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1、第一章第一章 矿井水害防治矿井水害防治第一节第一节 矿井水的主要来源及类型矿井水的主要来源及类型一、一、矿矿井水的主要来源及充水通道井水的主要来源及充水通道决定决定矿矿井出井出现现水害的两个必水害的两个必备备条件是条件是矿矿井水源井水源和涌水通道和涌水通道. .矿矿井水主要来源于两个因素：即自然因素与人井水主要来源于两个因素：即自然因素与人为为因素因素. .自然因素有降雨和融雪、地表水体自然因素有降雨和融雪、地表水体 、地、地质质条件条件 .人人为为因素有因素有废废弃的老窑、弃的老窑、井巷或采空区井巷或采空区积积水水. .矿矿井涌水量有大有小井涌水量有大有小, ,完全没有涌水的完全没有涌水的矿
2、矿井是很井是很少的少的. .矿矿井涌水井涌水严严重重, ,可造成可造成矿矿井水灾井水灾, ,淹井停淹井停产产, ,甚甚至人至人员伤员伤亡和亡和设设施破坏施破坏. .涌水涌水轻轻微也会微也会恶恶化井下化井下环环境境, ,给给建井、掘建井、掘进进、采煤以及机、采煤以及机电设备电设备的管理等都的管理等都带带来一定的困来一定的困难难, ,影响生影响生产产效率效率, ,增加生增加生产产成本成本. . 另外,有些矿井水还有很强的腐蚀性,尤其对金属材料及机电设备的腐蚀更为明显,这对矿井生产是非常不利的. 矿井水灾是煤矿五大自然灾害之一.煤矿领导与职工必须共同努力做好矿井水害防治工作,杜绝水灾事故的发生.应让
3、每一个井下职工都应该了解一些矿井水的知识,以及发生透水时的措施、避灾路线等.做好防治水工作,应该首先摸清矿井水文地质情况,在此基础上,制订出与矿井水做斗争的措施. 一矿井水常见的来源充水水源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与大气降水有关.另外,部分降雨可直接灌入井筒使在前进充水.因此,大气降水主要通过入渗补给地下水,成为矿井充水的常见水源.2地表水.当矿区内有河流、水库、水池、积水洼地等地表水体存在时,这些水就有可能沿河床沉积层孔隙、构造破碎带或产状有利于水体入渗的岩层层面补给浅层地下水,再补给煤系地层中的含水层,或通过采煤产生的裂隙直接补给矿井.所以,地表
4、水能否成为矿井水源,除了开采深度条件外,还与地层构造和采煤方法有关.3地下水水源.地下水是大部分矿床的直接补给水源,主要指煤层顶板和底板含水层中的水.地层中都或多或少地夹有含水层,含水层的规律、富水性以及水的补给条件,是决定矿井充水程度的根本因素.当矿井揭露或通过含水层时,赋存于含水层中的水就涌向坑道,成为矿井的充水水源.根据地下水的赋存状态和赋存位置不同,将地下水分为如下几种：1孔隙水松散岩层空隙中的水.2裂隙水坚硬岩层裂隙中的水.当煤岩层受力后遭到破坏产生断裂,形成断裂面,而失去连续性和完整性的构造形态叫断裂构造.裂隙是断裂面两侧煤岩层发生断裂并失去连续性和完整性,但没有发生明显位移的断裂
5、构造.许多有规则的裂隙组合将煤岩石分割成一定几何形状的岩块,这种裂隙的总体被称为节理.煤岩层被断裂后,断裂面两侧的煤岩层发生明显位移的叫断层.根据形成的原因,一般将裂隙分为原生裂隙、构造裂隙和压力裂隙三类：原生裂隙构造裂隙压力裂隙3岩溶水较厚的石灰岩中裂隙或溶洞中的水. 4老空积水旧时的小煤窑、采空区或废旧巷道,由于长时期停止排水而积聚的地下水.4生产用水.井下发生的水灾,有时是一种水源造成的,有时是由几种水源同时造成的,并且要有通道把水充进矿井巷道中.因此,我们要把矿井水的来源与通道都搞清楚,做到心中有数,就可以防患于未然.二矿井充水通道1人为行成的充水通道1顶板冒落裂隙带2地表塌陷带3封孔
6、质量不严的钻孔4井筒2天然形成的充水通道1孔隙、裂隙2岩溶溶隙可溶性岩石中的空隙成为充水通道.3断层破碎带可见,只有充水水源,没有充水通道是不会发生矿井涌水的.二、二、矿矿井水害的名井水害的名词词与与类类型型一一矿矿井水害及其相关名井水害及其相关名词词 矿矿井水：凡是在井水：凡是在矿矿井开拓、采掘井开拓、采掘过过程中渗入、滴入、淋入、流入、涌入和程中渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃溃入入井巷或工作面的任何水源水井巷或工作面的任何水源水, ,统统称称为矿为矿井水井水. . 矿矿井突水井突水简简称突水：凡因井巷、称突水：凡因井巷、工作面与含水工作面与含水层层、被淹巷道、地表水体或含、被淹巷道、地表
7、水体或含水的裂隙水的裂隙带带、溶洞、洞穴、陷落柱、溶洞、洞穴、陷落柱、顶顶板冒板冒落落带带、构造破碎、构造破碎带带等接近或沟通而突然等接近或沟通而突然发发生生的出水事故的出水事故, ,称称为矿为矿井突水井突水. .矿矿区内的大气降水、地表水、地下水通区内的大气降水、地表水、地下水通过过各种通道涌入井下各种通道涌入井下, ,称称为矿为矿井涌水井涌水. .当当矿矿井涌水井涌水量超量超过矿过矿井正常的排水能力井正常的排水能力时时, ,将将发发生水灾生水灾. . 矿井水害：凡是影响矿井正常生产活动、威胁矿井安全生产、增加原煤生产成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故,称为矿井水灾亦称矿井水害. 水
8、源进入矿井的可能通道有：井筒、断层破碎带、采掘形成的裂缝、陷落柱、采空区、井下巷道和封堵不严的钻孔等. 4矿井正常涌水量：是指矿井开采期间,单位时间内流入矿井的水量. 5矿井最大涌水量：是指矿井开采期间,正常情况下矿井涌水量的高峰值.主要与人为因素和降雨量有关.6安全水头值,是指不致引起矿井突水的承压水头最大值隔水层能承受含水层的最大水头压力值.7导水裂缝带,是指开采煤层上方一定范围内的岩层发生垮落和断裂,产生裂缝,且具有导水性的岩层范围. 8隔水层厚度：是指开采煤层底板至含水层顶面之间隔水的完整岩层的厚度.9带压开采：是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤.承压水是指处于两个隔水层中间的地
9、下水,称为承压水或称自流水.10水淹区域：被水淹没的井巷和被水淹没的老空区的总称.11老空：采空区、老窑和已经报废的井巷的总称.二矿井水害类型类别水源水源进入矿井的途径或方式地表水水害大气降水、地表水体（江、河、湖泊、水库、沟渠、坑塘、池沼、泉水和泥石流）井口、采空冒裂带、岩溶地面塌陷坑或洞、断层带及煤层顶底板或封孔不良的旧钻孔充水或导水老空水水害古井、小窑、废巷及采空区积水采掘工作面接近或沟通时，老空水进入巷道或工作面孔隙水水害第三系，第四系松散含水层孔隙水、流沙水或泥沙等，有时为地表水补给采空冒裂带、地面塌陷坑、断层带及煤层顶、底板含水层裂隙及封孔不良的旧钻孔导水裂隙水水害砂岩、砾岩等裂隙
10、含水层的水，常常受到地表水或其他含水层水的补给采后冒裂带、断层带、采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水，或封孔不良的老钻孔导水岩溶水水害薄层灰岩水水害主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水（山东省一带为徐家庄灰岩水），并往往得到中奥陶系灰岩水补给采后冒裂带、断层带及陷落柱，封孔不良的老钻孔，或采掘工作面直接揭露薄层灰岩岩溶裂隙带突水厚层灰岩水水害煤层间接顶板厚层灰岩含水层，并往往受地表水补给采后冒裂带、采掘工作面直接揭露或地面岩溶塌陷坑煤系或煤层的底板厚层灰岩水（在我国煤矿区主要是华北的中奥陶系厚层灰岩水和南方晚二叠统阳新灰岩水），对煤矿开采威胁最大，也最严重采后底臌裂隙、断层带、构造破碎带、
11、陷落柱或封孔不佳的老钻孔和地面岩溶塌陷坑吸收地表水矿井水害类型第二第二节节 矿矿井水灾井水灾发发生的原因与生的原因与预预兆兆 一、一、矿矿井井发发生水灾的原因生水灾的原因 1 1地面防洪、防水措施不当或管理不善地面防洪、防水措施不当或管理不善. .2 2水文地水文地质质情况不清情况不清. .3 3井巷位置井巷位置设计设计不当不当. .4 4井巷施工措施不力井巷施工措施不力, ,工程工程质质量低劣量低劣. .5 5测测量量错误错误, ,导导致巷道穿透致巷道穿透积积水区水区. .6 6井下无防水井下无防水闸门闸门或或虽虽有而管理不善有而管理不善. . 7 7出出现现透水透水预预兆未兆未觉觉察察,
12、,或未被重或未被重视视或或处处理不当造成透水理不当造成透水. .8 8排水系排水系统统不完善、排水不完善、排水设备设备能力不足或能力不足或设备设备不完好不完好. .9 9排水排水设备设备、设设施平施平时维护时维护不当不当. .1010应应安安设设防水防水闸门闸门而未安而未安设设, ,或防水或防水闸门闸门不合格、失效不合格、失效. .1111钻钻孔封孔封闭质闭质量不合格或没有封孔量不合格或没有封孔. .二、二、发发生生矿矿井水灾井水灾 前的前的预预兆兆 矿矿井井突突水水透透水水是是指指煤煤矿矿在在正正常常生生产产中中大大量量地地下下水水突突然然集集中中涌涌入入井井巷巷的的现现象象. .矿矿井井突
13、突水水的的原原因因, ,是是因因为为工工作作面面周周围围存存在在着着承承压压水水体体, ,井井下下采采掘掘活活动动破破坏坏了了煤煤岩岩体体原原有有的的平平衡衡, ,承承压压水水通通过过断断层层、隔隔水水层层和和煤煤层层的的薄薄弱弱处处进进入入采采掘掘工工作作面面. .突突水水水水源源可可来来自自底底板、板、顶顶板、老采区、老窑、地表等板、老采区、老窑、地表等. .一一矿矿井水害井水害对矿对矿井的危害井的危害 1 1局部停工停局部停工停产产, ,淹井淹井, ,人人员伤员伤亡或亡或财产损财产损失失. . 2 2增加工作量和原煤生增加工作量和原煤生产产成本成本, ,加大管理工作加大管理工作难难度度.
14、 . 3 3矿矿井水腐井水腐蚀蚀井下金属井下金属设备设备, ,缩缩短其使用寿命短其使用寿命. . 4 4恶恶化井下作化井下作业环业环境境, ,影响生影响生产产效率和效率和职职工身体健康工身体健康. . 二矿井透水前的预兆 1煤壁挂汗.在水压的作用下,水通过煤岩裂隙缝渗透到煤岩壁表面,聚结成水珠,表明工作面已接近积水区.但有时空气中的水分遇到低温煤块,会凝结水珠,这是一种假象；识别这种假象可采取剥皮的方法,将挂汗发潮的煤面剥去一层,观察新露煤面是否也挂汗,如果仍有结汗、发潮现象,则是透水前的预兆. 2煤壁挂红.矿井水中若含有含铁的氧化物,它通过煤岩裂隙渗到采掘工作面煤岩的表面时,会呈现暗红色水锈
15、,这种现象叫做挂红.一般表明工作面已接近积水区. 3空气变冷.工作面接近积水区时,空气温度会骤然下降,煤壁发凉,人进去会有阴冷的感觉,而且时间越长越觉明显.但有地热问题的矿井,由于地下水温高,当工作面接近积水区时,温度反而会升高. 4出现雾气.如果工作面温度较高,靠近积水区时,因为积水温度低于工作面温度,积水渗到煤岩壁上,由于蒸发而形成雾气. 5水叫声.含水层或积水区内的高压水向煤岩壁裂隙渗透挤压时,与两壁摩擦会发出嘶嘶声,说明采掘工作面距积水区或水源较近,透水即将发生.这时必须立即停止工作,发出警报,撤出人员,并立即报告相关领导及调度室.6矿山压力显现增加.顶板来压,产生裂缝,出现淋水或顶板
16、淋水加大,出现压力水；片帮、冒顶次数增加；煤层失去光泽、变得潮湿,表明已接近积水区.7工作面有害气体增加,水色发浑,有臭味.说明积水区向外散发瓦斯、二氧化碳和硫化氢等.这是接近老空区的象征. 8底板鼓起.可能是工作面遇到底板承压含水体,由静水压作用而引起.这是突水的预兆,但要与单独的矿山压力引起的底鼓区分开.因而,巷道发生底鼓时,一方面要派人监视底鼓的发展变化,另一方面报告矿调度室,值班负责人应立即通知有关人员到现场观察和查阅水文资料,有水渗出或出水点时,则可能突水.值得注意的是：上述征兆,并不是每个采掘工作面透水前都一定要全部出现,有时可能出现一两个,透水事故也就发生了.由于矿井水的来源不同,发生透水前的征兆各有特点： 1老空水透水征兆.由于老空水积水时间长,水量补给较差,称为死水,透水时有挂红现象、有臭味,这两种现象表明工作面接近的水源是老空水,具有酸性大、水味涩的特点. 2溶岩水透水征兆.由于长期侵蚀溶岩,透水成灰色或黄色,带有臭味.3断层水透水征兆.断层水多为活水,透水前很少挂红.采掘工作面接近含水断层破碎带时,会出现来压、淋水增大现象.三、三、发现发现透水透水预预兆兆时时的的
