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1、礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù),第十二章 礦井水災(zāi)及其防治,第一節(jié) 基本概念及理論概述 第二節(jié) 礦井防治水 第三節(jié) 礦井突水事故處理,第一節(jié) 基本概念及理論概述,什么是水災(zāi)事故？ 為什么會發(fā)生水災(zāi)事故？ 水災(zāi)事故會造成哪些危害？ 發(fā)生水災(zāi)事故該怎么辦？ 如何預(yù)防和治理水災(zāi)事故？,2011年度煤礦水災(zāi)事故,5.29 貴陽富宏煤礦透水事故 6.20 湖南省耒陽三都煤礦透水事故 6.28 山東淄博市一私開煤井發(fā)生透水事故 7.2 貴州黔南州平塘煤礦透水事故 8.7 陜煤集團韓城礦業(yè)公司桑樹坪煤礦透水事故 8.23 黑龍江七臺河煤礦透水事故 8.24 內(nèi)蒙古烏海市長富煤礦 8.29 四川曾家溝煤礦發(fā)生透水事故
2、 9.16 山西中煤金海洋元寶灣煤礦透水事故 11.13 甘肅景泰縣通達煤礦發(fā)生透水事故 11.18 內(nèi)蒙古錫林郭勒盟源林煤礦發(fā)生透水事故 12.17 云南紅河飛龍馬煤礦發(fā)生頂板透水事故,水災(zāi)類型分布情況,1、華北石炭二疊系煤田巖溶-80平方公里70%，底板突出（碳酸鹽巖溶裂隙水，老空水） 2、華南晚二疊系煤田(雨季防洪、老空水） 3、東北侏羅紀煤田（砂巖裂隙裂隙水） 4、西北侏羅紀煤田（很少，礦區(qū)的供水問題） 5、西藏、滇西中生代煤田（0.1%,) 6、臺灣（無）,礦井水：是地表水和地下水的統(tǒng)稱。,地表水：江河、湖泊、池沼、水庫、廢棄的露天坑、塌陷坑積水、雨水、冰雪融化水。,1015%水害來
3、自地表水！,第一節(jié) 基本概念及理論概述,地下水：含水層水、斷層裂隙水和老空積水。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,基本概念 1、礦井水：在礦井開拓、采掘過程中，滲入、淋入、流入、涌出和潰入井巷或工作面的水。 2、礦井突水（礦井透水）：井巷、工作面與水源接近或溝通而突然導致的出水事故。 3、礦井水災(zāi)：當?shù)V井的涌水量超過了礦井的正常排水能力時，造成礦井水泛濫成災(zāi)的現(xiàn)象，叫礦井水災(zāi)。,單位時間內(nèi)流入礦井的水量,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)發(fā)生基本條件,水災(zāi)發(fā)生的基本條件,有水源,有涌水通道,失控,大氣降水,地表水,地下水,是地下水的主要補給來源， 直接或間接影響礦井充水。,是地表積聚的水源，是地
4、下水的補給水源。,孔隙水：松軟巖層空隙中的水、 位于表土層，威脅井筒,裂隙水：堅硬巖層裂隙中的水,巖溶水：石灰?guī)r裂隙或溶洞中的水， 水壓大、水量多,老空水：一般成酸性，對金屬有腐蝕作用,活水,死水,人為因素：頂板冒落裂隙帶； 地表巖溶塌陷帶；鉆孔,自然因素：空隙、裂隙、節(jié)理、 層理、溶洞、孔洞、斷層,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的發(fā)生原因 發(fā)生的礦井水災(zāi)往往在于水文情況不清、設(shè)計不當、措施不力、管理不善和人的思想麻痹所致。具體有： 1、地面防洪、防水措施不當或管理不善，地表水(多為雨季降水)大量灌人井下，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)、充水斷層、陷落柱、強含水層以
5、及打開隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進行了探水，但措施不當,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的發(fā)生原因 發(fā)生的礦井水災(zāi)往往在于水文情況不清、設(shè)計不當、措施不力、管理不善和人的思想麻痹所致。具體有： 3、井巷位置設(shè)計不當。如將井巷置于不良地質(zhì)條件中或過分接近強含水層等水源，導致施工后，因地壓和水壓共同作用而發(fā)生頂、底板透水。如此案例國內(nèi)曾有發(fā)生，但為數(shù)不多。 4、井巷施工質(zhì)量偽劣，致使礦井井巷嚴重塌落、冒頂、跑砂導致透水，或工程鉆孔在固井止水前誤穿巷道，導致頂板含水透水。 5、測量錯誤，導致巷道穿透積水區(qū)。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的發(fā)生原因 發(fā)生的礦井水災(zāi)往往在
6、于水文情況不清、設(shè)計不當、措施不力、管理不善和人的思想麻痹所致。具體有： 6、井下無防水閘門或雖有而管理、組織不當，造成透水時無作用而淹井。 7、出現(xiàn)透水預(yù)兆未覺察或未被重視或處理不當造成透水。 8、排水設(shè)備能力不足或設(shè)備不完好或排水設(shè)備平時維護不當。如水倉不按時清挖，儲水能力不足而淹井。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的危害 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1、惡化生產(chǎn)環(huán)境。可造成巷道積水，頂板淋水使工作面及附近巷道空氣潮濕，工作環(huán)境惡化，影響個人身體健康。 2、增加排水費用，提高頓煤成本。礦井水的大小直接關(guān)系到排水設(shè)施、設(shè)備和排水費用。 3、縮短生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。水對金屬設(shè)備、設(shè)施具有腐
7、蝕作用。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的危害 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 4、損失煤炭資源。主要是指隔離煤柱的煤損。 5、引起瓦斯積聚、爆炸和硫化氫中毒。 6、當?shù)V井水的水量超過礦井的排水能力或發(fā)生突然涌水時，輕則造成礦井局部停產(chǎn)或局部巷道被淹沒，重則造成礦井淹沒、人員傷亡，被迫停產(chǎn)、關(guān)井。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井充水程度指標 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB ）或礦井涌水量(Q)兩個指標來表示礦井充水程度。 1. 含水系數(shù) 含水系數(shù)又稱富水系數(shù)，它是指生產(chǎn)礦井在某時期排出水量Q（m3）與同一時期內(nèi)煤炭產(chǎn)量P(t)的比值。即礦井每采1t煤的同時，需從礦井內(nèi)排出的水量。含水系數(shù)KB的計
8、算公式為： KB = Q/P,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井充水程度指標 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB ）或礦井涌水量(Q)兩個指標來表示礦井充水程度。 1. 含水系數(shù) 根據(jù)含水系數(shù)的大小，將礦井充水程度劃分為以下4 個等級： 充水性弱的礦井：KB 10 m3t 。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井充水程度指標 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB ）或礦井涌水量(Q)兩個指標來表示礦井充水程度。 2. 礦井涌水量 礦井涌水量是指單位時間內(nèi)流入礦井的水量，用符號 Q 表示，單位為m3d 、m3h、m3min。 根據(jù)涌水量大小，礦井可分為以下4個等級： 涌水量小的礦井：Q 15 m3min。,第一節(jié) 基本
9、概念及理論概述,礦井充水程度指標 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB ）或礦井涌水量(Q)兩個指標來表示礦井充水程度。 3. 礦井突水點突水量等級劃分 其等級標準是： 小突水點涌水量：Q1m3min； 中等突水點涌水量：1 m3min 30m3min。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件,第一節(jié) 基本概念及理論概述,煤礦常見的水源,礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件 大氣降水,第一節(jié) 基本概念及理論概述,自然界中水的循環(huán),礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件 地表水 地球表面江、湖、河、海、水池、水庫等處的水均為地表水，它的主要來源是大氣降水，也有的來自地下水。煤礦在開采淺部煤層時，地表
10、水經(jīng)過有關(guān)通道會進入煤礦井下，形成水患，給生產(chǎn)和建設(shè)帶來災(zāi)害。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件 潛水 埋藏在地表以下第一個隔水層以上的地下水稱為潛水。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,潛水圖 1潛水面；2潛水層；3第一隔水層； 0-0基準面（測量高程水準面）,礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件 承壓水 處于兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流 水），如圖所示。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,承壓水圖 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補給區(qū)；b承壓區(qū)（分布區(qū)）；c排泄區(qū)； 0-0基準面（測量水準面）；H靜止水位；P承壓水頭,礦井水災(zāi)發(fā)生
11、必須具備的基本條件 老空積水 已經(jīng)采掘過的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水 斷層水 處于斷層帶中的水，稱為斷層水。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的通道 水源與煤礦井下巷道等工作場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的鉆孔。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的影響因素 影響水源進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，補給地下水，容易成災(zāi)。 圍巖性質(zhì)。 圍巖為松散的砂、礫
12、層及裂隙、溶洞發(fā)育的硬質(zhì)砂巖、 灰?guī)r等組成時，可賦存大量水，這種巖層屬強含水層或 強透水層，對礦井威脅大；圍巖為孔隙小、裂隙不發(fā)育 的粘土層、頁巖、致密堅硬的砂巖等，則是弱含水層或 稱隔水層，對礦井威脅小。當粘土厚度達5米以上時， 大氣降水和地表水幾乎不能透過。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦井水災(zāi)的影響因素 影響水源進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 地質(zhì)構(gòu)造。 地質(zhì)構(gòu)造主要是褶曲和斷層。 充水巖層的出露條件和接受補給條件。 充水巖層的出露條件，直接影響礦區(qū)水量補給的大小。 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。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,礦
13、井水災(zāi)的影響因素 影響水源進入礦井井巷造成水災(zāi)的因素可分為自然的和人為因素。 （二）人為因素 1.頂板塌陷及裂隙。 2. 老空積水。 3. 未封閉或封閉不嚴的勘探鉆孔。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,造成礦井水災(zāi)的主要原因 總結(jié)過去發(fā)生的礦井水災(zāi)，往往是安全思想不牢，思想麻痹，從而情況不明，措施不當所致。其主要原因可歸結(jié)如下幾個方面： (1)地面防洪、防水措施不當或管理不善，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)、充水斷層、陷落柱、強含水層以及打開隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進行了探水,但措施不當；。 (3)井巷位置設(shè)計不當。,第一節(jié) 基本概
14、念及理論概述,造成礦井水災(zāi)的主要原因 總結(jié)過去發(fā)生的礦井水災(zāi)，往往是安全思想不牢，思想麻痹，從而情況不明，措施不當所致。其主要原因可歸結(jié)如下幾個方面： (4)施工質(zhì)量低劣，致使礦井井巷嚴重塌落、冒頂、 跑砂，導致透水； (5) 亂采亂掘，破壞防水煤巖柱造成突水； (6)測量錯誤，導致巷道穿透積水區(qū)； (7)無防水閘門或雖有而管理、組織不當，造成透水 時無作用而淹井； (8)排水設(shè)備能力不足或機電事故造成； (9)排水設(shè)施平時維護不當。水倉不按時清挖，突水 時煤、巖塊堵塞水井，致使排水設(shè)備失去效用而淹井等。,第一節(jié) 基本概念及理論概述,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
15、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加強雨季前的防汛工作,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （一）做好礦并水文觀測與水文地質(zhì)工作 水文地質(zhì)工作是各項防治水工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。 1做好水文觀測工作 （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、水量和補給、排泄條件；查明洪水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點的影響程度。 （2）通過探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測孔、觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。 （3）觀測礦井涌水量及季節(jié)性變化規(guī)律等。,第二
16、節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （一）做好礦并水文觀測與水文地質(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： 2做好礦井水文地質(zhì)工作 （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，錯動距離，延伸長度， 破碎帶范圍及其含水和導水性能； （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、補給排泄條件及其 到開采礦層的距離，勘探鉆孔的填實狀況及其透水性能,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （一）做好礦并水文觀測與水文地質(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： 2做好礦井水文地
17、質(zhì)工作 （4）調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開采范圍、采空區(qū)的積水 及分布狀況，觀測因回采而造成的塌陷帶、裂隙帶、沉 降帶的高度及采動對涌水量的影響； （5）在采掘工程平面圖上繪制和標注井巷出水點的位 置及水量，老窯積水范圍、標高和積水量，水淹區(qū)域及 探水線的位置。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 井下探放水是防止水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原則。當采掘工作面遇到下列情況之一時，必須探水，確認無突水危險后，才能前進： 接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時； 接近含水層、導水斷層、陷落柱時； 接近可能出水鉆孔和各類防水煤柱時；,第二節(jié) 礦井防治水,二、
18、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 井下探放水是防止水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原則。當采掘工作面遇到下列情況之一時，必須探水，確認無突水危險后，才能前進： 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； 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； 接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時； 接近其它可能出水地區(qū)時。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 1探水起點的確定 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，此線即為探水線。如 圖所示。,第二節(jié)
19、礦井防治水,積水線、探水線和警戒線,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 1探水起點的確定 積水線：即積水區(qū)范圍線。在此線上應(yīng)標注水位標高、積水量等實際資料。 警戒線：積水線外推60m 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.,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 1探水起點的確定 對探水線有如下規(guī)定： 對本礦井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區(qū) 邊界確定，水文地質(zhì)條件清楚； 對本礦井的積水區(qū)，雖有圖紙資料，但不能確定積水 區(qū)邊界位置時，探水線至推斷積水區(qū)邊界的最小距離不 得小于60m ； 對有圖紙資料的小窯，探水
20、線至積水區(qū)邊界的最小距 離不得小于60m ； 掘進巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至最大擺動 范圍預(yù)計煤柱線時的最小距離不得小于60m； 石門揭開含水層前，探水線至含水層最小距離不得小 于20m 。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 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。 l）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 距離。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 2探水鉆孔的布置方式 l）探水鉆孔的主要參數(shù)確定 （1）超前距,第二節(jié) 礦井防治水,探水鉆孔的主
21、要參數(shù)示意圖,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 2探水鉆孔的布置方式 1）探水鉆孔的主要參數(shù)確定 （2）允許掘進距離。 經(jīng)探水證實無水害威脅，可安全掘進的長度稱允許掘進 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。 （4）鉆孔密度（孔間距）。 它指允許掘進距離終點橫剖面上，探水鉆孔之間的間距,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 2探水鉆孔的布置方式 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，要進行搜索性探放老空積水，其探水鉆孔多按扇形布置，如圖所示.,第二節(jié) 礦
22、井防治水,扇形探水鉆孔,二、井下防治水技術(shù) （二）井下探水 2探水鉆孔的布置方式 2）探水孔布置方式 （2）半扇形布置 對于積水區(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，如圖所示。,第二節(jié) 礦井防治水,半扇形探水鉆孔,二、井下防治水技術(shù) （三）探水與掘進之間的配合 井下受水威脅的地段，探水必須與巷道掘進施工管理 密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式有： （1）雙巷配合掘進交叉探水。,第二節(jié) 礦井防治水,上山巷道探水掘進施工方式,二、井下防治水技術(shù) （三）探水與掘進之間的配合 井下受水威脅的地段，探水必須與巷道掘進施工管理 密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式
23、有： （2）雙巷掘進單巷超前探水。 （3）平巷與上山配合探水。,第二節(jié) 礦井防治水,平巷與上山互相配合探水,二、井下防治水技術(shù) （三）探水與掘進之間的配合 井下受水威脅的地段，探水必須與巷道掘進施工管理 密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式有： （4）隔離式探水。,第二節(jié) 礦井防治水,利用石門探水和墻外探水 a 一石門探水， b 一墻外探水,二、井下防治水技術(shù) 4探水鉆孔的安全裝置,第二節(jié) 礦井防治水,放水鉆孔孔口安全裝置 1 一鉆桿， 2 一150 鉆孔， 3 一水泥，4 一筋條， 5 一89 鋼管， 6 一水壓表， 7 一水閥門,二、井下防治水技術(shù) 5探放水作業(yè)安全要點 井下探放
24、水作業(yè)直接與水害作斗爭，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， 嚴格遵守下列事項： (1)加強鉆孔附近的巷道支架，背好頂幫，在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板，并清理巷道浮煤，挖好排水溝； ( 2）在打鉆地點或其附近安設(shè)專用電話， ( 3）確定主要探水鉆孔的位置時，應(yīng)由測量和負責探水人員親臨現(xiàn)場.,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) 5探放水作業(yè)安全要點 井下探放水作業(yè)直接與水害作斗爭，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， 嚴格遵守下列事項
25、： ( 4 ）打鉆探水時，要時刻觀察鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)煤層疏松，鉆桿推進突然感到輕松，或順著鉆桿有水流出來（超過供水量），都要特別注意。 ( 5 ）鉆眼內(nèi)水壓過大時，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進，必要時還應(yīng)在巖石堅固地點砌筑防水墻，然后方可打開鉆眼放水；,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （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：,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （三）疏放排水 根據(jù)不同
26、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,第二節(jié) 礦井防治水,（1）環(huán)狀孔群。,環(huán)狀孔群 1疏水前水位； 2疏水后水位,排狀孔群,（2）排狀孔群。,二、井下防治水技術(shù) （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 2）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備巷道提前開拓出來。,第二節(jié) 礦井防治水,巷道疏水,二、井下防治水技術(shù) （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 2）巷道疏水 （1）疏放頂板含水層 在利用采準巷
27、道疏放頂板水時，應(yīng)注意以下兩點： A采準巷道提前掘進的時間，應(yīng)根據(jù)疏放的水量和速度而定，超前的時間過長會影響采掘計劃平衡，造成巷道長期閑置，有時會增加巷道維修工作量；如果超前時間太短又會影響疏放地下水的效果。 B當疏放強含水層的頂板水時，應(yīng)視水量的大小，要考慮是否要擴大水倉容量和增加排水設(shè)備。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （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 2）巷道疏水 （2）疏放底板含水層 當煤層的直接底板是強充水含水層時，可考慮將巷道布置在底板中，利用巷道直接疏放底板水。,第二節(jié) 礦井防治水,圖 4-2-12 底板含水層中的疏放水
28、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,二、井下防治水技術(shù) （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 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，為了避免回采 后頂板突水，其方式有如下3種： 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 過排水溝向外排出。 B在巷道中群孔放水。如圖所示。,第二節(jié) 礦井防治水,叢狀布置鉆孔,二、井下防治水技術(shù) （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 3）井下鉆孔疏水 （1）疏放煤層頂板水
29、 在煤層上部含水層的水量與水壓較大時， 為了避免回采后頂板突水，其方式有如 下3種： C立井泄放孔。,第二節(jié) 礦井防治水,打入式過濾管 1 一導水管， 2 一真空 裝置， 3 一導水渠,二、井下防治水技術(shù) （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 3）井下鉆孔疏水 ( 2 ）疏放煤層底板水 防止底板突水的途徑主要有兩個方面： 一方面是加強底板巖層抵 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，疏 水降壓。,第二節(jié) 礦井防治水,圖 4-2-15 底板排狀鉆孔 1靜水位；2降落曲線；3疏水孔,二、井下防治水技術(shù) （三）疏
30、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。 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。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （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。 3疏放水時的安全注意事項 （1）探到水源后，在水量不大時，一般可用探水鉆孔放水；水量很大時，需另打放水鉆孔。 （2）放水前應(yīng)進行放水量、水壓及煤層透水性試驗，并根據(jù)排水設(shè)備能力及水倉容量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性。 （3）放水過程中隨時注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無有害氣體涌出，有無特殊聲響等， （4）事先定出人員
31、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 (6）排除井筒和下山的積水前，必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，要停止鉆進,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （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，是一個相當復雜的問題，至今還 沒有十分完善合理
32、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：,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 1）經(jīng)驗比擬法 此法在目前使用廣泛。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗數(shù) 據(jù)，作為留設(shè)設(shè)計防水煤柱的尺寸。 （1）當煤層露頭直接被疏松含水層掩蓋時，如圖a所 示； （2）煤層受斷層切割直接與充水強含水層接觸時，安 全防水煤柱寬度應(yīng)不小于 20 米，如圖b 所示；,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 1）經(jīng)驗比擬法 此法在目前使用廣泛。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗數(shù) 據(jù)，作為留設(shè)設(shè)計防水煤柱的尺寸。 （3）當煤層因受逆斷層切割
33、而被強含水層掩蓋時，留 設(shè)煤柱應(yīng)考慮煤層開采后的塌陷裂隙，最好不要波及到 上部的強含水層，如掩蓋寬度為 L 米，其斷層下盤防 水煤柱的寬度要大于 L 米，如圖 c所示； （4）當巷道接近導水斷層時，應(yīng)留設(shè) 3040 米防水煤 柱，如圖 d 所示。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 1）經(jīng)驗比擬法,第二節(jié) 礦井防治水,留設(shè)防水煤柱的經(jīng)驗尺寸,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 2）分析計算法 此種方法是利用理論和經(jīng)驗公式來計算防水煤柱的尺寸。 下面分為3種情況加以介紹： （1）煤層直接和強含水層、導水斷層相接觸（圖b 、 d），煤層頂
34、底板巖層無突水可能，即防水煤柱主要是 順層受壓時，常用以下公式計算煤柱寬度（僅考慮抵抗 水壓力）：,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 2）分析計算法 此種方法是利用理論和經(jīng)驗公式來計算防水煤柱的尺寸。 下面分為3種情況加以介紹： （2）低角度斷層使煤層底板巖層與強含水層接觸，如 圖所示。此時，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。,第二節(jié) 礦井防治水,低角度斷層使煤層與強含水層接近,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 2水閘墻（防水墻） 水閘墻分為臨時性和永久性的兩種。,第二節(jié) 礦井防治水,水閘墻 1截槽；2水壓表；3放水管；
35、4保護柵欄；5細管,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 2水閘墻（防水墻） 在水壓很大時，則采用多段水閘墻.,第二節(jié) 礦井防治水,多段水閘墻,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 2水閘墻（防水墻） 在水壓很大時，則采用多段水閘墻. 建筑水閘墻時要注意以下事項： （1）筑墻地點的巖石應(yīng)堅固，沒有裂縫，必要時必須 將風化松軟或有裂隙的巖石除去，然后筑墻。 （2）要有足夠的強度，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
36、度之半。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 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)考慮以下幾方面問題： 防水閘門應(yīng)設(shè)置在對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)生后能恢復生 產(chǎn)及繞過事故地點開拓新區(qū)。 防水閘門應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動影響的地點，以免破 壞防水閘門的結(jié)構(gòu)和修筑地點圍巖的隔水性和穩(wěn)定性， 防止水閘門關(guān)閉后高壓水通過裂縫外泄。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 3防水閘門 （1）防水閘門位置的選擇 防水閘門
37、的位置選擇適當與否，是水閘門能否起到應(yīng)有 作用的關(guān)鍵，一般應(yīng)考慮以下幾方面問題： 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 ；,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 3防水閘門 （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 圖所示 。,第二節(jié) 礦井防治水,平板矩形水閘門 l門扇；2門框；3門絞； 4拉桿；5止水橡皮,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 3防水閘門 （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 圖所示 。,第二節(jié) 礦井防治水,單向拱形閘門 l門扇；2門框；3門紋；
38、4拉桿；5止水墊料,二、井下防治水技術(shù) （四）截水 3防水閘門 （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 圖所示 。,第二節(jié) 礦井防治水,球面拱形閘門 1門扇；2門框；3門絞； 4拉桿；5止水墊料,二、井下防治水技術(shù) （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，使其擴散、凝固和硬化， （1）當涌水水源與強大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟時。 （2）當井巷必須穿過一個或若干個含水豐富的含水層或充水斷層，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來很大的危害，甚至不可能掘進時。 （3）當井筒或工作面嚴重淋水時，為了加固井壁、改善勞
39、動條件、減少排水費用等，可采用注漿堵水。,第二節(jié) 礦井防治水,二、井下防治水技術(shù) （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，使其擴散、凝固和硬化. （4）某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水 量，降低常年排水費用，也可采用注漿堵水的方法堵住 水源。 （5）對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帶,第二節(jié) 礦井防治水,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、礦山救護隊處理透水事故的行動要點 五、搶救長期被困在井下的避難人員時應(yīng)注意的問題 六、礦井水災(zāi)時期井下避難人員生存條件的分析
40、 七、恢復被淹礦井的方法及安全措施,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,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壓之后發(fā)生，且較普遍。 （3）先出小水后出大水也是較常見的征兆。 由出小水至出大水，時間長短不一，據(jù)統(tǒng)計由12小時至2030 天不等。 （4）采場或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大。這是因裂隙溝通、增多所致。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,一、礦井水災(zāi)征兆 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，仔細觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細砂。 （2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間
41、歇性，水色時清時混，總的趨勢是水量砂量增加，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，導致地表出現(xiàn)塌陷坑,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,一、礦井水災(zāi)征兆 3老空水突水征兆 （1）煤層發(fā)潮、色暗無光 （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)聽到“吱吱”的水呼聲時，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，口嘗時發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,二 、礦井突水的應(yīng)急措施 遇
42、到礦井突水時，可采取以下應(yīng)急措施： (l）發(fā)現(xiàn)有人被堵井下時，各級領(lǐng)導應(yīng)首先制定營救措施。 (2）立即通知泵房人員加大排水力度，將水倉水位降到最低程度，爭取較長的緩沖時間。 (3）檢查所有排水設(shè)施和輸電線路，了解水倉現(xiàn)有容量，派人清挖水溝。 (4）水文地質(zhì)人員應(yīng)測量涌水地點、涌水量大小及其變化，記錄圍巖及巷道破壞變形狀況，察看觀測孔（水井）水位和泉、河、地表水體的變化,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,二 、礦井突水的應(yīng)急措施 遇到礦井突水時，可采取以下應(yīng)急措施： (5）檢查防水閘門關(guān)閉是否靈活、嚴密，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，應(yīng)迅速派人
43、進行堵塞，減少補給量。 (7）當排水能力負擔不了涌水量時，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，以延長緩沖時間，爭取時間增加排水設(shè)備，保住礦井。 (8）當采取上述措施仍不能阻擋淹井時，井下人員應(yīng)迅速向安全口撤退，安全出井。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,三、水災(zāi)處理的一般原則 （1）必須了解突水的地點、性質(zhì)，估計突出水量、靜止水位，突水后涌水量、影響范圍、補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、進入該地點的可能通道，以便迅速組織搶救。 （3）按涌水量組織強排，發(fā)動群眾堵塞地面補給水源，排除有影響的地表水，必要時可采用灌漿堵水
44、。 （4）加強排水和搶救中的通風，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、搶險中，要防止冒頂和二次突水。 （6）搬運和搶救人員，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。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,四、礦山救護隊處理透水事故的行動要點 （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，利用一切可能進入的通道，迅速引出災(zāi)區(qū)避難人員。 （3）人員必須通過局部積水巷道時，在積水位不高、距離不長的情況下，應(yīng)選擇熟悉水性的隊員配用呼吸器通過。 （4）避難人員被水、砂、泥堵在巷道內(nèi)難
45、以接近時，應(yīng)利用一切可能條件并設(shè)法接近他們。 （5）禁止由下往上進入突水點或被水、砂、泥堵塞的小眼、上山，防止二次突水或突泥砂。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,四、礦山救護隊處理透水事故的行動要點 （6）在尋找避難人員時，應(yīng)細心觀察，注意有規(guī)律的敲擊聲，。 （7）組織排水時，應(yīng)切斷電源，加強通風，排除沼氣和其它有害氣體，并隨時檢查有害氣體，防止火源產(chǎn)生 （8）搶救人員通過淤泥、積砂的巷道時，應(yīng)鋪設(shè)木板，在木板上行進，以防止人員陷入泥砂中。 （9）在排水過程中，應(yīng)盡可能分段恢復通風，排除有害氣體，。 （10）救護隊員必須按進入災(zāi)區(qū)的有關(guān)規(guī)定帶齊裝備，進入避難人員躲避地點時，不經(jīng)檢查并確認無危險時，不
46、得脫掉呼吸器。 （11）搶救長期被困在井下的避難人員應(yīng)注意有關(guān)問題。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,五、搶救長期被困在井下的避難人員時應(yīng)注意的問題 在搶救時必須注意下列問題： （1）在避難地點發(fā)現(xiàn)避難人員時，禁止用頭燈光束直接照射避難人員的眼睛，以避免在強光刺射下瞳孔急劇收縮，造成失明 （2）發(fā)現(xiàn)避難人員時，不可立即抬運出井，應(yīng)注意保護體溫，抬到安全地點，并在救護隊的保護下，派醫(yī)生對其進行檢查，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)生指導下，送到醫(yī)院特設(shè)的病房，給子特別護理，使其逐步適應(yīng)新的環(huán)境，恢復健康。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,五、搶救長期被困在井下的避難人員時
47、應(yīng)注意的問題 在搶救時必須注意下列問題： （3）在避難人員長期不進食的情況下，不能吃硬食和過量食物，以免發(fā)生意外。 （4）救護隊到達避難人員躲避地點時，在檢查后確認躲避處無火源和其它危害時，可打開氧氣瓶放氧，使空氣中含氧量增加。 （5）在搬運避難人員時，要輕抬輕放，保持平衡，避免震動，并嚴密注意受傷人員的傷情變化。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,六、礦井水災(zāi)時期井下避難人員生存條件的分析 1. 避難地點是否存在空氣的分析 空氣是避難人員能否生存的首要條件，只要有空間、有 空氣，人就有生存的可能。 （1）當避難地點比外部水位的標高高時，如無特殊情況，避難地點肯定有空氣存在。 （2）當避難地點比外部水
48、位的標高低時，避難地點有無空氣存在，可分為兩種情況： 洪水能直接涌入的位于透水點下部的巷道，是不會有空氣存在的。這是因為透水事故時，洪水一邊向下部奔流，一邊將下部巷道中的空氣擠出，使下部巷道空間被水充滿。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,六、礦井水災(zāi)時期井下避難人員生存條件的分析 1. 避難地點是否存在空氣的分析 （2）當避難地點比外部水位的標高低時，避難地點有無空氣存在，可分為兩種情況： 比外部水位低的傾斜或垂直的不漏氣的“倒瓶形”巷道有空氣存在。 2. 避難地點空氣質(zhì)量分析 井下空氣中氧含量從規(guī)程規(guī)定的下限值20降到人員生存下限值10大致有以下幾個影響因素：一是有機物及無機物（坑木、煤、巖石等）
49、的氧化消耗氧；二是煤巖中放出的沼氣、二氧化碳等有害氣體相對降低氧含量；三是避難人員呼吸消耗氧。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,七、恢復被淹礦井的方法及安全措施 1排除積水的方法 （1）直接排干法。 就是增加排水能力，直接將所突的全部積水（包括靜儲量和動儲量）排干。此法適用于水量不大、補給水源有限的情況下。 （2）先堵后排。 當涌水的動儲量特別大，補給豐富，用強力排水不可能排干時，必須先堵住涌水通道，截住補給水源，然后再排水。,第三節(jié) 礦井水災(zāi)事故處理,1什么是含水系數(shù)？什么是礦井涌水量？ 2礦井突水點突水量等級劃分標準是什么？ 3礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件有哪些？ 4礦井水災(zāi)的影響因素有哪些？
50、 5. 造成礦井水災(zāi)的主要原因是什么？ 6地面水防治技術(shù)有哪些？ 7對探水線有哪些規(guī)定。 8探水與掘進之間的主要配合方式有哪些？ 9簡述不同井下水源的疏放方法。 10. 在利用采準巷道疏放頂板水時，應(yīng)注意哪些問題？,復習題,11在哪些情況下必須設(shè)置防水煤柱？ 12在哪些情況下必須設(shè)置水閘門？ 13建筑水閘墻時要注意哪些事項？ 14礦井注漿堵水一般在哪些場合使用？注漿堵水材料有哪些？各有什么特點？ 15與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆有哪些？ 16老空水突水征兆有哪些？ 17水災(zāi)處理的一般原則有哪些？ 18如何估算避難空間的氧含量由于人的呼吸消耗到生存下限時的時間？ 19恢復被淹礦井的安全措施有哪些,復習題,
礦井水災(zāi)及其防治教學課件PPT.ppt
