项目五矿井水灾预防

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1、项目五项目五 矿矿 井井 水水 灾灾 预预 防防任务一任务一 矿井水灾发生规律分析矿井水灾发生规律分析一一 、 矿井水害的概念矿井水害的概念（1）、矿井水：在矿井开拓、采掘过程中，渗入、淋入、 流入、涌出和溃入井巷或 工作面的水。 （2）、矿井突水（矿井透水）：井巷、工作面与水源 接近或沟通而突然导致的出水 事故。 （3）、矿井水害：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿 井局部或全部被淹没的矿井水，都称为矿井水害。 二、二、 矿井水灾发生的基本条件矿井水灾发生的基本条件 形成矿井水灾的基本条件：一是必须有充水水源。二是必须有充水通道。两者缺一不 可。要避免矿井水灾的发生，

2、只需切断上述两个条件或其中一个即可。 （1）生产矿井水灾的水源 煤矿建设和生产中常见的水源有大气降水，地表水，地下水（潜水、承压水、老空积水、 断层水等） 。 （1）大气降水。 自然界中水的循环 （2）地表水。 地球表面江、湖、河、海、水池、水库等处的水均 为地表水，它的主 要来源是大气降水，也有的来自地下 水。煤矿在开采浅部煤层时，地表水经过有关通道会 进 入煤矿井下，形成水患，给生产和建设带来灾害。 （3）潜水。 埋藏在地表以下第一个隔水层以上的地下水称为潜 水。 潜水 1潜水 面；2潜水层；3第一隔水层； 0-0基准面（测量高程水准面） （4）承压水。处于两个隔水层中间的地下水，称为承压

3、水（或 称自流水） ，如图 所 示。 承压水 。承压含水层一旦在井下被钻孔或巷道揭露，它的涌水量与水压成正比。 水 压越大，涌水量越大。 煤层开采得越深，开采面积越大， 受水威胁也越大。 （5）老空积水。 已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期 停止排水而 积存的地下水，称为老空积水 （6）断层水。 处于断层带中的水，称为断层水。（二）发生矿井水灾的通道 水源与煤矿井下巷道等工作场所的通道是多种多样的，主要有： （1）煤矿的井筒。 （2）断层裂隙。 （3）冒落裂隙带。 （4）含水层的露头区。 （5）煤层底板岩层突破。 （6）封闭不良钻孔。 （7）导水陷落柱和地表塌陷。三三 、矿井水灾

4、的影响因素、矿井水灾的影响因素 （一）自然因素1.地形。 盆形洼地，降水不易流走，大多渗入井下，补给地下水， 容易成灾。2. 围岩性质。 围岩为松散的砂、砾层及裂隙、溶洞发育的硬质砂岩、灰 岩等组成 时，可赋存大量水，这种岩层属强含水层或强透水层， 对矿井威胁大；围岩为孔隙小、裂 隙不发育的粘土层、页岩、 致密坚硬的砂岩等，则是弱含水层或称隔水层，对矿井威胁小。当粘土厚度达 5 米以上时，大气降水和地表水几乎不能透过。3.地质构造。 地质构造主要是褶曲和断层。对断层也要作具体分析，并不是所有的断 层都是导水的，有的断层破碎中带有充填物的粘土，这样得的断层不仅不导水，甚至还起 着隔水的作用。4.

5、 充水岩层的出露条件和接受补给条件。 充水岩层的出露条件，直接影响矿区水量 补给的 大小。充水岩层的出露条件包括它的出露面积和出 露的地形条件。（2）人为因素 1、采空区顶板塌陷 煤层被开采后，使上覆岩层产生裂隙，地表发生沉陷，所造成的裂隙就可成为降水或 地表水渗入矿井的良好通道。因此，一定要注意，煤层顶板岩石，虽然原来是隔水的，但 在开采后产生塌陷裂隙，则可成为透水的。 2、废弃的旧勘探钻孔 在地质勘探过程中，每打完一个钻孔都要用粘土或水泥砂浆进行止水封孔。如果没有 封孔或封孔质量不好，钻孔本身就可能成为地下水流入矿井的良好通道，将含水层中的水 以及地表水引入到矿井中来。 3、开采面积和矿井

6、长期排水的影响 矿井涌水量随着开采面积的增大和矿井的长期排水，在各个不同的时期也有变化。 上述影响矿井充水的各种因素，都不是孤立存在的，而是综合作用互相影响的，在某 种情况下，某一种因素其主要作用，而在另一些情况下，这些因素却又可能属于次要地位， 因此在研究矿井充水条件时，必须全面综合的看问题，针对具体问题加以分析，正确的确 定影响矿井充水的主要和次要因素，以便正确的采区预防措施。四、矿井水灾的危害四、矿井水灾的危害1、恶化生产环境。可造成巷道积水，顶板淋水使工作面及 附近巷道空气潮湿，工作 环境恶化，影响个人身体健康。2、增加排水费用，提高顿煤成本。矿井水的大小直接关系 到排水设施、设备和排

7、水 费用。3、缩短生产设备的使用寿命。水对金属设备、设施具有腐蚀作用。4、损失煤炭资源。主要是指隔离煤柱的煤损。5、引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒。 6、当矿井水的水量超过矿井的排水能力或发生突然涌水时， 轻则造成矿井局部停产 或局部巷道被淹没， 重则造成矿井淹没、人员伤亡，被迫停产、关井。 五、矿井水灾发生的主要原因五、矿井水灾发生的主要原因 总结过去发生的矿井水灾，往往是安全思想不牢，思想麻痹，从而情况不明，措施不 当所致。其主要原因可归结如下几个方面：(1)地面防洪、防水措施不当或管理不善，地表水大量灌入井下，造成水灾；(2)水文地质情况不清，井巷接近老空积水区、充水断层、 陷落柱、强含

8、水层以及打 开隔离煤柱，未执行探放水制度， 盲目施工，或者虽然进行了探水,但措施不当；(3)井巷位置设计不当；(4)施工质量低劣，致使矿井井巷严重塌落、冒顶、跑砂，导致透水；(5) 乱采乱掘，破坏防水煤岩柱造成突水；(6)测量错误，导致巷道穿透积水区；(7)无防水闸门或虽有而管理、组织不当，造成透水时无作用而淹井；(8)排水设备能力不足或机电事故造成； (9)排水设施平时维护不当。如水仓不 按时清挖，突水时煤、岩块堵塞水井， 致使排 水设备失去效用而淹井等； (10)认识不足，投入不充分； (11)对“有疑必探，先探后掘”的原则能理解，但执行中打折扣，心存侥幸。六六 、透水的预兆、透水的预兆

9、采掘工作面发生透水前，一般都有预兆。因此，当发现采掘工作面有透水预兆时，必 须停止工作，采区有效措施，防止透水事故的发生。 （一）透水的一般预兆 （1）煤层发潮发暗。 （2）巷道壁或煤壁“挂汗” 。 （3）空气变冷。 （4）出现雾气。 （5）顶板来压，淋水加大。 （6）出现压力水线。 （7）工作面有害气体增加。 （8）煤壁“挂红” 。 （9）煤层里有“吱吱”的水叫声，甚至有向外滋水的现象（2）不同类型水源的透水特点1、 老空水涌出。一般都从上而下，水有色有味，有浅红、浅黄、浅灰等颜色。由于 老 空水在地下封闭积存时间较长，流出时有臭 味，用口品尝，不清淡不爽口，有涩味。 突 出时瞬时水量很大，

10、其后水量迅速减小。老空水透出一般伴有有害气体的涌出。 2、 地表水渗入井下，其颜色随地表水的 颜色而定，雨季洪水渗入井下一般混黄， 有时带有泥沙或地面的杂物，洪水来临时 (稍滞后一段时间)水量变大，雨水过后水变 清、 水量渐小。 3、 含水层突出。 由于自然条件于差万别，其出水情况 多种多样。弱含水层突水一 般从岩层裂缝 中涌出，水量小，水质清澈透明，无味， 水量达到一定数值后开始稳定， 如果不进 行封堵，此水会变成长年流水，从而增加 矿井涌水量。 4、 强含水层突出。 强含水层突水多发生在深部，工作面靠 近断层、岩层破碎带、 陷落柱(一种竖向穿透 诸多煤层、充填无序的大圆柱形堆积体)周围。

11、强含水层突水一般也有水量由小变大的过程， 有的先产生底鼓，从岩石裂隙中渗水，随底 鼓和岩石裂缝加 大水量变大，水有压力，翻 水，由于周围岩石的摩擦开始水呈灰白色， 时而变清，时而 变灰白色底板稳定后水变清， 水无色无味，清凉可口。随突水口通道的加 大，水量急剧 上升，随高压水的大量喷出会 再次造成岩层破裂，并伴有岩层和水交杂产 生的巨响。这 时在现场人员要尽快撤离。5、 冲击层水的突水： （1）突水部位发潮、滴水，滴水逐渐增大，仔细观察可发现水中有少量细砂； （2）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； （3）顶板发生溃水

12、、溃砂，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。6、 工作面底板灰岩含水层突水预兆： （1）工作面压力增大，底板鼓起，底鼓量可达 500mm 以上； （2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大； （3）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； （4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有“嘶嘶” 或刺耳水声； （5）底板发生“底爆” ，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。 7、 断层水：当采掘工作面接近断层时，常出现工作面 来压，淋水增加；有时可在 岩缝中见到淤泥；多属“活 补给

13、，一旦突水，来势凶猛，涌水量大； 持续 时间长；在不 封堵水源的情况下不易疏干；混蚀，多为 黄色，很少“挂红” 水味不发涩。任务二任务二 地面防治水地面防治水 一一 、地面防治水、地面防治水 地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少 大气降水和地表水渗入矿井。 根据矿区不同的地形、地貌及气候，应从下列方面采取相应的措施： （1）地面防洪调查。煤矿企业必须查清矿区及其附近的地面水流系统的汇水情况、疏 水能力 和有关水利工程的情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位的资料，建立 疏水、 防水和排水系统。 调查研究时，要掌握以下情况： （1）掌握矿区地形条件，（河流分布地带、已有防 水工程、掌握

14、矿区地形条件、煤层和含水层露头、地表塌陷裂缝等）。 （2）掌握当地历 年的降水量和最高洪水位。 （二）地表水防治措施 （1）井口及工业场地的防洪与泄洪。 井口及工业场地(包括风井)是煤矿生产的咽喉 与腹地， 为保证在任何情况下均使井口和其他地面设施不至于被洪水淹没，井口和各种工 业建筑物的基础标高，均应高于当地历年最高洪水位。 （2）修筑排洪渠。 位于山麓或山前平原地区的矿井，在多雨季节山洪暴发，有大量洪 水流人矿区，积水下渗，造成井下大量涌水， 这就需要修筑地面引洪渠 防止洪水进入 煤层开采段或矿区内。 般可在矿区上方山坡处 垂直于来水方向修建排洪渠，拦截洪 水。 排洪渠可大致沿山型等高线布

15、 并保持适当的坡度，而后根据地形特点将洪水引出矿 区。 （3）河床铺底 。可在漏水地段铺筑不透水的人工河床。 （4）填堵陷坑。 矿区的岩溶洞穴、塌陷裂缝和废弃的小煤窑等， 都可能在地面形成 塌陷坑和较大的缝隙。它们极易成为雨水或地表水流入井下的通道。 因此 一方面要防止 地面积水，另一方面对于面积不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。其主要方法： (1)填 塞塌陷裂缝。可沿缝挖沟，深度为 0.4m0.8m，裂缝边缘两侧各宽 0.3m0.5m， 缝内填入 石块或石片 上部用 3:7 的灰土填塞夯实。 (2)填堵塌陷坑。 （5）修筑防洪堤隔绝水源。 当矿区含煤地层中的可采煤层距离冲积层水及地表很近 时

16、， 而且在含水层下部具有稳定隔水层的情况下，地表水与冲积层水随时都有灌入矿井的 危险。 （6）注浆截流堵水 。富水含水层与地表水保持经常性水力联系的矿区，在井巷施工 中， 有的地段用水量很大，对安全生产、施工条件和设备的维护等都很不利 为了防止地 表水的渗透补给，可用注浆手段截流堵水。 （7）河流改道。 当矿区地表河流渗漏范围很大， 当矿区地表河流渗漏范围很大，利 用 上述堵水方法难以奏效时， 则可考虑将河 流改道。可选择合适的地点(最好是在隔水 层上) 修筑水坝将原河道截断，用人工挖 掘新河道，将河水引出矿区以外。 （8）建立地表水防治工程。煤矿企业每年都要编制防治水计划，并认真组织实施。对 防治水工程所需资金要予以保证。 （9）加强雨季前的防汛工作。做好雨季防汛准备和检查工作时减少矿井水灾的重要措 施。矸石、炉灰、垃圾等杂物不得堆放在山洪、河流冲刷到的地方，以免冲到工业广场和 建筑物附近，或淤塞河道、沟渠。任务三任务三 井下防治水井下防治水（1）做好矿并水文观测与水文地质工作做好矿并水文观测与水文地质工作