礦井水災防治

1、會計學1礦井水災防治礦井水災防治底板水底板水地表水地表水老窯水老窯水松散裂隙水松散裂隙水頂板水頂板水水害防治水害防治地表水防治措施從以下兩個方面來分析：地表水防治措施從以下兩個方面來分析：一、地表水防治的綜合措施一、地表水防治的綜合措施二、地表防滲工程及措施二、地表防滲工程及措施( (一一) )山區(qū)礦井地表水的防山區(qū)礦井地表水的防治措施治措施( (二二) )平原區(qū)礦井地表水的平原區(qū)礦井地表水的防治措施防治措施(一一)封堵地面塌陷裂隙通道的措施封堵地面塌陷裂隙通道的措施(二二)漏水河床漏水河床(沖溝沖溝)鋪底措施鋪底措施(三三)河流改道或截彎取直措施河流改道或截彎取直措施(四四)修筑排洪渠、防洪

2、堤的措施修筑排洪渠、防洪堤的措施(五五)地面帷幕截流注漿截流措施地面帷幕截流注漿截流措施 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 1、封堵塌陷坑和裂隙、封堵塌陷坑和裂隙 2、圍截隔離塌陷裂隙區(qū)、圍截隔離塌陷裂隙區(qū) 3、將洪水引出塌陷裂隙區(qū)、將洪水引出塌陷裂隙區(qū) 人工河床襯砌斷面示意圖人工河床襯砌斷面示意圖 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 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1、排洪渠的布置、排洪渠的布置2、排洪渠的布置原則、排洪渠的布置原則3、排洪

3、渠的布置構造要求、排洪渠的布置構造要求4、防洪堤、防洪堤 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 排洪渠進出口布置示意圖排洪渠進出口布置示意圖 跌水布置示意圖跌水布置示意圖 復式斷面排洪明渠示意圖復式斷面排洪明渠示意圖(a)(a)某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關系示意圖某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關系示意圖(b)(b)某礦煤系被小汶河覆蓋狀況示意圖某礦煤系被小汶河覆蓋狀況示意圖 某礦灌漿帷幕位置及各段長度示意圖某礦灌漿帷幕位置及各段長度示意圖(為施工順序為施工順序) )( (一一) )采動條件下底板破壞的規(guī)律采動條件下底

4、板破壞的規(guī)律( (二二) )底板突水因素分析底板突水因素分析( (三三) )底板突水預測方法底板突水預測方法( (四四) )帶壓開采安全度評價帶壓開采安全度評價(c)(c)工作面周圍支承壓力分布工作面周圍支承壓力分布特征特征采動空間內應力重新分布示意圖采動空間內應力重新分布示意圖(b)(b)工作面底板剪切帶分工作面底板剪切帶分布特征布特征(a)(a)隨工作面推進底板受力隨工作面推進底板受力特征特征)(312hhhh 底板隔水層在開采條件下三帶分布示意圖底板隔水層在開采條件下三帶分布示意圖 采煤工作面底板受力、剪切帶分布圖采煤工作面底板受力、剪切帶分布圖0.009110.04480.31137.

5、9291ln24LCHafP1、采掘前的突水預測、采掘前的突水預測2、采掘過程中的突水預測、采掘過程中的突水預測SPPTMC1niiiMM Y1、掘進巷道底板隔水層安全隔水厚度、掘進巷道底板隔水層安全隔水厚度2、回采工作面底板隔水層突水系數(shù)、回采工作面底板隔水層突水系數(shù)3、安全水頭值、安全水頭值22(8)4PLLKpHLtK1SniiiPTMMMM222PtHKtLSPTM(一一)地表疏水降壓地表疏水降壓(二二)井下疏水降壓井下疏水降壓(三三)井上下聯(lián)合疏水降壓井上下聯(lián)合疏水降壓地表疏降模式地表疏降模式地表疏降鉆孔地表疏降鉆孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式 (a) (a) 底板疏水降

6、壓孔平面布置示意圖底板疏水降壓孔平面布置示意圖 (b)(b)底板疏水降壓孔剖面示意圖底板疏水降壓孔剖面示意圖壓力傳遞式井下疏水孔壓力傳遞式井下疏水孔壓力傳遞式井下疏降鉆孔壓力傳遞式井下疏降鉆孔底板含水層注漿改造技術示意圖底板含水層注漿改造技術示意圖 煤層底板隔水層破碎帶注漿加固示意圖煤層底板隔水層破碎帶注漿加固示意圖一、煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預測一、煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預測二、防水煤二、防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設三、頂板水的超前疏干三、頂板水的超前疏干四、注漿截流四、注漿截流五、改變采煤技術五、改變采煤技術 (一一)采動條件下覆巖破壞的規(guī)律采動條件下覆巖破壞的規(guī)律

7、 (二二)影響覆巖破壞的因素影響覆巖破壞的因素 (三三)頂板突水預測頂板突水預測覆巖破壞分帶示意圖覆巖破壞分帶示意圖覆巖性質及組合特征覆巖性質及組合特征 1 1）堅硬）堅硬- -堅硬型堅硬型 2 2）軟弱）軟弱- -軟弱型軟弱型 4 4）堅硬）堅硬- -軟弱型軟弱型 3 3）軟弱）軟弱- -堅硬型堅硬型煤層賦存及開采因素煤層賦存及開采因素 1 1）采厚）采厚 2 2）分層數(shù)及回采垂高）分層數(shù)及回采垂高 3 3）開采面積）開采面積 4 4）地質構造）地質構造 5 5）采煤方法及頂板管理）采煤方法及頂板管理 6 6）覆巖破壞的延續(xù)時間）覆巖破壞的延續(xù)時間 1 1導水裂隙帶發(fā)育高度的計算導水裂隙帶發(fā)

8、育高度的計算 冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖根據(jù)巖石的強度，其垮落帶計算公式如下：根據(jù)巖石的強度，其垮落帶計算公式如下：式中： 煤層累計采厚，m； 單層采厚不超過3m，累計采厚不超過15m。M * *防水煤防水煤( (巖）柱：在井下受水害威脅的地帶，為防止水突然涌入而巖）柱：在井下受水害威脅的地帶，為防止水突然涌入而保留一定寬度或厚度暫不采動得煤柱。位置不同可以分為不同的種保留一定寬度或厚度暫不采動得煤柱。位置不同可以分為不同的種類：斷層防水煤柱、井田邊界煤柱、上下水平防水煤柱、水淹區(qū)防類：斷層防水煤柱、井田邊界煤柱、上下水平防水煤柱、水淹區(qū)防

9、水煤柱、地表水體防水煤柱、沖擊層防水煤柱。水煤柱、地表水體防水煤柱、沖擊層防水煤柱。使用條件：使用條件：隔水層厚度滿足不了隔水層厚度滿足不了H H安安H H裂裂+H+H保保的要求時的要求時( (一一) )基巖裸露區(qū)防水煤基巖裸露區(qū)防水煤( (巖巖) )柱的留設；柱的留設；( (二二) )煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤( (巖巖) )柱的留設；柱的留設；( (三三) )在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤( (巖巖) )柱的留設；柱的留設；( (四四) )上、下兩層煤之間防水煤上、下兩層煤之間防水煤( (巖巖)

10、 )柱的留設。柱的留設。煤系地層無松散層覆蓋時防水煤柱的留設煤系地層無松散層覆蓋時防水煤柱的留設H安H裂+H保+H風 煤層露頭部位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時煤層露頭部位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時防水煤在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 多煤層邊界防水煤柱之一多煤層邊界防水煤柱之一 多煤層邊界防水煤柱之二多煤層邊界防水煤柱之二(一一)疏干類型疏干類型(二二)常見的疏干方式常見的疏干方式地表疏降模式圖地表疏降模式圖地表疏降鉆孔地表疏降鉆孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式石門多含水層疏水石門多含水層疏水 利用煤層采準巷道疏放頂板

11、水利用煤層采準巷道疏放頂板水直通式疏水鉆孔直通式疏水鉆孔頂板上行式疏水孔頂板上行式疏水孔采動放水采動放水通過探查，證實煤層直接充水含水層與強含水層或其它水通過探查，證實煤層直接充水含水層與強含水層或其它水體未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時，可在采區(qū)最低體未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時，可在采區(qū)最低部位首先回采，實行采動放水疏干，保證后期回采安全。部位首先回采，實行采動放水疏干，保證后期回采安全。 井下水平或近水平疏水孔井下水平或近水平疏水孔吸水鉆孔示意圖吸水鉆孔示意圖露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷

12、幕截流注漿注漿封堵頂板水注漿封堵頂板水一、一、斷裂帶充水規(guī)律斷裂帶充水規(guī)律二、斷層水的探放二、斷層水的探放三、斷層防水煤柱的留設三、斷層防水煤柱的留設四、斷層的注漿堵水四、斷層的注漿堵水五、水閘墻封堵突水點五、水閘墻封堵突水點( (一一) )斷裂帶的劃分斷裂帶的劃分( (二二) )斷裂帶充水特征斷裂帶充水特征( (三三) )斷裂兩盤含水層和煤層的對接關系類型斷裂兩盤含水層和煤層的對接關系類型( (四四) )斷層的斷層的“活化活化” 斷裂構造影響范圍分帶示意圖斷裂構造影響范圍分帶示意圖破裂結構面力學性質 顯觀構造 斷裂構造 分帶 充水特征 備注 鱗片狀擠壓片理帶 內帶 一般不含水，充水性很弱，往

13、往起隔水作用 平行型構造透鏡體帶 中帶 局部充水，水量有限 壓性 伴生密集 裂隙帶 外帶 一般充水性強 當壓性斷裂為你斷層或逆沖斷層時，斷層下盤的外帶之裂隙、巖溶化程度及其充水性強烈 薄板狀擠壓片理帶、 斜列型構造透鏡體帶 內帶與中帶 充水性較弱(中 帶局部充水，水量有限) 壓扭性 派生裂隙密集帶 外帶 充水性強烈，富水范圍大，一般下盤充水性更強烈 斷層泥礫帶(泥和巖粉較少)、劈理構造帶 內帶與中帶 充水性甚弱 扭性 派生構造帶 外帶 一般充水性強 在不受強烈風化時，一般不含水或不富水；外帶伴生或派生斷裂構造部位充水性強 羽裂構造帶 內帶與中帶 一般是充水的， 比扭性斷裂強， 弱于張性斷裂的內

14、、 中帶 張扭性 派生構造帶 外帶 充水性強 比張性、壓性等斷裂外帶的充水性強 內帶 一般是含水、 透水的， 而富水性不大， 但斷裂與強含水層溝通時， 其富水性則很強 中帶 充水性強，若角礫膠結較好， SiO2含量高或有其它巖脈充填時，則充水性弱 張性 張裂隙帶 外帶 富水性強 煤層與含水層對接類型 斷層導水、含水特征 揭露時特點 煤層與厚層強含水層對口時 斷層導水、富水性很強 揭露或接近時往往形成突水，突水對礦井威脅大 當薄層灰?guī)r含水層與厚層強含水層無水力聯(lián)系時，斷層的導水性和富水性一般 突水時對礦井威脅 不大 煤層與含水層直接對接 煤層與薄層灰?guī)r強含水層對口時 當薄層灰?guī)r含水層與厚層強含水

15、層有水力聯(lián)系時，斷層的導水性和富水性強，尤其是在斷裂外帶富水性更強 突水時對礦井威脅大 煤層回采前斷層含水性和富水性一般 突水時對礦井威脅 不大 煤層與含水層間接對接 煤層與另一盤含水層的垂直距離6m 煤層回采時，斷層帶將導水。導水性和富水性與上述兩種情況相同 突水時對礦井威脅大 突發(fā)性涌水突發(fā)性涌水( (突水突水) )形成示意圖形成示意圖( (一一) )探放斷層水的原則及探查內容探放斷層水的原則及探查內容( (二二) )探放斷層水的方法探放斷層水的方法( (三三) )斷層水的預防與處理斷層水的預防與處理1 1、探放斷層水的原則、探放斷層水的原則2 2、探放斷層水的探查內容、探放斷層水的探查內

16、容探放斷層水的原則：探放斷層水的原則： (1)、采掘工作面前方或附近預測有斷層存在，但其具、采掘工作面前方或附近預測有斷層存在，但其具體位置不清或控制不夠嚴密時。體位置不清或控制不夠嚴密時。 (2)、采掘工作面前方或附近預測有斷層存在，但其位、采掘工作面前方或附近預測有斷層存在，但其位置和含（導）水性不清，可能發(fā)生突水事故時。置和含（導）水性不清，可能發(fā)生突水事故時。 (3)、采掘工作面底板隔水層厚度與實際承受的水壓都、采掘工作面底板隔水層厚度與實際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值）處于臨界狀態(tài)（即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值）在采煤工作面前方和采面影響范圍內，

17、是否有斷層情況不在采煤工作面前方和采面影響范圍內，是否有斷層情況不清，一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時。清，一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時。 (4)、斷層已被巷道揭露或穿過，暫時沒有出水跡象，、斷層已被巷道揭露或穿過，暫時沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動影但由于隔水層厚度和實際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動影響下，有可能導致斷層活化并引起突水，須要探明深部其響下，有可能導致斷層活化并引起突水，須要探明深部其是否以與強含水層或底板水導升高度相連通時。是否以與強含水層或底板水導升高度相連通時。 (5)、井巷工程接近或即將穿過的斷層淺部不含（、井巷工程接近或即將穿過的斷層淺部不含

18、（導）水，但在深部有可能突水時。導）水，但在深部有可能突水時。 (6)、根據(jù)井巷工程和自設斷層防水煤柱等的特殊、根據(jù)井巷工程和自設斷層防水煤柱等的特殊要求要求 ，必須探明斷層時。，必須探明斷層時。 (7)、采掘工作面距已知含水斷層、采掘工作面距已知含水斷層60米時。米時。 (8)、采掘工作面接近推斷含水斷層、采掘工作面接近推斷含水斷層100米時。米時。 (9)、采區(qū)內小斷層使煤層與強含水層的距離縮短、采區(qū)內小斷層使煤層與強含水層的距離縮短時。時。(10)、采區(qū)內構造不明，含水層水壓又大于、采區(qū)內構造不明，含水層水壓又大于2Mpa-3Mpa時。時。工作面前方已知或預想有含工作面前方已知或預想有含

19、( (導導) )水斷層的探查水斷層的探查掘進工作面前方有無斷層突水危險的探查掘進工作面前方有無斷層突水危險的探查采動影響后有無突水危險性的探查采動影響后有無突水危險性的探查表表 6 6- -2 2- -3 3 斷層水突出的防治措施斷層水突出的防治措施 通過斷層導水的主要水源 斷層分類 煤層頂?shù)装搴畬铀?沖積層、薄層巖溶含水層 及其它水體 大型地表水體或厚層強巖溶水 類 掘進巷道可以直接通過，回采時可以不留設防水煤柱，但須加強支護，防止塌落冒頂 掘進巷道可以通過，必須先打鉆孔疏放其儲存量，確實水壓、水量不大時再過斷層帶，并加強支護，回采時一般可以不留煤柱，若水壓偏大，應疏水降壓，防止塌冒 類

20、一般情況下， 掘進巷道可以通過，須加強支護，防止冒落。如水壓、水量較大時， 應先打孔疏水降壓后再過斷層并加強支護?；夭蓵r可以不留斷層防水煤柱， 但應留防冒煤柱 巷道掘進時要超前探水，把水壓降至安全值以下，再接近或穿過斷層帶；通過時要特殊支護。防止遲后突水。回采時如隔水巖柱不足應留設防水煤柱 巷道掘進必須超前探水，無水時要壓水檢查，有水時應封孔繞行或預注漿通過。巷道須特殊支護，防止遲后突水?；夭蓵r須留設斷層防水煤柱，減小礦壓、水壓對煤層頂、底板巖層的破壞作用，若水壓大于安全值時，應疏水降壓 類 巷道掘進必須穿過斷層時應超前探水、放水，把水壓降至安全值以下， 并加強巷道支護， 保持圍巖的整體性和穩(wěn)

21、定性。 回采前疏水降壓， 把水壓降至安全值以下， 并留設防塌煤柱， 以防止沿斷層產生冒頂 巷道掘進時要超前探水， 鉆孔無水時，用手鎬掘進或放小炮通過，但須進行特殊支護，防止遲后突水。水壓、水量較大時應預注漿通過斷層或留設煤柱繞行?；夭梢话銘匆?guī)定留設防水煤柱，并盡可能減少礦壓的破壞作用 巷道掘進應超前探水，并留設防水煤柱，不得接近或通過。如必須通過時，應打探查構造及含水層等勘探孔，查明條件后繞行或預注漿過斷層帶，并加大特殊支護范圍嚴防采動破壞，避免來壓突水?；夭蓵r，探明斷層位置，留足防水煤柱的尺寸，采取措施減弱礦壓對巖層的破壞作用，必要時暫緩開采 ( (一一) )煤層位于導水斷層上盤時，煤煤層

22、位于導水斷層上盤時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 (二二)位于導水斷層下盤時，煤位于導水斷層下盤時，煤(巖巖)柱的留設柱的留設 (三三)煤層位于不導水斷層上盤時，煤煤層位于不導水斷層上盤時，煤(巖巖)柱的留設柱的留設 (四四)煤層位于不導水斷層下盤時，煤煤層位于不導水斷層下盤時，煤(巖巖)柱的留設柱的留設 煤層位于導水斷層上盤時，煤煤層位于導水斷層上盤時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設PKPKML35 . 0式中：式中：L煤柱留煤柱留設寬度；設寬度； K安全系安全系數(shù)（一般取數(shù)（一般取25）；）； M煤層厚煤層厚度或采高度或采高(m）；）； P水頭壓水頭壓力（力（kgf/cm2）；）

23、； KP煤的抗煤的抗張強度（張強度（kgf/cm2）。 位于導水斷層下盤時，煤位于導水斷層下盤時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 含水層高于冒裂帶時，煤含水層高于冒裂帶時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設含水層在冒裂帶高度以內時含水層在冒裂帶高度以內時, , 煤煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設含水層低于煤層時含水層低于煤層時, , 煤煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 含水層位于冒裂帶上限附近時，煤含水層位于冒裂帶上限附近時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設含水層底面高于冒裂帶高度時，煤含水層底面高于冒裂帶高度時，煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 含水層底面低于冒裂帶高度時含水層底

24、面低于冒裂帶高度時, , 煤煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 含水層頂面低于煤層時含水層頂面低于煤層時, , 煤煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設 掘進巷道前方導水斷層注漿改造工程示意圖掘進巷道前方導水斷層注漿改造工程示意圖 井下封堵突水斷層進水口工程示意圖井下封堵突水斷層進水口工程示意圖 地面封堵過水巷道工程示意圖地面封堵過水巷道工程示意圖方莊方莊1204112041上副巷突水點剖面示意圖上副巷突水點剖面示意圖 方莊煤礦控制機歸順突水水流概略圖方莊煤礦控制機歸順突水水流概略圖11突水點；突水點；22突水水流漫流方向；突水水流漫流方向；33歸順后的水流方向；歸順后的水流方向；44突突水沖垮的巷道；水沖垮的巷道；55突水后新開拓的巷道；突水后新開拓的巷道；66水流沖