煤礦防治水理論及實踐

1、煤礦防治水理論與實踐煤礦防治水理論與實踐中煤科工集團中煤科工集團西安研究院有限公司西安研究院有限公司王新王新 研究員研究員一、近年水害事故概況一、近年水害事故概況二、煤礦防治水基本概念與理論二、煤礦防治水基本概念與理論三、礦井水害因素探查方法三、礦井水害因素探查方法四、水害防治方法四、水害防治方法五、煤礦防治水技術體系與思想體系五、煤礦防治水技術體系與思想體系2022-3-26一、近年水害事故概況一、近年水害事故概況2022-3-26351432509551357605417255263166224192122897910410915913711810999635947384424211901

2、0020030040050060070020002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420002014年煤礦水害事故統(tǒng)計年煤礦水害事故統(tǒng)計死亡人數(shù)事故起數(shù)2022-3-26事故特點及原因事故特點及原因：1 1、較大以上事故比例較大：危害大，影響大。、較大以上事故比例較大：危害大，影響大。 33死亡人數(shù)死亡人數(shù)10102 2、老空水、灰?guī)r水和地表水為主要水害水源老空水、灰?guī)r水和地表水為主要水害水源。反映對老空水探查、治理技術手段不能滿足安全要求；反映對老空水探查、治理技術手段不能滿足安全要求；反映地下水賦存條件的復雜。反映

3、地下水賦存條件的復雜。2022-3-263 3、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害事故所占的比例較大。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害事故所占的比例較大。反映了煤礦安全管理水平反映了煤礦安全管理水平和水害事故之間的關系。和水害事故之間的關系。2022-3-264 4、掘進工作面為主要的透水地點掘進工作面為主要的透水地點近近5年年70起較大透水事故發(fā)生地點對比圖起較大透水事故發(fā)生地點對比圖20082012年較大透水事故發(fā)生地點對比圖年較大透水事故發(fā)生地點對比圖反映超前探技術和隱伏構(gòu)反映超前探技術和隱伏構(gòu)造探查技術落后；造探查技術落后；越層越界開采嚴重。越層越界開采嚴重。2022-3-26案例案例基安達煤業(yè)基安達煤業(yè)有限公司有限公司“8.

4、1” 透水透水事故事故2012年8月1日凌晨3時許，位于山西省洪洞縣境內(nèi)的山西陸合集團基安達煤業(yè)有限公司1002綜采工作面發(fā)生透水事故，造成8人遇難。1 0 0 2 綜 采 工 作 面采采空空冒冒落落區(qū)區(qū)工工作作面面支支架架1 0 0 2 回 風 順 槽約 7 . 5 m約 6 m透 水 點聯(lián) 巷水 流 方 向N N1 0 0 2 運 輸 順 槽1 0 0 6 2 掘 進 巷透水點透水點11號 煤 層 老 空 巷 道工 作 面 采 空 冒 落 區(qū)約 5m約 6m回 風 順 槽外 側(cè) 煤 壁約 2.5m透水水源是下覆透水水源是下覆11號煤層的采（古）空區(qū)積水，透水總量約為號煤層的采（古）空區(qū)積水

5、，透水總量約為21000m3 ，透水后透水后2h巷道內(nèi)水位基本穩(wěn)定，因此本次透水事故平均透水強度為巷道內(nèi)水位基本穩(wěn)定，因此本次透水事故平均透水強度為10500m3/h。經(jīng)調(diào)查分析認定，這是一起由于經(jīng)調(diào)查分析認定，這是一起由于11號煤層采（古）空積號煤層采（古）空積水突破水突破10號煤層底板而發(fā)生的透水事故。號煤層底板而發(fā)生的透水事故。1、10號煤層未達到勘探程度，不具備開采條件；號煤層未達到勘探程度，不具備開采條件；2、10、11號煤層采空區(qū)及采空區(qū)積水情況不清；號煤層采空區(qū)及采空區(qū)積水情況不清；3、未落實、未落實“預測預報、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采預測預報、有掘必探、有采必探、

6、先探后掘、先探后采”的防治水原則。的防治水原則。4、防治水機構(gòu)不健全，沒有防治水專業(yè)技術人員，防治水工作不到位。、防治水機構(gòu)不健全，沒有防治水專業(yè)技術人員，防治水工作不到位。主要原因：主要原因：二、基本概念與基本理論二、基本概念與基本理論2022-3-26煤礦防治水煤礦防治水特定特定含義含義煤礦煤礦水水防治防治2022-3-261煤礦：不同于其他礦產(chǎn)開發(fā)。煤礦：不同于其他礦產(chǎn)開發(fā)。水：作為一種災害對待。（非資源）水：作為一種災害對待。（非資源）防治：事前預防和事后治理。防治：事前預防和事后治理。煤礦水害事故帶給我們的教訓是非常慘痛的。煤礦水害事故帶給我們的教訓是非常慘痛的。嚴重威脅煤礦工人的生

7、命安全。嚴重威脅煤礦工人的生命安全。2022-3-26煤礦防治水的范圍與任務：煤礦防治水的范圍與任務：1、煤礦開發(fā)前、煤礦開發(fā)前、開采過程中開采過程中以及開采結(jié)束后的全部過程。以及開采結(jié)束后的全部過程。2、發(fā)現(xiàn)水害隱患，認識水害規(guī)律，預防水害，治理水害。、發(fā)現(xiàn)水害隱患，認識水害規(guī)律，預防水害，治理水害。煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定指出了指出了10種水害類型：種水害類型：地表水，孔隙水，裂隙水，巖溶水，老空水，地表水，孔隙水，裂隙水，巖溶水，老空水，斷裂構(gòu)造水，陷落柱水，鉆孔水，頂板水，底板水。斷裂構(gòu)造水，陷落柱水，鉆孔水，頂板水，底板水。地表水，老空水，頂板水，底板水地表水，老空水，頂板水，底

8、板水2022-3-26煤礦防治水是一項系統(tǒng)工程煤礦防治水是一項系統(tǒng)工程規(guī)劃、設計、勘探、施工、裝備、論證與評價規(guī)劃、設計、勘探、施工、裝備、論證與評價技術研究與開發(fā)、人才培養(yǎng)等。技術研究與開發(fā)、人才培養(yǎng)等。針對我國煤礦水文地質(zhì)復雜和煤礦針對我國煤礦水文地質(zhì)復雜和煤礦水害事故水害事故頻發(fā)的實際情況，頻發(fā)的實際情況，國家煤礦安全監(jiān)察國家煤礦安全監(jiān)察局在局在認真總結(jié)各方面教訓、歸納提煉各地認真總結(jié)各方面教訓、歸納提煉各地成功成功經(jīng)驗經(jīng)驗、組織專家廣泛論證基礎上，提出了、組織專家廣泛論證基礎上，提出了煤礦水煤礦水害防治害防治“預測預報，預測預報，有疑必探，先探后有疑必探，先探后掘，掘，先治后采先治后采

9、”的十六字原則和的十六字原則和“防、堵、疏、防、堵、疏、排、排、截截”五項綜合治理措施。五項綜合治理措施。2022-3-26含水層：含水層：含水層是指儲有地下水的透水層。含水層是指儲有地下水的透水層。 屬性有補給、徑流、排泄。屬性有補給、徑流、排泄。 隔水層：隔水層：隔水層就是不能透過并不能給水或隔水層就是不能透過并不能給水或只能透過或給出極少量水的巖層。只能透過或給出極少量水的巖層。礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)程礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)程規(guī)定：一般規(guī)定：一般將鉆孔單位涌水量小于將鉆孔單位涌水量小于0.001L/s.m的巖層視為隔的巖層視為隔水層。水層。 2022-3-262含水層與隔水層含水

10、層與隔水層含水層的時空變化含水層的時空變化隔水層與巖性的關系隔水層與巖性的關系巖層之間的接觸關系巖層之間的接觸關系含隔水層的厚度含隔水層的厚度2022-3-26含水層的劃分勘探過程中如何劃分含水層？勘探過程中如何劃分含水層？巖石孔隙裂隙發(fā)育提供較多的儲水空間，空隙、溶隙、孔洞、張開結(jié)構(gòu)面等。巖石孔隙裂隙發(fā)育提供較多的儲水空間，空隙、溶隙、孔洞、張開結(jié)構(gòu)面等。巖層的儲水空間在開采之前是天然的，開采過程或開采之后有人為的因素，巖層的儲水空間在開采之前是天然的，開采過程或開采之后有人為的因素，比如采礦引起的導水裂隙帶，水文地質(zhì)補充勘探就將面臨這種問題?？碧奖热绮傻V引起的導水裂隙帶，水文地質(zhì)補充勘探就

11、將面臨這種問題?？碧竭^程中如何發(fā)現(xiàn)這些儲水空間呢？主要通過鉆探充洗液的消耗來判定。測過程中如何發(fā)現(xiàn)這些儲水空間呢？主要通過鉆探充洗液的消耗來判定。測井、流量測井等方法也能從巖層的物理性質(zhì)和巖層水流動狀況反映巖層是井、流量測井等方法也能從巖層的物理性質(zhì)和巖層水流動狀況反映巖層是否為含水層。否為含水層。鉆孔單位涌水量鉆孔單位涌水量0.001L/s.m0.001L/s.m的巖層為隔水層的巖層為隔水層2022-3-26延安組延安組直羅組直羅組J2Z2隔水層風化裂隙帶風化裂隙帶J2Z1含水層開采煤層開采煤層80mQ第四系松散層相對隔水層有地層缺失，下伏地層遭受風有地層缺失，下伏地層遭受風化侵蝕，形成風化

12、裂隙帶化侵蝕，形成風化裂隙帶若隔水層缺失，下伏含水層遭受風化若隔水層缺失，下伏含水層遭受風化侵蝕，裂隙發(fā)育，富水條件好侵蝕，裂隙發(fā)育，富水條件好2022-3-26水文地質(zhì)條件：水文地質(zhì)條件：是指地下水埋藏、分布，補給、徑流是指地下水埋藏、分布，補給、徑流和排泄條件，水質(zhì)和水量及其形成地質(zhì)條件的總稱。和排泄條件，水質(zhì)和水量及其形成地質(zhì)條件的總稱。開采水文地質(zhì)條件：開采水文地質(zhì)條件：開采因素影響下的水開采因素影響下的水 文文地質(zhì)條件。（地質(zhì)條件。（圍巖破壞帶、頂?shù)装迤茐膸?、采空區(qū)等）是圍巖破壞帶、頂?shù)装迤茐膸?、采空區(qū)等）是防治水重點研究的對象。防治水重點研究的對象。前者是原始的，煤層開采前的條件，

13、煤礦地質(zhì)勘探期反映的就是這樣的前者是原始的，煤層開采前的條件，煤礦地質(zhì)勘探期反映的就是這樣的條件，表明了煤層所處的水文地質(zhì)環(huán)境。后者則是受開采影響的變化后條件，表明了煤層所處的水文地質(zhì)環(huán)境。后者則是受開采影響的變化后的水文地質(zhì)條件，改變了原始的徑流、排泄條件，改變了含隔水層的分的水文地質(zhì)條件，改變了原始的徑流、排泄條件，改變了含隔水層的分布，改變了水質(zhì)等條件。布，改變了水質(zhì)等條件。2022-3-263開采水文開采水文地質(zhì)與一般水文地質(zhì)的區(qū)別地質(zhì)與一般水文地質(zhì)的區(qū)別從災害防范與控制的從災害防范與控制的角度開展研究工作。角度開展研究工作。從資源開發(fā)與利用的從資源開發(fā)與利用的角度開展研究工作。角度開

14、展研究工作。只研究含水體及其只研究含水體及其影響因素。影響因素。必須研究含水體與采礦必須研究含水體與采礦活動之間內(nèi)在關系?；顒又g內(nèi)在關系。只研究含水層。只研究含水層。必須研究隔水層。必須研究隔水層。隨開采條件而變化。隨開采條件而變化。 相對穩(wěn)定。相對穩(wěn)定。2022-3-26 礦井充水條件與礦井水害礦井充水條件與礦井水害 研究礦井充水條件是研究礦井充水條件是礦井防治水的礦井防治水的核心內(nèi)容核心內(nèi)容 礦坑充水特點、水量大小及動態(tài)取于充水條件礦坑充水特點、水量大小及動態(tài)取于充水條件 只有查明礦井充水條件，才能正確預測礦坑涌水量只有查明礦井充水條件，才能正確預測礦坑涌水量 礦井充水條件礦井充水條件包

15、括三個包括三個方面：方面： 充水水源充水水源 充水充水途徑途徑 涌水量涌水量2022-3-264礦井水害：礦井水害：煤礦水害是煤礦五大災害（瓦斯、水害、火災、煤塵與頂板事故）之一，煤礦水害是煤礦五大災害（瓦斯、水害、火災、煤塵與頂板事故）之一，是僅次于瓦斯的煤礦重大危險源。是僅次于瓦斯的煤礦重大危險源。水害三要素：水害三要素：水源、通道、水量。水源、通道、水量。2022-3-26煤礦水害煤礦水害充水水源充水水源充水通道充水通道充水水量充水水量礦井水害三因素礦井水害三因素充水條件充水條件充水因素充水因素2022-3-26常見的礦坑充水水源常見的礦坑充水水源間接充水水源間接充水水源直接充水水源直接

16、充水水源自身充水水源自身充水水源間接頂板水間接頂板水間接底板水間接底板水直接頂板水直接頂板水直接底板水直接底板水工作面位于工作面位于含水層之中含水層之中2022-3-26常見的充水途徑常見的充水途徑天然通道天然通道人工通道人工通道導水裂隙導水裂隙導水斷層導水斷層陷陷 落落 柱柱巖溶塌洞巖溶塌洞上三上三帶帶下三下三帶帶防水煤巖柱防水煤巖柱不良鉆孔不良鉆孔常見礦井充水途徑常見礦井充水途徑2022-3-26正常水量正常水量最大水量最大水量災害水量災害水量常見的水量類型常見的水量類型礦井充水因素的不同組合會形成不同類礦井充水因素的不同組合會形成不同類型的礦井水文地質(zhì)條件和礦井水害類型型的礦井水文地質(zhì)條

17、件和礦井水害類型常見的礦井涌水量類型常見的礦井涌水量類型2022-3-26涌水量：涌水量：正常涌水量，最大涌水量。正常涌水量，最大涌水量。煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程：礦井正常涌水量：礦井開采期間，單位時間內(nèi)流入礦井的水量。礦井正常涌水量：礦井開采期間，單位時間內(nèi)流入礦井的水量。最大涌水量：礦井開采期間，正常情況下礦井涌水量的高峰值。最大涌水量：礦井開采期間，正常情況下礦井涌水量的高峰值。主要和人為條件和降雨量有關。主要和人為條件和降雨量有關?；⒕S岳：虎維岳：指在單位時間內(nèi)，某種水源的水通過指在單位時間內(nèi)，某種水源的水通過非人工受控非人工受控但可以明確預計到但可以明確預計到的過水通道，自然而又的過

18、水通道，自然而又無法人為控制無法人為控制地流入礦井采掘空間的水量總和。地流入礦井采掘空間的水量總和。2022-3-265排水量礦井涌礦井涌水量水量突（透）水量疏放水量井下用水量鉆孔泄水量可以預測的水量可以預測的水量2022-3-262022-3-26探放水概念探放水概念：煤礦防治水手冊煤礦防治水手冊探水和放水總稱。探水和放水總稱。探水探水采礦過程中用超前勘探的方法，查明采掘工作面采礦過程中用超前勘探的方法，查明采掘工作面頂板底板、側(cè)幫和前方等水體的具體空間位置、狀況等頂板底板、側(cè)幫和前方等水體的具體空間位置、狀況等情況，目的是為有效地防治礦井水害做好必要的準備。情況，目的是為有效地防治礦井水害

19、做好必要的準備。放水放水為了預防水害事故發(fā)生，在探明情況后采用鉆孔為了預防水害事故發(fā)生，在探明情況后采用鉆孔等安全方式將水放出，是防治水手段之一。等安全方式將水放出，是防治水手段之一。6查明水情，消除水患。查明水情，消除水患。2022-3-261 1、探的方法：只要能夠達到探明水情的目的，任、探的方法：只要能夠達到探明水情的目的，任何方法都可以。（當然，方法應滿足實際條件的需何方法都可以。（當然，方法應滿足實際條件的需求。）物探、鉆探，化探，巷探，測試等。求。）物探、鉆探，化探，巷探，測試等。2 2、探水的結(jié)果：不是簡單的有水無水、水大水小，、探水的結(jié)果：不是簡單的有水無水、水大水小，而是要查

20、明水的補給來源、巖層富水性、構(gòu)造影響而是要查明水的補給來源、巖層富水性、構(gòu)造影響等條件。等條件。3 3、放水是消除水害隱患的，所以放水后的安全評、放水是消除水害隱患的，所以放水后的安全評價非常重要。價非常重要。探放水設計程序內(nèi)容設計內(nèi)容設計審批布孔要求超前距和止水套管復雜探放水設計安全措施探放水鉆孔的問題勘探類型勘探類型劃分劃分：（依據(jù)礦床主要含水層的儲水空間特征）：（依據(jù)礦床主要含水層的儲水空間特征）三三 類類第一類：孔隙充水礦床第一類：孔隙充水礦床第二類：裂隙充水礦床第二類：裂隙充水礦床第三類：巖溶充水礦床第三類：巖溶充水礦床三三 型型第一型：水文地質(zhì)條件簡單礦床第一型：水文地質(zhì)條件簡單礦

21、床第二型：水文地質(zhì)條件中等礦床第二型：水文地質(zhì)條件中等礦床第三型：水文地質(zhì)條件復雜礦床第三型：水文地質(zhì)條件復雜礦床水文地質(zhì)勘探類型和礦井水文地質(zhì)類型水文地質(zhì)勘探類型和礦井水文地質(zhì)類型2022-3-267水文地質(zhì)勘探類型水文地質(zhì)勘探類型：劃分的目的是為不同類型礦床的勘探工程設定不同工程：劃分的目的是為不同類型礦床的勘探工程設定不同工程量、勘探程度以及礦井涌水量計算等技術要求。量、勘探程度以及礦井涌水量計算等技術要求。比如：孔隙充水簡單型礦床在勘查階段的水文地質(zhì)剖面要求至少一條，但在比如：孔隙充水簡單型礦床在勘查階段的水文地質(zhì)剖面要求至少一條，但在復雜型礦床要求至少復雜型礦床要求至少4條剖面，各剖

22、面上不少于條剖面，各剖面上不少于3個水文孔；水文地質(zhì)條個水文孔；水文地質(zhì)條件簡單的礦區(qū)，可計算全礦區(qū)的正常和最大涌水量。立足與勘探，圍繞件簡單的礦區(qū)，可計算全礦區(qū)的正常和最大涌水量。立足與勘探，圍繞如何將勘探工作做好，與開采安全關系不大。如何將勘探工作做好，與開采安全關系不大。礦井水文地質(zhì)類型礦井水文地質(zhì)類型：劃分的目的是保證礦井安全生產(chǎn)，按照不同類型水文地：劃分的目的是保證礦井安全生產(chǎn)，按照不同類型水文地質(zhì)條件，對煤礦安全進行安全監(jiān)管。質(zhì)條件，對煤礦安全進行安全監(jiān)管。比如：水文地質(zhì)條件復雜的礦井要求設立專門的防治水機構(gòu)，裝備必要的防比如：水文地質(zhì)條件復雜的礦井要求設立專門的防治水機構(gòu)，裝備必

23、要的防治水搶險救災設備，探放水應當堅持治水搶險救災設備，探放水應當堅持“有掘必探有掘必探”原則。原則。2022-3-26 煤層開采后，采空區(qū)上方根據(jù)巖層變形和破壞情況，通?？煞譃椤叭龓А?，即冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶 。 彎曲下沉帶彎曲下沉帶裂隙帶裂隙帶冒落帶冒落帶煤層開采上三帶理論：煤層開采上三帶理論：2022-3-268影響導水裂隙帶的因素：影響導水裂隙帶的因素：1、巖層巖性、傾角和強度；、巖層巖性、傾角和強度；2、采高；、采高；3、厚煤層分層數(shù)；、厚煤層分層數(shù)；4、采空面積；、采空面積；5、時間；、時間；6、采煤方法和頂板管理法。、采煤方法和頂板管理法。覆覆 巖巖巖巖 性性單向抗壓單向抗

24、壓強度強度( (MPaMPa) ) 主要巖石名稱主要巖石名稱堅硬巖石堅硬巖石中硬巖石中硬巖石軟弱巖石軟弱巖石極軟巖石極軟巖石 40804080 2040 2040 1020 1020 10 10石英砂巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖、礫巖石英砂巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖、礫巖砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂石頁巖、頁巖砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂石頁巖、頁巖泥巖、泥質(zhì)砂巖泥巖、泥質(zhì)砂巖鋁土巖、風化泥巖、粘土、砂質(zhì)粘土鋁土巖、風化泥巖、粘土、砂質(zhì)粘土2022-3-26堅硬中硬軟弱極軟 5 . 2161 . 2100MMHm2 . 2197 . 4100MMHm2 . 1630 . 7100MMHm垮落帶高度 根據(jù)巖石的強度，其垮落帶計算

25、公式如下：2022-3-26導水裂縫帶高度計算公式：式中：式中： 煤層累計采厚，煤層累計采厚，m； 單層采厚不超過單層采厚不超過3m，累計采厚不超過，累計采厚不超過15m。M2022-3-26 綜放開采導水裂縫帶高度計算 據(jù)測定厚煤層綜放開采覆巖破壞的高度與“三下”采煤規(guī)程中通過厚煤層分層開采，且單煤層采厚不超過3m的計算公式得出的結(jié)果相比較，前者要大。 導水裂縫帶高度與開采方法關系曲線導水裂縫帶高度與開采方法關系曲線1-薄煤層或中厚及厚煤層頂分層開采；2-中厚及厚煤層分層開采；3-中厚及厚煤層綜放開采。2022-3-26冒落帶： 導水裂隙帶： 2022-3-26煤礦防治水手冊煤礦防治水手冊，

26、綜放開采兩帶高度經(jīng)驗公式：，綜放開采兩帶高度經(jīng)驗公式：76. 457.2819. 1100MMHm71. 412.1949. 0100MMHm軟弱巖層軟弱巖層中硬巖層中硬巖層49.1188. 626. 0100MMHli99. 681.1033. 0100MMHli確定導水裂隙帶發(fā)育高度方法：確定導水裂隙帶發(fā)育高度方法：1、水文地質(zhì)實測法；、水文地質(zhì)實測法；2、物探法；、物探法；3、室內(nèi)模擬法；、室內(nèi)模擬法；4、經(jīng)驗公式法。、經(jīng)驗公式法。2022-3-26離層水理論：離層水理論：2022-3-269離層離層發(fā)育位置發(fā)育位置 形成離層水的離層空間不能發(fā)育于采場冒裂帶中，而應分布于整體移動帶中，且

27、不能與下部的裂隙帶相導通（即在離層空間下部分布有一定厚度、較為完整的相對隔水層），即可積水離層的位置應滿足可積水離層的位置應滿足： 否則進入離層空間內(nèi)的水體將直接下滲至下部采場，無法積水而形成離層水積水。裂 HH2022-3-262022-3-26QL離層水涌水量特征離層水涌水量特征2022-3-26直羅組直羅組- -延安組不整合接觸開采水文地質(zhì)示意圖延安組不整合接觸開采水文地質(zhì)示意圖J2ZJ2y風化裂隙帶風化裂隙帶冒落帶冒落帶導水裂隙帶導水裂隙帶2022-3-261 1、直羅組不整合于延安組之上，延安組頂部風化裂隙帶可成、直羅組不整合于延安組之上，延安組頂部風化裂隙帶可成為直羅組含水層一部分

28、；為直羅組含水層一部分；2 2、直羅組含水層富水性不均，有天窗補給、辨狀河分布等地、直羅組含水層富水性不均，有天窗補給、辨狀河分布等地段，富水性較強；段，富水性較強；3 3、導水裂隙帶溝通延安組風化裂隙帶，意味著溝通上覆直羅、導水裂隙帶溝通延安組風化裂隙帶，意味著溝通上覆直羅組含水層；組含水層；4 4、當存在沖刷帶、河流侵蝕面較深，接近或溝通冒落帶時，、當存在沖刷帶、河流侵蝕面較深，接近或溝通冒落帶時，易形成突水潰沙易形成突水潰沙隱蔽致災因素隱蔽致災因素；5 5、一般情況下，辨狀河分布地段，雖富水性較其他地段強，、一般情況下，辨狀河分布地段，雖富水性較其他地段強，但補給有限，總體仍以靜儲量為主

29、，具有較強的可疏性。但補給有限，總體仍以靜儲量為主，具有較強的可疏性。不整合接觸理論不整合接觸理論102022-3-26防治水原則防治水原則預測預報預測預報，有疑必，有疑必探探，先探后掘，先先探后掘，先治治后采。后采。三、水害因素探查與評價三、水害因素探查與評價2022-3-261 1、礦井水文地質(zhì)條件探查方法與手段、礦井水文地質(zhì)條件探查方法與手段任務：任務：查明含水層補徑排條件、巖性、厚度、分布、流場查明含水層補徑排條件、巖性、厚度、分布、流場特征、水動力特征、水化學特征、富水性等；含水層之間的水力特征、水動力特征、水化學特征、富水性等；含水層之間的水力聯(lián)系；主要隔水層巖性、厚度、分布、隔水

30、性等；構(gòu)造類型與發(fā)聯(lián)系；主要隔水層巖性、厚度、分布、隔水性等；構(gòu)造類型與發(fā)育程度，采空區(qū)分布，積水區(qū)積水范圍等。育程度，采空區(qū)分布，積水區(qū)積水范圍等。方法：礦井水文地質(zhì)勘探方法：礦井水文地質(zhì)勘探2022-3-26煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定第二十九條：礦井有下列情形之一的，應當進行水文地第二十九條：礦井有下列情形之一的，應當進行水文地質(zhì)補充勘探工作：質(zhì)補充勘探工作：1 1、礦井主要勘探目的層未開展過水文地質(zhì)勘探工作的；、礦井主要勘探目的層未開展過水文地質(zhì)勘探工作的；2 2、礦井原勘探工程量不足，水文地質(zhì)條件尚未查清的；、礦井原勘探工程量不足，水文地質(zhì)條件尚未查清的；3 3、礦井經(jīng)采掘揭露煤巖層

31、后，水文地質(zhì)條件比原勘探報告復雜的；、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的；4 4、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、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)要求的；能滿足生產(chǎn)要求的；5 5、礦井開拓延伸、開采新煤系（組）或者擴大井田范圍、礦井開拓延伸、開采新煤系（組）或者擴大井田范圍設計需要的；設計需要的；6 6、特殊地質(zhì)條件部位或者深部煤層下伏強含水層，煤層底板帶壓，、特殊地質(zhì)條件部位或者深部煤層下伏強含水層，煤層底板帶壓，專門防治水工程提出特殊要求的；專門防治水工程提出特殊要求的；7 7、各種井巷工程穿越強富水性含水層時

32、，施工需要的。、各種井巷工程穿越強富水性含水層時，施工需要的。2022-3-26煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程282條：新建礦井揭露的水文地質(zhì)條件比地質(zhì)報告復雜條：新建礦井揭露的水文地質(zhì)條件比地質(zhì)報告復雜的，應當進行水文地質(zhì)補充勘探，及時查明水害隱患，的，應當進行水文地質(zhì)補充勘探，及時查明水害隱患，采取可靠的安全防范措施。采取可靠的安全防范措施。2022-3-26礦井水文地質(zhì)勘探方法與手段礦井水文地質(zhì)勘探方法與手段水文地質(zhì)測繪水文地質(zhì)測繪水文地質(zhì)鉆探水文地質(zhì)鉆探物物 探探化化 探探水文地質(zhì)試驗水文地質(zhì)試驗水文地質(zhì)測試水文地質(zhì)測試礦井涌水量計算礦井涌水量計算計算機模擬計算機模擬勘探新技術勘探新技術常用

33、技術常用技術2022-3-26水文地質(zhì)鉆探水文地質(zhì)鉆探它所完成的任務內(nèi)容包括以下幾個方面：它所完成的任務內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）完善并建立含水層水動態(tài)觀測系統(tǒng)；）完善并建立含水層水動態(tài)觀測系統(tǒng)；（2）形成礦井水文地質(zhì)試驗系統(tǒng)；）形成礦井水文地質(zhì)試驗系統(tǒng)；（3）為巖石力學性能測試取樣、測試提供條件；）為巖石力學性能測試取樣、測試提供條件；（4）探查目的含水層巖性、厚度和富水性；）探查目的含水層巖性、厚度和富水性；（5）探查開采煤層底板）探查開采煤層底板至含水層至含水層間隔水層巖性、厚度及隔水性；間隔水層巖性、厚度及隔水性；2022-3-26l水化學快速檢測技術水化學快速檢測技術l透（突）水水

34、源快速識（判）別技術透（突）水水源快速識（判）別技術l示蹤試驗示蹤試驗水化學水化學分析方法分析方法主要通過水質(zhì)化驗、示蹤試驗等實驗方法，利用不主要通過水質(zhì)化驗、示蹤試驗等實驗方法，利用不同時間、不同含水層的水質(zhì)差異，確定突水水源，同時間、不同含水層的水質(zhì)差異，確定突水水源，研究各含水層的水文地質(zhì)條件，確定含水層之間的研究各含水層的水文地質(zhì)條件，確定含水層之間的水力聯(lián)系。水力聯(lián)系。2022-3-26抽水試驗對地下水進行定量研究的重要手段?；卮饘Φ叵滤M行定量研究的重要手段?；卮? :1、鉆孔涌水量與水位下降關系2、獲取含水層參數(shù)，滲透系數(shù)、導水系數(shù)和儲水系數(shù)等3、求得含水層影響半徑、降落漏斗形狀

35、等資料4、含水層之間聯(lián)系；5、含水層邊界條件及隔水層參數(shù)等。放水試驗放水試驗2022-3-26礦井水文地質(zhì)條件勘探礦井水文地質(zhì)條件勘探分階段，分地段，分程度進行。分階段，分地段，分程度進行。2022-3-26100m40m20m50m黃 土砂層河谷卵礫層J2Z 含水層J1隔水層煤層J1隔水層頂部裂隙相對發(fā)育帶kyKx切眼J2Z 隔水層21天窗天窗黃陵一號井天窗型水害地質(zhì)剖面黃陵一號井天窗型水害地質(zhì)剖面2022-3-26物探、鉆探、化探等物探、鉆探、化探等井下探放水成果：井下探放水成果： 2#煤J1y水 量 （ m3/h）孔 深 （ m）T5孔 涌 水 示 意 圖風化裂隙帶風化裂隙帶1515米米

36、2022-3-262、礦井水害致災因素探查、礦井水害致災因素探查導水裂隙帶發(fā)育高度探查導水裂隙帶發(fā)育高度探查開采形成的導水裂隙帶是溝通含水層、采空區(qū)等水體的開采形成的導水裂隙帶是溝通含水層、采空區(qū)等水體的最主要通道，因而也是礦井水害致災的主要因素。最主要通道，因而也是礦井水害致災的主要因素。2022-3-26鄂爾多斯侏羅紀煤田鄂爾多斯侏羅紀煤田開采水文地質(zhì)條件探查開采水文地質(zhì)條件探查探查方法：鉆孔漏失液測試法探查方法：鉆孔漏失液測試法1）鉆液漏失量觀測；）鉆液漏失量觀測；2）水文測井；）水文測井；3）鉆孔電視窺視。）鉆孔電視窺視。采前測試孔采前測試孔采后測試孔采后測試孔井下仰孔分段注水觀測井下

37、仰孔分段注水觀測裂隙帶冒落帶鉆孔2022-3-26堵孔操作臺注水操作臺鉆機放水閥調(diào)壓閥流量表壓力表壓力表壓力表進水閥接高壓水源接高壓水源進水閥放水閥調(diào)壓閥巷道鉆孔探管鉆桿巖體測壓軟管鉆孔雙端封堵測漏裝置鉆孔雙端封堵測漏裝置2022-3-26603605605回風巷1號孔2號孔3號孔1000m、1500m剖面2022-3-26第二剖面成果漏失量lLmin垂距(m)27.5764.346.01#孔成果圖（采前）42孔深垂距28.36143.109265.12#孔成果圖孔深垂距0387210823.444.366.50漏失量6.0漏失量6.817.2漏失量2026.8漏失量6.0漏失量6.218.4

38、漏失量2026.43#孔成果圖(六盤區(qū)605面進風巷1000m)2022-3-26觀測剖面觀測剖面孔號孔號裂隙帶最大發(fā)裂隙帶最大發(fā)育高度（育高度（m）裂采比裂采比裂隙帶最發(fā)育裂隙帶最發(fā)育段高度（段高度（m）第一觀測剖面第一觀測剖面1-2#62.223.5冒落帶冒落帶39.61-3#64.024.2冒落帶冒落帶41.8第第二二觀測觀測剖面剖面2-2#65.124.6冒落帶冒落帶43.12-3#66.525.2冒落帶冒落帶44.3綜合綜合66.525.2冒落帶冒落帶42.2六盤區(qū)603工作面覆巖破壞特征采煤方法：綜合機械化采煤；頂板管理：自然垮落；工作面寬：200米；面間煤柱：30米。2022-3

39、-262022-3-26開采水文地質(zhì)條件探查開采水文地質(zhì)條件探查比一般水文地質(zhì)補充勘探技術要求更細，比一般水文地質(zhì)補充勘探技術要求更細，精度更高。精度更高。方法：方法：1、水文地質(zhì)試驗：抽水，放水，壓水等；、水文地質(zhì)試驗：抽水，放水，壓水等；2、測井；、測井；3、巖相分析；、巖相分析；4、水化學分析；、水化學分析；5、井下探放水。、井下探放水。2022-3-26直羅組直羅組- -延安組不整合接觸開采水文地質(zhì)示意圖延安組不整合接觸開采水文地質(zhì)示意圖J2ZJ2y風化裂隙帶風化裂隙帶冒落帶冒落帶導水裂隙帶導水裂隙帶2022-3-26孔號孔號3-1煤與煤與2-1煤間中粗砂巖煤間中粗砂巖2-1煤頂板中粗

40、砂巖煤頂板中粗砂巖直羅組下段中粗砂巖直羅組下段中粗砂巖與與3-1煤頂板煤頂板間距（間距（m）層厚層厚（m）與與3-1煤頂板煤頂板間距（間距（m）層厚層厚（m）與與3-1煤頂板煤頂板間距（間距（m）層厚層厚（m）NL3216.217.9283.1713.22109.417.92MD207.9112.5849.8820.0877.3851.32NL434.8714.2848.688.6179.7117.71MD2712.7718.5165.3917.7104.3815.92NL5014.0528.9656.9317.7499.4724.1納林河二礦納林河二礦1-1 31101工作面頂板中粗砂巖含水

41、層統(tǒng)計表工作面頂板中粗砂巖含水層統(tǒng)計表與煤層頂距離與煤層頂距離77.38109.4：高差：高差31米，米，厚度厚度15.9251.32：相差：相差35.4米。米。且與煤層頂板距離大的地段，含水層厚度較小，反之，亦然。且與煤層頂板距離大的地段，含水層厚度較小，反之，亦然。3、水害因素分析與評價、水害因素分析與評價煤礦安全規(guī)定、規(guī)程、規(guī)范的要求。煤礦安全規(guī)定、規(guī)程、規(guī)范的要求。一、基礎性分析與評價：一、基礎性分析與評價：1、礦井防治水規(guī)劃；、礦井防治水規(guī)劃；2、礦井水文地質(zhì)類型劃分報告；、礦井水文地質(zhì)類型劃分報告；3、礦井水文地質(zhì)勘探報告；、礦井水文地質(zhì)勘探報告；4、各類地質(zhì)報告；、各類地質(zhì)報告；

42、（地質(zhì)報告，建井地質(zhì)報告，（地質(zhì)報告，建井地質(zhì)報告，生產(chǎn)地質(zhì)報告等）生產(chǎn)地質(zhì)報告等）二、專項分析與評價：二、專項分析與評價：1、礦井水文地質(zhì)條件評價報告；、礦井水文地質(zhì)條件評價報告；2、帶壓開采評價報告；、帶壓開采評價報告；3、導水裂隙帶探查報告；、導水裂隙帶探查報告；4、老空區(qū)探查報告；、老空區(qū)探查報告；5、探放水成果報告；、探放水成果報告；6、各類水文物探探查報告等。、各類水文物探探查報告等。不斷掌握、梳理、完善隨生產(chǎn)變化的水文地質(zhì)條件，把握水害隱患轉(zhuǎn)化不斷掌握、梳理、完善隨生產(chǎn)變化的水文地質(zhì)條件，把握水害隱患轉(zhuǎn)化為水災的條件，變被動為主動。為水災的條件，變被動為主動。2022-3-26除

43、了上述客觀存在的自然因素外，還應評價人為的因素，包括：除了上述客觀存在的自然因素外，還應評價人為的因素，包括：1、排水系統(tǒng)：能力，方式；、排水系統(tǒng)：能力，方式；2、防水設施：防水密閉墻，地表排洪溝；、防水設施：防水密閉墻，地表排洪溝；3、開采工藝：采厚、工作面布置和尺寸、頂板管理、煤柱留設；、開采工藝：采厚、工作面布置和尺寸、頂板管理、煤柱留設；4、封閉不良鉆孔。、封閉不良鉆孔。2022-3-26評價內(nèi)容主要有：評價內(nèi)容主要有：煤層開采水文地質(zhì)條件評價煤層開采水文地質(zhì)條件評價導水裂隙帶發(fā)育規(guī)律與評價導水裂隙帶發(fā)育規(guī)律與評價水害隱患水害隱患及及水害水害威脅威脅程度程度評價評價排水系統(tǒng)能力評價排水

44、系統(tǒng)能力評價防治水措施與方法防治水措施與方法評價內(nèi)容：評價內(nèi)容：2022-3-26黃陵一號井水害隱患與黃陵一號井水害隱患與控制控制要素要素水害隱患：水害隱患：（1）煤層）煤層頂板頂板“天窗天窗”的存在，頂板含水層水沿導水冒裂帶和風化的存在，頂板含水層水沿導水冒裂帶和風化裂裂隙帶涌入礦井；隙帶涌入礦井；（2）采空區(qū)積水；）采空區(qū)積水；（3）地表水，或地表水補給含水層；）地表水，或地表水補給含水層；（3）封閉不良鉆孔導水。）封閉不良鉆孔導水?？刂埔厥牵嚎刂埔厥牵海?） 含水層含水層富水性及補給條件；（地質(zhì)與水文地質(zhì)條件）富水性及補給條件；（地質(zhì)與水文地質(zhì)條件）（2）導水裂隙帶和風化裂隙帶）導水

45、裂隙帶和風化裂隙帶高度，采空區(qū)分布；（高度，采空區(qū)分布；（開采條件）開采條件）（3）排水系統(tǒng)能力與排水）排水系統(tǒng)能力與排水方式，防水設施。（防排水條件方式，防水設施。（防排水條件）2022-3-26四、水害防治方法四、水害防治方法2022-3-26水害防治十六字原則與五項措施的涵義水害防治十六字原則與五項措施的涵義防治水十六字原則科學地概括了水害防治工作的基本程序。防治水十六字原則科學地概括了水害防治工作的基本程序?！邦A測預報預測預報”是指在查清礦井水文地質(zhì)條件基礎上，運用防治水理論，對礦是指在查清礦井水文地質(zhì)條件基礎上，運用防治水理論，對礦井水害做出科學分析判斷和評價；井水害做出科學分析判斷

46、和評價；“有疑必探有疑必探”是指根據(jù)水害預測預報和評價結(jié)論，對可能構(gòu)成水害威脅的區(qū)是指根據(jù)水害預測預報和評價結(jié)論，對可能構(gòu)成水害威脅的區(qū)域，采用物探、鉆探和化探等綜合探測技術手段，查明水害因素；域，采用物探、鉆探和化探等綜合探測技術手段，查明水害因素；“先探后掘先探后掘”是指先綜合探查，確定巷道掘進沒有水害威脅后再掘進施工；是指先綜合探查，確定巷道掘進沒有水害威脅后再掘進施工；“先治后采先治后采”是指根據(jù)查明的水害情況，采取有針對性的治理措施排除水害是指根據(jù)查明的水害情況，采取有針對性的治理措施排除水害隱患后，再安排采掘工程，如井下巷道穿越導水斷層時必須預先注漿加固方可掘進隱患后，再安排采掘工

47、程，如井下巷道穿越導水斷層時必須預先注漿加固方可掘進施工，防止突水造成災害。施工，防止突水造成災害。煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定規(guī)定：防治水工作應當堅持規(guī)定：防治水工作應當堅持“預測預報、有疑必預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采探、先探后掘、先治后采”的原則，采取的原則，采取“防、堵、疏、排、截防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施。的綜合治理措施。2022-3-26五項治理措施是水害治理的基本技術方法：五項治理措施是水害治理的基本技術方法：“防防”主要指合理留設各類防隔水煤（巖）柱和修建各類防水閘門或防水墻等，防隔水煤（巖）柱一旦確定后，不得隨意開采破壞；“堵堵”主要指注漿封堵具有突水威脅的

48、含水層或?qū)當鄬?、裂隙和陷落柱等導水通道；“疏疏”主要指探放老空水和對承壓含水層進行疏水降壓； “排排”主要指完善礦井排水系統(tǒng)，排水管路、水泵、水倉和供電系統(tǒng)等必須配套；“截截”主要指加強地表水的截流治理。2022-3-26山西霍州煤電集團探放水原則：山西霍州煤電集團探放水原則：有掘必探，物探先行，鉆探跟進，有掘必探，物探先行，鉆探跟進，物鉆并舉，不探不掘，不治不采。物鉆并舉，不探不掘，不治不采。晉北公司：晉北公司：有掘必探，有疑必鉆。有掘必探，有疑必鉆。神東公司：逢掘必探，不探不掘。神東公司：逢掘必探，不探不掘。探放水：探放水：三專：人，隊伍，設備。三專：人，隊伍，設備。疏疏1、老空水探放；

49、、老空水探放；2、構(gòu)造水探放；、構(gòu)造水探放；3、含水層探放；、含水層探放；內(nèi)容內(nèi)容1 1、探查含水層富水性；、探查含水層富水性；2 2、有控制放水；、有控制放水；3 3、疏降水，安全開采。、疏降水，安全開采。2022-3-26上述上述“三專三?！毕群笃叽纬霈F(xiàn)在規(guī)程中，反映了如下意義：先后七次出現(xiàn)在規(guī)程中，反映了如下意義：1、礦井探放水要以鉆探為主，其他方法為輔；、礦井探放水要以鉆探為主，其他方法為輔；2、探放水成果以鉆探成果為主；、探放水成果以鉆探成果為主；3、特別強調(diào)、特別強調(diào)“三專三專”概念。概念。 煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程：2022-3-26排排工作工作面排面排水系水系統(tǒng)統(tǒng)采區(qū)排采區(qū)排水

50、系統(tǒng)水系統(tǒng)中央中央排水排水系統(tǒng)系統(tǒng)地面地面1、復雜、極復雜礦井，主泵房應預留泵位；、復雜、極復雜礦井，主泵房應預留泵位；2、有突水淹井危險的礦井，應另建抗災強排系統(tǒng)。、有突水淹井危險的礦井，應另建抗災強排系統(tǒng)。2022-3-26 煤礦安全規(guī)程第煤礦安全規(guī)程第273273條：條：“水文地質(zhì)條件復雜或有突水淹井危險的礦井水文地質(zhì)條件復雜或有突水淹井危險的礦井，應當，應當在井底車場周圍在井底車場周圍設置防水設置防水閘門或在正常排水系統(tǒng)基礎上另外安設閘門或在正常排水系統(tǒng)基礎上另外安設具有獨立供電系統(tǒng)且排水能力不小于最具有獨立供電系統(tǒng)且排水能力不小于最大涌水量的潛水泵大涌水量的潛水泵。在其他有突水危險的采掘區(qū)域，應當在其附近設