礦井防治水基本知識

礦井防治水基本知識

曹思云2014年10月29日2023/4/181整理ppt內容一、礦井水災的發(fā)生條件、原因及危害二、礦井突水的類型三、井下防治水四、礦井透水事故的處理2023/4/182整理ppt一、礦井水災發(fā)生條件、原因及危害

（一）礦井水災發(fā)生的基本條件水災發(fā)生的基本條件水源涌水通道大氣降水地表水地下水是地下水的主要補給來源，直接或間接影響礦井充水。是地表積聚的水源，是地下水的補給水源?？紫端核绍泿r層空隙中的水、位于表土層，威脅井筒裂隙水：堅硬巖層裂隙中的水巖溶水：石灰?guī)r裂隙或溶洞中的水，水壓大、水量多老空水：一般成酸性，對金屬有腐蝕作用活水死水人為因素：頂板冒落裂隙帶；地表巖溶塌陷帶；鉆孔自然因素：空隙、裂隙、溶洞、斷層2023/4/183整理ppt一、礦井水災的發(fā)生條件、原因及危害

（二）礦井水災發(fā)生的原因

1、地面防洪、防水措施不當或管理不善，地表水(多為雨季降水)大量灌人井下，造成水災。2、水文地質情況不清，井巷接近老空積水區(qū)、充水斷層、陷落柱、強含水層以及打開隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進行了探水，但措施不當。3、井巷位置設計不當。如將井巷置于不良地質條件中或過分接近強含水層等水源，導致施工后，因地壓和水壓共同作用而發(fā)生頂、底板透水。如此案例國內曾有發(fā)生，但為數(shù)不多。

2023/4/184整理ppt一、礦井水災的發(fā)生條件、原因及危害

（三）礦井水災發(fā)生的原因4、井巷施工質量偽劣，致使礦井井巷嚴重塌落、冒頂、跑砂導致透水，或工程鉆孔在固井止水前誤穿巷道，導致頂板含水透水。5、測量錯誤，導致巷道穿透積水區(qū)。6、井下無防水閘門或雖有而管理、組織不當，造成透水時無作用而淹井。7、出現(xiàn)透水預兆未覺察或未被重視或處理不當造成透水。

8、排水設備能力不足或設備不完好或排水設備平時維護不當。如水倉不按時清挖，儲水能力不足而淹井。

2023/4/185整理ppt一、礦井水災的發(fā)生條件、原因及危害

（三）礦井水災的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、惡化生產環(huán)境。2、增加排水費用，提高頓煤成本。3、縮短生產設備的使用壽命。4、損失煤炭資源。5、引起瓦斯積聚、爆炸和硫化氫中毒。6、造成礦井淹沒、人員傷亡。2023/4/186整理ppt二、礦井突水類型

（一）頂板突水巖層移動的“三帶”關系圖（1-煤層；2-垮落帶；3-斷裂帶；4-彎曲下沉帶）2023/4/187整理ppt二、礦井突水類型

（二）煤層底板突水2023/4/188整理ppt二、礦井突水類型

（三）老空水突水2023/4/189整理ppt二、礦井突水類型

（四）斷層水突水2023/4/1810整理ppt二、礦井突水類型

（五）陷落柱突水2023/4/1811整理ppt二、礦井突水類型

（六）封閉不良鉆孔突水2023/4/1812整理ppt三、井下防治水井下防治水措施可概括為6個字，即查、測、探、放、截、堵等幾個方面。2023/4/1813整理ppt水災發(fā)生的基本條件水源涌水通道大氣降水地表水地下水是地下水的主要補給來源，直接或間接影響礦井充水。是地表積聚的水源，是地下水的補給水源?？紫端核绍泿r層空隙中的水、位于表土層，威脅井筒裂隙水：堅硬巖層裂隙中的水巖溶水：石灰?guī)r裂隙或溶洞中的水，水壓大、水量多老空水：一般成酸性，對金屬有腐蝕作用活水死水人為因素：頂板冒落裂隙帶；地表巖溶塌陷帶；鉆孔自然因素：空隙、裂隙、溶洞、斷層2023/4/1814整理ppt三、井下防治水

（一）查

查，即查明水源和通道。主要查：1、沖積層的組成及厚度，各分層的含水性及透水性。2、裂隙和斷層的位置、錯動距離、延伸長度、破碎帶范圍、含水情況和導水性能。3、含水層與隔水層的位置、數(shù)量、厚度，各含水層的涌水量、透水性及其開采煤層的距離。4、老窯、古井和現(xiàn)在正在開采的小煤礦的分布、開采范圍、開采深度和積水情況，廢棄鉆孔的處理情況等。5、開采過程中，圍巖破壞及地表塌陷情況，觀測巖層跨落帶、斷裂帶、沉降彎曲帶的高度及其對涌水的影響。2023/4/1815整理ppt三、井下防治水

（二）測

測，即做好水文觀測工作。具體講有以下幾個方面：1、收集當?shù)貧庀?、降水量和河流水文地質資料（速度、流量、水位、枯水期和洪水期等）；查明地表水體的分布、水量的補給、排泄條件；查明洪水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點的影響程度。2、通過探水鉆孔和水文觀測孔，觀測各種地下水源的水位、水壓和水量變化，分析水質，查明礦井水的來源及其補給關系。3、觀測礦井涌水量及其季節(jié)變化規(guī)律等。2023/4/1816整理ppt三、井下防治水

（三）探

探，即井下探水。1．堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則

《煤礦防治水規(guī)定》第三條規(guī)定防治水工作應當堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，

《煤礦防治水規(guī)定》已經(jīng)2009年8月17日國家安全生產監(jiān)督管理總局局長辦公會議審議通過，現(xiàn)予公布，自2009年12月1日起施行。1984年5月15日原煤炭工業(yè)部頒發(fā)的《礦井水文地質規(guī)程》（試行）和1986年9月9日原煤炭工業(yè)部頒發(fā)的《煤礦防治水工作條例》（試行）同時廢止。

以前是違規(guī)、違章，現(xiàn)在是違法。2023/4/1817整理ppt三、井下防治水

（三）探2.必須探水前進的情況《煤礦安全規(guī)程》第286條規(guī)定：采掘工作面遇到下列情況之一時，必須確定探水線進行探水。（1）接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時。（2）接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時。（3）打開隔離煤柱放水時。（4）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。（5）接近有出水可能的鉆孔時。（6）接近有水的灌漿區(qū)時。（7）接近其他可能出水地區(qū)時。經(jīng)探水確認無突水危險后，方可前進。2023/4/1818整理ppt三、井下防治水

（三）探3．探水作業(yè)參數(shù)之一——探水起點至積水區(qū)的最小距離L：（1）當積水區(qū)的位置確定，L煤≮30m；L巖≮20m；（2）不能確定積水區(qū)的邊界位置時，L≮60m；（3）掘進巷道附近有斷層、陷落柱或石門揭開含水層時，L≮20m。2023/4/1819整理ppt三、井下防治水

（三）探3．探水作業(yè)參數(shù)之二——鉆孔深度與超前距離：超前距離L2一般不得小于20m。探放老空水要求不小于30m。鉆孔深度與使用的鉆探設備能力有關，ZLJ350鉆機鉆探能力為150m，ZLJ700鉆機鉆探能力可達200m。2023/4/1820整理ppt三、井下防治水

（三）探3．探水作業(yè)參數(shù)之三——鉆孔直徑和數(shù)目：

一般是利用探水鉆孔放出積水，因此鉆孔直徑的大小，要求既能使積水順利排出，又能防止沖跨煤壁，故探防水鉆孔直徑以不大于75mm為宜。

2023/4/1821整理ppt三、井下防治水

（三）探3．探水作業(yè)參數(shù)之四——鉆孔布置：

探水鉆孔應布成扇形或半扇形，鉆孔之間的夾角一般為10°-20°，鉆孔數(shù)不能少于5個。2023/4/1822整理ppt三、井下防治水

（三）探2023/4/1823整理ppt三、井下防治水

（三）探4.探放水的安全措施（1）加強鉆場附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板。（2）清理巷道，挖好排水溝，配備與探放水量相適應的排水設備。（3）在打鉆地點或附近安設專用電話。（4）測量和防探水人員必須親臨現(xiàn)場，依據(jù)設計，確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。（5）預計水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必須先安好孔口管和控制閘閥。特別危險的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路線。（6）鉆孔內水壓較大時，應采用防噴裝置的方法鉆進，并有防止孔口管和煤巖壁突然鼓出的措施。2023/4/1824整理ppt三、井下防治水

（三）探（7）鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異常情況時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人員應立即向調度室報告，并派人監(jiān)測水情。如發(fā)現(xiàn)情況緊急時，必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員，然后采取措施，進行處理。（8）探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置，積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點位置時，只準用鉆機進行探放水。探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水的全過程，核對放水量，直到老空水全部放完為止。（9）鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查氣體成分。如果瓦斯或氣體有害氣體濃度超過《煤礦安全規(guī)程》有關規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調度室，及時處理。2023/4/1825整理ppt三、井下防治水

（四）放

放:即疏放水，就是在探明水源之后，根據(jù)水源類型采取不同的疏放水方法，有計劃、有準備地將威脅礦井安全生產的水源疏放干，它是防止礦井水災最積極、最有效的措施。

水量如何計算？

2023/4/1826整理ppt三、井下防治水

（四）放2.疏放水注意事項（1）探到水源后，水量不大時，一般可用探水鉆孔放水；在水量很大時，需要另打鉆孔。放水鉆孔直徑一般為50～70mm，孔深不大于70m。放水鉆孔的孔口必須安設套管加固。（2）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量。（3）放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化時，及時處理，并立即報告。（4）必須有礦山救護隊檢查水面上的氣體成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時處理。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。（5）在放水設計中，應規(guī)定好人員撤退路線，并保證路線暢通，沿途照明良好。

2023/4/1827整理ppt三、井下防治水

（五）截截，即截水。在探到水源后，由于條件限制無法放水，或者雖能放水但不合理時，便利用防水墻、防水閘門、防水煤柱或巖柱等設施，永久地或臨時地截住水源，將采掘區(qū)與水隔開。使局部地點用水不至于威脅其他區(qū)域。1.防水墻：是井下防水、截水的一種設施。用于隔絕積水區(qū)（水源）或有透水危險的區(qū)域。2023/4/1828整理ppt三、井下防治水

（五）截2.防水閘門:設置在發(fā)生突水時需要堵截而平時需要行人和通車的巷道中。它是防止水災的重要工程。2023/4/1829整理ppt三、井下防治水

（五）截3.防水煤（巖）柱：對于井上下的各種水源，在一般情況下都應盡量疏干或堵塞其入井通道，徹底解除水的威脅，但這樣做有時是不合理的或不可能的，因此采取留設一定寬度的防水煤（巖）柱的方法來截住水源。一般在下列情況下需要留設防水煤（巖）柱。（1）相鄰礦井的分界處，必須留有防水煤柱。礦井以斷層分界時，必須在斷層兩側留設防水煤柱。（2）井田內有與河流、湖泊、溶洞、含水層等有水力聯(lián)系的導水斷層、裂隙（帶）、陷落柱時，必須找出其確切的位置，并按規(guī)定留設防水煤（巖）柱。2023/4/1830整理ppt三、井下防治水

（六）堵堵，即注漿堵水。將專門制備的漿液——堵水材料通過鉆孔壓入地層的裂隙、溶洞或斷層破碎帶，使?jié){液擴張、凝固、硬化，達到充填堵塞涌水通道、隔離水源的目的。注漿堵水方法簡便，效果交好，是防止礦井涌水行之有效的措施。2023/4/1831整理ppt四、礦井透水事故的處理1.礦井透水預兆1）一般預兆（1）煤壁“掛汗”。這是由于壓力水滲過小裂隙凝聚在煤層或巖石表面，而形成了小水珠。區(qū)別“假汗”，看新鮮煤壁。（2）煤壁“掛紅”。當積水中含有鐵的氧化物時，上述煤巖壁上所掛之“汗”呈暗紅色，故稱為“掛紅”。（3）空氣變冷，煤壁發(fā)涼。（4）出現(xiàn)霧氣。當采掘面氣溫較高時，從煤巖壁滲出的積水就會被蒸發(fā)而形成霧氣。（5）發(fā)出水叫聲。有時能聽到空洞泄水聲。2023/4/1832整理ppt四、礦井透水事故的處理（6）淋水加大，頂板來壓，底板鼓起或產生裂隙并出現(xiàn)滲水。（7）出現(xiàn)壓力水流（或稱水線）。這表明離水源已經(jīng)較近，應密切注意水流情況。若出水渾濁，說明水源很近；若出水清凈則水源尚遠。（8）工作面有害氣體增加。這是因為積水區(qū)常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氫等有害氣體逸散出來的緣故。（9）煤層發(fā)潮、發(fā)暗。原本干燥、光亮的煤層由于水的滲入，就變得潮濕、暗淡。如果挖去面一層，里面仍如此，說明附近有積水。

2023/4/1833整理ppt四、礦井透水事故的處理2、采掘工作面出現(xiàn)透水預兆時應采取的措施

《煤礦安全規(guī)程》第266條規(guī)定：采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大，頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告礦調度室，發(fā)出警報、撤出所有受水威脅地點的人員。2023/4/1834整理ppt四、礦井透水事故的處理3.透水時的安全措施（1）立即報告礦調度室。（2）設法堵住出水點。（3）迅速撤離險區(qū)。如果水勢太猛，無法堵住出水點，也來不及加固工作面時，則應有組織