礦井水文地質(zhì)與防治水(2)

主要內(nèi)容第一節(jié)地下水的基本知識第二節(jié)礦井充水條件第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及其水害防治第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例礦井水源的分析正確與否，主要取決于觀測資料的全面性和可靠性，如果沒有必要的觀測結果作為依據(jù)，分析問題往往出現(xiàn)錯誤。如北方某礦，礦床開采后地表產(chǎn)生許多塌陷裂縫，為了防止降水和地表水的滲入，花費了大量人力物力填堵這業(yè)塌陷坑、裂縫。后來實踐證明，這些裂縫對礦井涌水絲毫無影響，最后停止了這項無意義的工作，從而避免了國家資金的浪費。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例（一）地面水文地質(zhì)觀測1、氣象觀測主要是降雨量觀測——礦區(qū)統(tǒng)一觀測，一般礦山企業(yè)自己不測，資料來自氣象臺站。蒸發(fā)量、氣溫、相對濕度等氣象資料都來自氣象臺站，作為基礎資料備用。北方氣象資料——降雨量和礦井涌水量無關，南方有關。第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面水文地質(zhì)觀測2、地表水觀測通過礦區(qū)的江河、溪流、大水溝要觀測其流量、水位；對于井田范圍內(nèi)的湖泊、水庫、大塌陷坑積水區(qū)要觀測積水范圍、水深、水量及水位標高等。地表水——流經(jīng)礦區(qū)、且和井下有聯(lián)系的河流不存在大水庫和湖泊問題，P228有問題一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面水文地質(zhì)觀測3、地下水觀測選擇一些具有代表性的泉、井、鉆孔等作為觀測點，組成不同含水層位的觀測系統(tǒng)。4、導水斷裂發(fā)育高度的觀測（1）地面鉆孔注水觀測（2）井下鉆孔注水觀測，如雙管雙端封堵測漏技術（3）井下鉆孔孔中電視（4）井下鉆孔聲波探測一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測1、巷道充水性觀測：含水層、巖層裂隙發(fā)育、斷裂構造、出水點、出水征兆。（1）水文地質(zhì)異常觀測（出水征兆）：剝離面(煤巖)壁變潮，出汗，變色，流態(tài)變化（邢臺東龐，登封月臺1984）底鼓，片幫，來壓，下陷，例如：淮北朱莊3622工作面。韓城馬溝渠1108工作面。（2）出水點觀測：時間、地點、通道、水量、流態(tài)、層位、標高、圍巖情況，卡片見P230一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測2、礦井涌水量的觀測(1)礦井涌水量與降雨量的關系根據(jù)礦井涌水量的變化和降雨的關系可表現(xiàn)出三種不同的情況。第一種情況：一年中各月的降雨量雖有不同，但礦井涌水量變化幅度不大，基本穩(wěn)定，這表明降雨對礦井涌水量的影響很小。第二種情況：礦井涌水量隨降水量多少而叫顯地變化。降雨量大，礦井涌水量也大；反之，礦井涌水量就小。這類礦井在雨季前必須做好防洪工作，其巾包括填堵地表裂縫，否則將會影響正常生產(chǎn)。第三種情況：這種情況一般常見于開采深度較大，但仍受大氣降水直接影響的礦井。由于巷道、回采工作面距地表較遠。降雨后，雨水向下滲透，需要一定的時間才能流入井下。所以礦井最大涌水量高峰出現(xiàn)在降水最大月份1-2月。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測2、礦井涌水量的觀測(2)利用河流流量觀測資料確定對礦區(qū)的影響

對于流經(jīng)礦區(qū)或礦區(qū)附近的河流，應設河流觀測站，觀測河流流量變化。觀測站一般沒置在河流出入礦區(qū)、采區(qū)、含水層露頭的上下游，根據(jù)上下游流量比較就可了解河流對礦區(qū)影響大小。如果河流流入礦區(qū)的流量與流出礦區(qū)的流量相近，這表明河流的影響較?。蝗绻魅说V區(qū)的流量大于流出礦區(qū)的流量，則河流的影響較大，必要時應采取防水措施。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測3、礦井涌水量測量方法測量礦井涌水量，要求在井下布置觀測站．觀測站設置在井下有代表性的地點，如主要巷道排水溝、采區(qū)石門排水溝以及井下出水點附近。在觀測站上要定期測量涌水量。常用的測量方法有：

容積法浮標法堰測法流速儀法水倉水位觀測法水泵有效功率法一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測3、礦井涌水量測量方法1）容積法：用一定容積的量水桶(圓形或者是方形的)，放在出水點附近，然后將出水點流出的水導人桶內(nèi)，用秒表記下流滿桶所需要的時問，然后按下述公式計算其涌水量：容積法測定涌水量一般比較準確，但有局限性，當涌水量過大時，這種方法不宜使用。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測3、礦井涌水量測量方法一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治2）浮標法

這種方法是在規(guī)則的水溝上下游選定兩個斷面，并分別測定這兩個斷面的過水面積F1和F2，取其平均值F，再量出在這兩個斷面之間的距離L，然后用一個輕的浮標(如木片、樹皮、厚紙片、乒乓球之類)，從水溝上游的斷面投入水中，同時記下時間，等浮標到達下游斷面時，再記下時間，兩個時間的差值，即浮標從上游斷面到下游斷面，流經(jīng)L長的距離所需的時間t，然后按下式計算其涌水量：（二）井下水文地質(zhì)觀測4、礦井涌水量預測

礦井涌水量的大小是衡量和評價礦井充水程度的重要標志，也是煤礦設計和牛產(chǎn)部門制定采掘方案、確定礦井排水能力、制定疏干措施和選擇排水設備的主要依據(jù)。因此，做好礦井涌水量的預測是一項重要的基礎工作。目前常用的預測方法有水文地質(zhì)比擬法，它是根據(jù)已有生產(chǎn)礦井的涌水量資料。預測地質(zhì)、水文地質(zhì)條件基本相似的新建或擴建礦井的涌水量。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例（二）井下水文地質(zhì)觀測4、礦井涌水量預測

（1）比擬法——適用于各種條件預計Q=Q0×㏑S/㏑S0×其中：Q：特定含水層的涌水量Q0：已知工作面實測最大水涌水量F，F(xiàn)0:分別為待求工作面和已知工作面面積m2S、S0:分別為待求工作面及已知工作面的特定含水層最大降深。第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治例題：劉橋二礦Ⅱ617工作面煤層最低標高在-600m左右，六煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水的涌水量如下公式進行比擬：

Q=Q0×㏑S/㏑S0×其中：Q：Ⅱ617工作面預計砂巖水涌水量Q0：6513工作面掘進過程中實測最大砂巖水涌水量38m3/hF:Ⅱ617工作面面積197992m2F0:6513工作面面積113300m2S、S0:Ⅱ617工作面及6513工作面的八含水，最大降深分別是343m、508m。通過與6513工作面掘進涌水比擬，計算出Ⅱ617工作面掘進期間的最大砂巖水涌水量是53m3/h。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測……4、礦井涌水量預測一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下水文地質(zhì)觀測4、礦井涌水量預測（2）含水系數(shù)法（僅焦作礦區(qū)用過）含水系數(shù)法Kp是礦井排水量Q(噸)與同一期礦井產(chǎn)量P(噸)的比值：Kp=Q/P設計新礦涌水量將為：

Q新

=KpP1式中Q新——新建礦井涌水量；

P1

-—新建礦井的設計年產(chǎn)量；

Kp—原生產(chǎn)礦井的含水系數(shù)。（3）單位面積、單位降深法：這種方法是根據(jù)涌水量隨開采密集、開采深度增加而增加的規(guī)律建立的關系式。如：已知生產(chǎn)礦井的開采面積（A0），開采深度（S0）,總涌水量（Q0）。則單位面積，單位降深的涌水量（q0）

Q0q0=————A0S0

與生產(chǎn)礦區(qū)條件類似的新礦區(qū)的最大涌水量Qp：Qp=q0

ApSp此外，還有經(jīng)驗公式法、大井法、數(shù)值模擬法（西安煤科院）等一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治1、預報透水事故的發(fā)生例如開灤唐山礦，地表被百余米厚的沖積層所覆蓋，沖積層下部是厚卵石層，含水極其豐富。為了開采沖積層下面的急傾斜煤層，避免沖積層水突然潰入礦井而造成事故，在采煤工作面上方打了觀測孔，派專職人員進行水位觀測工作。1961年7月7日，觀測人員發(fā)現(xiàn)觀測孔內(nèi)水位突然下降1m，是井下突水的明顯預兆，第二天大量的地下水夾雜著泥沙涌入礦井。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）水文地質(zhì)觀測應用實例2、了解斷層的導水性例如焦作礦務局某礦，在巷道掘進過程中發(fā)現(xiàn)許多小斷層，而且都有涌水現(xiàn)象出現(xiàn)，有些小斷層被揭露后涌水還相當大。如果巷道繼續(xù)掘進，前方將遇一較大的斷層，其落差超過20m，巷道能否平安穿過，要看是否會有大量透水。為查明斷層導水性，在斷層兩盤分別布置了觀測孔，觀測兩柱同一含水層的水位變化。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）水文地質(zhì)觀測應用實例3、了解突水水源淄博礦務局某礦1958年10月28日回采十行頭炭過程中，工作面底板突然透水，涌水量達5m3／min，部分巷道被淹沒。就對打在本溪組徐家莊灰?guī)r中的CK1鉆孔和奧陶系灰?guī)r的CK2水位進行觀測。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）水文地質(zhì)觀測應用實例4、了解地下水與地表水的補給關系

例如西南某礦在掘進位于煤層底板茅口灰?guī)r中的運輸大巷時，發(fā)生了突水事故，涌水量高達8000m3／h。開始懷疑水源為附近地表河流，為證實這一推斷，在河流的岸邊打了兩個鉆孔CK1、CK2。對鉆孔水位的觀測，證實井下突水與河流無關。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）水文地質(zhì)觀測應用實例5、水質(zhì)監(jiān)測判別突水水源

河北某礦曾發(fā)牛過一件事：1965年4門16日在1191工作面回風巷的掘進過程中，中班放炮后，突然出水．水量達0．8m3／min，水文地質(zhì)人員根據(jù)水化學分析資料，對涌水動態(tài)變化進行了估計，認為涌水來源為采空水，水量增加一定后，將減少，三天后涌水量將趨向穩(wěn)定，約為0．25m3／min（原工作面涌水量記錄）。事實征明，這個推斷完全符合實際情況。一、礦井水文地質(zhì)觀測及實例第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）水文地質(zhì)觀測應用實例二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治在礦山建設和生產(chǎn)中，研究礦井水的目的不僅在于認識其充水因素及其水量的大?。乙诜治龅V井充水條件的基礎上．制定臺理的防治措施，以預防和消除礦井水對煤礦生產(chǎn)的不利影響。

以防為主，防治結合是治理礦井水的重要原則。礦井水的防治處理方法很多，總起來講有地面防水、井下防水等。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水地面防水是指在地表修筑排水工程或采取其他措施，以防止大氣的降水和地表水補給含水層或直接滲入井下，從而減少了礦井涌水量，防止井下災害事故的發(fā)生。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水1、慎重選擇井筒位置：應盡量保證在任何情況下，井口、地面設施不至于被水淹沒。2、堵塞通道：采礦活動引起的地面塌陷坑和裂縫、基巖(煤層及充水巖層)露頭區(qū)的裂隙、溶洞、廢鉆孔和老窯等都可能成為大氣降水和地表水直接或間接下滲的通道，當其位于地勢凹處時．危害尤甚。實際工作中，經(jīng)查明上述通道確與井下構成了水力聯(lián)系時，可用粘土、塊石、水泥甚至鋼筋混凝上將其填堵。填堵大的塌陷坑和裂縫常常是下部充以碎石，上部覆以粘土，分層夯實并使其略高出地表。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水3．挖溝排(截)洪

位于山麓或山前平原的礦區(qū)，雨季常有山洪和潛流進入礦區(qū)，淹沒露天坑、井口和工業(yè)廣場，或大量滲入造成礦井涌水。一般應在礦區(qū)上方，垂直來水方向修建大致沿地形等高線布置的排洪溝，攔截泄水和淺部地下水，并利用地形的自然坡度將水引出礦區(qū)。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水4．整鋪河底當河流(渠道、沖溝等)通過礦區(qū)并沿河床或溝底的裂縫滲入礦井時，可在漏失地段用粘土、料石或水泥鋪砌不透水的人工河床，以制止或減少河水漏失。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水5．河流改道當?shù)V區(qū)內(nèi)有河流通過，對礦井充水有影響時，常采用河流改道措施。即在河流流入礦區(qū)的上游地段筑壩，攔截河水，用新修的人工河道將水引出礦區(qū)。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（一）地面防治水5．河流改道當?shù)V區(qū)內(nèi)有河流通過，對礦井充水有影響時，常采用河流改道措施。即在河流流入礦區(qū)的上游地段筑壩，攔截河水，用新修的人工河道將水引出礦區(qū)。特別注意：礦山地表水綜合治理措施1、合理確定井口位置（《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定，井口標高必須高于當?shù)貧v史最高洪水位1m以上，特殊情況必須修筑防洪堤）；2、填堵通道和消除積水；3、整治河流（改道、鋪底等）；4、挖溝排（截）洪；5、留安全礦柱；6、雨季前的防汛準備工作（大檢查、整改等）。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（二）井下防治水——疏放地下水

疏放地下水是從消除水源威脅著手防治礦井水的積極措施，包括老窯、采空水的探放；礦床頂板水的疏放；礦床底板水的疏放。從而把地下水水位降低到安全水位以下，或者予以疏干，達到礦井安全生產(chǎn)的目地?！坝幸杀靥剑忍胶缶颉迸c“有掘必探，先探后掘”礦山地下水源：含水層積水；斷層裂隙水；老空積水。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放

當采掘作業(yè)接近老窯、老空區(qū)、導水斷層以及含水層時，或者采掘工作面出現(xiàn)明顯出水征兆時，都要立即停止作業(yè)，進行探放水。

（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(1)首先確定探放水的“三防線”，即積水線、探水線、警戒線。

a、積水線：是經(jīng)調(diào)查后核定的老窯、老空積水區(qū)范圍的邊界線。b、探水線：沿積水線外推60～150m的距離所劃定的一條界線。當掘進巷道達到此線時，就應開始探水。c、警戒線：是從探水線再外推50～150m劃定的一條界線。當巷道掘進進入此線時，就應警惕積水的威脅，注意迎頭的變化，當發(fā)現(xiàn)有出水征兆時，就應提前探水。（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(1)首先確定探放水的“三防線”，即積水線、探水線、警戒線。(2)組織探水工作當掘進至探水線或發(fā)現(xiàn)有出水征兆時，要立即停止掘進作業(yè)，進行探水。探水工作一次打透積水的情況較少，多數(shù)是探水與掘進相間配合進行，直至探到老窯積水為止。

探放水鉆孔布置應確保安全，而探水工作量又以最小為原則，為此，應把握住以下兒個參數(shù)。

a、超前距：是指探水鉆孔的終孔位置與巷道允許掘進的終止位置之間的距離稱超前距。超前距一般應為20m左右。

（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(2)組織探水工作

探放水鉆孔布置應確保安全，而探水工作量又以最小為原則，為此，應把握住以下兒個參數(shù)。

a、超前距：是指探水鉆孔的終孔位置與巷道允許掘進的終止位置之間的距離稱超前距。超前距一般應為20m左右。（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(2)組織探水工作

b、幫距：布置探水鉆孔一般每次不少于三個，其中一個為中心眼，另兩個為外斜眼。中心眼終點與外斜眼終點之間的距離稱為幫距。幫距一般應等于超前距，有時可比超前距小幾米。（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(2)組織探水工作

c、鉆孔密度：是指巷道允許掘進終止位置處，探水鉆孔之間的距離。該距離的大小一般不應大于老空、舊巷的尺寸。例如老空舊巷寬為3m，則巷道允許掘進終止位置的鉆孔間距最大不得超過3m。d、允許掘進距離：經(jīng)探水后證明確無水害威脅，可以安全掘進的長度，稱為允許掘進距離。（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

1、老窯、采空水的探放……

探放水一般分三步進行：(3)放水工作在探放水工作中，一般在水量和水壓均不大時，積水可以通過探水鉆孔直接放出。但在探水量和水壓較大的積水區(qū)時，為了保證安全生產(chǎn)，必須安裝專門的孔口管進行放水。當鉆進時發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異狀時，必須停止鉆進，不得拔出鉆桿。（二）井下防治水——探放水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治

當?shù)V床上覆或下伏有含水層．并對采掘作業(yè)有威脅時，可采取疏干或降低水位的方法解除地下水對煤層的威脅，以保證采掘作業(yè)的正常進行。

（二）井下防治水——頂?shù)装逅氖璺哦?、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治1）巷道疏放礦床頂板為含水層，或含水層離頂板較近時，可把采區(qū)巷道或采煤準備巷道提前開拓出來，作為疏水巷道進行疏放頂板含水層。（二）井下防治水——頂?shù)装逅氖璺挪擅簻蕚湎锏乐写蚩煽厥降装宸潘@孔

二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治2）防水鉆孔

含水層距離較遠或含水層較厚時，可在巷道中每隔一定距離向含水層打放水鉆孔進行先疏放。（二）井下防治水——頂?shù)装逅氖璺哦?、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治3)疏放降壓鉆孔

礦床下部有強含水層時，有水壓高，水量大，有突水危險時，此時可在疏水降壓地段利用原有巷道或?qū)ｉT布置疏水巷道，在巷道中每隔定距離向底板以下含水層打鉆孔放水，使水壓降低。（二）井下防治水——頂?shù)装逅氖璺哦?、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治在受水害威脅的地段，預留一定寬度和高度的煤層不采，使工作面和水體保持一定的距離，以防止地下水潰人工作面，這部分不采的煤層叫防水煤柱。類型：沖積層防水煤柱、斷層防水煤柱、陷落柱防水煤柱、老空區(qū)防水煤柱、地表水體防水煤柱等防水煤柱的大小——礦井水文地質(zhì)規(guī)程（修訂為《煤礦防治水規(guī)定》附錄六送審稿）。（二）井下防治水——留設防水煤柱二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治1．留設防水煤柱（1）煤層直接在松散含水層或地表水體之下時，防水煤柱一般不小于80m（原）新規(guī)定根據(jù)公式計算的值不得小于20米。（二）井下防治水——留設防水煤柱二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（2）煤層直接與富含水層接觸或被富含水層所掩蓋時，防水煤柱不應小于20m。（二）井下防治水——留設防水煤柱新規(guī)定比較細，均有計算公式二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（3）煤層與充水斷層或充水陷落柱接觸時，防水煤柱一般在30～40m。（二）井下防治水——留設防水煤柱金屬非金屬礦山地下水綜合治理時常用隔離水源的辦法，隔離水源是防止水源的水侵入礦井或采區(qū)的隔離措施。具體包括：隔離礦（巖）柱；建立隔水帷幕。《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定：相鄰的井巷或采區(qū)，如果其中一個有涌水危險，則應該在井巷或采區(qū)間留出隔離礦（巖）柱。下列條件下進行采礦，要留設隔離礦（巖）柱：（1）礦體直接被松散的含水層所覆蓋，或者處于地表水體之下；（2）礦體一側與含水層接觸或局部處于強含水層之下；（3）礦體在局部地段與間接底板含水層接近；（4）礦體在局部地段與間接頂板含水層接近，頂板冒落會達到含水層；（5）礦體與充水斷層接觸；（6）采掘工作面接近被淹井巷或老空積水區(qū)。確定隔離礦（巖）柱尺寸的原則是，既要有足夠的強度抵抗水的壓力，又要盡可能減少礦石損失。一般先按理論或經(jīng)驗公式計算后，再根據(jù)實際情況進行修正。在下列條件下可以采用隔水帷幕：（1）在老空積水或被淹井巷與強大水源有密切聯(lián)系，單純用排水方法排除積水不可能或不經(jīng)濟的場合；（2）井巷必須穿過含水豐富的含水層或充水斷層，不隔離水源就無法掘進的場合；（3）井筒或工作面嚴重淋水，為了加固井壁，改善勞動條件；（4）涌水量特別大的礦井，為了減少涌水量以降低排水費用?？紤]隔水效果，必須根據(jù)水源情況制定切實可行的注漿隔水方案，注漿隔水方案包括：隔水部位、鉆孔布置、注漿材料（硅酸鹽類和化學類）的配置、注漿方法、注漿系統(tǒng)、施工工藝（靜水注漿和動水注漿）和方法、隔水效果觀察及安全措施等等。二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治一般設置在可能發(fā)生突水需要堵截而平時仍需運輸和行人的巷道內(nèi)，如井底車場、井下水泵房和變電所的出入口及受水害威脅地段與其它無水害威脅地段的通道處。防水閘門由混凝土閘墩、門框及門扇等組成。（二）井下防治水——防水閘門二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治一般是在某個區(qū)段開采結束后，隔絕有繼續(xù)大量涌水可能而砌筑一種永遠封閉的擋水建筑，通常由混凝土或鋼筋混凝土修筑。皖北任樓（二）井下防治水——水閘墻二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治注漿堵水：將漿液壓入地層空隙，使其擴張、凝固硬化后，起到堵、截補給水源或加固地層的作用。直接封堵突水點——動水注漿如果突水點已知，且水量不大，在源頭（含水層）直接注漿封堵出水點。間接封堵突水點如果水量很大，難以動水注漿，則封堵巷道，例如上下順槽，石門等。用于大水淹井后復礦。例如開灤范閣莊、皖北任樓、邢臺東龐帷幕注漿：成排群孔注漿消除地下隔水帷幕，截斷過水通道的方法。——最大的帷幕在徐州。（二）井下防治水——注漿堵水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治4.注漿堵水：間接封堵突水點間接封堵突水點方法示意圖（二）井下防治水——注漿堵水二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治4.注漿堵水：（1）注漿材料：注漿材料是注漿堵水及加固工程中的一個重要組成部分，它關系到注漿工藝、工期、成本及注漿效果。1）水玻璃：一種膠狀無機聚合物，具粘結性和膠結性,它能溶于水，又能硬化。其制造原料是純石英砂和碳酸鈉。描述水玻璃性能的重要指標—“模數(shù)（n）”。m=SO2克分子數(shù)/Na2O克分子數(shù)。一般為2.4—2.8為宜。2）水泥：400#-500#普通硅酸鹽水泥。3）水泥水玻璃的配比參考規(guī)程（2）注漿設備1）注漿泵；2）攪拌機；3）混合器。（3）注漿步驟：1）清渣；2）堵縫埋管；3）注漿。（二）井下防治水——注漿堵水1）形成條件：2）按硫酸根的含量，礦井水可分為三類：3）防治措施：二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（三）酸性水防治硫（黃鐵礦及有機硫）和富含游離氧的地下水存在是酸性水形成的必要條件。（1）無侵蝕性水SO4=<250mg/g（2）弱侵蝕性水SO4=250--800mg/g（3）強侵蝕性水SO4=>800mg/g（1）分區(qū)排除酸性水：由于酸性水涌出的區(qū)域性，條件允許可單獨建立排水系統(tǒng)，使酸性水集中一次排除。（2）分級排除，降低揚程：（3）中和酸性水(摻入生石灰CaO)（4）沖淡酸性水：（5）改善水泵、水管的耐酸性能（如：利用牛皮罐代替水泵排酸性水）。三、透水事故處理（一）透水預兆透水之前，一般都會出現(xiàn)透水預兆，常見的透水預兆有：1、巷道壁“出汗”；2、頂板淋水加大，猶如落雨狀；3、空氣變冷、發(fā)生霧氣；4、采礦場或巷道“掛紅”，水的酸度大，味發(fā)澀，有臭雞蛋氣味；5、巖層里有“吱吱”的水叫聲；6、底板突然涌水；7、出現(xiàn)壓力水流；8、工作面空氣中有害氣體增加，從積水區(qū)散發(fā)出來的氣體有沼氣、二氧化碳和硫化氫等。有的透水征兆可以幫助判斷水源。如：1、老空積水。如“掛紅”，水的酸度大，水味發(fā)澀。2、斷層水。如沒有“掛紅”和水味發(fā)澀的現(xiàn)象；巖巷中遇到斷層水，有時可在巖縫中出現(xiàn)淤泥，底部出現(xiàn)射流，水發(fā)黃。3、溶洞水。如頂板來壓、柱窩滲水或裂縫滲水，水色發(fā)黃或發(fā)灰，有臭味，有時也出現(xiàn)“掛紅”。4、沖積層水。如開始時水小、發(fā)黃，夾有泥砂，以后水量變大。

《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定，遇到透水征兆時，必須立即停止工作，并報告主管礦長，采取措施。如果情況緊急，必須立即發(fā)出警報，撤除所有受水威脅地點的人員。（二）透水時應采取的措施井下一旦發(fā)生透水事故時，在場的人員除了立即向上級報告外，應該迅速采取應急措施；礦領導接到井下透水報告后，應該按照事先編制的安全措施計劃迅速組織搶救；透水后，井下排水設備要全部開動，并保持良好運轉；要維持井下正常通風；要準確核查井下人員。（三）被淹井巷的恢復被淹井巷的恢復工作包括排除積水、修整井巷和恢復生產(chǎn)等內(nèi)容。1、被淹井巷中的水量確定靜水量及動水量2、被淹井巷的排水方法用吊桶、水箱、箕斗排水，用離心式水泵排水，用氣泡泵排水。3、被淹井巷恢復時的安全措施思考題1、名詞解釋：大氣水、地表水、地下水、飽氣帶、飽水帶、泉、礦化度、導水裂隙帶、透水層、隔水層、含水層、上層滯水帶、潛水帶、承壓水帶；2、自然界水的循環(huán)有哪兩種類型？地下水中分布最廣的七種離子？3、巖石有哪三種空隙，什么叫孔隙度、裂隙度、巖溶度？4、潛水的特征？根據(jù)潛水等水位線圖可解決哪些問題？5、承壓水的特征？老窯積水的特點？6、巖溶形成必須具備哪些必要條件，巖溶發(fā)育的層位，在垂直方向上分布哪四個帶？7、大氣降水成為礦井涌水時有哪些規(guī)律？地表防水的措施有哪些？8、按埋藏條件，地下水可以分為哪幾種？地下水按含水層性質(zhì)分為哪幾種？9、簡述礦井充水通道。10、井下防治水有哪些主要措施？11、礦井涌水量觀測有哪些方法？12、煤礦出水有那些前兆？在哪些情況下要進行探放水工作？二、礦井水的綜合治理及實例

第三節(jié)礦井水文地質(zhì)觀測及水害防治（四）防治水實例1、頂板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術

——以告成煤礦為例

2、底板疏水巷疏水降壓防治底板水害技術

——以蘆溝煤礦為例

3、注漿實例分析

——以蘆溝煤礦滑動構造突水災害治理為例頂板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以告成煤礦為例告成礦為新建礦井，無論頂板水還是底板水皆未得到疏放，水壓比較高，整個井田尚在地下水的“浸泡”之中，加上滑動構造的影響，煤層圍巖較為破碎，巖溶裂隙發(fā)育，水力聯(lián)系密切，若想安全回采，必須將水壓疏降到安全高度以內(nèi)。告成礦煤層頂板砂巖裂隙水含水性弱,靜儲量不大，對煤礦的安全生產(chǎn)無威脅，但由于煤質(zhì)軟，遇水后變成煤糊狀，對生產(chǎn)運輸影響較大，必須進行頂板水防治。頂板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以告成煤礦為例預采疏放區(qū)開采應遵循下列原則：a）應在確認首采面確有較大水害威脅的礦井進行，無水害威脅的礦井可不設預采疏放區(qū)。b）設在首采面附近，開采水平以下方向上，以便于疏水降壓和控制突水。c）應采取簡易開采方法，做到投入少，見效快，撤退靈活。d)開采前，應增加礦井排水能力，必要時應設防水閘門，確保放水安全。e)預采疏放面開采應編制專門設計和安全技術措施，并開展全面的試驗和研究工作。頂板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以告成煤礦為例

疏水降壓前的準備工作

：1）對比疏水量和排水能力，預計疏水巷施工后礦井最大涌水量為1250m3／h，正常涌水量為600m3／h，礦井現(xiàn)有水倉容積5920m3，最大排水能力可以滿足要求。2）采用電法物探超前探測，查明含水、導水構造，判斷出頂、底板富水區(qū)，利用三維地震勘探方法查明小井采空區(qū)范圍和淺部邊界導水范圍。3）對主要底板導水通道如13071上副巷出水點進行注漿封堵，截斷下部灰?guī)r水（寒武、奧陶、L1-4灰）向礦井充水的途徑。4）根據(jù)三維地震資料劃出的小井采空區(qū)和淺部邊界導水范圍，有針對性地預留防水煤柱，并對淺部導水通道進行充填，截斷老空水和地表水向礦井充水的途徑。頂板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以告成煤礦為例頂板疏水巷的布設：由于采動所產(chǎn)生的導裂隙均達到頂板含水層，頂板水在采掘過程中頻繁涌出，因此頂板富水區(qū)必須在煤巷掘進和工作面回采開始前對頂板水進行疏放。根據(jù)電法物探資料分別于2000年10月和2000年12月在13采區(qū)施工了1＃、2＃兩條頂板疏水巷，并且在疏水巷內(nèi)出水段每隔10m設計一個鉆場，分別以扇形打5個疏水鉆孔，以增加疏水通道。1＃、2＃疏水巷涌水量分別達到50m3/h和100m3/h，累計疏放頂板水45萬m3，經(jīng)過疏放，保證了工作面的安全回采。底板疏水巷疏水降壓防治底板水害技術——以蘆溝煤礦為例蘆溝疏水降壓方案

為開采二1煤，需把煤層底板L7-8灰?guī)r含水層的水壓降到安全水頭壓力以下，并為今后開發(fā)一1煤逐步疏降頂板L1-3灰?guī)r含水層和奧灰含水層水創(chuàng)造有利的條件。底板疏水巷疏水降壓防治底板水害技術——以蘆溝煤礦為例本區(qū)奧灰含水層厚度大，喀斯特裂隙發(fā)育，富水性強，而且與下伏寒武系灰?guī)r為連續(xù)沉積，水力聯(lián)系密切。因此，同時疏降石炭系薄層灰?guī)r水和奧灰水，解放一1煤和二1煤，從施工、技術和經(jīng)濟上考慮，都比較困難。如果在地面打排水孔單獨疏降L7-8灰?guī)r水，解放二1煤，會影響生產(chǎn)。同時，疏水孔要留設煤柱，且降深較大，排水較困難，也極不經(jīng)濟。底板疏水巷疏水降壓防治底板水害技術——以蘆溝煤礦為例通過幾種方案的研究比較，最終采用在井下L7-8灰?guī)r中掘疏水巷道，直接疏降L7-8灰?guī)r水，解放二1煤。同時，間接疏降石炭系下部灰?guī)r水和奧灰水，逐步解放一1煤。這樣，不僅把疏水降壓與礦井生產(chǎn)和開拓結合了起來，而且也有利于礦井生產(chǎn)。蘆溝井田水文地質(zhì)剖面圖底板疏水巷疏水降壓防治底板水害技術——以蘆溝煤礦為例疏水降壓工程布設及工程量：第一步，進行水平疏降。在-15m水平L7-8灰?guī)r含水層中掘改造大巷，形成一級降落漏斗，根據(jù)分析，一級降落漏斗的影響半徑為2470m,由于漏斗呈拋物線形，其下降明顯的漏斗直徑僅為影響半徑的1/6~1/8，這樣，一級疏降不能完全解放二1煤。第二步，進行采區(qū)疏放。把影響半徑的1/6~1/8作為上山疏降巷道的間距，進行二級疏降。

底板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以蘆溝煤礦為例疏降程序：一級、二級疏干同時進行，在開拓一水平疏干大巷的同時，開拓11、12車場及改造上山首先解決生產(chǎn)問題，然后隨著大行的水平開拓，向東、西逐步開拓13、14及16上山。同時進行水平疏降和采區(qū)疏降，既保證了采區(qū)的接替，穩(wěn)定了生產(chǎn)，而且待16上山完工，一水平疏降工作已基本完成。底板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以蘆溝煤礦為例疏降巷道的施工位置及有關參數(shù)：水平疏干大巷開拓在L7-8灰?guī)r底部，巷頂為L7灰?guī)r，巷幫為L7與L6灰?guī)r間的砂質(zhì)泥巖及煤線，巷道斷面12m2；上山巷道開拓在L7與L8灰?guī)r之間，巷頂為L8灰?guī)r，巷底為L7灰?guī)r上部，巷道方向與巖層走向垂直，巷道斷面9m2。底板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以蘆溝煤礦為例預防L5灰?guī)r突水及過斷層突水：在大巷和上山、車場的開拓過程中，遇斷層揭露L5灰?guī)r或接近L5灰?guī)r時，曾發(fā)生較大的突水，突水量達500~700m3/h，巷道難以維護。因此，對L5灰?guī)r水采取了相應的措施。車場在接近L5灰?guī)r時，采取縮小斷面掘進；在過斷層接近L5灰?guī)r時，采取預注漿、加固圍巖等措施，防止了L5灰?guī)r水過早地突出。底板疏水巷疏水降壓防治頂板水害技術——以蘆溝煤礦為例疏水降壓后增強了安全生產(chǎn)的可靠性。在疏降前，先對礦井排水系統(tǒng)進行了改造，改造后的最大排水能力達到1600m3/h，同時，在井底車場兩側各建了一座水閘門，保證了礦井的安全。石炭系灰?guī)r含水層疏降水量170萬m3，水位由原來的+197m下降到+155m，下降42m，奧灰水位下降30m，一水平已形成穩(wěn)定的降落漏斗注漿堵水技術——注骨料工藝技術鉆孔命中巷道或主要巖溶裂隙的通道后，須先投放骨料再注漿加固。在投注骨料前立好鉆機，準備好鉆桿，防止骨料堵孔后捅孔使用。鉆孔正壓表閥門負壓表清水骨料投放注漿堵水技術——注骨料工藝技術工藝流程：投注的骨料在水流的沖擊下，達到受注體，井口要密封，防止水氣返流。

供水系統(tǒng)射流混合器孔口密閉防噴系統(tǒng)受注體自動上料系統(tǒng)注漿堵水技術——注骨料工藝技術投注骨料的技術：骨料灌注采用水力射流混合，孔口密閉灌注系統(tǒng)，在射流所形成的負壓帶動下灌入受注體。投注骨料的粒徑是鉆孔孔徑的1/3～1/4。鉆孔孔徑以φ160-168mm為宜，孔徑太小，不易投注骨料；孔徑太大，用水多，若發(fā)生堵孔透孔困難，時間長。注漿堵水技術——注骨料工藝技術投注骨料的程序：⑴啟動充填骨料的水泵，水流正常注入鉆孔30分鐘以上。⑵人工均勻地徐徐投料入水力射流混合漏斗，并經(jīng)連接管路注入孔中充填巷道或巖溶裂隙。⑶根據(jù)靜水或動水條件，投注骨料一般是先細后粗，由粗變細，每次停注骨料，必須先停止注骨料，然后再壓水30分鐘后再停水，并關閉閥門，防止負壓作用，骨料進入鉆孔發(fā)生堵水。⑷如果發(fā)現(xiàn)孔底堆積已到巷頂高度并大量沖水后亦不能推散時，應立即下鉆透孔至巷道底板并壓水沖掃，使孔底堆積骨料散開，避免形成小堆不起堵水作用。⑸鉆孔內(nèi)下鉆沖掃亦不能推散孔底堆積物時（沖掃后堆積物孔底高度仍不下落），表明孔底巷道內(nèi)該孔地段已將填滿，此時應改為注砂或其它的細骨料。注漿堵水技術——注骨料工藝技術投注骨料的程序：⑹注砂至孔底堆積至巷道頂板時，則宜改為旋噴注漿。⑺注砂接頂時應下鉆具透孔沖掃至孔底，掃孔時要防止埋鉆，故鉆具應改為下鉆桿同徑或略大一些的魚尾鉆頭、三翼鉆頭，透孔掃孔鉆頭應有側向水流的噴射孔，以利側向噴射將砂、石堆充填物推散開。⑻當“透掃”至孔底，并沖掃后拔鉆至巷頂再下，堆積物高度仍不改變時，表明充填已滿，即可進行旋噴注漿，對砂、石子等巷道中充填物用水泥稠漿攪拌固結。⑼投注骨料的關鍵是嚴防堵孔，而防止堵孔的關鍵除了必須按以上要求操作外，還必須保證在灌注的全過程中不停電、不停水和骨料的粒徑不超限。由于特殊原因造成停電不能供水時，應立即關閉閥門和負壓表，打開壓力表，直至徹底卸壓后方可打開進水閥門。注漿堵水技術——注漿工藝技術

設備：注漿施工所用的設備及機具主要有：鉆機、注漿泵、射流攪拌機、氣動下灰系統(tǒng)、流量計、止?jié){塞和輸漿管、儲灰罐等。1水池;2吸水管;3高壓泵;4噴嘴;5混合器;6漏斗;7出漿管;8貯漿池射流攪拌機注漿堵水技術——注漿工藝技術注漿工藝流程：（1）水泥漿注漿工藝系統(tǒng)散裝水泥在高壓水流的射流作用下，進入地鍋攪拌，增加添加劑通過注漿泵注入目的層。（2）水泥、水玻璃雙液漿注漿工藝系統(tǒng)。（3）注漿技術⑴達到注漿條件后，先進行壓水試驗，根據(jù)單位吸水量的大小決定漿液濃度和注漿量。⑵根據(jù)單位吸水量和巖石裂隙（含巖溶）率，應對每注漿段的漿液注入量做出結算，與實際注入量比較，以判斷漿液充填的范圍或距離，注漿堵水技術——注漿工藝技術注漿工藝流程：⑶當注漿壓力保持不變，吸漿量均勻減少時；或當吸漿量不變，壓力均勻升高時，注漿工作應持續(xù)下去，一般不得改變水灰比。⑷注漿前后及注漿時都必須觀測鄰近的孔深及水位變化，以判斷或發(fā)現(xiàn)鉆孔串漿，便于及時處理。⑸一般注漿工作必須連續(xù)進行，直至結束。當注漿孔段已用到最大濃度的漿液，吸漿量仍很大，并不減少，孔口壓力又無上升或無升壓顯現(xiàn)時，應改為間歇注漿或在水泥漿中加鋸末。⑹注漿結束標準①注漿終壓一般取大于含水層靜水壓力的2倍，但應依注漿工程的目的，要求靈活掌握。②結束吸漿量，一般40-60l/min，穩(wěn)定時間20-30min，關鍵注漿孔段，可掃孔復注，以壓水高出注漿結束標準2MPa，吸水量低于40-60l/min。注漿堵水技術——注漿工藝技術注漿工藝流程：（4）注漿程序⑴起動射流泵→水流進入一次攪拌池→一次攪拌機運轉→水流進入二次攪拌池→二次攪拌機運轉→注漿泵啟動運轉向鉆孔注漿。⑵在注漿過程中根據(jù)壓力變化情況需要調(diào)配漿液配比時，可直接由儲水泥倉“放灰口”調(diào)節(jié)。⑶注漿結束后壓水。壓水是為了保留再次注漿的條件，而又不沖刷已注入的漿體，以便堵住大的溶洞裂隙。壓水量一般不宜太大或太小，多為注漿管路容積的2-4倍左右。⑷關孔口閥，拆洗孔外注漿管路及設備。地面注漿孔在注漿時有壓力作用，停泵后，彈性釋放，往往會出現(xiàn)孔口返水噴漿現(xiàn)象。因此，注漿結束后壓水，必須先關閉孔口閥門，待孔內(nèi)壓力消失后方可打開。關閉時間一般達4h，待水泥初凝后，方可慢慢啟動，放氣放水察看情況。⑸打開孔口閥，提取止?jié){塞或再次注漿。關鍵要正確分析孔內(nèi)情況，防止埋住注漿管。無埋管危險，可不提止?jié){塞，再次注漿，有埋管危險應及時提塞沖管，再次掃孔復注。⑹封孔。經(jīng)認真分析，確實已完成注漿任務的注漿孔，最后必須封孔。注漿堵水技術——注漿工藝技術粘土水泥漿工藝技術主要設備有：挖掘推土上料機、粘土研磨機、皮帶上料機、射流泥漿泵、氣動給料機、射流攪拌器、泥漿攪拌池、泥漿池攪拌清水泵、一次與二次攪拌池、注漿泵（Q=60~600l/min，P=40MPa）注漿堵水技術——注漿工藝技術粘土水泥漿注漿工藝與注水泥漿工藝大致相同，即制備好合格的漿液之后，即可用加壓方式注入目的層。其方法可以有:①直壓式注漿；②間歇性注漿；③循環(huán)式注漿。

注漿堵水技術——動水注漿堵水技術動水水害的基本特征：煤礦在掘進巷道與采煤工作面，經(jīng)常發(fā)生突水，如果礦井的排水能力富余，能夠抵抗已發(fā)生的突水，則突水呈一種動態(tài)形式。如果突水點長期大量排放，浪費地下水資源，并且破壞了地下水資源的平衡，高額的排水電費也增加了企業(yè)的負擔，而且一旦排水設備發(fā)生故障，就有發(fā)生淹井的可能。治理該種水害的難度主要是因為地下水已發(fā)生泄壓，打鉆后若直接注漿，漿液將隨突水點大量流失，甚至堵塞排水設備和排水陣地。打鉆若命中裂隙的主要通道，充填骨料后再注漿，需要很多的鉆孔，因為巖溶裂隙發(fā)育不均一，少量鉆孔難以命中主要導水通道。治理這種類型的水害正確方法是：正確分析突水原因，制定堵水方案，打鉆命中突水點附近主要過水巷道，充填骨料，使動水變?yōu)闈B透流后，再注漿加固，達到從根本上治理水害的目的。注漿堵水技術——動水注漿堵水技術堵水方案的確定

在增加排水設備,提高排水能力,維持礦井不被淹沒的條件下進行注漿堵水,簡稱動水注漿。動水注漿的優(yōu)點是:不致造成全礦性的停產(chǎn),水害造成的損失小,注漿成本比較低,見效快,注漿效果容易觀測等。但容易跑漿造成浪費。注漿堵水技術——動水注漿堵水技術

原理：巖溶裂隙地下水在流動過程中會發(fā)生壓力損失，壓力的損失與裂隙（巷寬）長度、運動速度和動力粘滯系數(shù)成正比，與裂隙（巷寬）寬度的平方成反比。

式中：△P——流體的壓力損失；L——裂隙長度；v——流體的運動速度；μ——流體的動力粘滯系數(shù)；D——裂隙（巷道）的寬度。注漿堵水技術——動水注漿堵水技術

注入水泥漿，由于水泥漿的動力粘滯系數(shù)遠大于清水，所以其壓力損失也將大于水，而且隨著水泥漿的濃度增大而壓力損失加大。充填骨料形成的裂隙對水泥漿的阻力加速了其失水凝固，封水成功。在動水條件下，如果充填的骨料太小，將隨著運動著的地下水流失，如果骨料粒徑過大將堵住鉆孔，而不能堵住過水通道。注漿堵水技術——動水注漿堵水技術注漿孔的布置一般應遵循下列原則：礦井突水時，由于初期流速快、流量大、水壓高，通常又是沿主要過水通道出水點涌入礦井。因此，對出水點附近斷層破碎帶的沖刷破壞力很大。注漿孔應靠近突水點，距突水點10～20m；以突水點為中心，沿著斷層線設計孔位；鉆孔的注漿部位，主要是斷層破碎帶和含水層。按照上述原則布置的注漿孔，容易穿過和揭露主要過水通道，就可首先封堵這些通道。把主要過水通道堵住以后，就切斷了涌水的主要補給來源，堵住大部分涌水，然后再進行加固注漿。注漿堵水技術——動水注漿堵水技術動水注漿的工藝特點：（1）注漿前，在動水條件下，要進行鉆孔的連通試驗和灌注惰性材料的試驗。（2）注入骨料后，往往就能減少涌水量，使地下水位復升，給注漿施工創(chuàng)造了良好的條件。此時應及時注漿，否則，隨著水位的復升而靜水壓力增加，容易沖開已灌注好的骨料而出現(xiàn)反復，從而造成過水通道的表面被骨料磨擦得較為光滑，使流動阻力減小，骨料在通道內(nèi)的停留幾率就相應降低。（3）灌注惰性材料的工作結束以后，要及時進行注漿，以便將灌注在過水通道內(nèi)的砂粒和石子固結成整體性較好的充填體。（4）為鞏固堵水效果，凡與出水點連通較好的鉆孔，都應及時注漿。（5）動水條件下注漿，容易跑漿，防止跑漿的主要措施為：采用間歇定量注漿；提高水泥漿的濃度。注漿堵水技術——引流注漿技術

基本原理：煤礦發(fā)生突水淹井后，在注漿堵水的初期，以靜水注漿為宜，漿液在注漿泵壓的作用下，沿突水的主要通道向周圍擴散，這樣可防止?jié){液的大量流失，但是在注入一定量之后，突水點附近受注巖體的主要通道、裂隙已被漿液基本充填，如果繼續(xù)加大泵壓注漿，漿液將沿較大通道裂隙向遠處擴散，造成漿液浪費，如果此時注漿結束，則較小的裂隙或薄弱帶還需打鉆加固，從而增加工程量和延長注漿時間。為了節(jié)省工程量和加快復礦時間，在礦井主副井或突水點附近進行引流排水，使靜水條件變?yōu)閯铀畻l件，在此條件下，繼續(xù)注漿，則可以對突水點附近細小裂隙或薄弱帶進行加固，減少了工程量，起到了加快復礦的速度。注漿堵水技術——引流注漿技術條件：引流注漿不能在堵水初期使用，初期使用會使大量漿液流失，淤塞巷道、水倉甚至泵房管路，太晚使用也不合適，將會使?jié){液沿大通道擴散太遠，浪費漿液和延長注漿時間。選擇引流注漿的時機，一般在注入水泥量達70%左右，長觀孔水位有所反映，預計堵水率達70%以上時比較合適，注漿堵水技術——引流注漿技術技術方法：在具備多孔可注漿的條件下，可視造漿注漿能力的大小，調(diào)控引流排水的水壓差值，因地制宜進行引流注漿，具體實施時，要注意水壓與注漿量、漿液濃度、各注漿孔之間的關系。注漿堵水技術——

帷幕注漿技術

帷幕注漿是用注漿方法在含水介質(zhì)層中建造地下阻水墻的方法，是一種人工改造水文地質(zhì)條件，把含水介質(zhì)層的補給邊界改造成為阻水邊界。（1）由于帷幕注漿工程投資大，必須有詳細的可行性分析、研究論證報告和施工設計二個階段，施工設計必須有帷幕沿線水文地質(zhì)控制勘探試驗資料為依據(jù)。（2）利用物探和鉆探手段，查清進水和隔水邊界，必要時進行鉆孔之間的無線電透視和水化學示蹤劑連通試驗；查明需要帷幕沿線的地質(zhì)構造及含水介質(zhì)層的導水性。注漿堵水技術——

帷幕注漿技術注漿技術要求a.帷幕注漿位置必須布設在主要進水口地段并斜交或直交地下水流向。b.帷幕線應與礦區(qū)主要含水、過水的節(jié)理、裂隙走向斜交，或利用主要巖溶裂隙走向布孔。c.帷幕底界和兩端必須隔水或相對隔水。d.帷幕注漿形成后，不被采礦所破壞。注漿堵水技術——

帷幕注漿技術帷幕注漿鉆孔的布置原則和方式：帷幕注漿孔必須按分序加密的原則進行，由多排孔組成的帷幕，一般應先進行邊排孔的鉆孔注漿，后進行中排孔注漿；由兩排孔組成的帷幕，一般宜先進行下游排孔的鉆孔注漿，同一排的注漿孔應分3個次序施工。鉆孔孔距的確定：鉆孔孔距常采用逐級加密、檢查的方法布設鉆孔。一般采用三個序次的施工方法，在導水性較好的喀斯特介質(zhì)中建造帷幕注漿時，第一序孔一般孔距60米，第二序孔一般孔距30米，第三序孔一般孔距15米，檢查加固重點地段孔距為7.5米，在導水性較小的地層中布孔應加密。注漿堵水技術——

帷幕注漿技術注漿的檢查：為了檢查截流效果，一般帷幕兩側應成對布設觀測孔，成對觀測孔的距離在導水性好的喀斯特含水層中為100米左右，在導水性差的含水層中則應縮小。有條件時應建立井下可控制的流場動態(tài)試驗站，掌握水量、水位變化，隨時分析截流效果，并進行詳細的數(shù)值法模擬分析，對疏干效果進行預測計算。注漿堵水技術——導水陷落柱建立“止水塞”注漿技術

陷落柱是由喀斯特洞穴塌陷造成的，是一種有較大斷面的垂直導水通道，常與喀斯特強充水含水層直接導通。為了治理該種水害，在陷落柱的適當層位通過注漿建立人工“止水塞”，以切斷導水通道下部的水源，從而保證被淹礦井的排水與復礦。注漿堵水技術——導水陷落柱建立“止水塞”注漿技術建立“止水塞”層位的選擇：⑴可采煤層的位置：要放在最下一層可采煤層的下面，且保證該煤層開采過程中及開采后對“止水塞”無影響，確?！爸顾痹诟骺刹擅簩娱_采過程中的完整性和隔水效應。⑵圍巖的性質(zhì)：要選擇在完整、堅硬、相對隔水的砂巖層中，這樣可保證“止水塞”與圍巖的的接合質(zhì)量以防止高壓水沿“止水塞”與圍巖接觸帶的繞流和“止水塞”的活塞式移動。注漿堵水技術——導水陷落柱建立“止水塞”注漿技術“止水塞”厚度的確定其厚度主要由作用于“止水塞”底面上奧灰水壓大小來決定。因此，“止水塞”的厚度使用突水系數(shù)經(jīng)驗公式進行計算：

式中：M—“止水塞”厚度（m）；

Ts—突水系數(shù)（MPa/m）；

P—“止水塞”所承受的奧灰水壓（MPa）；

n—經(jīng)驗系數(shù)，一般取2-3。注漿堵水技術——導水陷落柱建立“止水塞”注漿技術建立“止水塞”的工藝：在陷落柱中快速建立“止水塞”，關鍵是如何快速到達預設“止水塞”位置。選擇在陷落柱周圍完整地層中進行鉆探施工，到達預定深度后，通過導斜技術使注漿孔在預設“止水塞”后進入陷落柱?！爸顾苯⑷问阶{成塞技術，即上充填段、中間充填式加固段及下部充填段的注漿工藝，上、下兩段采用下行法無壓間歇性灌注工藝，中段采用下行法無壓大漿量連續(xù)灌注工藝，待整個預設“止水塞”段基本充滿后，再采用下行加壓注漿法對中間段進行加固，此時“止水塞”上有蓋下有托，既有效防止?jié){液大量流失，又能加壓灌注，快速形成堅固的“止水塞”。注漿堵水技術——導水陷