強徑流帶外，而離強徑流帶近時，礦井水文地質(zhì)條件較復(fù)雜；d、井田位于強徑流帶外，而離強徑流帶遠時，則礦井水文地質(zhì)條件相對較為簡單。研究相對隔水層所采煤層底板至奧灰?guī)r頂面，有無峰峰組一段，峰峰組一段富水情況。隔水層巖性結(jié)構(gòu)、厚度、中間有無薄層灰?guī)r等，有效隔水層厚度等。2、對構(gòu)造導(dǎo)水的認識主要是斷層一般情況下，正斷層其性質(zhì)以張扭為主，有可能導(dǎo)水；逆斷層以壓扭為主，不導(dǎo)水。即使正斷層斷裂導(dǎo)水與富水性好，但其富水性是不均

23、勻的，即使是同一條富水?dāng)嗔?，其不同部位富水性的差異也十分明顯，這主要取決于斷裂的規(guī)模、斷裂不同地段的力學(xué)性質(zhì)與巖性、斷裂的匯水條件和斷裂是否與其他構(gòu)造交匯、斷層泥等。試論焦作礦區(qū)構(gòu)造與地下水的關(guān)系一文斷層導(dǎo)水主要兩種形式，一是斷層破碎帶本身不含水，只有同一盤的含水層可沿斷層兩側(cè)的裂隙帶發(fā)生垂直水力聯(lián)系。二是斷層破碎帶本身含水，兩盤的各含水層可以通過它發(fā)生水平與垂直的水力聯(lián)系。導(dǎo)水?dāng)鄬硬灰欢ㄌ幪帉?dǎo)水。該文還指出斷層與礦井突水的關(guān)系：a斷層尖滅地段易突水，b巖層彎曲處易突水，c斷層密度大處易突水，d斷層下降盤的煤層在靠近斷層處易突水，e斷層伴生的裂隙發(fā)育區(qū)易突水，f斷距為6-25m的中型斷層不僅易

24、突水，而且水量大。隔水?dāng)鄬?，一般為壓性斷層、壓扭性斷層，或斷層帶被粘土質(zhì)充填，兩側(cè)含水層組之間不發(fā)生水力聯(lián)系。但在礦床開采時，由于人為工程活動，礦山壓力影響，有些天然狀態(tài)下呈隔水性質(zhì)的斷層常轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)水?dāng)鄬印１憩F(xiàn)為滯后出水（揭露時無水，尤其是帶壓開采、水壓較大情況下）導(dǎo)水?dāng)鄬?，一般為張性斷層，正斷層溝通充水巖層組之間密切水力聯(lián)系的線狀斷裂（裂隙）多分布在斷層密集帶，斷層交叉點、斷層收斂處或斷層尖滅端等巖層軟弱部位，巖層破碎嚴重部位。即使是小斷層，也有可能導(dǎo)水。不同構(gòu)造部位對礦井充水的影響a對同一條斷層而言，其尖滅點及其附近，不是以位移消失應(yīng)力，而是以破變、變形來消失應(yīng)力，故在其斷裂端點部位及兩側(cè)

25、的巖層裂隙特別發(fā)育，是突水較多的部位。b主干斷裂與分支斷裂的交叉點應(yīng)力比較集中，各種斷裂面均很發(fā)育，巖石破裂，充填和膠結(jié)程度較差，尤其石灰?guī)r中，喀斯特特別發(fā)育。故在斷層交叉處附近，其透水性強，導(dǎo)水性好。兩條斜交大斷層，斷層交匯處附近更是如此。峰峰、邢臺礦區(qū)，兩條斜交大斷層，防水煤柱擴大一倍。c斷層密度大的地段，斷層拐彎處，不僅應(yīng)力集中，且多次受應(yīng)力作用，因而使巖石破碎，裂隙發(fā)育，給地下水的賦存和運移創(chuàng)造了良好條件。焦作礦區(qū)統(tǒng)計，一些礦井突水次數(shù)與斷層密度成近似正比關(guān)系。d在斷層兩盤相對運動過程中，由于受邊界條件和重力作用影響，一般上盤低序次斷裂及裂隙相應(yīng)較下盤發(fā)育。據(jù)焦作礦區(qū)統(tǒng)計，斷層上盤更易

26、發(fā)生較大突水。（斷層下降盤的煤層靠近斷層處易突水）3、地質(zhì)勘探井下高壓放水鉆孔施工在埋設(shè)孔口管時，峰峰基坑法，即在孔口挖一基坑，灌注水泥漿，再下入孔口管，待水泥漿固后繼續(xù)鉆進。淄博大口徑法：先以240mm孔徑開孔，鉆至10mm左右時，下6英寸套管，然后將水泥漿灌入套管與孔壁的間隙，待水泥凝固后再掃孔鉆進。焦作綜合法：先控深0.7m直徑約1.5m基坑。灌注水泥漿，下孔口管200mm鉆進深6m，里面套160mm孔口管，凝固兩天后，換直徑140孔徑鉆至10m深，將直徑127mm套管下至基坑底。物探坑透、直流電法（電阻率法）、音頻電穿透法、瞬變電磁法、電磁頻率測探法、無線電波透視法、地質(zhì)雷達、瑞利波勘

27、探、槽波地震等?；娇偨Y(jié)區(qū)分礦區(qū)不同含水層化學(xué)基本特征的鑒別指標(biāo)，水質(zhì)類型、溶解固形物、總硬度、氡含量、離子的特征比值、水質(zhì)圖像等來鑒別和區(qū)分。應(yīng)用水化學(xué)方法配合放水試驗、聯(lián)通試驗鉆孔水樣溶解氡含量、氧含量，所含氨基化合物情況等判斷主要含水層。示蹤劑的多樣化：探查水源、含水層之間水力聯(lián)系、補給關(guān)系、徑流通道、流速等。水環(huán)境同位素，尤其是氫、氨同位素、微觀判別（判別不同水混合比，計算地下水相對年齡等）地溫測量放水試驗認識到放水試驗已成為大水礦區(qū)水文地質(zhì)勘探中進行大流量、大降深水文地質(zhì)試驗的重要手段。放水試驗的目的層已從薄層灰?guī)r擴展到厚層灰?guī)r，如華北O(jiān)2（鶴壁、峰峰）目的更加明確，查明邊界、塊段，

28、明確水力聯(lián)系補給等。方案設(shè)計更細致周到，試驗手段更具綜合性。封閉不良的鉆孔邢臺礦第三部分 帶壓開采一、底板突水機理底板突水是由采動礦壓和底板承壓水的水壓共同作用而產(chǎn)生的。承壓水的水壓對底板隔水層的作用主要表現(xiàn)為壓裂擴容作用和滲水軟化作用。壓裂擴容作用是指承壓水在小裂隙中進一步壓裂巖體，使原有裂隙擴大；滲化軟化是指承壓水在底板隔水層中，降低有效應(yīng)力和巖體粘聚力，在與采動礦壓聯(lián)合作用下，使底板隔水層強度軟化，使其產(chǎn)生更大破裂。試驗證明，承壓水的壓裂擴容作用發(fā)生與否與底板隔水層中的最小主應(yīng)力有直接關(guān)系。（地應(yīng)力理論）當(dāng)承壓水的水壓Pw最小主應(yīng)力S2時，不會產(chǎn)生壓裂擴容作用。PwS2時，才會產(chǎn)生壓裂擴容作用，（承壓水水壓隔水層最小主應(yīng)力）。因此，底板突水必要條件是：M-（h1+h3）=0M-底板隔水巖層厚度，h1-采動破壞深度，h3-水壓破壞深度或自然導(dǎo)高充分條件：M-（h1+h3）0M-（h1+h3）0不會發(fā)生突水，0時也不會發(fā)生突水，只有0 時這時產(chǎn)生壓裂擴容作用，出現(xiàn)管涌，發(fā)生突水。綜上所述，底板突水主要取決于底板隔水層厚度，底板巖性、破壞范圍、程度、深度，以及地應(yīng)力和承壓水壓力的相對大小等。二、底板采動破壞和水壓破壞、水平分段規(guī)律底板采動破壞可分為：采前超前壓力壓縮段（1段）、采后卸壓膨脹段（2段）和采后壓縮-穩(wěn)定段（3段）1段超前壓縮，煤層