1、煤矿水害防治技术煤矿水害防治技术黄文来黄文来 20102010年年1010月月2 29 9日日提提 纲纲一、矿井充水条件分析一、矿井充水条件分析二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理三、矿井三、矿井防治水实用图编制防治水实用图编制四、突水事故的应急救援预案四、突水事故的应急救援预案23一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路 矿井充水条件分析矿井充水条件分析1 14一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路 矿井充水条件分析，是矿床水文地质学重要研矿井充水条件分析，是矿床水文地质学重要研究内容之一，也是矿井水文地质工作的重要环
2、节之究内容之一，也是矿井水文地质工作的重要环节之一。一。充水充水“水源水源”充水充水“通道通道”充水充水“强度强度”一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析5一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路人为充水人为充水条件分析条件分析自然充水自然充水条件分析条件分析矿井充水矿井充水条件分析条件分析 根据充水条件特征，可将矿井充水根据充水条件特征，可将矿井充水条件分析划分为：条件分析划分为：一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析6一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路(一一)、自然充水条件分析、自然充水条件分析一、一、矿井充水条件分
3、析矿井充水条件分析承压水承压水潜水潜水上层滞水上层滞水大气降水大气降水顶板水顶板水底板水底板水周边水周边水1.1.自然自然充水水源充水水源地表水地表水松散孔隙地下水松散孔隙地下水基岩裂隙地下水基岩裂隙地下水碳酸盐岩岩溶地下水碳酸盐岩岩溶地下水7一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路点状岩溶陷落柱点状岩溶陷落柱2.2.自然充水通道自然充水通道线状断裂（裂隙）线状断裂（裂隙）面状裂隙网络面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区局部面状隔水层变薄区)地震通道地震通道窄条状隐伏露头窄条状隐伏露头一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析8一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采
4、是煤炭工业发展的的必由之路必由之路(二二)、人为充水条件分析、人为充水条件分析1.1.人为充水水源人为充水水源老空水老空水袭夺水袭夺水一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析9一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路封孔质封孔质量不佳量不佳钻孔钻孔地面岩溶塌陷带地面岩溶塌陷带 顶板冒落裂隙带顶板冒落裂隙带底板矿压破坏带底板矿压破坏带底板水压导升带底板水压导升带 2.2.人为人为充水通道充水通道顶板抽冒带顶板抽冒带顶板切冒带顶板切冒带一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析10一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路（三）、充水强度
5、分析（三）、充水强度分析充水强度分析充水强度分析定量定量预测预测评价评价定性定性分析分析一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析解析法解析法类比法类比法统计学方法统计学方法数值法数值法11一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路矿井防治水基本原则矿井防治水基本原则现在十六字现在十六字原则：原则：预测预报预测预报有疑必探有疑必探先探后掘先探后掘先治后采先治后采过去八字过去八字原则：原则：有疑必探有疑必探先探后掘先探后掘一、一、矿井充水条件分析矿井充水条件分析12一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路回采诱发的导升高度回采诱发的导升
6、高度突突水水主主控控因因素素体体系系厚度、充填物岩性厚度、充填物岩性单位降深涌水量单位降深涌水量平均值、最大值平均值、最大值渗透系数、渗透率渗透系数、渗透率充水含水层充水含水层含水层水压含水层水压含水层富水性含水层富水性含水层渗透性含水层渗透性中奥陶统灰岩古风化壳发育及充填情况中奥陶统灰岩古风化壳发育及充填情况厚度等值线图厚度等值线图力学强度高的砂岩层空间沉积位置力学强度高的砂岩层空间沉积位置脆、塑性岩厚度比脆、塑性岩厚度比底板隔水岩段底板隔水岩段防突性能防突性能隔水岩段关键岩层位置隔水岩段关键岩层位置隔水岩段岩性比例隔水岩段岩性比例隔水岩段总厚度隔水岩段总厚度工作面斜长工作面斜长开采方法与工
7、艺开采方法与工艺煤层倾角煤层倾角矿压破坏发育带矿压破坏发育带煤层采高与采深煤层采高与采深导升发育带导升发育带原始导升高度原始导升高度线密度分布图、单位面积断层迹线的总长度线密度分布图、单位面积断层迹线的总长度张性、压性、扭性张性、压性、扭性点密度分区图点密度分区图断距、宽度、长度及倾角断距、宽度、长度及倾角充填岩性、胶结程度充填岩性、胶结程度地质地质 构造构造断层（裂断层（裂隙密集带）隙密集带）性质性质断层分布密度断层分布密度断层尖灭点、交叉点分布密度断层尖灭点、交叉点分布密度断层规模断层规模断层充填胶结情况断层充填胶结情况埋深、位置埋深、位置线密度分区图线密度分区图褶皱轴密度褶皱轴密度褶皱轴
8、埋深褶皱轴埋深褶皱褶皱密度分布图、不同部位水力性质密度分布图、不同部位水力性质岩溶陷落柱岩溶陷落柱二、二、矿井充水条件分析矿井充水条件分析13一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理2 214一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 1、矿井涌水量观测成果台帐；2、气象资料台帐；3、地表水文观测成果台帐；4、钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台帐；5、抽（放）水实验成果台帐；6、矿井突水点台帐；7、井田地质钻孔综合成果台帐；8、井下水文地质钻孔成果台
9、帐；9、水质分析成果台帐；10、水源水质受污染观测资料台帐；11、水源井（孔）资料台帐；12、封孔不良钻孔资料台帐；13、矿井和周边煤矿采空区相关资料台帐；14、水闸门（墙）观测资料台帐；15、其他专门项目的资料台帐。矿井应当建立下列防治水基础台帐15一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 1、矿井充水性图；2、矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；3、矿井综合水文地质图；4、矿井综合水文地质柱状图；5、矿井水文地质剖面图；（各图纸每半年修订一次）图纸编制要根据防治水规定附录一矿井应当编制下列防治图件16一、一、科学开
10、采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理1、地面防治水 1、查清矿区及其附近地面水流系统的汇水，渗漏情况，疏水能力和有关水利工程等情况。了解当地水库、水电站大坝、江河大堤、河道、河道中障碍物等情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。2、矿井井口和工业场地内建筑物的标高，应当高于当地历年最高洪水位。应当避开可能发生泥石流、滑坡的地段。如果是井口及工业场地建筑物的标高低于当地历年最高洪水位的，应当修筑提坝、沟渠、或者采取其他防排水措施。3、当矿井受到河流、山洪威胁时，应当修筑提坝和泄洪渠，防止洪水侵入。4、严
11、禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段以防冲到工业场地和建筑物附近或者淤塞河道、沟渠。17一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 5、报废的立井应当填实封堵，或者在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，并设置栅栏和标志（报废的斜井应当填实封堵，或者在井口以下斜长20m处砌筑1座砖、石或者混凝土墙，再用泥土填至井口，并加砌封墙。并做好隐蔽工程记录，并填图归档。6、应安排专人负责对本井田范围内可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工
12、程等重点部位进行巡视检查。当接到暴雨灾害预警信息和警报后，要事实24小时不间断巡查，在矿区每次降大到暴雨的前后，应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化的情况。7、建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准，指挥部门，联络人员、撤人程序等。8、矿井雨季前，应当全面检查防范暴雨洪水引发事故灾难防范措施的落实情况，防治水工程要有专门的设计，工程竣工后要由矿井总工程师负责组织验收 18一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 1、相邻矿井的分界处，应当留防隔水煤（岩）柱，矿井以断层分界的，应
13、当在断层两侧留有防隔水煤柱（岩）柱。2、受水害威胁的矿井，有下列情况之一的，应当留设防隔水煤（岩）柱：（一）煤层露头风化带；（二）在地表水体、含水冲击层下和水淹区邻近地带。（三）与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层。（四）有大量积水的老窑和采空区；（五）导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或者地下暗河。（六）分区隔离开采边界；（七）受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。3、防隔水煤（岩）柱应当有矿井地测机构组织编制专门设计，经矿井总工程师组织有关单位审查批准后实施。防隔水煤岩柱的尺寸要求（另附）。4、开采水淹区下的废弃防隔水煤（岩）柱时，应当砌底疏放上部积水，严禁顶水作业
14、。2、防隔水煤（岩）柱的留设19一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设1、煤层露头无覆盖或被黏土类微透水送散层覆盖时：Hf=Hk+Hb2、煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时：Hf=HL+Hb 式中：Hf-防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk-采后垮落带高度，m；HL-导水裂缝带最大高度，m；Hb-保护层厚度，m。（计算的值不得小于20m。）2、防隔水煤（岩）柱的留设20一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理
15、二、含水或导水断层防隔水煤岩柱的留设 L=0.5KM（3P/KP）20 m 式中：L-水煤（岩）柱宽度，m；k-安全系数，一般为25；M-煤层厚度或采高，m；P-水头压力，MPa；KP-煤的抗拉强度，MPa；（计算的值不得小于20m。）21一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 二、水淹区或者老窑积水区下采掘时防隔水煤岩柱的留设 1、巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的10倍；2、在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤岩柱
16、的尺寸应当含水或导水断层防隔水煤岩柱的留设。3、在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤岩柱的尺寸，不得小于导水裂隙带最大高度与保护带高度之和。22一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理3、井下探放水 1、每年年初，根据每年的采掘接续计划，结合矿井水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水害分析预测表及水害预测图。2、复杂、极复杂的，在地面无法查明的，要坚持有掘必探，加强探放水工作。（下列情况时，要进行探放水：1、接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿（有或可能有水）。2、接近含水层、导水断层、暗河、溶
17、洞和导水陷落柱（含或导水）3、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；4、打开防隔水煤岩柱进行放水前；5、接近有出水可能的钻孔时；6、接近水文地质复杂的区域；7、采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水；8、接近有积水的灌浆区；9、接近其他可能突水的地区。探水前，应当确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。）3、采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防治瓦斯和其他有害气体危害等安全措施，经矿井总工程师组织审定同意，按设计进行探放水。23一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路
18、必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 4、布置探放水钻孔应当遵循下列规定：探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形，钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5米；探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个；煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPA的充水断层水、含水层水及陷落柱水等，如确实需要，可先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水；上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人，双巷间每隔30-50米掘一个联络巷，并设挡水墙。24一、一
19、、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 5、井下探放水要使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。6、探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。7、探放水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：探水钻孔探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m。发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆，应当立即向调度室汇报，派人监测水情，发现情况危急，应
20、当立即撤出所有受水威胁地区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。25一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路二、二、矿井防治水技术管理矿井防治水技术管理 探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。当钻孔接近老空时，预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。如瓦斯或者有害气体超过规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时处理。钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓
21、容量，控制放水流量，防止淹井；放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录，如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。26一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路 矿井防治水实用图编制矿井防治水实用图编制3 327一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路三、三、矿井实用防治水图编制矿井实用防治水图编制 一、编制要素1、煤层顶低板岩性：可用地层线标注，也可用文字标注；2、煤层底板等高线：把煤层底板上海拔高度相同的点连成的闭合曲线。垂直投影到一个标准面上，并按比例缩小画在图纸上，就得到煤层地板等高线。3、地
22、质构造：这里主要指断层和陷落柱等与防治水相关的构造；4、老空老巷老井：井田范围内或周遍所有老空区、老巷道、老井筒，老空区要标注范围，最高和最低标高，开采时间，开采煤量，是否可能存在积水；老巷道要标注标高，巷道要标全，用途、容积、是否可能存在积水等；老井筒要标注坐标、标高，废弃时间，封填情况、是否可能存在积水等，以上都要用红色线标注。矿井实用防治水图是建立在采掘工程平面图上，增绘煤层顶低板岩性，煤层底板等高线，地质构造、老空老巷老井、钻孔、物探结果，探水三线等参数的一种综合性的防治水图，它是具有萍乡煤矿特色的一种实用性强的防治水图。28一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由
23、之路必由之路三、三、矿井实用防治水图编制矿井实用防治水图编制 5、地面水体：范围内或者周遍河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体的位置，地面标高和历年的最高水位情况等 6、钻孔：钻孔时间，坐标、深度、钻孔柱状图；7、物探结果：水体的范围，上下标高，积水量，要求所有布置采掘工作面的地方都做物探。8、探水三线：通常将积水区及附近区域划分为三条线，即积水线、探水线、警戒线，并在采掘工程平面图上标注。积水线：即积水区范围线，在此线上应标注水位的标高、积水量等实际资料 探水线：应根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及资料的可靠程度，采空区和巷道受矿山压力破坏等因素确定，进入此线后必须进行超前探水
24、，边探边掘，有掘必探。警戒线：是从探水线再向外推50120米计为警戒线，一般用红色标注，进入警戒线时，就应注意积水的威胁，要注意工作面有无异常变化，如有透水征兆，应提前探放水，如无异常可继续掘进，做到有疑必探，巷道达到探水线时，作为正式探水的起点。29一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路三、三、矿井实用防治水图编制矿井实用防治水图编制 二、编制要求 1、实用防治水图编制比例一般为1：1000或1：500，图形太大的，可以分区编制。2、实用防治水图应该每月修订一次，有重大变化的随时修订。9、井下防排水设备设施：主排水泵房，临时排水泵房，水泵台数、标高，位置；管
25、路敷设线路，型号大小；防水闸墙，防水煤岩柱的留设、井下涌水量观测站位置等30一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路（一）、突水前水灾预测预防预案（一）、突水前水灾预测预防预案三、三、突水事故的应急救援预案突水事故的应急救援预案完善防治水完善防治水工程设施工程设施建立专业抢建立专业抢险救灾队伍险救灾队伍或与专业队或与专业队伍签订合作伍签订合作协议协议健全防治水管理制度健全防治水管理制度执行防治水有关规程执行防治水有关规程机构设置和人员机构设置和人员队伍配置及资金队伍配置及资金加强职工技术培训加强职工技术培训增强抵御水害能力增强抵御水害能力1、加强矿井、加强矿井防
26、治水的基础防治水的基础工作工作水文地质勘水文地质勘探和防治水探和防治水预测预报预测预报31一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路三、三、突水事故的应急救援预案突水事故的应急救援预案可闻到水的可闻到水的“嘶嘶嘶嘶”声声工作面气温降低矿压增大工作面气温降低矿压增大发生片帮冒顶及底鼓发生片帮冒顶及底鼓煤层变潮湿松软煤层变潮湿松软煤帮现滴水淋水煤帮现滴水淋水滴水淋水中可现滴水淋水中可现少量细砂粒物质少量细砂粒物质2 2、水灾、水灾 预兆预兆硫化氢气味硫化氢气味或或PHPH值很低值很低的强酸性水的强酸性水32一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之
27、路必由之路（二）、突水后水灾现场抢险救援与处置（二）、突水后水灾现场抢险救援与处置三、三、突水事故的应急救援预案突水事故的应急救援预案1 1、浮标法、浮标法2、水泵标定法3、容积法突水后的突水后的水量估算水量估算33一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路三、三、突水事故的应急救援预案突水事故的应急救援预案被困人员被困人员自救互救自救互救轨道和水管轨道和水管及时通告及时通告逃生路线逃生路线避开主水流避开主水流掘进出水处理掘进出水处理受伤现场处理受伤现场处理分区隔离分区隔离防止有害气体防止有害气体躺卧待救躺卧待救充分利用空间充分利用空间适度集中适度集中不过度兴奋不过度兴奋适量饮水适量饮水34一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路判断水灾情况判断水灾情况Text救援现场的救援现场的指挥与处置指挥与处置分析人员位置分析人员位置利用压风管利用压风管排堵截结合排堵截结合防止突变环境防止突变环境注意环境注意环境防止疫情防止疫情观测流水观测流水监听金属监听金属适度放炮适度放炮防止次生事故防止次生事故三、三、突水事故的应急救援预案突水事故的应急救援预案35一、一、科学开采是煤炭工业发展科学开采是煤炭工业发展的的必由之路必由之路谢谢大家
