第四章礦井水災(zāi)防治

第四章礦井水災(zāi)防治第一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一節(jié)基本概念及理論概述

主要內(nèi)容一、礦井水災(zāi)及其對(duì)生產(chǎn)的影響

二、礦井充水程度指標(biāo)三、礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件四、礦井水災(zāi)的影響因素五、造成礦井水災(zāi)的主要原因第二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五礦井水對(duì)生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）由于礦井水在采掘工作面可出現(xiàn)淋水，使空氣濕度明顯增加，頂板破碎，對(duì)勞動(dòng)條件及生產(chǎn)效率影響很大。（2）由于礦井水的存在，在生產(chǎn)中必須進(jìn)行排水，水量越大，排水費(fèi)用越高，勢(shì)必增加煤炭生產(chǎn)成本。（3）礦井水對(duì)各種金屬設(shè)備、鋼軌和金屬支架等，均有腐蝕作用，這就縮短了生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。（4）當(dāng)井下突然涌水或其水量超過(guò)礦井排水能力時(shí)，則會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。（5）引起瓦斯爆炸或硫化氫中毒，老空積水積聚有瓦斯和硫化氫氣體。一、礦井水災(zāi)及其對(duì)生產(chǎn)的影響第三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、礦井充水程度指標(biāo)生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB）或礦井涌水量(Q)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表示礦井充水程度。1.含水系數(shù)含水系數(shù)又稱富水系數(shù)，它是指生產(chǎn)礦井在某時(shí)期排出水量Q（m3）與同一時(shí)期內(nèi)煤炭產(chǎn)量P(t)的比值。即礦井每采1t煤的同時(shí)，需從礦井內(nèi)排出的水量。含水系數(shù)KB的計(jì)算公式為：KB=Q/P（4-1-1）根據(jù)含水系數(shù)的大小，將礦井充水程度劃分為以下4個(gè)等級(jí)：①充水性弱的礦井：KB<2m3／t；②充水性中等的礦井：KB=2～5m3／t；③充水性強(qiáng)的礦井：KB=5～0m3／t；④充水性極強(qiáng)的礦井：KB>10m3／t。第四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.礦井涌水量礦井涌水量是指單位時(shí)間內(nèi)流入礦井的水量，用符號(hào)Q表示，單位為m3／d、m3／h、m3／min。根據(jù)涌水量大小，礦井可分為以下4個(gè)等級(jí)：①涌水量小的礦井：Q<2m3／min；②涌水量中等的礦井：Q=2～5m3／min；③涌水量大的礦井：Q=5～15m3／min；④涌水量極大的礦井：Q>15m3／min。3.礦井突水點(diǎn)突水量等級(jí)劃分其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是：①小突水點(diǎn)涌水量：Q≤1m3／min；②中等突水點(diǎn)涌水量：1m3／min<Q≤10m3／min；③大突水點(diǎn)涌水量：10m3／min<Q≤30m3／min；④特大突水點(diǎn)涌水量：Q>30m3／min。第五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件圖4-1-1煤礦常見(jiàn)的水源礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的兩個(gè)基本條件:一是必須有充水水源，二是必須有充水通道。第六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五第七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）大氣降水。（圖4-1-2）。圖4-1-2自然界中水的循環(huán)第八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫(kù)等處的水均為地表水，它的主要來(lái)源是大氣降水，也有的來(lái)自地下水。煤礦在開(kāi)采淺部煤層時(shí)，地表水經(jīng)過(guò)有關(guān)通道會(huì)進(jìn)入煤礦井下，形成水患，給生產(chǎn)和建設(shè)帶來(lái)災(zāi)害。（3）潛水。埋藏在地表以下第一個(gè)隔水層以上的地下水（圖4-1-3）稱為潛水。

圖4-1-3潛水1—潛水面；2—潛水層；3—第一隔水層；0-0’—基準(zhǔn)面（測(cè)量高程水準(zhǔn)面）第九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）承壓水。處于兩個(gè)隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水），如圖4-1-4所示。圖4-1-4承壓水1—含水層；2—隔水層；3—地下水流向；4—自流井；5—噴泉；6—斷層；a—補(bǔ)給區(qū)；b—承壓區(qū)（分布區(qū)）；c—排泄區(qū)；0-0’—基準(zhǔn)面（測(cè)量水準(zhǔn)面）；H—靜止水位；P—承壓水頭第十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（5）老空積水。已經(jīng)采掘過(guò)的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長(zhǎng)期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。（6）斷層水。處于斷層帶中的水，稱為斷層水。2.礦井水災(zāi)的通道水源與煤礦井下巷道等工作場(chǎng)所的通道是多種多樣的，主要有：（1）煤礦的井筒。（2）斷層裂隙。（3）采后塌陷坑。（4）石灰?guī)r溶洞陷落柱。（5）古井老塘及封堵不嚴(yán)的鉆孔。第十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、礦井水災(zāi)的影響因素影響水源進(jìn)入礦井井巷造成水災(zāi)的因素可分為自然的和人為因素。（一）自然因素地形。盆形洼地，降水不易流走，大多滲入井下，補(bǔ)給地下水，容易造成水災(zāi)。2.圍巖性質(zhì)。圍巖為松散的砂、礫層及裂隙、溶洞發(fā)育的硬質(zhì)砂巖、灰?guī)r等組成時(shí)，可賦存大量水，這種巖層屬?gòu)?qiáng)含水層或強(qiáng)透水層，對(duì)礦井威脅大；圍巖為孔隙小、裂隙不發(fā)育的粘土層、頁(yè)巖、致密堅(jiān)硬的砂巖等，則是弱含水層或稱隔水層，對(duì)礦井威脅小。當(dāng)粘土厚度達(dá)5米以上時(shí)，大氣降水和地表水幾乎不能透過(guò)。第十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造主要是褶曲和斷層。4.充水巖層的出露條件和接受補(bǔ)給條件。充水巖層的出露條件，直接影響礦區(qū)水量補(bǔ)給的大小。充水巖層的出露條件包括它的出露面積和出露的地形條件。（二）人為因素1.頂板塌陷及裂隙。2.老空積水。3.未封閉或封閉不嚴(yán)的勘探鉆孔。第十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、造成礦井水災(zāi)的主要原因安全思想不牢，思想麻痹，情況不明，措施不當(dāng)所致。其主要原因可歸結(jié)如下幾個(gè)方面：(1)地面防洪、防水措施不當(dāng)或管理不善，地表水大量灌入井下，造成水災(zāi)；(2)水文地質(zhì)情況不清，井巷接近老空積水區(qū)、充水?dāng)鄬印⑾萋渲?、?qiáng)含水層以及打開(kāi)隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進(jìn)行了探水，但措施不當(dāng)。(3)井巷位置設(shè)計(jì)不當(dāng)。(4)施工質(zhì)量低劣，致使礦井井巷嚴(yán)重塌落、冒頂、跑砂，導(dǎo)致透水；(5)亂采亂掘，破壞防水煤巖柱造成突水；(6)測(cè)量錯(cuò)誤，導(dǎo)致巷道穿透積水區(qū)；(7)無(wú)防水閘門或雖有而管理、組織不當(dāng)，造成透水時(shí)無(wú)作用而淹井；(8)排水設(shè)備能力不足或機(jī)電事故造成；(9)排水設(shè)施平時(shí)維護(hù)不當(dāng)。如水倉(cāng)不按時(shí)清挖，突水時(shí)煤、巖塊堵塞水井，致使排水設(shè)備失去效用而淹井等。第十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二節(jié)礦井防治水

主要內(nèi)容一、地面水防治技術(shù)二、井下防治水技術(shù)第十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、地面水防治技術(shù)地面防水是指在地表修筑各種防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水滲入礦井。1.慎重選擇井筒位置2．河流改道3．鋪整河底4．填堵通道5．挖溝排（截）洪6．排除積水7．加強(qiáng)雨季前的防汛工作第十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、井下防治水技術(shù)（一）做好礦井水文觀測(cè)與水文地質(zhì)工作水文地質(zhì)工作是各項(xiàng)防治水工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。1．做好水文觀測(cè)工作（1）收集地面氣象、降水量與河流水文資料（流速、流量、水位、枯水期、洪水期）；查明地表水體的分布、水量和補(bǔ)給、排泄條件；查明洪水泛濫對(duì)礦區(qū)、工業(yè)廣場(chǎng)及居民點(diǎn)的影響程度。（2）通過(guò)探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測(cè)孔、觀測(cè)各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。（3）觀測(cè)礦井涌水量及季節(jié)性變化規(guī)律等。第十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．做好礦井水文地質(zhì)工作查明礦井水源和可能涌水的通道，為防治水提供依據(jù)。為此必須：（1）掌握沖擊層的厚度和組成，各分層的透水、含水性；（2）掌握斷層和裂隙的位置，錯(cuò)動(dòng)距離，延伸長(zhǎng)度，破碎帶范圍及其含水和導(dǎo)水性能；（3）掌握含水層與隔水層數(shù)量、位置、厚度、巖性，各含水層的涌水量、水壓、滲透性、補(bǔ)給排泄條件及其到開(kāi)采礦層的距離，勘探鉆孔的填實(shí)狀況及其透水性能，（4）調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開(kāi)采范圍、采空區(qū)的積水及分布狀況，觀測(cè)因回采而造成的塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度及采動(dòng)對(duì)涌水量的影響；（5）在采掘工程平面圖上繪制和標(biāo)注井巷出水點(diǎn)的位置及水量，老窯積水范圍、標(biāo)高和積水量，水淹區(qū)域及探水線的位置。第十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（二）井下探水井下探放水是防止水害的重要手段之一，“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”是防治井下水害的基本原則。當(dāng)采掘工作面遇到下列情況之一時(shí)，必須探水，確認(rèn)無(wú)突水危險(xiǎn)后，才能前進(jìn)：①接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時(shí)；②接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、陷落柱時(shí)；③接近可能出水鉆孔和各類防水煤柱時(shí)；④接近可能與地表水體相通的斷裂破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)；⑤上層采空區(qū)積水，在兩層間垂直距離小于采高40倍或巷高10倍的下層采掘工作以及采掘工作面有明顯出水征兆時(shí)；⑥接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)；⑦接近其它可能出水地區(qū)時(shí)。第十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五1．探水起點(diǎn)的確定為了保證采掘工作和人身安全，防止誤穿積水區(qū)，在距積水區(qū)一定距離劃定一條線作為探水的起點(diǎn)，此線即為探水線，如4-2-1所示。圖4-2-1積水線、探水線和警戒線

第二十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五積水線：即積水區(qū)范圍線。在此線上應(yīng)標(biāo)注水位標(biāo)高、積水量等實(shí)際資料。警戒線：積水線外推60m即為警戒線，一般用紅色表示。探水線：應(yīng)根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件及其資料的可靠程度、采空區(qū)和巷道受礦壓破壞等因素確定。對(duì)探水線有如下規(guī)定：①對(duì)本礦井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區(qū)如邊界確定，水文地質(zhì)條件清楚，水壓不超過(guò)1MPa時(shí)，探水線至積水區(qū)最小距離：煤層中不小于30m；巖層中不小于20m。②對(duì)本礦井的積水區(qū)，雖有圖紙資料，但不能確定積水區(qū)邊界位置時(shí)，探水線至推斷積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m；第二十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五③對(duì)有圖紙資料的小型礦井，探水線至積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m；④掘進(jìn)巷道附近有斷層或陷落柱時(shí)，探水線至最大擺動(dòng)范圍預(yù)計(jì)煤柱線時(shí)的最小距離不得小于60m；⑤石門揭開(kāi)含水層前，探水線至含水層最小距離不得小于20m。2．探水鉆孔的布置方式探水鉆孔布置原則是它既要保證安全生產(chǎn)，又要確保不遺漏積水區(qū)，還要求探水工程量最小。1）探水鉆孔的主要參數(shù)確定探水鉆孔的主要參數(shù)有超前距、幫距、密度和允許掘進(jìn)距離。第二十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）超前距。探水時(shí)從探水線開(kāi)始向前方打鉆孔，常是探水－掘進(jìn)－再探水－再掘進(jìn)，循環(huán)進(jìn)行。探水鉆孔終孔位置應(yīng)始終超前掘進(jìn)工作面一段距離，該段距離稱為超前距。如圖4-2-2所示。圖4-2-2探水鉆孔的主要參數(shù)示意圖第二十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水證實(shí)無(wú)水害威脅，可安全掘進(jìn)的長(zhǎng)度稱允許掘進(jìn)距離。（3）幫距。為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離。其值與超前距相同。（4）鉆孔密度（孔間距）。它是指允許掘進(jìn)距離終點(diǎn)橫剖面上，探水鉆孔之間的間距。一般不超過(guò)3m。2）探水孔布置方式（1）扇形布置。巷道處于三面受水威脅的地段，要進(jìn)行搜索性探放老空積水，其探水鉆孔多按扇形布置，如圖4-2-3所示。第二十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖4-2-3扇形探水鉆孔第二十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）半扇形布置。對(duì)于積水區(qū)肯定是在巷道一側(cè)的探水地區(qū)，其探水鉆孔可按半扇形布置，如圖圖4-2-4所示。

圖4-2-4半扇形探水鉆孔第二十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）雙巷配合掘進(jìn)交叉探水。如圖4-2-5所示。圖4-2-5上山巷道探水掘進(jìn)施工方式

（2）雙巷掘進(jìn)單巷超前探水。3．探水與掘進(jìn)之間的配合井下受水威脅的地段，探水必須與巷道掘進(jìn)施工管理密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式有：第二十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）平巷與上山配合探水。如圖4-2-6所示圖4-2-6平巷與上山互相配合探水第二十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）隔離式探水。如圖4-2-7所示。圖4-2-7利用石門探水和墻外探水a(chǎn)一石門探水，b一墻外探水第二十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五4．探水鉆孔的安全裝置在探放水工作中，在水量和水壓不大時(shí)，積水可通過(guò)鉆孔直接放出，但在探放水量和水壓都很大積水區(qū)（包括其它水源）時(shí)，為了確保安全，做到有計(jì)劃地放水并取得放水資料，必須在孔口裝置安全套管閥門，如圖4-2-8所示，用以控制放水量，并可防止鉆孔被水沖刷擴(kuò)大。圖4-2-8放水鉆孔孔口安全裝置1一鉆桿，2一Φ150鉆孔，3一水泥，4一筋條，5一Φ89鋼管，6一水壓表，7一水閥門

第三十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五5．探放水作業(yè)安全要點(diǎn)井下探放水作業(yè)直接與水害作斗爭(zhēng)，不僅關(guān)系到探放水人員的安全，也關(guān)系到探放水地段甚至全礦的安危。為此，要按照《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，在安鉆探水前后，嚴(yán)格遵守下列事項(xiàng)：（1）加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支架，背好頂幫，在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和攔板，并清理巷道浮煤，挖好排水溝；（2）在打鉆地點(diǎn)或其附近安設(shè)專用電話；（3）確定主要探水鉆孔的位置時(shí)，應(yīng)由測(cè)量和負(fù)責(zé)探水人員親臨現(xiàn)場(chǎng)；（4）打鉆探水時(shí)，要時(shí)刻觀察鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)煤層疏松，鉆桿推進(jìn)突然感到輕松，或順著鉆桿有水流出來(lái)（超過(guò)供水量），都要特別注意。（5）鉆眼內(nèi)水壓過(guò)大時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，必要時(shí)還應(yīng)在巖石堅(jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻，然后方可打開(kāi)鉆眼放水。第三十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（三）疏放排水根據(jù)不同類型的水源，可采取不同的疏放水方法與措施。1．疏放含水層水1）地面打鉆抽水在地面打鉆利用潛水泵或深井泵抽排，以降低地下水位。它適合于埋藏較淺、滲透性良好的含水層。抽水鉆孔可采取環(huán)狀孔群和排狀孔群兩種布置方式：第三十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）環(huán)狀孔群。用于補(bǔ)給水來(lái)自四周及開(kāi)鑿立井井筒，達(dá)到預(yù)先疏干待掘含水層的目的。如圖4-2-9所示。圖4-2-9環(huán)狀孔群1—疏水前水位；2—疏水后水位圖4-2-10排狀孔群（2）排狀孔群。當(dāng)補(bǔ)給方向來(lái)自一側(cè)或有集中的補(bǔ)給通道時(shí)，可在進(jìn)水地段垂直水流方向布置排狀孔群抽水?dāng)r截。如圖4-2-10。第三十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五2）巷道疏水圖4-2-11巷道疏水（1）疏放頂板含水層如果煤層直接頂板為水量和水壓不大的含水層，常把采區(qū)巷道或回采工作面的準(zhǔn)備巷道提前開(kāi)拓出來(lái)，利用“采準(zhǔn)”巷道預(yù)先疏放頂板含水層水（圖4-2-11）。第三十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五在利用采準(zhǔn)巷道疏放頂板水時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：A．采準(zhǔn)巷道提前掘進(jìn)的時(shí)間，應(yīng)根據(jù)疏放的水量和速度而定，超前的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響采掘計(jì)劃平衡，造成巷道長(zhǎng)期閑置，有時(shí)會(huì)增加巷道維修工作量；如果超前時(shí)間太短又會(huì)影響疏放地下水的效果。B．當(dāng)疏放強(qiáng)含水層的頂板水時(shí)，應(yīng)視水量的大小，要考慮是否要擴(kuò)大水倉(cāng)容量和增加排水設(shè)備。第三十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）疏放底板含水層當(dāng)煤層的直接底板是強(qiáng)充水含水層時(shí)，可考慮將巷道布置在底板中，利用巷道直接疏放底板水。圖4-2-12所示。圖4-2-12底板含水層中的疏放水巷道1一灰?guī)r原始水位，2一疏放水巷道，3一石灰?guī)r含水層，4一石門第三十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五3）井下鉆孔疏水（1）疏放煤層頂板水在煤層上部含水層的水量與水壓較大時(shí)，為了避免回采后頂板突水，其方式有如下3種：圖4-2-13叢狀布置鉆孔A．在巷道中每隔一定距離向頂板打鉆孔，使頂板水逐漸泄入巷道，通過(guò)排水溝向外排出。B．在巷道中群孔放水。如圖4-2-13所示。第三十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五C．立井泄放孔。如圖4-2-14所示。圖4-2-14打入式過(guò)濾管1一導(dǎo)水管，2一真空裝置，3一導(dǎo)水渠第三十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）疏放煤層底板水

防止底板突水的途徑主要有兩個(gè)方面：一方面是加強(qiáng)底板巖層抵抗破壞的能力，另一方面是設(shè)法減少地下水的破壞能力，其措施是在底板布置鉆孔（圖4-2-15），疏水降壓。圖4-2-15底板排狀鉆孔1—靜水位；2—降落曲線；3—疏水孔第三十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．疏放老空水（1）直接放水。（2）先堵后放。（3）先放后堵。（4）用煤柱或構(gòu)筑物暫先隔離。3．疏放水時(shí)的安全注意事項(xiàng)（1）探到水源后，在水量不大時(shí)，一般可用探水鉆孔放水；水量很大時(shí)，需另打放水鉆孔。（2）放水前應(yīng)進(jìn)行放水量、水壓及煤層透水性試驗(yàn)，并根據(jù)排水設(shè)備能力及水倉(cāng)容量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性。（3）放水過(guò)程中隨時(shí)注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無(wú)有害氣體涌出，有無(wú)特殊聲響等，（4）事先定出人員撤退路線，沿途要有良好的照明，保證路線暢通。（5）為防止高壓水和碎石噴射或?qū)@具壓出傷人第四十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（6）排除井筒和下山的積水前，必須有礦山救護(hù)隊(duì)檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，要停止鉆進(jìn).（四）截水1．防水煤（巖）柱的留設(shè)凡是煤層與含水層或含水帶的接觸地段，預(yù)留一定寬度的煤層不采，使工作面與地下水源或通道保持一定距離，以防止地下水流入工作面，留下不采的煤柱，稱為防水隔離煤柱。防水隔離煤柱的種類有：井田邊界防水隔離煤柱以及預(yù)防斷層、被汽井巷、充水含水層、巖溶陷落柱的防水煤柱等。確定防水煤柱的尺寸，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，至今還沒(méi)有十分完善合理的方法。目前，在煤礦生產(chǎn)中確定防水煤柱尺寸，主要采用以下方法：1）經(jīng)驗(yàn)比擬法第四十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五此法在目前使用廣泛。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為留設(shè)設(shè)計(jì)防水煤柱的尺寸。（1）當(dāng)煤層露頭直接被疏松含水層掩蓋時(shí)，如圖4-2-17a所示；（2）煤層受斷層切割直接與充水強(qiáng)含水層接觸時(shí)，安全防水煤柱寬度應(yīng)不小于20米，如圖4-2-17b所示；（3）當(dāng)煤層因受逆斷層切割而被強(qiáng)含水層掩蓋時(shí)，留設(shè)煤柱應(yīng)考慮煤層開(kāi)采后的塌陷裂隙，最好不要波及到上部的強(qiáng)含水層，如掩蓋寬度為L(zhǎng)米，其斷層下盤防水煤柱的寬度要大于L米，如圖4-2-17c所示；（4）當(dāng)巷道接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，應(yīng)留設(shè)30—40米防水煤柱，如圖6一11d所示。第四十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖4-2-17留設(shè)防水煤柱的經(jīng)驗(yàn)尺寸第四十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五2）分析計(jì)算法此種方法是利用理論和經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算防水煤柱的尺寸。下面分為3種情況加以介紹：（1）煤層直接和強(qiáng)含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬酉嘟佑|（圖4-2-17b、d），煤層頂?shù)装鍘r層無(wú)突水可能，即防水煤柱主要是順層受壓時(shí)，常用以下公式計(jì)算煤柱寬度（僅考慮抵抗水壓力）：

(4-2-1)第四十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖4-2-18低角度斷層使煤層與強(qiáng)含水層接近（2）低角度斷層使煤層底板巖層與強(qiáng)含水層接觸，如圖4-2-18所示。此時(shí)，防水煤柱除了承受水的順層壓力作用外，還要承受底板方向的壓力作用。

第四十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖4-2-20水閘墻1—截槽；2—水壓表；3—放水管；4—保護(hù)柵欄；5—細(xì)管水閘墻的構(gòu)造如圖4-2-20所示2．水閘墻（防水墻）水閘墻分為臨時(shí)性和永久性的兩種。第四十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五在水壓很大時(shí)，則采用多段水閘墻，如圖4-2-21所示。圖4-2-21多段水閘墻第四十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五建筑水閘墻時(shí)要注意以下事項(xiàng)：（1）筑墻地點(diǎn)的巖石應(yīng)堅(jiān)固，沒(méi)有裂縫，必要時(shí)必須將風(fēng)化松軟或有裂隙的巖石除去，然后筑墻。（2）要有足夠的強(qiáng)度，能承受涌水壓力。為此，應(yīng)有足夠的厚度，選用耐腐蝕的材料。（3）不透水、不變形、不位移。為此，墻基與圍巖要緊密結(jié)合。（4）平面形水閘墻在水壓的反面可能產(chǎn)生拉力，而料石墻是不可能承拉的，故料石平面水閘墻之厚一般不得小于巷道寬度之半。3．防水閘門

（1）防水閘門位置的選擇防水閘門的位置選擇適當(dāng)與否，是水閘門能否起到應(yīng)有作用的關(guān)鍵，一般應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題：第四十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五①防水閘門應(yīng)設(shè)置在對(duì)水害具有控制作用的部位和井下重要設(shè)施部位（如井底車場(chǎng)出入口處），能使水害控制在盡可能小的范圍內(nèi)，并考慮即使水害發(fā)生后能恢復(fù)生產(chǎn)及繞過(guò)事故地點(diǎn)開(kāi)拓新區(qū)。②防水閘門應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動(dòng)影響的地點(diǎn)，以免破壞防水閘門的結(jié)構(gòu)和修筑地點(diǎn)圍巖的隔水性和穩(wěn)定性，防止水閘門關(guān)閉后高壓水通過(guò)裂縫外泄。③盡量避免在較弱巖層或煤層內(nèi)砌筑，應(yīng)建在圍巖穩(wěn)定性與隔水性好的地段，要求圍巖硬度系數(shù)必須大于4；（2）防水閘門的分類從閘門的結(jié)構(gòu)分有平板型、圓弧拱形和球面拱形等，如圖4-2-22、圖4-2-23、圖4-2-24。第四十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖4-2-22平板矩形水閘門l—門扇；2—門框；3—門絞；4—拉桿；5—止水橡皮圖4-2-23單向拱形閘門l—門扇；2—門框；3—門紋；4—拉桿；5—止水墊料圖4-2-24球面拱形閘門1—門扇；2—門框；3—門絞；4—拉桿；5—止水墊料第五十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（五）礦井注漿堵水注漿堵水就是將配制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴(kuò)散、凝固和硬化，（1）當(dāng)涌水水源與強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。（2）當(dāng)井巷必須穿過(guò)一個(gè)或若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來(lái)很大的危害，甚至不可能掘進(jìn)時(shí)。（3）當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水時(shí)，為了加固井壁、改善勞動(dòng)條件、減少排水費(fèi)用等，可采用注漿堵水。（4）某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水量，降低常年排水費(fèi)用，也可采用注漿堵水的方法堵住水源。（5）對(duì)于隔水層受到破壞的局部地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，除采用隔離煤柱外，還可用注漿加固法建立人工保護(hù)帶；第五十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五第三節(jié)礦井突水事故處理

主要內(nèi)容一、礦井水災(zāi)征兆二、礦井突水的應(yīng)急措施三、水災(zāi)處理的一般原則四、礦山救護(hù)隊(duì)處理透水事故的行動(dòng)要點(diǎn)五、搶救長(zhǎng)期被困在井下的避難人員時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題六、礦井水災(zāi)時(shí)期井下避難人員生存條件的分析七、恢復(fù)被淹礦井的方法及安全措施第五十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、礦井水災(zāi)征兆1．與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆（1）工作面頂板來(lái)壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折斷柱現(xiàn)象。（2）底軟膨脹、底鼓張裂。這種征兆多隨頂板來(lái)壓之后發(fā)生，且較普遍。（3）先出小水后出大水也是較常見(jiàn)的征兆。由出小水至出大水，時(shí)間長(zhǎng)短不一，據(jù)統(tǒng)計(jì)由1～2小時(shí)至20～30天不等。（4）采場(chǎng)或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大。這是因裂隙溝通、增多所致。2．沖積層水突水征兆（1）突水部位巖層發(fā)潮、滴水、且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂。第五十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢(shì)是水量砂量增加，直到流砂大量涌出。（3）發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響至地表，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑。3．老空水突水征兆（1）煤層發(fā)潮、色暗無(wú)光（2）煤層“掛汗”。煤層一般為不含水和不透水，若其上或其他方向有高壓水，則在煤層表面會(huì)有水珠，似流汗一樣。（3）采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度低“發(fā)涼”。（4）在采掘面內(nèi)若在煤壁、巖層內(nèi)聽(tīng)到“吱吱”的水呼聲時(shí)，表征因水壓大，（5）老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花和臭雞蛋味，口嘗時(shí)發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。第五十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五遇到礦井突水時(shí)，可采取以下應(yīng)急措施：(l）發(fā)現(xiàn)有人被堵井下時(shí)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)首先制定營(yíng)救措施。(2）立即通知泵房人員加大排水力度，將水倉(cāng)水位降到最低程度，爭(zhēng)取較長(zhǎng)的緩沖時(shí)間。(3）檢查所有排水設(shè)施和輸電線路，了解水倉(cāng)現(xiàn)有容量，派人清挖水溝。(4）水文地質(zhì)人員應(yīng)測(cè)量涌水地點(diǎn)、涌水量大小及其變化，記錄圍巖及巷道破壞變形狀況，察看觀測(cè)孔（水井）水位和泉、河、地表水體的變化，(5）檢查防水閘門關(guān)閉是否靈活、嚴(yán)密，并清除淤渣，拆除短軌和架空線，派專人看守，待命關(guān)閉。(6）在查明地面水體與突水有關(guān)聯(lián)時(shí)，應(yīng)迅速派人進(jìn)行堵塞，減少補(bǔ)給量。二、礦井突水的應(yīng)急措施第五十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五(7）當(dāng)排水能力負(fù)擔(dān)不了涌水量時(shí)，可因地制宜，采取將涌水引入下山巷道、筑壩蓄水、關(guān)閉防水閘門，以延長(zhǎng)緩沖時(shí)間，爭(zhēng)取時(shí)間增加排水設(shè)備，保住礦井。(8）當(dāng)采取上述措施仍不能阻擋淹井時(shí)，井下人員應(yīng)迅速向安全口撤退，安全出井。第五十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、水災(zāi)處理的一般原則（1）必須了解突水的地點(diǎn)、性質(zhì)，估計(jì)突出水量、靜止水位，突水后涌水量、影響范圍、補(bǔ)給水源及有影響的地面水體。（2）掌握災(zāi)區(qū)范圍，如事故前人員分布、礦井中有生存條件的地點(diǎn)、進(jìn)入該地點(diǎn)的可能通道，以便迅速組織搶救。（3）按涌水量組織強(qiáng)排，發(fā)動(dòng)群眾堵塞地面補(bǔ)給水源，排除有影響的地表水，必要時(shí)可采用灌漿堵水。（4）加強(qiáng)排水和搶救中的通風(fēng)，切斷災(zāi)區(qū)電源，防止一切火源，防止沼氣和其它有害氣體積聚。（5）排水后偵察、搶險(xiǎn)中，要防止冒頂和二次突水。（6）搬運(yùn)和搶救人員，要防止突然改變傷員已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，以造成傷亡。第五十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）接到事故電話后，迅速趕到事故礦井，弄清突水情況和災(zāi)區(qū)范圍，克服畏難情緒，參加制定搶救方案。（2）根據(jù)井下水位及涌水量，利用一切可能進(jìn)入的通道，迅速引出災(zāi)區(qū)避難人員。（3）人員必須通過(guò)局部積水巷道時(shí)，在積水位不高、距離不長(zhǎng)的情況下，應(yīng)選擇熟悉水性的隊(duì)員配用呼吸器通過(guò)。（4）避難人員被水、砂、泥堵在巷道內(nèi)難以接近時(shí)，應(yīng)利用一切可能條件并設(shè)法接近他們。（5）禁止由下往上進(jìn)入突水點(diǎn)或被水、砂、泥堵塞的小眼、上山，防止二次突水或突泥砂。四、礦山救護(hù)隊(duì)處理透水事故的行動(dòng)要點(diǎn)第五十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（6）在尋找避難人員時(shí)，應(yīng)細(xì)心觀察，注意有規(guī)律的敲擊聲。（7）組織排水時(shí)，應(yīng)切斷電源，加強(qiáng)通風(fēng)，排除沼氣和其它有害氣體，并隨時(shí)檢查有害氣體，防止火源產(chǎn)生（8）搶救人員通過(guò)淤泥、積砂的巷道時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)木板，在木板上行進(jìn)，以防止人員陷入泥砂中。（9）在排水過(guò)程中，應(yīng)盡可能分段恢復(fù)通風(fēng)，排除有害氣體。（10）救護(hù)隊(duì)員必須按進(jìn)入災(zāi)區(qū)的有關(guān)規(guī)定帶齊裝備，進(jìn)入避難人員躲避地點(diǎn)時(shí)，不經(jīng)檢查并確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)時(shí)，不得脫掉呼吸器。（11）搶救長(zhǎng)期被困在井下的避難人員應(yīng)注意有關(guān)問(wèn)題。第五十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、搶救長(zhǎng)期被困在井下的避難人員時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題在搶救時(shí)必須注意下列問(wèn)題：（1）在避難地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)避難人員時(shí)，禁止用頭燈光束直接照射避難人員的眼睛，以避免在強(qiáng)光刺射下瞳孔急劇收縮，造成失明（2）發(fā)現(xiàn)避難人員時(shí)，不可立即抬運(yùn)出井，應(yīng)注意保護(hù)體溫，抬到安全地點(diǎn)，并在救護(hù)隊(duì)的保護(hù)下，派醫(yī)生對(duì)其進(jìn)行檢查，給予必要的治療（如包扎、輸液、注射等）,等避難人員情緒穩(wěn)定后，在醫(yī)生指導(dǎo)下，送到醫(yī)院特設(shè)的病房，給子特別護(hù)理，使其逐步適應(yīng)新的環(huán)境，恢復(fù)健康。（3）在避難人員長(zhǎng)期不進(jìn)食的情況下，不能吃硬食和過(guò)量食物，以免發(fā)生意外。第六十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）救護(hù)隊(duì)到達(dá)避難人員躲避地點(diǎn)時(shí)，在檢查后確認(rèn)躲避處無(wú)火源和其它危害時(shí)，可打開(kāi)氧氣瓶放氧，使空氣中含氧量增加。（5）在搬運(yùn)避難人員時(shí)，要輕抬輕放，保持平衡，避免震動(dòng)，并嚴(yán)密注意受傷人員的傷情變化。第六十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯