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1、2024/7/241矿井防治水基本知识矿井防治水基本知识 曹思云曹思云20142014年年1010月月2929日日2024/7/242内内 容容一、矿井水灾的发生条件、原因及危害一、矿井水灾的发生条件、原因及危害二、矿井突水的类型二、矿井突水的类型三、井下防治水三、井下防治水四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理2024/7/243一、矿井水灾发生条件、原因及危害一、矿井水灾发生条件、原因及危害 （一）矿井水灾发生的基本条件（一）矿井水灾发生的基本条件水水灾灾发发生生的的基基本本条条件件水源水源涌水通道涌水通道大气降水大气降水地表水地表水地下水地下水是地下水的主要补给来源，直接或间接影响
2、矿井充水。是地下水的主要补给来源，直接或间接影响矿井充水。是地表积聚的水源，是地下水的补给水源。是地表积聚的水源，是地下水的补给水源。孔隙水：孔隙水：松软岩层空隙中的水、位于表土层，威胁井筒松软岩层空隙中的水、位于表土层，威胁井筒裂隙水：裂隙水：坚硬岩层裂隙中的水坚硬岩层裂隙中的水岩溶水：岩溶水：石灰岩裂隙或溶洞中的水，水压大、水量多石灰岩裂隙或溶洞中的水，水压大、水量多老空水：老空水：一般成酸性，对金属有腐蚀作用一般成酸性，对金属有腐蚀作用活活水水死水死水人为因素：人为因素：顶板冒落裂隙带；地表岩溶塌陷带；钻孔顶板冒落裂隙带；地表岩溶塌陷带；钻孔自然因素：自然因素：空隙、裂隙、溶洞、断层空隙
3、、裂隙、溶洞、断层2024/7/244一、矿井水灾的发生条件、原因及危害一、矿井水灾的发生条件、原因及危害 （二）矿井水灾发生的原因（二）矿井水灾发生的原因 1、地面防洪、防水措施不当或管理不善，地表水(多为雨季降水)大量灌人井下，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。如将井巷置于不良地质条件中或过分接近强含水层等水源，导致施工后，因地压和水压共同作用而发生顶、底板透水。如此案例国内曾有发生，但为数不多。 2024/7/245一、矿井水灾的发生条件、原因及
4、危害一、矿井水灾的发生条件、原因及危害（三）矿井水灾发生的原因（三）矿井水灾发生的原因4、井巷施工质量伪劣，致使矿井井巷严重塌落、冒顶、跑砂导致透水，或工程钻孔在固井止水前误穿巷道，导致顶板含水透水。 5、测量错误，导致巷道穿透积水区。 6、井下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。7、出现透水预兆未觉察或未被重视或处理不当造成透水。 8、排水设备能力不足或设备不完好或排水设备平时维护不当。如水仓不按时清挖，储水能力不足而淹井。 2024/7/246一、矿井水灾的发生条件、原因及危害一、矿井水灾的发生条件、原因及危害（三）矿井水灾的危害（三）矿井水灾的危害主要表现在以下几个
5、方面：主要表现在以下几个方面：1、恶化生产环境。2、增加排水费用，提高顿煤成本。3、缩短生产设备的使用寿命。4、损失煤炭资源。5、引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒。6、造成矿井淹没、人员伤亡。2024/7/247二、矿井突水类型二、矿井突水类型（一）顶板突水（一）顶板突水岩层移动的岩层移动的“三带三带”关系图关系图（1-1-煤层；煤层；2-2-垮落带；垮落带；3-3-断裂带；断裂带；4-4-弯曲下沉带）弯曲下沉带）2024/7/248二、矿井突水类型二、矿井突水类型（二）煤层底板突水（二）煤层底板突水2024/7/249二、矿井突水类型二、矿井突水类型（三）老空水突水（三）老空水突水2024/7
6、/2410二、矿井突水类型二、矿井突水类型（四）断层水突水（四）断层水突水2024/7/2411二、矿井突水类型二、矿井突水类型（五）陷落柱突水（五）陷落柱突水2024/7/2412二、矿井突水类型二、矿井突水类型（六）封闭不良钻孔突水（六）封闭不良钻孔突水2024/7/2413三、井下防治水三、井下防治水井下防治水措施可概括为井下防治水措施可概括为6 6个字，个字，v即查、测、探、放、截、堵等几个方面。即查、测、探、放、截、堵等几个方面。 2024/7/2414水水灾灾发发生生的的基基本本条条件件水源水源涌水通道涌水通道大气降水大气降水地表水地表水地下水地下水是地下水的主要补给来源，直接或间
7、接影响矿井充水。是地下水的主要补给来源，直接或间接影响矿井充水。是地表积聚的水源，是地下水的补给水源。是地表积聚的水源，是地下水的补给水源。孔隙水：孔隙水：松软岩层空隙中的水、位于表土层，威胁井筒松软岩层空隙中的水、位于表土层，威胁井筒裂隙水：裂隙水：坚硬岩层裂隙中的水坚硬岩层裂隙中的水岩溶水：岩溶水：石灰岩裂隙或溶洞中的水，水压大、水量多石灰岩裂隙或溶洞中的水，水压大、水量多老空水：老空水：一般成酸性，对金属有腐蚀作用一般成酸性，对金属有腐蚀作用活活水水死水死水人为因素：人为因素：顶板冒落裂隙带；地表岩溶塌陷带；钻孔顶板冒落裂隙带；地表岩溶塌陷带；钻孔自然因素：自然因素：空隙、裂隙、溶洞、断
8、层空隙、裂隙、溶洞、断层2024/7/2415三、井下防治水三、井下防治水 （一）查（一）查 查，即查明水源和通道。查，即查明水源和通道。主要查：主要查：1 1、冲积层的组成及厚度，各分层的含水性及透水性。、冲积层的组成及厚度，各分层的含水性及透水性。2 2、裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破碎带范围、裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破碎带范围、含水情况和导水性能。含水情况和导水性能。3 3、含水层与隔水层的位置、数量、厚度，各含水层的涌水量、含水层与隔水层的位置、数量、厚度，各含水层的涌水量、透水性及其开采煤层的距离。透水性及其开采煤层的距离。4 4、老窑、古井和现在正在开采的小
9、煤矿的分布、开采范围、老窑、古井和现在正在开采的小煤矿的分布、开采范围、开采深度和积水情况，废弃钻孔的处理情况等。开采深度和积水情况，废弃钻孔的处理情况等。5 5、开采过程中，围岩破坏及地表塌陷情况，观测岩层跨落带、开采过程中，围岩破坏及地表塌陷情况，观测岩层跨落带、断裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。断裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。2024/7/2416三、井下防治水三、井下防治水 （二）测（二）测 测，即做好水文观测工作。测，即做好水文观测工作。具体讲有以下几个方面：具体讲有以下几个方面：1 1、收集当地气象、降水量和河流水文地质资料（速度、收集当地气象、降水量和河流水文地
10、质资料（速度、流量、水位、枯水期和洪水期等）；查明地表水体的分流量、水位、枯水期和洪水期等）；查明地表水体的分布、水量的补给、排泄条件；查明洪水泛滥对矿区、工布、水量的补给、排泄条件；查明洪水泛滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。业广场及居民点的影响程度。2 2、通过探水钻孔和水文观测孔，观测各种地下水源的水、通过探水钻孔和水文观测孔，观测各种地下水源的水位、水压和水量变化，分析水质，查明矿井水的来源及位、水压和水量变化，分析水质，查明矿井水的来源及其补给关系。其补给关系。3 3、观测矿井涌水量及其季节变化规律等。、观测矿井涌水量及其季节变化规律等。2024/7/2417三、井下防治水三、井
11、下防治水 （三）探（三）探 探，即井下探水。探，即井下探水。1 1坚持坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则的探放水原则 煤矿防治水规定煤矿防治水规定第三条规定第三条规定 防治水工作应当坚持防治水工作应当坚持“预测预报、预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，的原则， 煤矿防治水规定煤矿防治水规定已经已经20092009年年8 8月月1717日国家安全生产监督管理总局日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自局长办公会议审议通过，现予公布，自20092009年年1212月月1 1日起
12、施行。日起施行。19841984年年5 5月月1515日原煤炭工业部颁发的日原煤炭工业部颁发的矿井水文地质规程矿井水文地质规程（试行）和（试行）和19861986年年9 9月月9 9日原煤炭工业部颁发的日原煤炭工业部颁发的煤矿防治水工作条例煤矿防治水工作条例（试行）同时废止。（试行）同时废止。以前是违规、违章，现在是违法。以前是违规、违章，现在是违法。2024/7/2418三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探2.2.必须探水前进的情况必须探水前进的情况煤矿安全规程第286条规定：采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水。（1）接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。（
13、2）接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。（3）打开隔离煤柱放水时。（4）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。（5）接近有出水可能的钻孔时。（6）接近有水的灌浆区时。（7）接近其他可能出水地区时。 经探水确认无突水危险后，方可前进。2024/7/2419三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探3 3探水作业参数之一探水作业参数之一探水起点至积水区的最小距离探水起点至积水区的最小距离L L：（1）当积水区的位置确定，L煤30m； L岩20m；（2）不能确定积水区的边界位置时， L60m；（3）掘进巷道附近有断层、陷落柱或石门揭开含水层时， L20m。2024/
14、7/2420三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探3 3探水作业参数之二探水作业参数之二钻孔深度钻孔深度与超前距离：与超前距离： 超前距离L2一般不得小于20m。探放老空水要求不小于30m。钻孔深度与使用的钻探设备能力有关，ZLJ350钻机钻探能力为150m，ZLJ700钻机钻探能力可达200m。2024/7/2421三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探3 3探水作业参数之三探水作业参数之三钻孔直径和数目：钻孔直径和数目： 一般是利用探水钻孔放出积水，因此钻孔直径的大小，要求既能使积水顺利排出，又能防止冲跨煤壁，故探防水钻孔直径以不大于75mm为宜。 2024/7/2422三
15、、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探3 3探水作业参数之四探水作业参数之四钻孔布置：钻孔布置： 探水钻孔应布成扇形或半扇形，钻孔之间的夹角一般为10-20，钻孔数不能少于5个。2024/7/2423三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探2024/7/2424三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探4.4.探放水的安全措施探放水的安全措施（1）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。（2）清理巷道，挖好排水沟，配备与探放水量相适应的排水设备。（3）在打钻地点或附近安设专用电话。（4）测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度
16、、深度以及钻孔数目。（5）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。（6）钻孔内水压较大时，应采用防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤岩壁突然鼓出的措施。2024/7/2425三、井下防治水三、井下防治水 （三）探（三）探（7）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常情况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向调度室报告，并派人监测水情。如发现情况紧急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。（8）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置，积水量和
17、水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准用钻机进行探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水的全过程，核对放水量，直到老空水全部放完为止。（9）钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查气体成分。如果瓦斯或气体有害气体浓度超过煤矿安全规程有关规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。2024/7/2426三、井下防治水三、井下防治水（四）放（四）放 放:即疏放水，就是在探明水源之后，根据水源类型采取不同的疏放水方法，有计划、有准备地将威胁矿井安全生产的水源疏放干，它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。 水量
18、如何计算？水量如何计算？ 2024/7/2427三、井下防治水三、井下防治水（四）放（四）放2.2.疏放水注意事项疏放水注意事项（1）探到水源后，水量不大时，一般可用探水钻孔放水；在水量很大时，需要另打钻孔。放水钻孔直径一般为5070mm，孔深不大于70m。放水钻孔的孔口必须安设套管加固。（2）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量。（3）放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化时，及时处理，并立即报告。（4）必须有矿山救护队检查水面上的气体成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须
19、制定安全措施。（5）在放水设计中，应规定好人员撤退路线，并保证路线畅通，沿途照明良好。 2024/7/2428三、井下防治水三、井下防治水（五）截（五）截截，即截水。截，即截水。在探到水源后，由于条件限制无法放水，或在探到水源后，由于条件限制无法放水，或者虽能放水但不合理时，便利用防水墙、防水闸门、防者虽能放水但不合理时，便利用防水墙、防水闸门、防水煤柱或岩柱等设施，永久地或临时地截住水源，将采水煤柱或岩柱等设施，永久地或临时地截住水源，将采掘区与水隔开。使局部地点用水不至于威胁其他区域。掘区与水隔开。使局部地点用水不至于威胁其他区域。1.1.防水墙：防水墙：是井下防水、截水的一种设施。用于隔
20、绝积水是井下防水、截水的一种设施。用于隔绝积水区（水源）或有透水危险的区域。区（水源）或有透水危险的区域。2024/7/2429三、井下防治水三、井下防治水（五）截（五）截2.2.防水闸门防水闸门: :设置在发生突水时需要堵截而平时需要行人和设置在发生突水时需要堵截而平时需要行人和通车的巷道中。它是防止水灾的重要工程。通车的巷道中。它是防止水灾的重要工程。2024/7/2430三、井下防治水三、井下防治水（五）截（五）截3.3.防水煤（岩）柱：防水煤（岩）柱：对于井上下的各种水源，在一般情况下都对于井上下的各种水源，在一般情况下都应尽量疏干或堵塞其入井通道，彻底解除水的威胁，但这样应尽量疏干或
21、堵塞其入井通道，彻底解除水的威胁，但这样做有时是不合理的或不可能的，因此采取留设一定宽度的防做有时是不合理的或不可能的，因此采取留设一定宽度的防水煤（岩）柱的方法来截住水源。水煤（岩）柱的方法来截住水源。一般在下列情况下需要留设防水煤（岩）柱。一般在下列情况下需要留设防水煤（岩）柱。（1 1）相邻矿井的分界处，必须留有防水煤柱。矿井以断层分）相邻矿井的分界处，必须留有防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留设防水煤柱。界时，必须在断层两侧留设防水煤柱。（2 2）井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联系的）井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联系的导水断层、裂隙（带）、陷落柱时，
22、必须找出其确切的位置，导水断层、裂隙（带）、陷落柱时，必须找出其确切的位置，并按规定留设防水煤（岩）柱。并按规定留设防水煤（岩）柱。2024/7/2431三、井下防治水三、井下防治水 （六）堵（六）堵堵，即注浆堵水。堵，即注浆堵水。将专门制备的浆液将专门制备的浆液堵水材料通过钻孔压入堵水材料通过钻孔压入地层的裂隙、溶洞或断层破碎带，使浆液扩张、凝固、硬化，地层的裂隙、溶洞或断层破碎带，使浆液扩张、凝固、硬化，达到充填堵塞涌水通道、隔离水源的目的。注浆堵水方法简便，达到充填堵塞涌水通道、隔离水源的目的。注浆堵水方法简便，效果交好，是防止矿井涌水行之有效的措施。效果交好，是防止矿井涌水行之有效的措
23、施。2024/7/2432四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理1.1.矿井透水预兆矿井透水预兆1）一般预兆（1）煤壁“挂汗”。这是由于压力水渗过小裂隙凝聚在煤层或岩石表面，而形成了小水珠。区别“假汗”，看新鲜煤壁。（2）煤壁“挂红”。当积水中含有铁的氧化物时，上述煤岩壁上所挂之“汗”呈暗红色，故称为“挂红”。（3）空气变冷，煤壁发凉。（4）出现雾气。当采掘面气温较高时，从煤岩壁渗出的积水就会被蒸发而形成雾气。（5）发出水叫声。有时能听到空洞泄水声。2024/7/2433四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理（6）淋水加大，顶板来压，底板鼓起或产生裂隙并出现渗水。（7）出现压力水流
24、（或称水线）。这表明离水源已经较近，应密切注意水流情况。若出水浑浊，说明水源很近；若出水清净则水源尚远。（8）工作面有害气体增加。这是因为积水区常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体逸散出来的缘故。（9）煤层发潮、发暗。原本干燥、光亮的煤层由于水的渗入，就变得潮湿、暗淡。如果挖去面一层，里面仍如此，说明附近有积水。 2024/7/2434四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理2 2、采掘工作面出现透水预兆时应采取的措施、采掘工作面出现透水预兆时应采取的措施 煤矿安全规程第266条规定：采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大，顶板来压、底板鼓起或产生裂
25、隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报、撤出所有受水威胁地点的人员。2024/7/2435四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理3.3.透水时的安全措施透水时的安全措施（1） 立即报告矿调度室。（2） 设法堵住出水点。（3）迅速撤离险区。如果水势太猛，无法堵住出水点，也来不及加固工作面时，则应有组织地沿着预定的避灾路线迅速撤至上一水平或地面。（4）避难待救。井下人员万一来不及撤至安全地点时，可找一独头上山，暂时避难待救。 2024/7/2436四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理4 4、被矿井水灾围困时的避灾自救措施、被矿井水
26、灾围困时的避灾自救措施(1)当现场人员被涌水围困无法退出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择合适地点快速建筑临时避难硐室避灾。如系老空透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，防止被涌出的有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显标志。 (2)在避灾期间，遇险矿工要有良好的精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要做好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，以减少体力和空气消耗。2024/7/2437四、矿井透水事故的处理四、矿井透水事故的处理(3)避灾时，应用敲击的方法有规律、间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的位置。(4)被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣服过滤。(5)长时间被困在井下，发觉救护人员来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱。得救后，不可吃硬质和过量的食物，要避开强烈的光线，以防发生意外。 关键一点还是要熟悉避灾路线，另外要知道避灾路线沿线，有没有独头上山的巷道，如果有的话，实在跑不过水，可以转到这样的巷道。王家岭，自救的重要性。2024/7/2438
