煤礦水害防治理論與技術(shù)培訓(xùn)課件

1、煤礦水害防治理論與技術(shù)煤礦水害防治理論與技術(shù) 武武 強(qiáng)強(qiáng) 院士院士 國(guó)際礦山水協(xié)會(huì)（國(guó)際礦山水協(xié)會(huì)（imwa） 執(zhí)委執(zhí)委 國(guó)際礦山水協(xié)會(huì)（國(guó)際礦山水協(xié)會(huì)（imwa)中國(guó)國(guó)家委員會(huì)中國(guó)國(guó)家委員會(huì) 主席主席 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局技術(shù)委員會(huì)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局技術(shù)委員會(huì) 委員委員 國(guó)家煤監(jiān)局國(guó)家煤監(jiān)局”水害防治水害防治”專(zhuān)家組專(zhuān)家組 組長(zhǎng)組長(zhǎng) 中國(guó)煤炭工業(yè)安全科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)中國(guó)煤炭工業(yè)安全科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì) 常務(wù)理事常務(wù)理事(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)中國(guó)礦業(yè)大學(xué), 北京北京)陰 山 構(gòu) 造 帶1賀蘭山構(gòu)造帶昆 侖秦 嶺構(gòu) 造 帶川滇構(gòu)造帶24563圖例：（圖

2、例：（1）華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶）華北石炭二疊紀(jì)煤田的巖溶裂隙水水害區(qū)；（裂隙水水害區(qū)；（2）華南晚二疊紀(jì)煤田）華南晚二疊紀(jì)煤田的巖溶水水害區(qū)；（的巖溶水水害區(qū)；（3）東北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū)；（）東北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū)；（4）西北侏羅紀(jì)煤田的裂）西北侏羅紀(jì)煤田的裂隙水水害區(qū)；（隙水水害區(qū)；（5）西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害區(qū)；（）西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害區(qū)；（6）臺(tái)灣第三紀(jì)煤田的）臺(tái)灣第三紀(jì)煤田的裂隙裂隙孔隙水水害區(qū)孔隙水水害區(qū)圖圖1 我國(guó)煤礦水害分布圖我國(guó)煤礦水害分布圖第二節(jié)第二節(jié) 礦床充水的基本條件可分為自然條件和人為條礦床充水的基本條件可分為自然條件和人為條件兩

3、大類(lèi)。件兩大類(lèi)。 （一）自然充水水源（一）自然充水水源 1.大氣降水大氣降水 大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，所有礦床大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，所有礦床充水都直接或間接地與大氣降水有關(guān)。但這里所講充水都直接或間接地與大氣降水有關(guān)。但這里所講大氣降水水源，是指礦床直接充水的唯一水源。大氣降水水源，是指礦床直接充水的唯一水源。 2. 2. 地表水水源地表水水源 在有大型地表水體分布（海、湖、大河流、水在有大型地表水體分布（海、湖、大河流、水庫(kù)、水池）的礦床地區(qū)，查清天然條件下和礦床開(kāi)庫(kù)、水池）的礦床地區(qū)，查清天然條件下和礦床開(kāi)采后的地表水對(duì)礦床開(kāi)采的影響，是礦區(qū)水文地質(zhì)采后的地表水對(duì)礦床開(kāi)采

4、的影響，是礦區(qū)水文地質(zhì)勘探和礦井水文地質(zhì)工作的頭等重要大事，是評(píng)價(jià)勘探和礦井水文地質(zhì)工作的頭等重要大事，是評(píng)價(jià)礦床開(kāi)采價(jià)值的重要內(nèi)容。礦床開(kāi)采價(jià)值的重要內(nèi)容。 3.3.圍巖地下水水源圍巖地下水水源 圍巖地下水充水類(lèi)型劃分圍巖地下水充水類(lèi)型劃分: : 根據(jù)充水巖層性根據(jù)充水巖層性質(zhì)不同可分為：砂礫石孔隙充水礦床，堅(jiān)硬巖層裂質(zhì)不同可分為：砂礫石孔隙充水礦床，堅(jiān)硬巖層裂隙充水礦床，巖溶充水礦床。根據(jù)礦層與充水巖隙充水礦床，巖溶充水礦床。根據(jù)礦層與充水巖層接觸關(guān)系不同可分為：直接充水礦床，間接充水層接觸關(guān)系不同可分為：直接充水礦床，間接充水礦床。礦床。 根據(jù)礦層與充水巖層相對(duì)位置不同可分為：根據(jù)礦層與

5、充水巖層相對(duì)位置不同可分為：頂板水充水礦床，底板水充水礦床，周邊水充水礦頂板水充水礦床，底板水充水礦床，周邊水充水礦床。床。 1.1.點(diǎn)狀巖溶陷落柱通道點(diǎn)狀巖溶陷落柱通道 巖溶陷落柱在我國(guó)北方較為發(fā)育，巖溶陷落柱在我國(guó)北方較為發(fā)育，在地下水的長(zhǎng)期物理和化學(xué)作用下在地下水的長(zhǎng)期物理和化學(xué)作用下, , 中奧陶統(tǒng)灰?guī)r形成了大量的古喀斯特中奧陶統(tǒng)灰?guī)r形成了大量的古喀斯特空洞空洞, , 在上覆巖層和礦層的重力作用在上覆巖層和礦層的重力作用下下, , 空洞潰塌并被上覆巖層下陷填實(shí)，空洞潰塌并被上覆巖層下陷填實(shí)，被下塌的破碎巖塊所充填的柱狀巖溶被下塌的破碎巖塊所充填的柱狀巖溶陷落柱像一導(dǎo)水管道溝通了煤系充水

6、陷落柱像一導(dǎo)水管道溝通了煤系充水含水層中地下水與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r水的含水層中地下水與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r水的聯(lián)系聯(lián)系, , 特別位于富水帶上的巖溶陷落特別位于富水帶上的巖溶陷落柱柱, , 可造成不同充水含水層組中地下可造成不同充水含水層組中地下水的密切水力聯(lián)系。巖溶陷落柱的地水的密切水力聯(lián)系。巖溶陷落柱的地表特征比較明顯表特征比較明顯, , 特別在基巖裸露區(qū)特別在基巖裸露區(qū)更為明顯更為明顯。 ( (二二) ) 充水天然通道礦床充水天然通道主要包括點(diǎn)充水天然通道礦床充水天然通道主要包括點(diǎn)狀巖溶陷落柱、線狀斷裂（裂隙）帶、窄條狀隱伏露狀巖溶陷落柱、線狀斷裂（裂隙）帶、窄條狀隱伏露頭、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)（局部面狀隔水

7、層變薄或尖滅）和頭、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)（局部面狀隔水層變薄或尖滅）和地震裂隙等。地震裂隙等。 2.線狀斷裂線狀斷裂(裂隙裂隙)帶通道帶通道 斷裂帶是否能夠成為充水通斷裂帶是否能夠成為充水通道主要取決于斷裂帶性質(zhì)和礦道主要取決于斷裂帶性質(zhì)和礦床開(kāi)采時(shí)人為采礦活動(dòng)方式與床開(kāi)采時(shí)人為采礦活動(dòng)方式與強(qiáng)度。這里重點(diǎn)分析斷裂帶的強(qiáng)度。這里重點(diǎn)分析斷裂帶的性質(zhì)，后面問(wèn)題在充水人為因性質(zhì)，后面問(wèn)題在充水人為因素部份講述。素部份講述。 3 3 窄條狀隱伏露頭通道窄條狀隱伏露頭通道 在我國(guó)大部分煤礦山在我國(guó)大部分煤礦山, , 煤系薄煤系薄層灰?guī)r含水層和中厚層砂巖裂隙含層灰?guī)r含水層和中厚層砂巖裂隙含水層以及巨厚層的碳酸鹽

8、巖含水層水層以及巨厚層的碳酸鹽巖含水層多呈窄條狀的隱伏露頭形式與上覆多呈窄條狀的隱伏露頭形式與上覆第四系松散沉積物不整合接觸第四系松散沉積物不整合接觸. . 影影響隱伏露頭部位多層充水含水層組響隱伏露頭部位多層充水含水層組地下水垂向間水力交替的因素主要地下水垂向間水力交替的因素主要有兩個(gè)有兩個(gè). . 4.4.面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)( (局部面狀隔水層變薄區(qū)局部面狀隔水層變薄區(qū)) ) 根據(jù)含煤巖系和礦床水文地質(zhì)沉積環(huán)境分根據(jù)含煤巖系和礦床水文地質(zhì)沉積環(huán)境分析析, , 在華北型煤田的北部一帶在華北型煤田的北部一帶, , 煤系含水層組煤系含水層組主要以厚層狀砂巖含水層組為主主要以厚層狀砂巖含水層組

9、為主, , 薄層灰?guī)r沉薄層灰?guī)r沉積較少。積較少。 在厚層砂巖含水層組之間沉積了以在厚層砂巖含水層組之間沉積了以細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和泥巖為主的隔水層組細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和泥巖為主的隔水層組. . 在在地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下, , 脆性的隔水脆性的隔水巖層受力后以破裂形式釋放應(yīng)力巖層受力后以破裂形式釋放應(yīng)力, , 致使隔水巖致使隔水巖層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理, , 形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 二 礦床充水的人為條件（一）人為充水水源（一）人為充水水源 1.1.

10、襲奪水襲奪水 由于礦床開(kāi)采，降落漏斗不斷擴(kuò)展，人工流場(chǎng)強(qiáng)烈改造礦區(qū)由于礦床開(kāi)采，降落漏斗不斷擴(kuò)展，人工流場(chǎng)強(qiáng)烈改造礦區(qū)天然地下水流場(chǎng)，人工地下水流場(chǎng)獲得新的補(bǔ)給水源稱(chēng)為襲奪水天然地下水流場(chǎng)，人工地下水流場(chǎng)獲得新的補(bǔ)給水源稱(chēng)為襲奪水源。源。 2.2.老窯水老窯水 老窯水一般分布在老礦山的淺部，它具有下列充水特點(diǎn)：老窯水一般分布在老礦山的淺部，它具有下列充水特點(diǎn)： 老窖水以靜儲(chǔ)量為主，靜儲(chǔ)量與采空區(qū)分布范圍有關(guān)；老窖老窖水以靜儲(chǔ)量為主，靜儲(chǔ)量與采空區(qū)分布范圍有關(guān)；老窖水為多年積水，水循環(huán)條件差，水中含有大量水為多年積水，水循環(huán)條件差，水中含有大量h h2 2s s氣體，并多為氣體，并多為酸性水，有

11、較強(qiáng)的腐蝕性。老窯突水一般水勢(shì)迅猛，硫化氫氣酸性水，有較強(qiáng)的腐蝕性。老窯突水一般水勢(shì)迅猛，硫化氫氣體危害性大體危害性大。 （二）（二） 充水人為通道充水人為通道 礦坑充水人為通道包括頂板冒落裂隙帶、地礦坑充水人為通道包括頂板冒落裂隙帶、地面巖溶疏干塌陷帶和封孔質(zhì)量不佳鉆孔等。面巖溶疏干塌陷帶和封孔質(zhì)量不佳鉆孔等。 1.頂板冒落裂隙帶頂板冒落裂隙帶 采空區(qū)冒落后，形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶采空區(qū)冒落后，形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶是礦坑充水的人為通道，其特點(diǎn)如下：當(dāng)冒落是礦坑充水的人為通道，其特點(diǎn)如下：當(dāng)冒落裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水量將有顯著

12、增加，當(dāng)未能達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，量將有顯著增加，當(dāng)未能達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水無(wú)明顯變化；當(dāng)頂板冒落裂隙帶發(fā)育礦坑涌水無(wú)明顯變化；當(dāng)頂板冒落裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到地表水體時(shí)，礦井涌水量將迅猛增加，高度達(dá)到地表水體時(shí)，礦井涌水量將迅猛增加，同時(shí)常伴有井下涌砂現(xiàn)象。同時(shí)常伴有井下涌砂現(xiàn)象。 2.地面巖溶疏干塌陷帶地面巖溶疏干塌陷帶 隨著我國(guó)巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和隨著我國(guó)巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和疏干實(shí)踐，礦區(qū)及其周?chē)貐^(qū)的地表巖溶塌陷隨疏干實(shí)踐，礦區(qū)及其周?chē)貐^(qū)的地表巖溶塌陷隨處可見(jiàn)，地表水和大氣降水通過(guò)塌陷坑充入礦井。處可見(jiàn)，地表水和大氣降水通過(guò)塌陷坑充入礦井。有時(shí)隨著塌陷面積的增大

13、，大量砂礫石和泥砂與有時(shí)隨著塌陷面積的增大，大量砂礫石和泥砂與水一起潰入礦坑。水一起潰入礦坑。 三三 礦床充水強(qiáng)度分析礦床充水強(qiáng)度分析 在自然界分布礦床中，單一充水水源和充水通在自然界分布礦床中，單一充水水源和充水通道是少見(jiàn)的。從水文地質(zhì)剖面可以看出，礦層（體）道是少見(jiàn)的。從水文地質(zhì)剖面可以看出，礦層（體）上部和下部往往分布多個(gè)充水含水層組。究竟哪個(gè)上部和下部往往分布多個(gè)充水含水層組。究竟哪個(gè)是充水巖層？哪個(gè)不是充水巖層？哪個(gè)是強(qiáng)充水巖是充水巖層？哪個(gè)不是充水巖層？哪個(gè)是強(qiáng)充水巖層？哪個(gè)是弱充水巖層？回答這些問(wèn)題的方法稱(chēng)為層？哪個(gè)是弱充水巖層？回答這些問(wèn)題的方法稱(chēng)為礦床充水強(qiáng)度分析。礦床充水強(qiáng)

14、度分析。 根據(jù)礦山調(diào)查資料表明，礦床開(kāi)采后礦井充水根據(jù)礦山調(diào)查資料表明，礦床開(kāi)采后礦井充水強(qiáng)度除取決于充水含水層的富水性、導(dǎo)水性、厚度強(qiáng)度除取決于充水含水層的富水性、導(dǎo)水性、厚度和分布面積外，還取決于三個(gè)防線。第一防線是充和分布面積外，還取決于三個(gè)防線。第一防線是充水含水層出露和接受補(bǔ)給源的條件；第二防線是充水含水層出露和接受補(bǔ)給源的條件；第二防線是充水含水層側(cè)向邊界的導(dǎo)水與隔水條件；第三防線是水含水層側(cè)向邊界的導(dǎo)水與隔水條件；第三防線是礦層頂、底隔水巖層的隔水條件。礦層頂、底隔水巖層的隔水條件。 水災(zāi)防治預(yù)案水災(zāi)防治預(yù)案一、加強(qiáng)礦井防治水的基礎(chǔ)工作一、加強(qiáng)礦井防治水的基礎(chǔ)工作 1、 完善礦井

15、防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員、隊(duì)伍配置完善礦井防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員、隊(duì)伍配置 大水礦區(qū)都要成立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。集團(tuán)公司總經(jīng)理和礦大水礦區(qū)都要成立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。集團(tuán)公司總經(jīng)理和礦長(zhǎng)分別是防治水的第一責(zé)任者，相應(yīng)的總工程師負(fù)技術(shù)責(zé)任。長(zhǎng)分別是防治水的第一責(zé)任者，相應(yīng)的總工程師負(fù)技術(shù)責(zé)任。每個(gè)礦要設(shè)地測(cè)科和鉆探隊(duì)。每個(gè)礦要設(shè)地測(cè)科和鉆探隊(duì)。 地測(cè)科要有地測(cè)科要有3-4名礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)人員，負(fù)責(zé)資料的名礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)人員，負(fù)責(zé)資料的搜集和分析工作；搜集和分析工作； 鉆探隊(duì)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)鉆探資料的搜集和分析工作；鉆探隊(duì)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)鉆探資料的搜集和分析工作； 有條件的單位要提取噸煤防治水資金，

16、并且落實(shí)到實(shí)處，有條件的單位要提取噸煤防治水資金，并且落實(shí)到實(shí)處，如山東肥城礦業(yè)集團(tuán)公司，在集團(tuán)公司、礦分別設(shè)地測(cè)副總工如山東肥城礦業(yè)集團(tuán)公司，在集團(tuán)公司、礦分別設(shè)地測(cè)副總工程師，具體負(fù)責(zé)礦井防治水工作；程師，具體負(fù)責(zé)礦井防治水工作； 2、加強(qiáng)水文地質(zhì)條件勘探、做好防治水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工、加強(qiáng)水文地質(zhì)條件勘探、做好防治水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作作 各煤田和井田在勘探時(shí)必須把水文地質(zhì)情況搞清，給設(shè)計(jì)、建井、開(kāi)采各煤田和井田在勘探時(shí)必須把水文地質(zhì)情況搞清，給設(shè)計(jì)、建井、開(kāi)采提供詳實(shí)可靠的圖紙、資料。提供詳實(shí)可靠的圖紙、資料。 3、建立健全防治水管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行防治水的有建立健全防治水管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行防治水的有關(guān)

17、規(guī)程關(guān)規(guī)程 井田之間的邊界煤柱和防煤柱，要按井田之間的邊界煤柱和防煤柱，要按煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程和有關(guān)規(guī)定留設(shè)。和有關(guān)規(guī)定留設(shè)。附近有小煤窯開(kāi)采的礦井，要把其開(kāi)采范圍和與水害有關(guān)的情況調(diào)查清楚，附近有小煤窯開(kāi)采的礦井，要把其開(kāi)采范圍和與水害有關(guān)的情況調(diào)查清楚，對(duì)大礦有威脅的小煤窯要堅(jiān)決關(guān)掉，決不遷就姑息。對(duì)大礦有威脅的小煤窯要堅(jiān)決關(guān)掉，決不遷就姑息。 4、加強(qiáng)職工技術(shù)培訓(xùn)、增強(qiáng)抵、加強(qiáng)職工技術(shù)培訓(xùn)、增強(qiáng)抵御水害的能力御水害的能力 要通過(guò)不同形式的教育培訓(xùn)，使職工了要通過(guò)不同形式的教育培訓(xùn)，使職工了解透水前的各種預(yù)兆及其規(guī)律，做到發(fā)現(xiàn)透水解透水前的各種預(yù)兆及其規(guī)律，做到發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆，能立即停

18、止工作，采取措施，進(jìn)行處理。預(yù)兆，能立即停止工作，采取措施，進(jìn)行處理。為防止突水事故造成人員傷亡，井下要設(shè)置安為防止突水事故造成人員傷亡，井下要設(shè)置安全出口，標(biāo)出避災(zāi)線路，一旦發(fā)生突水事故，全出口，標(biāo)出避災(zāi)線路，一旦發(fā)生突水事故，可以安全撤出險(xiǎn)區(qū)。礦井發(fā)生突水事故后，應(yīng)可以安全撤出險(xiǎn)區(qū)。礦井發(fā)生突水事故后，應(yīng)立即通知救護(hù)隊(duì)組織搶救。同時(shí)，根據(jù)事故水立即通知救護(hù)隊(duì)組織搶救。同時(shí)，根據(jù)事故水源啟動(dòng)全部排水設(shè)備加速排水，防止整個(gè)礦井源啟動(dòng)全部排水設(shè)備加速排水，防止整個(gè)礦井被淹。被淹。二、二、 水災(zāi)預(yù)兆水災(zāi)預(yù)兆 （一）（一） 一般預(yù)兆一般預(yù)兆（1 1）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水可

19、由小變大；有時(shí)）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水可由小變大；有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；（2 2）工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣及硫化氫氣味；）工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣及硫化氫氣味；（3 3）有時(shí)可聞到水的）有時(shí)可聞到水的“嘶嘶嘶嘶”聲；聲；（4 4）礦壓增大，發(fā)生片幫冒頂及底臌。）礦壓增大，發(fā)生片幫冒頂及底臌。（二）（二） 工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆（1 1）工作面壓力增大，底板臌起，底臌量可達(dá)）工作面壓力增大，底板臌起，底臌量可達(dá)500mm500mm以上；以上；（2 2）工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；）工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸

20、增大；（3 3）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁、到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁、底板穩(wěn)定時(shí)水色變清；底板穩(wěn)定時(shí)水色變清；（4 4）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并有）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并有“嘶嘶嘶嘶” 或刺耳水聲；（或刺耳水聲；（5 5）底板）底板發(fā)生發(fā)生“底爆底爆”，伴有巨響，水大量涌出，水色乳白或呈黃色，伴有巨響，水大量涌出，水色乳白或呈黃色。 （三）（三） 沖擊層水的突水預(yù)

21、兆沖擊層水的突水預(yù)兆 （1）突水部位發(fā)潮、滴水，滴水逐漸增）突水部位發(fā)潮、滴水，滴水逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂； （2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流）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(shí)清時(shí)混，總的趨砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢(shì)是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；勢(shì)是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出； （3）頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能）頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。 三、三、 突水后水量估算突水后水量估算 發(fā)生突水后，水量的估算是一項(xiàng)必不可少

22、發(fā)生突水后，水量的估算是一項(xiàng)必不可少的工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件，迅速而準(zhǔn)確地對(duì)的工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件，迅速而準(zhǔn)確地對(duì)突水水量做出估算，是突水事故處理和搶救的突水水量做出估算，是突水事故處理和搶救的重要依據(jù)。重要依據(jù)。 （一一）現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)測(cè)測(cè)量量突突水水量量方方法法1 浮浮標(biāo)標(biāo)法法礦井發(fā)生突水后，初期水量一般較小，可在巷道的水溝內(nèi)測(cè)定其水量。選用規(guī)整的水溝長(zhǎng) 5m 左右，清除溝內(nèi)的雜物，選擇上、中、下三個(gè)斷面，測(cè)其寬度及 35 個(gè)水深值，并用木屑、紙屑作浮標(biāo)，測(cè)量水的流速，反復(fù)測(cè)量 35次，采用下式計(jì)算突水水量。 minm 333331603321987365423211/,ttt)hhhwhhh

23、whhhw(klq式中l(wèi)水溝測(cè)量段長(zhǎng)度,m； wi水溝斷面寬度,m； hi水溝內(nèi)水深,m； ti浮標(biāo)在乙段內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,min； k斷面系數(shù)。2 水水泵泵標(biāo)標(biāo)定定法法 突水后，一般應(yīng)增開(kāi)水泵或增加水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，水倉(cāng)內(nèi)增加的水量可用下式計(jì)算 min/m,tshknwq3式中w水泵的銘牌排水量（m3min） ； n增開(kāi)的水泵臺(tái)數(shù)； k水泵的排水系數(shù)，可參照表7-3-2選??； ht時(shí)間內(nèi)水位上升高度（m） ； s水倉(cāng)的水平斷面面積，m2； t水位上漲h所用的時(shí)間，min3容積法容積法 礦井突水時(shí)，如水由下向上充滿井下巷道及其它空間，可利用下水平巷道硐室的淹沒(méi)時(shí)間來(lái)估算突水量，即minm3/,tshq

24、tvq或式中 v下水平巷道的淹沒(méi)體積，m3： t 淹沒(méi)時(shí)間，min； s 下水平硐室巷道的水平斷面，m2； h在t 時(shí)間內(nèi)水位上升高度，m。（二二）突突水水總總水水量量的的估估算算突水搶險(xiǎn)過(guò)程中，需及時(shí)掌握從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻的突水總水量，其計(jì)算方法如下：1 算算術(shù)術(shù)迭迭加加法法v=q1t1+q2t2+q3t3+qntn，m3式中 v從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻止突水總體積，m3 q1 qn從突水開(kāi)始分段計(jì)算突水的涌水量，m3/min t1 tn從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻止，與上述涌水量相對(duì)應(yīng)的連續(xù)時(shí)間段（t1+t2+t3+tn=t，min） 。2曲曲線線求求積積儀儀法法 在直角坐標(biāo)紙上，繪出涌水量變化曲線

25、，其橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為涌水量,繪出從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻涌水量變化曲線，在曲線圖上用求積儀量出坐標(biāo)軸與曲線所包圍的全面積，然后用該面積乘以單位面積所代表的水量，得出水淹沒(méi)的總體積。水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理與指揮水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理與指揮一、一、井下發(fā)生水災(zāi)初期的自救井下發(fā)生水災(zāi)初期的自救1、井下發(fā)生突水后，應(yīng)立即用最快的方法通知附近地井下發(fā)生突水后，應(yīng)立即用最快的方法通知附近地區(qū)的人員一起按照區(qū)的人員一起按照礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃中所中所規(guī)定的路線撤出。規(guī)定的路線撤出。2、在撤退中，如出路已被水隔斷，就要尋找井下位置、在撤退中，如出路已被水隔斷，就要尋找井下位置最高、離井筒和大巷最近的地方

26、暫時(shí)躲避最高、離井筒和大巷最近的地方暫時(shí)躲避.3、如突水區(qū)設(shè)立水閘門(mén)時(shí)，在人員撤出后，要立即緊、如突水區(qū)設(shè)立水閘門(mén)時(shí)，在人員撤出后，要立即緊緊關(guān)死水閘門(mén)，把水流完全隔斷。緊關(guān)死水閘門(mén)，把水流完全隔斷。4、水泵房人員在接到突水事故報(bào)警后，要立即關(guān)閉泵、水泵房人員在接到突水事故報(bào)警后，要立即關(guān)閉泵房?jī)蓚?cè)的密閉門(mén)，啟動(dòng)所有水泵房?jī)蓚?cè)的密閉門(mén)，啟動(dòng)所有水泵.5、突水后，特別是老空區(qū)的積水突出以后，往往會(huì)從、突水后，特別是老空區(qū)的積水突出以后，往往會(huì)從積水的空間放出大量有害氣體，如瓦斯、硫化氫等積水的空間放出大量有害氣體，如瓦斯、硫化氫等.二、水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理二、水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理1、應(yīng)迅速判定水災(zāi)的性質(zhì)。、應(yīng)迅

27、速判定水災(zāi)的性質(zhì)。2、要掌握災(zāi)區(qū)范圍，分析被困人員可能躲避的地點(diǎn)以便迅速、要掌握災(zāi)區(qū)范圍，分析被困人員可能躲避的地點(diǎn)以便迅速組織搶救組織搶救3、加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯和其他有害氣體的積聚和發(fā)生熏人等、加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯和其他有害氣體的積聚和發(fā)生熏人等意外事故。意外事故。4、在排水后進(jìn)行偵察、搶險(xiǎn)時(shí)，要防止冒頂、掉底和二次突、在排水后進(jìn)行偵察、搶險(xiǎn)時(shí)，要防止冒頂、掉底和二次突水。水。5、在搶救和運(yùn)送長(zhǎng)期被困井下的人員時(shí)要采取措施，要防止、在搶救和運(yùn)送長(zhǎng)期被困井下的人員時(shí)要采取措施，要防止突然改變他們已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，造成不應(yīng)有的傷亡。突然改變他們已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，造成不應(yīng)有的傷亡。第四節(jié)

28、第四節(jié) 井下防水煤（巖）柱留設(shè)井下防水煤（巖）柱留設(shè) 一一 防水煤（巖）柱的類(lèi)型及留設(shè)原則防水煤（巖）柱的類(lèi)型及留設(shè)原則在水體下、含水層下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)嘣谒w下、含水層下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删驎r(shí)，為防止地表水或地下水潰入工作地點(diǎn)，層附近采掘時(shí)，為防止地表水或地下水潰入工作地點(diǎn)，需要留出一定寬度或高度的煤（巖）層不采動(dòng)，這部需要留出一定寬度或高度的煤（巖）層不采動(dòng)，這部分煤（巖）層稱(chēng)為防隔水煤（巖）柱或防水煤（巖）分煤（巖）層稱(chēng)為防隔水煤（巖）柱或防水煤（巖）柱。根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，可以分成不同柱。根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，可以分成不同的類(lèi)型。的類(lèi)型。 第五節(jié)第五

29、節(jié) 礦井水害主要防治方法礦井水害主要防治方法一一 、井下探放水、井下探放水 （一）（一） 探放水概述探放水概述探水的目的探水的目的 ：探水系指采礦過(guò)程中用超前勘探方法，查明探水系指采礦過(guò)程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫和前方的含水構(gòu)造（包括陷落柱）、采掘工作面頂?shù)装濉?cè)幫和前方的含水構(gòu)造（包括陷落柱）、含水層、積水老窯等水體的具體位置、產(chǎn)狀等，其目的是為含水層、積水老窯等水體的具體位置、產(chǎn)狀等，其目的是為有效的防治礦井水害做好必要的準(zhǔn)備。有效的防治礦井水害做好必要的準(zhǔn)備。 疏干開(kāi)采是指對(duì)煤層頂板或煤層含水層的疏干；而疏干開(kāi)采是指對(duì)煤層頂板或煤層含水層的疏干；而疏水降壓是指對(duì)煤層底

30、板含水層而言，其目的是使煤層疏水降壓是指對(duì)煤層底板含水層而言，其目的是使煤層底板含水層水壓降低至采煤安全水壓（該部分將在下節(jié)底板含水層水壓降低至采煤安全水壓（該部分將在下節(jié)論述）。論述）。 礦井疏干的目的是預(yù)防地下水突然涌入礦井，避免礦井疏干的目的是預(yù)防地下水突然涌入礦井，避免災(zāi)害事故，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消除地下災(zāi)害事故，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消除地下水靜水壓力造成的破壞作用等，是煤礦防治水的一種主水靜水壓力造成的破壞作用等，是煤礦防治水的一種主要措施。對(duì)于大水礦區(qū)，為了減少礦井涌水量，應(yīng)采取要措施。對(duì)于大水礦區(qū)，為了減少礦井涌水量，應(yīng)采取截流、淺排和排、供、生態(tài)環(huán)保三位一

31、體結(jié)合等輔助措截流、淺排和排、供、生態(tài)環(huán)保三位一體結(jié)合等輔助措施，施，與疏干工作統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行綜合防治。與疏干工作統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行綜合防治。二二 疏干開(kāi)采疏干開(kāi)采 （一）（一） 疏干程序疏干程序 礦井疏干過(guò)程可分為疏干勘探、試驗(yàn)疏干和經(jīng)常疏干三個(gè)逐漸過(guò)礦井疏干過(guò)程可分為疏干勘探、試驗(yàn)疏干和經(jīng)常疏干三個(gè)逐漸過(guò)渡程序，應(yīng)與礦井的開(kāi)發(fā)工作密切配合。渡程序，應(yīng)與礦井的開(kāi)發(fā)工作密切配合。 1 1。疏干勘探。疏干勘探 疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探。其目的是進(jìn)一步疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探。其目的是進(jìn)一步查明礦區(qū)疏干所需要的水文地質(zhì)資料；確定疏干的可能性，提出疏干查明礦區(qū)疏干所需要的

32、水文地質(zhì)資料；確定疏干的可能性，提出疏干方案。方案。 2 2。試驗(yàn)性疏干。試驗(yàn)性疏干 試驗(yàn)性疏干方案的正確制定表現(xiàn)在礦井開(kāi)采初期能降低水位，并試驗(yàn)性疏干方案的正確制定表現(xiàn)在礦井開(kāi)采初期能降低水位，并能經(jīng)過(guò)能經(jīng)過(guò)6 61212個(gè)月，尤其是雨季的考驗(yàn)。要盡可能利用疏干勘探工程，個(gè)月，尤其是雨季的考驗(yàn)。要盡可能利用疏干勘探工程，并補(bǔ)充疏干給水裝置。通過(guò)試驗(yàn)，視干擾效果及殘余水頭的狀況，進(jìn)并補(bǔ)充疏干給水裝置。通過(guò)試驗(yàn)，視干擾效果及殘余水頭的狀況，進(jìn)行工程調(diào)整。行工程調(diào)整。 3 3。經(jīng)常性疏干。經(jīng)常性疏干 經(jīng)常性疏干是生產(chǎn)礦井日常性的疏干工作，隨著開(kāi)采范圍的擴(kuò)大經(jīng)常性疏干是生產(chǎn)礦井日常性的疏干工作，隨著

33、開(kāi)采范圍的擴(kuò)大和水平延伸，疏干工作要不斷地進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)充，甚至重新制定疏干和水平延伸，疏干工作要不斷地進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)充，甚至重新制定疏干方案，以滿足礦井生產(chǎn)的要求。方案，以滿足礦井生產(chǎn)的要求。(二）、頂板水害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法二）、頂板水害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法“三圖雙預(yù)測(cè)法三圖雙預(yù)測(cè)法” 頂板冒裂安全性分區(qū)圖頂板含水層富水性分區(qū)圖 頂板突水條件綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖 天然狀態(tài)下工 作面涌水量預(yù)測(cè) 人為改造狀態(tài)下工 作面涌水量預(yù)測(cè) 三三 帶壓開(kāi)采帶壓開(kāi)采 為在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進(jìn)行帶（水）壓開(kāi)采，并獲得效益，為在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進(jìn)行帶（水）壓開(kāi)采，并獲得效益，以下技術(shù)問(wèn)題應(yīng)予以重視并付諸實(shí)施。以下技術(shù)問(wèn)題應(yīng)予以重

34、視并付諸實(shí)施。 （一）查清帶壓開(kāi)采的礦井或采區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件（一）查清帶壓開(kāi)采的礦井或采區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件 除應(yīng)對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件有所認(rèn)識(shí)外，對(duì)井田或采區(qū)的水文除應(yīng)對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件有所認(rèn)識(shí)外，對(duì)井田或采區(qū)的水文地質(zhì)條件更應(yīng)了解清楚，對(duì)充水含水層的補(bǔ)、徑、排條件和不同地質(zhì)條件更應(yīng)了解清楚，對(duì)充水含水層的補(bǔ)、徑、排條件和不同充水含水層間的水力聯(lián)系狀況以及保護(hù)層的隔水性能均應(yīng)予以研充水含水層間的水力聯(lián)系狀況以及保護(hù)層的隔水性能均應(yīng)予以研究。以便選擇具體防治水方法和制定帶（水）壓開(kāi)采的措施。究。以便選擇具體防治水方法和制定帶（水）壓開(kāi)采的措施。（二）（二） 編制突水系數(shù)圖編制突水系數(shù)圖 前

35、面已經(jīng)提到，突水系數(shù)的應(yīng)用是通過(guò)突水系數(shù)圖來(lái)體現(xiàn)的。前面已經(jīng)提到，突水系數(shù)的應(yīng)用是通過(guò)突水系數(shù)圖來(lái)體現(xiàn)的。有兩種突水系數(shù)圖，一種是礦區(qū)或井田的突水系數(shù)圖，比例尺常有兩種突水系數(shù)圖，一種是礦區(qū)或井田的突水系數(shù)圖，比例尺常為為1：50001：10000；第二種是采區(qū)的突水系數(shù)圖，比例尺一；第二種是采區(qū)的突水系數(shù)圖，比例尺一般是般是1：10001：2000，甚至更大些。，甚至更大些。 （三）（三） 編制帶壓開(kāi)采地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)編制帶壓開(kāi)采地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū) 開(kāi)采受水害威脅地區(qū)的煤層，在編制開(kāi)拓、開(kāi)采受水害威脅地區(qū)的煤層，在編制開(kāi)拓、掘進(jìn)與回采設(shè)計(jì)之前，必須編制該范圍的地質(zhì)、掘進(jìn)與回采設(shè)計(jì)之前，

36、必須編制該范圍的地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，以作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，以作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 （四）應(yīng)用（四）應(yīng)用“脆弱性指數(shù)法脆弱性指數(shù)法”評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè),其技其技術(shù)思路是：術(shù)思路是： （1 1）、首先建立控制煤層底板復(fù)雜突水機(jī)理和演變過(guò)程的底板突水的主控因素體系。）、首先建立控制煤層底板復(fù)雜突水機(jī)理和演變過(guò)程的底板突水的主控因素體系。 （2 2）、）、建立建立“脆弱性指數(shù)法脆弱性指數(shù)法”的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)模型的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)模型 niiiisvi1（3 3 ）工程應(yīng)用實(shí)例）工程應(yīng)用實(shí)例 下面以邢臺(tái)章村礦三井為例，進(jìn)行實(shí)例分析。下面以邢臺(tái)章村礦三井為例，進(jìn)行實(shí)例分析。 圖圖2.2 2.2 構(gòu)造密度專(zhuān)題層圖構(gòu)造密度專(zhuān)題層圖 圖圖2.3 2.3 隔水層等效厚度專(zhuān)題層圖隔水層等效厚度專(zhuān)題層圖 圖圖2.4 2.4 充水含水層水壓專(zhuān)題層圖充水含水層水壓專(zhuān)題層圖圖圖2.5 2.5 奧灰古風(fēng)化殼厚度專(zhuān)題層圖奧灰古風(fēng)化殼厚度專(zhuān)題層圖 圖圖2.6 2.6 含水層富水性專(zhuān)題層圖含水層富水性專(zhuān)題層圖 圖圖2.7 2.7 斷層斷距專(zhuān)題層圖斷層斷距專(zhuān)題層圖 圖圖2.8 2.8 礦壓破壞帶以下脆性巖厚度專(zhuān)題層圖礦壓破壞帶以下脆性巖厚度專(zhuān)題層圖 圖圖2.9 2.9 本溪灰?guī)r厚度專(zhuān)題層圖本溪