1、2022年6月23日1第三节第三节 巷道通过含水层巷道通过含水层的施工方法的施工方法云南能源职业技术学院云南能源职业技术学院 2022年6月23日2本节主要内容 一、概述一、概述 二、地面防治水二、地面防治水 三、井下防治水三、井下防治水 四、突水事故处理四、突水事故处理2022年6月23日3 一、概述 1.广东兴宁市大兴煤广东兴宁市大兴煤矿矿“8.7”特别重大透水事特别重大透水事故故 2005年年8月月7日，广东日，广东梅州兴宁大兴煤矿发生严梅州兴宁大兴煤矿发生严重透水事故，造成重透水事故，造成123名名矿工被困井下。经过矿工被困井下。经过23天天日夜抢救，仅找到日夜抢救，仅找到6具遗体。具
2、遗体。原因：顶着水库采煤，倾原因：顶着水库采煤，倾角大，抽冒导通。角大，抽冒导通。 （一）近年来发生的特大突水事故（一）近年来发生的特大突水事故2022年6月23日4 2.山西左云新井煤矿山西左云新井煤矿5.18特别重大透水事故特别重大透水事故 2006年年5月月18日日19时时36分，山西省大同市左云分，山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿发生特别重大透水事故，造成县张家场乡新井煤矿发生特别重大透水事故，造成56人死亡，直接经济损失人死亡，直接经济损失5312万元。万元。 直接原因：采空区附近作业，未采取探放水措直接原因：采空区附近作业，未采取探放水措施，破坏安全煤柱。施，破坏安全煤柱。202
3、2年6月23日5 2005年年12月月2日日23时时40分，河南省洛阳市分，河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生特别新安县寺沟煤矿发生特别重大透水事故，造成重大透水事故，造成35人死亡，人死亡，7人下落不明，人下落不明，直接经济损失直接经济损失973万元。万元。 直接原因：非法进入直接原因：非法进入矿井边界煤柱，导通老窑矿井边界煤柱，导通老窑水及地表水。水及地表水。 3.河南洛阳新安寺沟煤矿河南洛阳新安寺沟煤矿12.2特别重大透水事特别重大透水事故故2022年6月23日6 2007年年7月月29日日8时时30分左右，河南陕县支建分左右，河南陕县支建矿业有限公司支建煤矿东矿业有限公司支建煤矿东风井发生
4、透水事故，风井发生透水事故，69人人被困，后经抢救，被困矿被困，后经抢救，被困矿工全部获救。工全部获救。 直接原因：因河床水直接原因：因河床水通过采空区涌入井下造成，通过采空区涌入井下造成，透水量透水量3000立方米。立方米。 4. 4.河南省陕县支建煤矿东风井透水事故河南省陕县支建煤矿东风井透水事故2022年6月23日7 2010年年3月月1日日7时时29分分, 内蒙神华乌内蒙神华乌海能源有限公司骆驼海能源有限公司骆驼山煤矿，山煤矿，16层回风巷层回风巷掘进工作面发生透水掘进工作面发生透水事故，造成事故，造成32人死亡。人死亡。 直接原因：在施直接原因：在施工中井下工中井下16号煤层掘号煤层
5、掘进工作面底板奥灰水进工作面底板奥灰水突水。突水。5.神华集团神华集团“3.1”骆驼山煤矿透水事故骆驼山煤矿透水事故2022年6月23日8 2010年年3月月28日日14时时30分许，山西王家岭煤矿发分许，山西王家岭煤矿发生透水事故，生透水事故，153人被困，人被困，115人获救，人获救，38人遇难。人遇难。 直接原因：没有严格执行探放水规定，导通老空直接原因：没有严格执行探放水规定，导通老空水。水。6.山西王家岭煤矿透水事故山西王家岭煤矿透水事故2022年6月23日97.开滦范各庄矿水患治理开滦范各庄矿水患治理 1984年年6月月2日，开滦范各庄日，开滦范各庄2171综采工作面综采工作面发生
6、世界采矿史上罕见的发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故，陷落柱突水事故，最大瞬最大瞬时水量达时水量达648 m/min，致使范各庄及周边，致使范各庄及周边3对矿井对矿井被很快淹。为救灾复矿，调集了全球最权威的专家被很快淹。为救灾复矿，调集了全球最权威的专家和世界上最大的水泵进行抢险，地面注浆封堵工程和世界上最大的水泵进行抢险，地面注浆封堵工程的规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工的规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工作历时近一年，直接和间接损失超过作历时近一年，直接和间接损失超过5亿元。亿元。2022年6月23日102022年6月23日11（二）我国煤矿水害区分布及特征（二）我国煤
7、矿水害区分布及特征 1.华北石炭二叠纪煤田的岩溶华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区；裂隙水水害区； 2.华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区；华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区； 3.东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区； 4. 西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区； 5. 西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害区；西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害区； 6. 台湾第三纪煤田的裂隙台湾第三纪煤田的裂隙孔隙水水害区。孔隙水水害区。2022年6月23日12我国煤矿水害区分布及特征我国煤矿水害区分布及特征2022年6月23日13充水充水“水源水源”充水充水“通道通道”充水
8、充水“强度强度”水源：大气降水、地水源：大气降水、地表水、地下水、老窑表水、地下水、老窑水等。水等。通道：陷落柱、断裂通道：陷落柱、断裂带、隐伏露头、顶板带、隐伏露头、顶板冒落带、地面岩溶疏冒落带、地面岩溶疏干塌陷带、封孔质量干塌陷带、封孔质量不良的钻孔等。不良的钻孔等。（三）矿井充（涌、突）水条件（三）矿井充（涌、突）水条件2022年6月23日14 1.矿井水的来源矿井水的来源 形成水害的前提是必须要有水源。矿井水的来形成水害的前提是必须要有水源。矿井水的来源主要有以下几种：源主要有以下几种： 地表水地表水 大气降水渗入或流人，往往是开采地形低洼且大气降水渗入或流人，往往是开采地形低洼且埋藏
9、较浅煤层的主要水源，在雨季表现得尤为明显。埋藏较浅煤层的主要水源，在雨季表现得尤为明显。地面河流、湖泊、水库、池塘水也会渗入和流人井地面河流、湖泊、水库、池塘水也会渗入和流人井下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源，除开采下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源，除开采深度条件外还与地层构造和采煤方法有关。深度条件外还与地层构造和采煤方法有关。 地下水地下水2022年6月23日15 有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，我们把它叫做我们把它叫做含水层含水层。流砂层和砾石层中的水叫。流砂层和砾石层中的水叫孔孔隙水隙水，石灰岩含水层中的水叫，石灰岩含水层中的
10、水叫溶洞水溶洞水，砂岩中的水，砂岩中的水属于属于裂隙水裂隙水。地下水是可以流动的并不断接受地表。地下水是可以流动的并不断接受地表水的补给，开采越深水压越高、裂隙溶洞越大、含水的补给，开采越深水压越高、裂隙溶洞越大、含水越丰富，它是井下最直接、最常见的水源。井下水越丰富，它是井下最直接、最常见的水源。井下巷道或采煤工作面一旦揭露这些含水层，水便会发巷道或采煤工作面一旦揭露这些含水层，水便会发生突出，危害性较大。生突出，危害性较大。 老空水老空水 过去采过的小煤窑以及矿井废弃的旧巷道常常过去采过的小煤窑以及矿井废弃的旧巷道常常2022年6月23日16有很多积水。当采掘工作面与它们打透时，很短时有很
11、多积水。当采掘工作面与它们打透时，很短时间内会有大量水涌人，来势凶猛，造成透水事故，间内会有大量水涌人，来势凶猛，造成透水事故，破坏性很大。破坏性很大。 断层水断层水 岩层断裂形成断层，有的断层带内会积存水。岩层断裂形成断层，有的断层带内会积存水。断层还常将不同的含水层连通，有的甚至与地表水断层还常将不同的含水层连通，有的甚至与地表水相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时，相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时，断层水便会涌出。断层水便会涌出。 2.透水事故的易发地点透水事故的易发地点 水灾事故通常也叫透水事故。透水事故的易发水灾事故通常也叫透水事故。透水事故的易发2022年6月2
12、3日17地点有：地点有： (1)接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱等地点。等地点。 (2)接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿的地点。煤矿的地点。 (3)接近可能与河床、湖泊、水库、蓄水池、水接近可能与河床、湖泊、水库、蓄水池、水井等相近的断层破碎带的地点。井等相近的断层破碎带的地点。 (4)打开隔离煤柱放水的地点。打开隔离煤柱放水的地点。 (5)接近可能出水的钻孔的地点。接近可能出水的钻孔的地点。 (6)接近有水的灌浆区的地点。接近有水的灌浆区的地点。2022年6月23日18 矿井发生透水前，一般都有一些异
13、常的表现：矿井发生透水前，一般都有一些异常的表现： 1.挂红挂红 在煤在煤(岩岩)裂隙表面附着有暗红色的水锈。裂隙表面附着有暗红色的水锈。 2.挂汗挂汗 煤煤(岩岩)壁上凝结有水珠，说明此时巷道接近积水壁上凝结有水珠，说明此时巷道接近积水区。但有时空气中的水分遇到低温煤区。但有时空气中的水分遇到低温煤(岩岩)壁也会挂汗，壁也会挂汗，这是一种假象。所以，遇到挂汗时，要辨别真伪，这是一种假象。所以，遇到挂汗时，要辨别真伪，其辨别方法是剥去一薄层，观察新暴露面是否也有其辨别方法是剥去一薄层，观察新暴露面是否也有潮气，若有则是透水预兆。潮气，若有则是透水预兆。（四）矿井发生透水前的预（四）矿井发生透水
14、前的预兆兆2022年6月23日19 3.煤壁变冷煤壁变冷 工作面接近大量积水时，气温骤降，煤壁发凉，工作面接近大量积水时，气温骤降，煤壁发凉，人一进去就有阴冷的感觉，时间愈长愈感到阴凉。人一进去就有阴冷的感觉，时间愈长愈感到阴凉。 4.出现雾气出现雾气 当巷道温度很高时，积水渗到煤壁后引起蒸发当巷道温度很高时，积水渗到煤壁后引起蒸发而形成雾气。而形成雾气。 5.水叫水叫 采煤工作面若在煤壁、岩层内听到采煤工作面若在煤壁、岩层内听到“吱吱吱吱”的的水叫声，说明已接近高压积水区。若是煤巷掘进，水叫声，说明已接近高压积水区。若是煤巷掘进，2022年6月23日20则透水即将发生，这时必须立即发出警报，
15、撤出所则透水即将发生，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。有受水威胁的人员。 6.顶板淋水加大顶板淋水加大 这表明已接近积水区。这表明已接近积水区。 7.顶板来压，底板鼓起。顶板来压，底板鼓起。 8.水色发浑，有臭味水色发浑，有臭味 这是接近老空区积水的象征。这是接近老空区积水的象征。 9.工作面有害气体增加工作面有害气体增加 积水区向外散发出瓦斯、二氧化磷和硫化氢等积水区向外散发出瓦斯、二氧化磷和硫化氢等有害气体。有害气体。2022年6月23日21 10.裂缝出现渗水裂缝出现渗水 如果出水清净，则离积水区较远；若出水浑浊，如果出水清净，则离积水区较远；若出水浑浊，则离积水区已近。则
16、离积水区已近。2022年6月23日22 1.发生水灾事故后，应立即组织撤出受灾区和发生水灾事故后，应立即组织撤出受灾区和灾害可能波及区域的全部人员。灾害可能波及区域的全部人员。 2.迅速查明水灾事故现场和突水情况，组织有迅速查明水灾事故现场和突水情况，组织有关专家和工程技术人员分析形成水灾事故的突水水关专家和工程技术人员分析形成水灾事故的突水水源、矿井充水条件、过水通道、事故将造成的危害源、矿井充水条件、过水通道、事故将造成的危害及发展趋势，采取针对性措施，防止事故影响的扩及发展趋势，采取针对性措施，防止事故影响的扩大。大。 3.坚持以人为本的原则，在水灾事故中若有人坚持以人为本的原则，在水灾
17、事故中若有人员被困时，应制定并实施抢险救人的办法和措施，员被困时，应制定并实施抢险救人的办法和措施，矿矿（五）矿井水灾事故的应急处置（五）矿井水灾事故的应急处置2022年6月23日23山救护和医疗卫生部门做好救助准备。山救护和医疗卫生部门做好救助准备。 4.根据水灾事故抢险救援工程的需要，做好抢根据水灾事故抢险救援工程的需要，做好抢险救援物资准备和排水设备及配套系统的调配和组险救援物资准备和排水设备及配套系统的调配和组织协调工作。织协调工作。 5.确认水灾已得到控制并无危害后，方可恢复确认水灾已得到控制并无危害后，方可恢复矿井正常生产状态。矿井正常生产状态。2022年6月23日24（六）矿井水
18、害类型（六）矿井水害类型 1.矿井水害名词矿井水害名词 矿井突水：矿井突水：凡因井巷、工作面与含水层、被淹凡因井巷、工作面与含水层、被淹没巷道地表水体或含水的裂隙带、溶洞、陷落柱、顶没巷道地表水体或含水的裂隙带、溶洞、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故，称为水事故，称为矿井突水矿井突水。 矿井水害：矿井水害：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿凡影响生产、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，都称为的矿井水，都称为矿井水害矿井水害。2022年6月
19、23日25 2.矿井水害类型矿井水害类型 地表水水害地表水水害 老空水水害老空水水害 孔隙水水害孔隙水水害 裂隙水水害裂隙水水害 岩溶水水害（薄层灰岩、岩溶水水害（薄层灰岩、厚层灰岩）厚层灰岩） 注意：注意：多数矿井水害往往多数矿井水害往往是由是由23种水源造成的，单一种水源造成的，单一水源的矿井水害很少。水源的矿井水害很少。2022年6月23日26预测预报：预测预报：通过相应的地通过相应的地质工作队矿井水文地质条件进质工作队矿井水文地质条件进行分采区、分工作面进行评价行分采区、分工作面进行评价圈定安全区、临界危险区和危圈定安全区、临界危险区和危险区。险区。有疑必探：有疑必探：在预测预报的在预
20、测预报的基础上，对没有把握的区域或基础上，对没有把握的区域或块段采用物探、化探、钻探等块段采用物探、化探、钻探等方法进行综合探查，以探明水方法进行综合探查，以探明水害疑点或可疑作业区域。害疑点或可疑作业区域。先探后掘：先探后掘：在综合探查的在综合探查的基础上，在确保巷道掘进或工基础上，在确保巷道掘进或工作面回采没有水患威胁时，可作面回采没有水患威胁时，可实施掘进及回采作业。实施掘进及回采作业。先治后采：先治后采：在综合探查的在综合探查的基础上对有水害隐患区域，必基础上对有水害隐患区域，必须采取有针对性的措施，直至须采取有针对性的措施，直至完全消除水害威胁后才能组织完全消除水害威胁后才能组织正常
21、作业。正常作业。（七）矿井水害防治技术（七）矿井水害防治技术 1.矿井防治水的基本方针矿井防治水的基本方针 煤矿水害防治以煤矿水害防治以“预测预报、有疑必探、先探预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采后掘、先治后采”为基本原则，并根据矿井水害实际为基本原则，并根据矿井水害实际情况制定相应的情况制定相应的“防、堵、疏、排、截防、堵、疏、排、截”综合防治措综合防治措施。施。 2022年6月23日27防防留设煤柱、改变采煤方法留设煤柱、改变采煤方法堵堵超前注浆封堵、封闭或加固隔水层超前注浆封堵、封闭或加固隔水层疏疏疏干冲水源、疏水降压疏干冲水源、疏水降压排排安全可靠的排水系统、资源综合利用安全可靠的
22、排水系统、资源综合利用截截沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施 根据矿井水害实际情况制定相应的根据矿井水害实际情况制定相应的 “ “防、防、堵、疏、排、截堵、疏、排、截”综合防治措施综合防治措施2022年6月23日282.2.矿井防治水的基本技术路线矿井防治水的基本技术路线 矿井建设中（前）：矿井建设中（前）：应进行矿井水文地质综合勘探，查清矿井的水文应进行矿井水文地质综合勘探，查清矿井的水文地质条件；预测评价矿井涌水量，进行矿井防排水系统的设计。在此基础地质条件；预测评价矿井涌水量，进行矿井防排水系统的设计。在此基础上根据矿井的未来上根据矿井的未来( (如如5 5年年
23、) )采掘计划制定矿井的总体防治水规划，确定不同采掘计划制定矿井的总体防治水规划，确定不同阶段防治水项目。阶段防治水项目。 开采过程中：开采过程中： 应建立水害安全保障体系，包括物探、钻探、注浆设备、应建立水害安全保障体系，包括物探、钻探、注浆设备、排水设施、水闸门、水闸墙、防治水组织结构、安全避灾路线等，以及巷排水设施、水闸门、水闸墙、防治水组织结构、安全避灾路线等，以及巷道掘进前方超前探测、采区采面精细探查，以查清掘进头、采区及工作面道掘进前方超前探测、采区采面精细探查，以查清掘进头、采区及工作面的水文地质条件，并对有突水危险的工作面进行突水监测，根据监测结果的水文地质条件，并对有突水危险
24、的工作面进行突水监测，根据监测结果及时调整优化防治水方案，编写救灾预案。及时调整优化防治水方案，编写救灾预案。 闭井前：闭井前：要对矿井闭井安全条件进行评价，制定矿井关闭过程安要对矿井闭井安全条件进行评价，制定矿井关闭过程安全措施，监测拟关闭废井与邻近矿井水情水况，制定废弃矿井水防范措施。全措施，监测拟关闭废井与邻近矿井水情水况，制定废弃矿井水防范措施。并将废弃矿并采空区准确地标绘在地质图、采掘工程平面图等图纸上，同并将废弃矿并采空区准确地标绘在地质图、采掘工程平面图等图纸上，同时将相关资料报送上级管理部门进行备案。时将相关资料报送上级管理部门进行备案。2022年6月23日29二、地面水防治二
25、、地面水防治2022年6月23日30（一）地面防洪调查（一）地面防洪调查 煤矿企业必须查清矿区及其附近的地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：水系统。调查研究时，要掌握以下情况： 1.掌握矿区地形条件。掌握矿区地形条件。（河流分布、（河流分布、已有防水工程、低洼地带、煤层和含已有防水工程、低洼地带、煤层和含水层露头、地表塌陷裂缝等）水层露头、地表塌陷
26、裂缝等） 2.掌握当地历年的降水量和最高洪掌握当地历年的降水量和最高洪水位。水位。2022年6月23日31（二）地表水防治措施（二）地表水防治措施 措施：堤措施：堤坝、沟渠坝、沟渠等疏通水等疏通水路；标高路；标高加高；排加高；排洪站。洪站。 1.井口及工业场地的防洪与泄洪井口及工业场地的防洪与泄洪 井口及工业场地井口及工业场地(包括风井包括风井)是煤矿生产的咽喉与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。
27、高，均应高于当地历年最高洪水位。 防护类型防护类型安全超高安全超高/m/m平原区平原区0.50.5丘陵、山区丘陵、山区1.01.0工业场地及居民区工业场地及居民区0.50.5煤矿设施的防洪安全高度表煤矿设施的防洪安全高度表2022年6月23日32 2.2.修筑排洪渠修筑排洪渠 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网，防止洪水进大量涌水，这就需要修筑地面引洪渠网，防止洪水进入煤层开采段或矿区内。一般可在矿区上方山坡垂直入煤层开
28、采段或矿区内。一般可在矿区上方山坡垂直于来水方向修建排洪渠，拦截洪水。排洪渠可大致沿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置，并保持适当的坡度，而后根据地形山型等高线布置，并保持适当的坡度，而后根据地形特点将洪水引出矿区。特点将洪水引出矿区。2022年6月23日33 徐州贾汪矿区，东、徐州贾汪矿区，东、西、北三面环山，地表西、北三面环山，地表水是充水岩溶含水层的水是充水岩溶含水层的主要补给水源，汇水面主要补给水源，汇水面积达积达234.11 km234.11 km，山洪，山洪约一小时就可涌入矿区，约一小时就可涌入矿区，每到雨季极易遭受洪水每到雨季极易遭受洪水危害以致淹井，后
29、在井危害以致淹井，后在井田外围修筑了田外围修筑了43 km43 km长长的环形排洪沟，疏导地的环形排洪沟，疏导地表水，才免受洪水威胁，表水，才免受洪水威胁，从而保证了煤矿安全生从而保证了煤矿安全生产。产。修筑排洪渠修筑排洪渠2022年6月23日34 3.3.河床铺底河床铺底 当河槽底下局部地段出露有导水很好的充水层或当河槽底下局部地段出露有导水很好的充水层或塌陷坑时，为了减少地表水及第四系潜水对矿井充水塌陷坑时，为了减少地表水及第四系潜水对矿井充水层的补给，可在漏水地段铺筑不透水的人工河床。京层的补给，可在漏水地段铺筑不透水的人工河床。京西门头沟。西门头沟。2022年6月23日35 京西门头沟
30、矿经验：京西门头沟矿经验： 在沟渠中铺底三层。底层是韧性防漏层，厚在沟渠中铺底三层。底层是韧性防漏层，厚度在度在25 cm25 cm以上，用黄土压实而成；中间是伸缩层，以上，用黄土压实而成；中间是伸缩层，用厚用厚20 cm20 cm砂夹石砂夹石( (砂石比为砂石比为3:7)3:7)铺设，以防止底层铺设，以防止底层翻浆，在冬季则可防止沟底冻裂；上层是用水泥砂翻浆，在冬季则可防止沟底冻裂；上层是用水泥砂浆及河卵石构筑，厚度在浆及河卵石构筑，厚度在35 cm35 cm以上，能抵御流速以上，能抵御流速6 6 m/sm/s的水流冲刷。的水流冲刷。 按水量与坡度确定沟渠断面，在上游建筑拦按水量与坡度确定沟
31、渠断面，在上游建筑拦水坝以降低流速，位水速限制在水坝以降低流速，位水速限制在6 m/s6 m/s以下，可防止以下，可防止急流冲毁下游工程利泥沙在下游淤积。急流冲毁下游工程利泥沙在下游淤积。2022年6月23日36 4. 4.填堵陷坑填堵陷坑 矿区的岩溶洞穴、塌陷裂缝和废弃的小煤窑等，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，必须采取防为雨水或地表水流入井下的通道。因此，必须采取防治措施，一方面要防止地面积水，另一方面对于面积治措施，一方面要防止地面积水，另一方面对于面
32、积不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。其主要方法：其主要方法：2022年6月23日37 填塞塌陷裂缝填塞塌陷裂缝 可沿缝挖沟，深度为可沿缝挖沟，深度为0.40.40.8 m0.8 m，裂缝边缘，裂缝边缘两侧各宽两侧各宽0.30.30.5 m0.5 m，缝内填入石块或片石，上，缝内填入石块或片石，上部用部用3:73:7的灰土填塞夯实。的灰土填塞夯实。 填堵塌陷坑填堵塌陷坑 有的塌陷坑漏水十分严重，对生产影响极大。有的塌陷坑漏水十分严重，对生产影响极大。如湖南涟邵斗笠山矿香花台井，每逢洪水季节，如湖南涟邵斗笠山矿香花台井，每逢洪水季节，山洪水直接从地面塌陷区渗入地下
33、，涌入矿井，山洪水直接从地面塌陷区渗入地下，涌入矿井，使矿井涌水量急剧增加。使矿井涌水量急剧增加。2022年6月23日38 5. 5.修筑防洪堤隔绝水源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，而旦在潜水含水层下部具有稳定隔水层的表很近时，而旦在潜水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。情况下，地表水与冲积层水随时都有灌入矿井的危险。宜洛煤田防洪堤宜洛煤田防洪堤2022年6月23日39 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富水含水层与地表水保持经常性水力联系的矿区，
34、在井巷施工中，有的地段用水量很大，对安全区，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。如止地表水的渗透补给，可用注浆手段截流堵水。如山东枣庄矿区的郭东井田，第九层灰岩露头直接出山东枣庄矿区的郭东井田，第九层灰岩露头直接出露于谭家河河床内，构成河水补给井下的良好通道。露于谭家河河床内，构成河水补给井下的良好通道。在谭家河在谭家河“九灰九灰”露头地段进行投盐连通试验观测，露头地段进行投盐连通试验观测，测得河水通过灰岩裂隙流向井下的速度为测得河水通过灰岩裂隙流向井下的速度为
35、1000 m/d1000 m/d，矿井投产以后，经常因地表河水补给而发生矿井投产以后，经常因地表河水补给而发生2022年6月23日40突水。为了杜绝河水对灰岩的补给，沿河床灰岩出突水。为了杜绝河水对灰岩的补给，沿河床灰岩出露的倾斜方向，打了一排钻孔，通过钻孔注入水泥露的倾斜方向，打了一排钻孔，通过钻孔注入水泥浆，浆液固结后堵住了浆，浆液固结后堵住了“九灰九灰”裂隙，形成一条隔裂隙，形成一条隔水屏幕，截断了地表水源的通路，如图所示。水屏幕，截断了地表水源的通路，如图所示。注浆截流堵水布置图注浆截流堵水布置图2022年6月23日41 7. 7.河流改道河流改道 当矿区地表河流渗漏范围很当矿区地表河
36、流渗漏范围很大，利用上述堵水方法难以奏效大，利用上述堵水方法难以奏效时，则可考虑将河流改道。可选时，则可考虑将河流改道。可选择合适的地点择合适的地点( (最好是在隔水层最好是在隔水层上上) )，修筑水坝将原河道截断，修筑水坝将原河道截断，用人工挖掘新河道，将河水引出用人工挖掘新河道，将河水引出矿区以外。矿区以外。 注意注意：工程设计、投资必须工程设计、投资必须河流；新河道应选在隔水层上；河流；新河道应选在隔水层上；河道坡度要合理；考虑整体规划。河道坡度要合理；考虑整体规划。2022年6月23日42三、井下探放水 在有些生产矿井的范围内，在有些生产矿井的范围内，常常有许多充水的小窑、老巷、常常有
37、许多充水的小窑、老巷、断层以及富含水层。当采掘工断层以及富含水层。当采掘工作面接近这些水体时，就有可作面接近这些水体时，就有可能造成地下水突然涌入矿井的能造成地下水突然涌入矿井的事故。为了消除这些隐患，在事故。为了消除这些隐患，在生产中使用探放水的方法，探生产中使用探放水的方法，探明工作面前方的水情，然后明工作面前方的水情，然后将将水有控制地放出来水有控制地放出来，以保证采，以保证采掘工作的安全。掘工作的安全。2022年6月23日43 下列情况必须要确定探水线进行超前探水：下列情况必须要确定探水线进行超前探水： 1.接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤
38、矿时。时。 2.接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。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。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。等相通的断层破碎带时。 5.接近有出水可能的钻孔时。接近有出水可能的钻孔时。l小窑老空水的探放方法小窑老空水的探放方法l探放断层水及其他可疑水源探放断层水及其他可疑水源2022年6月23日44 6. 6.接近有水的灌浆区时。接近有水的灌浆区时。 7. 7.接近其他可能出水地区时。接近其他可能出水地区时。 （一）小窑老空水的探放方法（一）小窑老空
39、水的探放方法 1 1. .探放原则探放原则 探放老空水除了要遵循探放老空水除了要遵循“预测预报、有疑必探，预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采先探后掘、先治后采”防治水原则外，还应遵循以防治水原则外，还应遵循以下探放老空水的原则下探放老空水的原则: : 积极探放积极探放 先隔离后探放先隔离后探放 先降压后探放先降压后探放2022年6月23日45 先堵后探放先堵后探放 2 2. .探水前注意事项探水前注意事项 检查徘水系统，准备好水沟，水仓及排水管检查徘水系统，准备好水沟，水仓及排水管路；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设路；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。计的
40、最大排水能力。 准备堵水材料。准备堵水材料。在探水地点应备用一定数量在探水地点应备用一定数量的水泥的水泥( (或者化学浆或者化学浆) )、坑木、麻袋、木塞、泥、棉、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、锯、斧等，以便出水或来压时及时处理。线、锯、斧等，以便出水或来压时及时处理。 检查瓦斯。检查瓦斯。瓦斯浓度超过安全规定时应停止瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。工作，及时加强通风。2022年6月23日46 检查支架情况。检查支架情况。有松动或破损的支架要及时有松动或破损的支架要及时修整或更换。帮顶是否背好，都要一一检查。修整或更换。帮顶是否背好，都要一一检查。 检查煤壁。检查煤壁。煤壁有松软
41、或膨胀等现象时，要煤壁有松软或膨胀等现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。流冲垮煤壁，造成事故。 检查水沟。检查水沟。巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。立即修复。 检查安全退路。检查安全退路。即避灾路线内不许有煤炭、即避灾路线内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时刻保证通畅无阻。木料、煤车等阻塞，要时刻保证通畅无阻。2022年6月23日47 检查打钻地点或附近是否安设专用电话。检查打钻地点或附
42、近是否安设专用电话。 3 3. .探水起点的确定探水起点的确定 积水线：积水线：调查核定积水调查核定积水区的边界，也区的边界，也即小窑采空区即小窑采空区的范围，其深的范围，其深部界线应根据部界线应根据小窑的最深下小窑的最深下山划定，如图。山划定，如图。2022年6月23日48 探水线：探水线：沿积水线外推沿积水线外推6060150m150m的距离画一的距离画一条线条线( (如上山掘进时则为顺层的斜距如上山掘进时则为顺层的斜距) )，此数值大小视，此数值大小视积水范围可靠程度，水头压力，煤的强度大小来确定。积水范围可靠程度，水头压力，煤的强度大小来确定。 警戒线：警戒线：是从探水线再外推是从探水
43、线再外推5050150m150m。当巷道。当巷道进入此线，就应警惕积水的威胁，注意迎头的变化，进入此线，就应警惕积水的威胁，注意迎头的变化，当发现有透水征兆时就应提前探水。当发现有透水征兆时就应提前探水。 4 4. .探水钻孔的布置方法探水钻孔的布置方法 探放水钻孔布置应以确保不漏老空，保证安全生探放水钻孔布置应以确保不漏老空，保证安全生产，而探水工作量又以最小为原则。产，而探水工作量又以最小为原则。 布置方法如下图所示。布置方法如下图所示。2022年6月23日49探水钻孔的超前距、允许掘进探水钻孔的超前距、允许掘进距离、帮距、钻孔密度示意图距离、帮距、钻孔密度示意图2022年6月23日50
44、超前距、允许掘进距离、帮距、钻孔密度超前距、允许掘进距离、帮距、钻孔密度 超前距：超前距：探水钻孔的终孔位置应始终保持超前探水钻孔的终孔位置应始终保持超前掘进工作面一段距离，该段距离掘进工作面一段距离，该段距离称为超前距离。称为超前距离。 超超前距离一般采用前距离一般采用20 m20 m，在薄煤层中可缩短，但不得小，在薄煤层中可缩短，但不得小于于8 m8 m。 允许掘进距离：允许掘进距离：经探水后证明无水害威胁，可经探水后证明无水害威胁，可以安全掘进的长度，以安全掘进的长度，称为允许掘进距离。称为允许掘进距离。在岩巷掘进在岩巷掘进时，保护岩柱应留时，保护岩柱应留5 m5 m10 m10 m。钻
45、孔的深度通常为钻孔的深度通常为40 40 m m，即每打，即每打1 1次钻，可向前掘进次钻，可向前掘进20 m20 m30 m30 m。 帮距帮距: : 为使巷道两帮与可能存在的水体之间保为使巷道两帮与可能存在的水体之间保2022年6月23日51持一定的安全距离持一定的安全距离，巷道迎头的探水钻孔巷道迎头的探水钻孔，向前方呈，向前方呈放射状（扇形）布置，放射状（扇形）布置，有中心孔和外斜孔有中心孔和外斜孔，中心孔的中心孔的终孔位置与外斜孔终点之间的距离终孔位置与外斜孔终点之间的距离称为帮距称为帮距。其值应其值应与超前距相同。但实际中施工中，因受巷道断面的限与超前距相同。但实际中施工中，因受巷道
46、断面的限制，帮距可比超前距小制，帮距可比超前距小1 m1 m2 m 2 m 。 钻孔密度（孔间距）钻孔密度（孔间距）: :它指允许掘进距离终点它指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距。横剖面上，探水钻孔之间的间距。一般不超过一般不超过3 m3 m，以免漏掉积水区。在危险地区各探水钻孔终孔之间的以免漏掉积水区。在危险地区各探水钻孔终孔之间的间距不间距不 得大于老巷的宽度。探水钻孔有了一定的密得大于老巷的宽度。探水钻孔有了一定的密度，就可以对巷道前方的中心及其上、下或左、度，就可以对巷道前方的中心及其上、下或左、右都右都2022年6月23日52起到探水作用。起到探水作用。探水钻孔的布置方法
47、探水钻孔的布置方法倾斜煤层平巷倾斜煤层平巷 薄煤层一般布置薄煤层一般布置3组，组，每组每组12钻孔。钻孔。 厚煤层一般布置厚煤层一般布置3组，组，每组每组3个钻孔。个钻孔。2022年6月23日53 厚煤层分层开采时，每组钻孔必须厚煤层分层开采时，每组钻孔必须有一个钻孔见顶或见底。有一个钻孔见顶或见底。2022年6月23日54倾斜煤层上山巷道倾斜煤层上山巷道2022年6月23日55厚煤层分层开采时，每组钻孔必须有一个钻孔见顶。厚煤层分层开采时，每组钻孔必须有一个钻孔见顶。薄煤层一般布置薄煤层一般布置5组，每组组，每组12钻孔。钻孔。厚煤层一般布置厚煤层一般布置5组，每组组，每组3个钻孔。个钻孔。
48、2022年6月23日56 探水石门探放水探水石门探放水：积水区水积水区水压高（水头压高（水头100 m），水量大，），水量大，附近又无巷道可利用时，由煤层附近又无巷道可利用时，由煤层向岩层中掘石门并应使石门与积向岩层中掘石门并应使石门与积水煤层之间的距离不小于水煤层之间的距离不小于10 m。 在水压高、水量大或煤层松软、节理裂隙发在水压高、水量大或煤层松软、节理裂隙发育的情况下，煤层中打钻不安全，应采用育的情况下，煤层中打钻不安全，应采用隔离式探隔离式探水水。 墙外放水：墙外放水：煤层松软或节理煤层松软或节理发育，采掘工作面已临近积水区发育，采掘工作面已临近积水区时，应修筑防水墙，并预埋套管，
49、时，应修筑防水墙，并预埋套管，在墙外进行探放水。在墙外进行探放水。2022年6月23日57 隔层放水隔层放水：煤层间距大于煤层间距大于20 m20 m，相邻煤层又，相邻煤层又有探水和排水条件时，可在煤巷内向上方打探水孔，有探水和排水条件时，可在煤巷内向上方打探水孔，将水位高于探水孔孔口位置的上层或下层煤老空水将水位高于探水孔孔口位置的上层或下层煤老空水放出来。放出来。2022年6月23日58深孔、中深孔、浅孔布置深孔、中深孔、浅孔布置2022年6月23日59 5 5. .孔口安全装置孔口安全装置 孔口安全装置的布孔口安全装置的布设。一般的探放水孔必须设。一般的探放水孔必须使用孔口安全装置。它由
50、使用孔口安全装置。它由孔口管、泄水测压三通、孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀孔口水门和钻杆逆止阀( (必要时安装必要时安装) )等组成。等组成。2022年6月23日60 孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，如图用逆止孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，如图用逆止闸制动把闸制动把14控制钻杆徐徐退出拆卸。当岩芯管离开孔控制钻杆徐徐退出拆卸。当岩芯管离开孔口水门后，立即关孔口水门，让高压水沿三通泄水阀口水门后，立即关孔口水门，让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点。喷向安全地点。2022年6月23日61 6 6. .放水孔孔径放水孔孔径 放水孔孔径的大小，应根据煤层的坚实程度、放水孔孔径的大小，应根据煤层
