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垂向越導突水特征

1.垂向越導突水時的水動態特征

當發生越導突水時,其水位發展的動態特征是,上覆含水層因上下含水層水頭差(壹般>2MPa)作用,而出現“倒灌”現象。即出現突水後,遠源的L8水位不但不下降,反而上升,近源的L2水位出現下降。這是發生越導突水的直接表征(表6-5)。

表6-5 垂向越導突水的水位動態特征

2.越導突水發展過程出現水量跳躍式上漲

這是反映突水通道在不斷擴大並深部更多的含水層發生水力聯系的表征。如馮營礦13011工作面,初期突水1m3/min;延續壹天後,水量突增至14m3/min,誤認為是L8水源,僅十幾小時後水量猛增至84.5m3/min以上,造成淹井(圖6-4)。

圖6-4 馮營礦13011工作面突水水量曲線圖

3.在由垂向越導通道勾通的上部含水層中往往形成高水位區及水位難以疏降地區

上覆含水層因接受垂向越導補給,自然難以疏降,而形成居高不下的高水位異常地段,這壹現象已在焦作九裏山礦西翼出現。根據焦作地區長期大規模排水,但疏水效果明顯不壹的特點,我們提出了用疏水系數S′(即單位排水量的水位降深值,m)作為評價疏降效果的參數,結果疏水效果相差50多倍,S′=0.20~11 m不等可劃分為三類:

1)易疏降區S′>10m,多為含水層補給條件較差地區,地下水容易被疏排消耗降落。

2)中等疏降區S′=3~10m,多發生在有側向補給的地塹地帶,說明有壹定水源補給的地區。

3)難以疏降區S′<3m,多發生在具有較強水源補給,特別是具有垂向越導通道地帶,如九裏山礦西部(S=0.25m),演馬礦西部(S=3m)。

4.上下含水層之間出現“水壓差”是產生垂向越導突水的主要驅動力

由於上部含水層被長期排水疏降,壹般水壓低;而下伏含水層由於水源充足以及為了減少礦井排水,多為被隔離和保護範圍而呈高水壓,兩者形成“水壓差”。這種“水壓差”是驅動地下水通過垂向導水通道的主要動力。焦作壹些越導突水的水位差如表6-6。

表6-6 焦作部分越導突水的水位差表

以上總結了10 項越導突水基本特征,其相互關系是:斷裂帶(陷落柱)是必備條件;巖相變化帶是重要的背景條件;水壓差是重要驅動力;高水位區及難疏降區是重要線索;突水後上覆含水層被“倒灌”,水量跳躍式增長是直接標誌。

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