災(zāi)害防治--礦井水災(zāi)防治

1、 礦井水災(zāi)防治礦井水災(zāi)防治 礦井水災(zāi)防治礦井水災(zāi)防治 水災(zāi)是煤礦五大災(zāi)害之一，在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)時(shí)期，常常會(huì)遇到水的危害，發(fā)生程度不同的透水事故。輕者造成排水設(shè)備增多，費(fèi)用大，原煤成本高，生產(chǎn)條件惡劣，管理困難，采區(qū)接續(xù)緊張，影響生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展；重者直接危害職工生命安全和國家財(cái)產(chǎn)的安全，造成傷亡或淹井事故。 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1能熟練閱讀礦井防治水的措施報(bào)告，并根據(jù)礦井水的類型提出防治礦井水災(zāi)的建議。 2能正確分析礦井水災(zāi)的原因，能編制礦井防治水的措施。一、一、 礦井水災(zāi)防治礦井水災(zāi)防治 （一）、（一）、礦井水災(zāi)防治礦井水災(zāi)防治 “礦井防治水的措施”單元是解決礦井水災(zāi)的關(guān)鍵。通過該單元的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，要求

2、學(xué)生熟悉礦井水災(zāi)及其嚴(yán)重危害、礦井水災(zāi)的基本條件、造成礦井水災(zāi)的主要原因、透水的預(yù)兆等方面的知識。能夠編制礦井防治水的措施。 擬實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)： 1.能力目標(biāo) 能熟練閱讀礦井防治水的措施報(bào)告，能熟練實(shí)施礦井防治水的措施，防治礦井水害。 2.知識目標(biāo) 能夠熟練陳述礦井水災(zāi)的地面和井下防治技術(shù)。能陳述礦井防治水措施的要點(diǎn)。了解注漿堵水的注漿材料。 3.素質(zhì)目標(biāo) 通過礦井防治水措施的現(xiàn)場模擬實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)員一絲不茍的從嚴(yán)精神。1. 礦井水害識別礦井水害識別 （一） 礦井水害概念 (1) 礦井水 凡是在礦井開拓、采掘過程中，滲入、滴入、淋入、流入、涌入和潰入井巷或工作面的任何水源水，統(tǒng)稱礦井水。 (2)

3、礦井突水 凡因井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體或含水裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而突然產(chǎn)生的出水事故，稱為礦井突水。 (3)礦井水害 凡影響生產(chǎn)，威脅采掘工作面或礦井安全的、增加噸煤成本和使礦井局部或全部被淹沒的礦井水，統(tǒng)稱為礦井水害。2、礦井水害類型礦井水害類型 造成礦井水害的水源有大氣降水、地表水、地下水和老窯水。地下水按儲水空隙特征又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水等?，F(xiàn)按水源特征，可把我國礦井水害分為若干類型。因?yàn)?，多?shù)礦井水害往往是由23種水源造成的，單一充水水源的礦井水害很少，故礦井水害類型是按某一種水源或以某一種水源為主命名的，一般分為地表水、

4、老窯水、孔隙水、裂隙水和巖溶水五大類水害。其中巖溶水害又按含水層的厚度細(xì)分為薄層灰?guī)r水害和厚層灰?guī)r水害兩類。（二）集中討論 1、礦井水害對煤礦安全生產(chǎn)的影響 水害是煤礦重大災(zāi)害之一、在煤礦生產(chǎn)建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到水的威脅。水害較輕者會(huì)增加煤炭企業(yè)負(fù)擔(dān)，影響經(jīng)濟(jì)效益；重者會(huì)直接危害到職工生命安全和給國家財(cái)產(chǎn)造成損失。 如果礦井排水系統(tǒng)不暢通，涌水任意流，巷道到處是泥水，必然惡化井下作業(yè)環(huán)境，不利于文明生產(chǎn)。 由于礦井水的影響，可能造成頂板淋水，使巷道空氣的濕度增加，影響工人身體健康。 在生產(chǎn)建設(shè)過程中，礦井水量愈大，安裝排水設(shè)備和排水用電費(fèi)就愈高，這不僅增加原煤成本，也給煤炭企業(yè)管理工作增加一

5、定的難度。 礦井水的存在，對金屬設(shè)備、鋼軌和金屬支架，將會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用，縮短生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。 礦井水量一旦超過排水能力或突水，輕者將會(huì)被淹，導(dǎo)致停產(chǎn)，重者會(huì)礦毀人亡。 由于礦井受到水威脅，有時(shí)就需要留設(shè)保安防水煤柱，會(huì)影響煤炭資源的充分利用，有的甚至影響開采。 因此，必須嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)條件的調(diào)查研究，做好礦井防治水工作，杜絕水害事故發(fā)生。二二、礦井水災(zāi)預(yù)測、礦井水災(zāi)預(yù)測 （一）、礦井充水條件 在天然條件下，煤層是不含水的，但其鄰近的圍巖通常是充滿一定數(shù)量的不同性質(zhì)的水體（源）。在開采條件下，各有關(guān)水源在重力或壓力作用下，通過各種滲透通道進(jìn)入礦坑，這個(gè)過程

6、稱礦井充水過程。從而構(gòu)成礦井充（涌）水。其涌水量大小稱充（涌）水強(qiáng)度。由此可見，充水水源和滲透通道是構(gòu)成礦井充水不可缺少的兩個(gè)方面。沒有水源，就不存在礦井充水，有了水流而沒有有利的滲透通道，礦井也不會(huì)強(qiáng)烈充水。其他因素只能影響充水強(qiáng)度因素。礦井充水水源和涌水通道二者綜合作用，稱為礦井充水條件。 礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的兩個(gè)基本條件:一是必須有充水水源，二是必須有充水通道。兩者缺一不可。要避免礦井水災(zāi)的發(fā)生，只需切斷上述兩個(gè)條件或其中一個(gè)條件即可。 生產(chǎn)礦井水災(zāi)水源 煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中常見的水源有大氣降水、地表水、地下水（潛水、承壓水、老空積水、斷層水等）。（如圖1-1-1） 圖1-1-1 煤礦常見

7、的水源 大氣降水。從天空降到地面的雨和雪、冰、雹等溶化的水，稱為大氣降水。大氣降水，一部分再蒸發(fā)上升到天空；一部分留在地面，即為地表水；另一部分流入地下，即形成地下 圖1-1-2 自然界中水的循環(huán)圖1-1-3 潛水1潛水面；2潛水層；3第一隔水層；0-0基準(zhǔn)面（測量高程水準(zhǔn)面） 地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫等處的水均為地表水，它的主要來源 是大氣降水，也有的來自地下水。煤礦在開采淺部煤層時(shí)，地表水經(jīng)過有關(guān)通道會(huì)進(jìn)入煤礦井下，形成水患，給生產(chǎn)和建設(shè)帶來災(zāi)害。潛水。埋藏在地表以下第一個(gè)隔水層以上的地下水（圖1-1-3 ）稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀(jì)松散沉積層的孔隙和出露地表

8、的巖石裂隙中,主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給。潛水不承受壓力，只能在重力作用下由高處往低處流動(dòng)。但潛水進(jìn)入井下，也可能形成水患。 承壓水。處于兩個(gè)隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水），如圖1-1-4 所示。圖1-1-4 承壓水1含水層；2隔水層；3地下水流向；4自流井；5噴泉；6斷層；a補(bǔ)給區(qū)；b承壓區(qū)（分布區(qū)）；c排泄區(qū)；0-0基準(zhǔn)面（測量水準(zhǔn)面）；H靜止水位；P承壓水頭 老空積水。已經(jīng)采掘過的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。它很像一個(gè)“地下的水庫”，一旦巷道或采煤工作面接近或溝通了積水老空區(qū)，則會(huì)發(fā)生水災(zāi)。 斷層水。處于斷層帶中的水，稱為斷層水

9、。斷層帶往往是許多含水層的通道，因此，斷層水往往水源充足，對礦井的威脅極大。 礦井水災(zāi)的通道 煤礦的井筒 構(gòu)造斷裂帶 冒落裂隙帶 含水層的露頭區(qū) 煤層底板巖層突破 封閉不良鉆孔 導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 2、礦井充水強(qiáng)度與指標(biāo) 地下水儲存在不同的充水含水層中，含水層的埋藏條件不同和巖石性質(zhì)不同，決定了它們含水強(qiáng)度的不同，當(dāng)采掘巷一旦接近或揭露含水層時(shí)，涌入礦井的水量是不一樣的，有的很大，有的卻很微弱。在煤礦生產(chǎn)中，把地下水涌入礦井內(nèi)水量的多少稱為礦井充水程度，用來反映礦井水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB）或礦井涌水量（Q）兩個(gè)指標(biāo)來表示礦井充水程度。 含水系數(shù) 含水系數(shù)又稱富水

10、系數(shù)，它是指生產(chǎn)礦井在某時(shí)期排出水量Q（m3）與同一時(shí)期內(nèi)煤炭產(chǎn)量P(t)的比值。即礦井每采1t煤的同時(shí)，需從礦井內(nèi)排出的水量。含水系數(shù)KB的計(jì)算公式為： KB = Q/P （1-1-1） 根據(jù)含水系數(shù)的大小，將礦井充水程度劃分為以下4 個(gè)等級： a充水性弱的礦井：KB 10 m3t 。 礦井涌水量 礦井涌水量是指單位時(shí)間內(nèi)流入礦井的水量，用符號Q 表示，單位為m3d 、m3h、m3min。 根據(jù)涌水量大小，礦井可分為以下4個(gè)等級： a涌水量小的礦井：Q 15 m3min。 （二）集中討論（二）集中討論 1、影響礦井水災(zāi)的因素分析 自然因素 地形 圍巖性質(zhì) 地質(zhì)構(gòu)造 充水巖層的出露條件和接受補(bǔ)

11、給條件 人為因素 影響礦井充水的人為因素主要為采空區(qū)頂板塌陷、廢棄的舊勘探鉆孔以及礦井開采面積的擴(kuò)大和長期排水等因素 人為因素 影響礦井充水的人為因素主要為采空區(qū)頂板塌陷、廢棄的舊勘探鉆孔以及礦井開采面積的擴(kuò)大和長期排水等因素 頂板塌陷及裂隙。 老空積水 未封閉或封閉不嚴(yán)的勘探鉆孔 2造成水災(zāi)的主要原因 地面防洪、防水措施不當(dāng)或管理不善，或地面塌陷、裂隙未處理，使地表水大量灌入井下，造成水災(zāi)； 水文地質(zhì)情況不清，井巷接近老空積水區(qū)、充水?dāng)鄬?、陷落柱、?qiáng)含水層以及打開隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進(jìn)行了探水,但措施不當(dāng)，而造成淹井或人身事故。 井巷位置設(shè)計(jì)不當(dāng)。如將井巷置于不良地

12、質(zhì)條件中或過分接近強(qiáng)含水層等水源，導(dǎo)致施工后因地壓和水壓共同作用而發(fā)生頂、底板透水； 施工質(zhì)量低劣，致使礦井井巷嚴(yán)重塌落、冒頂、跑砂，導(dǎo)致透水； 亂采亂掘，破壞防水煤、巖柱造成突水； 測量錯(cuò)誤，導(dǎo)致巷道穿透積水區(qū)； 無防水閘門或雖有而管理、組織不當(dāng)，造成透水時(shí)無作用而淹井； 排水設(shè)備能力不足或機(jī)電事故造成； 排水設(shè)施平時(shí)維護(hù)不當(dāng)。如水倉不按時(shí)清挖，突水時(shí)煤、巖塊堵塞水井，致使排水設(shè)備失去效用而淹井等； 認(rèn)識不足，投入不充分； 對“有疑必探，先探后掘”的原則能理解，但執(zhí)行中打折扣，心存僥幸。三、三、 礦井突水預(yù)兆礦井突水預(yù)兆 （一）、礦井透水預(yù)兆 煤礦突水過程主要決定于礦井水文地質(zhì)及采掘現(xiàn)場條件

13、。在各類突水事故發(fā)生之前，一般均會(huì)顯示出多種突水預(yù)兆，下面分別予以介紹。 與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆 工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或斷柱現(xiàn)象。 底軟膨脹、底鼓張裂。 先出小水后出大水也是較常見的征兆。 采場或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大。這是因裂隙溝通增多所致 沖積層水突水征兆 突水部位巖層發(fā)潮、滴水、且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂。 發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢是水量砂量增加，直到流砂大量涌出。 發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響至地表，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑。 老空水突水征兆 煤層發(fā)潮、色暗無光。 煤層“掛汗”。 采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度

14、低，“發(fā)涼”。 在采掘面內(nèi)若在煤壁、巖層內(nèi)聽到“吱吱”的水呼聲時(shí)，表明因水壓大，水向裂隙中擠發(fā)出的響聲，說明離水體不遠(yuǎn)了，有突水危險(xiǎn)。 老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花和臭雞蛋味，口嘗時(shí)發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。 （二）突水預(yù)兆集中討論 1、不同類型水源透水特點(diǎn) 沖積層水 松散的沖積層中儲有大量的水，在淺部掘進(jìn)井筒或煤層回采后頂板冒落塌陷裂隙與沖積層溝通時(shí)，常常會(huì)遇到?jīng)_積層水。沖積層水一般具有開始涌水量較小，夾帶泥砂，水色發(fā)黃，以后水量急劇增大的特點(diǎn)。沖積層水一般不致于構(gòu)成人體的傷害。 老空水 老空水一般積存時(shí)間長，水量補(bǔ)給差，屬于“死水”，所以有“掛紅”、酸度大、水味發(fā)澀的特

15、點(diǎn)。老空水多以靜儲量為主，猶如地下水庫，一旦突水、來勢兇猛，涌水量大，破壞性強(qiáng)，但涌水持續(xù)時(shí)間短，易疏干。老空水酸度大，不能飲用，而且對井下軌道、金屬支架、鋼絲繩等金屬設(shè)備有腐蝕作用。老空水透出一般伴有有害氣體的涌出。 斷層水 由于斷層附近巖石破碎，當(dāng)采掘工作面與其接近時(shí)，常常出現(xiàn)工作面來壓，淋水增加，有時(shí)還可在巖縫中見到淤泥。由于斷層及破碎帶中積存大量水，且斷層溝通各含水層成為通道，因此，斷層水多為“活水”，補(bǔ)給充分，一旦突水，來勢兇猛，涌水量大，持續(xù)時(shí)間長，在不封堵水源的情況下不易疏干。斷層水混濁，多為黃色，很少“掛紅”，水無澀味。 巖溶水 由于巖溶長期受水侵蝕，水多為灰色，帶有臭味，有時(shí)

16、也有“掛紅”現(xiàn)象。當(dāng)采掘工巷道與其接近時(shí)，可出現(xiàn)頂板來壓，柱窩和裂縫滲水現(xiàn)象。當(dāng)巖溶范圍較小，與其他水源沒有聯(lián)系時(shí)，屬于“死水”，透水時(shí)雖然來勢兇猛，破壞性強(qiáng)，但持續(xù)時(shí)間短，易于疏干。 大氣降水 大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，它首先滲入地下各含水層，然后再涌入礦井。因此，由于大氣降水造成礦井涌水具有明顯的季節(jié)變化，最大涌水量都出現(xiàn)在雨季，且涌水高峰后降雨一定時(shí)間。大氣降水對礦井涌水的影響，取決于降水量的大小和含水層接受大氣降水的條件。四、四、 礦井水害防治礦井水害防治 （一）、學(xué)習(xí)型工作任務(wù) 1、地面防治水 地面防水是指在地表修筑各種防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水滲入礦井。對于以降水

17、和地表水為主要水源的礦井，地面防治水尤為重要，是礦井防水的第一道防線。 根據(jù)礦區(qū)不同的地形、地貌及氣候，應(yīng)從下列幾方面采相相應(yīng)的措施。 防止井筒灌水 慎重選擇井筒位置 挖溝排（截）洪 防止地表滲水 河流改道 鋪整河底 填堵通道 防止地面積水 建立地表水防治工程 加強(qiáng)雨季前的防汛工作 做好雨季防汛準(zhǔn)備和檢查工作是減少礦井水災(zāi)的重要措施。 矸石、爐灰、垃圾等雜物不得堆放在山洪、河流沖刷到的地方，以免沖到工業(yè)廣場和建筑物附近，或淤塞河道、溝渠。 2、礦井水防治 礦井防治水可歸納為“查、探、放、排、堵、截”等綜合措施。 做好礦井水文觀測與水文地質(zhì)工作 水文地質(zhì)工作是各項(xiàng)防治水工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。 做好水

18、文觀測工作 a收集地面氣象、降水量與河流水文資料（流速、流量、水位、枯水期、洪水期）；查明地表水體的分布、水量和補(bǔ)給、排泄條件；查明洪水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點(diǎn)的影響程度。 b通過探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測孔、觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。 c觀測礦井涌水量及季節(jié)性變化規(guī)律等。 做好礦井水文地質(zhì)工作 a掌握沖擊層的厚度和組成，各分層的透水、含水性； b掌握斷層和裂隙的位置，錯(cuò)動(dòng)距離，延伸長度，破碎帶范圍及其含水和導(dǎo)水性能； c掌握含水層與隔水層數(shù)量、位置、厚度、巖性，各含水層的涌水量、水壓、滲透性、補(bǔ)給排泄條件及其到開采礦層的距離，勘探鉆孔的填實(shí)狀況及其透水性能； d調(diào)

19、查老窯和現(xiàn)采小窯的開采范圍、采空區(qū)的積水及分布狀況，觀測因回采而造成的塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度及采動(dòng)對涌水量的影響； e在采掘工程平面圖上繪制和標(biāo)注井巷出水點(diǎn)的位置及水量，老窯積水范圍、標(biāo)高和積水量，水淹區(qū)域及探水線的位置。探水線位置的確定必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)。采掘到探水線位置時(shí)，必須探水前進(jìn)。 井下探水 井下探放水是防止水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原則。 探水起點(diǎn)的確定圖 1-2-1 積水線、探水線和警戒線 為了保證采掘工作和人身安全，防止誤穿積水區(qū)，在距積水區(qū)一定距離劃定一條線作為探水的起點(diǎn)，此線即為探水線。通常將積水及附近區(qū)域劃分為三條線，即積水線、

20、探水線和警戒線，并標(biāo)注在采掘工程圖上，如1-2-1所示。圖1-2-1 積水線、探水線和警戒線 探水鉆孔的布置方式圖 1-2-2 探水鉆孔的主要參數(shù)示意圖 A探水鉆孔的主要參數(shù)確定 d鉆孔密度（孔間距） a超前距 c幫距。 b允許掘進(jìn)距離。圖1-2-2 探水鉆孔的主要參數(shù)示意圖 B探水孔布置方式 a扇形布置。 b半扇形布置。圖 1-2-3 扇形探水鉆孔圖 1-2-4 半扇形探水鉆孔 探水與掘進(jìn)之間的配合 a雙巷配合掘進(jìn)交叉探水 b雙巷掘進(jìn)單巷超前探水 c平巷與上山配合探水 d隔離式探水圖1-2-5 上山巷道探水掘進(jìn)施工方式圖1-2-7 利用石門探水和墻外探水a(chǎn) 一石門探水， b 一墻外探水圖 1

21、-2-6 平巷與上山互相配合探水 探水鉆孔的安全裝置圖 1-2-8 放水鉆孔孔口安全裝置1 一鉆桿， 2 一150 鉆孔， 3 一水泥， 4 一筋條，5 一89 鋼管， 6 一水壓表， 7 一水閥門 探放水作業(yè)安全要點(diǎn) a加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支架，背好頂幫，在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和攔板，并清理巷道浮煤，挖好排水溝； b在打鉆地點(diǎn)或其附近安設(shè)專用電話，探水地點(diǎn)要與相鄰地區(qū)的工作地點(diǎn)保持聯(lián)系， c確定主要探水鉆孔的位置時(shí)，應(yīng)由測量和負(fù)責(zé)探水人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔方位、角度、鉆孔數(shù)目以及鉆進(jìn)深度； d打鉆探水時(shí)，要時(shí)刻觀察鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)煤層疏松，鉆桿推進(jìn)突然感到輕松，或順著鉆桿有水流出來（超過

22、供水量），都要特別注意。 e鉆眼內(nèi)水壓過大時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，必要時(shí)還應(yīng)在巖石堅(jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻， f探到水時(shí)，在水量小、水壓不高的地區(qū)，可不設(shè)孔口管，積水通過鉆孔直接流出。 疏放排水 疏放含水層水 A地面打鉆抽水 B巷道疏水 a疏放頂板含水層 b疏放底板含水層 C井下鉆孔疏水 疏放老空水 A直接放水。 B先堵后放 D用煤柱或構(gòu)筑物暫先隔離 C先放后堵 疏放水時(shí)的安全注意事項(xiàng) A探到水源后，在水量不大時(shí)，一般可用探水鉆孔放水；水量很大時(shí)，需另打放水鉆孔。放水鉆孔直徑一般為5075mm ，孔深不大于70m 。 B放水前應(yīng)進(jìn)行放水量、水壓及煤層透水性試驗(yàn)，并根據(jù)排水設(shè)備能力及水倉容

23、量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性。 C放水過程中隨時(shí)注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無有害氣體涌出，有無特殊聲響等，發(fā)現(xiàn)異狀應(yīng)及時(shí)采取措施并報(bào)告調(diào)度室。 D事先定出人員撤退路線，沿途要有良好的照明，保證路線暢通。 E為防止高壓水和碎石噴射或?qū)@具壓出傷人，在水壓過大時(shí)，鉆進(jìn)過程應(yīng)采用反壓和防噴裝置，并用擋板背緊工作面以防止套管和煤（巖）壁突然鼓出，擋板后面要加設(shè)頂柱和木垛，必要時(shí)還應(yīng)在頂、底板堅(jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻，然后才可放水。 F排除井筒和下山的積水前，必須有礦山救護(hù)隊(duì)檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，要停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，采取通風(fēng)措施沖淡有害氣體。 截水 防水煤（巖）柱的

24、留設(shè) 凡是煤層與含水層或含水帶的接觸地段，預(yù)留一定寬度的煤層不采，使工作面與地下水源或通道保持一定距離，以防止地下水流入工作面，留下不采的煤柱，稱為防水隔離煤柱。防水隔離煤柱的種類有：井田邊界防水隔離煤柱以及預(yù)防斷層、被汽井巷、充水含水層、巖溶陷落柱的防水煤柱等。 確定防水煤柱的尺寸，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，至今還沒有十分完善合理的方法。 目前，在煤礦生產(chǎn)中確定防水煤柱尺寸，主要采用以下方法： A經(jīng)驗(yàn)比擬法圖 1-2-17 留設(shè)防 水煤柱的經(jīng)驗(yàn)尺寸 此法在目前使用廣泛。即根據(jù)不同情況。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為設(shè)計(jì)防水煤柱的尺寸。圖1-2-17 留設(shè)防 水煤柱的經(jīng)驗(yàn)尺寸 a當(dāng)煤層露頭直

25、接被疏松含水層掩蓋時(shí)，根據(jù)華北地區(qū)一些煤礦的經(jīng)驗(yàn)，沖積層下急傾斜煤層，應(yīng)留煤柱一般為 80 m，如圖1-2-17a所示； b煤層受斷層切割直接與充水強(qiáng)含水層接觸時(shí)，安全防水煤柱寬度應(yīng)不小于 20 米，如圖 1-2-17b 所示； c當(dāng)煤層因受逆斷層切割而被強(qiáng)含水層掩蓋時(shí)，留設(shè)煤柱應(yīng)考慮煤層開采后的塌陷裂隙，最好不要波及到上部的強(qiáng)含水層，如掩蓋寬度為 L 米，其斷層下盤防水煤柱的寬度要大于 L 米，如圖1-2-17c所示； d當(dāng)巷道接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，應(yīng)留設(shè) 3040 m防水煤柱，如圖1-2-17d 所示。 B分析計(jì)算法 a煤層直接和強(qiáng)含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬酉嘟佑|（圖 1-2-17b 、d），煤層頂?shù)装鍘r

26、層無突水可能，即防水煤柱主要是順層受壓時(shí)，常用以下公式計(jì)算煤柱寬度（僅考慮抵抗水壓力）：( 1-2-1 ) 圖1-2-18 低角度斷層使煤層與強(qiáng)含水層接近 b低角度斷層使煤層底板巖層與強(qiáng)含水層接觸，如圖1-2-18所示。在這種情況下，應(yīng)按以下方法計(jì)算防水煤柱的尺寸：pcKPmB3 5 . 0( 4-2-1 ) 第一步，先按煤柱本身不因順層水壓而遭受破壞的情況，計(jì)算所需煤柱寬度BC ，BC值應(yīng)用（1-2-1）式求得。式中的P 即為圖 1-3-18中的H1 , H1是B點(diǎn)的實(shí)際水頭壓力 第二步，再用煤層底板巖層不發(fā)生突水這一條件來校核煤柱寬度BC值是否安全。其方法是：從煤柱端點(diǎn) A 作斷層的垂線，

27、與斷層面交于C點(diǎn)，令。然后，用以下公式計(jì)算 C 點(diǎn)的安全水頭壓力 H安 ：cosgtLt2K22P安H（4-2-2）圖 1-2-18 低角度斷層使煤層與強(qiáng)含水層接近 c頂?shù)装甯羲畬踊驍鄬訋Ц羲畬用褐鶎挾鹊拇_定 第一步：確定最小安全巖柱厚度(最小垂直距離 ，如圖1-2-19 所示)t可按下式計(jì)算：( 1-2-3 ) 第二步：當(dāng)計(jì)算的安全厚度t 小于實(shí)際隔水層厚度時(shí)，可不留防水煤柱；否則需按巖柱厚度t 、裂隙帶高度h 和巖層移動(dòng)角初步定出的煤柱寬度，具體分如圖1-2-19所示的4種情況。ppKLHKLt400gcos80000L22安4-2-3 第三步：當(dāng)按巖柱厚度t 、裂隙帶高度h 和巖層移動(dòng)角

28、所定出的煤柱寬度與按煤柱強(qiáng)度算出的煤柱寬度不等時(shí)，取其大者。圖1-2-19 不同條件下的隔水煤柱參數(shù)示意圖Bc隔水煤柱寬度；t隔水巖柱厚度；巖石移動(dòng)角；h裂隙帶高度 防水煤（巖）柱留設(shè)原則 a在有突水威脅但又不宜疏放（疏放會(huì)造成成本大大提高時(shí)）的地區(qū)采掘時(shí)，必須留設(shè)防水煤（巖）柱。 b防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基礎(chǔ)上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度，以提高資源利用率 c留設(shè)的防水煤（巖）柱必須與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存條件、圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、煤層的組合結(jié)構(gòu)方式等自然因素密切結(jié)合 d一個(gè)井田或一個(gè)水文地質(zhì)單元的防水煤（巖）柱應(yīng)該在它的總體開采設(shè)計(jì)中確定，即開采方式和

29、井巷布局必須與各種煤柱的留設(shè)相適應(yīng)，否則會(huì)給以后煤柱的留設(shè)造成極大的困難，甚至無法留設(shè)。 e在多煤層地區(qū)，各煤層的防水煤（巖）柱必須統(tǒng)一考慮確定，以免某一煤層的開采破壞另一煤層的煤（巖）柱，致使整個(gè)防水煤（巖）柱失效。 f在同一地點(diǎn)有兩種或兩種以上留設(shè)煤（巖）柱的要求時(shí)，所留設(shè)的煤（巖）柱必須滿足各個(gè)留設(shè)煤（巖）柱的要求。 g對防水煤（巖）柱的維護(hù)要特別嚴(yán)格，因?yàn)槊海◣r）柱的任何一處被破壞，必將造成整個(gè)煤（巖）柱無效 h留設(shè)防水煤（巖）柱所需要的數(shù)據(jù)必須在本地區(qū)取得。鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能作為參考， i防水巖柱中必須有一定厚度的粘土質(zhì)隔水巖層或裂隙不發(fā)育、含水性極弱的巖層，否則防水巖柱將無隔水作

30、用。 水閘墻（防水墻） 水閘墻的構(gòu)造如圖4-2-20所示（縱剖而圖）。為了支撐水壓，在巷道頂?shù)装搴蛡?cè)壁開鑿截口槽1，墻上安有放水管3和水壓表2，放水管用柵欄4加以保護(hù)，防止泥沙堵塞。在水閘墻上還安有細(xì)管5，以供密閉以后從管中放出氣體。圖4-2-20 水閘墻1截槽；2水壓表；3放水管；4保護(hù)柵欄；5細(xì)管 在水壓很大時(shí)，則采用多段水閘墻，如圖1-2-21所示。這種水閘墻的截口槽之間隔有一定距離，以加強(qiáng)其堅(jiān)固性，并在來水方向伸出錐形混凝土護(hù)壁a ，將水壓通過護(hù)壁傳給圍巖，以減少滲水的可能性。圖1-2-21 多段水閘墻1截槽；2水壓表；3放水管；4保護(hù)柵欄；5細(xì)管 建筑水閘墻時(shí)要注意以下事項(xiàng)： a筑墻

31、地點(diǎn)的巖石應(yīng)堅(jiān)固，沒有裂縫，必要時(shí)必須將風(fēng)化松軟或有裂隙的巖石除去，然后筑墻。圖1-2-23 單向拱形閘門 b要有足夠的強(qiáng)度，能承受涌水壓力。為此，應(yīng)有足夠的厚度，選用耐腐蝕的材料。 c不透水、不變形、不位移。為此，墻基與圍巖要緊密結(jié)合。 d平面形水閘墻在水壓的反面可能產(chǎn)生拉力，而料石墻是不可能承拉的，故料石平面水閘墻之厚一般不得小于巷道寬度之半。 防水閘門 防水閘門設(shè)置在可能發(fā)生涌水需要堵截，而平時(shí)仍需運(yùn)輸和行人的巷道內(nèi)。例如在井底車場、井下水泵房和變電所的出入口以及有涌水互相影響的采區(qū)之間，都必須設(shè)置防水閘門。它是礦井生產(chǎn)建設(shè)過程中的重要防水設(shè)施之一，不少礦井由于預(yù)先建筑了水閘門，從面避免

32、了淹井事故的發(fā)生。 A防水閘門位置的選擇 B防水閘門的分類圖1-2-24 球面拱形閘門圖1-2-23 單向拱形閘門l門扇；2門框；3門紋；4拉桿；5止水墊料圖4-2-22 平板矩形水閘門l門扇；2門框；3門絞；4拉桿；5止水橡皮圖4-2-24 球面拱形閘門1門扇；2門框；3門絞；4拉桿；5止水墊料 礦井注漿堵水 注漿堵水就是將配制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴(kuò)散、凝固和硬化，使巖層具有較高的強(qiáng)度、密實(shí)性和不透水性而達(dá)到封堵截?cái)嘌a(bǔ)給水源和加固地層的作用，是礦井防治水害的重要手段之一。當(dāng)多個(gè)鉆孔注漿形成隔水帷幕時(shí)，稱帷幕注漿。 礦井注漿堵水，一般在下列場合使用 當(dāng)涌水水源與強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。 當(dāng)井巷必須穿過一個(gè)或若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來很大的危害，甚至不可能掘