煤矿水害防治.ppt

《煤矿水害防治.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿水害防治.ppt（100页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、煤矿水害防治,一把高悬在矿井头上的,水患,剑,矿井水害是水体非正常涌入井巷和工作面的现象，这里，一方面要强调它的突发性，另一方面要强调它的灾害性。矿井水害事故是仅次于瓦斯爆炸的煤矿重大灾害，在煤矿重、特大事故中所占比重较大。我国不仅是世界主要产煤国，而且也是受水害危害最严重的国家之一。通过以上图片使大家进一步认识到做好矿井防治水工作的重要性。,第一篇 水文地质基础,第一章 地下水与矿井水的基础知识第一节 自然界的水第二节 地下水与气象、水文因素的关系第三节 岩石的水文地质特征第四节 含水层与隔水层第五节 地下水的物理性质与化学成分第六节 地下水的分类及其特征,第四节 含水层与隔水层,含水层-能

2、透过和给出相当水量的岩层。隔水层-不能透过和给出水量（透水和 给水量均微不足道）的岩层。,第六节 地下水的分类,一、按含水岩层空隙的性质分1、孔隙水-松散沉积物空隙中的水。2、裂隙水-坚硬岩石裂隙中的水。3、岩溶水-岩溶化岩石中的水。二、按埋藏条件分1、饱气带上层滞水2、饱水带潜水3、饱水带承压水,第二章 矿井充水条件分析,第一节 充水水源第二节 涌水通道第三节 影响矿井充水的因素,第一节 充水水源充水水源分自然充水水源 和人为充水水源。一、自然充水水源 1.大气降水 大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿床充水都直接或间接地与大气降水有关。但这里所讲大气降水水源，是指矿床直接充水的唯一水源。

3、,2.地表水体 在有大型地表水体分布（海、湖、大河流、水库、水池）的矿床地区，查清天然条件下和矿床开采后的地表水对矿床开采的影响，是矿区水文地质勘探和矿井水文地质工作的头等重要大事，是评价矿床开采价值的重要内容。3.地下水 围岩地下水充水类型划分:根据充水岩层性质不同可分为：砂砾石孔隙充水矿床，坚硬岩层裂隙充水矿床，岩溶充水矿床。根据矿层与充水岩层接触关系不同可分为：直接充水矿床，间接充水矿床。根据矿层与充水岩层相对位置不同可分为：顶板水充水矿床，底板水充水矿床，周边水充水矿床。,二、人为充水水源 1.袭夺水 由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获

4、得新的补给水源称为袭夺水源。袭夺水源存在下列几种情况；位于矿床地下水排泄区的泉水；位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；位于矿床地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；相邻水文地质单元地下水。2.老窑水 老窑水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点：老窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；老窖水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的腐蚀性。老窑突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。采空区域和积水量不太清楚或不清楚。3、老空水 分布于矿井已开采区域，以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有

5、较强的腐蚀性。老空突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。采空区域和积水量清楚。,1.岩溶陷落柱通道 岩溶陷落柱在我国北方较为发育，在地下水的长期物理和化学作用下,中奥陶统灰岩形成了大量的古喀斯特空洞,在上覆岩层和矿层的重力作用下,空洞溃塌并被上覆岩层下陷填实，被下塌的破碎岩块所充填的柱状岩溶陷落柱像一导水管道沟通了煤系充水含水层中地下水与中奥陶统灰岩水的联系,特别位于富水带上的岩溶陷落柱,可造成不同充水含水层组中地下水的密切水力联系。岩溶陷落柱的地表特征比较明显,特别在基岩裸露区更为明显。,第二节 涌水通道一、天然涌水通道 岩溶陷落柱、线状断裂（裂隙）带、隐伏露头、面状裂隙网络（局部面状隔水层

6、变薄或尖灭等）。,2.线状断裂(裂隙)带通道 断裂带是否能够成为充水通道主要取决于断裂带性质和矿床开采时人为采矿活动方式与强度。这里重点分析断裂带的性质，后面问题在充水人为因素部份讲述。,3 隐伏（导水岩层）露头通道 在我国大部分煤矿山,煤系薄层灰岩含水层和中厚层砂岩裂隙含水层以及巨厚层的碳酸盐岩含水层多呈窄条状的隐伏露头形式与上覆第四系松散沉积物不整合接触.,4.面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区)根据含煤岩系和矿床水文地质沉积环境分析,在华北型煤田的北部一带,煤系含水层组主要以厚层状砂岩含水层组为主,薄层灰岩沉积较少。在厚层砂岩含水层组之间沉积了以细砂岩、粉细砂岩和泥岩为主的隔水层组.在地

7、质历史的多期构造应力作用下,脆性的隔水岩层受力后以破裂形式释放应力,致使隔水岩层产生了不同方向的较为密集的裂隙和节理,形成了较为发育的呈整体面状展布的裂隙网络。,二、人为涌水通道 人为涌水通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干塌陷带、封孔质量不佳钻孔和井巷等。1.顶板冒落裂隙带 采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带是矿坑充水的人为通道，其特点如下：当冒落裂隙带发育高度达到顶板充水岩层时，矿坑涌水量将有显著增加，当未能达到顶板充水岩层时，矿坑涌水无明显变化；当顶板冒落裂隙带发育高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加，同时常伴有井下涌砂现象。,2.地面岩溶疏干塌陷带 随着我国岩溶充水矿床大规模抽

8、放水试验和疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑充入矿井。有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。3、封闭不良钻孔 4、与水源有联系的井巷工程,第三节 影响矿井充水的因素,包括自然因素和人为因素，是综合分析矿井充水条件的主要指标，也是评价矿井水文地质条件复杂程度的重要指标。一、自然因素：1、气候 2、地形 3、煤层上、下岩层的组合型式 4、地质构造 5、地表水 二、人为因素 1、开拓方式 2、顶板管理和采煤方法 3、疏干方法,在自然界分布矿床中，单一充水水源和充水通道是少见的。从水文地质剖面可以看出，矿层（体）的上下往往分布多个充水含水层

9、组。究竟哪个是充水岩层？哪个不是充水岩层？哪个是强充水岩层？哪个是弱充水岩层？回答这些问题的方法称为矿床充水强度分析。根据矿山调查资料表明，矿床开采后矿井充水强度除取决于充水含水层的富水性、导水性、厚度和分布面积外，还取决于三个防线。第一防线是充水含水层出露和接受补给源的条件；第二防线是充水含水层侧向边界的导水与隔水条件；第三防线是矿层顶、底隔水岩层的隔水条件。,第三章 矿井水文地质类型划分,第一节、矿井水文地质类型的划分原则第二节、矿井水文地质类型的划分依据,表2-1 矿井水文地质类型,第一节、矿井水文地质类型的划分原则,1、分类以矿井防治水工作为上目的，考虑矿井地质勘探工作相结合。2、分类

10、要全面考虑矿井充水诸因素的影响，要突出其中主要因素的作用。3、分类应符合我国的实际情况，反映近年来煤矿水害事故发生的特点以及在防汉水工作中的经验教训，力求简单明了，便于实际应用。4、本类型划分所考虑的各种因素（指标）具有同等地位，并且为了煤矿生产安全，类型划分采用就高不就低的原则。5、同一井田内煤层较多且水文地质条件变化较大时，应分煤层进行矿井水文地质类型划分。,第二节、矿井水文地质类型的划分依据,1、采掘破坏或影响的含水层及水体（其中包含水层性质及补给条件和单位涌水量）。2、矿井周边老空水分布状况。3、矿井涌水量。4、矿井突水量。5、开采受水害影响程度。6、防治水工作难易程度。根据以上分类依

11、据，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、和极复杂四种类型。,第二篇 矿井涌水量计算（略）,第四章 地下水渗流的基本原理第五章 解析解法第六章 数值解法第七章 其它方法,第三篇 矿井水文地质工作,第八章 矿井地面水文地质调查与观测,第一节 矿井地面水文地质调查第二节 矿井地面水文地质观测,第一节 矿井地面水文地质调查 当矿井现有水文地质资料不能满足生产建设的需要时，应针对存在的问题进行单项、多项或全面的水文地质补充调查工作。内容包括：一、气象资料搜集一般应有降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及其历年月平均值和两极值。二、地貌调查。应着重调查由开采和地下水活动而引起的滑坡、塌陷、

12、人工湖等地貌变化，和岩溶发育的矿区的各种岩溶地貌形态。三、地质调查。应包括：1、第四纪松散覆盖层、基岩露头，应基本查明其朝代、岩性、厚度、富水性及地下水的出露等，并划分出含水层或相对隔水层。2、地质构造应基本查明其形态、产状、性质、规模、破碎带（范围=充填物、胶结程度、导水性）及有无泉水出露骨等。四、地表水体调查。应调查与搜集故区河流、渠道、湖泊、积水区、山塘、水库的历年水位，流量，积水量，最大洪水淹没范围，含泥砂量，水质和地表水体与下伏僻水层的关系等。五、井泉调查。应调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌水量、水位、水质、水温、有无气体溢出、流出类型及其补给水源。并素描泉水出露的地形地质平

13、面图、剖面图。,六、古井老窑的调查。应调查古井老窑的位置及开采、充水、排水、停采原因等情况，察看地面塌陷地形，圈出采空区，并估算积水量。七、小煤矿调查。应调查小煤矿的位置、范围、开采煤层、地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱、与大矿的窨关系，并搜集系统完整的采掘工程平面图及有关资料。对已报废小井的图纸资料，必须存档备查。对于生产小煤矿，还应调查其生产安排、排水能力、井巷出水层位、水质、涌水量、充水因素、与大矿之间的水害关系。八、地面岩溶调查。应调查岩溶发育的形态、颁范围。对地下水运动的明显影响的进水口、出水口、和通道，应进行详细调查，必要时可进行连通试验和暗河测绘工作。要分析岩溶发育规律、地

14、下水径流方向，圈定补给区，测定补给区内的渗漏情况，估算地下径流量。有岩溶塌陷的区域，还应进行岩溶塌陷的测绘工作。,第二节 矿井地面水文地质观测,矿井地面水文地质观测应根据需要进行。包括：一、气象观测 1、凡距离气象台（站）较远的矿区（井），应设立气象观测站。站址的选择，应符合气象台（站）的要求。距气象台（站）较近的矿区（井），只建立雨量观测站。注：较近指小于30公里，较远指大于30公里。2、矿区气象观测项目，与气象调查内容同。二、地表水观测。观测项目与地表水调查内容同。观测时间，一般为每月一次，雨季或暴雨后根据需要增加观测次数。,三、地下水动态观测 1、复杂型和极复杂型矿区（井）应建立地下水动

15、态观测网。观测网布孔设点前，必须有专门设计。观测点应布置在下列地段：1）对矿井生产建设有影响的主要含水层；2）影响矿井充水的地下水集中径流带（构造破碎带）；3）可能与地表水有水力联系的含水层；4）矿井先期开采的地段；5）在开采过程中水文地质条件可能发生变化的地段；6）人为因素可能对矿井充水有影响的地段；7）井下主要突水点附近，或具有突水威胁的地段；8）疏干边界或隔水边界处。观测点的布置，应尽量利用现有钻孔、井、泉等。观测内容主要是水位、温度和水质，对泉水还应观测流量。,2、观测点应统一编号，设置固定观测标志，测定坐标和标高。观测点标高每年复测一次，如有变动，应随时补测。3、上述观测工作，在开采

16、前一个水文年即应进行，在采掘过程中亦必须坚持观测。在未掌握地下水的动态规律以前，每57天观测一次，随后每月观测13次，雨季或遇有异常时，需啬观测次数。观测工作一般要求同步进行，每次必须按固定的时间和顺序在最短时间内测完。否则，应全部重新观测。要注意观测的连续性和精度。钻孔水位观测每回应有两次读数，其差值不得大于2厘米，取值可用平均数。测量工具使用前应定期校验。4、中型矿井的动态观测工作，应参照上述要求进行。,第九章 井下水文地质观测,一、采掘过程中的观测 凡新开凿的井筒、主要穿层石门、开拓巷道及渗、漏、淋水巷道，都要及时进行水文地质观测和编录，并绘制井筒、石门、巷道的实测水文地质剖面图或展开图

17、。（一）、当井巷穿过含水层时，应详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或岩溶的发育与充填情况、揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量、水温等，并采取水样进行水质分析。,（二）、对含水裂隙，应测定其产状、长度、度度、数量、形状、尖灭情况、充填程度及充填物，观察地下水活动的痕迹，绘制裂隙玫瑰图，并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率。测定的面积：较密集裂隙可取12m2，稀疏裂隙可取410m2。其广计算公式为:式中 KT-裂隙率(%)F-测定面积(m2)a-裂隙长度(m2)b-裂隙宽度(m2)ab=a1b1+a2b2+anbn即所测定裂隙面积的总和(m2),（三）、对岩溶，应观测其形态、发育情况、分布状

18、况、有无充填物及充填成分、充水状况等，并绘岩溶素描图。（四）、对断裂构造，应测定其断距、产状、0断层带宽度，观测断裂带充填物成分、胶结成度及出水情况。（五）、对褶曲，应观测其形态、产状及破碎情况。（六）、突水点的观测及编录。应详细记录突水的时间、地点、确切位置、出水层位、岩性、厚度、出水形式、围岩破坏情况等，并测定涌水量、水温、水质、含砂量等。同时，应观测附近的出水点和观测孔涌水量、水位的变化，并分析突水原因。主要突水点可作为动态观测点，并要编制上卡片、附平面图和素描图。按照突水点每小时突水量的大小，将突水点划分为小突水点、中等突水点、大突水点、特大突水点等4个等级：小突水点：Q60 m3/h

19、；中等突水点：60 m3/hQ600 m3/h；大突水点：600 m3/hQ1800 m3/h；特大突水点：Q1800 m3/h。,二、矿井涌水量观测 1、分采区、分水平、分煤层、分出水点进行观测。2、在井下设置观测站，并进行编号。3、构建标准的测水设施。4、建立矿井涌水量观测台账。5、定期进行观测，一般雨季每天一次，旱季每周一次。6、对观测结果进行统计分析，掌握矿井涌水动态，总结涌水规律。,对于大中型煤矿发生300 m3/h以上的突水、小型煤矿发生60 m3/h以上的突水，或者因突水造成采掘区域和矿井被淹的，应当将突水情况及时上报所在地煤矿安全监察机构和地方人民政府负责煤矿安全生产监督管理的

20、部门、煤炭行业管理部门。,第十章 矿井水文地质图,一、矿井充水性图：矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸，是分析矿井充水规律、开展水害预测、制定防治水措施的主要依据之一，也是矿井水文地质工作的必备图纸，一般采用采掘工程平面图作底图进行编制，比例尺为12000l5000，主要内容有：1各种类型的出(突)水点要统一编号，并注明出水日期、涌水量、水位(水压)、水温及涌水特征。2古井、废弃井巷、老塘、老硐、矸石窝等的积水范围和积水量。3井下水闸门、水闸墙、放水孔、防水煤柱、泵房、水仓、水泵台数及能力。4井下输水路线。5井下涌水量观测站(点)的位置。6其它。矿进充水性图应随采掘工程的进展定期

21、补充填绘。水文地质复杂型和极复杂型的矿井，每36个月补绘一次；水文地质简单型和中等型的矿井，可视具体情况而定。,二、矿井涌水量与各种相关因素历时曲线图。矿井涌水量与各种相关因素历时曲线是综合反映矿井充水变化规律，预测矿井涌水趋势的图纸，各矿应根据具体情况，选择不同的相关因素绘制以下几种关系曲线图。1矿井涌水量与降水量、地下水位曲线图。2矿井涌水量与单位走向开拓长度、单位采空面积关系曲线图。3矿井涌水量与地表水流量或水位关系曲线图。4矿井涌水量随开采深度变化曲线图。,三、矿井综合水文地质图：矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之一，也是进行防治水工作的主要参考依据。综合水文地质图一般在

22、井田地形地质图的基础上编制，比例尺为12000l10000。主要内容有：1基岩含水层露头(包括岩溶)及冲积层底部含水层(流砂、砂砾、红礓层等)的平面分布状况。2地表水体、水文观测站、井泉分布位置及陷落柱范围。3水文地质钻孔及其抽水试验成果。4基岩等高线(适用于隐伏煤田)。5各类井口位置。6含水层等水位(压)线。7老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况。8有条件时，划分水文地质单元，进行水文地质分区。矿井综合水文地质图，每l5年补充修改一次。,四、矿井综合水文地质柱状图：矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水层及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水性的图纸。一般采用相应比例尺随同矿井综合水

23、文地质图一道编制。主要内容有：1含水层时代名称、厚度、岩性、岩溶发育情况。2各含水层水文地质试验参数。3各含水层的水质类型。,五、矿井水文地质剖面图：矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。主要内容有：1含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度。2水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测资料。3地表水体及其水位。4主要井巷位置。矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质剖面为基础。,六、矿井含水层等水位(压)线图：等水位(压)线图主要反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和极复杂型的矿井，对主要含水层(组)应坚持定期绘制，以对照分析矿井疏干动态。比

24、例尺为12000110000。主要内容有：1含水层、煤层露头线，主要断层线。2水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高，孔(井、泉)口标高和地下水位(压)标高。3河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地面标高和同期水面标高。4矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线。5绘制地下水等水位(压)线，表示地下水流向。6绘制可采煤层底板下隔水层等厚线(当受开采影响的主含水层在可采煤层底板下时)。7井下涌水、突水点位置及涌水量。,第十一章 矿井水害预报和预防,第一节 矿井水害类型第二节 水害隐患检查第三节 水害预报第四节 水害预防第五节 探放水工程,第一节 矿井水害类型矿井水害分类表,地表

25、水水害,冲积层水水害,岩溶水水害,煤层顶板砂岩（砾岩）水水害,老窑及老空水水害,断层水水害,钻孔水水害,煤层底板水水害,通道,地表水水害,案例,1号溃水点,3号溃水点,2号溃水点,河堤决口处,冲刷区,输电铁塔,沙场塌陷区,通道,老窑及老空水水害,案例,2005年8月7日，广东省梅州市兴宁市大兴煤矿在开采急倾斜煤层时发生抽冒，破坏了防水安全煤柱，上部大量老空积水溃入矿井，造成121人死亡,直接经济损失4725万元。,广东省梅州市兴宁市透水事故,案例1,被困矿工的主要集中区域,矿井概况：那读煤矿原为百色市田东县国有煤矿，始建于1973年10月，设计能力为3万吨/年。1996年12月被右江矿务局兼并

26、，2007年核定生产能力19万吨。证照均在有效期内。,案例2,广西壮族自治区百色市右江矿务局那读煤矿透水事故,事故概况：2008年7月21日15时32分，广西壮族自治区百色市右江矿务局那读煤矿发生特别重大透水事故，造成36人死亡，直接经济损失989.8万元。,事故原因：该矿在4304工作面3个切眼先后发现透水征兆的情况下，未按规定撤出受水威胁区域的作业人员；事故发生前，盲目通知已经撤到安全地点的人员返回作业地点恢复生产。水文资料不清，水患排查治理不到位。该矿没有查清老空区积水和废弃小煤矿的积水情况，没有排查出重大透水安全隐患；发现多次透水征兆后，未采取措施进行彻底根治。,矿井概况：山东枣庄滕州

27、木石煤矿，1971年建矿，设计9万吨。,木石“03.7.26”特大溃水事故死亡35人,事故概况：7月26日21时40分，发生透水，水位上升至码头门,一号风门推不开，二号风门处冒顶，污泥堵塞,无法行人，一采区运输大巷被淹地面4号露天坑和砖瓦厂内出现二个直径30m塌陷坑*造成5个作业地点37人遇险，2人脱险，35人死亡。历时一个月,直接经济损失298.1万元,事故原因：超开采上限，越井田边界，违法违规开采防水保安煤柱；事故地点离第四系含水层（流沙层）只有9米，离地面露天坑底只有13米左右。按一般规律，顶板垮落带已进入第四系含水层，勾通地面积水。,案例,河南洛阳新安寺沟煤矿12.2特别重大透水事故,

28、2005年12月2日23时40分，河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生特别重大透水事故，造成35人死亡，7人下落不明，直接经济损失973万元。（一）矿井概况该矿注册性质为集体所有制。设计生产能力为3万吨/年，核定生产能力6万吨/年。未取得安全生产许可证。（二）事故原因1.事故直接原因是：寺沟煤矿非法进入矿井边界煤柱，在接近已关闭的桥北煤矿老空积水区采煤，造成煤柱突然垮落，老空区积水体和与其密切水力联系的松散孔隙地下水及青河地表水迅速溃入井下，导致了事故发生。2.事故的主要原因：一是寺沟煤矿在没有取得安全生产许可证且已被列入整合矿井的情况下，仍然违法生产并严重超能力生产，非法越界开采，在存在老空积水等

29、重大水害隐患下，仍然违规冒险组织生产。,2005年12月2日23时40分，河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生特别重大透水事故，造成35人死亡，7人下落不明，直接经济损失973万元。矿井概况：该矿注册性质为集体所有制。设计生产能力为3万吨/年，核定生产能力6万吨/年。未取得安全生产许可证。事故原因：寺沟煤矿非法进入矿井边界煤柱，在接近已关闭的桥北煤矿老空积水区采煤，造成煤柱突然垮落，老空区积水体和与其密切水力联系的松散孔隙地下水及青河地表水迅速溃入井下，导致了事故发生。,案例,通道,断层水水害,案例,通道,钻孔水水害,案例,第二节 水害隐患检查,必须进行定期检查，大雨和暴雨时要及时巡查。每周对井下重

30、点地方进行检查，每月一次全面巡查，对探放水工作面进行每班检查。一、地面检查（一）、检查内容 1、防洪沟、排水沟是否完好、畅通。2、井田内河流、沟渠、溪流裂隙发育情况，流量、水位，渗漏情况。3、防滑坡、防洪水挡墙完好情况。4、井田内开采裂隙、塌陷坑情况。5、井田内是否存在老窑、古洞。6、周边矿井的生产状况（并进行井下监测）。7、地表民房及工业设施的变化情况。（二）、检查路线 根据井田范围、地形，确定检查路线条数，实现全覆盖。（三）、检查准备 1、井上下对照图，表出检查路线。2、工具：记录本、铅笔、罗盘、钢卷尺、皮尺、三角板、手持GPS、秒表、漂流花或流量计。（四）、检查结果处理,二、井下检查（一

31、）、检查内容 1、排水沟是否完好、畅通。2、水仓、泵房及防水设施、排水设备是否完好。3、防水闸门是否完好，是否启闭灵活。4、工作面采后闭是否完好，反水孔是否通畅，观测流出水量。5、挡水墙是否完好，放水闸阀、水位观测孔及设施是否完好，观测流出水量，水位。6、观测受水害影响区域巷道的渗水、漏水和淋水情况、水量，巷道变化情况。7、探放水地点执行探防水设计及安全措施的情况。（二）、检查路线 根据井下需检查地点的分布，确定检查路线条数，实现全覆盖。（三）、检查准备 1、井上下对照图，表出检查路线。2、工具：记录本、铅笔、罗盘、钢卷尺、皮尺、秒表、漂流花或流量计。（四）、检查结果处理,三矿井突水预兆,矿井

32、突水过程主要决定于矿井水文地质及采掘现场条件。一般突水事故可归纳为两种情况：一种是突水水量小于矿井最大排水能力，地下水形成稳定的降落漏斗，迫使矿井长期大量排水；另一种是突水水量超过矿井的最大排水能力，造成整个矿井或局部采区淹没。在各类突水事故发生之前，一般均会显示出多种突水预兆。(1)一般预兆：煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味。有时可听到水的“嘶嘶”声。矿压增大，发生片帮，冒顶及底鼓。,(2)工作面底板灰岩含水层突水预兆：工作面压力增大，底板鼓起，底鼓量有时可达5OOmm以上。工作面底板产生裂隙，并逐渐增大

33、。沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加。当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊；底板稳定时水色变清。底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。底板发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。,(3)松散孔隙含水层水突水预兆：突水部位发潮、滴水且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂。发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出。顶板发生溃水、溃砂，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。以上预兆是典型的情况，在具体的突水事故过程中，并不

34、一定全部表现出来，所以应该细心观察，认真分析、判断。,第二节 水害预报,根据年季月采掘接续计划，逐头逐面进行水害因素的分析和研究，预先提出水害报告和处理措施。分年报、季报、月报和临时预报。水害预报方式有以下三种一、水害预报图 即在矿井采掘工程平面图上（月报图），按预报可能发生水害的部位，用红的颜色注上水害类型符号。,矿井采掘工作面水害预测图例,二、水害预报表,采掘工作面水害分析预测表 年 月 日,注：水害类型指地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、断裂构造水、陷落柱水、钻孔水、顶板水、底板水等。,三、水害通知单,XX 煤 矿 水 害 通 知 单 年 月 日,四、水情水害预报通知书（水矿）,X

35、X煤矿水清水害预报通知书工作面名称：施工单位：预报月份：,预报人：预报日期：,第三节 水害预防,一、防“综采”工作面顶板水二、防老窑老空水（见第四节）三、防开拓下山突水1）、绘制下山预想地质剖面图，标明含水层、断层位置。2）、调查分析各含水层和断层带的富水性，弄清其测压水头高度。3）、正确的预计下山可能出现的最大涌水量，根据预计涌水量施工好零时水仓、安装好排水泵和管路，保障供电。4）、对强含水层或含水断层，事前进行探放水，可能时进行疏水降压。,四、采煤工作面探放顶板水1）、煤层顶板有含水层的顺走向布置的采煤工作面，有下列情况之一的，必须探放顶板水：（1）、新井第一个回采工作面，或老井新水平，新

36、采区（包括下山区域）第一个回采工作面。（2）、在“导水裂隙带”范围内有富含水层。（3）、有充水的密集裂隙带（或褶曲构造）。（4）、工作面靠近边界大断层。（5）、存在老窑、老空积水或有水力联系。2）、事前编制探放水措施，认真预计涌水量。3）、机巷要有流水畅通的水沟或安装足够排水能力的排水设施。4）、探放水钻孔孔口要下套管并安装闸阀控制放水量。,五、防采掘工作面底板水六、防冲积层水 在冲积层底部无强含水层的前提下，按照以下标准留足风化带隔水（岩）柱：1）、缓倾斜煤层风化带隔水岩柱，从冲积层底板向下的铅垂厚度应大于煤层厚度的五倍。2)、倾斜煤层风化带隔水煤柱，应大于煤厚的八倍。3）、急倾斜煤层风化带

37、隔水岩（煤）柱，应大于煤厚的十倍。七、防钻孔水 1）、先查阅钻孔穿越的层位，各层位的含水情况，钻孔封口报告书或资料，判定封口质量的可靠性。2）、对封闭不良钻孔，建立台账，并在采掘工作面与其接触前，采取措施进行处理。3）、对钻进煤层底板以下距离强含水层近的钻孔，又封口不良的，应根据预计水压圈出警戒范围，当采掘工作面临近警戒线前，采取措施进行探放或留设煤柱。4）、在地面无条件重封或封口质量判定不清的钻孔，应圈出警戒范围，当采掘工作面临近警戒线前，采取措施进行探放或留设煤柱。,八、防断层水 1）、核准（包括补钻卡准）断层产状、断层性质和破碎带范围，分析断层带的充水条件。2）、作地质剖面图，分析采掘工

38、作面同断层带在空间上的相互关系。3）、坚持有疑必探，先探后掘。根据断层的水文地质资料确定探水警戒线、探水超前距。4）、当采掘工作面接近边界断层之前，要核查一次防隔水煤柱的可靠性。5）、当井巷穿过可能导水的断层时，要加强巷道支护，严防冒顶。掘过断层带后要及时对断层带进行处理，防止“迟到掉水”。6）、预计断层突水时的最大涌水量并核查泵房排水能力。,九、新凿井筒防水十、防灌 1）、所有井口都要高出当地最高洪水位，否则，必须修围堤、围沟或其他防水设施。2）、凿井时，井口周围一定要回填严实，不准简单地使用矸石、砖块等透水的骨料回填。井筒壁后要注浆灌实。3）、靠近风化带的巷道，特别是三角门、四角门，雨季前

39、要全面检查和加固。4）、报废的井口，要按照煤矿安全规程的要求，编制专门设计，按设计充填封闭。5）、观测孔、注浆孔、电缆孔等钻孔孔口，由使用单位管理，加盖或封闭。6）、要合理设计开采上限，留足风化带煤柱。,第四节 探放水工程,一、探放水的目的和原则 由于在矿井范围内或邻近存在水害隐患（水城矿区主要是老窑、老空），当采掘工作接近时，可能发生有害水体涌入矿井的事故，为了消除这些隐患，就必须在采掘过程中采取探放水措施，探明工作面前方的水情，确保生产安全。探放水工作必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则。二、下列情况下必须进行探放水 1）、采掘工作面接近小窑或采空区时。2）、巷道接近含

40、水断层时。3）、巷道需穿过含水断层时。4）、采掘工作面接近未封或封闭不良的导水钻孔时。5）、采掘工作面接近各类防水煤柱时。6）、采掘工作面有明显出水征兆时。,三、探放水前的调查研究工作根据探放水对象不同，调查研究的内容也不一样。1）、老窑老空积水：老窑名称、编号、地理位置，坐标、标高、开采时间、开采层位、范围、采出煤量、停采原因、停采时间，各层间关系，相邻老窑的关系，老空距地表的深度，积水范围、积水量，补给水量，与其他水体的关系，水头等，与采掘工作面的空间关系。2）、老空区积水：积水巷道名称、标高、层位、积水量、补给水量，水头，和其他水体的关系，与采掘工作面的空间关系。3）、未封闭或封闭不良钻

41、孔：孔号、孔深、孔径、地表位置、坐标及标高、与各煤层已开采区域的关系，与含水层及含水构造的关系等。4）、已知含水断层：实际巷道所见的断层走向、倾斜、倾角落差、破碎带宽度，破碎带充填物胶结情况，历史上出水特征，涌水量、水压或水位标高，研究该断层的延展方向，与其他水体或导水构造的空间关系。5）、煤层顶底板的强含水层：含水层的名称，岩性，厚度，水位，水量，及其与可采煤层的间距，隔水层的厚度，隔水性，隔水的岩石物理性质，隔水层的空间厚度变化情况。研究开采对含水层的影响。,四、老窑老空水探放（一）、探放水设计内容 1）、探放水迎头周围的水文地质情况，如老窑积水资料及其核实分析意见，确切的水头高度、积水量

42、、补给水量，与上下层采空区、地表河流、建筑物、周围老窑及断层构造、其他涌水通道的关系，以及可能存在的不利因素等。2）、巷道布置方向、规格，钻孔布置方式、个数。3）、确定探放水钻孔的超前距与帮距选取的依据来源及可靠性评述，超前距与帮距计算公式及结果。4）、钻孔孔口套管、阀门结构和安装设计。5）、排水量计算及排水系统要求。6）、探水施工与掘进工作的安全规定。7）、受水威胁地区的信号联系和避灾路线的确定。8）、通风措施和瓦斯检查制度。9）、探放水工作管理、水情及避灾联系制度。10）、附老窑位置及积水区域现采区关系图，探放水钻孔布置平面及剖面图。,（二）、探水起点的确定：1)积水线2)警戒线3)探水线

43、：对于老窑、采空区、峒室等积水清楚，P1Mpa，岩层不小于20m，煤层不小于30m；积水区位置边界不清楚，最小不小于60m；小窑、断层等，不小于60m；石门揭含水层不小于20m。,（三）、探放水超前距和帮距的确定 1、计算法,式中 a-超前距（或帮距）（米）；A-安全系数，一般取2-5 L-巷道的跨度（宽或高取其大者）（米）；P-水头压力（公斤/厘米2）；KP-煤柱的抗张强度（公斤/厘米2）；,探放水钻孔的超前距、帮距和允许掘进距离的关系图,（四）探放水钻孔布置方式 1）、一般倾斜煤层平巷和上山巷道探放水钻孔的布置方式：半扇形布置在上帮。钻孔数量和夹角根据实际确定。2）、在水压高，水量大或煤层

44、松软，节理发育的情况下，于煤层中打钻不安全，应采用隔离式探水。隔离式探水有三种类型：（1）、专门石门（2）、墙外探水（3）、隔层探水（四）、孔口装置安装 一般的探放水孔都必须安装孔口安全套管。孔口装置的施工和安装程序如下：1）、选择煤层或岩层坚硬完整的地段开孔，孔径应比孔口管直径大12级，钻至预定深度（视水压高低和煤岩层强度而定，一般岩层中应大于1.5米，煤层中应大于2米）后，将孔内冲洗干净。2）、向孔内注入水泥浆，将预先准备好的孔口管（末端应塞以木塞）放入孔内，待水泥浆凝结后，即可在孔口管内钻进。另一种方法是将孔口管插入孔内后，在孔口用水玻璃和水泥将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，

45、而后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥浆时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔口管上闸阀，待水泥浆凝固。3）、水泥浆凝固后进行扫孔，待深度超过孔口管长度后，向孔内压水。如水压值超过预计放水是的水压时，孔口管周围没有漏水现象，说明符合要求，否则仍需注浆加固。4）、如探放强含水层水或需要收集放水时的水量与水压资料时，还应在孔口管上安装水压表。,（五）、放水钻孔孔数的确定 1、单孔出水量可由下式估算：,式中 q-单孔出水量（米3/秒）；C-流量系数，一般取0.60.62；W-钻孔的断面积（米2）；g-重力加速度（9.81米/秒2）；h-钻

46、孔出口处的水头高度（米）；为计算钻孔的平均放水量，可取最大水头高度的4045%。,2、最大应放水量可用下式计算,式中 Qmax-最大应放水量（米3/秒）；W-净储量或老空积水量（米3）；t-允许放水期限（秒）；Q动-动储量或老空水经常补给量（米3/秒）；,3、小窑老空积水量可由下式估算,式中 W-小窑老空积水量（米3）；M-采厚（米）；L-小窑老空走向长度（米）；h-小窑老空内的水头高度（米）；a-煤层的倾角（度）K-老空的充水系数，一般取0.30.5。,（六）、探放水施工安全措施 1）、探放水人员必须按照批准的工程设计施工，未经批准，不得擅自改变设计。2）、加强探放水工作面的支护，以防高压水

47、冲垮煤壁及支架。3）、钻机安装必须平稳、牢固，探放水钻孔的方向、角度，应由技术人员向钻工交待清楚。施工中要准确判别层位，做到记录清楚，孔深丈量准确，并应有严格的交接班制度。4）、每次打完钻孔进行掘进前，探放水人员应填写掘进通知单报总工程师批准后交技术、安全、调度和施工单位掌握执行。5）、检查排水系统，准备好坡度和断面适当的排水沟及相当容积的缓冲水仓，不能实现自流的，安装好足够排水能力的排水泵和管路，保障供电。6）、在有突然大量涌水情况下探放水时，应在探放水工作面附近设临时水闸门。7）、要经常检查探放水工作面的瓦斯含量，发现问题，要及时采取通风措施。8）、预先规定好联络信号、涌水时的对策及人员避

48、灾路线，制定好应急预案。9）、钻探过程中发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时，应立即停钻检查。孔内压力很大或顶钻时，应马上将钻杆固定，严禁移动及起拔。钻机后面严禁站人，以免钻杆伤人。10）、放水工作应尽量避免在雨季进行。放水过程中，如钻孔流量变小或不流水，需待查明原因后方能用钻杆通透或扩孔。老空水流完后，还应用短钎子补探，以免漏掉小洞子。在放浅部老空积水时，应注意放水引起的地表塌陷对地面建筑的破坏。,五、断层水和强含水层水的探放（略）,第十二章 矿井地表水的防治,第一节 设计标准及防治方案第二节 防治地表水的水文计算第三节 防治地表水工程,第一节 设计标准及防治方案,一、防治地表水的设计原则及设

49、计标准（略）二、防治方案（一）、山区矿井地表水的防治方案1、大气降水、地表水对山区裸露式煤田的生产矿井的影响1)、煤系地层直接出露，无覆盖层或覆盖层很薄，坡水能从裂隙、溶洞、采空塌陷裂隙直接流入井下，造成矿井充水。2）、山区坡陡流急，洪水暴涨暴落常危及平峒、井口、工业广场及交通设施。3）、沟沟壑直接穿过煤层露头，或顺煤层露头发育，因此沟底成集中漏水地段。4）、由于裸露式煤田容易开发，常有久远的小窑开采史，小窑井口及其开采塌陷裂隙常成为地表水涌入井下的通道。5）、在植被稀少，崩塌堆积松散物储积量大的山区，在洪水期间易造成泥石流。泥石流到达下游坡度较缓的地带沉积，堵塞沟壑，阻塞洪水排泄的出路，或抬

50、高洪水位，可能因此造成洪水淹没塌陷坑、井口或平峒峒口。泥石流本身亦可能冲垮淹没工业场地，或破坏地面防水工程。6）、在洪水季节，因降水大量渗如岩土空隙，使基岩稳定性变坏，易造成滑坡，堵塞河道，引起洪水上涨和产生其他危害。,2、防治措施1）、治坡（1）、植树造林。（2）、挖顺水沟，修土埂。（3）、修建挡土墙、抗滑桩，清理山坡，植树植草。（4）、卸载移方。2）、治沟填隙（1）、疏通河道、沟谷。（2）、河、谷、溪铺底补漏。（3）、对废弃井口、塌陷坑和开采裂隙进行充填。3）、治山洪水 修拦截及排洪沟,（二）、平原矿区防治地表水的方案（略）,第十三章 防水煤（岩）柱的留设及岩溶矿区塌陷防治,第一节 水体下