防治水培訓教案1/47一、基本概念：礦井水：在礦井生產過程中，滲透、淋入、流入、涌入和潰入井巷或工作面任何水源水，統稱礦井水。含水層：能夠透過并給出相當數量水巖層。巖性主要為灰巖、石英砂巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細粒砂巖、砂層等隔水層：不能透過并給出一定水量巖層。巖性主要為泥巖、砂質泥巖、粘土等2/47二、礦井水災危害1、惡化生產環境。2、增加排水費用（增加生產成本）。3、損失煤炭資源。4、縮短生產設備使用壽命。礦井水有腐蝕作用，對設備、軌道、支架有腐蝕作用5、引發瓦斯積聚、爆炸或硫化氫中毒6、發生突水。涌水量超出排水能力或突水，可造成淹沒工作面，甚至礦井，威脅井下作業人員安全。3/47三、礦井水害發生基本條件1、有水源：A大氣降水：包含降雨和降雪B地表水：包含河流、湖泊、詔澤、池塘、水庫、采后塌陷積水等【例】年8月7日廣東梅州市興寧市大興煤礦發生重大透水事故，為透地表水體（水庫）而發生淹井事故。原因是發生“抽冒”，造成突水4/47C地下水:

①渙散層水

②砂巖裂隙水【例】新集一礦111311工作面收作時，發生突水，最大涌水量達400m3/h，突水水源為13-1煤以及以上煤層頂板砂巖水，造成淹沒工作面。5/47③巖溶裂隙水【例1】1984年6月2日，開灤范各莊礦2171綜采工作面發生世界采礦史上罕見巖溶陷落柱透水災害，最大涌水量為12.318萬m3/h，礦井被淹沒（310萬噸/年），相鄰呂家坨煤礦淹沒，林西礦受嚴重威脅停產，趙各莊礦、唐家莊礦受威脅告緊迫使該礦井處于停產狀態，并危及臨近礦井，直接經濟損失10億元。【例2】1996年任樓煤礦首采面曾因隱伏導水陷落柱突水,最大涌水量達11854m3/h引發淹井災害,造成3.5億元重大經濟損失。6/477/478/479/4710/4711/4712/4713/4714/47④老空區水15/472、有導水通道：A人為通道：井筒、開采裂隙，未封閉鉆孔B自然通道：裂隙、斷層、溶隙（主要危害為陷落柱）3、失控：對礦井充水水源和導水通道管理達不到預定要求，造成淹沒礦井甚至人員傷亡等情況發生。16/47四、水害產生原因1、地面防洪、防水辦法不妥地面洪水由井巷、塌陷、裂隙等通道進入井下造成礦井水災。2、井田水文地質資料不清井巷或采掘工作面靠近老空積水區、充水巷道、導水斷層、強含水層、陷落柱、老鉆孔等充水水源和充水通道時未采取辦法，造成透水事故。3、井巷位置選擇不適當井巷布置在水文地質復雜或離強含水層較近，造成頂、底突水。4、技術決議失誤。防治水辦法、亂挖防水煤柱等5、工程質量差包含巷道工程質量不合格，造成抽冒，導通強含水層。另外，探放水鉆孔施工質量不合格等。6、排水設備能力不足或機電事故影響。7、防水閘門未按設計要求施工或質量低劣不能起到防水作用。8、思想麻痹大意。17/47新集五礦井筒探水注漿時，注漿孔按高壓鉆孔設計，發生突水（第8個孔），鉆孔最大水量達594m3/h，水柱噴高達10余米，鉆桿沖出30米左右，淹沒井筒事故，即為思想麻痹大意造成。【例】18/47五、防治水技術辦法19/47防探放水十六字方針：預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采。20/47綜合防治水辦法，歸納為“七”字：防：防水設施及防治水辦法排：排水設施、排水能力探：井下探水（包含物探和鉆探）放：超前探放老空區水、頂板砂巖水疏：疏水降壓或疏干含水層截：留設各種防水煤柱堵：注漿堵出水口，加固裂隙帶，充填巖溶裂隙等21/47六、新集一礦主要充水水源

新集一礦結構部位屬淮南復向斜一部分，位于謝橋向斜南翼。含煤地層為近東西走向單斜結構，傾向北，其下伏地層為太原組，含灰巖12～13層，基底為奧陶系石灰巖。因為阜鳳逆沖斷層作用，將下元古界、寒武系以及部分奧陶系、石炭、二疊系（夾片）推覆于煤系地層之上。推復體近東西向展布，其掩蓋區域為本礦中部和南部，掩蓋面積約占全礦3/4。上部為第三、第四系渙散沉積物。22/4723/47礦井開采主要受新生界渙散孔隙水、推覆體片麻巖裂隙水、推覆體夾片灰巖巖溶裂隙水、推覆體寒武系灰巖巖溶裂隙水、煤系砂巖裂隙水、底板太原組灰巖巖溶裂隙水、斷層水及采空區水威脅。24/47七、水害防治25/47（一）地表水

年8月7日廣東梅州市興寧市大興煤礦發生重大透水事故，均是為透地表水體（水庫）而發生淹井事故。原因是發生“抽冒”，造成突水主要防治辦法（1）在礦井設計時，符合煤礦安全規程，如井口工業廣場標高，要高于當地最高洪水位標高；如井口工業廣場標高低于當地最高洪水位標高，采取建攔洪壩、截水溝等防洪工程，目標預防地表水從主井、副井、風井口直接灌入井下。（2）鉆孔、報廢孔必須全孔封閉。26/47（二）新生界渙散層

我國中部和東部礦區、煤系地層上覆蓋有新生界渙散層，因為后者分布面積較大，能廣泛接收和儲存古(現)代大氣降水，并與下伏基巖含水層呈角度不整合接觸而使二者水力聯絡很好，因而它不但成為壓在礦坑上方一個巨大含水體，而且也是礦井涌水補給起源。我國煤礦開采史上，曾有過屢次新生界渙散層水透水惡性事故。1、查明條件：新生界渙散層賦存、巖性與分層結構、巖性組合、厚度、富水性、隔水性，尤其要查明新生界底部含水層、隔水層富水性及厚度改變，查明采區上方基巖頂面起伏改變、標高，新生界渙散層與地表水體及其它含水層之間可能存在水力聯絡等。27/472、留設合理煤巖柱類型和高度：

（1）在查明條件基礎上，確定留設煤巖柱類型；

（2）結合煤系地層傾角、風化帶性質、采高和煤層頂板巖組力學特征等，并經過開展“開采上限”研究，結合按《“三下”開采規程》留設對應安全煤(巖)柱合理高度。【例】淮北礦業集體蘆嶺煤礦發生突水事故即礦井提升回采上限開采時，留設防水巖柱不合理，造成新生界四含水潰入井下。28/473、不一樣條件下預先采取不一樣辦法：（1）新生界渙散層底部含水層富水性較弱、靜儲量有限塊段地域，可在井下實施疏干排放；（2）底部含水層富水性中等和較強，留設合理防水煤(巖)柱。（3）新生界地層覆蓋較薄地域開采煤系地層傾角較大地域，必須依據實際情況，留設足夠煤柱，預防抽冒發生。開采時嚴格按開采設計控制采高和上風巷標高，嚴格做到上、下層及上、下階段(指急傾斜煤層)之間間歇開采29/47（三）煤系砂巖水砂巖裂隙水為賦存于煤層頂、底板砂巖裂隙水體，普通其富水性及危害程度較地表水體、渙散層底部含水層和灰巖水小一些。因為受裂隙非均勻性分布控制，以及上覆含水層補給影響，變得琢磨不定，在生產過程中，常以“游擊戰”形式出現。往往對掘進和開采產生影響。假如經過導水斷裂、陷落柱等通道得到地表水、喀斯特水補給，成為礦井涌水、突水直接水源。【例】新集一礦111311工作面收作時發生突水，最大涌水量達400m3/h，突水水源為13-1煤以及以上煤層頂板砂巖水，造成淹沒工作面。30/47防治主要辦法：1、搞清砂巖裂隙水源，查清砂巖裂隙分布特征，采取物探方法進行探測頂板砂巖富水性及分布規律；一、煤層頂板導水裂隙帶范圍內分布有含水層時，必須防探頂板水2、采取針對性辦法，如封堵其與補給水源結構聯通部位、截斷其主要補給水源等，再進行打鉆疏放頂板砂巖水。先期探放水孔，普通從開切眼起，可按30、50、100米間距布置。往后可視詳細情況而定。孔位應盡可能結合地質結構布設在疏水效果好部位。3、在生產中也可利用支護錨干進行對裂隙水引流疏放；31/474、評價煤層開采引發冒落帶、裂隙帶涉及砂巖裂隙高度與范圍，利用正確合理方法評價開采后砂巖裂隙補給量。5、當涌水量較大可能影響正常生產時，在工作面機巷建立強排水系統和施工專門泄水巷。【例】新集一礦南東翼采區151107工作面，在工作面回采前采取礦井瞬變電磁法進行超前探測，探測頂板砂巖富水規律，然后采取打鉆疏放、錨索機疏放，同時在工作面機巷建立強排水系統，最終確保了工作面安全回采。（工作面回采時最大涌水量達120m3/h，未影響工作面生產）。32/47（四）灰巖水防治在石炭二疊紀煤系地層下部含有數層太原組灰巖。太原組灰巖與奧陶系灰巖之間不整合接觸，且奧灰喀斯特裂隙、溶洞又都比較發育，在結構斷裂作用下，不但其本身含水性很好，而且有還與相鄰薄層灰巖、渙散含水層及奧陶系灰巖等有很好水力聯絡，因而在開采該類煤層時，經常會發生突水事故。33/47【例1】1984年6月2日，開灤范各莊礦2171綜采工作面發生世界采礦史上罕見巖溶陷落柱透水災害，最大涌水量為12.318萬m3/h，礦井被淹沒（310萬噸/年），相鄰呂家坨煤礦淹沒，林西礦受嚴重威脅停產，趙各莊礦、唐家莊礦受威脅告緊迫使該礦井處于停產狀態，并危及臨近礦井，直接經濟損失10億元。【例2】1996年任樓煤礦首采面曾因隱伏導水陷落柱突水,最大涌水量達11854m3/h引發淹井災害,造成3.5億元重大經濟損失。34/47防治措施35/471、建立各含水層長久動態觀察系統；采取物探、化探、鉆探和放水、聯通試驗等綜合探查方法，查明：

①各條主要斷層(指貫入奧陶系灰巖斷層)空間位置；②各條斷層導水性和兩盤主要含水層對接關系；③奧陶系灰巖與可采煤層之間間距和巖性結構改變；④奧陶系灰巖與“中間含水層”水力聯絡、主要補給通道和可能補給量等；⑤奧陶系灰巖頂界面以上可能存在“原始導水帶高度”，或其頂界面以下可能存在弱含水段高度。對前者要切實防范，對后者要盡可能改造利用。36/472、注漿堵水截堵奧陶系灰巖水對太原組灰巖補給通道，擺脫奧陶系灰巖水對煤層開采直接威脅。3、用注漿方法，改造“中間含水層”，擴大隔水巖組范圍、改進巖組結構，提升巖組綜合抗水壓能力，變含水層為隔水層。4、對奧陶系灰巖界面(含原始導水帶頂面)、導水斷層、導水陷落柱和鉆入奧陶系灰巖而封堵不良鉆孔等，除預先按規程留設防水煤(巖)柱外，還要劃定警戒線，禁止任何井巷工程進入。5、“突水系數”高于安全臨界值時，必須采取疏堵結合，疏水降壓或擴大、改進隔水巖組等方法，使其符合安全帶壓開采要求。其中，奧陶系灰巖水疏降水位，以雨季可能回升最高水位作為計算、評定依據，達不到要求時，切忌冒險開采。37/47(五)老空、老塘水防治1、老空、老窯水危害老空、老窯水積存于生產、開拓水平以上，即使水量不很大，普通不致造成淹井危害，但水量集中，來勢迅猛，一旦揭露，就會以“有壓管道流”形式突然潰出，迅猛異常，含有很大沖擊力和破壞力，對人身安全危害極大。38/472、水害防治

防治基本對策主要就是“探”，堅持先探后掘，堅持不探明、不放凈不回采。（1）對于淺部老窯、小煤井積水區防治經過地面物探伎倆先在總體上圈定出老窯積水區大致邊界，然后再據此劃定“緩沖安全帶”，確定起探標高，先探后掘。39/47（2）礦井本身老空、老窯水防治A、及時填繪圖紙，建立“盲巷”臺帳。B、在采掘工程圖上標明積水區及其最洼點詳細位置和積水外緣標高，并外推60米用紅色圈出積水老空區警戒線，進行探放水設計，進行探放水。C、以平面圖、剖面圖確切反應積水區與采掘工作面空間關系。對于緩傾斜、近水平復煤層或厚煤層分層回采上覆采空區，應繪制小等高距采空區底板等深線圖，以表明積水區結構和形狀。要分析其主要充水原因，預計可能積水量和動水量。D、掘進工作面進入積水警戒線后，必須超前探放水，并在距積水實際邊界30米處停頓掘進，進行打鉆放水，在確證積水已被基本放凈后，才允許繼續掘進。E、探放水鉆孔必須含有孔口控水裝置。探放大范圍老空水或工作面上方老硐水時，應預計各放水孔最大放水量，以供生產部門合理組織排、泄水使用。F、對另有水源補給者，必須先封堵水源，爾后再進行放水。G、探放老空積水時，要制訂預防有害氣體溢出傷人專門辦法。40/47（六）封閉不良鉆孔防治1、調查歷史上已經有廢孔，有沒有封孔不良。2、編制含水層等水位線圖，結合井下出水點和礦井涌水量改變及可能出現高、低水位異常區，研究確定是否有導水鉆孔存在。3、對封孔不良鉆孔，夠在地面進行透孔處理。4、井上下均難處理，必須按《規程》留設防水煤(巖)柱。41/47（七）、斷層水1、應核準（包含補鉆探明）斷層產狀、位置。分析斷層帶富（導）水性，并在平面圖、剖面圖上確定斷層與采掘工作面空間幾何關系。2、井巷經過導水或可能導水斷層前，必須超前探水，探水線（探水起點）至斷層交面線最小距離不得小于20米，水壓大于20千克力時應按百分比增大。3、當井巷經過含（導）水斷層時，要嚴防來壓冒頂突水或滯后突水（突泥砂），并及時提議采掘部門采取對應防水辦法，如加強支護、砌石旋、注漿封閉等。4、對與強含水層連通導水斷層，必須按要求留設防隔水煤柱。采掘工作面靠近斷層煤柱前，要復查煤柱可靠性。42/47八、突水預兆1、煤層發潮發暗，巷道壁或煤壁“掛汗”。因為壓力水滲過微小裂隙凝結到巖石和煤壁表面形成許多水珠或使煤層發潮發暗（挖掉一層仍潮濕）。水珠呈尖形，而煤層自燃發怒預兆“掛汗”呈平行水珠，為蒸汽凝結于頂板所形成2、出現霧氣巷道溫度較高，積水滲到煤壁后引發蒸發而形成霧氣。3、空氣變涼；工作面靠近積水區，氣溫驟冷，煤壁發涼。4、頂板來壓，出現壓力水流，煤層有水擠出，并產生“嘶嘶”水叫聲，有時能聽到空洞泄水聲，5、工作面瓦斯、二氧化碳、硫化氫等有害氣體增加；6、巷道頂板來壓，底鼓或產生裂隙出現滲水；7、巷道壁或煤壁“掛紅”