煤礦防治水(201308管技人員)

1、地質(zhì)測(cè)量處地質(zhì)測(cè)量處 王大設(shè)王大設(shè)2013年年8月月v“十一五十一五”期間（期間（2006年年-2010年）全國(guó)年）全國(guó)共發(fā)生事故共發(fā)生事故10339起、死亡起、死亡16811人，其人，其中水害事故中水害事故306起、死亡起、死亡1325人，分別人，分別占同期煤礦事故占同期煤礦事故3%和和7.9%。 水害事故水害事故中中2006年年99起、死亡起、死亡417人，人，2007年年63起、死亡起、死亡255人，人， 2008年年59起、死亡起、死亡263人，人， 2009年年47起、死亡起、死亡166人，人， 2010年年38起、死亡起、死亡224人。人。 2006-2010年全國(guó)煤礦水害統(tǒng)計(jì)表年

2、全國(guó)煤礦水害統(tǒng)計(jì)表 2006年年-2010年水害類型餅圖（傷亡年水害類型餅圖（傷亡3人以上）人以上）2006年年-2010年水害事故傷亡人數(shù)餅圖年水害事故傷亡人數(shù)餅圖（傷亡（傷亡3人以上）人以上）v 凡是在礦井開(kāi)拓、采掘過(guò)程中，滲入、滴入、淋入、凡是在礦井開(kāi)拓、采掘過(guò)程中，滲入、滴入、淋入、流入、涌入和潰入井巷或工作面的任何水源，統(tǒng)稱流入、涌入和潰入井巷或工作面的任何水源，統(tǒng)稱礦井水。礦井水。充水水源充水水源大氣降水、地表水、地下水、老窯水；大氣降水、地表水、地下水、老窯水；充水通道充水通道滲入性通道（孔隙、裂隙）、潰入性通滲入性通道（孔隙、裂隙）、潰入性通道（斷層、巖溶通道）、人工通道（采掘

3、巷道、圍道（斷層、巖溶通道）、人工通道（采掘巷道、圍巖破壞裂隙、不良鉆孔）；巖破壞裂隙、不良鉆孔）；充水強(qiáng)度充水強(qiáng)度正常涌水量、最大涌水量、突水量；正常涌水量、最大涌水量、突水量；充水方式充水方式滲入式涌水、潰入式突水。滲入式涌水、潰入式突水。3.2 含水層和隔水層v并非所有的巖石都存在含水空間，有的巖石并非所有的巖石都存在含水空間，有的巖石非常完整致密，并不含水。我們把那些非常完整致密，并不含水。我們把那些能夠能夠透過(guò)并給出一定水量的巖層透過(guò)并給出一定水量的巖層叫作叫作含水層含水層。而。而把那些把那些不能給出或者不能透過(guò)一定水量的巖不能給出或者不能透過(guò)一定水量的巖層層叫作叫作隔水層隔水層。v

4、含水層與隔水層只是相對(duì)而言，并不存含水層與隔水層只是相對(duì)而言，并不存在截然的界限，二者是通過(guò)比較而存在在截然的界限，二者是通過(guò)比較而存在的，同樣的巖層在不同的地質(zhì)條件下可的，同樣的巖層在不同的地質(zhì)條件下可能具有不同的含水意義。能具有不同的含水意義。3.3 3.3 常用水文地質(zhì)參數(shù)介紹常用水文地質(zhì)參數(shù)介紹3.3.1 3.3.1 單位涌水量（單位涌水量（q q） 對(duì)某一含水層進(jìn)行抽（壓）水，含水層在單位時(shí)間對(duì)某一含水層進(jìn)行抽（壓）水，含水層在單位時(shí)間降深抽出（壓入）的水量，稱為單位涌水量（降深抽出（壓入）的水量，稱為單位涌水量（q），），常用常用q值來(lái)描述含水層的富水性。根據(jù)鉆孔單位涌水值來(lái)描述含

5、水層的富水性。根據(jù)鉆孔單位涌水量（量（q），含水層富水性分為下），含水層富水性分為下4級(jí)：級(jí)： 煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定附錄二附錄二3.3.2 3.3.2 滲透系數(shù)（滲透系數(shù)（K K） 水文地質(zhì)學(xué)把巖石本身可以通過(guò)流體的能力稱水文地質(zhì)學(xué)把巖石本身可以通過(guò)流體的能力稱為滲透系數(shù)為滲透系數(shù)(用用K表示表示)。滲透系數(shù)也稱水力傳導(dǎo)系數(shù)，。滲透系數(shù)也稱水力傳導(dǎo)系數(shù)，是描述含水層滲透能力的重要水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)是描述含水層滲透能力的重要水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)達(dá)西公式，滲透系數(shù)代表當(dāng)水力坡度為達(dá)西公式，滲透系數(shù)代表當(dāng)水力坡度為1時(shí)，水在介時(shí)，水在介質(zhì)中的滲流速度，單位是質(zhì)中的滲流速度，單位是m/d或或cm

6、/s。一說(shuō)是指液。一說(shuō)是指液體在一晝夜（體在一晝夜（24小時(shí)）在固體里面流動(dòng)的長(zhǎng)度，一小時(shí)）在固體里面流動(dòng)的長(zhǎng)度，一般用般用m/d。 滲透系數(shù)大小與巖石的性質(zhì)（粒度成分、顆粒滲透系數(shù)大小與巖石的性質(zhì)（粒度成分、顆粒排列、充填情況、裂隙性質(zhì)和發(fā)育程度等）和水的排列、充填情況、裂隙性質(zhì)和發(fā)育程度等）和水的物理性質(zhì)（粘滯性、容重等）有關(guān)。滲透系數(shù)物理性質(zhì)（粘滯性、容重等）有關(guān)。滲透系數(shù)K能用能用來(lái)表示巖層的透水性，但它不能單獨(dú)說(shuō)明含水層的來(lái)表示巖層的透水性，但它不能單獨(dú)說(shuō)明含水層的過(guò)水能力。一個(gè)過(guò)水能力。一個(gè)K值較大的含水層，如果厚度很小，值較大的含水層，如果厚度很小，它的過(guò)水能力也是有限的。為此引

7、出導(dǎo)水系數(shù)（它的過(guò)水能力也是有限的。為此引出導(dǎo)水系數(shù)（T）。）。3.3.3 3.3.3 導(dǎo)水系數(shù)（導(dǎo)水系數(shù)（T T） 導(dǎo)水系數(shù)也是一個(gè)重要的水文地導(dǎo)水系數(shù)也是一個(gè)重要的水文地質(zhì)參數(shù)，即含水層的滲透系數(shù)與質(zhì)參數(shù)，即含水層的滲透系數(shù)與其厚度的乘積。其理論意義是水其厚度的乘積。其理論意義是水力梯度為力梯度為1時(shí)，通過(guò)含水層的單時(shí)，通過(guò)含水層的單寬流量，常用單位是寬流量，常用單位是m2/d。3.4 覆巖三帶（上三帶）3.4.1 垮落帶（冒落帶）垮落帶（冒落帶） 工作面回采后引起煤層直接工作面回采后引起煤層直接頂板垮落，垮落的巖塊堆積在一起。如果垮落帶高頂板垮落，垮落的巖塊堆積在一起。如果垮落帶高度達(dá)到

8、上覆含水層，則往往引起頂板水的突入。度達(dá)到上覆含水層，則往往引起頂板水的突入。3.4.2 裂縫帶裂縫帶 指指冒落帶以上大量出現(xiàn)的切層、離層和冒落帶以上大量出現(xiàn)的切層、離層和斷裂或裂縫發(fā)育帶?？拷奥鋷У膸r層，斷裂嚴(yán)重；斷裂或裂縫發(fā)育帶。靠近冒落帶的巖層，斷裂嚴(yán)重；遠(yuǎn)離冒落帶的巖層，斷裂輕微，脆性薄層狀砂巖會(huì)遠(yuǎn)離冒落帶的巖層，斷裂輕微，脆性薄層狀砂巖會(huì)發(fā)生斷裂。該層不一定具備透砂能力，但一般具有發(fā)生斷裂。該層不一定具備透砂能力，但一般具有較強(qiáng)的導(dǎo)水能力。較強(qiáng)的導(dǎo)水能力。3.4.3 彎曲帶彎曲帶 彎曲帶指的是自裂縫帶頂界到地表的整彎曲帶指的是自裂縫帶頂界到地表的整個(gè)巖系發(fā)生彎曲下沉的整體變形和沉降

9、移動(dòng)區(qū)。該個(gè)巖系發(fā)生彎曲下沉的整體變形和沉降移動(dòng)區(qū)。該帶的主要特點(diǎn)是巖層的整體變形和移動(dòng)，而其斷裂帶的主要特點(diǎn)是巖層的整體變形和移動(dòng)，而其斷裂程度較弱，所以一般不具備導(dǎo)水能力。程度較弱，所以一般不具備導(dǎo)水能力。覆巖三帶發(fā)育情況示意圖3.5 底板三帶（下三帶）底板三帶（下三帶） ： 被 壓 破 壞 帶 ： 完 整 隔 水 帶 ： 原圖 2 - 2 0 底 板 隔 水 層 在 開(kāi) 采 條 件 下 三 帶 劃 分 示 意 圖3.5.1 底板破壞帶（底板破壞帶（）v采動(dòng)對(duì)底板有破壞作用。當(dāng)工作面從開(kāi)切眼采動(dòng)對(duì)底板有破壞作用。當(dāng)工作面從開(kāi)切眼開(kāi)始回采之后，采面圍巖應(yīng)力將發(fā)生變化。開(kāi)始回采之后，采面圍巖應(yīng)

10、力將發(fā)生變化。隨著工作面的推進(jìn)，煤層底板前方處于支承隨著工作面的推進(jìn)，煤層底板前方處于支承壓力作用而壓縮。工作面推過(guò)后，應(yīng)力釋放，壓力作用而壓縮。工作面推過(guò)后，應(yīng)力釋放，底板處于膨脹狀態(tài)。隨著頂板的冒落，采空底板處于膨脹狀態(tài)。隨著頂板的冒落，采空區(qū)冒落矸石的壓實(shí)，工作面后方一定距離的區(qū)冒落矸石的壓實(shí)，工作面后方一定距離的底板恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。由于工作面是在底板恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。由于工作面是在不斷推進(jìn)的過(guò)程中，所以，底板處于壓縮不斷推進(jìn)的過(guò)程中，所以，底板處于壓縮膨脹再壓縮的狀態(tài)。而在壓縮與膨脹變形膨脹再壓縮的狀態(tài)。而在壓縮與膨脹變形的過(guò)渡區(qū)，底板最易發(fā)生破壞。這個(gè)破壞的的過(guò)渡區(qū)，底板最易發(fā)

11、生破壞。這個(gè)破壞的深度就是底板破壞帶。它的特點(diǎn)是巖層的連深度就是底板破壞帶。它的特點(diǎn)是巖層的連續(xù)性遭到破壞，完全失去了隔水能。續(xù)性遭到破壞，完全失去了隔水能。3.5.2 原始導(dǎo)高帶（原始導(dǎo)高帶（） 具有一定壓力的承壓水沿著裂隙上升，沖刷具有一定壓力的承壓水沿著裂隙上升，沖刷結(jié)構(gòu)面，使裂隙軟化、蝕擴(kuò)，水位逐漸上結(jié)構(gòu)面，使裂隙軟化、蝕擴(kuò)，水位逐漸上升超過(guò)含水層的頂界面，水位高于含水層升超過(guò)含水層的頂界面，水位高于含水層頂界面的高度就是原始導(dǎo)升帶。頂界面的高度就是原始導(dǎo)升帶。 、帶雖有一定的阻帶雖有一定的阻水作用，但起主要保護(hù)水作用，但起主要保護(hù)作用的是作用的是帶。如果由帶。如果由于開(kāi)采礦壓破壞和水

12、壓于開(kāi)采礦壓破壞和水壓的導(dǎo)升作用，造成的導(dǎo)升作用，造成帶帶消失或變薄，或由于構(gòu)消失或變薄，或由于構(gòu)造產(chǎn)生水力通道，或由造產(chǎn)生水力通道，或由于底板厚度很薄等，都于底板厚度很薄等，都會(huì)發(fā)生突水事故。會(huì)發(fā)生突水事故。3.6 現(xiàn)行防治水有關(guān)的規(guī)定現(xiàn)行防治水有關(guān)的規(guī)定1、煤礦防治水規(guī)定（、煤礦防治水規(guī)定（28號(hào)令）（號(hào)令）（2009年）年） 2、煤礦安全規(guī)程（、煤礦安全規(guī)程（37號(hào)令）（號(hào)令）（2011年）年） 3、建筑物、水體、鐵路及主要井巷、建筑物、水體、鐵路及主要井巷 煤柱留設(shè)煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程（與壓煤開(kāi)采規(guī)程（2000年）年）4、安徽省煤礦防治水和水資源化利用管理辦法、安徽省煤礦防治水和水資

13、源化利用管理辦法（皖經(jīng)信煤炭（皖經(jīng)信煤炭2013128號(hào)）號(hào)）5、礦井防治水技術(shù)管理規(guī)定、礦井防治水技術(shù)管理規(guī)定 （淮礦地測(cè)（淮礦地測(cè)2010200號(hào)）號(hào)）3.6.1 防治水原則理念防治水原則理念：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采。先探后掘，先治后采。：防、堵、疏、排、截。：防、堵、疏、排、截。：預(yù)測(cè)探查、綜預(yù)測(cè)探查、綜合治理、效果驗(yàn)證、安全評(píng)估。合治理、效果驗(yàn)證、安全評(píng)估。：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、超前探查、綜合治理、安全評(píng)估、驗(yàn)超前探查、綜合治理、安全評(píng)估、驗(yàn)收審批。收審批。：管理、投入、：管理、投入、科研、培訓(xùn)?？蒲小⑴嘤?xùn)。3.6.1.1 十六字原則十六字原則：

14、水害防治的基礎(chǔ)，在查清礦井水文地：水害防治的基礎(chǔ)，在查清礦井水文地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)理論和質(zhì)條件基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)理論和方法，對(duì)礦井水害做出科學(xué)分析判斷和評(píng)價(jià)方法，對(duì)礦井水害做出科學(xué)分析判斷和評(píng)價(jià) 。根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)結(jié)論，對(duì)可能構(gòu)成根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)結(jié)論，對(duì)可能構(gòu)成水害威脅區(qū)域，采用物探、化探和鉆探等綜合探水害威脅區(qū)域，采用物探、化探和鉆探等綜合探測(cè)技術(shù)手段，查明或排除水害測(cè)技術(shù)手段，查明或排除水害。：先綜合探查，確定巷道掘進(jìn)沒(méi)有水害：先綜合探查，確定巷道掘進(jìn)沒(méi)有水害威脅后再掘進(jìn)施工。威脅后再掘進(jìn)施工。：根據(jù)查明的水害情況，采取有針對(duì)性：根據(jù)查明的水害情況，采取有針

15、對(duì)性的治理措施排除水害隱患后，再安排采掘工程。的治理措施排除水害隱患后，再安排采掘工程。3.6.1.2 五項(xiàng)綜合治理措施五項(xiàng)綜合治理措施 3.6.1.4 二十字防治水工作程序二十字防治水工作程序 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 超前探查超前探查 綜合治理綜合治理 安全評(píng)估安全評(píng)估 驗(yàn)收審批驗(yàn)收審批 集團(tuán)公司在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)、吸取以往集團(tuán)公司在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)、吸取以往教訓(xùn)的基礎(chǔ)上提出的二十字防治水工教訓(xùn)的基礎(chǔ)上提出的二十字防治水工作程序，將防治水工作過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，作程序，將防治水工作過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，進(jìn)一步規(guī)范了集團(tuán)公司防治水工作流進(jìn)一步規(guī)范了集團(tuán)公司防治水工作流程。程。3.6.1.5 防治水安全保障體系防治水安全保

16、障體系v管理：管理：防治水不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，關(guān)鍵還防治水不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，關(guān)鍵還是工程質(zhì)量和措施的落實(shí)，注重過(guò)程監(jiān)管。是工程質(zhì)量和措施的落實(shí)，注重過(guò)程監(jiān)管。從技術(shù)型向技術(shù)管理型轉(zhuǎn)變，是防治水工從技術(shù)型向技術(shù)管理型轉(zhuǎn)變，是防治水工作保障安全的一個(gè)很重要的方面。作保障安全的一個(gè)很重要的方面。v投入：投入：沒(méi)有足夠的資金作保證，防治水工沒(méi)有足夠的資金作保證，防治水工作無(wú)從談起。作無(wú)從談起。v科研：科研：防治水工作的開(kāi)展不能只靠經(jīng)驗(yàn)，防治水工作的開(kāi)展不能只靠經(jīng)驗(yàn)，必須有理論作基礎(chǔ)支撐。必須有理論作基礎(chǔ)支撐。v培訓(xùn)：培訓(xùn)：除專業(yè)培訓(xùn)，還要開(kāi)展全全員培訓(xùn)。除專業(yè)培訓(xùn)，還要開(kāi)展全全員培訓(xùn)。3.6.2.1 關(guān)

17、于避災(zāi)路線關(guān)于避災(zāi)路線 預(yù)先開(kāi)掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災(zāi)預(yù)先開(kāi)掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災(zāi)路線等安全措施，并使每個(gè)作業(yè)人員了解和掌握。路線等安全措施，并使每個(gè)作業(yè)人員了解和掌握。 煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定第第9696條條 煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程第第289289條條 礦井應(yīng)當(dāng)設(shè)置安全出口，規(guī)定避水災(zāi)路線，設(shè)置礦井應(yīng)當(dāng)設(shè)置安全出口，規(guī)定避水災(zāi)路線，設(shè)置貼有反光膜的清晰路標(biāo)，并讓全體職工熟知，以貼有反光膜的清晰路標(biāo)，并讓全體職工熟知，以便一旦突水，能夠安全撤離，避免意外傷亡事故。便一旦突水，能夠安全撤離，避免意外傷亡事故。 煤礦防治水規(guī)定煤礦防治水規(guī)定第第117117條條 集團(tuán)公司規(guī)

18、定第集團(tuán)公司規(guī)定第4747條條 3.6.2 防治水有關(guān)規(guī)定防治水有關(guān)規(guī)定v探放水施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備放水路線和安全撤人路線，探放水施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備放水路線和安全撤人路線，在復(fù)雜的地區(qū)探放水施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)專用電話，撤在復(fù)雜的地區(qū)探放水施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)專用電話，撤出受探水威脅區(qū)域的所有人員。出受探水威脅區(qū)域的所有人員。 集團(tuán)公司規(guī)定第集團(tuán)公司規(guī)定第2929條條v工作面回采期間要確保避水路線暢通無(wú)阻，避災(zāi)工作面回采期間要確保避水路線暢通無(wú)阻，避災(zāi)線路標(biāo)志醒目清楚。線路標(biāo)志醒目清楚。 集團(tuán)公司對(duì)受水害威脅嚴(yán)重工作面的要求集團(tuán)公司對(duì)受水害威脅嚴(yán)重工作面的要求v必須向受水威脅地區(qū)的施工人員貫徹、交待報(bào)警必須向受水威脅地

19、區(qū)的施工人員貫徹、交待報(bào)警信號(hào)和避災(zāi)路線信號(hào)和避災(zāi)路線。 井下探放水技術(shù)規(guī)范井下探放水技術(shù)規(guī)范（MT/T632MT/T63219961996）11.511.5v所有的作業(yè)規(guī)程都在圖文上明確地規(guī)定了避水路線。 3.6.2.2 關(guān)于排水設(shè)施關(guān)于排水設(shè)施 受水害威脅的采掘工作面，必須建受水害威脅的采掘工作面，必須建立排水系統(tǒng)，并與開(kāi)采同時(shí)設(shè)計(jì)、立排水系統(tǒng)，并與開(kāi)采同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。采煤工同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。采煤工作面有效排水能力不低于預(yù)計(jì)最大作面有效排水能力不低于預(yù)計(jì)最大涌水量的涌水量的1.5倍，掘進(jìn)工作面有效倍，掘進(jìn)工作面有效排水能力不低于預(yù)計(jì)最大涌水量。排水能力不低于預(yù)計(jì)最大

20、涌水量。 安徽省防治水和水資源化利用管理辦法安徽省防治水和水資源化利用管理辦法第第2323條條 6（10）煤工作面、上提開(kāi)采工）煤工作面、上提開(kāi)采工作面以及其他預(yù)計(jì)涌水量大于作面以及其他預(yù)計(jì)涌水量大于30m3/h的工作面，必須具備自的工作面，必須具備自流排水條件，否則，要建立排流排水條件，否則，要建立排水泵站，有效排水能力不小于水泵站，有效排水能力不小于預(yù)計(jì)最大涌水量的預(yù)計(jì)最大涌水量的1.5倍。倍。 礦井防治水技術(shù)管理規(guī)定礦井防治水技術(shù)管理規(guī)定第第4040條條 對(duì)排水設(shè)施的其它要求 1、低洼地點(diǎn)安設(shè)水泵，預(yù)置排水管路，排、低洼地點(diǎn)安設(shè)水泵，預(yù)置排水管路，排水管路和泵的排水能力要滿足要求，且管水

21、管路和泵的排水能力要滿足要求，且管路與水泵的能力要匹配，保證排水設(shè)備設(shè)路與水泵的能力要匹配，保證排水設(shè)備設(shè)施能隨時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并準(zhǔn)備好備用水泵。施能隨時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并準(zhǔn)備好備用水泵。受水害威脅嚴(yán)重的地點(diǎn)要求雙回路供電。受水害威脅嚴(yán)重的地點(diǎn)要求雙回路供電。 2、不提倡使用水泵接力排水，如使用接力、不提倡使用水泵接力排水，如使用接力排水，后一級(jí)水泵的排水能力不小于前一排水，后一級(jí)水泵的排水能力不小于前一級(jí)水泵能力的級(jí)水泵能力的1.5倍。倍。 3、下山掘進(jìn)工作面的排水設(shè)施不僅能力要、下山掘進(jìn)工作面的排水設(shè)施不僅能力要滿足要求，還要保證排水設(shè)施的可靠性。滿足要求，還要保證排水設(shè)施的可靠性。 4、6（10）

22、煤工作面，區(qū)段設(shè)計(jì)時(shí)要布置）煤工作面，區(qū)段設(shè)計(jì)時(shí)要布置軌道巷和排水巷，形成自流排水條件。軌道巷和排水巷，形成自流排水條件。 排水管路的排水能力計(jì)算排水管路的排水能力計(jì)算 排水管路排水能力計(jì)算公式：排水管路排水能力計(jì)算公式： 式中式中Q排水管路排水量，排水管路排水量，m3/hV流速，一般經(jīng)濟(jì)流速流速，一般經(jīng)濟(jì)流速1.52.2m/s，最大，最大2.5m/sS水管截面積，水管截面積，m2，計(jì)算公式：，計(jì)算公式： 其中，其中，D為水管內(nèi)徑，為水管內(nèi)徑，mQ=3600SV 2S=4D常用排水管路流量表常用排水管路流量表 （經(jīng)濟(jì)流速取（經(jīng)濟(jì)流速取1.52.2m/s）管徑管徑(mm)75(3吋吋)100（4

23、吋）吋）125（5吋）吋）流量流量(m3/h）23.8434.9442.3962.1766.2397.14管徑管徑(mm)150（6吋）吋）175（7吋）吋）200（8吋）吋）流量流量(m3/h）95.38139.89129.82190.40169.56248.694 淮北礦區(qū)防治水現(xiàn)狀淮北礦區(qū)防治水現(xiàn)狀v礦區(qū)自礦區(qū)自19581958年開(kāi)發(fā)建設(shè)以來(lái)，目前已形成年開(kāi)發(fā)建設(shè)以來(lái)，目前已形成2323對(duì)生產(chǎn)礦井，年產(chǎn)原煤超過(guò)對(duì)生產(chǎn)礦井，年產(chǎn)原煤超過(guò)40004000萬(wàn)噸的大型萬(wàn)噸的大型煤產(chǎn)地。煤產(chǎn)地。v淮北礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定，淮北礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存不穩(wěn)定，地壓大，瓦斯大，巖漿巖侵蝕

24、嚴(yán)重，煤系地地壓大，瓦斯大，巖漿巖侵蝕嚴(yán)重，煤系地層富水性強(qiáng)，開(kāi)采條件惡劣。層富水性強(qiáng)，開(kāi)采條件惡劣。v礦區(qū)開(kāi)采歷史上水害事故多發(fā)，防治水工作礦區(qū)開(kāi)采歷史上水害事故多發(fā)，防治水工作難度較大。難度較大。4.2 礦區(qū)地質(zhì)概況礦區(qū)地質(zhì)概況v淮北煤田基本為隱伏煤田，局部有震旦系、淮北煤田基本為隱伏煤田，局部有震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系和二疊系地層出露，寒武系、奧陶系、石炭系和二疊系地層出露，其余均為新生界松散層覆蓋，地面標(biāo)高一般其余均為新生界松散層覆蓋，地面標(biāo)高一般+20+50m 。v煤田處于華北板塊東南緣的豫淮坳陷東部，煤田處于華北板塊東南緣的豫淮坳陷東部，以燕山運(yùn)動(dòng)后形成的斷裂隆起或凹陷為主。

25、以燕山運(yùn)動(dòng)后形成的斷裂隆起或凹陷為主。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，總體構(gòu)造呈復(fù)雜型。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，總體構(gòu)造呈復(fù)雜型。v含煤地層為石炭、二疊系地層。主采煤層為含煤地層為石炭、二疊系地層。主采煤層為上石盒子組的上石盒子組的3煤、下石盒子組的煤、下石盒子組的7、8煤（濉煤（濉肖區(qū)為肖區(qū)為4、5煤）及山西組的煤）及山西組的10煤（濉肖區(qū)為煤（濉肖區(qū)為6煤）。煤）。4.3 礦區(qū)水文地質(zhì)概況礦區(qū)水文地質(zhì)概況 v淮北礦區(qū)有淮北礦區(qū)有4個(gè)主要含水層，分別為第四系（第三系）孔隙含水個(gè)主要含水層，分別為第四系（第三系）孔隙含水層組、煤系砂巖裂隙含水層組、太灰?guī)r溶含水層組及奧灰?guī)r溶層組、煤系砂巖裂隙含水層組、太灰?guī)r溶

26、含水層組及奧灰?guī)r溶含水層組。礦區(qū)斷層較發(fā)育，部分?jǐn)鄬訉?dǎo)水性好，因此煤系地含水層組。礦區(qū)斷層較發(fā)育，部分?jǐn)鄬訉?dǎo)水性好，因此煤系地層含水層存在一定的水力聯(lián)系。層含水層存在一定的水力聯(lián)系。 v濉肖區(qū)沖積層厚度小，底部粘土隔水層普遍發(fā)育，無(wú)濉肖區(qū)沖積層厚度小，底部粘土隔水層普遍發(fā)育，無(wú)“底含底含”，第四系松散層地下水對(duì)礦井開(kāi)采無(wú)直接影響。但太灰及奧灰?guī)r第四系松散層地下水對(duì)礦井開(kāi)采無(wú)直接影響。但太灰及奧灰?guī)r溶水豐富，補(bǔ)給強(qiáng)度大，含水層可疏性差，對(duì)礦井安全威脅大。溶水豐富，補(bǔ)給強(qiáng)度大，含水層可疏性差，對(duì)礦井安全威脅大。朱莊、楊莊等礦多次發(fā)生灰?guī)r突水事故。朱莊、楊莊等礦多次發(fā)生灰?guī)r突水事故。v宿縣區(qū)、臨渙區(qū)

27、、渦陽(yáng)區(qū)新生界松散層厚度大，三隔普遍發(fā)育，宿縣區(qū)、臨渙區(qū)、渦陽(yáng)區(qū)新生界松散層厚度大，三隔普遍發(fā)育，隔水性能好，地表水及新地層一、二、三含水對(duì)礦井安全影響隔水性能好，地表水及新地層一、二、三含水對(duì)礦井安全影響不大。不大。“底含底含”分布不均，桃園、祁南等礦對(duì)淺部煤層開(kāi)采有分布不均，桃園、祁南等礦對(duì)淺部煤層開(kāi)采有直接影響。石灰?guī)r巖溶水總體上不豐富，補(bǔ)給強(qiáng)度小，含水層直接影響。石灰?guī)r巖溶水總體上不豐富，補(bǔ)給強(qiáng)度小，含水層可疏性好?？墒栊院?。v煤系地層砂巖裂隙水對(duì)煤礦安全影響相對(duì)較小，但臨渙區(qū)的煤系地層砂巖裂隙水對(duì)煤礦安全影響相對(duì)較小，但臨渙區(qū)的K3砂巖、濉肖區(qū)的砂巖、濉肖區(qū)的5煤頂板砂巖也經(jīng)常涌水影

28、響生產(chǎn)。煤頂板砂巖也經(jīng)常涌水影響生產(chǎn)。 淮北礦區(qū)含水層關(guān)系柱狀圖淮北礦區(qū)含水層關(guān)系柱狀圖 奧灰含水層 70-14010煤7煤8煤9煤500由松散的砂礫及泥灰?guī)r組成，厚度一般1050m，對(duì)淺部煤層開(kāi)采影響較大。40-67中厚層白云質(zhì)石灰?guī)r 太灰含水層厚度一般130-150m，含灰?guī)r13層，上部1-4灰對(duì)生產(chǎn)影響較大。砂巖、泥巖互層K3砂巖富水性較強(qiáng)，厚度一般1550m，對(duì)生產(chǎn)影響較大。煤系地層砂巖裂隙含水層組3煤0-50四含柱狀簡(jiǎn)圖煤層巖性簡(jiǎn)述厚度 (m)名稱含（隔）水層組4.4 歷史突水事故統(tǒng)計(jì)分歷史突水事故統(tǒng)計(jì)分析析 v淮北礦區(qū)大部分礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，淮北礦區(qū)大部分礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，

29、水害類型多樣，歷史上多次發(fā)生突水傷水害類型多樣，歷史上多次發(fā)生突水傷人事故。人事故。v淮北礦區(qū)共發(fā)生大于淮北礦區(qū)共發(fā)生大于30m3/h的突水的突水186次，次，其中砂巖裂隙水害其中砂巖裂隙水害87次，沖積層水害次，沖積層水害36次，灰?guī)r水害次，灰?guī)r水害25次，老塘水害次，老塘水害21次，斷次，斷層水害層水害9次，其它水害次，其它水害8次。次。v在突水事故中，淹井在突水事故中，淹井3次，淹采煤工作面次，淹采煤工作面7次，突水傷人事故次，突水傷人事故6次，死亡次，死亡26人人 。 4.5 集團(tuán)公司近年幾次大的突水事故簡(jiǎn)介集團(tuán)公司近年幾次大的突水事故簡(jiǎn)介 4.5.1 2005年年1月月25日朱莊煤礦

30、日朱莊煤礦622工作面發(fā)工作面發(fā)生底板灰?guī)r突水，最大水量生底板灰?guī)r突水，最大水量1420m3/h，造成工，造成工作面停產(chǎn)作面停產(chǎn)100天，直接經(jīng)濟(jì)損失天，直接經(jīng)濟(jì)損失7000多萬(wàn)元，多萬(wàn)元，總損失為總損失為1.2億元。億元。 4.5.2 海孜煤礦海孜煤礦2005年年5月月21日日745工作面頂板工作面頂板離層水體潰出，最大涌水量離層水體潰出，最大涌水量3887m3/h，造成，造成5人死亡。查治水直接費(fèi)用達(dá)人死亡。查治水直接費(fèi)用達(dá)800萬(wàn)元萬(wàn)元。 4.5.3 2008年年9月月2日，孫疃礦日，孫疃礦1028工作面推進(jìn)工作面推進(jìn)100m時(shí)，風(fēng)巷處老塘底板出水，至?xí)r，風(fēng)巷處老塘底板出水，至9月月4日

31、，日，涌水量增大并穩(wěn)定在涌水量增大并穩(wěn)定在90m3/h左右。出水水源確左右。出水水源確定為底板太灰水。由于機(jī)巷多處低洼，水不能定為底板太灰水。由于機(jī)巷多處低洼，水不能完全自流，因排水管路的能力限制，造成機(jī)巷完全自流，因排水管路的能力限制，造成機(jī)巷低洼處運(yùn)輸設(shè)備被淹，不能運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面停產(chǎn)低洼處運(yùn)輸設(shè)備被淹，不能運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面停產(chǎn)10余天，損失巨大。余天，損失巨大。 4.5.4 2008年年11月月27日袁店二礦主井井筒鍋底揭開(kāi)后日袁店二礦主井井筒鍋底揭開(kāi)后出現(xiàn)突水，最大水量出現(xiàn)突水，最大水量54m3/h，突水伴有泥沙，含沙量，突水伴有泥沙，含沙量34，井筒被淹。主井井筒，井筒被淹。主井井筒301m

32、以上采用沉井法施以上采用沉井法施工，工，301m以下采用普通法施工，基巖段以下采用普通法施工，基巖段296m以下進(jìn)行以下進(jìn)行了地面預(yù)注漿。分析認(rèn)為水源為松散層水，突水通道主了地面預(yù)注漿。分析認(rèn)為水源為松散層水，突水通道主要為壁后局部注漿充填不完全，水泥未完全充填密實(shí)，要為壁后局部注漿充填不完全，水泥未完全充填密實(shí)，導(dǎo)致松散層水沿壁后空隙流入井下。經(jīng)靜水拋碴注漿封導(dǎo)致松散層水沿壁后空隙流入井下。經(jīng)靜水拋碴注漿封水，再壁后注漿充填截水處理后恢復(fù)井筒施工。水，再壁后注漿充填截水處理后恢復(fù)井筒施工。 v4.5.5 2009年年3月月4日，朱莊礦日，朱莊礦628工作面工作面臨近收作時(shí)發(fā)生底板灰?guī)r突水，突

33、水量達(dá)臨近收作時(shí)發(fā)生底板灰?guī)r突水，突水量達(dá)600 m3/h，工作面被淹。朱莊礦，工作面被淹。朱莊礦628工作面采前工作面采前開(kāi)展了大量防治水工作，對(duì)一、二灰進(jìn)行了全開(kāi)展了大量防治水工作，對(duì)一、二灰進(jìn)行了全面注漿改造，三灰上段局部注漿改造，鉆探工面注漿改造，三灰上段局部注漿改造，鉆探工程量程量11718m/62孔，底板注漿量達(dá)孔，底板注漿量達(dá)10204t水泥。水泥。v4.5.6 2013年年2月月3日凌晨日凌晨0點(diǎn)點(diǎn)20分，桃分，桃園礦南三采區(qū)園礦南三采區(qū)1035切眼掘進(jìn)切眼掘進(jìn)28m時(shí)，發(fā)時(shí)，發(fā)生底板隱伏陷落柱奧灰水突水災(zāi)害，突生底板隱伏陷落柱奧灰水突水災(zāi)害，突水量水量29000m3/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)

34、超過(guò)礦井排水能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)礦井排水能力，造成礦井被淹，力，造成礦井被淹，1名礦工遇難。名礦工遇難。v治理工程采用截流與堵源同步的原則，治理工程采用截流與堵源同步的原則，多鉆孔同時(shí)施工鉆進(jìn)。完成鉆探工程量多鉆孔同時(shí)施工鉆進(jìn)。完成鉆探工程量7017m/127017m/12孔，注水泥孔，注水泥17.4217.42萬(wàn)萬(wàn)t t，粉煤灰，粉煤灰3.653.65萬(wàn)萬(wàn)t t，礦井復(fù)礦總排水量超過(guò)，礦井復(fù)礦總排水量超過(guò)500500萬(wàn)萬(wàn)m m3 3。桃園礦桃園礦1022上工作面潰水潰砂示意圖上工作面潰水潰砂示意圖人人人事故點(diǎn)四含潰水砂事故平面示意圖切眼總回風(fēng)巷上機(jī)巷上風(fēng)巷總 回機(jī) 巷風(fēng) 巷四 含四含潰水砂事故平面示

35、意圖三 隔抽冒處(巖柱12 10煤9煤8煤7煤W0N80=0.20t=0.2MPaE=0.18GPaRQD=30c=18.00MPaE=0.59GPa=0.29RQD=50t=3.37MPac=11.40MPaKE=5.886.82WET=2.025.14DT=90.86369.629(ms)E=13.17GPa=0.19RQD=75t=5.92MPac=74.06MPaE=1.75GPa=0.25RQD=60t=10.07MPac=19.71MPaKE=5.6717.98WET=3.2710.40DT=67.38315.43(ms)E=29.17GPa=0.16RQD=91t=11.55MP

36、ac=139.97MPaKE=5.6717.98E=13.17GPaRQD=75=0.19t=5.92MPac=74.06MPaE=1.75GPaRQD=60=0.25t=10.07MPac=19.71MPaE=29.17GPa=0.16RQD=91t=11.55MPac=139.97MPaN800W 84采區(qū)I-I線7煤煤系地層工程地質(zhì)巖組走向剖面圖KE=5.886.82WET=2.025.14D =90.86369.629(ms)DT=67.38315.43(ms)WET=3.2710.40745工作面離層發(fā)育剖面示意圖工作面離層發(fā)育剖面示意圖T 9T 8T 7T 6T 5T 4T 3T

37、2T 1鉆孔揭露的離層照片鉆孔揭露的離層照片灰?guī)r水害發(fā)生的原因灰?guī)r水害發(fā)生的原因v具有明顯出水通道的灰?guī)r水害，大都發(fā)生在具有明顯出水通道的灰?guī)r水害，大都發(fā)生在掘進(jìn)施工過(guò)程中。因此，為了防止掘進(jìn)施工掘進(jìn)施工過(guò)程中。因此，為了防止掘進(jìn)施工誤揭露導(dǎo)水構(gòu)造或陷落柱，要堅(jiān)持?jǐn)鄬雍拖菡`揭露導(dǎo)水構(gòu)造或陷落柱，要堅(jiān)持?jǐn)鄬雍拖萋渲浇蜻M(jìn)施工超前探措施。一般是先物落柱附近掘進(jìn)施工超前探措施。一般是先物探，后鉆探。物探方法有直流電法超前探測(cè)、探，后鉆探。物探方法有直流電法超前探測(cè)、瞬變電法超前探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)等。瞬變電法超前探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)等。其中，以直流電法的分辨率和可靠性為最高，其中，以直流電法的分辨率和可靠性為最高，瞬變電法因施工方便也被廣泛使用。瞬變電法因施工方便也被廣泛使用。采煤工作面底板探測(cè)采煤工作面底板探測(cè)v根據(jù)根據(jù)煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程規(guī)定，承壓水上開(kāi)采規(guī)定，承壓水上開(kāi)采必須進(jìn)行工作面物探。其目的主要是查明底必須進(jìn)行工作面物探。其目的主要是查明底隔水層的厚度和