《礦井水災(zāi)防治》

1、2022-3-30礦井水災(zāi)1礦井水災(zāi)礦井水災(zāi)2022-3-30礦井水災(zāi)2一、礦井水災(zāi)一、礦井水災(zāi)1 .礦井水災(zāi)礦井水災(zāi)礦井突然涌出大量的水，發(fā)生礦井突然涌出大量的水，發(fā)生淹井淹井或或局部淹井局部淹井事故事故“透水透水”事故事故又叫又叫“突水突水”事故事故或或礦井水災(zāi)礦井水災(zāi)2022-3-30礦井水災(zāi)32.礦井水災(zāi)的危害礦井水災(zāi)的危害（1 1）停產(chǎn)）停產(chǎn) （5 5）處理災(zāi)害費用大）處理災(zāi)害費用大（4 4）資源丟失）資源丟失（2 2）人員傷亡）人員傷亡（3 3）設(shè)備損壞）設(shè)備損壞2022-3-30礦井水災(zāi)4 19841984年年6 6月月2 2日，開欒礦務(wù)局范各莊煤礦，由于日，開欒礦務(wù)局范各莊煤礦

2、，由于21712171采煤工作面溝通奧灰?guī)r陷落柱，發(fā)生突水峰值采煤工作面溝通奧灰?guī)r陷落柱，發(fā)生突水峰值涌水量高達涌水量高達2053m3/min，年產(chǎn)，年產(chǎn)300300萬噸的開采了萬噸的開采了2020年的大礦，年的大礦，2121小時全部淹沒小時全部淹沒。9 9名工人名工人未及時撤未及時撤出出遇難遇難。 19841984年，開灤范各莊煤礦特大突水事故造年，開灤范各莊煤礦特大突水事故造成經(jīng)濟損失近成經(jīng)濟損失近5 5億元人民幣億元人民幣，損失，損失煤炭近煤炭近8.5Mt8.5Mt ?；謴?fù)生產(chǎn)經(jīng)濟耗資高達?；謴?fù)生產(chǎn)經(jīng)濟耗資高達6 6億人民幣億人民幣左左右右 2022-3-30礦井水災(zāi)51礦井水災(zāi)發(fā)生的條

3、件礦井水災(zāi)發(fā)生的條件（1）充水水源）充水水源（2）涌水通道）涌水通道都失控都失控發(fā)生水災(zāi)發(fā)生水災(zāi)二、礦井充水條件二、礦井充水條件2022-3-30礦井水災(zāi)62礦井涌水通道礦井涌水通道是指可以溝通水源，使之涌入是指可以溝通水源，使之涌入礦井的各種通道。礦井的各種通道。 各種充水水源涌人礦井的途徑很多，各種充水水源涌人礦井的途徑很多， （1 1）礦井涌水通道）礦井涌水通道2022-3-30礦井水災(zāi)7（2 2）幾種主要充水通道）幾種主要充水通道 構(gòu)造斷裂帶構(gòu)造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶 煤層底板巖層采動破壞帶煤層底板巖層采動破壞帶 封閉不良鉆孔封閉不良鉆孔 導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷

4、2022-3-30礦井水災(zāi)8構(gòu)造斷裂帶構(gòu)造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶 煤層底板巖層采動破壞煤層底板巖層采動破壞帶帶 封閉不良鉆孔封閉不良鉆孔 導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 斷裂構(gòu)造是加大巖層導(dǎo)水性能的重斷裂構(gòu)造是加大巖層導(dǎo)水性能的重要因素，特別是斷層密集的地段，要因素，特別是斷層密集的地段，巖層支離破碎，失去隔離水性巖層支離破碎，失去隔離水性能能，成為地下水賦存的場所和運移，成為地下水賦存的場所和運移的通道。的通道。斷層角礫巖斷層角礫巖 斷層破碎帶引起涌水斷層破碎帶引起涌水1 1一含水層；一含水層； 2 2一煤層一煤層國內(nèi)外大量統(tǒng)計資料表明，由于揭露或靠國內(nèi)外大量統(tǒng)計資料表明，由于

5、揭露或靠近斷層而引起突水事故占近斷層而引起突水事故占7080 。 2022-3-30礦井水災(zāi)9構(gòu)造斷裂帶構(gòu)造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶煤層底板巖層采動破壞帶煤層底板巖層采動破壞帶封閉不良鉆孔封閉不良鉆孔導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 冒落帶冒落帶和和導(dǎo)水裂隙帶導(dǎo)水裂隙帶都能都能成為涌水的通道，這兩帶的高成為涌水的通道，這兩帶的高度對礦井充水影響很大。度對礦井充水影響很大。煤層開采后，根據(jù)采空區(qū)上方煤層開采后，根據(jù)采空區(qū)上方巖層變形和破壞情況不同可劃巖層變形和破壞情況不同可劃分為分為冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶和和彎曲下沉帶彎曲下沉帶。2022-3-30礦井水災(zāi)10構(gòu)造斷裂帶構(gòu)

6、造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶 煤層底板巖層采動破壞帶煤層底板巖層采動破壞帶 封閉不良鉆孔封閉不良鉆孔 導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 地下水水頭壓力很大地下水水頭壓力很大的的地段，在地段，在礦山壓力的作用礦山壓力的作用下下，采動后承壓水可突破煤，采動后承壓水可突破煤層底板隔水層而涌入礦井，層底板隔水層而涌入礦井，使礦井涌水量突然增大，有使礦井涌水量突然增大，有時可導(dǎo)致淹井事故。時可導(dǎo)致淹井事故。煤層下部含水層中水的壓力壓向底板煤層下部含水層中水的壓力壓向底板2022-3-30礦井水災(zāi)11構(gòu)造斷裂帶構(gòu)造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶 煤層底板巖層采動破壞帶煤層底板巖層采動破壞帶 封閉不良鉆

7、孔封閉不良鉆孔 導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 在煤田勘探和生產(chǎn)建設(shè)中，井田在煤田勘探和生產(chǎn)建設(shè)中，井田內(nèi)要打許多鉆孔，雖然鉆孔的深內(nèi)要打許多鉆孔，雖然鉆孔的深度不同，但有部分鉆孔會打穿含度不同，但有部分鉆孔會打穿含水層，于是鉆孔就成為溝通含水水層，于是鉆孔就成為溝通含水層及地表水的層及地表水的人為通道人為通道由于對其封閉不良，在開采揭露由于對其封閉不良，在開采揭露時，就會將煤層上方或下部含水時，就會將煤層上方或下部含水層以及地表水引入礦井，造成涌層以及地表水引入礦井，造成涌水甚至突水事故。水甚至突水事故。2022-3-30礦井水災(zāi)12構(gòu)造斷裂帶構(gòu)造斷裂帶冒落裂隙帶冒落裂隙帶 煤層底

8、板巖層采動破壞帶煤層底板巖層采動破壞帶 封閉不良鉆孔封閉不良鉆孔導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷導(dǎo)水陷落柱和地表塌陷 有些陷落柱因膠結(jié)程度極差，有些陷落柱因膠結(jié)程度極差，柱體周圍巖石破碎，并伴生有柱體周圍巖石破碎，并伴生有較多的小斷裂，這就可能成為較多的小斷裂，這就可能成為溝通地表水或地下水的良好通溝通地表水或地下水的良好通道，道，陷落柱形成過程示意圖陷落柱形成過程示意圖 （因其剖面形態(tài)似一柱體而得名）（因其剖面形態(tài)似一柱體而得名）2022-3-30礦井水災(zāi)133、礦井充水水源、礦井充水水源礦井充水水源是多方面的礦井充水水源是多方面的（）礦井充水水源（）礦井充水水源礦井水的來源礦井水的來源2022-3-3

9、0礦井水災(zāi)14地下水地下水大氣降水大氣降水老窯積水老窯積水（2 2）主要有四種充水水源：）主要有四種充水水源：地表水地表水2022-3-30礦井水災(zāi)15地下水地下水賦存于地表以下巖層賦存于地表以下巖層空隙空隙中的重力水中的重力水a(chǎn).a.地下水地下水（指含水層水）（指含水層水）2022-3-30礦井水災(zāi)16 巖層空隙既是地下水的巖層空隙既是地下水的儲存場所儲存場所，又是，又是地下水的地下水的運動通道運動通道 空隙的多少、大小及其分布規(guī)律，決定空隙的多少、大小及其分布規(guī)律，決定著地下水分布與運動的特點著地下水分布與運動的特點 根據(jù)空隙的根據(jù)空隙的成因結(jié)構(gòu)，以成因結(jié)構(gòu)，以及水在其中儲及水在其中儲存運

10、動的特點存運動的特點易溶巖石中的易溶巖石中的溶隙水溶隙水堅硬巖石中的堅硬巖石中的裂隙水裂隙水松散巖石中的松散巖石中的孔隙水孔隙水分為三大類：分為三大類：b.b.巖層空隙巖層空隙2022-3-30礦井水災(zāi)17地表水地表水位于礦區(qū)內(nèi)或礦區(qū)附近的江、河、湖、位于礦區(qū)內(nèi)或礦區(qū)附近的江、河、湖、沼、水庫等地面水體沼、水庫等地面水體a.a.地表水地表水2022-3-30礦井水災(zāi)18b.b.地表水滲入井下的幾個途徑地表水滲入井下的幾個途徑（a a）先滲入補給地下水，然后在適當條件）先滲入補給地下水，然后在適當條件下進入巷道下進入巷道2022-3-30礦井水災(zāi)19（b b）通過構(gòu)造破碎帶或古井直接潰入井下）通

11、過構(gòu)造破碎帶或古井直接潰入井下2022-3-30礦井水災(zāi)20（c c）洪水期間可通過地勢低洼處井口直接）洪水期間可通過地勢低洼處井口直接灌入灌入2022-3-30礦井水災(zāi)21（d d ）在水體下采煤時，使頂板巖層冒落）在水體下采煤時，使頂板巖層冒落和產(chǎn)生裂隙而進入井下和產(chǎn)生裂隙而進入井下2022-3-30礦井水災(zāi)22大氣降水大氣降水主要指雨、雪主要指雨、雪2022-3-30礦井水災(zāi)23老窯積水老窯積水a(chǎn).a.老窯積水老窯積水 古代小煤窯和近代煤礦的采古代小煤窯和近代煤礦的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長期停止空區(qū)及廢棄巷道，由于長期停止排水而存在的地下水排水而存在的地下水（老空水）（老空水）2022-

12、3-30礦井水災(zāi)242022-3-30礦井水災(zāi)25礦井水防治應(yīng)從兩方面著手，即礦井水防治應(yīng)從兩方面著手，即：（1 1）地面防治水）地面防治水（2 2）井下防治水）井下防治水礦井防水礦井防水七、礦井水災(zāi)防治七、礦井水災(zāi)防治2022-3-30礦井水災(zāi)26（1 1）地面防治水）地面防治水地面防治水可以概括為四個字：地面防治水可以概括為四個字：“疏、防、排、蓄疏、防、排、蓄”做好地面水的防治工作，減少對礦井的危害做好地面水的防治工作，減少對礦井的危害2022-3-30礦井水災(zāi)27 開鑿泄洪隧道，把礦區(qū)內(nèi)匯開鑿泄洪隧道，把礦區(qū)內(nèi)匯集水疏通到礦區(qū)外集水疏通到礦區(qū)外 疏疏2022-3-30礦井水災(zāi)28 圖例

13、新 河 道舊河道井 田 范 圍2022-3-30礦井水災(zāi)29 礦井井口標高應(yīng)高于當?shù)貧v礦井井口標高應(yīng)高于當?shù)貧v年最高洪水位。堵塞開采塌陷和年最高洪水位。堵塞開采塌陷和裂縫、封閉鉆孔、河床鋪底等裂縫、封閉鉆孔、河床鋪底等 防防2022-3-30礦井水災(zāi)30挖溝、建閘、設(shè)站挖溝、建閘、設(shè)站排排2022-3-30礦井水災(zāi)31建水庫、增大雨季蓄洪量建水庫、增大雨季蓄洪量蓄蓄2022-3-30礦井水災(zāi)32 水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，必須水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，必須針對主要含水層（段）建立地下水動針對主要含水層（段）建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，進行地下水動態(tài)觀測，態(tài)觀測系統(tǒng)，進行地下水動態(tài)觀測，水害預(yù)防，并制定

14、相應(yīng)的水害預(yù)防，并制定相應(yīng)的“探、防、探、防、堵、截、排堵、截、排”綜合防治措施。綜合防治措施。（2 2）井下防治水）井下防治水煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程 （第（第252條）條）規(guī)定：規(guī)定：2022-3-30礦井水災(zāi)33“探探”即井下探水即井下探水（探水前進）（探水前進）“有疑必探、先探后掘有疑必探、先探后掘”a.探水前進探水前進b.探水的原則探水的原則煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程 （第（第285285條）條）規(guī)定：規(guī)定：礦井必須作好水害分析預(yù)報，礦井必須作好水害分析預(yù)報，堅持堅持“有疑必探、先探后掘有疑必探、先探后掘”的探放水原則的探放水原則2022-3-30礦井水災(zāi)34“預(yù)測預(yù)報，有疑必探，預(yù)測

15、預(yù)報，有疑必探，先探后掘，先治后采先探后掘，先治后采”2022-3-30礦井水災(zāi)35 1、接近水淹和可能積水的井巷、老空區(qū)時，必須采取探水措施2022-3-30礦井水災(zāi)36 2、接近水文地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域，并有出水征兆時 2022-3-30礦井水災(zāi)37 3、接近含水層、導(dǎo)水斷層、溶洞和陷落柱時2022-3-30礦井水災(zāi)38 4、打開隔離煤柱放水時 2022-3-30礦井水災(zāi)39 5、接近可能同河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等水體相通的斷層破碎帶時 2022-3-30礦井水災(zāi)40 6、接近有出水可能的鉆孔時 2022-3-30礦井水災(zāi)41 7、接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時 2022-3-30礦井水災(zāi)42

16、8、底板導(dǎo)水裂隙有透水危險時 9、接近其它可能出水地區(qū)時2022-3-30礦井水災(zāi)43（三）探水時必須注意的問題 1、探水前應(yīng)加固探水工作面的支護，背好幫頂，在工作面迎頭打好立柱和擋板。以防壓力水沖垮煤壁和支架 2022-3-30礦井水災(zāi)44 2、清理好巷道，保證安全撤退路線暢通無阻。20以上的傾斜巷道要設(shè)梯子和扶手。2022-3-30礦井水災(zāi)45 3、保證排水溝暢通，并有一定的坡度和斷面，保證水倉和排水設(shè)備有足夠的容量 2022-3-30礦井水災(zāi)46 4、探水地點要安設(shè)電話，一旦發(fā)現(xiàn)透水而又無法控制時，要立即通知有關(guān)險區(qū)人員撤離2022-3-30礦井水災(zāi)47 5、打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖變松

17、或沿鉆桿向外流水超過正常打鉆供水量時，必須立即停鉆，不得移動或拔出鉆桿，派人監(jiān)視水情，并報告調(diào)度室。情況危急時，必須立即通知所有受水威脅 地點人員撤離，采取緊急措施 2022-3-30礦井水災(zāi)48 6、鉆孔接近老空區(qū)，估計有可能涌出瓦斯或其它有害氣體時，必須有瓦斯檢查員或救護隊員現(xiàn)在值班，隨時檢查空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定時，立即停現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定時，立即停電、撤人，并報告礦調(diào)度室處理電、撤人，并報告礦調(diào)度室處理 2022-3-30礦井水災(zāi)49 7、工作人員要熟悉透水預(yù)兆和避災(zāi)路線，當發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆或發(fā)生大量涌水時，應(yīng)立即報告調(diào)度室采取措施，并安全撤退 2022-3-30礦井水災(zāi)50煤礦安

18、全規(guī)程煤礦安全規(guī)程（第第286286條）條）規(guī)定規(guī)定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：(1)(1)接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時(2)(2)接近含水層、導(dǎo)水斷層、溶洞和導(dǎo)水陷落柱時；接近含水層、導(dǎo)水斷層、溶洞和導(dǎo)水陷落柱時；(3)(3)打開隔離煤柱放水時；打開隔離煤柱放水時；(4)(4)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄池、水井等接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄池、水井等相通的斷層破碎帶時；相通的斷層破碎帶時；(5)(5)接近有出水可能的鉆孔時；接近有出水可能的鉆孔時；(7)(7)接近其他有可能出水地區(qū)時。接

19、近其他有可能出水地區(qū)時。(6)(6)接近有水的灌漿區(qū)時；接近有水的灌漿區(qū)時；2022-3-30礦井水災(zāi)51（防水煤柱）（防水煤柱） 可采取選擇合理的開拓開采方法，減可采取選擇合理的開拓開采方法，減少礦井涌水量和少礦井涌水量和留設(shè)防水煤柱留設(shè)防水煤柱，使工作面，使工作面與地下水源保持一定距離等措施與地下水源保持一定距離等措施即留設(shè)各種防水煤柱，阻隔有害水源即留設(shè)各種防水煤柱，阻隔有害水源。“防防”2022-3-30礦井水災(zāi)52 即注漿即注漿堵住出水口堵住出水口，或，或加固裂隙帶、加固裂隙帶、充填巖溶、改造含水層、加固底板充填巖溶、改造含水層、加固底板等等“堵堵”（堵塞水源）（堵塞水源）a. .注漿堵水注漿堵水 漿液在空隙中漿液在空隙中擴散、膠結(jié)、硬化擴散、膠結(jié)、硬化、最終起到最終起到加固地層加固地層和和堵隔水源堵隔水源作用作用b.注漿的作用注漿的作用2022-3-30礦井水災(zāi)53“截截”（截斷水