煤礦水害現(xiàn)狀及防治對策

煤礦水害現(xiàn)狀及防治對策第一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

一、我國煤礦水害事故情況二、我國煤礦水害現(xiàn)狀三、煤礦水害防治水技術(shù)研究現(xiàn)狀四、水害防治對策

第二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一我國是世界上煤炭資源及原煤產(chǎn)量最大的國家之一，煤炭資源豐富，2000m深度以上約5.57萬億噸；1000m深度以上2.8萬億噸。也是煤礦災害最為嚴重的國家，作為煤礦五大災害之一的煤礦水害事故頻頻發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，在過去的20年里，有220多個礦井被水淹沒，死亡8000多人，經(jīng)濟損失高達300多億元人民幣。下表反映1996年~2004年煤礦水害事故情況。一、我國煤礦水害事故情況第三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一年份969798990001020304事故總數(shù)150120124123104109162137119死亡人數(shù)488450507468351432516551393重大事故1310106599145死亡人數(shù)19314615914865168130231107第四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

2005年發(fā)生水害事故104起，死亡593人，同比增加18起，多死亡93人，分別上升20.9%和18.6%。水害事故死亡人數(shù)占全國煤礦總死亡人數(shù)的9.9%。由此可以看出，近年來我國煤礦水害事故發(fā)生的頻率、人員傷亡、經(jīng)濟損失都呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢，特別是進入05年7月以來，又先后發(fā)生了江西上栗縣永勝煤礦“7.7”

水害事故、廣東省梅州興寧市羅崗鎮(zhèn)福勝煤礦“7.14”特大水害事故和廣東省梅州興寧市黃槐鎮(zhèn)大興煤礦“8.7”特別重大突水事故。造成了嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。通過對以上突水事故的初步分析，發(fā)現(xiàn)我國煤礦水害事故具有以下特點：第五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一①水害死亡率上升。盡管煤礦死亡事故總體上在逐年下降，但煤礦水災死亡事故卻在逐年上升，單次水害死亡率也有上升的趨勢。②老空透水事故多發(fā)。2004年43起重特大水害事故中，有40起屬老空透水事故，占重特大水害事故的93.0％。2005年1－6月份23起重特大水害事故中，有21起屬老空透水事故，占重特大水害事故的91.3％。③鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦水害事故多發(fā)。2004年發(fā)生重特大水害事故43起、死亡286人，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦發(fā)生37起、死亡231人，占重特大水害事故的86.1％和80.8％。2005年1－6月份發(fā)生重特大水害23起、死亡162人，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦發(fā)生19起、死亡138人，占重特大水害事故的82.6％和85.2％。

第六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一④雨季水害多發(fā)。我國南方部分礦區(qū)地面塌陷比較嚴重，在雨季井下涌水量與降雨量相關(guān)性非常強，強雨之后的幾個小時井下水量就顯著增大。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，自2000年以來，湖南、江西、貴州、云南、四川、重慶等地區(qū)重特大水害事故有70％發(fā)生在雨季。⑤國有大礦淹井損失較大。國有大礦井巷工程和機電設(shè)備較多，一旦發(fā)生突水淹井，大部分設(shè)備將全部報廢，礦井排水恢復后，井巷維修任務(wù)也非常重，造成的經(jīng)濟損失也比較大。如2004年9月21日，河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)永順煤礦違法越層越界開采9號煤，在掘進過程中發(fā)生底板奧灰突水，井下水量通過采空區(qū)潰入峰峰集團牛兒莊礦，造成全井被淹。這次事故雖然沒有人員傷亡，但造成了直接經(jīng)濟損失達2.37億元。間接經(jīng)濟損失達1.45億元。第七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一煤礦開采多為地下作業(yè)，在井巷開拓和煤層的回采過程中，不可避免地要接近、揭露或破壞某些含水層，從而形成水害。我國煤礦水害主要有以下幾個方面：2.1地表水體及大氣降水造成的水害地表水體通過礦區(qū)含水層露頭、塌陷區(qū)、古井潰入礦井造成的水害事故，特別是暴雨、洪水潰入礦井造成的淹井災害及泥石流、滑坡造成的淹埋礦井及工業(yè)廣場的災害，其面廣量大。我國受地表水威脅的有江西、湖南、貴州、二、我國煤礦水害現(xiàn)狀第八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一河南、河北、山東、山西、陜西、甘肅、遼寧、黑龍江、吉林等省。其共同特點是：煤層埋藏較淺，第四系覆蓋層較薄，礦區(qū)含水層淺部巖溶發(fā)育，容易接受地表水的補給，或礦區(qū)地表徑流、匯水面積大。近幾年，因洪水發(fā)生地表水潰入礦井及泥石流、滑坡造成的水害事故有增無減，損失巨大大。如1994年雨季，全國17個省份63個礦務(wù)局168對礦井遭受暴雨襲擊，沖走煤炭300余萬噸，影響產(chǎn)量700余萬噸，死亡245人，直接經(jīng)濟損失20.4億元。第九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

1995年由于降雨極不均衡部分地區(qū)遭受百年不遇的洪澇災害，有18個省區(qū)57個礦務(wù)局145對礦井遭受水災，礦井被淹，沖毀淹沒巷道37.52萬m，居民住房36.50萬m2，設(shè)備7300臺件，沖走煤炭883萬噸，影響產(chǎn)量339.3萬噸，經(jīng)濟損失達15.33億元。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦雨季受災更加嚴重，如山東臨沂地區(qū)龍山鎮(zhèn)煤礦，1993年一次淹井死亡59人，山東棗莊市黃貝礦1993年11月29日發(fā)生特大突水事故，造成礦井淹沒，29人遇難。此類水害往往來得突然迅猛，井下作業(yè)人員無法撤出，造成重大損失和人身傷亡。因此此類水害的防治，必須防水重于排水，防重

第十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一于治。加強對河流、水庫、塌陷積水區(qū)等地表水因素的分析、觀測、減少和防止水體向礦井滲漏和潰入。具體措施是：截斷補給水源、疏堵漏水段、輔砌和改造河流、填排塌陷區(qū)積水。2.2沖積層水害沖積層中富水性強的含水層，如流砂、砂石層水在煤礦開采過程中潰入礦井而造成的災害。受此類水害威脅比較嚴重的有淮南、淮北、徐州、大屯、鶴崗、遼源等局。該類水害威脅的煤炭儲量約50億噸。造成此類水害事故的主要原因：一是受強含水沖積層威脅的煤層開采過程中，防水煤柱留設(shè)不足，冒落帶直接進入松散強含水層造成潰水甚至潰泥砂

第十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一事故，或?qū)严稁нM入沖積層造成潰水事故，其中有些急傾斜煤層開采過程中，更易發(fā)生潰水事故；二是在斷層破碎帶、裂隙發(fā)育段冒落高度特大，造成潰泥砂、潰水事故。如徐州義安礦704工作面在推進290m時，上方開了“天窗”，發(fā)生了沖積層底部礫石層水潰入井下突水事故，最大突水量453.6m3/h，水夾礫石、矸石、煤塊等雜物共1600m3涌入井下。2.3老窯水造成的水害老窯水可分為兩種類型：古窯老區(qū)積水和采空區(qū)積水。限于當前開采技術(shù)，古窯老區(qū)水一般都在煤層淺部，開采情況難以掌握。

第十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一積水中含有有害氣體，一旦透水，易造成工作面停產(chǎn)和人身傷亡事故。如震驚國內(nèi)外的2005年“8.7”大興礦難就是水淹區(qū)下采煤發(fā)生的。大興煤礦埋深約700m，地層傾角在45°-70°之間。－160-＋260m標高的范圍為水淹的采空區(qū)，蓄水量為1500～2000萬立方米；礦井的生產(chǎn)區(qū)為－230m～－440m。防水煤柱高度為70～110m。2005年8月7日發(fā)生淹井后，人員傷亡達126人，造成事故的原因:1.急傾斜煤層不適宜留設(shè)防水煤柱，

2.可能是井下偷采了防水煤柱。

3.可能是早期煤柱本身就不完整。雖然出水后采用多種物探手段，但效果不理想，未能查明煤柱厚度。第十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一2.4巖溶含水層突水水害礦區(qū)地層中因煤層開采影響到頂?shù)装寮昂駥踊規(guī)r含水層造成的水害。這一類水害是我國分布面積最廣，危害最嚴重的水害，主要存在于華北型和南方晚二疊世的煤礦中。在我國960萬Km2的面積中，就有200多萬Km2出露灰?guī)r，華北型和南方型煤田大都分布在這些巖溶地區(qū)，因而60%的煤礦受巖溶水威脅。如北方有開灤、峰峰、邯鄲、邢臺、井陘、焦作、鶴壁、鄭州、淮北、徐州、肥城、淄博、臨沂、南票、通化、韓城、澄合等局；南方有南桐、豐城、萍鄉(xiāng)、樂平、漣邵、華鎣山等局。隨著礦井的延深和開采范圍的不斷擴大，受巖溶水威脅的各大水礦區(qū)

第十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一頻繁地發(fā)生突水災害，水害與生產(chǎn)的矛盾日益尖銳。特別是1984年6月，開灤礦務(wù)局范各莊礦2171工作面發(fā)生的巖溶陷落柱突水，最大水量達12.32×104m3/h，居世界第一，使范各莊、呂家坨兩個現(xiàn)代化礦井相繼被淹，林西礦停產(chǎn)，11人喪生，煤礦產(chǎn)量減少850萬噸，直接經(jīng)濟損失5億元。2.5小煤窯造成的水害近年來，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)展很快，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采增加了煤炭產(chǎn)量。但由于多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采的是淺部煤層，與地表水和老窯積水關(guān)系密切，另有一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采的是水文地質(zhì)條件復雜、受水威脅相對嚴重的邊角難采地段第十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一加之管理工作薄弱，濫采亂掘現(xiàn)象嚴重，破壞了有關(guān)防水煤柱。據(jù)近年來統(tǒng)計，未經(jīng)批準濫采亂掘各類煤柱的2863處；直接影響大礦生產(chǎn)的1359處；小窯與國有重點煤礦掘通的4552處，造成嚴重透水事故605次，造成了嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。此外，與國有煤礦無關(guān)的6萬多個小煤窯，每年突水傷亡人數(shù)也達500人以上，經(jīng)濟損失更加嚴重。2.6廢棄礦井地下水的威脅由于資源或經(jīng)濟原因，今后將有相當多的礦井報廢、關(guān)閉或停產(chǎn)。這些關(guān)閉的礦井正常排水條件的改變，使得原有礦區(qū)地下水運動發(fā)生變化，威脅相鄰礦井的安全采煤。

第十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一我國東北、西北、華北的近百對礦井都將這個問題提到了重要的議事日程?？傊捎谖覈禾锼牡刭|(zhì)條件復雜，煤炭開發(fā)遭受水害威脅十分嚴重具有水害發(fā)生面廣、頻率高、種類多、損失大等特點，形勢日益嚴重必須引起各級領(lǐng)導的高度重視。三、煤礦水害防治技術(shù)研究現(xiàn)狀通過長期工作經(jīng)驗的積累和認識的深化，人們逐漸探索出了一些不同條件下不同水害類型的探測、預防和治理的行之有效的方法；在這些實踐和認識的基礎(chǔ)上，隨著相關(guān)科學的發(fā)展和新方法、新手段的應(yīng)用，礦山防治

第十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一水技術(shù)水平也得到了不斷提高,從簡單的單純排水發(fā)展到復雜的預先人工降低地下水位的疏干；從簡單的堵漏發(fā)展到現(xiàn)代的注漿和構(gòu)筑防滲墻技術(shù),已使許多過去因水害而不能開發(fā)的礦床得以安全開采。煤礦防治水技術(shù)工作早在上世紀50年代就已引起人們的重視，但由于受歷史條件的限制，整體水平一直處于初期的探索階段。后來雖經(jīng)60－70年代的發(fā)展，仍然滿足不了生產(chǎn)的需要，遏制不住水害肆虐的勢頭。80年代初、中期以來，由于較大水害事故頻繁發(fā)生，嚴酷的現(xiàn)實使人們清醒認識到，加強防治水的研究力度并盡快拿出行之有效的技術(shù)方法已是迫在眉睫的任務(wù)。在這種共識下，

第十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一隨著人力、物力、財力的投入，許多新思想、新理論、新技術(shù)方法應(yīng)運而生，這一時期人們實踐和認識的增強大大提高了我國防治水的整體技術(shù)水平，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。但由于水患問題的隱伏性、隨機性及復雜性，決定了它的“老大難”性質(zhì)，也決定了人們對于水患特征、類型及其規(guī)律的認識，必然只能是不斷積累、不斷深化的過程，而距徹底征服水害，仍然有相當長的路程。礦井防治水技術(shù)泛指對底、頂板水在內(nèi)的一切可能或已經(jīng)造成水害的水體水的賦存介質(zhì)、補、徑、排規(guī)律的探查、預測預報及治理技術(shù)，以及在高水頭壓力上采煤技術(shù)及第十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一對礦井排（涌）水的處理和應(yīng)用技術(shù)。為了敘述方便，對我國目前煤礦防治水技術(shù)根據(jù)其階段性和目的、任務(wù)，大致劃分為：水文地質(zhì)條件探查技術(shù)；底、頂板突、潰水預報技術(shù)；水患治理技術(shù)；地下水供排結(jié)合及水處理技術(shù)；以及由于礦井水害及排水引起的多種環(huán)境負效應(yīng)，例如地面沉降、土地沙化、水環(huán)境污染的預測及治理技術(shù)等。3.1水文地質(zhì)條件探查技術(shù)水文地質(zhì)條件探查是包括礦床水文地質(zhì)在內(nèi)的一切水文地質(zhì)工作的重要基礎(chǔ)。常規(guī)的水文地質(zhì)條件探查工作是在相應(yīng)的普查、初步勘探、詳細勘探階段或普查、詳查及精查第二十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

階段進行的。自80年代中期以來，隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，煤礦礦床水文地質(zhì)條件探查工作較以往不同是出現(xiàn)了兩個較大的轉(zhuǎn)變：一是研究對象從大到小，即從區(qū)域、礦區(qū)到采區(qū)、工作面的轉(zhuǎn)變；另一是研究工作從地面到井下的轉(zhuǎn)變。與這些轉(zhuǎn)變隨之而來的是探查內(nèi)容的變化和相應(yīng)的技術(shù)方法的變化。這些轉(zhuǎn)變和變化的重要性在于：一是探查工作從“宏觀”到“微觀”，即從面→區(qū)段→點上的變化使人們能更精確、更深的水平和層次去研究認識問題；二是從井上到井下的轉(zhuǎn)變使得探查工作更具專門目的和實用性，可以直接服務(wù)于煤礦井下生產(chǎn)，從某種意義上來說第二十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

這是一次“質(zhì)”的飛躍。到目前為止，煤礦防治水工作者在水文地質(zhì)條件探測方面已積累了一定的經(jīng)驗，形成了一些成熟的探查技術(shù)方法。這些方法可分別或配套使用于不同類型水文地質(zhì)體的探查工作中。3.2底板突水預測預報技術(shù)底板突水預測預報一直是煤礦防治水工作的重點之一。我國60年代就開始研究底板突水問題。30多年來，研究工作基本集中于兩個方面：一是對底板突水機理的試驗與理論研究；二是研制和開發(fā)用于底板突水的預測預報技術(shù)，包括用于信息獲取，信息處理及信息解譯的儀器、設(shè)備及計算機軟硬件技術(shù)。第二十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)目前國內(nèi)外學者的研究，一般都認為含水層的水壓和保護層強度是確定是否突水的主要原因，因此研究重點放在礦壓、水壓的變化及在它們聯(lián)合作用下斷層、裂隙等的力學性質(zhì)及變形方面，即采動應(yīng)力場和滲流場耦合分析?！皫r水應(yīng)力關(guān)系說”、“遞進導升說”就是這些研究中形成的兩種典型理論?！皫r水應(yīng)力關(guān)系說”認為底板突水是采動礦壓和底板隨水壓共同作用的結(jié)果，當?shù)装甯羲畮r體的最小主應(yīng)力小于承壓水水壓時，便產(chǎn)生壓裂擴容，發(fā)生突水；“遞進導水說”是指煤層底板下伏含水層底板破壞深度，而該處又處于張應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)時，便發(fā)生突水。第二十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一這些方法在進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)值模擬時，應(yīng)用了巖體－液體兩相介質(zhì)的二、三維耦合模型及其它巖體水力學理論，擴展和充實了各自的理論體系。該兩種方法已形成了各自的突水預測預報系統(tǒng)，并已應(yīng)用于實際生產(chǎn)，取得了良好的效果?！巴凰禂?shù)法”是上世紀60年代就提出的一種突水預測方法。70、80年代考慮到礦壓、巖性組合及導升高度等因素的影響，對突水系數(shù)進行了兩次修改；1984年5月出版的《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》附錄五明確了“安全隔水厚度”和“突水系數(shù)”計算公式。90年代初期又提出了“安全系數(shù)”的概念，形成了“雙系數(shù)”法，使這種預測方法仍具有較強的生命力。第二十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一此外，由于信息論、系統(tǒng)論、數(shù)量化理論等的引入，一些新的突水預測預報方法已經(jīng)或正在形成并投入使用，例如突水災害信息分析法、數(shù)量化、預測化、仿真技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測法等。用于突水災害預測預報的專家系統(tǒng)業(yè)已開發(fā)成功并投入使用，顯示出了其廣闊的應(yīng)用前景。3.3頂板潰水潰沙預測預報技術(shù)頂板潰水潰沙是與底板突水不同的另一類水害類型。它主要是指沿一些強導水通道，或因采礦擾動而使地表、第四紀水、沙或充填于巖溶洞穴等中的水、沙同時潰入礦坑而造成災害事故。目前對這一問題的研究主要第二十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一集中于對第四紀底部含水介質(zhì)性質(zhì)、采煤過程中頂板三帶發(fā)展及分布規(guī)律、巖溶塌陷條件及機理、水沙多相流流動形式及產(chǎn)生條件等方面。對頂板三帶及分布規(guī)律的研究已取得了由經(jīng)驗公式、解析計算向彈塑性力學、應(yīng)力應(yīng)變、大變形理論及水巖相互作用于一體的定量化動態(tài)模擬轉(zhuǎn)化的飛躍。對于巖溶塌陷條件及機理的研究提出了“潛蝕理論”、“真空吸蝕理論”及“潛蝕真空吸蝕耦合”理論。隨著理論研究的深入，一些配套的治理措施，如“抽放法”、“封堵法”、“固結(jié)法”等技術(shù)正在因地制宜地使用或配套使用。3.4“疏水降壓”和“注漿堵水”技術(shù)第二十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一“疏水降壓”和“注漿堵水”是煤礦水害防治的兩大工程措施。水害治理技術(shù)方法的選擇依賴于對水文地質(zhì)條件的認識，也可應(yīng)用突水預測預報給出的信息。

帶水壓安全開采技術(shù)簡稱帶壓開采技術(shù)。它是指當煤層底板隔水層承受較高水壓時，在不進行或很少進行降低水壓的情況下確定能否安全采煤的技術(shù)。如果不能開采，則有相應(yīng)措施與之配合，使其變?yōu)榘踩?。從一定意義上來說，帶壓開采技術(shù)的實質(zhì)或主要內(nèi)涵是對能否在水壓力下安全采煤（即是否可發(fā)生突水）進行評價，因此該系列技術(shù)也是一類底板突水預測預報技術(shù)。第二十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一對于一些災害性突水事故，為了搶險救災，大多采用注漿堵水的方法。突水水源與徑流通道的探測以及突水類型的確定，是注漿堵水具體方式、方法選擇及工程設(shè)計、實施的重要基礎(chǔ)與依據(jù)。在“水文地質(zhì)條件探測技術(shù)”中介紹的方法多數(shù)已應(yīng)用于這方面的探測中。此外，在突水水源識別與判別中，多元（變量）統(tǒng)計分析方法、模糊聚類分析方法、灰色系統(tǒng)理論等已經(jīng)投入使用，并取得良好的效果。在對突水水源及通道探測中，鉆孔雷達業(yè)已開始應(yīng)用，其可實施單孔或兩孔孔間測量，確定斷層、裂隙、溶洞的大小、形態(tài)、空間展布以及探測地下水害水第二十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一區(qū)（帶）等，即可獲得直接應(yīng)用于工程設(shè)計和實踐的信息。①控制疏干技術(shù)該技術(shù)是指控制礦坑內(nèi)水位降落漏斗現(xiàn)狀,在保證井巷開拓及采礦工程安全進行的前提下,盡量少排、晚排地下水,達到預防突水淹井、減少排水費用、保護地下水資源及控制地面塌陷等目的,它主要是通過降壓疏干、注漿堵水及物理探測等手段來實現(xiàn),是傳統(tǒng)疏干技術(shù)的發(fā)展。長沙礦山研究院采用該技術(shù)已解決了多個大水礦山的防治水難題。如廣西南丹高峰錫礦,礦體賦存于強含水的生物礁灰?guī)r中,在斜井下掘過程中,多次發(fā)生突水淹井,致使第二十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一工程停工,經(jīng)采取工作面雙頻激電儀、紅外測溫儀探測工作面前方含水構(gòu)造,再進行分階段放水降壓輔以工作面預注漿堵水,使斜井順利下掘到位。②拋碴注漿治理淹井技術(shù)該技術(shù)是指先向被淹井巷(豎井、斜井、平巷)內(nèi)投放石塊,再進行注漿封底,達到隔離突水水源,恢復被淹井巷的目的。對于平巷突水淹井,可在上部中段或地表鉆孔(或爆破)透通突水巷道,然后采取孔底清泥、孔內(nèi)投碴、速凝間歇注漿及注漿加固等手段封堵突水源,如王家山煤礦、711礦均采用該法成功封堵了動透水；

第三十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一對于斜巷突水淹井,可采取風筒拋碴、單管自溜灌漿、間歇注漿等辦法隔絕水源,如高峰錫礦通風斜井突水淹井,即用該法得以恢復。③深井高壓涌水注漿技術(shù)深井高壓涌水治理因其技術(shù)難度大、風險高,一直是礦山防治水領(lǐng)域非常重視的一個課題,長沙礦山研究院在處理國內(nèi)最深的冬瓜山礦主井工作面高壓(8ＭＰａ)涌水時,自主開發(fā)了多項新工藝,成功使被淹井筒恢復并下掘至1000余米,主要新工藝有:a.泄壓誘導注漿法。b.高壓防噴裝置。c.地面投料注漿系統(tǒng)。d.高壓涌水孔套管止水工藝。e.高壓止?jié){塞。f.超細水泥注漿。第三十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一④帷幕注漿截流技術(shù)礦區(qū)帷幕注漿是由我國防治水工作者20世紀60年代以后提出并推廣實施,目前已有二十多個工程實例,解決或緩解了許多大水礦山的難題,但也暴露出了工程投資高、堵水率有限、布孔針對性不強、截流能力衰減、注漿效果檢測手段落后及注漿施工自動化程度低等弱點,限制了該項技術(shù)的全面推廣。⑤井下頂板帷幕注漿技術(shù)該技術(shù)是地面帷幕注漿技術(shù)的發(fā)展,具有節(jié)約排水費用、保護地下水資源、保護地質(zhì)環(huán)境及不浪費礦產(chǎn)資源等顯著優(yōu)點,其適用條件是:礦體相對集中、緊接強含水層,如疏干排水,易引發(fā)嚴重的環(huán)境地質(zhì)問題,甚至使資源失去開采價值。第三十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一水害的防治是一項系統(tǒng)工程，既要有強有力的領(lǐng)導、完善的制度；又要有先進的技術(shù)及嚴格的措施保證。同時還要求全員重視，協(xié)同防范。

4.1加強領(lǐng)導完善制度應(yīng)強化“三個體系”，嚴格“六項制度”?！叭齻€體系”一是健全以主要負責人為首的領(lǐng)導體系。成立以主要負責人為組長的防治水工作管理領(lǐng)導小組保證防治水資金到位及防治水

四、水害防治對策第三十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一工程的落實，地測科具體負責日常水文地質(zhì)工作，制定了相應(yīng)的管理制度及崗位責任制。二、健全以總工程師為首的技術(shù)管理體系。配備分管防治水工作的副總工程師及防治水工程技術(shù)人員，組織不同形式的技術(shù)培訓，加強防治水基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的培訓和知識更新，努力提高防治水專業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。三、健全防治水保障體系。提高全員對防治水重要性的認識，當井下發(fā)生出水及存在透水征兆時，及時反映到有關(guān)部門。防治水專業(yè)人員應(yīng)迅速查明出水水源，分析出水通道，采取相應(yīng)的措施。第三十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一“六項制度”一是公司及各礦均應(yīng)比照《煤礦安全規(guī)程》、《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》、《煤礦防治水工作條列》，建立防治水工作實施細則，嚴格按照細則開展防治水工作，做到責任到人，任務(wù)明確。二、進行隱患排查制度。每月底對所有采掘頭面的水情水害進行全面排查、科學分析，編制水患排查報表，由集團公司召開隱患排查會，組織有關(guān)人員分析論證后，對確實存在水患的頭面編制隱患排查通知書，并及時下達到生產(chǎn)單位。月底根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況進行客觀總結(jié)，把礦井受水患威脅的苗頭消滅在萌芽狀態(tài)。第三十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一三、嚴格水情預報制度。每年底對下一年采掘范圍內(nèi)的水害隱患詳細分析，列出計劃，提出總體防治措施，并列入礦井年度消災規(guī)劃中；每季度初編制礦井水害水情季度預報，對本季度內(nèi)的防治水工作做統(tǒng)一安排部署；月初根據(jù)隱患排查結(jié)果逐頭逐面下達水文地質(zhì)預報書；對事先未預料到的水情，及時下達臨時預報。水文地質(zhì)預報工作做到年有年報，季有季報，月有月報，平時有臨時報，真正做到了防患于未然，大大增強了防治水工作的針對性和實效性；四、會審審批制度。每項防治水工程開工前均要編制詳細的施工設(shè)計和相關(guān)的安全技術(shù)措施，會同相關(guān)單位工程技術(shù)人員一起認真

第三十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一審閱核查，最后經(jīng)集團公司審批，做到層層把關(guān)，層層落實，確保防治水工程高效安全地實施；五、采前驗收評價制度。對存在水患的工作面，回采前由集團公司組織有關(guān)專家和工程技術(shù)人員對各項防治水工程作統(tǒng)一驗收，根據(jù)各項防治水工程實施結(jié)果，對工作面回采時的安全性作綜合評價，對仍不能安全回采的工作面找出癥結(jié)，重新治理，直至安全回采；六、嚴格獎懲制度。建立礦井水害防治專項獎勵基金，用于獎勵在礦井水害防治中有功人員及單位。對于在礦井水害防治中不負責

第三十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一任或玩忽職守，造成防治水工程延期或水害事故的，必須依情節(jié)輕重給予經(jīng)濟及行政政策處罰；

4.2推廣應(yīng)用新技術(shù)做到水害超前治理長期以來，礦山防治水主要著眼于煤礦生產(chǎn)的安全，常常帶有被動性，這是狹義上的防治水。從煤炭工業(yè)發(fā)展需要而言，從總結(jié)防治水工作經(jīng)驗的角度，今后防治水工作將不僅僅是防治水害，而應(yīng)該是為了保障礦山安全，保護和改善環(huán)境，提高效益而進行的綜合性地質(zhì)工作。保障礦山安全則首先要求防止礦山水害以及與地下水、地表水活動有關(guān)的地質(zhì)災害的發(fā)生，一旦發(fā)生災害則應(yīng)該第三十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一將災害損失降到最小，用最有效、最經(jīng)濟的辦法去治理。其工作基礎(chǔ)之一是水文地質(zhì)和相關(guān)的地質(zhì)工作，故充分地研究礦區(qū)水文地質(zhì)條件，才能增強防治水工作的主動性和前瞻性。4.2.1編制礦區(qū)及礦井防治水規(guī)劃依據(jù)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃，對防治水的一些重大課題和新技術(shù)手段的研究試驗以及重大防治水工程項目，編制切實可行的規(guī)劃，組織力量，投入資金，重點落實。編制好防治水科研與防治水工程規(guī)劃，使防治水工作有序地、科學合理地進行，克服盲目性，增加預第三十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一見性，以最佳的方法，最少的投入獲得最大的煤炭經(jīng)濟效益。4.2.2建立、完善井上下水文動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。施工不同含水層的長觀孔，做到定期觀測，及時掌握各含水層的水位動態(tài)。4.2.3建立礦區(qū)水化學判識系統(tǒng)。根據(jù)礦區(qū)不同的水化學場，找出特征離子或元素，做到及時判別出水水源。4.2.4開展井上下綜合立體探查。包括鉆探、物探及化探探查。①鉆探鉆探探查主要有地面鉆探及井下鉆探。地面鉆探用于水文地質(zhì)條件的探查及地面物探異常的驗證,有條件的地點應(yīng)進行水文地質(zhì)補勘

第四十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一井下鉆探主要用于巷道超前探、煤層頂?shù)装逅奶讲榧笆璺?、井上下物探異常的驗證，必要時進行注漿加固。②物探物探探查技術(shù)日新月異，方法手段較多，主要有以下方面：全息高分辯率三維地震勘探；槽波地震探測技術(shù)；坑透及層析成像探測，即計算機斷層掃描；瑞利波勘探技術(shù)；高分辯自動電阻率探測系統(tǒng)；第四十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一無源地電測量；多參數(shù)前兆監(jiān)測儀。多參數(shù)巡回監(jiān)測儀；巖體原位應(yīng)力探測；高靈敏度脈沖干擾技術(shù)；鉆桿試驗技術(shù)；探地雷達與鉆孔雷達；物探手段的選擇應(yīng)根據(jù)地區(qū)的物性條件區(qū)別對待，中國礦業(yè)大學對皖北煤電集團公司下屬各礦近十年來各種物探方法分析后認為，適合皖北礦區(qū)的物探方法主要有以下幾種：第四十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

a.地震探查。隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的提高，自90年代以來高分別率三維地震勘探新技術(shù)發(fā)展迅速。這種方法不僅能夠查清斷距大于5m的小斷層，還可以探查典型陷落柱。地震方法在煤礦防治水應(yīng)用的另一種形式就是井下槽波地震探查。槽波地震法是利用彈性波在不同密度的地層界面上產(chǎn)生的并沿該界面?zhèn)鞑サ娜瓷洳ㄟM行地質(zhì)異常探測。它可以準確地圈定工作面或采區(qū)范圍內(nèi)的陷落柱邊界，對煤礦防治水工程部署具有重要意義。b.電法探測。電法探測的新技術(shù)主要有礦井音頻電透視和瞬變電磁技術(shù)。音頻電透視技術(shù)是上世紀第四十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

90年代末開發(fā)并應(yīng)用于煤礦工作面頂?shù)装甯凰援惓ｓw探查的新方法，它以巖層的導電性差異為基礎(chǔ)探測含水構(gòu)造。音頻電透視法采用的多頻點音頻技術(shù)既可探查水文地質(zhì)異常的平面位置，又能確定其立體形態(tài)，最終以CT成像法方式顯示出來。瞬變電磁法（TEM）是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次電磁場，在一次脈沖場間歇期間，使用不接地線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法。其物理基礎(chǔ)為電磁感應(yīng)原理，即導電介質(zhì)在跳躍變化的激勵磁場的激發(fā)下產(chǎn)生渦流場的問題。由于感應(yīng)二次場的衰變規(guī)律與地下地質(zhì)體的導電性有關(guān)，通過研究二次場的衰減規(guī)律可以探測到地下第四十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一地質(zhì)異常體。該技術(shù)過去主要應(yīng)用于地面勘探，近幾年開始應(yīng)用于礦井下，應(yīng)用較為廣泛。c.無線電波透視由重慶煤科分院生產(chǎn)的WKT-D型無線電波透視儀，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中效果明顯，對工作面內(nèi)斷層、煤層變薄、隱伏含水構(gòu)造等均有顯示，能夠有效的指導采前防治水工作。d.原位應(yīng)力探測原位應(yīng)力探測是根據(jù)套筒致裂原理測量煤層底板采動前后的靜態(tài)、動態(tài)原位地應(yīng)力、巖體的破壞強度和底板破壞深度的方法。這一方法為采前模擬計算，評價工作面底板的第四十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一的水情提供了數(shù)據(jù)。③化探化探主要是水化學分析、微量元素及同位素分析、示蹤試驗等，目的是尋找特征離子及元素，及時判別出水水源。4.2.5提升礦井防災、抗災能力。應(yīng)根據(jù)礦井的水文地質(zhì)條件，進行礦井擴排，提高礦井排水能力。有條件的礦井應(yīng)建立水閘墻，實現(xiàn)分區(qū)隔離。4.2.6依靠科學進步，進一步搞好防治水技術(shù)攻關(guān)。第四十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一積極與科研院校合作，開展防治水技術(shù)攻關(guān)，重點解決防治水重點、難點問題。①開展水患發(fā)生機理的試驗與理論研究在突水機理研究上，室內(nèi)模擬試驗，包括物理模擬與數(shù)值模擬應(yīng)進一步重視與加強。相似材料模擬將實現(xiàn)集參數(shù)及有關(guān)信息采集及存貯、處理為一體的系統(tǒng)化技術(shù)，并將與數(shù)值模擬聯(lián)合使用。在模擬條件及要素上，將具有更強的仿真性。由于模擬是將實際情況按一定要求縮小，因此結(jié)果具有實用性、可信性和直觀性，它將對現(xiàn)有突水機理的有關(guān)理論進行檢驗，并有可能提出新的認識與見解。第四十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一②計算機信息技術(shù)新的開發(fā)與應(yīng)用目前已開發(fā)成功并投入使用的計算機信息化技術(shù)主要有：“水文地質(zhì)信息集成化處理系統(tǒng)”、“礦區(qū)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與圖庫系統(tǒng)”、“水患診斷專家系統(tǒng)”、“突水災害預測預報專家系統(tǒng)”、“礦坑突水預測信息分析系統(tǒng)”等，預計在不太長的時間內(nèi)，各礦區(qū)將相繼建立自己的防治水綜合信息庫及診斷系統(tǒng)，并將最終形成區(qū)域和全國聯(lián)網(wǎng)，從而形成全國規(guī)模的水患災害數(shù)據(jù)庫及處理系統(tǒng)，達到信息互通、資料共享，為防治水工作帶來極大的方便。③礦井突水的可視化適時預測、預警系統(tǒng)開第四十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一發(fā)研究。主要利用高靈敏度多參數(shù)檢測技術(shù)、計算機及信號處理技術(shù)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)理論對采礦活動全過程圍巖水文地質(zhì)、工程地質(zhì)性質(zhì)及其變化進行適時監(jiān)測、適時分析、適時決策，并在地面適時可視化監(jiān)測采礦活動全過程圍巖水文地質(zhì)、工程地質(zhì)性質(zhì)及其變化，進而對礦井突水進行可視化適時預測、預警。4.3皖北礦區(qū)主要水害的防治案例皖北礦區(qū)水文地質(zhì)條件復雜，水害威脅較為嚴重，如任樓煤礦存在的奧灰?guī)r溶導水陷落柱，祁東礦區(qū)厚松散層底含強含水層，恒源公司、劉橋一礦的第四十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一的開采煤層底板灰?guī)r水，百善礦提高上限開采時的松散層底含水。對此，我們采用地面井下物探、鉆探、化探及放水試驗等相結(jié)合綜合探查手段予以查明。4.3.1陷落柱的超前治理任樓礦區(qū)已于1996年3月4日發(fā)生隱伏導水陷落柱突水淹井，最大突水量達34570m3/h。由于陷落柱規(guī)模小，水壓大，導水性強，對該導水體的超前探查難度相當大，我們采用地面三維地震、地面電法與井下物探、鉆探、化探等超前綜合探查技術(shù)。探測出任樓煤礦2＃導水陷落柱并進行了快速處理。第五十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一案例一任樓煤礦隱伏導水陷落柱的綜合防治技術(shù)與實踐煤礦水害現(xiàn)狀及防治對策\皖北礦區(qū)隱伏導水陷落柱.ppt第五十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一4.3.2沖積層水害的防治祁東礦于2001年11月發(fā)生了松散層底含透水淹井，最大透水量達1520m3/h。礦井發(fā)生透水后，我們采取了強排追水，邊治理，邊生產(chǎn)的方法，使礦井得到快速恢復生產(chǎn)。在生產(chǎn)中采取的措施是：一是降限開采，增加防水煤柱的高度，確保生產(chǎn)安全；二是采用井上下物探、鉆探相結(jié)合，查清底含的水文地質(zhì)條件。三是建立健全井上下水文動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，研究底含的突水機理。四是利用先進的注漿堵水技術(shù)，徹底封堵透水通道。第五十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一案例二綜合注漿法根治3222工作面突水災害祁東煤礦所屬井田為第四系巨厚松散含水層覆蓋下的隱伏煤田，煤系地層屬石炭二疊系，礦井的直接充水含水層為煤層頂，底板砂巖裂隙含水層，補給水源為第四系底部的第四含水層（以下簡稱“四含”）和太原群灰?guī)r含水層（簡稱“太灰”）。1.3222工作面突水經(jīng)過及治水方案

3222工作面位于一水平二采區(qū)，起止標高-420～-540m，“四含”防水煤柱60m，32煤平均厚2.5m，傾角13°±，該面于2001年11月5日開始試采，11月24日4：30，工作面推進第五十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一至42m時頂板周期來壓，機頭處底出現(xiàn)少量滲水，11月25日增至1520m3/h，由于礦井排水能力不足，-600泵房被淹。經(jīng)分析，突水水源來自“四含”，突水與覆巖的采后冒裂破壞及采面的周期來壓有關(guān)。但“四含”水的來水通道和突水具體位置不清。根據(jù)對當時井下水情及其發(fā)展趨勢的分析、判斷，決定采取先強排復礦、搶建隔離水閘，然后再進行注漿根治的治水復礦技術(shù)思路。為了確保復礦后的安全生產(chǎn)和給“根治”工程創(chuàng)造一個靜水注漿的條件，在強排到底恢復泵房后，建成3222機風巷高壓封水隔離

第五十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一閘墻。2.3222工作面注漿根治工程由于“四含”水的來水通道和突水水源尚未封堵，關(guān)閉在水閘墻內(nèi)的高壓水是“四含”水延伸至采區(qū)內(nèi)的一個“定時炸彈”，它不僅將通過“滲透”長期增加相鄰采區(qū)、工作面的涌水量，而且在相鄰地區(qū)的開采中隨時都有通過無法預見的某些薄弱環(huán)節(jié)再次發(fā)生突水災害的危險。為此，上述水害隱患必須予以徹底根治。2.1技術(shù)途徑和目的要求根治的最終目的是要把“四含”水進入煤系地層和采面的主要導水通道予以徹底封堵，消除隱患，保障安全生產(chǎn)。第五十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一為了提高封水效果，有利于被淹沒的綜采設(shè)備的回收，避免后期巖移下沉對“固結(jié)體”的破壞和盡可能降低堵水工程成本，決定對采空區(qū)和冒裂帶的充填注漿采用就地取材的粘土水泥漿，對采空區(qū)冒裂帶以上至“四含”這一段基巖內(nèi)較發(fā)育的隱伏導水通道，采用特種水泥漿注漿的方法予以封堵以確保注漿質(zhì)量。2.2主要技術(shù)難點①如何準確分析判斷突水通道的隱伏部位并通過少量鉆孔進行有效、有控制的注漿封堵。第五十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一②如何準確確定冒裂帶的上部邊界和通過少量鉆孔實現(xiàn)對采空區(qū)和冒裂帶充分的充填灌注，并使固結(jié)體的硬度達到最適宜的程度（既有一定的抗壓、支撐能力，又不會把綜采設(shè)備“固死”）。③如何盡可能擴大本次注漿的有效充填范圍，并使各孔之間的“注入體”實現(xiàn)有效的連接，和盡可能防止?jié){液的無效擴散。④如何通過漿液配比的調(diào)控，使早期注入的漿體、中期注入的漿體、以及晚期注入的漿體，通過加壓脫水大體上達到同期凝結(jié)的目的，并使注漿壓力和單位時間注入量等達到可隨機調(diào)整、控制，使每一次注漿的有效性和合理性得到提高。第五十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一⑤如何依據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)方法和觀測手段，全過程跟蹤分析，掌握地下巖層中變化著的水情和導水裂隙的封堵情況。⑥根據(jù)本次注漿的特點和專門要求，在注漿的配套設(shè)備和工藝、技術(shù)方面必須克服和解決以下難點，即：粘土水泥漿的日造漿、注漿能力不小于300m3/日，純高稠度水泥漿的造漿能力不小于25m3/h，單孔最大注漿能力不小于900L/min，最小注入量不大于80L/min整個造漿系統(tǒng)具有連續(xù)配制漿液和能高壓（10~20MPa）壓注比重高達1.9的高稠度漿的能力。第五十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一理中所創(chuàng)建的一個新的不同于常規(guī)的治水技術(shù)思路和一套具有創(chuàng)新意義的配套技術(shù)。它成功地創(chuàng)出了在井深600多m的大型礦井突水淹井后僅兩個月零五天，快速恢復安全生產(chǎn)，當年產(chǎn)煤110萬噸的新水平；在水流量320～507m3/h的全煤上山巷道內(nèi)設(shè)計建成高壓封水隔離閘墻，創(chuàng)出了邊生產(chǎn)邊根治水患的新模式，取得以少量鉆孔成功封堵隱伏來水通道，徹底消除水害隱患，堵水率100％的高效治水成果。在注漿全過程中成功地保護水淹區(qū)的綜采設(shè)備免遭損壞和為最后安全撤出這些設(shè)備創(chuàng)造了極好的條件。其要點如下：第五十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一①根據(jù)突水水樣中的特征元素含量，快速判定突水的主要水源及其介入比例的分析、計算方法。②強排過程中，全程跟蹤監(jiān)測、計算突水點水量變化的分析、計算方法。③強排設(shè)計的計算方法和有關(guān)參數(shù)的取值。④在斷面面積12m2，流量320－507m3/h的全煤上山巷道內(nèi)設(shè)計建造高壓封水閘墻的技術(shù)和在高承壓條件下的局部補強技術(shù)（關(guān)閘后長期承壓4.5MPa以上，后期還承受10.0MPa以上的綜合注漿壓力）。第六十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一⑤針對本次注漿根治的目標和存在的特殊困難，研究創(chuàng)造了“多種注漿材料，多種漿液配方，分層次、分階段，'有控'、'變量'、'選擇性'綜合注漿法”。a.把整個注漿空間由下而上劃分成三個不同的“層段”，即：以巷道和采后冒落帶為代表的“底部層段”；以采動導水裂隙帶為代表的“中部層段”；和隱伏有“四含”來水通道的上部基巖段。b.針對各層段的特點及其應(yīng)起到的作用，規(guī)定了不同的要求。其中：“底部層段”以充填為主，使其對上部各層段起到“底托”、“阻漿”、第六十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一“消壓”的作用；中部層段仍以充填為主，但應(yīng)能把原有的采動導水裂隙帶改造成為阻水裂隙，并把各孔注漿的有效擴散范圍互相連成一體；上部基巖段的構(gòu)造裂隙及其與采動導水裂隙的結(jié)合部位，是消除突水隱患的關(guān)鍵所在，必須徹底加以封堵，使其成為可靠的隔水巖體。c.對不同的“層段”采用不同的注漿材料、漿液配比和不同的注漿工藝，進行選擇性注漿?！暗撞繉佣巍币钥卓谧粤鞴嘧⒌姆绞剑嘧姸容^低，具有一定可塑性的以粘土為主的高濃度粘土水泥漿，要求快速對閘墻以里的巷道空間達到基本充填，以增強閘墻的綜合抗壓能力；第六十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一“中部層段”以限壓灌注增強型高濃度粘土、水泥漿為主，多次復注，并根據(jù)孔內(nèi)水位、壓力、進量和孔間竄漿等的全程監(jiān)測分析，逐步“增壓”、“減量”；“上部基巖段”采用特種配方的高濃度、速凝、增強型水泥漿，“限壓”、“有控”，反復注漿，既要把來水通道一個不留的全部牢固地封堵好，又要控制漿液，不向上進入“四含”而大量流失和向下竄入“底部層段”封固、損壞綜采設(shè)備，根據(jù)通道進漿阻力的積累和增長，逐步“增壓”、“減量”。第六十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

d.改進常規(guī)的注漿模式和“單一性”指標，對不同“層段”和不同的注漿階段規(guī)定了不同的注漿材料、配比和限壓變化區(qū)間，采用單孔注漿，多孔輪流注漿、多孔或多泵聯(lián)合注漿、定量間歇注漿和大小泵量交叉注漿等多種形式來調(diào)控壓力和進量。整個注漿進程以底部充填注漿為基礎(chǔ)；中部限壓注漿為鋪墊，及上部控壓、加壓封水注漿為目標，并在封水注漿之后,對整個注漿段進行最終的高壓脫水注漿，從而體現(xiàn)和實現(xiàn)“有控”、“變量”、“選擇性”綜合注漿的要求。2.5注漿根治工程取得的經(jīng)濟效益 由于采用新的“綜合注漿法”徹底封堵了隱伏在上部基巖中的“四含”來水通道，重新再造了被第六十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一采動破壞的防水煤巖柱。經(jīng)實地檢驗，堵水率100%，不僅消除了原突水區(qū)的長期涌水量（320-507m3/h）,每年節(jié)省排水費560萬元；而且還為安全撤出突水工作面價值為2115.02萬元的全套綜采設(shè)備，創(chuàng)造了極好的必要條件。截止到2003年6月，該套設(shè)備已全部安全撤出。由于采用了特制的粘土水泥漿，減少水泥用量10000噸以上，減少工程造價約300萬元。比常規(guī)的治水方案，可以在突水區(qū)周邊減少防水煤柱約15萬噸，可為企業(yè)增收1200萬元。第六十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一4.3.3底板灰?guī)r水害的防治

2001年以前，恒源公司、劉橋一礦已多次發(fā)生工作面突水，出水量達300～400m3/h，隨著開采深度的增加，底板承受太灰水壓達3～4Mpa，而底隔厚度僅40～56m，突水危險性增加。采取措施一是進行疏水降壓，(兩個礦的疏放水量均為400～500m3/h)，降低開采水頭值。二是采用井下綜合物探、放水試驗及地面打鉆注漿加固改造底板。三是研究區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件及構(gòu)造薄弱易發(fā)生突水地段預測突水量。四是做好工作面回采期間的疏排水工作。第六十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一案例三恒源公司Ⅱ614工作面底板灰?guī)r水的防治1工作面水文地質(zhì)條件

Ⅱ614工作面位于北翼六煤層-400m以下水平首采工作面，為一不等長工作面，里段斜長130m，外段斜長190m。頂?shù)装迳皫r裂隙水豐富，是掘進及回采過程中的主要直接充水水源，掘進中總水量為24m3/h，以頂板淋水為主。區(qū)內(nèi)六煤層至一灰間距為41.4~54.5m，平均為47.57m，一灰上覆海相泥巖厚9.7~25.1m，平均厚18.5m。工作面承受的灰?guī)r水壓為第六十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一

2.76~2.97MPa，估算回采中破壞深度為14.9m，底板灰?guī)r水的平均突水系數(shù)為0.085~0.091MPa/m，大于臨界突水系數(shù)。根據(jù)相鄰礦井開采突水情況，正常區(qū)段經(jīng)適當疏放可以安全回采，在構(gòu)造區(qū)段或裂隙發(fā)育段及灰?guī)r導升較高地段，易引起底板灰?guī)r突水，應(yīng)采取注漿加固措施。2底板太灰水突水危險性評價2.1底板有效隔水層厚度的確定2.1.1底板采動導水裂隙帶深度(h1)的確定第六十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一（1）數(shù)值模擬計算根據(jù)對底板采動破壞帶進行的數(shù)值模擬，得出底板最大破壞帶深度h1：斜長130m時為12.76m；斜長190m時機巷端破壞深度為19.76m。（2）經(jīng)驗公式計算工作面里段：斜長L=130mh1=13.64m。工作面外段：斜長L=190mh1=20.12m。（3）理論計算法根據(jù)理論公式計算結(jié)果，該面底板最大破壞深度為14.25m。第六十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一（4）井下震波CT探測結(jié)果為14.9m。綜合以上結(jié)果，除經(jīng)驗公式法計算結(jié)果偏大外，其它幾種方法所得結(jié)果基本相近，故以實測值為準，最終取底板破壞深度為14.9m；斷層帶或構(gòu)造異常區(qū)底板采動破壞深度比正常巖層中增大0.5~1.0倍，取25m，作為評價依據(jù)。2.1.2承壓水導高帶高度（h3）的確定原始導高，系指在未受采動影響之前（即在原始應(yīng)力作用下），煤層底板承壓含水層中的承壓水沿著底板隔水層導水裂隙上升的高度。第七十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一太灰水原始導高對底板突水起著積極的作用，使隔水層的阻水能力減弱。據(jù)研究，原始導高與巖性有關(guān)，一般在脆性巖層中比塑性巖層中發(fā)育好，砂巖比泥巖中發(fā)育好。蒙脫石泥巖中一般不發(fā)育原始導高，這與泥巖遇水膨脹密實裂隙有關(guān)。根據(jù)鉆孔資料分析，該面六煤底板隔水巖層底部普遍發(fā)育一層泥（頁）巖，厚度9.70~25.1m，在正常地質(zhì)條件下，原始導高存在的可能性較小。但在構(gòu)造影響地帶存在原始導高也是可能的。根據(jù)臨近淮北楊莊煤礦經(jīng)險，一般導升高度為2~10m。同時，承壓水在采動礦壓作用下可進一步向上導升，使有效隔第七十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一水層厚度減小。本次評價正常地帶取零，構(gòu)造異常帶取5m。具體評價時以工作面鉆探、物探資料為準。2.1.3有效隔水層厚度（h2）的確定有效隔水層厚度（h2）為底板隔水層總厚度（h）減去采動底板破壞帶深度（h1）與承壓水導升帶高度（h3）之和，即：h2=h－（h1+h3）。工作面底板平均厚度：里段取41.40m，外段取53.25m，據(jù)此則該工作面有效隔水層厚度分別為：里段：在完整區(qū)段為26.6m，構(gòu)造區(qū)段為第七十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期一11.4m，外段：在完整區(qū)段為38.45m，構(gòu)造區(qū)段為23.25m。2.2太灰富水性評價（1）太灰含水層放水試驗資料表明：太灰含水層的富水性較強。太灰總體連通性較好。（2）根據(jù)工作面的坑透、底板音頻電透視探測顯示，工作面內(nèi)無大的隱伏構(gòu)造，工作面底板所探測的異常區(qū)主要為底板砂巖原生和斷層帶裂隙發(fā)育相對富水所致，音頻電透視探測2處異常區(qū)分析認為是其相應(yīng)部位底板砂巖裂隙發(fā)