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对于不同类型的充水矿床,断裂带的充水意义各不相同。裂隙充水矿床因其富水性弱, 断裂带中的地下水有时是矿坑的主要充水来源:岩溶充水矿床断裂带本身是否富水意义不 大,重要的是它的充水作用。断层的充水作用因其在矿区的分布位置而异。如: (1)隔水断层:一般为压性断层或断裂带被粘土质充填。隔水断层分布在充水含水层 内时,常分割充水含水层的水力联系,但强烈的采矿活动可使其转化为导水断裂带:若分布 在边界上,能阻止区域地下水的补给;当切穿顶底板隔水层时,会降低其隔水性,在开采条 件下可造成顶板或底板的突水 (2)导水断层:边界的导水断层起充水含水层接受区域地下水补给的通道作用:矿区 内断层与地表水连通时,常成为地表水溃入矿坑的导水通道:充水含水层内的导水断层,井 巷通过时涌水量增大,也可产生溃水。 (3)不同规模的断层,在矿床充水中的意义各有不同:规模大的断层一般组成矿田的 天然国国边界或井田的人为边界,控制矿床或矿坑的地下水补给径流条件,影响矿坑涌水量 大小;分布在矿区内的中小断层或区域性构造裂隙带,是矿坑顶底突水中最多见的突水通道, 在华北石炭二迭系煤田中占突水事故的50%以上。 断层是否成为矿坑溃入式导水通道,取决于断层的性质与采矿活动的方式和强度。采矿 活动中,由隔水断层转化为导水断裂带的现象并不少见 2.评价方法 对断裂带导水作用的调查研究,是矿床水文地质工作的重点。应从其自身水文地质特性 入手,查清断层不同部位的导水性及其与力学性质,两侧地层岩性变化的关系,在此基础上 根据断层的分布位置,结合开采条件评价其充水作用:是作为沟通充水含水层与其它水源之 间联系的间接充水作用,还是导致矿坑大量突然涌水的直接通道作用。后者是关键,勘探时 常需投入大量勘探与试验工程,并利用各种技术方法综合评价其导水控水作用,如:钻探 坑探、物探、抽水试验以及地下水水位,水化学,动态等特征的对比分析 (二)岩溶坍隔与“天窗” 1.基本概念与充水特征 岩溶坍隔是指覆盖于充水(或空气)空间之上的土层,因外力(抽、放水、暴雨)作用 瞬间坍落,先期存在的岩溶网隙为容纳和运移坍落物质提供了必要的空间条件,它是岩溶动 力地质作用的结果,与非可溶岩中产生的坍隔不同。其形成过程:首先是网隙上复土层在地 下水变动带内崩解脱落,然后土层物质受流动地下水转移成大洞,并逐渐扩大使土洞顶 板变薄,最后在自然和人为作用下洞顶向下临落。岩溶坍隔是岩溶充水矿床严重的水文地质 工程地质问题,它不仅造成突发性矿坑溃水,同时破坏地面多种设施,导致河水断流,破坏 水资源。我国岩溶坍隔集中发生在南方溶洞充水矿床中,北方溶隙充水矿床仅占1.8% “天窗”是指岩溶充水含水层与上覆冲积层之间的未胶结、半胶结地层,因沉积相变成 河谷下切而变薄甚至消失,导致充水含水层与上覆第四系含水层的直接接触,形成导水“天 窗”。天然状态下,“天窗”是充水含水层地下水排浅通道,也是岩溶坍隔的有利部位。如 山东莱芜铁矿,1995年中奧陶灰岩中的大型疏干工程放水试验,最大放水量106×104m3/d, 平均水位降59.04m,地面出现岩溶坍隔27处,其中位于汶河及其支流的覆盖层变薄处占对于不同类型的充水矿床,断裂带的充水意义各不相同。裂隙充水矿床因其富水性弱, 断裂带中的地下水有时是矿坑的主要充水来源;岩溶充水矿床断裂带本身是否富水意义不 大,重要的是它的充水作用。断层的充水作用因其在矿区的分布位置而异。如: (1)隔水断层:一般为压性断层或断裂带被粘土质充填。隔水断层分布在充水含水层 内时,常分割充水含水层的水力联系,但强烈的采矿活动可使其转化为导水断裂带;若分布 在边界上,能阻止区域地下水的补给;当切穿顶底板隔水层时,会降低其隔水性,在开采条 件下可造成顶板或底板的突水。 (2)导水断层:边界的导水断层起充水含水层接受区域地下水补给的通道作用;矿区 内断层与地表水连通时,常成为地表水溃入矿坑的导水通道;充水含水层内的导水断层,井 巷通过时涌水量增大,也可产生溃水。 (3)不同规模的断层,在矿床充水中的意义各有不同:规模大的断层一般组成矿田的 天然国国边界或井田的人为边界,控制矿床或矿坑的地下水补给径流条件,影响矿坑涌水量 大小;分布在矿区内的中小断层或区域性构造裂隙带,是矿坑顶底突水中最多见的突水通道, 在华北石炭二迭系煤田中占突水事故的 50%以上。 断层是否成为矿坑溃入式导水通道,取决于断层的性质与采矿活动的方式和强度。采矿 活动中,由隔水断层转化为导水断裂带的现象并不少见。 2. 评价方法 对断裂带导水作用的调查研究,是矿床水文地质工作的重点。应从其自身水文地质特性 入手,查清断层不同部位的导水性及其与力学性质,两侧地层岩性变化的关系,在此基础上 根据断层的分布位置,结合开采条件评价其充水作用:是作为沟通充水含水层与其它水源之 间联系的间接充水作用,还是导致矿坑大量突然涌水的直接通道作用。后者是关键,勘探时 常需投入大量勘探与试验工程,并利用各种技术方法综合评价其导水控水作用,如:钻探、 坑探、物探、抽水试验以及地下水水位,水化学,动态等特征的对比分析。 (二)岩溶坍隔与“天窗” 1. 基本概念与充水特征 岩溶坍隔是指覆盖于充水(或空气)空间之上的土层,因外力(抽、放水、暴雨)作用 瞬间坍落,先期存在的岩溶网隙为容纳和运移坍落物质提供了必要的空间条件,它是岩溶动 力地质作用的结果,与非可溶岩中产生的坍隔不同。其形成过程:首先是网隙上复土层在地 下水变动带内 崩解脱落,然后土层物质受流动地下水转移成大洞,并逐渐扩大使土洞顶 板变薄,最后在自然和人为作用下洞顶向下临落。岩溶坍隔是岩溶充水矿床严重的水文地质 工程地质问题,它不仅造成突发性矿坑溃水,同时破坏地面多种设施,导致河水断流,破坏 水资源。我国岩溶坍隔集中发生在南方溶洞充水矿床中,北方溶隙充水矿床仅占 1.8%。 “天窗”是指岩溶充水含水层与上覆冲积层之间的未胶结、半胶结地层,因沉积相变成 河谷下切而变薄甚至消失,导致充水含水层与上覆第四系含水层的直接接触,形成导水“天 窗”。天然状态下,“天窗”是充水含水层地下水排浅通道,也是岩溶坍隔的有利部位。如: 山东莱芜铁矿,1995 年中奥陶灰岩中的大型疏干工程放水试验,最大放水量 10.6×104m3/d, 平均水位降 59.04 m,地面出现岩溶坍隔 27 处,其中位于汶河及其支流的覆盖层变薄处占
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