二 充水通道
    充水水源矿坑的途径千差万别，本文仅对矿坑构成直接威胁的溃入式导水通道作一介绍。
（一）构造断裂带
1.充水特征
    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水源；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。
    ①隔水断层：一般为压性断层或断裂带被黏土质充填。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层带，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井田的天然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，在华北石炭二叠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他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，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）岩溶坍陷与“天窗”
1.基本概念与充水特征
    岩溶坍塌是指覆盖于充水（或空气）空间之上的土层，因外力（抽、放水、暴雨）作用瞬间坍落，先期存在的岩溶裂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落不同。其形成过程：首先是上覆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，并逐渐扩大使土洞底板变薄，最后在自然和人为作用下洞顶向下坍落。岩溶坍落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。我国岩溶坍落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击层之间的未胶结、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泄通道，也是岩溶坍塌的有利部位。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，地面出现岩溶坍塌27处，其中位于汶河及其支流的覆盖层变薄共24处，占88.9%。一旦“天窗”形成坍塌，其补给方式立即由渗透补给演变为集中渗入式补给，因此在充水意义上，“天窗”只是研究岩溶坍塌成因的重要因素之一。
2.成因与分布规律
    岩溶坍陷的形成受三要素控制，即可溶岩浅部岩溶发育、上覆盖层薄而松散、水动力场发生急剧变化。其分布规律是：地下水降落漏斗范围内、构造断裂及裂隙密集带、河床及沿岸、地面低洼长年积水或岩溶水排泄带、可溶岩与非可溶岩接触带，岩溶水在覆盖层附近等地段。
    岩溶坍陷的成因极复杂，但主要发生在抽、排水过程中，据目前研究抽、排水的影响至少有下列七个方面：水位下降失托增薄；真空吸蚀；浸泡软化层受蚀；散解；水击；蚀变增强；水的搬运加速等，均由水位变动引起，并且只有水位在基岩与土体接触界面或土洞顶板、侧壁之间变动时才产生作用，若水位静止，作用便消失或趋向弱值，因此矿床开采时，限制矿坑疏干引起的水位波动幅度，是减轻岩溶坍陷发生的重要措施。
（三）岩溶陷落柱
    指石炭二叠系煤系地层下伏中奥陶碳酸盐中的古洞、坍陷的柱体。它与现代岩溶坍陷不同，是石膏岩溶产物，灰岩中硬石膏因水解膨胀，使上覆坚硬岩层受挤压破碎坍落充填而成。主要分布在煤层底板厚度灰岩古剥蚀面附近，仅晋、鲁、冀、陕、豫、苏六省45个矿区就发现2800余个，最大的空间体积有3×104m³，最大分布密度达70个/k㎡（山西西山煤矿）。多数岩溶陷落柱无水，只有少数因坍落物疏松，或在地震影响下充填物与围岩产生相对位移，成为导水通道，突水时水量大、来势凶、酿成灾害。如河北开滦范各庄煤矿，井深400m，遇一高280m、直径60m的巨大陷落柱，最大突水量2053m³/min，含水层水位下降51.44m，影响超过20km，突水后产生坍塌17处，周围供水全部失去供水能力。此外，河北井陉煤矿，陷落柱的分布与突水点重合，并与现代地下径流方向一致。
    有的陷落柱刚揭露时并不导水，当地压重新分布时会形成导水通道。如东庞煤矿在开采第三水平揭露的陷落柱，在之后出现涌水现象，水量达到2000m³/h。
（四）采空区上方冒裂带
    当采矿形成大面积采空区后，原始应力平衡受破坏，采空区顶板在集中应力的作用下，岩层破裂冒落，在采空区上方依次产生无规则冒落带、导水裂隙带和变化微弱的整体移动带，并在地面形成坍陷。上述分带规律在岩层缓倾的矿区较完整，并与崩落采矿法有关。冒落带和导水断裂带统称为冒裂带。当冒裂带达到上覆地面水源时，将造成突水。因此冒落带和导水裂隙带的最大高度，在强含水层或地表水下采矿时，是确保安全采深或开采上限的重要依据。
（五）隔水底板与突水通道
    当采空区位于高压富水的岩溶含水层上方时，在矿山压力和底板承压水压力水头的作用下，岩溶水会突破采空区底板隔水层的薄弱地段涌入矿坑。因此，隔水层的薄弱地段，可视为不同于其他导水通道的另类。
    隔水底板突水通道的形成条件有以下几方面：
    ①首先要有富水性强的充水含水层，大突水点均分布在岩溶发育的强径流带上。
    ②矿坑底板长期处于高水头的压力下。
    ③隔水底板厚度变薄或裂隙发育的地段是突水高发的薄弱地段，据统计50%以上的突水点与断裂有关。
    ④矿山压力是诱发底板突水的外力，其作用有一过程，少则数天，多则数月，甚至多年。如河北开滦赵各庄煤矿九水平有一石门风道，开拓后12年无突水迹象，1972年3月在东Ⅲ段层处出现淋水，3月5日开始涌水，水量1.08m³/min，至3月15日突水量最大值达52.7m³/min。
（六）封闭不良或未封闭钻孔
    若对各种完工的钻孔处置不当，可成为沟通各水源涌入矿坑的直接通道，因内外均有钻孔突水淹矿的记录，因此要求对每口已完工的钻孔进行严格的封孔止水。一是为保护矿体免遭氧化破坏；二是防止地下水或其他水源直接渗入矿坑。
    导水通道在充水过程中的突发性、复杂性、灾害性是它的重要意义所在，三者相互依存，在大水矿开采中得到最完整的体现。我国大水矿床的主要突水通道各异，北方以底板突水为主，南方以场面坍陷为主，它们均与断裂有关。因此，断裂岩溶坍陷，底板突水通道是研究重点。
三、采矿活动形成的裂隙
    采矿活动对矿床充水的影响是十分巨大和明显的。采矿产生的矿山压力，造成矿层顶板冒落与底板隔水层的破坏，使矿坑与主要充水含水层或其他水源的直接接触；矿山压力也使一些隔水断层“复活”变成导水通道；同时，矿坑排水改变充水层的补给、径流、排泄条件，使排泄区的地下水回流与境外其他水源沿排泄区进入矿区，造成排泄区及其下游地区水资源的枯竭；排水产生的地面坍陷，改变了矿床的开闭程度。试想一个河床坍陷坑的地表水道流量可能比数十平方米裸露面积的降水入渗量对坑的威胁更大；此外，排水还产生流砂等水文地质工程地质问题。可以说，所有主要水通道的形成均与采矿活动有关。
（一）矿山压力
    指采矿形成的采空区破坏了矿区顶底天然的均衡受力状态，在上覆岩层的重力作用下出现顶板下沉、破碎、冒落，底板膨胀，底鼓出现采动裂隙，这种造成岩层变化的力，称矿山压力。矿山压力随采空区的采深和面积的扩大而增强，是造成顶底板突水的基本要素。
    采空区顶板冒落一般从顶板弯曲、产生裂隙开始，最终崩落，其过程由上而下一层一层地冒落，直到填满整个采空区，并在冒落带上方形成导水裂隙和岩层的整体移动。我国煤矿冒落带高度一般是煤层厚度的2～3倍，个别可达8倍以上，如辽宁阜新煤矿。
    采空区底板的弯形破坏，一般随采矿工作面的推进，呈现出采前压缩、采后膨胀、采后再压缩和采后定形等变形过程。从研究采矿压力与突水关系出发，压缩区膨胀的分界线上岩层受剪切力最大，底鼓和采动裂隙发育，尤其是在采面推进方向的前方剪切线是底板最薄弱的位置，是突水点集中分布的位置。
（二）矿山排水
    矿山排水形成以井巷为中心的地下水降落漏斗，并随采空面积和采深的增加而不断延展，有的岩溶充水矿床其疏干影响距离可超过数十千米，并彻底改变区域水文地质背景条件和矿床的充水条件。具体影响如下：
    ①改变充水含水层的渗透性：疏干漏斗范围内地下水力坡度与流速增大，含水层的充填物被冲刷、流失、原始的空隙结构遭破坏。1977年开始的岩溶充水矿山回访调查表明，矿坑排水量大的多数岩溶充水矿山的主要充水含水层的渗透性有所增大，影响矿坑涌水量预测精度。
    ②破坏地表入渗条件：疏干漏斗范围内的地表覆盖层遭不同程度的破坏，地表水入渗条件增强，一些岩溶充水矿山调差表明，疏干前降水、融雪大多流泻地表，排泄后基本入渗地下。
    ③扩大矿床的充水含水层，转移天然补给边界：在长期疏干状态下，下伏区域含水层中的地下水会通过对疏干层的补给涌入矿坑，造成充水含水层的扩大；此外，随疏干漏斗的不断外延，矿床的自然边界逐渐失去供水作用，境外新水源随之进去矿区。湘中县口煤矿，主要充水含水层为地板下茅口与栖霞灰岩，地表壶天河、小碧河、随河自东向西横切矿区，天然状态下矿区与东部壶天河之间存在地下分水岭，充水含水层是茅口灰岩，勘探时以壶天河与水碧河为定水头补给边界，1966年建井至1982年，发现东部地下水分水岭已基本消失，下部栖霞灰岩地下水已进入疏干范围，西部疏干漏斗已跨越水碧河以西2000多米，并继续向西涟水河方向扩展。在滨海地区则随疏干漏斗的发展造成海水倒流，如辽东复州湾粘土矿。
（三）地震裂隙通道
    指天然地震活动形成裂隙，导通含水层，形成充水通道。