水災(zāi)防治(第5章)

1、第五章第五章礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù)v礦井防治水目的：礦井防治水目的： 防止水災(zāi)事故發(fā)生，減少正常涌水，降低防止水災(zāi)事故發(fā)生，減少正常涌水，降低生產(chǎn)成本，在保證礦井建設(shè)和生產(chǎn)的安全生產(chǎn)成本，在保證礦井建設(shè)和生產(chǎn)的安全前提下，充分合理的回收煤炭資源。前提下，充分合理的回收煤炭資源。v 為達(dá)到上述目的，必須根據(jù)各礦不同的水為達(dá)到上述目的，必須根據(jù)各礦不同的水文地質(zhì)特點(diǎn)、礦井水災(zāi)發(fā)生的原因，采取針對文地質(zhì)特點(diǎn)、礦井水災(zāi)發(fā)生的原因，采取針對性的安全技術(shù)對策與措施。性的安全技術(shù)對策與措施。v煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第251條規(guī)定：條規(guī)定：“煤礦企業(yè)應(yīng)查明礦區(qū)和礦井的水文地質(zhì)條件，煤礦企業(yè)應(yīng)查明

2、礦區(qū)和礦井的水文地質(zhì)條件，編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計(jì)劃，并組編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計(jì)劃，并組織實(shí)施?？棇?shí)施?！?煤礦企業(yè)必須定期收集、調(diào)查和核對煤礦企業(yè)必須定期收集、調(diào)查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并在井上、下工程相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并在井上、下工程對照圖上標(biāo)出其井田位置、開采范圍、開采年限、對照圖上標(biāo)出其井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況。積水情況。v 礦井防治水必須堅(jiān)持礦井防治水必須堅(jiān)持預(yù)防為主、防治相結(jié)合預(yù)防為主、防治相結(jié)合的方針。根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件，分別采取的方針。根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件，分別采取查、查、防、疏、排、截、堵防、疏、排、截、堵的方法予以

3、防治。的方法予以防治。v 防治水規(guī)劃是指礦區(qū)整體性防治水工程，包括：防治水規(guī)劃是指礦區(qū)整體性防治水工程，包括： 編制防治水規(guī)劃的必要性和完成規(guī)劃項(xiàng)目的可行性；編制防治水規(guī)劃的必要性和完成規(guī)劃項(xiàng)目的可行性； 礦區(qū)（礦井）水文地質(zhì)概況及存在問題分析，查清礦區(qū)礦區(qū)（礦井）水文地質(zhì)概況及存在問題分析，查清礦區(qū)（礦井）水文地質(zhì)條件（查）；（礦井）水文地質(zhì)條件（查）； 做好地面防洪、泄洪、內(nèi)澇區(qū)排洪、井下防排水設(shè)施、做好地面防洪、泄洪、內(nèi)澇區(qū)排洪、井下防排水設(shè)施、防水煤巖柱、超前物探和鉆探（防）；防水煤巖柱、超前物探和鉆探（防）； 制定疏放降壓方案（疏）；制定疏放降壓方案（疏）； 采取措施切斷或減少礦井水

4、補(bǔ)給量（截）；采取措施切斷或減少礦井水補(bǔ)給量（截）； 建立專門防治水隊(duì)伍，適時(shí)采用注漿技術(shù)封堵井下突水建立專門防治水隊(duì)伍，適時(shí)采用注漿技術(shù)封堵井下突水點(diǎn)（堵）等工程項(xiàng)目工作規(guī)劃，以及這些項(xiàng)目工程量、點(diǎn)（堵）等工程項(xiàng)目工作規(guī)劃，以及這些項(xiàng)目工程量、勞動(dòng)組織、工期、預(yù)期效果，所需設(shè)備和主要材料及工勞動(dòng)組織、工期、預(yù)期效果，所需設(shè)備和主要材料及工程費(fèi)用概算等。程費(fèi)用概算等。v煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第252條規(guī)定：條規(guī)定： “水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，必須針對主要水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，必須針對主要含水層（段）建立地下水動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行含水層（段）建立地下水動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測、水害預(yù)

5、報(bào)分析，并制定相應(yīng)地下水動(dòng)態(tài)觀測、水害預(yù)報(bào)分析，并制定相應(yīng)的的探、防、堵、截、排探、防、堵、截、排綜合防治措施。綜合防治措施?！眝 礦井年度防治水計(jì)劃，由礦總工程師負(fù)責(zé)編制，報(bào)煤炭行業(yè)管理礦井年度防治水計(jì)劃，由礦總工程師負(fù)責(zé)編制，報(bào)煤炭行業(yè)管理部門批準(zhǔn)后，由礦長組織實(shí)施。其主要內(nèi)容包括：部門批準(zhǔn)后，由礦長組織實(shí)施。其主要內(nèi)容包括： 年度計(jì)劃內(nèi)采掘地區(qū)的分布情況；年度計(jì)劃內(nèi)采掘地區(qū)的分布情況； 水文地質(zhì)概況，預(yù)測可能透水的地段、分煤層涌水量的預(yù)計(jì)；水文地質(zhì)概況，預(yù)測可能透水的地段、分煤層涌水量的預(yù)計(jì)； 防治水工程項(xiàng)目及工程量；防治水工程項(xiàng)目及工程量； 檢查維護(hù)輸電線路、井下排水設(shè)備、防水閘門；清

6、挖水倉、水溝，檢查維護(hù)輸電線路、井下排水設(shè)備、防水閘門；清挖水倉、水溝，制定探放水、計(jì)劃；制定探放水、計(jì)劃； 提出所需材料及工具清單。提出所需材料及工具清單。v 礦井防水是利用各種工程設(shè)施防止礦井大量涌水，特別是防止發(fā)生礦井防水是利用各種工程設(shè)施防止礦井大量涌水，特別是防止發(fā)生災(zāi)害性突水事故。主要措施有：災(zāi)害性突水事故。主要措施有： 減少礦井充水水源或滲入礦井的水量，疏放對礦井有威脅的地減少礦井充水水源或滲入礦井的水量，疏放對礦井有威脅的地下水，阻止水進(jìn)入井巷；針對井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件構(gòu)筑必要的下水，阻止水進(jìn)入井巷；針對井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件構(gòu)筑必要的防治水工程，減少發(fā)生突水事故。防治水工程

7、，減少發(fā)生突水事故。第一節(jié)第一節(jié) 地面防治水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涌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涌入工業(yè)廣場或滲入井下。入工業(yè)廣場或滲入井下。一、地面防水方法一、地面防水方法第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第一節(jié)第一節(jié) 地面防治水地面防治水（一）河流改道（一）河流改道（二）鋪整河底（二）鋪整河底（三）填堵通道（三）填堵通道（四）挖溝排（截）洪（四）挖溝排（截）洪（五）排除積水（五）排除積水 塌陷坑堵填方法示意圖塌陷坑堵填方法示意圖 渡洪槽示意圖渡洪槽示意圖（一）（一）封堵地面塌陷裂隙通道的措

8、施封堵地面塌陷裂隙通道的措施 封堵塌陷坑和裂隙封堵塌陷坑和裂隙 圍截隔離塌陷裂隙區(qū)圍截隔離塌陷裂隙區(qū) 將洪水引出塌陷裂隙區(qū)將洪水引出塌陷裂隙區(qū)返回模塊二返回模塊二 人工河床襯砌斷面示意圖人工河床襯砌斷面示意圖（二）漏水河床（二）漏水河床( (沖溝沖溝) )鋪底措施鋪底措施漏水河床漏水河床( (沖溝沖溝) )鋪底的原則鋪底的原則v(1)(1)不應(yīng)過多縮小原河床斷面，人工鋪設(shè)河床斷面尺寸的確定應(yīng)進(jìn)行水力計(jì)不應(yīng)過多縮小原河床斷面，人工鋪設(shè)河床斷面尺寸的確定應(yīng)進(jìn)行水力計(jì)算。算。v(2)(2)鋪設(shè)人工河床的材料應(yīng)盡量就地取材。鋪設(shè)人工河床的材料應(yīng)盡量就地取材。v(3)(3)鋪砌方式必須同時(shí)滿足防滲、防潛

9、蝕、防沖刷。鋪砌方式必須同時(shí)滿足防滲、防潛蝕、防沖刷。v(4)(4)砂卵石等易變形的河床，一般不宜用剛性材料襯砌。砂卵石等易變形的河床，一般不宜用剛性材料襯砌。v(5)(5)在基巖上澆注混凝土?xí)r應(yīng)進(jìn)行清基處理。在基巖上澆注混凝土?xí)r應(yīng)進(jìn)行清基處理。v(6)(6)剛性襯砌應(yīng)留有伸縮和不均勻沉降縫，縫間用瀝青止水。剛性襯砌應(yīng)留有伸縮和不均勻沉降縫，縫間用瀝青止水。v(7)(7)漏水的河床岸坡，也應(yīng)進(jìn)行襯砌處理漏水的河床岸坡，也應(yīng)進(jìn)行襯砌處理v 人工河床的襯砌人工河床的襯砌 整鋪河床示意圖整鋪河床示意圖v襯砌進(jìn)出口段的要求襯砌進(jìn)出口段的要求v(1)(1)護(hù)砌段的上下游均應(yīng)超出滲漏段一定距離。護(hù)砌段的上

10、下游均應(yīng)超出滲漏段一定距離。v(2)(2)進(jìn)出口段應(yīng)保持水流順暢，或做成進(jìn)出口段應(yīng)保持水流順暢，或做成“八八”字墻。字墻。v(3)(3)護(hù)砌結(jié)構(gòu)的始末應(yīng)設(shè)截滲墻，以免沖毀護(hù)砌結(jié)構(gòu)，同時(shí)可防止水流由護(hù)護(hù)砌結(jié)構(gòu)的始末應(yīng)設(shè)截滲墻，以免沖毀護(hù)砌結(jié)構(gòu)，同時(shí)可防止水流由護(hù)砌的兩端潛入滲漏段。截滲墻應(yīng)嵌入不透水層或基石中砌的兩端潛入滲漏段。截滲墻應(yīng)嵌入不透水層或基石中 v工程實(shí)例：工程實(shí)例：返回模塊二返回模塊二 整鋪河床示意圖整鋪河床示意圖1-1-灰?guī)r；灰?guī)r；2-2-頁巖；頁巖；3-3-整鋪后的人工河床整鋪后的人工河床（三）河流改道或截彎取直措施（三）河流改道或截彎取直措施v 河流改道的原則河流改道的原則v

11、 (1)(1)河流改道一般工程量大，投資多，一般不宜輕易采用，應(yīng)通過技術(shù)河流改道一般工程量大，投資多，一般不宜輕易采用，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再行設(shè)計(jì)施工。經(jīng)濟(jì)比較后再行設(shè)計(jì)施工。v (2)(2)要考慮礦區(qū)發(fā)展遠(yuǎn)景和工農(nóng)業(yè)布局，既要避免二次改道，又不要因要考慮礦區(qū)發(fā)展遠(yuǎn)景和工農(nóng)業(yè)布局，既要避免二次改道，又不要因改道而影響礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)和生活用水。改道而影響礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)和生活用水。v 河流改道設(shè)計(jì)河流改道設(shè)計(jì)v (1)(1)人工河道路線選擇應(yīng)盡量走洼地，工程地質(zhì)條件好，線路短。人工河道路線選擇應(yīng)盡量走洼地，工程地質(zhì)條件好，線路短。v (2)(2)人工河道起點(diǎn)和終點(diǎn)應(yīng)順應(yīng)河勢。河道坡度要合理，不宜過大

12、或過人工河道起點(diǎn)和終點(diǎn)應(yīng)順應(yīng)河勢。河道坡度要合理，不宜過大或過小，以免沖刷或淤塞；河道的斷面應(yīng)能保證通過最大洪水量。小，以免沖刷或淤塞；河道的斷面應(yīng)能保證通過最大洪水量。v (3)(3)在人工河道起點(diǎn)處，須在原河道上設(shè)置攔河壩，將水流引入新河道。在人工河道起點(diǎn)處，須在原河道上設(shè)置攔河壩，將水流引入新河道。壩址及人工河道應(yīng)選擇在隔水巖層上，必要時(shí)還應(yīng)對局部河段進(jìn)行防滲處壩址及人工河道應(yīng)選擇在隔水巖層上，必要時(shí)還應(yīng)對局部河段進(jìn)行防滲處理。理。v (4)(4)攔河壩距人工河道銜接部位應(yīng)有一定距離，以免攔河壩被水流沖潰。攔河壩距人工河道銜接部位應(yīng)有一定距離，以免攔河壩被水流沖潰。v (5)(5)人工河

13、道終點(diǎn)河下段河道相接處交角不宜過大，以防沖刷對岸。人工河道終點(diǎn)河下段河道相接處交角不宜過大，以防沖刷對岸。v (6)(6)廢棄河道應(yīng)妥善處理，如進(jìn)行廢河還田、矸石填平等。廢棄河道應(yīng)妥善處理，如進(jìn)行廢河還田、矸石填平等。 河流改道示意圖河流改道示意圖 河流改道示意圖河流改道示意圖 河流改道及截彎取直示意圖河流改道及截彎取直示意圖返回模塊二返回模塊二 排排( (截截) )洪渠布置示意圖洪渠布置示意圖 在塌陷區(qū)上方修排洪溝示意圖在塌陷區(qū)上方修排洪溝示意圖1 1、排洪渠的布置、排洪渠的布置返回返回（四）修筑排洪渠、防洪堤的措施（四）修筑排洪渠、防洪堤的措施2 2、防洪堤、防洪堤 在無法布置排洪渠的地段

14、，也可布設(shè)防洪堤以阻擋洪在無法布置排洪渠的地段，也可布設(shè)防洪堤以阻擋洪水進(jìn)入礦區(qū)。水進(jìn)入礦區(qū)。v防洪堤布設(shè)的一般原則：防洪堤布設(shè)的一般原則：v (1)(1)應(yīng)盡量選用當(dāng)?shù)夭牧?。?yīng)盡量選用當(dāng)?shù)夭牧稀 (2)(2)堤腳應(yīng)離開岸邊一定距離。堤腳應(yīng)離開岸邊一定距離。v (3)(3)堤軸線應(yīng)和洪水流向平行。堤軸線應(yīng)和洪水流向平行。v (4)(4)在易沖刷段應(yīng)進(jìn)行護(hù)砌，必要時(shí)應(yīng)在迎水面上砌石或水泥抹面在易沖刷段應(yīng)進(jìn)行護(hù)砌，必要時(shí)應(yīng)在迎水面上砌石或水泥抹面 返回模塊二返回模塊二（五）地面帷幕注漿截流措施（五）地面帷幕注漿截流措施 （當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)的地表河流對礦井的開采造成影響，而其它防治方（當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)的地表河流對

15、礦井的開采造成影響，而其它防治方法又不宜采用時(shí)，可采用注漿帷幕截流的方法，切斷河水對法又不宜采用時(shí)，可采用注漿帷幕截流的方法，切斷河水對礦坑的滲漏與倒灌。）礦坑的滲漏與倒灌。）帷幕截流背景帷幕截流背景1 1(b)(b)某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關(guān)系示意圖某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關(guān)系示意圖二、地面防治水必須掌握的技術(shù)資料二、地面防治水必須掌握的技術(shù)資料做好地面防治水工作必須掌握以下技術(shù)資料：做好地面防治水工作必須掌握以下技術(shù)資料： 了解礦區(qū)地形條件，河流、溝渠和關(guān)水利工程的分布。了解礦區(qū)地形條件，河流、溝渠和關(guān)水利工程的分布。 圈定受水面積和低洼地帶，查清煤、巖層露頭和地表塌陷

16、裂縫的分布圈定受水面積和低洼地帶，查清煤、巖層露頭和地表塌陷裂縫的分布范圍。范圍。 掌握當(dāng)?shù)厣嫌蔚貐^(qū)歷年降雨量、暴雨強(qiáng)度及其周期性的資料。掌握當(dāng)?shù)厣嫌蔚貐^(qū)歷年降雨量、暴雨強(qiáng)度及其周期性的資料。 調(diào)查地表水流向和水位，河流決口、分流后的水流情況；測量河床、調(diào)查地表水流向和水位，河流決口、分流后的水流情況；測量河床、溝渠的縱坡度、橫斷面，觀察河床粗糙度，計(jì)算河床與溝渠的疏水能溝渠的縱坡度、橫斷面，觀察河床粗糙度，計(jì)算河床與溝渠的疏水能力。力。 測量河流洪痕高程，調(diào)查發(fā)生日期、漲落經(jīng)歷時(shí)間，確定最大洪峰流測量河流洪痕高程，調(diào)查發(fā)生日期、漲落經(jīng)歷時(shí)間，確定最大洪峰流量和最高洪水位。量和最高洪水位。 在

17、工業(yè)廣場和河床通過煤層露頭、透水巖層、塌陷區(qū)上下游設(shè)置觀測在工業(yè)廣場和河床通過煤層露頭、透水巖層、塌陷區(qū)上下游設(shè)置觀測站，掌握河床漏失段和漏失量。站，掌握河床漏失段和漏失量。 將上述收集資料標(biāo)在地形地質(zhì)圖上，然后根據(jù)實(shí)際情況制定出疏、防、排等相結(jié)合的防洪措施。 第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第一節(jié)第一節(jié) 地面防治水地面防治水三、防止地表水侵入礦井的安全技術(shù)措施三、防止地表水侵入礦井的安全技術(shù)措施（一）井口和工業(yè)場地建筑物防泄洪措施（一）井口和工業(yè)場地建筑物防泄洪措施 井口及主要建筑物的高程必須高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位；井口及主要建筑物的高程必須高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位； 避開可能

18、發(fā)生泥石流、滑坡的地段，坡面匯水地區(qū)應(yīng)修建防避開可能發(fā)生泥石流、滑坡的地段，坡面匯水地區(qū)應(yīng)修建防洪堤壩或截水溝；洪堤壩或截水溝； 內(nèi)澇區(qū)和洪水季節(jié)在泄洪總溝的出口處建立水閘，設(shè)置排洪內(nèi)澇區(qū)和洪水季節(jié)在泄洪總溝的出口處建立水閘，設(shè)置排洪站；站； 嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物棄于山洪、河流地段，以免嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物棄于山洪、河流地段，以免淤塞河床。淤塞河床。（二）露頭帶截洪防滲措施（二）露頭帶截洪防滲措施 留夠并嚴(yán)禁開采煤層露頭防水煤；在露頭帶以外，垂直來水留夠并嚴(yán)禁開采煤層露頭防水煤；在露頭帶以外，垂直來水方向修筑攔洪溝攔截洪水。方向修筑攔洪溝攔截洪水。（三）塌陷區(qū)或透水巖層的河流、

19、溝渠的處理措施（三）塌陷區(qū)或透水巖層的河流、溝渠的處理措施 整鋪河底法防漏；整鋪河底法防漏； 將河床局部改道。將河床局部改道。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第一節(jié)第一節(jié) 地面防治水地面防治水第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水v礦井防治水技術(shù)措施：礦井防治水技術(shù)措施：查、測、探、放、截、堵查、測、探、放、截、堵6個(gè)字。個(gè)字。查明礦井涌水水源和和涌水通道；查明礦井涌水水源和和涌水通道；做好水文觀測工作；做好水文觀測工作；及時(shí)實(shí)施井下探水，包括物探和鉆探；及時(shí)實(shí)施井下探水，包括物探和鉆探；在探明礦井水源之后，有計(jì)劃、有步驟地將礦井水源疏放干；在探明礦井水源之后，有計(jì)劃、有步驟地將礦

20、井水源疏放干；利用防水墻、防水閘門、防水煤（巖）柱等設(shè)施截住水源；利用防水墻、防水閘門、防水煤（巖）柱等設(shè)施截住水源；堵是指注漿堵水。堵是指注漿堵水。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水一、查明涌水水源和涌水通道一、查明涌水水源和涌水通道第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水 沖積層的組成及厚度，各分層的巖性、硬度、裂隙發(fā)育程度、含沖積層的組成及厚度，各分層的巖性、硬度、裂隙發(fā)育程度、含水性及透水性。水性及透水性。 裂隙和斷層的位置、錯(cuò)動(dòng)距離、延伸長度、破碎帶范圍、含導(dǎo)水裂隙和斷層的位置、錯(cuò)動(dòng)距離、延伸長

21、度、破碎帶范圍、含導(dǎo)水性能。性能。 含水層與隔水層的位置、數(shù)量、厚度，各含水層的涌水量、透水含水層與隔水層的位置、數(shù)量、厚度，各含水層的涌水量、透水性及其與開采煤層之間的關(guān)系。性及其與開采煤層之間的關(guān)系。 老窯、老空區(qū)、鄰近礦井及小煤窯的位置分布、開采范圍、開采老窯、老空區(qū)、鄰近礦井及小煤窯的位置分布、開采范圍、開采深度和積水情況，廢棄鉆孔的處理情況等。深度和積水情況，廢棄鉆孔的處理情況等。 開采過程中，圍巖破壞及地表塌陷情況，觀測巖層垮落帶、斷裂開采過程中，圍巖破壞及地表塌陷情況，觀測巖層垮落帶、斷裂帶、彎曲下沉帶的高度及其對涌水的影響。帶、彎曲下沉帶的高度及其對涌水的影響。v 為了查明水源

22、和可能的涌水通道，應(yīng)著重掌握為了查明水源和可能的涌水通道，應(yīng)著重掌握礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，包括：礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，包括：二、水文觀測工作二、水文觀測工作 收集當(dāng)?shù)貧庀?、降雨量和河流水文資料，包括流速、流收集當(dāng)?shù)貧庀蟆⒔涤炅亢秃恿魉馁Y料，包括流速、流量、水位、枯水期和洪水期等，查明地表水體（湖泊、量、水位、枯水期和洪水期等，查明地表水體（湖泊、水庫、池塘）的分布、水量的補(bǔ)給、排泄條件；查明洪水庫、池塘）的分布、水量的補(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。水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點(diǎn)的影響程度。 通過探水鉆孔和水文觀測孔，觀測各種地下水源的水位、通過探水鉆孔和

23、水文觀測孔，觀測各種地下水源的水位、水壓和水量變化，分析水質(zhì)，查明礦井水的來源及其補(bǔ)水壓和水量變化，分析水質(zhì)，查明礦井水的來源及其補(bǔ)給關(guān)系。給關(guān)系。 觀測礦井涌水量及其季節(jié)性變化規(guī)律等。觀測礦井涌水量及其季節(jié)性變化規(guī)律等。 了解礦井正常涌水量、最大涌水量、計(jì)算各開采水平水了解礦井正常涌水量、最大涌水量、計(jì)算各開采水平水壓等。壓等。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水三、井下物探和鉆探三、井下物探和鉆探v 在掘進(jìn)施工過程中，必須分析推斷前方是否有可疑區(qū)，有則首先采取在掘進(jìn)施工過程中，必須分析推斷前方是否有可疑區(qū)，有則首先采取超前物探措施，對物探結(jié)果進(jìn)

24、行認(rèn)真分析后，確定異常區(qū)，然后采取鉆探超前物探措施，對物探結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析后，確定異常區(qū)，然后采取鉆探措施，驗(yàn)證物探結(jié)論，探明水源位置、水壓、水量及其與開采煤層的距離。措施，驗(yàn)證物探結(jié)論，探明水源位置、水壓、水量及其與開采煤層的距離。v 采、掘工作面遇到下列情況之一時(shí)，必須確定探水線進(jìn)行探水。采、掘工作面遇到下列情況之一時(shí)，必須確定探水線進(jìn)行探水。 接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時(shí)。接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時(shí)。 接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。 打開隔離煤柱放水時(shí)。打開隔離煤柱放水時(shí)。 接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄

25、水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。 接近有出水可能的鉆孔時(shí)。接近有出水可能的鉆孔時(shí)。 接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。 接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。v 經(jīng)探水確認(rèn)無突水危險(xiǎn)后，方可掘進(jìn)。經(jīng)探水確認(rèn)無突水危險(xiǎn)后，方可掘進(jìn)。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水四、井下疏放水四、井下疏放水v 探到水源后，水量不大時(shí)，一般可用探水孔放水，放水鉆孔的孔口必須探到水源后，水量不大時(shí)，一般可用探水孔放水，放水鉆孔的孔口必須安裝孔口管或套管。安裝孔口管或套管。v 鉆孔放水前，必

26、須估計(jì)積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放鉆孔放水前，必須估計(jì)積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水量。水量。v 放水時(shí)，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。放水時(shí)，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。v 恢復(fù)被淹井巷前，必須有礦山救護(hù)隊(duì)檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害恢復(fù)被淹井巷前，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，必須及時(shí)處理。氣體，必須及時(shí)處理。v 排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必須制定安全排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必須制定安全措施。措施。v 在放水設(shè)計(jì)中，應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線，并

27、保證路線暢通，沿途照明良在放水設(shè)計(jì)中，應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線，并保證路線暢通，沿途照明良好。好。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水v 必須采取科學(xué)的方法和手段實(shí)施井下疏放水，制定完善的安全技術(shù)措施，有必須采取科學(xué)的方法和手段實(shí)施井下疏放水，制定完善的安全技術(shù)措施，有計(jì)劃、有準(zhǔn)備地將威脅安全生產(chǎn)的水源疏放干。對于老窯、老空積水采用直接放計(jì)劃、有準(zhǔn)備地將威脅安全生產(chǎn)的水源疏放干。對于老窯、老空積水采用直接放水、先堵后放、先放后堵、先隔后放的疏放水方法；對于含水層水采用地面疏放、水、先堵后放、先放后堵、先隔后放的疏放水方法；對于含水層水采用地面疏放、巷道

28、疏放、鉆孔疏放、巷道與鉆孔結(jié)合疏放。實(shí)施過程中必須注意：巷道疏放、鉆孔疏放、巷道與鉆孔結(jié)合疏放。實(shí)施過程中必須注意：五、截水五、截水井下截水主要技術(shù)途徑：井下截水主要技術(shù)途徑： 防水閘門防水閘門 防水墻防水墻 防水煤（巖）柱等。防水煤（巖）柱等。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水（一）防水閘門（一）防水閘門v 防水閘門一般設(shè)置于井下運(yùn)輸巷內(nèi)，正常生產(chǎn)時(shí)防水閘門是敞開著的，防水閘門一般設(shè)置于井下運(yùn)輸巷內(nèi)，正常生產(chǎn)時(shí)防水閘門是敞開著的，當(dāng)突然發(fā)生水患時(shí)，關(guān)閉閘門將水阻擋于閘門之外。當(dāng)突然發(fā)生水患時(shí)，關(guān)閉閘門將水阻擋于閘門之外。第五章第五章 礦井水災(zāi)防

29、治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水1. 防水閘門位置的選擇防水閘門位置的選擇2. 防水閘門的分類防水閘門的分類3. 防水閘門的設(shè)置防水閘門的設(shè)置v防水閘門位置選擇必須考慮以下幾個(gè)問題：防水閘門位置選擇必須考慮以下幾個(gè)問題： 應(yīng)設(shè)置在對水害具有控制作用的部位，能將水害控制在盡可能小的范圍內(nèi)，并考慮水害發(fā)應(yīng)設(shè)置在對水害具有控制作用的部位，能將水害控制在盡可能小的范圍內(nèi)，并考慮水害發(fā)生后能恢復(fù)生產(chǎn)及繞過事故地點(diǎn)開拓新區(qū)。生后能恢復(fù)生產(chǎn)及繞過事故地點(diǎn)開拓新區(qū)。 應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動(dòng)影響的地點(diǎn)，防止水閘門關(guān)閉后高壓水通過裂縫外泄。應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動(dòng)影響的地點(diǎn)，防止水閘門關(guān)閉后高

30、壓水通過裂縫外泄。 應(yīng)建在圍巖穩(wěn)定性與隔水性好的地段。應(yīng)建在圍巖穩(wěn)定性與隔水性好的地段。 應(yīng)盡量修筑在單軌巷道內(nèi)，以減少掘進(jìn)量和水閘門的規(guī)模。應(yīng)盡量修筑在單軌巷道內(nèi)，以減少掘進(jìn)量和水閘門的規(guī)模。防水閘門可分為臨時(shí)性和永久性兩種。防水閘門可分為臨時(shí)性和永久性兩種。煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第270條規(guī)定：條規(guī)定：v“承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受水頭值小于實(shí)際水頭值時(shí)，且承壓含水層不具備疏水降承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受水頭值小于實(shí)際水頭值時(shí)，且承壓含水層不具備疏水降壓條件，必須采取建防水閘門等防水措施。壓條件，必須采取建防水閘門等防水措施?！钡诘?73條規(guī)定：條規(guī)定：“水文地

31、質(zhì)條件復(fù)雜或有突水淹井危險(xiǎn)水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突水淹井危險(xiǎn)的礦井，必須在井底車場周圍設(shè)置防水閘門，在其他有突水危險(xiǎn)地區(qū)，也必須在其附近設(shè)置防水閘門，的礦井，必須在井底車場周圍設(shè)置防水閘門，在其他有突水危險(xiǎn)地區(qū)，也必須在其附近設(shè)置防水閘門，方可掘進(jìn)。方可掘進(jìn)?！?（二）防水閘墻（二）防水閘墻防水閘墻是另一種形式的堵水建筑，也分為兩種防水閘墻是另一種形式的堵水建筑，也分為兩種 臨時(shí)性臨時(shí)性 永久性永久性第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水圖圖5-1 防水閘門示意圖防水閘門示意圖水流方向閘門混凝土閘墩圖圖5-2 永久性水閘墻示意圖永久性水閘墻示意圖水流方

32、向?qū)Ь€管混凝土閘墻閘閥（三）防水煤（巖）柱（三）防水煤（巖）柱v 在水體下、含水層下承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删蛟谒w下、含水層下承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删驎r(shí)，為防止地表水或地下水潰入工作面，在可能發(fā)生突水時(shí)，為防止地表水或地下水潰入工作面，在可能發(fā)生突水處的外圍保留一定寬度的礦體不采，以加強(qiáng)巖層的強(qiáng)度，處的外圍保留一定寬度的礦體不采，以加強(qiáng)巖層的強(qiáng)度，提高阻水能力，防止水突入礦井。這種保證采礦地段的水提高阻水能力，防止水突入礦井。這種保證采礦地段的水文地質(zhì)條件不致明顯變壞的最小寬度礦柱。文地質(zhì)條件不致明顯變壞的最小寬度礦柱。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié)

33、井下防治水井下防治水v什么是防水煤（巖）柱什么是防水煤（巖）柱1. 防水煤（巖）柱的種類及留設(shè)原則防水煤（巖）柱的種類及留設(shè)原則（1）防水煤（巖）柱的種類）防水煤（巖）柱的種類v根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，分成不同種類：根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，分成不同種類： 煤層露頭風(fēng)化帶的防水煤柱。煤層露頭風(fēng)化帶的防水煤柱。 在地表水體、含水沖積層下和水淹區(qū)鄰近地帶的防水煤（巖）柱。在地表水體、含水沖積層下和水淹區(qū)鄰近地帶的防水煤（巖）柱。 斷層或強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|的煤層的防水煤（巖）柱。斷層或強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|的煤層的防水煤（巖）柱。 有大量積水的老窯區(qū)防水煤（巖）柱。有大量積水的老窯區(qū)防水煤（巖）柱。

34、導(dǎo)水、充水陷落柱防水煤（巖）柱。導(dǎo)水、充水陷落柱防水煤（巖）柱。 采區(qū)隔離邊界防水煤（巖）柱。采區(qū)隔離邊界防水煤（巖）柱。（2）防水煤（巖）柱留設(shè)原則）防水煤（巖）柱留設(shè)原則 有突水威脅又不宜疏放的地區(qū)，采掘時(shí)必須留設(shè)防水煤（巖）柱。有突水威脅又不宜疏放的地區(qū)，采掘時(shí)必須留設(shè)防水煤（巖）柱。 防水煤（巖）柱留設(shè)應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上，把煤柱寬度降到最低程度以提高防水煤（巖）柱留設(shè)應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上，把煤柱寬度降到最低程度以提高資源利用率。資源利用率。 一個(gè)井田或一個(gè)水文地質(zhì)單元內(nèi)的防水煤（巖）柱，應(yīng)在總體開采設(shè)計(jì)中確定。一個(gè)井田或一個(gè)水文地質(zhì)單元內(nèi)的防水煤（巖）柱，應(yīng)在總體開采設(shè)計(jì)中確定。 多

35、煤層地區(qū)防水煤（巖）柱留設(shè)，必須統(tǒng)一考慮。多煤層地區(qū)防水煤（巖）柱留設(shè)，必須統(tǒng)一考慮。 留設(shè)防水煤（巖）柱所需數(shù)據(jù)必須適當(dāng)加大安全系數(shù)。留設(shè)防水煤（巖）柱所需數(shù)據(jù)必須適當(dāng)加大安全系數(shù)。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水2. 防水煤（巖）柱留設(shè)防水煤（巖）柱留設(shè)煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第259條規(guī)定：條規(guī)定：“相鄰礦井分界處，必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時(shí)，必須在斷層兩側(cè)留有防相鄰礦井分界處，必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時(shí)，必須在斷層兩側(cè)留有防水煤柱。水煤柱?！眝 這一條主要是針對礦井邊界防水煤柱，分兩種情況：這一條主要是針對礦井邊界防水煤柱

36、，分兩種情況： 一是以人為界的邊界防水煤柱；一是以人為界的邊界防水煤柱； 二是以斷層為界的邊界防水煤柱。二是以斷層為界的邊界防水煤柱。v相鄰礦井分界處防水煤柱是在相鄰兩礦井的分界處所有各煤層都應(yīng)該留設(shè)煤柱。相鄰礦井分界處防水煤柱是在相鄰兩礦井的分界處所有各煤層都應(yīng)該留設(shè)煤柱。v斷層兩側(cè)必須留設(shè)防水煤柱。斷層兩側(cè)必須留設(shè)防水煤柱。煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第265條規(guī)定：條規(guī)定：“井田內(nèi)有與河流、湖泊、溶洞、含水層等有水力聯(lián)系的導(dǎo)水?dāng)鄬印⒘严毒飪?nèi)有與河流、湖泊、溶洞、含水層等有水力聯(lián)系的導(dǎo)水?dāng)鄬?、裂隙（帶）、陷落柱時(shí)，必須查出其確切位置，并按規(guī)定留設(shè)防水煤（巖）（帶）、陷落柱時(shí)，必須查出其確切

37、位置，并按規(guī)定留設(shè)防水煤（巖）柱。柱?！?第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水3. 防水煤（巖）柱尺寸防水煤（巖）柱尺寸（1）影響防水煤（巖）柱尺寸大小的主要因素）影響防水煤（巖）柱尺寸大小的主要因素 靜水壓力。靜水壓力。 煤層本身的強(qiáng)度。煤層本身的強(qiáng)度。 采空后煤層頂板上方的導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度，礦山壓力及靜水壓采空后煤層頂板上方的導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度，礦山壓力及靜水壓力對隔水底板破壞深度、巖移角度、采厚、煤層產(chǎn)狀要素、圍力對隔水底板破壞深度、巖移角度、采厚、煤層產(chǎn)狀要素、圍巖物理力學(xué)性質(zhì)等。巖物理力學(xué)性質(zhì)等。 開采方式以及其他人為因素。開采方式以及其他

38、人為因素。（2）確定防水煤（巖）柱尺寸常用的幾種方法）確定防水煤（巖）柱尺寸常用的幾種方法 經(jīng)驗(yàn)比擬法經(jīng)驗(yàn)比擬法 按有關(guān)規(guī)程、規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)留設(shè)煤（巖）柱的尺寸。井田邊按有關(guān)規(guī)程、規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)留設(shè)煤（巖）柱的尺寸。井田邊界界 20m20m，斷層兩側(cè)，斷層兩側(cè)3050m3050m，煤層露頭不小于，煤層露頭不小于30m30m，采空區(qū)，采空區(qū)3050m3050m。 分析計(jì)算法：分析計(jì)算法：第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水 分析計(jì)算法：分析計(jì)算法：a.a.煤層直接和富含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|、頂?shù)装鍩o突水可能煤層直接和富含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|、頂?shù)装鍩o突水

39、可能，即煤即煤（巖）柱主要是順層受壓時(shí)，常以下述公式計(jì)算煤柱寬度：（巖）柱主要是順層受壓時(shí)，常以下述公式計(jì)算煤柱寬度：第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水b. b. 低角度斷層使煤層底板和富含水層接近，如圖低角度斷層使煤層底板和富含水層接近，如圖5-55-5所示。所示。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水圖圖5-5 煤層和富含水層接觸且底板和富含水層煤層和富含水層接觸且底板和富含水層接近防水煤（巖）柱尺寸設(shè)計(jì)示意圖接近防水煤（巖）柱尺寸設(shè)計(jì)示意圖MOH1H2OMCAtLac. c. 若斷層上盤的含水層覆

40、蓋于煤層之上，且斷層帶是導(dǎo)水的，則含水層和斷層帶中的水若斷層上盤的含水層覆蓋于煤層之上，且斷層帶是導(dǎo)水的，則含水層和斷層帶中的水可能有兩種途徑突入采空區(qū)，其一是防水煤（巖）柱被順層水壓力所破壞，其二是從可能有兩種途徑突入采空區(qū)，其一是防水煤（巖）柱被順層水壓力所破壞，其二是從采空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙突入。如果根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶的高度結(jié)合塌陷角來考慮如何修改煤采空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙突入。如果根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶的高度結(jié)合塌陷角來考慮如何修改煤（巖）柱尺寸（見圖（巖）柱尺寸（見圖5-65-6），將是比較合理的。），將是比較合理的。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水圖圖5

41、-6 煤層和充水?dāng)鄬咏佑|并局部為富含水煤層和充水?dāng)鄬咏佑|并局部為富含水層掩蓋時(shí)防水煤（巖）柱尺寸設(shè)計(jì)示意圖層掩蓋時(shí)防水煤（巖）柱尺寸設(shè)計(jì)示意圖OONMDECSh2aaBAAFFP六、注漿堵水六、注漿堵水堵，即注漿堵水。堵，即注漿堵水。v將專門制備的漿液將專門制備的漿液堵水材料通過鉆孔壓入地層的裂隙、溶隙或斷層破碎帶，堵水材料通過鉆孔壓入地層的裂隙、溶隙或斷層破碎帶，使?jié){液擴(kuò)張、凝固、硬化，達(dá)到充填堵塞涌水通道、隔離水源之目的。注漿堵水使?jié){液擴(kuò)張、凝固、硬化，達(dá)到充填堵塞涌水通道、隔離水源之目的。注漿堵水方法簡便，效果較好，是防止礦井涌水行之有效的措施，故得到了廣泛的應(yīng)用。方法簡便，效果較好，是

42、防止礦井涌水行之有效的措施，故得到了廣泛的應(yīng)用。一般在下列場合采用注漿堵水。一般在下列場合采用注漿堵水。 當(dāng)涌水水源本身水量不大，但與其他強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的當(dāng)涌水水源本身水量不大，但與其他強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法排除礦井涌水成為不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。方法排除礦井涌水成為不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。 當(dāng)井筒或巷道必須穿過若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水?dāng)井筒或巷道必須穿過若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬樱绻欢伦∷磳⒔o礦井建設(shè)帶來很大危害，甚至不可能進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)。源將給礦井建設(shè)帶來很大危害，甚至不可能進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)。 當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水，為了加固井壁、改善勞動(dòng)條件

43、、減少排水費(fèi)用時(shí)。當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水，為了加固井壁、改善勞動(dòng)條件、減少排水費(fèi)用時(shí)。 某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井的涌水量，降低常年排水費(fèi)用時(shí)。某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井的涌水量，降低常年排水費(fèi)用時(shí)。v 要搞好注漿堵水，首先要制訂好方案，合理選擇制作漿液的材料；其次要掌握要搞好注漿堵水，首先要制訂好方案，合理選擇制作漿液的材料；其次要掌握好注漿工藝，確保注漿質(zhì)量，只有這樣才能保證堵水的效果。好注漿工藝，確保注漿質(zhì)量，只有這樣才能保證堵水的效果。 從第六章開始，將對注漿堵水技術(shù)做重點(diǎn)介紹。從第六章開始，將對注漿堵水技術(shù)做重點(diǎn)介紹。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第

44、二節(jié)第二節(jié) 井下防治水井下防治水第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水采掘工作面遇到下列情況之一必須探水：采掘工作面遇到下列情況之一必須探水： 接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時(shí)。接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時(shí)。 接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。 打開隔離煤柱放水時(shí)。打開隔離煤柱放水時(shí)。 接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。通的斷層破碎帶時(shí)。 接近有出水可能的鉆孔時(shí)。接近有出水可能的鉆孔時(shí)。 接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。 接近其他有可能出水地區(qū)時(shí)

45、。接近其他有可能出水地區(qū)時(shí)。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水一、探放水原則及程序一、探放水原則及程序v 依富水區(qū)域水量的多少、礦井現(xiàn)有排水能力、水依富水區(qū)域水量的多少、礦井現(xiàn)有排水能力、水的動(dòng)力補(bǔ)給量、水質(zhì)和疏放后可能解放煤炭的資源的動(dòng)力補(bǔ)給量、水質(zhì)和疏放后可能解放煤炭的資源量等因素，綜合考慮，以安全、經(jīng)濟(jì)、合理為原則。量等因素，綜合考慮，以安全、經(jīng)濟(jì)、合理為原則。v 對老窯水探放，可分為以下幾種：對老窯水探放，可分為以下幾種： 積極探放。積極探放。 先堵后探放。先堵后探放。 先降壓后探放。先降壓后探放。 先隔離后探放。先隔離后探放。第五章第五

46、章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水（一）老空、老窯探放水原則（一）老空、老窯探放水原則v 在探水前對探測區(qū)域內(nèi)含水層、含水構(gòu)造、老窯在探水前對探測區(qū)域內(nèi)含水層、含水構(gòu)造、老窯積水區(qū)等進(jìn)行調(diào)查，圈定探測范圍，確定積水邊界，積水區(qū)等進(jìn)行調(diào)查，圈定探測范圍，確定積水邊界，隨后劃定探水線，編制探、放水設(shè)計(jì)，確定掘進(jìn)超隨后劃定探水線，編制探、放水設(shè)計(jì)，確定掘進(jìn)超前距離。前距離。v 完成上述內(nèi)容后進(jìn)行探水和整理探水資料，隨后完成上述內(nèi)容后進(jìn)行探水和整理探水資料，隨后確定掘進(jìn)距離，通知開拓單位掘進(jìn)，然后再探水。確定掘進(jìn)距離，通知開拓單位掘進(jìn)，然后再探水。依此類推，循環(huán)進(jìn)

47、行，直到揭露老窯區(qū)，放盡積水依此類推，循環(huán)進(jìn)行，直到揭露老窯區(qū)，放盡積水為止。為止。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水（二）探放水程序（二）探放水程序二、小窯、老窯積水邊界與探水線的確定二、小窯、老窯積水邊界與探水線的確定v 將調(diào)查所得小窯、老窯分布資料，經(jīng)物探將調(diào)查所得小窯、老窯分布資料，經(jīng)物探及鉆探核定后，劃定積水范圍，圈定積水邊界及鉆探核定后，劃定積水范圍，圈定積水邊界線，其深部界線應(yīng)根據(jù)小窯或老窯的最深下山線，其深部界線應(yīng)根據(jù)小窯或老窯的最深下山劃定。劃定。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水

48、（一）積水邊界線的確定（一）積水邊界線的確定v探水線：探水線： 沿積水線水平外推沿積水線水平外推505060m60m距離劃一條線即為。距離劃一條線即為。v此數(shù)值視積水邊界線的可靠程度、水壓力大小、此數(shù)值視積水邊界線的可靠程度、水壓力大小、煤的堅(jiān)硬程度等因素來確定。煤的堅(jiān)硬程度等因素來確定。v當(dāng)掘進(jìn)巷道至此線時(shí)，開始探水。當(dāng)掘進(jìn)巷道至此線時(shí)，開始探水。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水（二）探水線的確定（二）探水線的確定v警戒線：警戒線： 由探水線再平行外推由探水線再平行外推5050150m150m（在上山掘進(jìn)時(shí)指傾（在上山掘進(jìn)時(shí)指傾斜距離）即為警

49、戒線斜距離）即為警戒線. .v 當(dāng)巷道掘進(jìn)至此線后，應(yīng)警惕積水威脅，注意掘進(jìn)時(shí)工當(dāng)巷道掘進(jìn)至此線后，應(yīng)警惕積水威脅，注意掘進(jìn)時(shí)工作面水情變化，如發(fā)現(xiàn)有透（突）水征兆，提前探放水。作面水情變化，如發(fā)現(xiàn)有透（突）水征兆，提前探放水。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水（三）警戒線（三）警戒線三、井下電測法超前水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)三、井下電測法超前水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)v 當(dāng)前，我國已開發(fā)的礦井物探方法有當(dāng)前，我國已開發(fā)的礦井物探方法有10余種，其余種，其中電法類有無線電波透視法（坑透法）、礦井地質(zhì)雷達(dá)、中電法類有無線電波透視法（坑透法）、礦井地質(zhì)雷達(dá)、礦井直流電

50、法；地震類有槽波地震法、瑞利波地震法、礦井直流電法；地震類有槽波地震法、瑞利波地震法、井下高分辨地震勘探和巖體聲波探測；此外，還有磁法、井下高分辨地震勘探和巖體聲波探測；此外，還有磁法、微重力法、紅外遙感等。微重力法、紅外遙感等。v 礦井物探技術(shù)與常規(guī)探測手段相比，具有設(shè)備投資礦井物探技術(shù)與常規(guī)探測手段相比，具有設(shè)備投資少、儀器輕便、作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活、工作周期短、成本低和少、儀器輕便、作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活、工作周期短、成本低和見效快等優(yōu)點(diǎn)，而且儀器防爆性能好，使用條件不受限見效快等優(yōu)點(diǎn)，而且儀器防爆性能好，使用條件不受限制，因此近些年在全國煤礦推廣使用比較快，在礦井地制，因此近些年在全國煤礦推廣使用比較快

51、，在礦井地質(zhì)探測中正發(fā)揮著越來越大的作用。質(zhì)探測中正發(fā)揮著越來越大的作用。v 下面介紹一些在我國應(yīng)用比較成熟的物探方法。下面介紹一些在我國應(yīng)用比較成熟的物探方法。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水（一）直流電法（一）直流電法第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水1. 直流電法儀超前水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)的基本原理直流電法儀超前水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)的基本原理v 一個(gè)點(diǎn)電源一個(gè)點(diǎn)電源 O 在均勻介質(zhì)中的電場形態(tài)為球形（圖在均勻介質(zhì)中的電場形態(tài)為球形（圖5-7），每個(gè)球殼為一個(gè)等電位面，），每個(gè)球殼為一個(gè)等電位面，不同

52、等電位面上不同等電位面上 A、B 兩點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電位差，電位差的大小與其通過的介質(zhì)的導(dǎo)電性（電阻兩點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電位差，電位差的大小與其通過的介質(zhì)的導(dǎo)電性（電阻率）有關(guān)。用直流電法儀測得率）有關(guān)。用直流電法儀測得 A、B 兩點(diǎn)的電位差，依公式可計(jì)算出介質(zhì)的視電阻率。兩點(diǎn)的電位差，依公式可計(jì)算出介質(zhì)的視電阻率。圖圖5-7 點(diǎn)電源在均勻介質(zhì)中的電場形態(tài)點(diǎn)電源在均勻介質(zhì)中的電場形態(tài)j電流線A等電位面BCA B CO掘進(jìn)巷道BY3X3Y2X2Y1X1A3A2A1圖圖5-8 三個(gè)不同電場觀測示意圖三個(gè)不同電場觀測示意圖v 在巷道中設(shè)在巷道中設(shè) A、B 兩極供電點(diǎn)，其中兩極供電點(diǎn)，其中 B 點(diǎn)設(shè)在無窮遠(yuǎn)（大于測量范

53、圍點(diǎn)設(shè)在無窮遠(yuǎn)（大于測量范圍3倍以上），就形倍以上），就形成了以成了以 A 點(diǎn)為中心穩(wěn)定的球形電場。設(shè)點(diǎn)為中心穩(wěn)定的球形電場。設(shè)3個(gè)不同球形電場個(gè)不同球形電場 A1、A2 、A3 （圖（圖5-8）進(jìn)行）進(jìn)行測試，可以得到測試，可以得到3組前方相切的介質(zhì)的視電阻率，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，消除其他方向上的干擾，組前方相切的介質(zhì)的視電阻率，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，消除其他方向上的干擾，得到前方切點(diǎn)得到前方切點(diǎn)D處的視電阻率。連續(xù)觀測就得到工作面前方不同距離處介質(zhì)的視電阻率變化處的視電阻率。連續(xù)觀測就得到工作面前方不同距離處介質(zhì)的視電阻率變化曲線，含水地點(diǎn)的巖石視電阻率會(huì)大大降低，依視電阻率變化情況可以推測到工作面

54、正前方曲線，含水地點(diǎn)的巖石視電阻率會(huì)大大降低，依視電阻率變化情況可以推測到工作面正前方水文地質(zhì)是否有異常。水文地質(zhì)是否有異常。第五章第五章 礦井水災(zāi)防治技術(shù)礦井水災(zāi)防治技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 井下探放水井下探放水2. 直流電法儀工作原理直流電法儀工作原理v 直流電法儀是工程隧道、井下巷道電法物探儀器。儀器由鋰電池組、逆變聲壓、整流濾直流電法儀是工程隧道、井下巷道電法物探儀器。儀器由鋰電池組、逆變聲壓、整流濾波、極性變換、單片機(jī)控制、波、極性變換、單片機(jī)控制、A/D 轉(zhuǎn)換、顯示、存儲、通訊等電路組成。轉(zhuǎn)換、顯示、存儲、通訊等電路組成。其工作原理見圖其工作原理見圖3-9。逆變升壓電 路整流電路電流電壓

55、取樣電路變頻輸出單 片計(jì)算機(jī)存儲器鍵 盤電源電路串口通訊PC顯 示 器A/D轉(zhuǎn)換器MNAB圖圖5-9 直流電法儀工作原理示意圖直流電法儀工作原理示意圖v 電池輸出的直流電壓經(jīng)逆變升壓電路產(chǎn)生電池輸出的直流電壓經(jīng)逆變升壓電路產(chǎn)生 83 V 的高壓，經(jīng)整流濾波、極性變換電路輸?shù)母邏?，?jīng)整流濾波、極性變換電路輸出，即通過出，即通過 A、B 電極供入大地，建立穩(wěn)定的人工電場；同時(shí)通過電極供入大地，建立穩(wěn)定的人工電場；同時(shí)通過 M、N 電極接收大地的電極接收大地的感應(yīng)電壓信號，經(jīng)感應(yīng)電壓信號，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送單片機(jī)控制電路，測量電壓和供電電流，轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送單片機(jī)控制電路，

56、測量電壓和供電電流，經(jīng)過計(jì)算存入存儲器。顯示器用來顯示參數(shù)和測量數(shù)據(jù)，存儲器用于測量參數(shù)和測量數(shù)據(jù)的經(jīng)過計(jì)算存入存儲器。顯示器用來顯示參數(shù)和測量數(shù)據(jù)，存儲器用于測量參數(shù)和測量數(shù)據(jù)的儲存。存儲器中的數(shù)據(jù)通過儲存。存儲器中的數(shù)據(jù)通過 RS232 串行通訊口傳送到串行通訊口傳送到 PC 機(jī)中，在機(jī)中，在 PC 機(jī)中完成數(shù)據(jù)的機(jī)中完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和成果圖的繪制。轉(zhuǎn)換和成果圖的繪制。3. 工程實(shí)例工程實(shí)例 v 登封市廟莊煤礦是一個(gè)技改礦井，登封市廟莊煤礦是一個(gè)技改礦井， 2006年年5月對該礦的部分巷道采用直流電法進(jìn)行了超前探測，根月對該礦的部分巷道采用直流電法進(jìn)行了超前探測，根據(jù)探測結(jié)果對其水文地質(zhì)進(jìn)行

57、了預(yù)測預(yù)報(bào)。據(jù)探測結(jié)果對其水文地質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測預(yù)報(bào)。（1）測點(diǎn)布置）測點(diǎn)布置v 井下直流電法勘探通常為對稱四極測深裝置和三極超前測深裝置，由于此次超前探測的目的是了解運(yùn)輸大巷掘進(jìn)工作井下直流電法勘探通常為對稱四極測深裝置和三極超前測深裝置，由于此次超前探測的目的是了解運(yùn)輸大巷掘進(jìn)工作面前方的斷層含水情況，所以采用三極測深布極法。面前方的斷層含水情況，所以采用三極測深布極法。v在掘進(jìn)工作面迎頭布置供電極在掘進(jìn)工作面迎頭布置供電極 A1、A2、A3，間距，間距 4 m，A1 布置在掘進(jìn)工作面迎頭位置布置在掘進(jìn)工作面迎頭位置 1 m位置，接收極位置，接收極 M、N ，間距間距 4 m，在掘進(jìn)工作面迎頭

58、后，在掘進(jìn)工作面迎頭后 300 m處布置處布置 B 極作為無窮遠(yuǎn)極。距供電極極作為無窮遠(yuǎn)極。距供電極 A112 m 開始跑極，觀測記錄各點(diǎn)視電開始跑極，觀測記錄各點(diǎn)視電阻率阻率 ，然后在計(jì)算機(jī)上繪制，然后在計(jì)算機(jī)上繪制 A1、A2、A3 點(diǎn)視電阻率曲線圖。以各條曲線上距點(diǎn)視電阻率曲線圖。以各條曲線上距 A1 供電點(diǎn)等距低阻點(diǎn)為依據(jù)，分別供電點(diǎn)等距低阻點(diǎn)為依據(jù)，分別以以 A1、A2、A3 點(diǎn)為圓心繪圓，三圓相交點(diǎn)即為前方低阻異常點(diǎn)。點(diǎn)為圓心繪圓，三圓相交點(diǎn)即為前方低阻異常點(diǎn)。測點(diǎn)布置見（圖測點(diǎn)布置見（圖3-10） 圖圖5-10 測點(diǎn)布置圖測點(diǎn)布置圖掘進(jìn)工作面A1A3A2MNBAMNB操作臺（2）

59、 成果分析成果分析v 將井下采集的數(shù)據(jù)通過將井下采集的數(shù)據(jù)通過RS232串行通訊口傳送到計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中通過串行通訊口傳送到計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中通過 Sufer8 完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和成果圖的繪制，完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和成果圖的繪制，詳見圖詳見圖5-11。v 本次采用直流電法儀三極布極法，對巷道超前探測本次采用直流電法儀三極布極法，對巷道超前探測 100 m，共測得數(shù)據(jù)，共測得數(shù)據(jù) 75 組，其中可信數(shù)據(jù)組，其中可信數(shù)據(jù) 73 組，有效探測距離組，有效探測距離為為 85 m。圖中用兩種方式表達(dá)介質(zhì)的視電阻率大小，一是視電阻率等值線；一是顏色深淺，顏色較淺部分表示視電阻率。圖中用兩種方式表達(dá)介質(zhì)的視電

60、阻率大小，一是視電阻率等值線；一是顏色深淺，顏色較淺部分表示視電阻率較低，顏色較深的部分表示視電阻率較高。圖像下方數(shù)字代表距巷道掘進(jìn)工作面距離。較低，顏色較深的部分表示視電阻率較高。圖像下方數(shù)字代表距巷道掘進(jìn)工作面距離。v 從圖中可以看出：從圖中可以看出：工作面前方工作面前方 484857 m57 m為一低阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為為一低阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為55556565，比正常介質(zhì)視電阻率低得多，比正常介質(zhì)視電阻率低得多，可視為富水區(qū)；可視為富水區(qū)；606068 m68 m之間為一高阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為之間為一高阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為145145155155，比正常