大型水电站水库回水长度一般较长，多则上百公里，库区内地层岩性条件普遍较为复杂，可能分布有含矿地层，存在开采利用条件。如金沙江鲁地拉水电站库区朵美金矿、四川湔江关口水库库区煤矿群等。

矿床充水是指矿体尤其是围岩中赋存地下水的现象。这些地下水与其他水源在开采状态下导致矿坑的不间断涌水，形成充水通道。水库蓄水后，使矿床周围的地下水位抬升，含水层规模扩大，加之水库与矿区之间的地形地貌、水文地质条件影响，水电工程建设可能造成矿区发生渗水问题或水库形成渗漏通道。本节以关口水库库区右岸煤矿井巷渗漏为例，分析浸没型矿床充水问题。

1.工程概述

关口水库是成都市的备用水源。水库位于湔江干流上游河段，正常蓄水位830.00m，坝前壅水高80m，库容4.09亿m3，回水长约7.5km。

库区河谷开阔，岸坡地形坡度较缓。山峰主峰高程多在1060.00～1170.00m，河谷高程750.00～870.00m，岭谷高差不大，临江相对高差100～400m。库区主要出露中生代地层，走向大致北东，与构造线基本一致，出露的地层主要有三叠系上统须家河组中层砂岩，夹炭质页岩及煤层（T3x）、侏罗系千佛崖组（J1q）、沙溪庙组（J2s）、遂宁组（J2sn）、莲花口组（J3l）砂岩、含砾砂岩与泥岩，其中须家河地层中夹可采工业煤层。

库区主要构造形迹有思文场背斜（海窝子背斜）、通济场向斜。两者均为近东西向大致平行的正常褶曲，分别自思文场、通济场向莲花水库倾没。背、向斜相距0.3～1.5km，均发育于三叠系须家河组地层上。如图4.33所示。

图4.33　库区海窝子背斜南东翼单斜地层剖面图

2.问题表现

水库库区在构造上为海窝子背斜SE翼，地层为三叠系上统须家河组二段（Tx2），是典型的含煤地层，煤层层数较多达34层，产状NE75°～80°/SE 35°～38°，而具有开采价值的煤层只有12层，厚度一般在0.34～1.2m，在库区右岸已进行工业开采。

通过对库区右岸煤田区的实地调查和井下实际测量，查明目前正在开采的煤矿有11个，废旧煤窑28个，煤矿的开采水平高程在418.00～790.00m区间范围内；井下巷道的长度最短为276m，最长为1200m

水库邻谷土溪河的跃进煤矿为区内最大的煤矿，原煤年开采量为21万t，井口标高为810.33m，目前开采的最低高程为400.00m，如图4.34所示。

煤矿均顺煤层走向方向开采，开采水平高程在418.00～790.00m，井下巷道的长度最短为276m，最长为1200m，开采煤矿的和废弃煤窑开采规模都较小，单个煤矿年开采量一般在1万～3万t，井筒的布置方式大多为斜井，其中与跃进煤矿开采相同煤层的在采煤矿有7个，占所有在采煤矿的58.3%；废弃老煤矿有16个煤矿，占老煤矿的57.1%。位于水库蓄水水位835.00m以下的煤窑数量为27个，占有资料煤窑总数的69.2%。

综上所述，库区右岸分布有大量采煤矿井。邻谷土溪河分布有跃进煤矿，目前开采高程为400.00m左右，低于正常蓄水位近430.00m。库区煤矿主要沿煤层走向进行开采，井下巷道也主要沿煤层走向方向布置，矿井之间井巷可能构成水库渗漏的通道，查清巷道间连通性及可能渗漏情况、水库是否存在向低邻谷土溪河渗漏，以及其他煤矿是否与跃进煤矿存在贯通是关口水库关键性技术问题之一。

3.问题产生的背景

库区右岸分布有须家河组含煤地层，具备工业开采条件，正在开采的煤矿有11个，已关闭的煤田区废旧煤窑28个。各煤矿均采用平洞或斜井开挖，最低开挖平台高程为400.00m（跃进煤矿），形成地下巷道网，如地下巷道连通性较好，将成为水库渗漏的通道。

图4.34　库区右岸煤矿位置分布图

库区内的田沟村煤矿曾在1982—1984年间在高程779.00m处与跃进煤矿巷道贯通过，石鸡公煤矿在开采翻砖红煤层时也曾与跃进煤矿巷道贯通，加之跃进煤矿，目前开采高程为400.00m左右，正常蓄水位为830.00m，两者之间形成一个巨大的水头差。水库存在向低邻谷土溪河及跃进煤矿巷道渗漏的地质背景。

关口水库正常蓄水位830.00m，壅水高度近80m，库水一方面可能沿右岸煤矿贯通的地下巷道充水流动，形成水库渗漏；另一方面也可能沿跃进煤矿巷道产生邻谷渗漏。

4.控制要素

渗漏通道和水头差是水库发生渗漏的基本条件。关口水库库区煤矿分布众多，煤矿开采均采用平洞或斜井开挖，开采水平高程在418.00～790.00m，井下巷道的长度最短为276m，最长为1200m。不同高程巷道的分布情况与连通性是研究库水沿煤矿渗漏的控制因素。(www.daowen.com)

5.问题综合评价与对策措施

（1）库区右岸煤矿井下巷道连通情况研究。煤矿井下巷道连通情况十分复杂，连通的形式不一，对水库渗漏造成的影响也是不一样的。如煤矿巷道直接与跃进煤矿巷道连通，巷道在蓄水后将直接成为水库渗漏的通道，影响非常之大；反之影响则相对小一些。为了进一步认识和反映库区煤矿井下巷道的连通对水库渗漏造成的影响，同时与后续定量化评价各煤矿对水库渗漏影响相一致，现将煤矿的连通情况分为5类：①第1类，煤矿巷道无连通，该类煤矿危害较小，对应影响等级为Ⅰ级。②第2类，与跃进煤矿开采的不同煤层的煤矿之间的连通，该类煤矿虽有连通，但与跃进煤矿巷道发生联系的可能性较小，形成渗漏通道能力较弱，故危害不是很大，对应影响等级为Ⅱ级。③第3类，与跃进煤矿开采煤层相同的煤矿之间的连通，该类连通暂时没有与跃进煤矿连通形成渗漏通道，但缩短了渗漏路径具有一定的危害，对应影响等级为Ⅲ级。④第4类，井下巷道间接与跃进煤矿连通，通常表现为与另外同跃进煤矿井下巷道连通的煤矿发生连通。间接为水库渗漏提供通道条件，危害也很大，对应影响等级为Ⅳ级。⑤第5类，井下巷道与跃进煤矿直接连通。这类连通直接为水库渗漏提供通道条件，危害极大，对应影响等级为Ⅴ级。

由图4.35可知，库区煤矿的连通中，第1类连通有22个，占56%；第2类连通有5个，占13%；第3类连通有1个，占3%；第4类连通有2个，占5%；第5类连通有9个，占23%。库区半数以上的煤矿井下巷道的连通性较差，对水库渗漏造成的危险较小。对水库渗漏危险很大的第4、第5类连通有11个，占28.2%。

图4.35　煤矿井下巷道连通等级分类情况图

特别是其中的田沟煤矿、石梯村煤矿，废旧煤矿中的田沟煤矿、石梯村煤矿、石梯村三线子煤矿、石梯村青竹标煤矿、石梯村白炭煤矿、石梯村三线子下井、三线子煤矿、假砂炭煤矿、花花炭煤矿等9个煤矿直接与跃进煤矿井下巷道相通，形成地下巷道网络，危害很大。现场调查目前田沟村煤矿井下涌水直接灌入跃进煤矿，致使田沟村煤矿井下排水减少，这样就在库区右岸煤田区井下形成了连通的巷道网络系统，给水库的渗漏带来潜在的巨大威胁。如图4.36所示。

（2）库区右岸煤矿充水后影响研究。

1）水库渗漏影响。

水库蓄水后处于采煤矿在830m以下的在采煤矿有9个，废旧煤矿有18个，由于井下巷道纵横交错、相互交织，部分巷道已连通形成网络，连通的井巷将成为渗漏通道，为研究煤矿井巷充水后对水库渗漏影响，采用二级模糊评判模型方法进行分析。

选取煤矿井巷的连通性、巷道长度、巷道水平、井口标高、煤层厚度、煤层倾角等因素作为为煤矿对水库影响的指标因素，并将影响程度分为五级，即：很严重、严重、一般、轻微和无影响，分别用符号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ表示（表4.12）。

图4.36　田沟村煤矿与跃进煤矿巷道连通示意图

表4.12　指标因素及分级标准

采用专家打分法给各个煤矿的每个指标因素打分确定权重，根据权重进行二次模糊评判，以最大隶属度为原则来确定煤矿对水库的影响程度。

图4.37为库区右岸煤矿影响程度分级百分比图。可以看出库区右岸煤田区内39个煤矿（废弃的旧煤窑和正在开采的煤矿之和）中影响等级为Ⅴ级（很严重）的一共有16个，占总煤矿数的41.03%；影响等级为Ⅳ（严重）的有8个，占总煤矿数的20.51%；影响等级为Ⅲ（一般）的有7个，占总煤矿数的17.95%；影响等级为Ⅱ（轻微）的有4个，占总煤矿数的10.26%；影响等级为Ⅰ（无影响）的有4个，占总煤矿数的10.26%。

库区右岸煤矿井下巷道与跃进煤矿之间的连通性通道是存在的，水库蓄水后，库水将沿连通的巷道产生渗漏，同时，更会沿与跃进煤矿连通的巷道向邻谷土溪河渗漏，如不采取有效的措施水库难以正常蓄水的可能性大。

图4.37　库区右岸煤矿影响程度分级百分比图

2）对邻谷跃进煤矿影响。水库邻谷土溪河的跃进煤矿为区内最大的煤矿，原煤年开采量为21万t，为成都市属国营煤矿，井口标高为810.33m，目前开采的最低水平为400.00m，低于正常蓄水位约430.00m。分析表明，库区右岸田沟煤矿、石梯村煤矿，废旧煤矿中的田沟煤矿、石梯村煤矿、石梯村三线子煤矿、石梯村青竹标煤矿、石梯村白炭煤矿、石梯村三线子下井、三线子煤矿、假砂炭煤矿、花花炭煤矿等9个煤矿直接与跃进煤矿井下巷道相通，形成贯通的地下巷道网络。

水库蓄水以后，如果在库区右岸不作防渗措施，那么库水就会如同大坝溃决一样通过连通的巷道网络系统源源不断地涌入跃进煤矿，使得跃进煤矿无力抽排井下涌水，将导致淹井事故的发生。假如在库区右岸作防渗措施，并且把水库的渗漏量控制在允许渗漏量之内，跃进煤矿是否能正常进行安全生产，需作进一步的研究。