新集二礦防治水規(guī)定培訓四PPT學習教案

1、會計學1新集二礦防治水規(guī)定培訓四新集二礦防治水規(guī)定培訓四第1頁/共128頁第2頁/共128頁第3頁/共128頁第4頁/共128頁第5頁/共128頁第6頁/共128頁第7頁/共128頁第8頁/共128頁第9頁/共128頁第10頁/共128頁第11頁/共128頁第12頁/共128頁第13頁/共128頁第14頁/共128頁 所謂疏水降壓防治礦井水害技術就是對所謂疏水降壓防治礦井水害技術就是對威脅礦井安全生產的主要充水含水層水，威脅礦井安全生產的主要充水含水層水，通過專門的工程和技術措施在人工受控的通過專門的工程和技術措施在人工受控的條件下進行超前預疏干或疏降水壓，進而條件下進行超前預疏干或疏降水壓，

2、進而減少或消除其在礦山建設和生產過程中對減少或消除其在礦山建設和生產過程中對礦井安全的威脅。其基本內容可劃分為疏礦井安全的威脅。其基本內容可劃分為疏干和疏水降壓兩大方面。干和疏水降壓兩大方面。 疏水降壓防治礦井水害的基本概疏水降壓防治礦井水害的基本概念念第15頁/共128頁 疏水降壓防治礦井水害技術的適用條件疏水降壓防治礦井水害技術的適用條件 1 1 礦井礦井主要充水含水層屬于自身充水含水層。主要充水含水層屬于自身充水含水層。由于礦井的主要工程活動位于含水層之中，由于礦井的主要工程活動位于含水層之中，或者說礦井的采掘活動將直接揭露充水含水層，含水層中的水無法躲避，早晚都要被釋放。為或者說礦井的

3、采掘活動將直接揭露充水含水層，含水層中的水無法躲避，早晚都要被釋放。為了減少或消除采掘過程中大量的水短時間涌入礦井給礦井正常生產與建設帶來影響或超過礦井了減少或消除采掘過程中大量的水短時間涌入礦井給礦井正常生產與建設帶來影響或超過礦井設計的排水能力而造成淹井事故，需要在人工受控條件下預先對含水層水進行疏放。設計的排水能力而造成淹井事故，需要在人工受控條件下預先對含水層水進行疏放。 2 2礦井礦井主要充水含水層屬于直接充水含水層。主要充水含水層屬于直接充水含水層。當含水層作為煤層的直接頂板或底板時，當含水層作為煤層的直接頂板或底板時，一旦巷道進入煤層或工作面回采后，由于缺乏工程層位與含水層之間的

4、隔水保護層，含水層中一旦巷道進入煤層或工作面回采后，由于缺乏工程層位與含水層之間的隔水保護層，含水層中的水會直接進入巷道或工作面給礦井生產造成影響或災害。在這種水文地質條件下，往往需要的水會直接進入巷道或工作面給礦井生產造成影響或災害。在這種水文地質條件下，往往需要采用預疏水技術防治礦井水害。采用預疏水技術防治礦井水害。 3 3礦井礦井主要充水含水層以靜儲水量為主，主要充水含水層以靜儲水量為主，動態(tài)補給量有限。以靜儲水量為主的礦井充水含動態(tài)補給量有限。以靜儲水量為主的礦井充水含水層發(fā)生礦井充水時，往往是瞬間沖擊水量大，后期水量迅速衰減甚至干枯，當?shù)V井生產誘發(fā)水層發(fā)生礦井充水時，往往是瞬間沖擊水

5、量大，后期水量迅速衰減甚至干枯，當?shù)V井生產誘發(fā)該類含水層突（透）水時，往往在總出水量有限的條件下給礦井帶來嚴重災害，采用預先疏水該類含水層突（透）水時，往往在總出水量有限的條件下給礦井帶來嚴重災害，采用預先疏水技術可以有效的消減峰值水量而達到消除礦井水害的目的。技術可以有效的消減峰值水量而達到消除礦井水害的目的。 4 4煤層頂板間接煤層頂板間接含水層與煤層之間隔水層的厚度小于工作面頂板冒落帶與裂隙帶高度。含水層與煤層之間隔水層的厚度小于工作面頂板冒落帶與裂隙帶高度。在在這種條件下，盡管煤層頂板存在著隔水層，但隔水層的厚度小于工作面回采后冒裂帶高度，一這種條件下，盡管煤層頂板存在著隔水層，但隔水

6、層的厚度小于工作面回采后冒裂帶高度，一旦工作面回采后，含水層中的水必然通過冒裂帶導入礦井。為了減少初次冒裂后來自頂板的峰旦工作面回采后，含水層中的水必然通過冒裂帶導入礦井。為了減少初次冒裂后來自頂板的峰值水量，通常在工作面回采之前，通過井上或井下專門的疏水工程進行含水層水的預疏放。值水量，通常在工作面回采之前，通過井上或井下專門的疏水工程進行含水層水的預疏放。 5 5煤層底板存在高承壓含水層，且煤層底板存在高承壓含水層，且煤層與含水層之間的隔水層厚度較薄，煤層與含水層之間的隔水層厚度較薄，在自然狀態(tài)下隔在自然狀態(tài)下隔水層不能阻抗高壓水的破壞和侵入。在這種條件下，可通過疏放水技術降低含水層中的壓

7、力水水層不能阻抗高壓水的破壞和侵入。在這種條件下，可通過疏放水技術降低含水層中的壓力水頭以達到實現(xiàn)帶壓開采的條件。頭以達到實現(xiàn)帶壓開采的條件。 第16頁/共128頁防治水過程中應特別注意的幾個關鍵問題防治水過程中應特別注意的幾個關鍵問題礦井水文地礦井水文地質勘探必須質勘探必須明確礦井水明確礦井水害形成的關害形成的關鍵要素鍵要素水源水源保護層保護層導水構造導水構造水量水量采掘擾動采掘擾動第17頁/共128頁防治水過程中應特別注意的幾個關鍵問題防治水過程中應特別注意的幾個關鍵問題高度重視隱高度重視隱伏狀態(tài)的導伏狀態(tài)的導水構造探測水構造探測與預防與預防隱伏導水斷層隱伏導水斷層隱伏導水陷落柱隱伏導水陷

8、落柱隱伏古沖溝與沖隱伏古沖溝與沖刷帶刷帶第18頁/共128頁第19頁/共128頁第20頁/共128頁I巖層冒落帶；II裂隙帶；III整體彎曲沉降帶。第21頁/共128頁第22頁/共128頁覆巖巖性（單向抗壓強度及主要巖石名稱）/Mpa 計算公式 堅硬（4080，石英砂巖、石灰?guī)r、砂質頁巖、礫巖）中硬（2040，砂巖、泥質灰?guī)r、砂質頁巖、頁巖）軟弱（1020，泥巖、泥質砂巖）極軟弱（10，鋁土巖、風化泥巖、黏土、砂質黏土）5 . 2161 . 2100MMHm2 . 2197 . 4100MMHm5 . 1323 . 6100MMHm2 . 1630 . 7100MMHm注：累計采厚；公式應用范

9、圍：單層采厚13m，累計采厚不超過15m；計算公式中號項為中誤差。表4-2、表4-3同。第23頁/共128頁巖性計算公式之一 計算公式之二 堅硬中硬軟弱極軟弱9 . 80 . 22 . 1100i 1MMH6 . 56 . 36 . 1100i 1MMH0 . 40 . 51 . 3100i 1MMH0 . 30 . 80 . 5100i 1MMH1030i 1MH1020i 1MH510i 1MH第24頁/共128頁覆巖巖性導水裂縫帶高度計算公式垮落帶高度計算公式堅硬中硬、軟弱4 . 8133h1 . 4Mh100i 1H3 . 7293h5 . 7Mh100i 1H 注：采煤工作面小階段垂

10、高，m。iHH1)5 . 04 . 0(miHH1)5 . 04 . 0(m第25頁/共128頁第26頁/共128頁第27頁/共128頁第28頁/共128頁第29頁/共128頁第30頁/共128頁nnsJc5 . 011 式中：式中：JcJc臨界水利坡度臨界水利坡度 ss土的容重土的容重 水的容重水的容重 n n 孔隙率孔隙率第31頁/共128頁第32頁/共128頁第33頁/共128頁第34頁/共128頁第35頁/共128頁第36頁/共128頁第37頁/共128頁第38頁/共128頁第39頁/共128頁 0i0:minWHFhBStWiZ安全水頭第40頁/共128頁第41頁/共128頁第42頁

11、/共128頁第43頁/共128頁第44頁/共128頁（1 1）、首先建立控制煤層底板復雜突水機理和演變過程的底板突水的主控因素體系。）、首先建立控制煤層底板復雜突水機理和演變過程的底板突水的主控因素體系。 煤煤層層底底板板突突水水主主控控因因素素體體系系厚度、充填物巖性厚度、充填物巖性單位降深涌水量單位降深涌水量平均值、最大值平均值、最大值滲透系數(shù)、滲透率滲透系數(shù)、滲透率充水含水層充水含水層含水層水壓含水層水壓含水層富水性含水層富水性含水層滲透性含水層滲透性中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風化殼發(fā)育及充填情況中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風化殼發(fā)育及充填情況厚度等值線圖厚度等值線圖隔水強度高的砂巖層空間沉降位置隔水強度高的砂巖

12、層空間沉降位置脆、塑性巖厚度比脆、塑性巖厚度比底板隔水巖段底板隔水巖段防突性能防突性能隔水巖段關鍵巖層位置隔水巖段關鍵巖層位置隔水巖段巖性比例隔水巖段巖性比例隔水巖段總厚度隔水巖段總厚度工作面斜長工作面斜長開采方法與工藝開采方法與工藝煤層傾角煤層傾角礦壓破壞發(fā)育帶礦壓破壞發(fā)育帶煤層采高與采深煤層采高與采深回采誘發(fā)的導升高度回采誘發(fā)的導升高度導升發(fā)育帶導升發(fā)育帶原始導升高度原始導升高度線密度分布圖、單位面積斷層跡線的總長度線密度分布圖、單位面積斷層跡線的總長度張性、壓性、扭性張性、壓性、扭性點密度分區(qū)圖點密度分區(qū)圖斷距、寬度、長度及傾角斷距、寬度、長度及傾角充填巖性、膠結程度充填巖性、膠結程度地

13、質地質構造構造斷層（裂斷層（裂隙密集帶）隙密集帶）性質性質斷層分布密度斷層分布密度斷層尖滅點、交叉點分布密度斷層尖滅點、交叉點分布密度斷層規(guī)模斷層規(guī)模斷層充填膠結情況斷層充填膠結情況埋深、位置埋深、位置線密度分區(qū)圖線密度分區(qū)圖褶皺軸密度褶皺軸密度褶皺軸埋深褶皺軸埋深褶皺褶皺密度分布圖、不同部位水力性質密度分布圖、不同部位水力性質巖溶陷落柱巖溶陷落柱第45頁/共128頁（2 2）、）、建立建立“脆弱性指數(shù)法脆弱性指數(shù)法”的預測評價模型的預測評價模型 NiiiISVI1第46頁/共128頁（3 3 ）工程應用實例）工程應用實例 下面以邢臺章村礦三井為例，進行實例分析。下面以邢臺章村礦三井為例，進行

14、實例分析。 圖圖2.2 2.2 構造密度專題層圖構造密度專題層圖 圖圖2.3 2.3 隔水層等效厚度專題層圖隔水層等效厚度專題層圖 圖圖2.4 2.4 充水含水層水壓專題層圖充水含水層水壓專題層圖圖圖2.5 2.5 奧灰古風化殼厚度專題層圖奧灰古風化殼厚度專題層圖 圖圖2.6 2.6 含水層富水性專題層圖含水層富水性專題層圖 圖圖2.7 2.7 斷層斷距專題層斷層斷距專題層圖圖 圖圖2.8 2.8 礦壓破壞帶以下脆性巖厚度專題層圖礦壓破壞帶以下脆性巖厚度專題層圖 圖圖2.9 2.9 本溪灰?guī)r厚度專題層圖本溪灰?guī)r厚度專題層圖第47頁/共128頁+底板突水脆弱性分區(qū)圖底板突水脆弱性分區(qū)圖（2）奧灰

15、水壓專題圖奧灰水壓專題圖構造密度專題圖構造密度專題圖奧灰含水層富水性專題圖奧灰含水層富水性專題圖+ +本溪灰?guī)r厚度專題圖本溪灰?guī)r厚度專題圖奧灰上部古風化殼厚度量化專奧灰上部古風化殼厚度量化專題圖題圖斷層斷距專題圖斷層斷距專題圖礦壓破壞帶以下脆性巖厚度量化專礦壓破壞帶以下脆性巖厚度量化專題圖題圖隔水層等效厚度量化專題隔水層等效厚度量化專題圖圖第48頁/共128頁第49頁/共128頁第50頁/共128頁第51頁/共128頁v圖圖4-1 “五圖五圖-雙系數(shù)法雙系數(shù)法”流程框圖流程框圖第一圖破壞深度圖第二圖保護層厚度圖第三圖水頭分布圖第四圖有效保護層圖系數(shù)一系數(shù)二I級判別II級判別帶 壓 系 數(shù)突 水

16、 系 數(shù)第五圖帶壓開采評價圖III級判別第52頁/共128頁第53頁/共128頁第54頁/共128頁v突水通道包括三類：斷裂構造和巖溶陷落柱等構成的突水通道包括三類：斷裂構造和巖溶陷落柱等構成的集中通道集中通道、底板巖層裂隙擴展連通形成的、底板巖層裂隙擴展連通形成的面狀通道面狀通道及未封閉或封閉不良鉆孔構成的及未封閉或封閉不良鉆孔構成的點狀通道點狀通道。其中，斷裂構造通道和巖層裂隙通道是最容易形成的導水通道。其中，斷裂構造通道和巖層裂隙通道是最容易形成的導水通道。v底板突水通道底板突水通道第55頁/共128頁 （1）底板采動變形導通裂隙通道突水）底板采動變形導通裂隙通道突水 朱莊煤礦朱莊煤礦6

17、22工作面突水工作面突水 F1H= 8m362 2機巷突水羽狀裂 隙帶6煤6煤F1斷層L1灰L2灰L1灰L2灰3 622機巷羽狀裂隙帶30m出水點a-a-平面圖平面圖b-b-剖面圖剖面圖朱莊煤礦朱莊煤礦36223622工作面突水位置底板結構示意圖工作面突水位置底板結構示意圖第56頁/共128頁四灰三灰二灰一灰砂頁（泥）巖砂頁（泥）巖砂頁（泥）巖砂頁（泥）巖2F29切眼43m切眼底板砂巖（泥巖互)層6煤六面626面622煤煤六土樓斷層 斷層牽引裂隙發(fā)育密集帶 向斜核部裂隙密集帶楊莊煤礦617綜采面突水點底板巖體結構示意圖劉橋一礦626工作面突水位置底板巖體結構示意圖第57頁/共128頁 （3）揭

18、露集中導水通道導致突水）揭露集中導水通道導致突水 任樓煤礦7222工作面突水 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、37218機巷569.041.40564.443.308641.00650.00 陷落柱平面位置及探注孔布置圖陷落柱平面位置及探注孔布置圖 陷落柱陷落柱NWSE向剖面向剖面圖圖

19、第58頁/共128頁前）前）、采動破壞厚度采動破壞厚度及及采后底板采后底板隔水層阻水能力隔水層阻水能力等三個參數(shù)。等三個參數(shù)。第59頁/共128頁第60頁/共128頁巖石名稱質量等值系數(shù)泥巖、鈣質泥巖、泥灰泥、鋁土、粘土、斷層泥1.0未巖溶化的淡水灰?guī)r、灰?guī)r1.3砂頁巖0.8褐煤（多洛格和道道巴尼亞的煤）0.7砂巖（漸新世）0.4砂、礫石、巖溶化的灰?guī)r、泥砂、開采區(qū)松動帶0.0表表 隔水巖層等值系數(shù)表隔水巖層等值系數(shù)表 第61頁/共128頁第62頁/共128頁第63頁/共128頁第64頁/共128頁nimiimrrzmDP1niciDMm1rpcDDD 式中：Pz采動底板阻水能力值，MPa；

20、Dp底板破壞帶厚度，m； Dr底板擾動帶厚度，m； Dc底板采動變形破壞帶厚度，m； mr擾動帶殘余平均阻水強度，MPa/m； mi有效隔水層第i分層厚度，m； mi第i分層的平均阻水強度，MPa/m； M采前底板隔水層厚度，m。（1）第65頁/共128頁第66頁/共128頁安徽恒源煤電公司（劉橋二礦）614工作面底板受采動影響，巖層中垂直裂隙與橫向裂隙發(fā)育特征反映的采動破壞分帶特征明顯，呈“兩帶”分布，其中底板巖層破壞帶在09.8m范圍，而裂隙發(fā)育帶在9.814.9m范圍。 第67頁/共128頁15030 0450破壞帶擾動帶L/h注水量 08.9113.36距煤 層底 面法向 距離/m朱莊

21、煤礦6114工作面底板破壞分帶 第68頁/共128頁第69頁/共128頁2）評價流程采動底板阻水能力評價流程圖采動底板阻水能力評價流程圖第70頁/共128頁第71頁/共128頁第72頁/共128頁第73頁/共128頁第74頁/共128頁第75頁/共128頁第76頁/共128頁第77頁/共128頁第78頁/共128頁第79頁/共128頁第80頁/共128頁第81頁/共128頁第82頁/共128頁截流注漿防治礦井水害截流注漿防治礦井水害 截流注漿防治礦井水害技術系指通過專門的設備和工程，截流注漿防治礦井水害技術系指通過專門的設備和工程，根據具體的礦井水文地質條件和水害類型與特點，將預先研根據具體的

22、礦井水文地質條件和水害類型與特點，將預先研究配制成的低滲透漿液或骨料注入含水層、隔水層中的空隙究配制成的低滲透漿液或骨料注入含水層、隔水層中的空隙、斷裂破碎帶、巖溶陷落柱、井巷或突（出）水口等，并使、斷裂破碎帶、巖溶陷落柱、井巷或突（出）水口等，并使之與圍巖固結成不透水（或微透水）的、具有一定強度的整之與圍巖固結成不透水（或微透水）的、具有一定強度的整體而起到堵塞過水通道、充填導含水空隙、降低受注巖體滲體而起到堵塞過水通道、充填導含水空隙、降低受注巖體滲透性、增大巖石強度和隔（阻）水作用的一種礦井水害防治透性、增大巖石強度和隔（阻）水作用的一種礦井水害防治技術方法。該技術可廣泛地應用于技術方法

23、。該技術可廣泛地應用于封堵井下突水口（點）以封堵井下突水口（點）以恢復被淹礦井、阻截水源含水層對礦井充水的補給以減少礦恢復被淹礦井、阻截水源含水層對礦井充水的補給以減少礦井運行排水量、變含水層為隔水層以增加煤層頂?shù)装逵行Ц艟\行排水量、變含水層為隔水層以增加煤層頂?shù)装逵行Ц羲畬拥暮穸?、隔斷連接充水水源與礦井之間的導水通道以避水層的厚度、隔斷連接充水水源與礦井之間的導水通道以避免礦井突發(fā)性突水災害等。免礦井突發(fā)性突水災害等。 第83頁/共128頁掘 進 巷 道導水斷裂注 漿 孔承 壓含 水 層突 水 點堵 水 注 漿 體掘進巷道前掘進巷道前方導水斷層方導水斷層注漿改造工注漿改造工作示意圖作示意圖

24、 井下封堵突水井下封堵突水斷層進水口工斷層進水口工程示意圖程示意圖 截流注漿防治礦井水害的典型類型截流注漿防治礦井水害的典型類型 掘進巷道注漿孔導水斷裂注漿固結段第84頁/共128頁充水巷道封水注漿體注漿孔封水注漿體承壓含水層突水點定向導斜注漿孔導水陷落柱地面導斜注漿封地面導斜注漿封堵陷落柱突水原堵陷落柱突水原理示意圖理示意圖 地面注漿封堵過地面注漿封堵過水巷道原理示意水巷道原理示意圖圖 截流注漿防治礦井水害的典型類型截流注漿防治礦井水害的典型類型 第85頁/共128頁井下注漿孔注漿改造層 底板含水層注底板含水層注漿改造技術示意漿改造技術示意圖圖 裂隙破壞帶承壓含水層井下隔水層破碎井下隔水層破

25、碎帶注漿加固原理帶注漿加固原理示意圖示意圖 截流注漿防治礦井水害的典型類型截流注漿防治礦井水害的典型類型 第86頁/共128頁 a a礦井主要充水含水層的礦井主要充水含水層的動態(tài)補給水量大且穩(wěn)定動態(tài)補給水量大且穩(wěn)定，采用疏水技術難以，采用疏水技術難以使含水層水位大幅度降低或所需的疏水量太大以至于在經濟上不合理；使含水層水位大幅度降低或所需的疏水量太大以至于在經濟上不合理； b b礦井水礦井水補給通道位置明確且相對集中補給通道位置明確且相對集中，只要阻斷局部導水通道就可，只要阻斷局部導水通道就可使整個礦井的補給水量大幅度減少；使整個礦井的補給水量大幅度減少； c c礦井充水含水層又是本區(qū)主要或唯

26、一的礦井充水含水層又是本區(qū)主要或唯一的供水水源含水層，供水水源含水層，而客觀條而客觀條件又不具備實現(xiàn)礦井水排供結合技術方案，在煤炭資源開發(fā)的過程中要求件又不具備實現(xiàn)礦井水排供結合技術方案，在煤炭資源開發(fā)的過程中要求充分保護水源地和含水層。充分保護水源地和含水層。 d d礦區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，環(huán)境對礦井充水含水層的依賴性強，一旦含水環(huán)境對礦井充水含水層的依賴性強，一旦含水層水位明顯下降會誘發(fā)區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化或其它工程地質災害。層水位明顯下降會誘發(fā)區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化或其它工程地質災害。 e e實施注漿的目標含水層或構造薄弱帶應實施注漿的目標含水層或構造薄弱帶應具有良好可注性條件。具有良好可注性條件。這種這種可注性條件包括受注層的吸漿量、漿液在受注層內的運移與擴散性、漿液可注性條件包括受注層的吸漿量、漿液在受注層內的運移與擴散性、漿液的凝結與穩(wěn)定性等。的凝結與穩(wěn)定性等。 f.f.受注層具有合適的受注層具有合適的水動力和水文地球化學環(huán)境條件，水動力和