矿井防治水技术培训讲义11Word格式.docx

1、，那么隔水层承受的压力总和为20兆牛（2040吨）。承压含水层一旦在井下被钻孔或巷道揭露，它的涌水量与水压成正比。水压越大，涌水量越大。煤层开采得越深，开采面积越大，受水威协也就越大。 二、 煤矿常见的水灾开采江、河、湖、水库等地表水影响范围内的煤层时，一旦雨季因洪水爆发水位高出拦洪堤坝或冲毁井口围堤，水便会直接由井口灌入矿井。井筒在冲积层或强含水层中开凿时，如果事先不进行处理，就会涌水，特别是砂砾层，水砂会一齐涌出，严重的会造成井壁坍塌、沉陷、井架偏斜，使凿井无法继续进行。在顶板破碎的煤层中掘进巷道，因放炮或支护不好发生冒顶；或回采工作面上部防水岩柱尺寸不够，当冒落高度和导水裂缝与河湖等地表

2、水或强含水层沟通时，会造成透水。巷道掘进时与断层另一盘强含水层打通，就会造成突水。断层带岩石破碎，各种破裂面及石灰岩裂隙溶洞较发育，突水威胁较大。由于采掘地点离含水层太近，隔水岩柱的抗压强度小，抵抗不住静水压力和矿山压力的共同作用，巷道掘进后经过一段时间的变形，引起底板破裂承压水突然涌出。石灰岩溶洞塌落形成的陷落柱内部，岩石破坏，胶结不良，往往构成岩溶水的垂直信道。当巷道与它掘通时，会引起几个含水层水同时大量涌入，造成淹井。地质勘探时打的钻孔封孔质量不好，就成为各水体之间的垂直联系信道，当巷道或采面与这些钻孔相遇时，地表水或地下水就会经钻孔进入矿井，造成强烈涌水。回采工作面或巷道遇到老空或旧巷

3、道的积水区时，会在很短时间里涌出大量的水，也是煤矿常见且破坏性很大的一种水灾。有时也会造成人身伤亡。 三、 发生矿井水灾的原因发生矿井水灾的根源，在于水文情况不明、设计不当、措施不力或管理不善；人的思想麻痹也是一个原因。具体来说有以下几个方面：地面防洪、防水措施不周详，或有了措施不去认真执行，暴雨山洪冲破了防洪工程，致使地面水灌入井下；水文地质情况不清，井巷接近老空、充水断层、陷落柱、强含水层，未事先探放水，盲目施工，造成突水淹井或人身事故； 井巷位置设计不合理，接近强含水层等水源，施工后在矿山压力和水压共同作用下，发生顶底板透水；乱采乱掘，破坏了防水煤、岩柱，或者施工质量低劣，平巷掘进腰线忽

4、高忽低，造成顶板冒落，接通了强含水层透水；积水巷道位置测量错误或资料遗漏、不准，新掘巷道与它打通；或是巷道掘进的方向与探水钻孔的方向偏离，超出了钻孔控制范围，就可能与积水区掘透；井下未构筑防水闸门，或虽有防水闸门但未顺利及时关闭，在矿井发生突水的情况下，不能起堵截水的作用；井下水泵房的水仓不按时清理，致使容量减少，或者水泵的排水能力不足，在矿井发生突水时，涌水量大于排水能力，而且持续的时间很长，采取临时措施也无法补救时矿井就可能被淹没。只要我们搞清水灾发生的原因，有针对性地采取措施，加强管理，矿井水灾是完全可以避免的。四、 各种突水的特征煤矿井下有时会发生各种不同的突水现象，突水有大有小，情况

5、各有不同。一旦遇有不正常出水现象，我们就应当注意它的特点，以便分析判断水源，尽早采取措施。老空水涌出，一般都从上而下，水有色有味，有浅红、浅黄、浅灰等颜色。由于老空水在地下封闭积存时间较长，流出时有臭味，用口品尝，不清淡不爽口，有涩味。突出时瞬时水量很大，其后水量迅速减小。地表水渗入井下，其颜色随地表水的颜色而定，雨季洪水渗入井下一般混黄，有时带有泥沙或地面的杂物，洪水来临时（稍滞后一段时间）水量变大，雨水过后水变清、水量渐小。含水层突水。由于自然条件干差万别，其出杰情况多种多样。弱含水层突水一般从岩层裂缝中涌出，水量小，水质清澈透明，无味，水量达到一定数值后开始稳定，如果不进行封堵，此水会变

6、成长年流水，从而增加矿井涌水量。强含水层突水多发生在深部，工作面靠近断层、岩层破、破碎带、陷落柱（一种竖向穿透诸多煤层、充填无序的大圆柱形堆积体）周围。强含水层突水一般也有水量由小变大的过程，有的先产生底鼓，从岩石裂隙中渗水，随底鼓和岩石裂缝加大水量变大，水有压力，翻水，由于周围岩石的摩擦开始水呈灰白色，时而变清，时而变灰白色底板稳定后水变清，水无色无味，清凉可口。随突水口信道的加大，水量急剧上升，随高压水的大量喷出会再次造成岩层破裂，并伴有岩层和水交杂产生的巨响。这时在现场人员要尽快撤离：五、 地面防治水为了防止或减少大气降雨汇集的水和地表水涌入工业场地，或通过渗漏区进入井下，首先要对地面水

7、进行防治。这是一项经常性的工作，特别是在每年雨季前，对于防洪防汛工作更要引起高度重视。地面防治水首先要掌握地表水的变化规律，有针对性地在地面修筑一些防排水工程，包括填塞信道、排除积水、河流改道、修建水库及排洪道等，可以概括为“疏、防、排、蓄”几个方面。 疏 如果矿井四面是山，降水和地表水流不出去，可以开凿泄洪隧洞，把矿区内的汇集水疏通到矿区以外。 防 在矿井设计时，井口和工业场地应该选择在不受洪水威胁的地点，井口和工业场地内的主要建筑物的标高，必须高出当地历年的最高洪水位；矸石、土方、炉灰等堆积物必须避开山洪、河流的冲刷方向，以免冲刷到工业场地建筑物附近或淤塞沟渠和河道。矿区受山洪威胁时，在山

8、坡上应修挖防洪沟堵截山洪。矿区地表的塌陷区（包括塌陷裂缝、塌陷洞等）要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠和河流，应该整铺河底或改道。报废的地面钻孔要及时封好，防止地表水流入井下。 排 对于洪水季节河水有倒流现象的矿区，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水何灌时用水泵向外排水。 ： 蓄 在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少对矿井的威胁。六、防治矿井水害的主要措施防治水害的措施可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。1、查：查明矿区和矿井的水文地质条件，加强水害预测预报，制定并实施防治水的规划。2、探：“有疑必探，先探后掘”。遇到下列情

9、况之一，必须确定探水线进行探水。接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。打开隔离煤柱放水时。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。接近有出水可能的钻孔时。接近有水的灌浆区时。接近其它可能出水地区时。经探水确认无突水危险后，方可前进。3、放：将威胁性水源采用地面打钻抽水、井下疏水巷道疏水、井下钻孔疏水、立井泄放水等方法，全部或部分疏放掉。是消除水患的有效措施之一。4、截：利用水闸墙、水闸门和防水煤（岩）柱等物体，临时或永久性地截住涌水，将采掘区与水源隔离，使某一地点突水不致危及其它地区，是减轻水灾危害的重要措施。5、堵：是将水

10、泥砂浆或化学浆等堵水材料通过钻孔注入到渗水的地层裂隙、溶洞、断层破碎带，使其凝结固化，将裂隙、裂缝和溶洞充填，达到堵水目的，是防治水害的主要措施之一。6、排：为防治矿井水灾，矿井必须按煤矿安全规程规定建立有效的排水系统。煤矿地面、井下的防治水设备设施，如水泵、水管、水仓、防水煤（岩）柱、防水闸门、水闸墙以及疏水渠道等，对矿井防治水害十分重要，煤矿职工要爱护，发现问题要及时报告或采取相应措施。七、 留设防水隔离煤柱井下留隔离煤柱，可以防止地下水涌入矿井，同时还可以预防火与瓦斯事故的蔓延。防水煤柱大致可以分为以下几种： 井田边界隔离煤柱 相邻两个矿井或井田之间不允许沟通，应该留隔离煤柱。这样，一旦

11、有一个矿井发生突水淹井事故，邻近矿井不致受到影响。井田之间的煤柱大都是人为留设的，有些是以断层为界的隔离煤柱。当矿井人为划分边界时，煤柱中心线就是矿井的边界；当以断层为两井田边界时，断层两侧各留一定的煤柱作为各自的开采边界。 与被淹没井巷的隔离煤柱 井下有时有局部积水或被淹井巷，当积水很多不易排干时，也要留设煤柱，使生产区与被淹区隔开。 冲积层煤柱 井下采掘工作面有时离冲积层或地表水很近，而冲积层内又往往有水及流沙。在这种情况下，采掘工作面必须与冲积层保持一定的距离，因此也要留设一定的煤柱。 断层防水煤柱 断层的落差（两侧煤层的标高差）有大有小。当落差达到一定数值时，一盘的煤层就可能与另一盘含

12、水层接触，同时断层本身也可能含水，所以断层两侧有时也要留一定尺寸的煤柱。 其它防水煤柱 在采掘过程中，如接近水量较大的钻孔、含水的陷落柱等也要留煤柱。 防水煤柱是起防水作用的，无论何时，未经批准不许胡采乱掘，如采煤反向开帮、在煤柱内挖水窝、躲避硐等，都是十分危险的。八、 设置防水闸门 有突水淹井危险的矿井，或有突水危险的地区，都要设置水闸门。闸门平时是打开的，一旦井下发生水灾，即关闭。在井底车场两端设置防水闸门，以便于恢复矿井生产，保护井筒、井底车场和排水设施；在有突水危险的地区设置防水闸门，是为了在采区或巷道突水时，阻挡水流，进行分区隔离，防止灾情扩大，保证其它地区正常生产。 防水闸门前后一

13、段巷道必须砌旋。水闸门来水方向一侧15-25米处设有挡物的箅子门。附近的铁轨和架空线要做成活节的，可以随时拆卸。通过防水闸门的风管、水管、电缆孔不准漏水。放水管应设置在水沟一侧的下方，放水管的外端应安有放水阀门。 防水闸门的铁门四周要镶有软垫，当铁门关闭时门与门框可以完全接触，不产生缝隙。软垫一般用橡胶、紫铜、或特制软合金做成。平时，井下工作人员一定要爱护它。 为顺利关闭水闸门，在水闸门的外侧可安设小绞车、钢丝绳和滑轮，这些东西都是关门时使用的，不要损坏它们。 在正常生产期间，要定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得有石块、木料、矿车等堵塞物，要保证铁门能随时关闭。 矿井突水后，关闭防水闸门是

14、一件关键性措施，不经领导决定，任何人不得随意关闭铁门。在关门之前，水闸门内的所有人员必须全部撤出，人数必须清点无误，电源应全部切断。经处理或突水量变小需要打开水闸门的时候，必须有专门措施，有领导有指挥地进行。九、 防水闸门的关与开 有了施工良好的防水闸门，人们可以放心地开采受水害威胁的煤层了。然而，一旦开采地区出了大水，需要我们关闭水闸门时，我们能很顺利地把水闸门关上吗?实践中没那么简单! 平时水闸门都是大大敞开的，而且门扇的一边还紧靠着门轴一侧的巷道帮。定期检查水闸门时，人们站在门扇近处推推拉拉很是自如。而一旦大水涌出，水闸门处水深流急，关门必须用绳索拉拽才能完成，而且必须事先在门轴的另外一

15、侧门框外固定一个铁钩，绳索通过铁钩（有定滑轮更好），在水闸门外用力拉拽，这样水闸门门扇才能启动，实现与门框的关闭。事先未固定铁钩，出水后关门之前应在适当位置迅速打一锚杆拴牢铁钩也能关门。在无铁钩的情况下，临时制做一个简易人字架或三角架顶住绳索使绳索弯曲，这样也可将水闸门关闭。 在关闭水闸门的一瞬间，必须保证门框处不能有任何杂物，杂物一旦塞住门缝，再想重新关门将十分困难。水害消除后，需打开水闸门可进入淹没区重新恢复生产。开门之前一定要把水闸门内的积水放空，放水是由打开闸门两侧大口径放水管阀来完成的。然而水闸门内存有高压积水，水阀一经打开，高压水高速喷射出，喷射极远并伴有水的吼叫声，开阀人无法从窄

16、小的巷道内撤出。为解决放水孔喷射问题，应在开阀之前先在放水阀外延长大口径放水管路，将放水管口延长至巷道外有岔口处。这样，当水闸门内的水位降下来之后，再用顶镐将门扇顶开，水闸门才能顺利打开。十、 井下排水矿井涌水，使井下环境恶化，为了保证生产的正常进行，就需要把矿井水排到地面。排水的主要设备有水泵、水管和配电设备，井下还要修筑水仓、泵房。在发生水灾时，这些设施还起应急的作用。水泵 必须有工作、备用和检修的水泵。要求水泵从两个方面保证安全：第一，工作水泵应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，即工作水泵的能力相当于正常涌水量的12倍；第二，工作和备用水泵应能在20小时内排出矿井24小时的最大

17、涌水量。水文地质条件复杂的矿井，可根据情况另外增设水泵。水管 水管必须与水泵的排水能力相适应，有工作和备用的管。即使在涌水量很小的矿井，也必须敷设两趟水管。配电设备 应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。有的矿井涌水量小，不重视配电设备和水泵的配套，这样，一旦矿井涌水量增大，备用泵无法开动，造成水害。 水仓 主要水仓必须有两个，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓的有效容量可按下式计算：V=2（+3000

18、）式中V-主要水仓的有效容量,m3。-矿井每小时正常涌水量，m3。但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。水仓的进口处要设置箅子阻挡杂物；水仓中的淤泥每年至少清理两次，其中在雨季前必须清理一次，以保证水仓的空仓容量在总容量的50以上。上面说的水泵、水管、配电设备等主要排水设备，都要经常检查和维护，特别在每年雨奉前，必须全面检修一次，以保证其安全运行。十一、 哪些情况下要探水 在有水害威胁的矿井，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，是防止井下水害事故的有效措施。在有水害威胁的地区进行采掘工作，都要坚持超前钻探，千万不可粗心大意。 井

19、下生产过程中，遇到下面任何一种情况时，都必须探水前进； 1接近被淹井巷或小窑、老空区； 2接近溶洞、含水断层、含水层（流沙层、冲积层、各种承压含水层）或接近积水区； 3上层有积水，在下层进行采掘活动，两层之间的距离小，即小于安全厚度的要求； 4探水地区内掘进，一次掘进长度达到了允许掘进的长度，或探水孔的超前距已经达到规定的限度； 5采掘工作面发现出水征兆； 6突然发现断层，对另一盘的水文地质情况又不清楚； 7打开隔离煤柱放水； 8接近有出水可能的钻孔； 9采掘工作面接近各类防水煤柱线，为确保煤柱尺寸，要提前探明情况；10在强含水层之上，工作面进行带压开采，对强含水层水压、水量、裂隙等情况不清楚

20、，对隔水层厚度变化情况胸中无数，这时也需提早对含水层进行打钻，系统地了解含水层和隔水层情况。十二、 探水要有设计 探放水工作应该有探水设计，探水设计应体现以下几方面原则：首先是要科学探放，对水情的分析要科学，探放水的方法也要科学；二是要安全可靠，探放水在“有疑必探，先探后掘”的原则下，确保征服水害，做到万无一失；三是要经济合理，争取用尽量少的工程量，最简捷的巷道工程完成探水、开拓、掘进等生产准备任务；四是要争取高效，在多方协调下，合理安排，争取尽快完成探水任务不影响工期。 探水设计大致应包括如下三部分内容： 1探水地区的水文地质情况分析：由探放水技术人员调查区域资料，提出水害性质、受水威胁的范

21、围和程度，划定水害威胁边界，估算涌水量和总积水量，划定探水线，设计出要留设的防水煤柱尺寸。此外，还要分析放水后对地面的影响，地表是否会产生下沉，是否产生塌陷坑以及建筑物破坏等情况。 2根据水害性质由开采技术人员设计开拓方案及防水方案。其中有：探水区的开拓方案；巷道布置及施工顺序；巷道断面及支护形式；流水水沟大小；流水路线；临时排水设施；水闸门及水闸墙的位置；放水的允许放水量；人员避灾路线及预防有害气体的措施等。 3在上述巷道布置的基础上，设计探水孔的钻探施工方案。探水施工内容包括：每次探水的位置；确定探水超前距；确定每次探水的孔数、孔的方向及角度；孔径大小；孔口管的设计和安装，提供放水所需的时

22、间。 探放水设计经研究批准后，要严格按设计施工。十三、 探水作业安全注意事项 井下探水是用钻机进行的。探水作业的好坏，不仅直接关系到探水人员的安全，而且影响到探放水周围地区甚至整个矿井的安全。所以，应该按照煤矿安全规程的要求，旋工中特别注意以下事项： 探水工作面要加强支护，防止高压水冲垮煤壁及支架； 事先检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在出水时使水仓有相当大容积的缓冲余地； 在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水情及时向矿井调度室汇报； 探水工作面要经常检查瓦斯，发现沼气超过1时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体； 在水压较大的地点探水时，应预先开掘安

23、全躲避硐，规定好联络信号及人员的避灾路线； 打钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，不要移动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。还应派人监视水情和报告矿井调度室，不得擅自放水。如果情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理。 探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人； 钻眼内水压过大时，应该采用反压、防压和安设防喷装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。十四、 上山巷道的探水 采掘煤层有老空威胁的地区上山掘进必须探水，因为水害威胁较大，施工必须十分小心。 按探水设计，上山煤巷掘进的探水

24、孔应布置成扇形，扇形群孔每组孔之间的夹角不能太大、也不能太小，一般以7。15。为宜。中间沿巷道前进方向一组，两侧各两组，煤层厚度大于2米时一般每组孔数不少于3个，煤厚增大时孔数还要增加。沿顶板掘进的煤巷，探水孔除有平行顶板的钻孔外，其余钻孔应依次向下斜，并最少有一个孔见到煤层底板。沿煤层底板掘进的巷道，钻孔应依次向上斜，并保证要有一个钻孔见到煤层顶板。 探水钻探过程中应时刻注意钻孔内情况，发现煤层变软，钻杆推进突然感到轻松，或顺钻杆出水增大时，要特别注意，立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。如果拔出钻杆，钻眼会被流水冲大，水量无法控制，造成透水事故。 当探水孔孔深小于5米时孔内大量出水，说明距离

25、积水已经很近；如果孔内水压很大，水喷射很远，必须马上将钻机钻杆固定，在巷道正前打牢点柱，保护煤壁和顶板，不使煤壁被水冲垮。人员应尽快撤离现场，另选安全地点对此处积水进行探放。 探水过程中如发现钻孔透老空无水，应立即检查是否有 有害气体喷出，防止人员受到伤害。 每次探水后，应在探水地点做专门标记（如在巷道一帮或顶板涂标记或打入木楔及铁钉等），以备后来丈量巷道长度使用。十五、 探水后上山掘进 探水地区上山掘进是掘进防水中的重点，应十分慎重。 探水地区上山掘进一般都布置成双巷，即甲乙两条上山分别交替探水前进。两上山之间距离不能过大，两者之间每隔一定距离用联络巷接通。上山正前放炮时，人员必须躲入联络巷

26、内。上下两联络眼之间的距离不应大于放炮母线的长度。如果两联络眼之间距离较大，应在适当位置掘躲避硐，躲避硐方向应向上山方向适当倾斜，长度必须适当。 上山巷道的支护应严格按作业规程要求施工，不论煤巷还是岩巷，支架柱底必须深入柱窝，支架的扎角必须合适。巷道内的浮煤浮碴要及时清理装运，后路不能有障碍。电缆和风筒必须挂起，工具设备材料摆放整齐。 上山探水巷道掘进，在掘进过程中应随时丈量巷道的实际进度，与探水地点的标记及通知单中的允许掘进长度进行核对，防止实际掘进距离超过允许掘进的距离，以保证安全。 钻机探水后的上山掘进还应用长钎子适当补探。钻机探水钻孔群是呈扇形分布的，控制的面积较大。钻孔打得很远。但是

27、，随着掘进巷道的前进，探水孔之间的距离就会越大，巷道有可能进入两钻孔之间的空白区，这是探水的盲区，积水老巷有可能被漏掉。在这种情况下，掘进巷道应用长钎子对正前或斜前方打眼补探，这样可以防止意外事故发生。 上山掘进巷道如果在打炮眼时沿钎子向外流水，应及时停止作业。水压大时，钎子不要拔出，需另做其它探放措施。十六、 平巷及下山探水掘进在倾斜煤层中掘进平巷时，一般都采用双巷掘进、单巷超前探水的方法。也就是用上方靠近老空的巷道超前探水，超前下巷一段距离。探水钻孔一般向正前方和上帮方向打孔。巷道坡度多采用正坡施工，为使水流畅通，不要随意改变坡度。探水区平巷，一定要按设计腰线施工，如果腰线掌握不好，容易产

28、生积水，严重时还能堵死巷道。如果煤层倾角很小，所有平巷都应探水，探水孔数量也应加多。在平巷掘进过程中遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘打钻探水，不可冒险掘过断层。下山巷道掘进，除注意工作面和两帮来水外，要特别防止背后出水。同一采区同时有很多掘进巷道在施工，在高处施工的掘进工作面或探水孔，必须保证不向下山灌水。如果上面工作面有突水的可能、并且不能保证下山工作人员安全时，下山工作面应停止工作，不得有人员停留。下山巷道如果在老空区内掘进，也要适当向两帮打探水孔，巷道两帮的支护要加强，防止片帮出水。为了确保下山掘进的安全，应当先掘高处靠近老空的巷道，减少或消除水害的危胁，避免人身事故。回采工作面一般不容易出水，因此常常被人们忽视。但在长壁沿走向开采的情况下，一旦发生工作面出水，上安全出口同时也被堵塞，这时工作面的人员将无路可退。所以，必须保证工作面特别是上顺槽的规格质量，上安全出口要通畅无阻。十七、 避开突水危险地带 强含水层、含水断层带、含水的陷落柱，这些都是井下发生突水危险的自然条件，我们需要采取措施，处理或避开它们。 1探断层。在井下各生产地区探清周围存在的断层位置、断层落差的大小，对于防止出水是很重要的，探清断层带是否含水，断层另外一侧强含水层的位置也是十分重要的。经探钻之后，如果证实断层带本身不含水，距离含水层又比较远，那么采掘工作面是比较安全的