井下探放水和注漿防治水工程

1、井井下探放水與注漿工程下探放水與注漿工程華北科技學院華北科技學院 一一 水文地質(zhì)探查水文地質(zhì)探查 國家國家煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定第二十九條要求：第二十九條要求： 凡屬下列情況之一者，必須進行水文地質(zhì)補充勘探工作 一、礦井主要勘探目的層未開展過水文地質(zhì)勘探工作。 二、礦井原勘探工程量不足，水文地質(zhì)條件尚未查清。 三、礦井經(jīng)采掘揭露煤巖層后，水文地質(zhì)條件比原勘探報告復雜。 四、礦井經(jīng)長期開采，水文地質(zhì)條件已發(fā)生較大變化，原勘探報告不能滿足生產(chǎn)要求。 五、礦井開拓延深、開采新煤系（組）或擴大井田范圍設計需要。 六、礦井巷道頂板處于特殊地質(zhì)條件部位或深部煤層下伏強充水含水層，煤層底板帶壓，專門防

2、治水工程提出特殊要求。 七、各種井巷工程穿越強富水性含水層時，施工需要。 地面水文地質(zhì)補充勘探有勘探隊完成，井地面水文地質(zhì)補充勘探有勘探隊完成，井下水文地質(zhì)勘探由煤礦企業(yè)完成。下水文地質(zhì)勘探由煤礦企業(yè)完成。 煤礦防治水煤礦防治水第三十五條第三十五條 井下水文地質(zhì)勘探要求 一、井下水文地質(zhì)勘探應采用井下物探、鉆探、監(jiān)測、測試等手段。 二、采用井下與地面相結(jié)合的綜合勘探方法。 三、井下勘探施工作業(yè)，必須保證礦井安全生產(chǎn)，并做好安全防范措施。 第三十六條 礦井有下列情形之一的，應當在井下進行水文地質(zhì)勘探： （一）采用地面水文地質(zhì)勘探難以查清問題，需在井下進行放水試驗或者連通（示蹤）試驗的首次防水試驗

3、和聯(lián)通試驗請專業(yè)單位。 （二）煤層頂、底板有含水（流）砂層或者巖溶含水層，需進行疏水開采試驗的首次試驗請專業(yè)單位完成； （三）受地表水體和地形限制或者受開采塌陷影響，地面沒有施工條件的水文地質(zhì)物探?jīng)]有問題，但水文地質(zhì)鉆探要慎重執(zhí)行。 （四）孔深或者地下水位埋深過大，地面無法進行水文地質(zhì)試驗的。 第三十七條第三十七條 井下水文地質(zhì)勘探主要技術(shù)要求 一、鉆孔施工設計必須由煤礦總工程師批準后方可實施，設計內(nèi)容包括對鉆孔的各項技術(shù)要求和安全措施。 二、施工并加固鉆機硐室，保證正常的工作條件。 三、鉆機必須安裝牢固；鉆孔必須首先下好孔口管，并做耐壓試驗；在正式施工前，必須安裝孔口安全閘閥，以保證控制放水

4、，安全閘閥的抗壓能力應大于最大水壓；在揭露含水層之前，必須安裝好孔口防噴裝置。 四、必須按設計施工，并嚴格執(zhí)行施工安全措施。 五、連通試驗不得選用污染水源的示蹤劑。 六、停用或報廢的鉆孔，要及時封堵，并提交封孔報告。 第三十八條第三十八條 放水試驗必須遵循以下原則 一、編制放水試驗設計，確定試驗方法、各次降深值和放水量。放水量視礦井現(xiàn)有最大排水能力而確定，原則上放水試驗能影響到的觀測孔要有明顯的水位降深。其設計由煤礦總工程師組織審查批準。 二、做好放水試驗前的準備工作，固定人員，檢驗校正觀測儀器和工具，檢查排水設備能力和排水線路。 三、放水前，必須在同一時間對井上下觀測孔和出水點的水位、水壓、

5、涌水量、水溫和水質(zhì)進行一次統(tǒng)測。 四、放水試驗延續(xù)時間，可根據(jù)具體情況確定。當涌水量、水位難以穩(wěn)定時，試驗延續(xù)時間一般不少于1015d。選取觀測時間間隔應考慮到非穩(wěn)定流計算需要。中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測。 五、觀測數(shù)據(jù)應及時登入臺賬，并繪制涌水量-水位歷時曲線。 六、放水試驗結(jié)束后，必須及時進行資料整理，提交放水試驗總結(jié)報告。 第三十九條第三十九條 受水害威脅的礦井，用常規(guī)水文地質(zhì)勘探方法難以進行開采評價時，可根據(jù)條件采用穿層石門或?qū)ｉT鑿井進行疏水降壓開采試驗。其主要要求是： 一、必須有專門的施工設計，其設計由煤礦總工程師組織審查批準。 二、預計最大涌水量。 三、必須建立能保證排出最

6、大涌水量的排水系統(tǒng)。 四、應選擇適當位置建筑防水閘門。 五、做好鉆孔超前探水和放水降壓工作。 六、做好井上下水位、水壓、涌水量的觀測工作。二二 井下探放水井下探放水 煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定第八十八第八十八條條 要求凡要求凡采掘工作面受水害影響的礦采掘工作面受水害影響的礦井，應開展充水條件分析，堅持預井，應開展充水條件分析，堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采治后采。 第八十九條第八十九條 水文地質(zhì)條件復雜和水文地質(zhì)條件復雜和極復雜的礦井，在地面無法查明礦極復雜的礦井，在地面無法查明礦井水文地質(zhì)條件和充水因素時，必井水文地質(zhì)條件和充水因素時，必須堅持有掘

7、必探。須堅持有掘必探。 關鍵：水文地質(zhì)條件不清的礦井關鍵：水文地質(zhì)條件不清的礦井-有掘必有掘必探。探。 大量的小煤窯使得煤礦水文地質(zhì)條件復雜，大量的小煤窯使得煤礦水文地質(zhì)條件復雜，為了保證職工安全，要求有掘必探，排查為了保證職工安全，要求有掘必探，排查隱患后，方可掘進。隱患后，方可掘進。 第九十條第九十條 煤礦在受水害威脅的地區(qū)，巷道煤礦在受水害威脅的地區(qū)，巷道掘進之前掘進之前，應采用，應采用鉆探、物探和化探鉆探、物探和化探等方等方法查清水文地質(zhì)條件。地測部門要提出水法查清水文地質(zhì)條件。地測部門要提出水文地質(zhì)情況分析報告，并提出水害防范措文地質(zhì)情況分析報告，并提出水害防范措施，經(jīng)煤礦總工程師組

8、織生產(chǎn)、安監(jiān)、地施，經(jīng)煤礦總工程師組織生產(chǎn)、安監(jiān)、地測等有關部門審查后，方可進行施工。測等有關部門審查后，方可進行施工。 重點是收水威脅的區(qū)域掘進前要查清水文地質(zhì)條件，問題包括老空和溶洞。 探查：物探、化探和鉆探。 提出水害分析報告：水害類型，水害特點，預防措施 審查報告：總工。 第九十一條第九十一條 礦井工作面回采前，應。查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層（體）富水性等情況。 重點：工作面采前探查 第九十二條第九十二條 采掘工作面遇到下列情況之一時，必須進行探放水，探水前必須確定探水線并標在采掘工程平面圖上： 探放水對象 第九十四條第九十四條 布置探放水鉆孔應當遵循下列規(guī)定：布置探放水鉆孔應當

9、遵循下列規(guī)定： （一）探放老空水、陷落柱水和鉆孔水時，探水（一）探放老空水、陷落柱水和鉆孔水時，探水鉆孔成組布設，并在巷道前方的水平面和豎直面鉆孔成組布設，并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距內(nèi)呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距3 m為準，厚為準，厚煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過1.5 m； （二）探放斷裂構(gòu)造水和巖溶水等時，探水鉆孔（二）探放斷裂構(gòu)造水和巖溶水等時，探水鉆孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鉆孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鉆孔不得少于不得少于2個；個； （三）煤層內(nèi)，原則上禁止探放水壓高于（三）煤層內(nèi)，原則上禁止探放

10、水壓高于1 MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實需要的，可以先建筑防水閘墻，并在閘墻外向內(nèi)需要的，可以先建筑防水閘墻，并在閘墻外向內(nèi)探放水探放水； （四）上山探水時，一般進行雙巷掘進，其（四）上山探水時，一般進行雙巷掘進，其中一條超前探水和匯水，另一條用來安全撤中一條超前探水和匯水，另一條用來安全撤人。雙巷間每隔人。雙巷間每隔30-50 m掘掘1個聯(lián)絡巷，并設個聯(lián)絡巷，并設擋水墻。擋水墻。 探放水后要立即回采，如果在不能，則在回探放水后要立即回采，如果在不能，則在回采前還要透孔放水采前還要透孔放水 重點是鉆孔布置 1.參數(shù) 超前距：從探水線

11、開始向前打鉆。過程：探-掘-探-掘，循環(huán)進行。 終孔位置保持超前掘進工作面一段距離（20m） 幫距20m上圖上圖 第一循環(huán)鉆孔進尺第一循環(huán)鉆孔進尺744m， 下圖第一循環(huán)下圖第一循環(huán)650m 第一百條第一百條 探放老空水前，首先要分析查明探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。探老空水體的空間位置、積水量和水壓。探放水孔必須鉆入老空水體，并要監(jiān)視放水放水孔必須鉆入老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工或它有害氣體

12、涌出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關規(guī)如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。 至少有一個鉆孔打到底板以放凈積水。至少有一個鉆孔打到底板以放凈積水。 積水量的計算。體積法。積水量的計算。體積法。 第一百零一條第一百零一條 鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量，防止淹井；放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，做好記錄。

13、若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調(diào)度室。 3.1 頂板水頂板水 3.1.1水害因素及致災機理水害因素及致災機理 頂板水害是煤層頂板含水層因采掘涌出而造成的頂板水害是煤層頂板含水層因采掘涌出而造成的災害。它包括三種形式的水害：頂板裂隙、巖溶災害。它包括三種形式的水害：頂板裂隙、巖溶水害，頂板上方?jīng)_積層水害，頂板次水水害。水害，頂板上方?jīng)_積層水害，頂板次水水害。 頂板裂隙、巖溶水害是處于冒裂帶中的含水層水頂板裂隙、巖溶水害是處于冒裂帶中的含水層水在采掘過程中涌入礦坑的現(xiàn)象。頂板含水層有砂在采掘過程中涌入礦坑的現(xiàn)象。頂板含水層有砂巖含水層或灰?guī)r含水層。頂板砂巖含水層水害在巖含水層或灰?guī)r含水

14、層。頂板砂巖含水層水害在我國的山東棗莊、兗州、肥城、新汶，皖北的劉我國的山東棗莊、兗州、肥城、新汶，皖北的劉橋一礦、劉橋二礦，江蘇的徐州、河北的開灤，橋一礦、劉橋二礦，江蘇的徐州、河北的開灤，陜西的長武等礦區(qū)最為嚴重；陜西的長武等礦區(qū)最為嚴重；三三.水害治理水害治理 頂板灰?guī)r水害在河北的峰峰、邢臺、井陘頂板灰?guī)r水害在河北的峰峰、邢臺、井陘等礦區(qū)最為嚴重。等礦區(qū)最為嚴重。 頂板裂隙、巖溶水在我國造成的水害在我頂板裂隙、巖溶水在我國造成的水害在我國頻繁發(fā)生。國頻繁發(fā)生。 例如徐州大黃山煤礦例如徐州大黃山煤礦1號井號井139工作面頂板工作面頂板砂巖水的突水災害。砂巖水的突水災害。1962.12.11

15、139工作面工作面推進到推進到300m處出現(xiàn)淋水，處出現(xiàn)淋水，15日冒頂，老丁日冒頂，老丁斷裂，斷裂，16日老頂突水日老頂突水100.2m3/h。 開灤荊閣莊開灤荊閣莊1980.1.16 1093掘進工作面推進掘進工作面推進140m時出現(xiàn)時出現(xiàn)133.8m3/h，1月月25日推進到日推進到153m時發(fā)生冒頂突水時發(fā)生冒頂突水444m3/h，2月月11日推日推進到進到156m時再次冒頂，涌水量時再次冒頂，涌水量576m3/h，6月月4日水量增加到日水量增加到1132m3/h。 劉橋一礦工作面頂板砂巖水跟著工作面走，劉橋一礦工作面頂板砂巖水跟著工作面走，大雨如注，水量達大雨如注，水量達400m3/

16、h，劉橋二礦某工，劉橋二礦某工作面裂隙帶潰水作面裂隙帶潰水300m3/h，砂石俱下，二人，砂石俱下，二人遇難。遇難。 新聞華豐煤礦頂板厚層礫巖。新聞華豐煤礦頂板厚層礫巖。 頂板灰?guī)r水害較砂巖更為嚴重。例如山東頂板灰?guī)r水害較砂巖更為嚴重。例如山東新汶西港煤礦新汶西港煤礦1972年年10月月26日發(fā)生的頂板日發(fā)生的頂板灰?guī)r突水淹井災害，造成巨大損失。災害灰?guī)r突水淹井災害，造成巨大損失。災害發(fā)生在一采區(qū)發(fā)生在一采區(qū)19#上山上山125.6m標高處，標高處，9月月16日出現(xiàn)冒頂，伴有淋水，日出現(xiàn)冒頂，伴有淋水，10月月26日冒頂日冒頂嚴重，涌水嚴重，涌水360m3/h，14小時后水量增加到小時后水量增

17、加到2220m3/h，20小時后水量小時后水量6210m3/h，礦井，礦井被淹。被淹。 突水原因為是上山掘遇突水原因為是上山掘遇F05斷層（斷層（H=0.5m），），發(fā)生冒頂，達到發(fā)生冒頂，達到22m達到上覆達到上覆L4灰?guī)r。灰?guī)r。 頂板上方?jīng)_積層水害是因為沖積層含水層頂板上方?jīng)_積層水害是因為沖積層含水層位于裂隙帶范圍內(nèi)所造成的，沖積層水造位于裂隙帶范圍內(nèi)所造成的，沖積層水造成嚴重水害在兩淮、毛烏素外圍礦區(qū)、徐成嚴重水害在兩淮、毛烏素外圍礦區(qū)、徐州、吉林舒蘭、黑龍江鶴崗等礦區(qū)都有發(fā)州、吉林舒蘭、黑龍江鶴崗等礦區(qū)都有發(fā)生。例如，大柳塔煤礦生。例如，大柳塔煤礦1306工作面工作面90年代年代發(fā)生的

18、頂板出水，淹沒工作面，埋沒綜采發(fā)生的頂板出水，淹沒工作面，埋沒綜采支架，損失數(shù)千萬元。支架，損失數(shù)千萬元。 皖北祁東煤礦皖北祁東煤礦煤礦首采區(qū)內(nèi)煤礦首采區(qū)內(nèi)3 32 2煤的煤的3 32 22222首采首采工作面在工作面在20022002年年3 3月月6 6日發(fā)生頂板沖積層水日發(fā)生頂板沖積層水潰入災害，水量潰入災害，水量1520 m1520 m3 3/h/h，造成淹井。，造成淹井。 吉林舒蘭豐廣礦五井吉林舒蘭豐廣礦五井+150m水平東冀運輸巷頂板水平東冀運輸巷頂板砂巖水突出淹井事故砂巖水突出淹井事故 舒蘭豐廣礦五井位于吉林省舒蘭縣境內(nèi)。舒蘭豐廣礦五井位于吉林省舒蘭縣境內(nèi)。 舒蘭舒蘭豐廣礦五井始建

19、于豐廣礦五井始建于1975年年10月，設計年生產(chǎn)原煤月，設計年生產(chǎn)原煤能力能力45萬噸，萬噸，1983年移交生產(chǎn)。年移交生產(chǎn)。 豐廣礦五井開采的煤層是第三系的褐煤層。含煤豐廣礦五井開采的煤層是第三系的褐煤層。含煤巖系主要為砂巖、粉砂巖、頁巖、泥巖，砂巖屬巖系主要為砂巖、粉砂巖、頁巖、泥巖，砂巖屬半膠結(jié)，巖性松軟，易碎成散體狀。半膠結(jié)，巖性松軟，易碎成散體狀。1979年年12月月至至1980年年6月月17日，日，+150水平東冀集中運輸大巷施水平東冀集中運輸大巷施工中發(fā)生漏頂，引下工中發(fā)生漏頂，引下18煤層頂板砂巖水，潰出大煤層頂板砂巖水，潰出大量水量水和和沙，導通地表河流，使水害加大，造成淹沙

20、，導通地表河流，使水害加大，造成淹井事故，停止建井六個月。井事故，停止建井六個月。 3.1.2 頂板次生離層水害新型水害 淮北礦業(yè)集團公司海孜煤礦745工作面于2006年5月21日發(fā)生了頂板砂巖水潰入式突水事故。強大水流瞬間涌出，沖出工作面下部頂板矸石400多方，沿途所有具有一定坡度的巷道底板嚴重沖刷，5名工人未來及撤離而遇難。水流到達石門口運輸大巷時，最大淹沒深度在水溝蓋板上0.4m，測算前18分鐘平均涌水量在3887m3/h以上。 水害的原因是上覆水害的原因是上覆30m地層為砂巖透鏡體，地層為砂巖透鏡體，36m上方為具有的火成巖床，頂板砂頁巖地上方為具有的火成巖床，頂板砂頁巖地層和厚層砂巖

21、、火成巖床發(fā)生離層層和厚層砂巖、火成巖床發(fā)生離層積積水水潰爆潰爆致災。這種罕見的水害致災。這種罕見的水害僅在裂隙帶上方為堅硬巖層（砂巖、火成僅在裂隙帶上方為堅硬巖層（砂巖、火成巖床）的情況下會發(fā)生。巖床）的情況下會發(fā)生。3.2 頂板水害的防治方法頂板水害的防治方法 3.2.1 頂板砂巖水的防治方法頂板砂巖水的防治方法 (1) 預疏干預疏干 在開采前在工作面的上下巷向頂板施在開采前在工作面的上下巷向頂板施工鉆孔放水疏干。疏干提前量要計算工鉆孔放水疏干。疏干提前量要計算和實驗確定，一般要提前月和實驗確定，一般要提前月3個月。個月。 （2）采動疏干）采動疏干 當工作面頂板的砂巖的厚度較大但滲透當工作

22、面頂板的砂巖的厚度較大但滲透系數(shù)較小時，頂板難以疏干，而在開采過系數(shù)較小時，頂板難以疏干，而在開采過程中頂板水瀉出，嚴重時，工作面如瓢潑程中頂板水瀉出，嚴重時，工作面如瓢潑大雨，致使工作環(huán)境惡劣，設備受損，壽大雨，致使工作環(huán)境惡劣，設備受損，壽命縮短，工作效率低下，這種情況下可以命縮短，工作效率低下，這種情況下可以利用工作面的超前破裂進行疏干。利用工作面的超前破裂進行疏干。 根據(jù)美國濱州大學Derek Elsworth的研究3)1(12ymkxBRBSgK3)1(12xmkyBRBSgK nmmSKESBEER110mR1mR0mR3)1 (12xkyBBSgK1mR312xkyBBSgK約束

23、條件為約束條件為，當時，這意味著裂隙很軟，巖體位移全集中在裂隙上，這意味著裂隙很軟，巖體位移全集中在裂隙上，這時這時Ky有最大值。如果有最大值。如果巖體的模量等于完整巖石模量 疏干鉆孔工工作面含水層 （3）充氣疏干）充氣疏干 如果頂板為古近系或新近系半固結(jié)砂巖可采用如果頂板為古近系或新近系半固結(jié)砂巖可采用充氣疏干相結(jié)合的方法。即在工作面的上巷施充氣疏干相結(jié)合的方法。即在工作面的上巷施工充氣鉆孔，在工作面的下巷施工疏干鉆孔。工充氣鉆孔，在工作面的下巷施工疏干鉆孔。 離層水疏水鉆窩和疏干孔 頂板灰?guī)r水的防治頂板灰?guī)r水的防治 （1）利用保護層）利用保護層 頂板有保護層時，改變采煤方法，降低冒頂板有保

24、護層時，改變采煤方法，降低冒裂帶高度，使得含水層不被破壞。裂帶高度，使得含水層不被破壞。 （2）避開、封堵地下暗河（南方）避開、封堵地下暗河（南方） 示蹤分析、鉆孔雷達透視、地面瞬變電磁示蹤分析、鉆孔雷達透視、地面瞬變電磁探查地下暗河，避開或封堵地下暗河。例探查地下暗河，避開或封堵地下暗河。例如，貴州新田煤礦如，貴州新田煤礦 （3）疏干或帷幕）疏干或帷幕 灰?guī)r薄或富水性弱時，疏干?；?guī)r薄或富水性弱時，疏干。 灰?guī)r富水性強時，注漿帷幕灰?guī)r富水性強時，注漿帷幕 上覆沙層水防治上覆沙層水防治 （1）防水煤柱）防水煤柱 按照國家規(guī)定留設煤柱，但在特殊構(gòu)造區(qū)按照國家規(guī)定留設煤柱，但在特殊構(gòu)造區(qū)要超過國家

25、規(guī)定留設，例如皖北祁東煤要超過國家規(guī)定留設，例如皖北祁東煤礦礦。 （2）疏干）疏干 水量不豐富，則疏干，如毛烏素沙地。水量不豐富，則疏干，如毛烏素沙地。 （3）水量豐富，留設煤柱。）水量豐富，留設煤柱。 （4）如果不符合上述條件，要提高回采上）如果不符合上述條件，要提高回采上限，注漿改造含水層，井下放水。限，注漿改造含水層，井下放水。 3.2 陷落柱水的探放陷落柱水的探放 陷落柱作為導水通道，是奧灰水開采空間發(fā)生了聯(lián)陷落柱作為導水通道，是奧灰水開采空間發(fā)生了聯(lián)系，由于奧灰含水層厚度巨大，其造成的水害是巨系，由于奧灰含水層厚度巨大，其造成的水害是巨大的。大的。 例例1： 河北邢臺東龐礦河北邢臺東

26、龐礦2903工作面下巷陷落柱突水淹井災工作面下巷陷落柱突水淹井災害。害。2003年年4.12日日2903工作面掘進至工作面掘進至750m處時，迎處時，迎頭片幫、涌水，頭片幫、涌水，2小時后水量達小時后水量達2500 m3/h，巷道被，巷道被淹，淹，7小時后水量大小時后水量大30000m3/h，11小水后水量水量小水后水量水量增值增值70000m3/h，礦井被淹。，礦井被淹。 水源為奧灰含水層，水溫為水源為奧灰含水層，水溫為41C，通道為陷落柱，通道為陷落柱 1984年6月2日，范各莊礦2171綜采工作面因陷落柱發(fā)生罕見的透水事故，高峰期平均涌水量2053 m3/min, 20h55min淹沒了

27、范各莊礦。井下水位上升到156.17m時，與其相鄰的呂家沱礦也通過范呂邊界煤柱而突水， 突水前，工作面內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大斷層，僅見落差1m左右的小斷裂13條，煤層頂板裂隙發(fā)育，局部有滴水和淋水現(xiàn)象，掘進回采期間工作面總涌水量不大，僅為1824m3/h.2.突水過程1984年3月21日，在上回風道距中間運料眼200m處施工注水防塵鉆孔風煤風煤1 1號孔號孔，鉆至79. 23m時見水并有壓力，鉆至82m終孔，未拔出鉆桿，出水量0. 203m3/min, 3月24日拔出鉆桿后，出水量增大到0. 621 m3/min。 為了探清異常出水的水源，決定在上回風道打鉆探水，探水孔的布置如圖13-1-12所示。相繼施

28、工11個探水鉆孔，其中沿7煤層的探水鉆孔有煤-1-5孔;在7號煤層頂板巖層中的探水孔有巖-1-6孔。各鉆孔的尺寸參數(shù)及出水量見表13-1-1. 5月12日，發(fā)現(xiàn)在煤煤5 5孔以北孔以北6m6m處處下幫煤層頂板噴水下幫煤層頂板噴水，以南13. 5m風道范圍內(nèi)底板往上涌水和煤壁裂隙出水，正準備清理煤一5孔等工作時，風道煤壁失穩(wěn)。于6月2日10時25分，在2171工作面上風道170m處發(fā)生突水，巨大的水柱從下幫煤壁噴出，十幾分鐘后下運輸?shù)辣谎蜎]。6月3日4時45分，突水點發(fā)生第二次大突水，到7時15分，313m水平泵房被淹。 1996年年3月月4日日11時時30分分,安徽皖安徽皖北任樓北任樓7222

29、工作面工作面，在新切眼上，在新切眼上出口往下出口往下25m處發(fā)生陷落柱突水，處發(fā)生陷落柱突水，水量水量11854 m3/h。造成礦井被淹。造成礦井被淹。 1 導水陷落柱水的突水前兆 （1）涌水和淋水 陷落柱的導水性和環(huán)帶斷裂的導水性一致，環(huán)帶裂隙涌水，預示著附近有陷落柱。 （2）水質(zhì)和水溫接近奧陶系灰?guī)r （3）出水點位于煤層訂界面或煤層內(nèi) 19991999年年1010月月1212日，任樓煤礦日，任樓煤礦7 72 21818機巷掘機巷掘進到進到87m87m時，迎頭出掘遇小斷層，出現(xiàn)淋時，迎頭出掘遇小斷層，出現(xiàn)淋水，水量初始為水，水量初始為56m3/h56m3/h，隨后逐漸增大，隨后逐漸增大到到9

30、m3/h9m3/h，水溫由，水溫由3131逐漸升至逐漸升至3434，出，出現(xiàn)輕度異常。由水量的逐漸增加可以推現(xiàn)輕度異常。由水量的逐漸增加可以推測存在水源補給，而本區(qū)煤系地層砂巖測存在水源補給，而本區(qū)煤系地層砂巖水出水后往往迅速衰減乃至疏干。出水水出水后往往迅速衰減乃至疏干。出水水溫逐漸升高，本處正常地溫應為水溫逐漸升高，本處正常地溫應為31.131.1，水溫達，水溫達3434推算補給水源來自推算補給水源來自深部。深部。 282930313233343536373813141516171819202122232425262728293031日期(天)溫度()05101513 14 15 16 1

31、7 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31日期(天)水量(m3/h)水質(zhì)： 判別分析結(jié)果：歸屬四含水、煤系水、判別分析結(jié)果：歸屬四含水、煤系水、太灰水和奧灰水的隸屬度分別為太灰水和奧灰水的隸屬度分別為0.64900.6490、0.57620.5762、0.62310.6231、0.95190.9519，為奧灰水；，為奧灰水；取取樣樣地地點點Na+Mg2+Ca2+Cl-SO42-HCO3-TDSPH水質(zhì)類型水質(zhì)類型mg/Lmg/L7222 535.4124392.81196.5668.3330.623108Cl-SO4-Na-Ca7218 547.11

32、14.2372.71174.4648.1316.423307.9Cl-SO4-Na-Ca 2 導水陷落柱的探查 （1）底板開孔（不得在煤層內(nèi)開孔） 底板為巖石，可以固管 底板探查可以發(fā)現(xiàn)隱伏陷落柱 （2）要有足夠的孔口管 （3）向著裂隙傾向施工鉆孔2號鉆場1號鉆場7215 石 門7218 機 巷檢探6檢探2檢探3檢探1檢探7檢探4檢探5探注1探注4探注1-1探注2探注3探注2-1探注2-2探注5檢探8探注1-2探注6-線地質(zhì)剖面圖1:500探注125.55探注225.20304.05124.05-500-500-550-550-600-600547.555.71553.564.4772、372

33、18機巷569.041.40564.443.308641.00650.00 3. 立井筒治水鉆孔的施工立井筒治水鉆孔的施工 （1）被淹井治理鉆孔施工 拋渣，同時埋管若干灌漿加壓注漿排水試驗排水注漿。 （2）井底預注漿鉆孔施工 輻射狀網(wǎng)狀、辨狀裂隙 螺旋狀平行板狀裂隙 4. 過斷層巷道預注漿鉆孔的施工過斷層巷道預注漿鉆孔的施工 （1）鉆孔于巷道壁3m以往，在巷道松動圈（3m）內(nèi)注漿形成筒狀帷幕圈，使得斷層水 格擋在帷幕圈以外。 （2）注漿孔的數(shù)量應滿足煤礦建設工程手冊要求，孔數(shù)不少于4個。計算公式如下： 式中：D巷道最大邊長（4.2m）。 A注漿孔與巷道壁的距離（m）。此處取A0.6m。 L注漿

34、孔在斷層上的孔間距（m）?？组g距主要根據(jù)漿液有效擴散半徑和保證效果而定。取漿液經(jīng)驗擴散半徑為10m，終孔間距往往為擴散半徑的12倍，取L=15m。 N注漿孔數(shù)量，采用水泥漿液取N=4可以滿足要求。4)2(LADN 例如太原東山750m運輸大巷F14斷層鉆探證實具有導水性，需要注漿才能通過。 但由于巷道是由12#煤層穿越至下盤的15#煤層,將受到上下盤12#煤頂板灰?guī)r、15#頂板灰?guī)r的威脅和巷道底板斷層水的威脅，因此需要6個鉆孔以保證上述每個威脅區(qū)都有2個鉆孔。 總共施工9個鉆孔，其中8個為探注孔，1個為檢驗孔。鉆孔位置的確定原則是： 鉆孔過斷層的平面位置位于巷道的松動圈以外； 鉆孔的注漿半徑能覆蓋整個巷道斷面，以確保巷道周圍形成帷幕圈。探 注 1 , 3探 注 2 , 41 5 1 5 F 1 4保 護 煤 柱