1、L/O/G/O1煤矿防治水工作2概况一点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容整体概述概况三点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容3充水“水源”充水“通道”充水“强度”充水三要素1防治水基本问题4我国煤矿水害共性问题v地质条件复杂性及多变性，v人为破坏：小窑老空v在未查明水文地质资料的情况下盲目组织采掘生产v没有落实专业探放水人员使用专用钻机探放水v出现透水征兆后没有采取撤人措施客观因素主观意识5Area investigatedNN1.华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区；2.华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区；3.东北侏罗
2、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；煤系地层区域特点6煤层及标志层名称地层厚度（米）地层名称地层符号第四系综合柱状九1八2七3六2五3田家沟砂岩石千峰组第三系三5米村泥岩四2二3大占砂岩二2二1砂锅窑泥岩下石盒子 组太 原 组山西组一5一3一1铝土泥岩本溪组C2奥陶系上石盒子组奥陶系岩溶裂隙含水层 石炭系太原组岩溶裂隙含水层L1L8 二叠系下统山西组及以上碎屑岩裂隙含水层 基岩风化壳裂隙含水层 新生界松散岩类孔隙含水层地表水河水水库 华北石炭二叠系岩溶-裂隙水害区 78煤矿安全规程煤矿防治水规定（2009-12-01施行）2煤矿防治水规定内容9修订原则 v以人为本、企业主体
3、责任及监管责任。v简化、量化、可操作性的原则。v吸取事故教训、重点防治老空水害。v加强防治水基础工作。v加强隐患排查、探放水工作。v完善应急救援体系、防排水系统。v增加新建矿井防治水内容。10修订后规定的主要内容（共十章，142条）v第一章为总则。v第二章为矿井水文地质类型划分及基础资料。v第三章为水文地质补充调查与勘探。v第四章为矿井防治水。v第五章为井下探放水。v第六章为水体下采煤。v第七章为露天煤矿防治水。v第八章为水害应急救援。v第九章为法律责任。v第十章为附则。v附录6个11 1建立健全防治水专业机构，配备足够的设备和技术人员。煤矿企业及其二级生产单位应当按照矿井各开采水平水害情况，
4、配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业，还应当设立专门的防治水机构。2编制矿井水文地质类型划分报告。煤矿企业应当根据井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田周边老空水分布状况，矿井涌水量或者突水量分布规律，井工开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，编制矿井水文地质类型划分报告，确定矿井水文地质类型，并依此类型制定防治水措施。各煤矿企业应在2010年9月底前完成矿井水文地质类型划分。12 3建立健全防治水基础地质资料。煤矿企业应当组织编制井田地质报告、建井设计和建井地质报告，并有相应的防治水内容。编制矿井充水
5、性图、矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图、矿井综合水文地质图、矿井综合水文地质柱状图、矿井水文地质剖面图等有关图件，图件内容要真实可靠并实现数字化。建立矿井涌水量观测成果、气象资料等有关基础台账，为防治水决策提供科学依据。各煤矿企业要在2010年12月前建立健全有关矿井地质报告、图件和基础台账。4开展水害隐患排查和治理。对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，进行充水条件分析，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。每年初，要根据采掘接续计划，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。在采掘过程中，对预测图、表逐月
6、进行检查，不断补充和修正；一旦发现水患险情，及时将受水害威胁地点的作业人员撤到安全地点，并立即采取措施，消除水患。13 5严格执行井下探放水的各项规定。对受水害危胁的区域，要编制探放水设计，严格按设计进行探放水。井下探放水应当使用专用探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。在探水钻孔钻进时，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，监测水情。如发现情况危急，应当立即组织所有受水害威胁区域的人员撤到安全地点，然后采取安全措施进行处理。6加强应急救援工作。煤矿企业应当根据矿井主要水害类型和可能发生的水害事故，制定水害应急救援预案和现场处置方案。应急预案内容
7、应当具有针对性、科学性和可操作性，处置方案应当包括发生不可预见性水害事故时人员安全撤离的具体措施；每年都应当对应急预案进行修订完善，并组织1次救灾演练。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业，应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备。14第一章 总则v目的、依据v适用范围v权威性v十六字方针（预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采的原则）、五项措施（防、堵、疏、排、截的综合治理措施）v管理制度、主体责任、机构v防治水规划v条件不清严禁采掘、突水征兆停止作业v培训教育v新技术、新装备推广15第二章矿井水文地质类型划分及基础资料 v 划分依据：根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布
8、状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种。v 修订时间：要求矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定。当发生重大突水事故后，矿井应当在1年内重新确定水文地质类型。第一节矿井水文地质类型划分 16矿井水文地质类型 类别分类依据简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少。受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源。受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给
9、条件好，补给水源充沛。受采掘破坏或影响的为岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差。单位涌水量q(L/s.m）q0.10.1q1.01.0q5.0q5.0矿井及周边老空水分布状况无老空积水。存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚。存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。矿井涌水量（m3/h）年平均Q1年最大Q2Q1180(西北地区Q190)Q2300(西北地区Q2210)180Q1600（西北地区90Q1180）300Q21200（西北地区210Q2600）600Q12100（西北地区180Q11200）12
10、00Q23000（西北地区600Q22100）Q12100（西北地区Q11200）Q23000（西北地区Q22100）突水量Q3（m3/h）无Q3600600Q31800Q31800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响。矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全。矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁。矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁。防治水工作难易程度防治水工作简单防治水工作简单或易于进行防治水工程量较大，难度较高。防治水工程量大，难度高。17矿井水文地质类型划分报告主要内容 v 1.矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况；v 2.以往地质和水文地质工作评述
11、；v 3.井田水文地质条件及含水层、隔水层分布规律和特征；v 4.矿井充水因素和充水通道分析，井田及周边老空区分布状况；v 5.矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置、突水量及处理情况；v 6.对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价；v 7.矿井水文地质类型划分及防治水工作建议。18第二节 矿井防治水基础资料 v 一、矿井涌水量观测成果台帐。v 二、气象资料台帐。v 三、地表水文观测成果台帐。v 四、钻孔水位及井泉动态观测成果台帐。v 五、抽（放）水试验成果台帐。v 六、矿井突水点台帐。v 七、矿区地质钻孔综合成果台帐。v 八、井下水文地质钻孔成果台帐。v 九、水质分析成果台帐。v 十
12、、水源水质受污染观测资料台帐。v 十一、水源井（孔）资料台帐。v 十二、封孔不良钻孔资料台帐。v 十三、井田周边煤矿及采空区相关资料台帐。v 十四、水闸门（墙）观测资料台帐。v 十五、其他专门项目的资料台帐。v基础资料v图件v新建矿井资料图件v保存修订时间要求v信息管理系统19第二节 矿井防治水基础资料 v矿井应当编制井田地质报告、建井设计和建井地质报告。井田地质报告、建井设计和建井地质报告应当有相应的防治水内容。20新建矿井的必备资料图件 v一、水文地质观测台帐和成果v二、突水点台帐、记录和有关防治水的技术总结，以及注浆堵水记录和有关资料v三、井筒及主要巷道水文地质实测剖面v四、建井水文地质
13、补充勘探成果v五、建井水文地质总结报告（可与建井地质总结报告合在一起）21第三章 水文地质补充调查与勘探 v需要调查的条件：不能满足生产建设需要v调查范围：地下水系统v调查方法：传统+新技术v调查内容第一节 水文地质补充调查 22水文地质补充调查的主要内容 v一、资料收集 v二、地貌地质调查 v三、地表水体调查 v四、井泉调查 v五、古井老窑的调查 v六、生产矿井调查 v七、周边矿井调查 v八、地面岩溶调查 23第二节 地面水文地质观测 v一、气象观测 v二、地表水观测 v三、地下水动态观测 24第三节 井下水文地质观测 v井筒、石门、巷道观测和编录并制图 含水层、裂隙、岩溶、断裂构造、褶曲、
14、突水点、陷落柱v矿井涌水量观测及水质监测 分矿井、分水平设站进行涌水量观测，新揭露的出水点、溃入性涌水，采掘工作面上方影响范围内水体，新凿立、斜井v井下对含水层进行疏水降压、老空水疏放25第四节 水文地质补充勘探v 一、矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作。v 二、矿井原勘探工程量不足，水文地质条件尚未查清。v 三、矿井经采掘揭露后，水文地质条件比原勘探报告复杂v 四、矿井经长期开采，水文地质条件已发生较大变化，原勘探报告不能满足生产要求。v 五、矿井开拓延深、开采新煤系（组），或扩大井田范围设计需要。v 六、矿井顶板处于特殊地质条件部位或深部煤层下伏强充水含水层底板带压，专门防治水工程
15、提出特殊要求。v 七、各种井巷工程穿越强富水性含水层时，施工需要。必须进行水文地质补充勘探工作的情形：26第四节 水文地质补充勘探v 一、矿井水文地质补充勘探工程量布置，应以满足相应的工作程度要求为原则，工作程度应达到防治水工作要求。v 二、矿井水文地质补充勘探应将包括勘探矿区在内的区域地下水系统进行整体分析研究。矿井井田以外区域以水文地质测绘调查为主，井田以内以水文地质物探、钻探和抽水试验等勘探为主。v 三、矿井水文地质补充勘探工作应根据矿井水文地质类型和具体条件，综合运用水文地质补充调查、地球物理勘探、水文地质钻探、抽（放）水试验、水化学和同位素分析、地下水动态观测、采样测试等各种勘查技术
16、手段，尽量采用新技术、新方法。v 四、矿井水文地质补充勘探必须编制补充勘探设计，经煤矿总工程师组织审查后实施。补充勘探设计要依据充分、目的明确、工程布置针对性强，要充分利用矿井条件，做到井上、井下结合。v 五、水文地质补充勘探工作完成后，必须及时提交成果报告或资料，由煤矿总工程师组织审查、验收。水文地质补充勘探工作的要求：27水文地质补充勘探 水灾应急治理水害预防措施2829第五节 地面水文地质补充勘探v勘探设计、单孔设计 v钻孔施工主要技术要求（9条）v简易水文地质观测 v长观孔水文地质钻探 30第五节 地面水文地质补充勘探v物探工作布置、参数确定、检查点数量和重复测量误差、资料处理及解释应
17、符合国家现行有关标准的规定。v根据勘探区的水文地质条件、被探测地质体的地球物理特征和不同的工作目的等因素确定勘探方案。可采用多种物探方法进行综合探测。v物探工作结束后，应提交相应的综合成果图件。物探成果应与其它勘探成果相结合，相互验证后可作为矿井采掘设计的依据。水文地质物探 31第六节 井下水文地质勘探 1.采用地面水文地质勘探难以查清问题，需在井下进行放水试验或者连通试验的；2.煤层顶、底板有含水（流）流沙层或者岩溶含水层，需进行疏水开采试验的；3.受地表水体和地形限制或者受开采塌陷影响，地面没有施工条件的；4.孔深或者地下水位埋深过大，地面无法进行水文地质试验的。32第四章 矿井防治水 v
18、查清河流、湖泊、水库等地表水体v一般地面建筑物应高于历史最高洪水位否则防排v填埋塌陷、排除积水、沟渠和河床防渗防淤塞v钻孔、立井、斜井地面处理v极端气候暴雨洪水多部门联动预警预防机制、专人观测巡查、停产撤人制度v雨季前隐患排查及整改 第一节 地面防治水 33第二节 防隔水煤（岩）柱的留设v 一、煤层露头风化带。v 二、在地表水体、含水冲积层下和水淹区临近地带。v 三、与强含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或强导水断层接触的煤层。v 四、有大量积水的老窑和采空区。v 五、导水、充水的陷落柱与岩溶洞穴。v 六、分区隔离开采边界。v 七、受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。受水害威胁的煤矿：34第二节
19、 防隔水煤（岩）柱的留设 式中：L帮距,m;v 安全系数,一般取25;v M巷道跨度(宽或高,取大值),m;v P水压,MPa;v Kp煤的抗拉强度,MPa。宽度计算及要求：30.5PPLKMK35第三节 建立健全排水系统 v水泵：必须有工作、备用和检修的水泵 v水管：必须有工作和备用水管 v配电设备：应同工作、备用和检修水泵相匹配 v主要水仓必须有主仓和副仓 v主要泵房至少有2个出口，一个到井筒另一个出口通到井底车场 v每年雨季前，必须进行一次联合排水试验，发现问题，及时处理v平峒泻水、临时排水系统规定 必须建立健全与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓 36第四节 建立水闸门与
20、水闸墙 v水文地质条件复杂、极复杂的矿井，必须在井底车场周围设置防水闸门或安装配备能够抵御灾害水量的潜水电泵排水系统 v在矿井有突水危险的采掘区域，应在其附近设置防水闸门。不具备建筑水闸门的隔离条件时，可以不建水闸门，但必须制定严格的其他防治水措施，由企业负责人审批 v防水闸门设计、施工、试验、验收、维护v水闸墙设计、施工、验收v防水闸门每年2次试验、报废等规定37第五节 疏干开采和带压开采 v 顶板导水裂隙带范围内分布有富含水层 v 专门水文地质勘探或补充勘探，制定疏干方案报批执行 v 松散富含水层覆盖浅埋、半固结或较松散的含水第三系煤层 疏干开采38不具备带压开采条件v突水系数计算：另一种
21、需要采取措施疏水降压允许的安全水头值以下 帷幕注浆，截断水源，然后疏水降压开采局部注浆加固底板隔水层和改造含水层为弱含水层 39奥灰奥灰顶部导升带隔水层煤层底板破坏带奥灰水位煤层采空区水头压力P有效隔水层厚度M地表Ts=P/M带水压开采 v突水系数计算：一种可以实施带压开采，另一种需要采取措施40奥灰奥灰顶部导升带隔水层煤层底板破坏带奥灰水位煤层采空区水头压力P有效隔水层厚度M地表突水系数计算41 Ts0.06MPa/m 煤矿防治水规定附录七中有关突水系数的规定 底板受构造破坏地段 正常块断 Ts0.1MPa/m 突水系数及其应用42序号孔号经距纬距本溪灰顶埋深奥灰顶埋深隔水层厚度水压突水系数
22、11021539.4680012.46434.48450.9516.472.90.1760782Ck7121780.479681.84370.99386.4615.472.90.1874631121834.7379491.69385.75413.7327.982.90.103645410422876.4677053.32635.78650.5314.752.90.196615Ck7322899.7677951.39416.63425.829.192.90.315566Ck6b23061.9879029.6366.62380.9814.362.90.20195710122036.7879887.
23、78329.81342.0712.262.90.23654281422250.178316.73528.71538.9810.272.90.28237691521252.0679274.25301.35324.5123.162.90.125216104042391379623.04592.52604.52122.90.24166711Ck5921625.2678586.03443.85456.85132.90.22307743第六节 注浆堵水 v井筒预注浆、注浆封堵突水点、帷幕截流、超前预注浆、封堵导水通道v队伍建设、钻孔封闭44第五章 井下探放水 v一、每年初，根据年采掘接续计划，结合水文地
24、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。v二、在采掘过程中，对预测图、表要逐月进行检查，不断补充和修订。发现水患险情，应及时发出水害通知单，并报告矿调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点。v三、采掘工作面年度和月度水害预测资料应及时报送矿总工程师及生产安全部门。v预报内容和方式可参照附录六。基本要求 45第五章 井下探放水 v 一、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。v 二、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。v 三、打开防隔水煤（岩）柱放水前。v 四、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。v 五、接近有出水可能的钻孔时。v 六
25、、接近水文地质条件复杂的区域。v 七、采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清可能突水时。v 八、接近有积水的灌浆区时。v 九、接近其他可能突水地区时。必须进行探放水的情况 46第五章 井下探放水 v 一、探放老空水、陷落柱水和钻孔水等，探水钻孔应成组布设，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1.5m。v 二、探放断裂构造水、岩溶水等钻孔，必须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。v 三、煤层内原则上不得探放高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等，如确实需要，可先
26、建防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。v 四、上山探水时，一般应双巷掘进，其中一条超前探水、汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔3050m掘一联络巷并设挡水墙。探放水钻孔的布设原则 47 矿井采掘工作面探放水应当采用钻探方法 探放水指的是包括探水和放水的总称。探水是指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等情况。放水是指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出。目前，我国煤矿井下水文地质超前勘探方法多种多样，主要有钻探、物探和化探等，而钻探成本较高、工期较长，但准确性最高，在探放水这个重要安全工程中，首先应当采用钻探方法。48 (1)
27、(1)超前距 超前距指的是探放水钻孔终孔位置与掘进巷道超前距离。当巷道掘进到探水线时,从探水线开始向掘进前方布置钻孔,进行探放水。在实际工作中，钻孔一次就将积水体打透的情况极少,多数是探放水钻孔和掘进巷道相结合,探后再掘,掘后再探,以此循环地进行作业。在这一过程中,探放水钻孔的终孔位置始终保持超前巷道一定距离。49 (2)(2)允许掘进距离 允许掘进距离是指经过探水后,证明前方无透水危险的巷道掘进的安全长度。(3)(3)帮距 帮距指的是探放水钻孔中最外侧斜孔到巷道帮的距离。掘进巷道迎头布置的探放水钻孔,向前方呈放射状,一般不少于3个。帮距实际上是指最外侧斜孔所控制的范围,其值应与超前距相同,即
28、帮距大多采用20m,而薄煤层可以适当减少。帮距也可用下式进行计算:L L=0.0.5MM3P/Kp式中：L帮距,m;安全系数,一般取25;MM巷道跨度(宽或高,取大值),m;PP水压,MPa;K Kp p煤的抗拉强度,MPa。50安装钻机探水遵守规定 v 一、加强钻孔附近的巷道支护，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。v 二、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。v 三、在打钻地点或其附近安设专用电话。v 四、依据设计，确定主要探水孔位置时，应由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目以及钻
29、进的深度。v 五、在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，应预先固结套管，套管口应安装闸阀，套管深度必须在探放水设计中规定；应预先开掘安全躲避洞，规定撤人的避灾路线等安全措施，要使施工人员人人皆知。v 六、钻孔内水压大于1.5MPa时，应采用反压和有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。51岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）1.01051.0-2.015102.0-3.020153.0252052其他规定v由于水文地质条件复杂和极复杂的矿井，在地面无法查明矿井水文地质构造和充水因素时，必须坚持有掘必探。v必须编制探放水设
30、计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施 v必须使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水 v除兼作它用，终孔孔径一般不得大于75mmv探放水钻进时监测、紧急情况处理 53矿井瞬变电磁法及多波地震仪结合方法对水敏感定向测距解决问题电法 大巷道前方、底板探测 震波法-构造探测瑞雷波 小构造探测 地质雷达 小构造探测坑透工作面内构造探测瞬变电磁 大井下探水井下构造及赋水性探查54平面图剖面图掘进头前方已知断层含导水性探查钻孔布置示意图 55平面图剖面图掘进头前方有无断层突水危险性探查孔布置示意图 56108孔口管895857平面剖面探水线探水线巷道巷道起探距离40m起探距离4
31、0m物探异常区物探异常区10-20侧帮探查孔侧帮探查孔侧帮探查孔侧帮探查孔中心探查孔中心探查孔58平面图剖面图巷道实见断层突水危险性的探查孔布置示意图 59第八章 水害应急救援v针对性、科学性和可操作性 v每年修订完善并进行一次救灾演练v熟悉水害应急预案和现场处置方案 v安全出口、避水灾路线v泵房积极推广远程监控集控系统和地面操控的潜水泵排水系统v现场发现水情人员、调度室水情处置、事故报告v关闭防水闸门前确认全部人员撤离v及时调整井下通风系统 v物资、设备、资金、队伍、社会支援 第一节 应急预案及实施 60第八章 水害应急救援v恢复被淹井巷前，应提供突水淹井调查报告 v矿井恢复时的工作 v制定
32、被水封住的有害气体突然涌出安全措施 v总结报告及图件第二节 排水恢复被淹井巷 613 矿井透水预兆 L/O/G/O62 煤矿透水事故类型1.1.地面水造成透水2.2.含水层水造成透水3.3.断层水造成透水4.4.老空积水造成透水5.5.钻孔水造成透水63 (1)煤壁“挂红”。这是因为矿井水中含有铁的氧化物,呈暗红色的水锈渗透到采掘工作面。(2)煤壁“挂汗”。采掘工作面接近积水时,水由于压力渗透到采掘工作面形成水珠,特别是新鲜切面潮湿明显。煤层变湿、煤壁溃水。(3)空气变冷。采掘工作面接近积水时,气温骤然降低,煤壁发凉,人一进去就有阴凉感觉,时间越长就越明显。(4)出现雾气。当巷道内温度较高,积
33、水渗透到煤壁后,蒸发可形成雾气。（5)“嘶嘶”水叫。井下高压水向煤(岩)裂隙强烈挤压,两壁摩擦而发出“嘶嘶”水叫声,这种现象说明即将突水。64 (6)底板鼓起、产生裂隙或底板涌水。这是底板受承压水(或积水区)作用的结果。(7)水色发浑。断层水和冲积层水常出现淤泥、砂,水混浊多为黄色。(8)发出臭味。老窑水一般可闻到臭鸡蛋味,这是因为老窖中有害气体增加所致。(9)淋水加大。这是因为顶板裂隙加大,积水渗透到顶板上。(10)片帮冒顶。这是由于顶板受承压含水层(或积水区)作用的结果。（11）钻孔水量、水压增大和喷水。这时因为承压水沿钻孔喷出所致。65 矿井发现突水预兆时，应遵守以下安全规定：（1）应当
34、立即停止作业，并报告矿调度室；（2 2）发出警报，立即撤出突水预兆发生地点人员和井下所有人员。（3 3）查清突水预兆发生的原因，并排除透水隐患。在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。66 案例2010年3月28日13时40分左右，中煤集团一建公司63处碟子沟项目部施工的华晋公司某矿北翼盘区20101回风顺槽小窑老空水发生透水事故。据分析，该矿物探人员在3月24日、25日的探测时，已经从探测数据发现掘进前方异常。但他没有和技术负责人商量，就根据个人经验作出“在探测区域内可以正常掘进”的探测成果表。矿区指挥部工程部收到探测成果表后，工程部部长和地质工程师在没有进行仔细分析的情况下，轻
35、易作出了可以正常掘进的水害预报。收到水害预报，项目部地质技术员和监理部驻矿总监代表没有建议停工，更没有对异常点钻探验证，事故征兆就这样被疏忽了。672煤中央辅助运输大巷北2煤中央带式输送机大巷北+568.8092煤中央回风大巷北+565.63120101工作面回风巷迎头长度797.8m号老巷起始点0.000m号老巷20101工作面回风巷3.7m号老巷号老巷号老巷透水口9.7m68老巷突出煤渣厚1.5m2.0m20101工作面回风巷综掘机6970 事故原因是掘进过程中掘进工作面底板奥灰水突水造成的，突水的具体位置大致在施工的井下16号煤层掘进工作面。71裂缝底鼓位置耙矸机迎头喷水炮眼111-1剖
36、面出水炮眼区16煤回风大巷出水区72T1-4图2 陷落柱在奥灰顶界面处推测发育形态俯视图T1开孔位置464.11mT1-1470.92mT1-2464.56mT1-3464.34mT1449.67mT1-1421.29mT1-2415.6m413.2m414.55m437.59mT1-4T1-3T1漏水16煤回风大巷 推测奥灰顶界面陷落柱形态推测奥灰顶界面陷落柱裂隙带范围AA173T1-1终孔垂深470.92mT1终孔垂深449.67mT1-2终孔垂深464.56mT1-3终孔垂深464.34mT1-4终孔垂深470.92m陷落柱发育区导水裂隙发育区16煤回风大巷图3 A-A1陷落柱推测剖面示
37、意图74 矿井充水通道分析75 1 1）矿井充水天然通道 A.A.点状岩溶陷落柱型通道 岩溶陷落柱是指埋藏在煤系地层下部的巨厚可溶岩体，在地下 水溶蚀作用下，形成巨大的岩溶空洞。当空洞顶部岩层失去对上覆岩体的支撑能力时，上覆岩体在重力作用下向下垮落，充填于溶蚀空间中。76 B.线状断裂(裂隙)带型通道 矿区含煤地层中存有数量不等的断裂构造，它使断裂附近岩石破碎、位移，也使地层失去完整性，成为各种充水水源涌人矿井的通道。国内外大量统计资料表明，由于揭露或靠近断层而引起突水事故占70%一80%，可见矿井突水事故的发生多与断层导水有关。77 c.窄条状隐伏露头型通道 煤系地层含水层、中厚砂岩裂隙充水
38、含水层多呈窄条状的隐伏露头与上覆第四系松散沉积物地层呈不整合接触。多层充水含水层组在隐伏露头部位垂向水力交替补给的影响因素主要有两个：一个是隐伏露头部位基岩风化带的渗透能力大小;另一个是上覆第四系底部卵石孔隙含水层组底部是否存在较厚层的黏性土隔水层。78 d.d.面状隔水层变薄区型通道 根据含煤岩系和矿床水文地质沉积环境分析，华北型煤田的北部，煤系含水层组主要以厚层状砂岩裂隙充水含水层组为主，在厚层状砂岩裂隙含水层组之间沉积了以粉细砂岩、细砂岩为主的隔水层组。79 在地质历史的多期构造应力作用下，这些脆性的隔水岩层在外力作用下以破裂形式释放应力，致使隔水岩层产生了不同方向的较为密集的裂隙和节理
39、，形成了较为发育的呈整体面状展布的裂隙网络。80 2 2）矿井人为充水通道 A.地面岩溶塌陷 随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试验和疏干开采实践活动的开展，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑直接充入井下，有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。对矿井安全生产造成极大的威胁。81 B.封孔质量不佳钻孔 由于矿区钻孔封孔质量不佳，这些钻孔转变为矿井突水的人为导水通道。造成矿坑的涌（突）水事故。82 钻孔由地面到井下穿透各含水层,是地表水和地下水的人工通道。为了防止地表水和地下含水层进人矿井,必须对钻孔进行保护和处理。井田内所有钻孔必须全部标注在采掘
40、工程平面图上，建立台账，实行微机管理，并将封孔资料和实施负责人的情况记录在案、存档备查。1.1.使用中的钻孔使用中的钻孔指的是正在使用的水文地质观测孔、注浆孔和电缆孔等与井下或含水层相通的钻孔,为了防止人为堵孔和地表水通过钻孔涌人矿井,每个钻孔按照规定安装孔口管，其孔口管必须高于当地历史最高洪水位，同时应当安装孔口盖，加盖封好。2.2.报废的钻孔以上钻孔不使用就成为报废的钻孔。报废的钻孔也成为沟通煤层和含水层的良好导水通道,应当及时进行封孔处理。封孔的目的是为了保护煤层免遭氧化,同时防止地表水和地下含水层水互相沟通。如果钻孔封闭不良,当采掘工作面接近或揭露这些钻孔时,就可能给煤矿带来安全危害,
41、如果钻孔未沟通其他含水层或地表水体,仅钻孔中的积水,则贯通后水压很高但水量不大;如果钻孔沟通其他水源,则可造成来水凶猛、水压很大、水量丰富的透水事故。83煤矿防治水技术1.1.防隔水煤（岩）柱2.2.注浆堵水3.3.疏水降压4 4.矿井排水5 5.截水84 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，应当在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。矿井应当根据矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律等因素确定相应的防隔水煤（岩）柱的尺寸。85 受水害威胁的矿井，应当留设防隔水煤（岩）柱：（一）煤层露头风化带；（二）在地表水体、含水冲积层下和水淹区
42、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。86 井筒预注浆规定（一）当井筒预计穿过较厚裂隙含水层或者裂隙含水层较薄但层数较多时，可以选用地面预注浆；（二）在制定注浆方案前，施工井筒检查孔，以获取含水层的埋深、厚度、岩性及简易水文观测、抽（压）水试验、水质分析等资料；（三）注浆起始深度，确定在风化带以下较完整的岩层内。注浆终止深度，大于井筒要穿过的最下部含水层的埋深或者超过井筒深度10-20m；（四）当含水层富
43、水性较弱时，可以在井筒工作面直接注浆。87v立井井筒工作面预注浆一、施工方案选择 由单一水平工作面打钻孔、注浆或由不同水平工作面打钻孔、注浆二、布孔方式与注浆段高的确定 布孔分直孔、径向斜孔和径向、切向斜孔。直孔：1.裂隙发育、连通性好 2.水平或缓倾斜裂隙 径向斜孔：1.裂隙发育及连通性一般 2.径向垂直裂隙发育较差 径向、切向斜孔：1.裂隙发育不均、连通性差 2.有径向垂直裂隙当采用直孔时，一般注浆段高70100m；当采用斜孔时，一般注浆段高3050m88三、注浆参数的确定1.注浆终压：结束注浆时孔口的最大压力2.注浆孔数：一般取412个，地层负责则相应增加3.斜孔径向倾角：斜孔在径向上与
44、竖直轴线的夹角4.切向布孔的切线角：带径、切向布孔的切线（110130）（井中和孔口连线与钻孔方向的夹角）此外还有浆液注入量、浆液扩散半径等四、止浆岩帽设计 当含水层上部有致密的不透水层时，井筒掘进到注浆段以上一定距离即可停止施工，为含水层注浆预留一段止浆岩帽。预留岩帽厚度根据井筒直径、注浆终压及岩石的允许抗剪强度进行计算89五、止浆垫设计 主要分球面型和平底型止浆垫，具体厚度根据计算公式进行计算六、立井井筒工作面预注浆止水垫滤水层厚度计算 当立井井筒工作面岩石破碎、裂隙发育、有涌水，砌筑止浆垫需铺设碎石滤水层，以便在维持排水条件下，保证止浆垫的施工质量。七、立井井壁强度的验算 1.当止浆垫与
45、井壁砌筑在一起，靠井壁支撑时，需要验算井壁强度 2.当井壁实际承受的压应力超过井壁材料允许抗压强度时，需要计算实际的井壁厚度90八、立井井筒工作面预注浆分段的划分和高度的确定 在一个注浆段高内，对每一个注浆孔，需根据岩石裂隙发育程度、孔壁的稳定性和注浆孔的出水情况等，适当划分为若干个注浆分段，进行分次打钻和分次注浆。（打钻过程如涌水量超过10m3/h，应该停止钻进实施注浆）九、立井井筒工作面预注浆注浆顺序的选择 立井工作面预注浆，通常采用自上而下的分段下行式注浆方式。91 注浆封堵突水点规定（一）圈定突水点位置，分析突水点附近的地质构造，查明降压漏斗形态，分析突水前后水文观测孔和井、泉的动态变
46、化，必要时需进行连通试验；（二）探明突水补给水源的充沛程度或者来水含水层的富水性，以及突水通道的性质和大小等；（三）封堵突水点，注浆前，做连通试验和压（注）水试验；注浆前后，做好矿井排水对比分析；（四）编制注浆堵水方案，经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。92 采用帷幕注浆方案前，应当对帷幕截流进行可行性研究。帷幕注浆方案经论证确定后，应当查清地层层序、地质构造、边界条件，帷幕端点是否具备隔水层或闭合性断层及其隔水性能、地下水向矿井的渗流量、地下水流速和流向等水文地质条件。编制帷幕注浆方案，经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。93 当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值小于实际
47、水头值时，应当采用疏水降压、注浆加固底板和改造含水层或充填开采等措施，并进行效果检测，保证隔水层能够承受的 水头值大于实际水头值，有效防止底板突水。上述措施由煤矿企业技术负责人审查，报煤矿企业主要负责人审批。94 疏水降压开采对水文地质工作的要求查明影响矿井(采区)安全开采的承压含水层。查明承压含水层的水文地质边界条件及补给关系。查明疏水降压范围内的地质构造。95 按照时间阶段划分,疏水降压有三种方式预先疏干。预先疏干是在井巷开拓前,采用地面深井降水孔,安装潜水泵或深井泵排水,达到疏干的目的。并行疏干。并行疏干是在矿井开拓过程中进行的地下疏干,通常采用巷道疏干或井下钻孔疏干方法。联合疏干。联合
48、疏干是上述两种疏干方式的结合,常用于水文地质条件复杂的矿井,或水文地质条件倾向恶化的老矿井。96 为了减少疏水降压排水费用，从而降低开采成本，当承压含水层的集中补给边界已经基本查清情况下，可以预先进行帷幕注浆，截断水源，然后疏水降压开采；帷幕注浆的主要目的是堵截矿井工作面的水源。在施行帷幕截流工程之前，要查清水源含水层的水补给煤系地层含水层的方式、地段和水量。若通过断层补给，必须查清断层位置和产状。帷幕线一般垂直于地下水的流向，距水源通道50 0100m100m，其两端应设计在各种阻水边界。97 矿井应当配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等，确保矿井能够正常排水。矿井井下排
49、水设备应当符合矿井排水的要求。除正在检修的水泵外，应当有工作水泵和备用水泵。工作水泵的能力，应当能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应当不小于工作水泵能力的70。工作和备用水泵的总能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力，应当不小于工作水泵能力的25。水文地质条件复杂或者极复杂的矿井，除符合本条第一款规定外，可以在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或者增加相应的排水能力。98 水管应当有一定的备用量。工作水管的能力，应当能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应当能配合工作和备用水泵在20h
50、内排出矿井24h的最大涌水量。配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相匹配，并能保证全部水泵同时运转。有突水淹井危险的矿井，可以另行增建抗灾强排水系统。矿井主要泵房应当至少有2 2个安全出口，一个出口用斜巷通到井筒，并高出泵房底板7m7m以上；另一个出口通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内，应当设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应当设置可靠的控制闸门。99 矿井主要水仓应当有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。新建、改扩建矿井或者生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应当能容纳8h的正常涌水量。正常涌水
