礦井災(zāi)害防治技術(shù)(第一章_水災(zāi))

1、第一章 礦井水災(zāi)防治 第一節(jié) 基本概念及理論概述第二節(jié) 礦井防治水 第三節(jié) 礦井突水事故處理 一、 礦井水災(zāi)及其對生產(chǎn)的影響 二、 礦井充水程度指標(biāo)三、礦井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本條件四、礦井水災(zāi)的影響因素五、 造成礦井水災(zāi)的主要原因一、礦井水災(zāi)及其對生產(chǎn)的影響礦井水對生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）由于礦井水的存在，在采掘工作面可能出現(xiàn)淋水，使空氣濕度明顯增加，頂板破碎，對勞動條件及生產(chǎn)效率影響很大； （2）由于礦井水的存在，在生產(chǎn)中必須進(jìn)行排水，水量越大，排水費用越高，勢必增加煤炭生產(chǎn)成本；（3）礦井水對各種金屬設(shè)備、鋼軌和金屬支架等，均有腐蝕作用，這就縮短了生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命； （4

2、）當(dāng)井下突然涌水或其水量超過礦井排水能力時，則會造成礦井水災(zāi)，給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。二、礦井充水程度指標(biāo) 生產(chǎn)礦井常用含水系數(shù)（KB ）或礦井涌水量(Q)兩個指標(biāo)來表示礦井充水程度。1. 含水系數(shù)含水系數(shù)又稱富水系數(shù)，它是指生產(chǎn)礦井在某時期排出水量Q（m3）與同一時期內(nèi)煤炭產(chǎn)量P的比值，即礦井每采1t煤的同時，需從礦井內(nèi)排出的水量。含水系數(shù)KB的計算公式為KB = Q/P 根據(jù)含水系數(shù)的大小，將礦井充水程度劃分為以下4 個等級：充水性弱的礦井：KB <2 m3t 充水性中等的礦井：KB = 25 m3t充水性強的礦井：KB = 510 m3t 充水性極強的礦井：KB >10 m3t

3、。 2. 礦井涌水量 礦井涌水量是指單位時間內(nèi)流入礦井的水量，用符號Q 表示，單位為m3d 、m3h、m3min。 根據(jù)涌水量大小，礦井可分為以下4個等級涌水量小的礦井：Q < 2 m3min ；涌水量中等的礦井：Q = 2 5 m3min ；涌水量大的礦井：Q = 515 m3min ；涌水量極大的礦井：Q > 15 m3min。 3. 礦井突水點突水量等級劃分其等級標(biāo)準(zhǔn)是 小突水點涌水量：Q1m3mi 中等突水點涌水量：1 m3min < Q 10 m3min ；大突水點涌水量：10 m3min < Q30 m3特大突水點涌水量：Q > 30m3min。三、礦

4、井水災(zāi)發(fā)生必須具備的基本1.常見的礦井水源 1）大氣降水 幻燈片8（2）地表水地球表面江、湖、河、海、水池、水庫等處的水均為地表水，它的主要來源是大氣降水，也有的來自地下水。煤礦在開采淺部煤層時，地表水經(jīng)過有關(guān)通道會進(jìn)入煤礦井下，形成水患，給生產(chǎn)和建設(shè)帶來災(zāi)害。3）潛埋藏在地表以下第一個隔水層以上的地下水（圖1-1-3 ）稱為潛水（4）承壓水處于兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水），（5）老空積水 已經(jīng)采掘過的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。（6）斷層水 處于斷層帶中的水，稱為斷層水。2. 礦井水災(zāi)的通道 水源與煤礦井下巷道等工作場所的通道

5、是多種多樣的，主要有：（1）煤礦的井筒；（2）斷層裂隙；（3）采后塌陷坑；（4）石灰?guī)r溶洞陷落柱；5）古井老塘及封堵不嚴(yán)的鉆孔。四、礦井水災(zāi)的影響因素 影響水源進(jìn)入礦井井巷造成水災(zāi)的因素可分為自然因素和人為因素。 （一）自然因素 1.地形盆形洼地，降水不易流走，大多滲入井下，補給地下水，容易成災(zāi)。 2. 圍巖性質(zhì)圍巖為松散的砂、礫層及裂隙、溶洞發(fā)育的硬質(zhì)砂巖、灰?guī)r等組成時，可賦存大量水，這種巖層屬強含水層或強透水層，對礦井威脅大；圍巖為孔隙小、裂隙不發(fā)育的粘土層、頁巖、致密堅硬的砂巖等，則是弱含水層或稱隔水層，對礦井威脅小。當(dāng)粘土厚度達(dá)5米以上時，大氣降水和地表水幾乎不能透過。 3.地質(zhì)構(gòu)造

6、地質(zhì)構(gòu)造主要是褶曲和斷層4.充水巖層的出露條件和接受補給條件充水巖層的出露條件直接影響礦區(qū)水量補給的大小。充水巖層的出露條件包括它的出露面積和出露的地形條件。（二）人為因素 1.頂板塌陷及裂隙 2.老空積水3.未封閉或封閉不嚴(yán)的勘探鉆孔五、造成礦井水災(zāi)的主要原因 （1）地面防洪、防水措施不當(dāng)或管理不善，地表水大量灌入井下，造成水災(zāi)；（2）水文地質(zhì)情況不清，井巷接近老空積水區(qū)、充水?dāng)鄬?、陷落柱、強含水層以及打開隔離煤柱，未執(zhí)行探放水制度，盲目施工，或者雖然進(jìn)行了探水，但措施不當(dāng)（3）井巷位置設(shè)計不當(dāng)；（4）施工質(zhì)量低劣，致使礦井井巷嚴(yán)重塌落、冒頂、跑砂，導(dǎo)致透水；5）亂采亂掘，破壞防水煤巖柱造成

7、突水；6）測量錯誤，導(dǎo)致巷道穿透積水區(qū)（7）無防水閘門或雖有而管理、組織不當(dāng)，造成透水時無作用而淹井；（8）排水設(shè)備能力不足或機(jī)電事故造成；9）排水設(shè)施平時維護(hù)不當(dāng)，如水倉不按時清挖，突水時煤、巖塊堵塞水井，致使排水設(shè)備失去效用而淹井等。 第二節(jié) 礦 井 防 治 水一、地面水防治技術(shù)二、井下防治水技術(shù)礦井防治水的基本方針煤礦水害防治以“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”為基本原則，并根據(jù)礦井水害實際情況制定相應(yīng)的“防、堵、疏、排、截”綜合防治措施。有疑必探：在預(yù)測預(yù)報的基礎(chǔ)上，對沒有把握的區(qū)域或塊段采用物探、化探、鉆探等方法進(jìn)行綜合探查，以探明水害疑點或可疑作業(yè)區(qū)域。預(yù)測預(yù)報：通過相應(yīng)的

8、地質(zhì)工作隊礦井水文地質(zhì)條件進(jìn)行分采區(qū)、分工作面進(jìn)行評價圈定安全區(qū)、臨界危險區(qū)和危險區(qū)。先探后掘：在綜合探查的基礎(chǔ)上，在確保巷道掘進(jìn)或工作面回采沒有水患威脅時，可實施掘進(jìn)及回采作業(yè)。先治后采：在綜合探查的基礎(chǔ)上對有水害隱患區(qū)域，必須采取有針對性的措施，直至完全消除水害威脅后才能組織正常作業(yè)。礦井防治水的基本方針煤礦水害防治以“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”為基本原則，并根據(jù)礦井水害實際情況制定相應(yīng)的“防、堵、疏、排、截”綜合防治措施。防 留設(shè)煤柱、改變采煤方法堵超前注漿封堵、封閉或加固隔水層 疏疏干充水源、疏水降壓排安全可靠的排水系統(tǒng)、資源綜合利用截溝渠、堤壩、防水帷幕等截流措施一、地

9、面水防治技術(shù)地面防水是指在地表修筑各種防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水滲入礦井。 1.慎重選擇井筒位 2.河流改道3.鋪整河底4.填堵通道5.挖溝排（截）洪 6.排除積水7.加強雨季前的防汛工作二、井下防治水技術(shù) （一）做好礦井水文觀測與水文地質(zhì)工作 水文地質(zhì)工作是各項防治水工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。 1.做好水文觀測工作 （1）收集地面氣象、降水量與河流水文資料（流速、流量、水位、枯水期、洪水期）；查明地表水體的分布、水量和補給、排泄條件；查明洪水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點的影響程度。 （2）通過探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測孔、觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。 （3）觀測礦井

10、涌水量及季節(jié)性變化規(guī)律等?；脽羝?0 2做好礦井水文地質(zhì)工作 查明礦井水源和可能涌水的通道，為防治水提供依據(jù)。為此必須： （1）掌握沖積層的厚度和組成，各分層的透水、含水性； （2）掌握斷層和裂隙的位置，錯動距離，延伸長度，破碎帶范圍及其含水和導(dǎo)水性能； （3）掌握含水層與隔水層數(shù)量、位置、厚度、巖性，各含水層的涌水量、水壓、滲透性、補給排泄條件及其到開采礦層的距離，勘探鉆孔的填實狀況及其透水性能； （4）調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開采范圍、采空區(qū)的積水及分布狀況，觀測因回采而造成的塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度及采動對涌水量的影響； （5）在采掘工程平面圖上繪制和標(biāo)注井巷出水點的位置及水量，老窯積水

11、范圍、標(biāo)高和積水量，水淹區(qū)域及探水線的位置。幻燈片21 （二）井下探水 井下探放水是防治水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原則。當(dāng)采掘工作面遇到下列情況之一時，必須探水，確認(rèn)無突水危險后，才能前進(jìn)： 接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時； 接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、陷落柱時； 接近可能出水鉆孔和各類防水煤柱時； 接近可能與地表水體相通的斷裂破碎帶或裂隙發(fā)育帶時； 上層采空區(qū)積水，在兩層間垂直距離小于采高40倍或巷高10倍的下層采掘工作面以及采掘工作面有明顯出水征兆時； 接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時； 接近其它可能出水地區(qū)時?；脽羝?2 1探水起點的確定 為了保證采掘工作和人身安

12、全，防止誤穿積水區(qū)，在距積水區(qū)一定距離劃定一條線作為探水的起點，此線即為探水線，如 1-2-1所示?；脽羝?3 積水線：即積水區(qū)范圍線。在此線上應(yīng)標(biāo)注水位標(biāo)高、積水量等實際資料。 警戒線：積水線外推50150m 為警戒線（在上山掘進(jìn)時為傾斜距離），一般用紅色表示。 探水線：應(yīng)根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件及其資料的可靠程度確定。 對探水線有如下規(guī)定： 對本礦井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區(qū)，如果邊界確定，水文地質(zhì)條件清楚，探水線至積水區(qū)邊界的最小距離在煤層中不得少于30m，在巖層中不得少于20m； 對本礦井的積水區(qū)，雖有圖紙資料，但不能確定積水區(qū)邊界位置時，探水線至推斷積水

13、區(qū)邊界的最小距離不得小于60m ；幻燈片24 對有圖紙資料的小窯，探水線至積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m ；未有圖紙資料的，堅持“有疑必探、先探后掘”； 掘進(jìn)巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至最大擺動范圍預(yù)計煤柱線時的最小距離不得小于60m； 石門揭開含水層前，探水線至含水層最小距離不得小于20m 。 2探水鉆孔的布置方式 探水鉆孔布置原則是它既要保證安全生產(chǎn)，又要確保不遺漏積水區(qū)，還要求探水工程量最小。 1）探水鉆孔的主要參數(shù)確定 探水鉆孔的主要參數(shù)有超前距、幫距、密度和允許掘進(jìn)距離。幻燈片25（1）超前距（ 圖1-2-2）指探水鉆孔的終孔位置始終保持在允許掘進(jìn)工作面前的一段距離。 實際

14、工作中，超前距一般超前 10 m20 m，在薄煤層中可縮短，但不小于 8 m。超前距可用下式計算：式中，a 為超前距，m；L 為巷道寬或高，取最大m；k 為安全系數(shù)，一般取 25；p 為水頭壓力，MPa；KP為煤柱或巖柱的抗張強度，MPa?；脽羝?6 （2）允許掘進(jìn)距離 經(jīng)探水證實無水害威脅，可安全掘進(jìn)的長度稱允許掘進(jìn)距離。 （3）幫距 為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離。幫距一般等于超前距，有時略小 1 m2 m。 （4）鉆孔密度（孔間距） 它指允許掘進(jìn)距離終點橫剖面上，探水鉆孔之間的間距。 2）探水孔布置方式 （1）扇形

15、布置 巷道處于三面受水威脅的地段，要進(jìn)行搜索性探放老空積水，其探水鉆孔多按扇形布置，如圖1-2-3所示。幻燈片27幻燈片28 （2）半扇形布置 對于積水區(qū)肯定是在巷道一側(cè)的探水地區(qū)，其探水鉆孔可按半扇形布置，如圖 1-2-4所示。 3探水與掘進(jìn)之間的配合 井下受水威脅的地段，探水必須與巷道掘進(jìn)施工管理密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式有： 幻燈片29 1）雙巷配合掘進(jìn)交叉探水（圖 1-2-5）（2）雙巷掘進(jìn)單巷超前探水幻燈片30（3）平巷與上山配合探水（圖 1-2-6）幻燈片31（4）隔離式探水（圖1-2-7 ）幻燈片324探水鉆孔的安全裝置（圖 1-2-8） 幻燈片33 5探放水

16、作業(yè)安全要點 井下探放水作業(yè)直接與水害作斗爭，不僅關(guān)系到探放水人員的安全，也關(guān)系到探放水地段甚至全礦的安危。為此，要按照 規(guī)程 的有關(guān)規(guī)定，在安鉆探水前后，嚴(yán)格遵守下列事項： （1）加強鉆孔附近的巷道支架，背好頂幫，在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板，并清理巷道浮煤，挖好排水溝； （2）在打鉆地點或其附近安設(shè)專用電話； （3）確定主要探水鉆孔的位置時，應(yīng)由測量和負(fù)責(zé)探水人員親臨現(xiàn)場； （4）打鉆探水時，要時刻觀察鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)煤層疏松，鉆桿推進(jìn)突然感到輕松，或順著鉆桿有水流出來（超過供水量），都要特別注意； （5）鉆眼內(nèi)水壓過大時，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，必要時還應(yīng)在巖石堅固地點砌筑防水

17、墻，然后方可打開鉆眼放水?；脽羝?4 （三）疏放排水 根據(jù)不同類型的水源，可采取不同的疏放水方法與措施。 1疏放含水層水 1）地面打鉆抽水 在地面打鉆利用潛水泵或深井泵抽排，以降低地下水位。它適合于埋藏較淺、滲透性良好的含水層。 抽水鉆孔可采取環(huán)狀孔群和排狀孔群兩種布置方式。幻燈片35（1）環(huán)狀孔群（圖 1-2-9）（2）排狀孔群（圖1-2-10）幻燈片36 2）巷道疏水 （1）疏放頂板含水層 如果煤層直接頂板為水量和水壓不大的含水層，常把采區(qū)巷道或回采工作面的準(zhǔn)備巷道提前開拓出來疏水（圖 1-2-11）?；脽羝?7在利用采準(zhǔn)巷道疏放頂板水時，應(yīng)注意以下兩點： A采準(zhǔn)巷道提前掘進(jìn)的時間，應(yīng)根據(jù)

18、疏放的水量和速度而定，超前的時間過長會影響采掘計劃平衡，造成巷道長期閑置，有時會增加巷道維護(hù)工作量；如果超前時間太短又會影響疏放地下水的效果； B當(dāng)疏放強含水層的頂板水時，應(yīng)視水量的大小，要考慮是否要擴(kuò)大水倉容量和增加排水設(shè)備?；脽羝?8 （2）疏放底板含水層 當(dāng)煤層的直接底板是強充水含水層時，可考慮將巷道布置在底板中，利用巷道直接疏放底板水，如圖1-2-12所示?；脽羝?9 3）井下鉆孔疏水 （1）疏放煤層頂板水 在煤層上部含水層的水量與水壓較大時，為了避免回采后頂板突水，其方式有如下3種：A在巷道中每隔一定距離向頂板打一定數(shù)量鉆孔，使頂板水逐漸泄入巷道，通過排水溝向外排出；B在巷道中群孔放

19、水，如圖 1-2-13所示；幻燈片40C立式泄放孔（圖 1-2-14）幻燈片41（2 ）疏放煤層底板水 防止底板突水的途徑主要有兩個方面： 一方面是加強底板巖層抵抗破壞的能力； 另一方面是設(shè)法減少地下水的破壞能力，其措施是在底板布置鉆孔（圖 1-2-15），疏水降壓?；脽羝?2 2疏放老空水（1）直接放水（2）先堵后放（3）先放后堵（4）用煤柱或構(gòu)筑物暫先隔離 3疏放水時的安全注意事項 （1）探到水源后，在水量不大時，一般可用探水鉆孔放水；水量很大時，需另打放水鉆孔； （2）放水前應(yīng)進(jìn)行放水量、水壓及煤層透水性試驗，并根據(jù)排水設(shè)備能力及水倉容量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性； （3）放水

20、過程中隨時注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無有害氣體涌出，有無特殊聲響等； （4）事先定出人員撤退路線，沿途要有良好的照明，保證路線暢通； （5）防止高壓水、碎石噴射或?qū)@具壓出傷人；幻燈片43（6 ）排除井筒和下山的積水前，必須有礦山救護(hù)隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，要停止鉆進(jìn)。 （四）截水 1防水煤（巖）柱的留設(shè) 凡是煤層與含水層或含水帶的接觸地段，預(yù)留一定寬度的煤層不采，使工作面與地下水源或通道保持一定距離，以防止地下水流入工作面，留下不采的煤柱，稱為防水隔離煤柱。 防水隔離煤柱的種類有：井田邊界防水隔離煤柱以及預(yù)防斷層、廢棄井巷、充水含水層、巖溶陷落柱的防水煤柱等。 確定防水

21、煤柱的尺寸，是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題，至今還沒有十分完善合理的方法。目前，在煤礦生產(chǎn)中確定防水煤柱尺寸，主要采用以下方法： 1）經(jīng)驗比擬法幻燈片44 此法在目前使用廣泛。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，作為留設(shè)設(shè)計防水煤柱的尺寸。 （1）當(dāng)煤層露頭直接被疏松含水層掩蓋時，安全防水煤柱寬度應(yīng)不小于 30 米,如圖 1-2-17a所示； （2）煤層受斷層切割直接與充水強含水層接觸時，安全防水煤柱寬度應(yīng)不小于 20 米，如圖 1-2-17b 所示； （3）當(dāng)煤層因受逆斷層切割而被強含水層掩蓋時，留設(shè)煤柱應(yīng)考慮煤層開采后的塌陷裂隙，最好不要波及到上部的強含水層，如掩蓋寬度為 L 米，其斷層下盤防水煤柱的寬

22、度要大于 L 米，如圖 1-2-17c所示； （4）當(dāng)巷道接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r，應(yīng)留設(shè) 3040 米防水煤柱，如圖 1-2-17d所示。圖 1-2-17 留設(shè)防水煤柱的經(jīng)驗尺寸幻燈片45 2）分析計算法 此種方法是利用理論和經(jīng)驗公式來計算防水煤柱的尺寸。下面分為3種情況加以介紹： （1）含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的留設(shè)： 式中 L-煤柱留設(shè)的寬度，m； K-安全系數(shù)，一般取2-5； M-煤層厚度或采高，m； p-水頭壓力，MPa； Kp-煤的抗拉強度，MPa。幻燈片46 （2）煤層與強含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|防隔水煤（巖）柱的留設(shè) 1.當(dāng)含水層頂面高于最高導(dǎo)水裂縫帶上限時，防隔水煤（巖）柱

23、可按圖3-3a、圖3-3b留設(shè)。其計算公式為：L=L1+L2+L3=Hacsc+HLcot+HLcot L防隔水煤（巖）柱寬度；L1，L2，L3防隔水煤(巖)柱各分段寬度；HL最大導(dǎo)水裂縫帶高度；Ha斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度；斷層傾角；巖層塌陷角；H 煤層底板以上的靜水位高度幻燈片47 （2）煤層與強含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|防隔水煤（巖）柱的留設(shè) 2.最高導(dǎo)水裂縫帶上限高于斷層上盤含水層時，防隔水煤（巖）柱按圖3-3c留設(shè)。其計算公式為： L=L1+L2+L3=Ha(sincoscot)+(Hacos+M)(cot+cot) 20 m 幻燈片48 （2）煤層與強含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|防隔水煤（

24、巖）柱的留設(shè) Ha(斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度)應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦井實際觀測資料來確定，即通過總結(jié)本礦區(qū)在斷層附近開采時發(fā)生突水和安全開采的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，計算其水壓（p）與防隔水煤（巖）柱厚度（M）的比值（Ts=p/M）,并將各點之值標(biāo)到以Ts=p/M為橫軸，以埋藏深度為縱軸的坐標(biāo)紙上，找出Ts值的安全臨界線（圖3-4）幻燈片49 （2）煤層與強含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|防隔水煤（巖）柱的留設(shè) Ha(斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度) 也可以按下列公式計算： 式中 p-防隔水煤（巖）柱所承受的靜水壓力，MPa； Ts-臨界突水系數(shù)，MPam； 10-保護(hù)帶厚度，一般取10 m?；脽羝?0 （3）煤層

25、位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時防隔水煤(巖)柱的留設(shè) 防隔水煤（巖）柱的留設(shè)應(yīng)當(dāng)考慮2個方向上的壓力：一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力；二是斷層水在順煤層方向上的壓力。 幻燈片51 （3）煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時防隔水煤(巖)柱的留設(shè) 當(dāng)考慮底部壓力時，應(yīng)當(dāng)使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全煤柱的高度（Ha）的計算值，并不得小于20 m。其計算公式為 20 m幻燈片52 （3）煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時防隔水煤(巖)柱的留設(shè) 當(dāng)考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時，按計算煤柱寬度 20 m 根據(jù)以上兩種方法計算的結(jié)果，取用較大的數(shù)字，但仍不得小于20 m。 幻燈片

26、53 （3）煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時防隔水煤(巖)柱的留設(shè) 如果斷層不導(dǎo)水,防隔水煤（巖）柱的留設(shè)尺寸，應(yīng)當(dāng)保證含水層頂面與斷層面交點至煤層底板間的最小距離，在垂直于斷層走向的剖面上大于安全煤柱的高度（Ha）時即可,但不得小于20 m。 幻燈片54 2.水閘墻（防水墻） 水閘墻分為臨時性和永久性的兩種，水閘墻的構(gòu)造如圖1-2-20所示。 幻燈片55 在水壓很大時，則采用多段水閘墻，如圖1-2-21所示?；脽羝?6 建筑水閘墻時要注意以下事項： （1）筑墻地點的巖石應(yīng)堅固，沒有裂縫，必要時必須將風(fēng)化松軟或有裂隙的巖石除去，然后筑墻。 （2）要有足夠的強度，能承受涌水壓力。為此，應(yīng)有足夠的厚

27、度，選用耐腐蝕的材料。 （3）不透水、不變形、不位移。為此，墻基與圍巖要緊密結(jié)合。 （4）平面形水閘墻在水壓的反面可能產(chǎn)生拉力，而料石墻是不可能承拉的，故料石平面水閘墻之厚一般不得小于巷道寬度之半。 3防水閘門 （1）防水閘門位置的選擇 防水閘門的位置選擇適當(dāng)與否，是水閘門能否起到應(yīng)有作用的關(guān)鍵，一般應(yīng)考慮以下幾方面問題：幻燈片57 防水閘門應(yīng)設(shè)置在對水害具有控制作用的部位和井下重要設(shè)施部位（如井底車場出入口處），能使水害控制在盡可能小的范圍內(nèi)，并考慮即使水害發(fā)生后能恢復(fù)生產(chǎn)及繞過事故地點開拓新區(qū)。 防水閘門應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動影響的地點，以免破壞防水閘門的結(jié)構(gòu)和修筑地點圍巖的隔水性和穩(wěn)定性，

28、防止水閘門關(guān)閉后高壓水通過裂縫外泄。 盡量避免在較弱巖層或煤層內(nèi)砌筑，應(yīng)建在圍巖穩(wěn)定性與隔水性好的地段，要求圍巖硬度系數(shù)必須大于4 ； （2）防水閘門的分類 從閘門的結(jié)構(gòu)分有平板型、圓弧拱形和球面拱形等，如圖1-2-22 、圖1-2-23 、圖1-2-24 ?；脽羝?8幻燈片59 （五）礦井注漿堵水 注漿堵水就是將配制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴(kuò)散、凝固和硬化，注漿堵水適用于以下條件： （1）當(dāng)涌水水源與強大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時； （2）當(dāng)井巷必須穿過一個或若干個含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來很大的危害，甚至不可能掘進(jìn)時

29、； （3）當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水時，為了加固井壁、改善勞動條件、減少排水費用等，可采用注漿堵水； （4）某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水量，降低常年排水費用，也可采用注漿堵水的方法堵住水源； （5）對于隔水層受到破壞的局部地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，除采用隔離煤柱外，還可用注漿加固法建立人工保護(hù)帶。 幻燈片60第三節(jié) 礦井突水事故處理 主 要 內(nèi) 容l 一、礦井水災(zāi)征兆l 二、礦井突水的應(yīng)急措施l 三、水災(zāi)處理的一般原則l 四、礦山救護(hù)隊處理透水事故的行動要點l 五、搶救長期被困在井下的避難人員時應(yīng)注意的問題l 六、礦井水災(zāi)時期井下避難人員生存條件的分析l 七、恢復(fù)被淹礦井的方法及安全措施幻燈片61

30、一、礦井水災(zāi)征兆 1與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆 （1）工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折斷柱現(xiàn)象； （2）底軟膨脹、底鼓張裂。這種征兆多隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍； （3）先出小水后出大水也是較常見的征兆，由出小水至出大水，時間長短不一，據(jù)統(tǒng)計由12小時至2030 天不等； （4）采場或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大。這是因裂隙溝通、增多所致。 2沖積層水突水征兆 （1）突水部位巖層發(fā)潮、滴水、且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；幻燈片62 （2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時清時混，總的趨勢是水量砂量增加，直到流砂大量涌出； （3）發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可

31、能影響至地表，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑。 3老空水突水征兆 （1）煤層發(fā)潮、色暗無光； （2）煤層“掛汗”，煤層一般為不含水和不透水，若其上或其他方向有高壓水，則在煤層表面會有水珠，似流汗一樣； （3）采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度低“發(fā)涼”； （4）在采掘面內(nèi)若在煤壁、巖層內(nèi)聽到“吱吱”的水呼聲時，表征水壓大； （5）老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花和臭雞蛋味，口嘗時發(fā)澀；若水甜且清，則是“流砂”水或斷層水。幻燈片63二 、礦井突水的應(yīng)急措施 遇到礦井突水時，可采取以下應(yīng)急措施： （1）發(fā)現(xiàn)有人被堵井下時，各級領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)首先制定營救措施； （2）立即通知泵房人員加大排水力度，將水倉水位降到最低程度，爭取較長

32、的緩沖時間； （3）檢查所有排水設(shè)施和輸電線路，了解水倉現(xiàn)有容量，派人清挖水溝； （4）水文地質(zhì)人員應(yīng)測量涌水地點、涌水量大小及其變化，記錄圍巖及巷道破壞變形狀況，察看觀測孔（水井）水位和泉、河、地表水體的變化； （5）檢查防水閘門關(guān)閉是否靈活、嚴(yán)密，并清除淤渣，拆除短軌和架空線，派專人看守，待命關(guān)閉； （6）在查明地面水體與突水有關(guān)聯(lián)時，應(yīng)迅速派人進(jìn)行堵塞，減少補給量；幻燈片64 （7）當(dāng)排水能力負(fù)擔(dān)不了涌水量時，可因地制宜，采取將涌水引入下山巷道、筑壩蓄水、關(guān)閉防水閘門，以延長緩沖時間，爭取時間增加排水設(shè)備，保住礦井； （8）當(dāng)采取上述措施仍不能阻擋淹井時，井下人員應(yīng)迅速向安全口撤退，安全

33、出井。幻燈片65三、水災(zāi)處理的一般原則 （1）必須了解突水的地點、性質(zhì)，估計突出水量、靜止水位，突水后涌水量、影響范圍、補給水源及有影響的地面水體； （2）掌握災(zāi)區(qū)范圍，如事故前人員分布、礦井中有生存條件的地點、進(jìn)入該地點的可能通道，以便迅速組織搶救； （3）按涌水量組織強排，發(fā)動群眾堵塞地面補給水源，排除有影響的地表水，必要時可采用灌漿堵水； （4）加強排水和搶救中的通風(fēng)，切斷災(zāi)區(qū)電源，防止一切火源，防止沼氣和其它有害氣體積聚； （5）排水后偵察、搶險中，要防止冒頂和二次突水； （6）搬運和搶救人員，要防止突然改變傷員已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，以造成傷亡?；脽羝?6四、礦山救護(hù)隊處理透水事故的

34、行動要點 （1）接到事故電話后，迅速趕到事故礦井，弄清突水情況和災(zāi)區(qū)范圍，克服畏難情緒，參加制定搶救方案； （2）根據(jù)井下水位及涌水量，利用一切可能進(jìn)入的通道，迅速引出災(zāi)區(qū)避難人員； （3）人員必須通過局部積水巷道時，在積水位不高、距離不長的情況下，應(yīng)選擇熟悉水性的隊員配用呼吸器通過； （4）避難人員被水、砂、泥堵在巷道內(nèi)難以接近時，應(yīng)利用一切可能條件并設(shè)法接近他們； （5）禁止由下往上進(jìn)入突水點或被水、砂、泥堵塞的小眼、上山，防止二次突水或突泥砂。幻燈片67 （6）在尋找避難人員時，應(yīng)細(xì)心觀察，注意有規(guī)律的敲擊聲； （7）組織排水時，應(yīng)切斷電源，加強通風(fēng)，排除沼氣和其它有害氣體，并隨時檢查有

35、害氣體，防止火源產(chǎn)生； （8）搶救人員通過淤泥、積砂的巷道時，應(yīng)鋪設(shè)木板，在木板上行進(jìn)，以防止人員陷入泥砂中； （9）在排水過程中，應(yīng)盡可能分段恢復(fù)通風(fēng)，排除有害氣體；（10）救護(hù)隊員必須按進(jìn)入災(zāi)區(qū)的有關(guān)規(guī)定帶齊裝備，進(jìn)入避難人員躲避地點時，不經(jīng)檢查并確認(rèn)無危險時，不得脫掉呼吸器；（11）搶救長期被困在井下的避難人員應(yīng)注意有關(guān)問題。 幻燈片68五、搶救長期被困在井下的避難人員時應(yīng)注意的問題 在搶救時必須注意下列問題： （1）在避難地點發(fā)現(xiàn)避難人員時，禁止用頭燈光束直接照射避難人員的眼睛，以避免在強光刺射下瞳孔急劇收縮，造成失明；（2）發(fā)現(xiàn)避難人員時，不可立即抬運出井，應(yīng)注意保護(hù)體溫，抬到安全地點，并在救護(hù)隊的保護(hù)下，派醫(yī)生對其進(jìn)行檢查，給予必要的治療（如包扎、輸液、注射等），等避難