矿床充水条件分析，是矿床水文地质学重要研究内容之一，也是矿井水文地质工作的重要环节之一。该项工作从普查—勘探阶段开始，直至矿床开采，贯穿于整个过程。

    普查—勘探阶段的矿床充水条件分析，主要是依据矿床所处的自然地理、地质构造和矿区水文地质特征，重点分析天然条件下，主要充水岩层的地下水类型、赋存条件、循环条件和补给条件等，并初步预测矿床开采后矿床主要的充水水源和通道，为普查—勘探报告提供水文地质资料，为详细水文地质勘探时工程布署提供依据，为矿坑涌水量预测计算提供天然条件下的水文地质物理概念模型。

    矿床开采阶段，井巷工程已形成，矿床充水条件分析更为具体，即改变为矿坑涌水或矿井涌水条件分析，该阶段的充水条件分析工作重点是解决在开采条件下矿床充水的水源和通道问题，是该阶段矿井水文地质工作的中心环节。为预测矿井正常和最大涌水量，为防止矿井突水提供水文地质资料，为确定合理治水方案提供依据。

    随着我国矿区普查—勘探和矿山开采事业的发展，矿床充水条件分析的理论也日趋完善，我国50-60年代教课书中该部分内容称为“矿床充水因素分析”，只讲天然状态下的充水条件。70年代出版的教课书和有关讲义称该部分为“矿坑充水因素分析”、“矿井涌水条件分析”等，不仅章节名称有些改变，而且讲述内容也有较深入的发展。矿床充水的基本条件可分为自然条件和人为条件两大类。

一、矿床充水的自然条件
（一）自然充水水源

1.大气降水
    大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿床充水都直接或间接地与大气降水有关。但这里所讲大气降水水源，是指矿床直接充水的唯一水源。

2.地表水水源
    在有大型地表水体分布（海、湖、大河流、水库、水池）的矿床地区，查清天然条件下和矿床开采后的地表水对矿床开采的影响，是矿区水文地质勘探和矿井水文地质工作的头等重要大事，是评价矿床开采价值的重要内容。地表水不仅可能造成矿井突然涌水，严重情况下会导致水砂同时溃入矿井。

3.围岩地下水水源
    围岩地下水充水类型划分: ① 根据充水岩层性质不同可分为：砂砾石孔隙充水矿床，坚硬岩层裂隙充水矿床，岩溶充水矿床。②根据矿层与充水岩层接触关系不同可分为：直接充水矿床，间接充水矿床。③ 根据矿层与充水岩层相对位置不同可分为：顶板水充水矿床，底板水充水矿床，周边水充水矿床。

 (二) 充水天然通道
    矿床充水天然通道主要包括点状岩溶陷落柱、线状断裂（裂隙）带、窄条状隐伏露头、面状裂隙网络（局部面状隔水层变薄或尖灭）和地震裂隙等。

1.点状岩溶陷落柱通道
    岩溶陷落柱在我国北方较为发育，在地下水的长期物理和化学作用下, 中奥陶统灰岩形成了大量的古喀斯特空洞, 在上覆岩层和矿层的重力作用下, 空洞溃塌并被上覆岩层下陷填实，被下塌的破碎岩块所充填的柱状岩溶陷落柱像一导水管道沟通了煤系充水含水层中地下水与中奥陶统灰岩水的联系, 特别位于富水带上的岩溶陷落柱, 可造成不同充水含水层组中地下水的密切水力联系.

    岩溶陷落柱的地表特征比较明显, 特别在基岩裸露区更为明显. 一般陷落柱出露处岩层产状杂乱, 无层次可寻, 乱石林立,充填着上覆不同地层的破碎岩块. 陷落柱周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲, 并多向陷落区内倾斜。井下陷落柱形态一般呈下大上小的圆锥体，陷落柱高度取决于陷落的古溶洞的规模, 溶洞空间愈大则陷落柱发育高度也愈高, 甚至可波及地表. 堆积在陷落柱内的岩石碎块呈棱角状, 形状不规则, 排列紊乱, 分选性差.

陷落柱的导水形式多种多样, 有的陷落柱柱体本身导水; 有的柱体是阻水的, 但陷落柱四周或局部由于受塌陷作用影响形成较为密集的次生带, 从而沟通多层含水层组之间地下水的水力联系; 还有的陷落柱柱体内部分导水, 部分阻水. 影响岩溶陷落柱分布的因素较为复杂, 其展布规律至今研究不够。但根据目前研究成果，我们认为，地质构造是控制岩溶陷落柱分布规律的主要因素之一。

2.断裂(裂隙)带通道
断裂带是否能够成为充水通道主要取决于断裂带性质和矿床开采时人为采矿活动方式与强度。这里重点分析断裂带的性质等，后面问题在矿床充水人为因素部份讲述。

矿床水文地质勘探中对查明断层性质和导水性往往需投入很大工作量，我们应该根据大量勘探及抽水试验资料进行断层水文地质意义分析。根据以往勘探及矿山开采资料说明，断层水文地质意义可分为如下几种情况。

（1）隔水断层 一般为压性断层或断层带被粘土质充填，使两侧含水层不发生水力联系。在矿床开采时，由于人为活动，天然状态下隔水断层常变为导水断层。隔水断层处于不同位置其水文地质意义亦不同，隔水断层分布于主要充水岩层内时，常分割充水岩层的水力联系；隔水断层在边界上时，阻止区域地下水补给。

（2）导水断层 导水断层所处位置不同其水文地质意义亦不同。当导水断层位于区域边界时，常形成充水含水层或临近充水含水层的补给通道；当导水断层与地表水连通时，常形成地表水体补给矿床的主要通道；当充水岩层分布导水断层时，将增加充水岩层与外界的水力联系程度；当导水断层切割矿层隔水顶、底板时，断层常引起顶板或底板突水问题。

 沟通充水含水层组密切水力联系的线状断裂(裂隙)带多发生在断层密集带、断层交叉点、断层收敛处或断层尖灭端等部位.

3 窄条状隐伏露头通道
    在我国大部分煤矿山, 煤系薄层灰岩含水层和中厚层砂岩裂隙含水层以及巨厚层的碳酸盐岩含水层多呈窄条状的隐伏露头形式与上覆第四系松散沉积物不整合接触. 影响隐伏露头部位多层充水含水层组地下水垂向间水力交替的因素主要有两个: ①隐伏露头部位基岩风化带的渗透能力大小; ②上覆第四系底卵孔隙含水层组底部是否存在较厚的粘性土隔水层.

    一般地说, 风化带的风化强度愈强或愈弱, 基渗透性均较弱。而基岩风化强度和深度又与其岩性和裂隙发育程度有关. 最易风化的有泥岩、沉凝灰岩以及分选性差或胶结差的中、粗粒砂岩和长石含量多的砂岩. 在岩层风化过程中, 水流参与是一个甚为重要的因素, 所以, 风化深度较深者多为裂隙较发育的岩层. 泥岩虽然极易风化, 得由于它的塑性强,一般裂隙发育有限, 因此其风化深度往往较浅. 探测隐伏露头基岩风化带的渗透能力一般可采用压(抽)水试验方法.

    第四系沉积类型较为复杂, 各种陆相沉积较为广布, 如冲积、洪积、湖积、残积、坡积和冰川堆积等, 海相和海陆交互相仅在海滨和局部内陆地区可见. 因此, 第四系含水层组的沉积结构千变万化. 在某些矿山, 第四系含水层组底部沉积了较厚的粘土, 亚粘土隔水层. 在这些部位, 无论煤系和中奥陶统基岩风化带的渗透性能如何强, 这些粘性隔水层基本可以完全阻隔多层含水层组地下水之间的垂向水力联系; 但在另一部分矿山, 第四系含水层组底部的粘性沉积物由于沉积尖灭或其它原因, 沉积厚度极其有限, 甚至局部缺失形成”天窗”, 这样如果煤系和巨厚层的碳酸盐岩含水层在隐伏露头的风化带部位渗透性较好, 高水头的碳酸盐岩承压含水层地下水首先直接通过“越流”或 ”天窗” 部位上补第四系孔隙含水层组, 而第四系孔隙水又以同样方式下补被疏降的煤系薄层灰岩含水层或中厚层砂岩裂隙含水层. 第四系含水层组象座畅通无阻的桥梁在煤系和碳酸盐岩含水层组两个窄条状隐伏露头处, 接通了它们彼此间的水力联系.

4.面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区)通道
    根据含煤岩系和矿床水文地质沉积环境分析, 在华北型煤田的北部一带, 煤系含水层组主要以厚层状砂岩含水层组为主, 薄层灰岩沉积较少。 在厚层砂岩含水层组之间沉积了以细砂岩、粉细砂岩和泥岩为主的隔水层组. 在地质历史的多期构造应力作用下, 脆性的隔水岩层受力后以破裂形式释放应力, 致使隔水岩层产生了不同方向的较为密集的裂隙和节理, 形成了较为发育的呈整体面状展布的裂隙网络。这种面状展布的裂隙网络随着上、下充水含水层组地下水水头差增大, 以面状越流形式的垂向水交换量也将增加. 开平煤田东欢坨矿位于车轴山向斜收敛翘起部位, 西北翼陡立, 东南翼舒缓, 这种构造形态反映了不对称力源的挤压作用. 由于力源强度的不对称性, 使得受力较小的东南翼层间滑动速率和错动距离增大, 即在平行层面的力偶作用下, 形成了垂直层面的共轭剪切破裂面. 这种呈面状分布的垂直裂隙网络系统已被矿山大量地质勘探钻孔和井下采掘工程所证实.

5.地震通道
    根据开滦唐山矿在唐山地震时矿井涌水量和矿区地下水水位观测资料，地震前区域含水层受张时，区域地下水水位下降，矿坑涌水量明显减少；地震发生时，区域含水层压缩，区域水位瞬时上升数米，矿坑涌水量瞬时增加数倍；强烈地震过后，区域含水层逐渐恢复正常状态，区域地下水逐渐下降，矿井涌水量也逐渐减少。震后区域含水层仍存在残余变形，所以矿井涌水在很长时间内恢复不到正常涌水量。矿井涌水量变化幅度与地震强度成正比，与震源距离成反比。

二 矿床充水的人为条件
（一）人为充水水源
1.袭夺水  
    由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源。袭夺水源存在下列几种情况；①位于矿床地下水排泄区的泉水；②位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；③位于矿床地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；④相邻水文地质单元地下水。

2.老窖水
    老窖水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点：①老窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；②老窖水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的腐蚀性。③老窖突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。

（二） 充水人为通道
    矿坑充水人为通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干塌陷带和封孔质量不佳钻孔等。

1.顶板冒落裂隙带
    采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带是矿坑充水的人为通道，其特点如下：①当冒落裂隙带发育高度达到顶板充水岩层时，矿坑涌水量将有显著增加，当未能达到顶板充水岩层时，矿坑涌水无明显变化；②当顶板冒落裂隙带发育高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加，同时常伴有井下涌砂现象。

2.地面岩溶疏干塌陷带     
    随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试验和疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑充入矿井。有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。

3.封孔质量不佳钻孔
   底板充水矿床常因封孔质量不佳，某些钻孔变成了人为导水通道，当掘进巷道或采区工作面经过没有封好的钻孔时，顶、底板含水层地下水将沿着钻孔补给矿层，造成涌（突）水事故。

三 矿床充水强度分析
    在自然界分布矿床中，单一充水水源和充水通道是少见的。从水文地质剖面可以看出，矿层（体）上部和下部往往分布多个充水含水层组。究竟哪个是充水岩层？哪个不是充水岩层？哪个是强充水岩层？哪个是弱充水岩层？回答这些问题的方法称为矿床充水强度分析。

    根据矿山调查资料表明，矿床开采后矿井充水强度除取决于充水含水层的富水性、导水性、厚度和分布面积外，还取决于三个防线。第一防线是充水含水层出露和接受补给源的条件；第二防线是充水含水层侧向边界的导水与隔水条件；第三防线是矿层顶、底隔水岩层的隔水条件。