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煤矿突水与断层的关系及预探 郑州富士达公司 寇伟 据报道，煤矿突水绝大多数是与断层有着直接关系，90% 以上的突水发生在与断层破碎带极 其临近的范围内，其中断层突水占 74%，断层影响突水占 23% ，而突水在底板完整情况下则很少 发生。一般来讲，隔水层的岩体强度几十倍于岩溶水的水压，水压与矿压破坏完整隔水层形成新 的突水通道的能力是很有限的，底板突水通道几乎都是底板隔水层中原有断裂裂隙在水压及采动 条件下所形成的。随着矿井开采水平的不断延伸，开采深度越来越大，灰岩承压水水压不断增加， 因隐伏断层导致突水的潜在危险性也随之加大。因此，如何通过探测找到矿区地下隐伏断层，绘 制出矿区地下断层分布图，对于指导煤炭正常生产、预防突水事故，有着至关重要的意义。 断层导致突水的主要因素 断层导致突水的主要原因有以下几个方面： 1、断层上下两盘错动，缩短了煤层与底板含水层之间的距离，或造成断层一盘的煤层与另一 盘的含水层直接接触，从而加大了煤层底板突水危险性。 2 、断层的破碎带内裂隙发育、岩体破碎、强度降低，容易形成导水通道，使承压水轻易突破 断层导升至煤层造成突水。 3、由于断裂带中地应力值大幅降低，同时断层破碎带岩体的导水裂隙带深度远大于正常岩体， 使得承压水有可能大于最小主应力而通过张裂带的裂缝，使承压水向上导升而突水。 4 、回采工作面底板岩体中存在断层时，在采动附加应力的作用下岩体易沿断层移动，底板被 断层破碎带岩体的导水裂隙带破坏的深度会增大，更容易造成突水。 5、当断层破碎带或断层影响带为充水或导水构造，工作面揭露断层时即会发生突水。 断层构造类型及其导致突水性能 断层突水可分为两种基本类型，一种是断层原始状态下就可以导水而引发的突水；另一种是 断层本身不导水，由于采动影响，导致断层活化而引发的突水。典型的断层破碎带，其横剖面分 为两部分：内带——断裂构造岩带；外带——断层影响带。 1、断裂构造岩带的构成。由断层构造岩及断层带上的岩石在断层作用中被搓碎、研磨片、甚 至重结晶、再定向又固结的岩石组成。一般包括断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、片理化岩等。构 造岩带的宽度一般由不足一米至数十米，甚至更大，视断层规模和性质而定，而且同一条断层构 造岩带的宽度变化也很大。构造岩的导水性取决于构造岩的种类及其孔隙性质。这些性质通常又 与断层的力学性质有关。 2 、断层性质对构造岩带含水性的影响。压性断层的构造岩一般为糜棱岩、压片岩等，因细粒 物较多，孔隙极小，孔隙率也低，所以一般起隔水作用。对于张性断层来说，断层构造岩以断层 角砾岩等粗大碎块物质为主，研磨的细粒物较少，结构比较疏松，孔隙和空隙率大，所以导水性 较强。扭性断层的构造岩的性质一般介于压性和张性之间。 3、断层影响带形成。所谓影响带就是受断层影响而形成的两盘岩石的裂隙发育带，分布在构 造岩带的两侧，母岩受断层影响而强烈破坏，产生大量张裂隙、扭裂隙及分支断层，形成裂隙发 育带。靠近构造岩带的岩石受断层影响最大，裂隙最发育，但母岩的成份、结构、性质都没有重 大变化；随着远离断层，裂隙发育程度也减弱，与未受断层影响的完整的母岩之间没有明显的分 界线，是逐渐过渡的。 4 、断层影响带的导水富水特征。断层影响带的宽度取决于断层的规模和两盘岩石的力学性质 等因素，也与断层的力学性质有关，一般宽度由数米至十几米不等，而且沿着断层走向和倾向宽 度变化都很大，压性断层影响带的宽度通常比张性断层影响带大。由于断层影响带岩石裂隙发育 明显，具有较强的导水性，所以常常成为断层构造的富水带。 断层导致突水的几种诱因 1、采煤面迎头打在含水断层上。对于一些巨大的断裂，由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育， 含水断层破碎带斜面内和断层影响带裂隙内充满了水，就像一个扁斜的水库一样，一旦在中底部 出现漏洞，高于采煤作业面断层水就会在压力作用下像堤坝决堤一样汹涌喷出豁口，迅速灌满井 下，造成严重突水事故。 2 、采动增大了含水断层影响带裂隙。由构造断裂形成的断层影响带，因裂隙发育程度大而也 具有较好的透水性，因此影响带与含水断层破碎带接近部分也会含水。如果采掘接触或接近该类 断层影响带，在采动作用下使裂隙增大而透水，则会因裂隙与含水断层破碎带导通、形成与承压 含水层的直接通道，逐渐扩大而酿成突水灾害。 3、采动导致非导水断层活化导水。在原始地质条件下，断层与含水层