12第十二章 礦山防水

1、.：.； PAGE 6第十二章 礦山防水教學(xué)目的：了解地面防治水的措施；掌握井下防治水的措施了解礦井突水征兆及處置措施。教學(xué)重點(diǎn)：井下防治水的措施教學(xué)難點(diǎn)：截水及堵水學(xué)時(shí)安排：3復(fù)習(xí)舊課5min：呼吸性粉塵概念；礦塵得分散度；塵肺病的分類；煤塵爆炸的條件引入新課： 首先來了解一下地球上水的分布。按水的分布空間不同，可分為大氣水、地表水和地下水三類。煤炭消費(fèi)主要是在地下進(jìn)展，地下水是直接要挾消費(fèi)的不平安要素之一，它是采礦任務(wù)者的重要研討對(duì)象。由于自然界中的三大類水之間，存在著不可分割的內(nèi)在關(guān)系。所以必然要涉及到大氣水與地表水。水都存在著水利和水害兩個(gè)方面，從煤礦平安消費(fèi)的角度來看，水害方面往往影

2、響很大。下面引見礦井水災(zāi)的知識(shí)。年月日凌晨時(shí)許，南丹縣龍泉礦業(yè)總廠下屬的拉甲坡礦發(fā)生特大透水事故，呵斥井下名礦工死亡。 HYPERLINK newgx/200312/ca174304.htm t _blank 受賄300余萬隱瞞南丹礦難事故 萬瑞忠被執(zhí)行死刑。 2004年月日，新疆哈密煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司井采公司二井發(fā)生透水事故，名礦工被困井下，9名遇難。 2004年月日上午，吉林省通化市二道江區(qū)五道江鎮(zhèn)順發(fā)煤礦二礦鄉(xiāng)鎮(zhèn)有證發(fā)生透水事故，7人遇難。 2004年 4月25日早5時(shí)許， 黑龍江雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮三礦九采區(qū)負(fù)442標(biāo)高水采任務(wù)面突發(fā)透水事故，初步認(rèn)定是該地與東四片采空區(qū)老塘相透，事故

3、中共有8名礦工下落不明。至此，這起透水事故已確定有4人死亡，1人獲救生還，仍有3名礦工下落不明。 2004年 4月11日下午4時(shí)多，地處新密市的鄭煤集團(tuán)超化礦突發(fā)透水事故，12人被困井下，其中包括透水后下井察看水情的該礦代理總工程師周定栓及另外一名副總工程師。被困4天5夜后4月16日上午9時(shí)30分，最后一名脫險(xiǎn)礦工被抬出井口。2004年月日時(shí)分許，內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市公烏素地域鑫源煤礦發(fā)生透水事故，人被困井下。月日下午，記者從內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市鑫源煤礦透水事故搶險(xiǎn)救援指揮部得悉，由于事故現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜等諸多要素影響，抽水豎井的鉆打任務(wù)受阻。第一節(jié) 概 述礦井水災(zāi)定義：凡影響、要挾礦井平安消費(fèi)，

4、使礦井部分或全部被淹沒并呵斥人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的礦井涌水事故都稱為礦井水災(zāi)。補(bǔ)充資料：一、礦井水災(zāi)的來源一地面水源1大氣降水0.001主要方式是下雨下雪。地面的雨雪水是地下水的主要補(bǔ)給來源，同時(shí)也能夠經(jīng)過裂隙或井巷直接灌入井下。1996年8月4日，太原市下暴雨，滾滾山洪經(jīng)小煤窯進(jìn)入管地礦，致使年產(chǎn)400萬噸的礦井被淹，呵斥艱苦經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。2地表水95%地表水：河流、湖泊、水庫和積水洼等，可以經(jīng)過裂隙、井巷、斷層、溶洞等直接灌入井下，也可作為地下水的補(bǔ)給來源。1977年12月19日，吉林遼遠(yuǎn)梅河一井，在采掘時(shí)與地面水庫冒通，呵斥64人死亡，93人負(fù)傷的艱苦事故。二地下水源1含水層水生活在

5、山區(qū)的人，大多見過泉水，泉水實(shí)踐上是從地下巖層中溢流出地面的地下水。當(dāng)井下開辟巷道時(shí)，打到某些巖層，水就從巖層中涌出。那么地下水為什么能在某些巖層中存在呢？這是由于在一些巖層或砂土層中存在著許多空隙，當(dāng)大氣降水或地表水滲入地下時(shí)，巖土層中的空氣就成為地下水聚居的場所，這些即含地下水而又透水的巖層，稱為含水層。1974年9月28日，徐州礦務(wù)局義安煤礦704任務(wù)面上方，發(fā)生含水層突水事故，使整個(gè)二采區(qū)被迫封鎖，至今未能恢復(fù)消費(fèi)。2斷層水?dāng)鄬拥貛r石破碎，易于積水。特別是斷層與河流或含水層相通時(shí)，呵斥的水災(zāi)危害更大。1935年山東北大井特大透水事故，就是由于在斷層附近采煤，突灰水沿?cái)鄬油蝗刖?，呵?/p>

6、538名礦工遇難，成為世界上稀有的的艱苦突水事故。3老空水古代的小煤窯和近代煤礦的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長期停頓排水而積存的地下水，稱為老空水。專家經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查并結(jié)合地質(zhì)資料分析認(rèn)定，內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市鑫源煤礦透水事故的發(fā)生，是由于鑫源煤礦越界開采，放炮打通了原內(nèi)蒙古海勃灣礦務(wù)局現(xiàn)神華集團(tuán)海勃灣礦業(yè)有限責(zé)任公司公烏素礦二號(hào)井的采空區(qū)，使這里大量的積水涌入事故區(qū)，以致抽水任務(wù)進(jìn)展多日仍難以見效。第二節(jié) 地面防治水定義：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或涌入工業(yè)廣場。1防止井口灌水井口的標(biāo)高應(yīng)在當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位以上。在井口來水方向修筑堅(jiān)實(shí)高臺(tái)，并在其附近修筑可靠的

7、泄水溝和攔水堤壩。2防止地表滲水或漏水1河流改道當(dāng)煤體上方無足夠厚度的隔水地層時(shí)，應(yīng)盡能夠?qū)⒕锓秶鷥?nèi)的河流疏干或者遷移。河流改道雖可徹底解除河水透入井下之患但工程大，費(fèi)用高。2整鋪河床在河水漏失地段補(bǔ)漏，修筑不透水的人工河床，以制止或減少河水漏入井下。3堵塞通道：礦區(qū)范圍內(nèi)，因采掘活動(dòng)引起地面沉降、開裂、塌陷而構(gòu)成的礦井進(jìn)水通道，運(yùn)用粘土或水泥予以填堵對(duì)較大的溶洞或塌陷裂痕其下部充填碎石和砂漿，上部蓋以粘土分尾夯實(shí)，且略高出地面以防積水4挖溝排洪：地處山麓或山前平原區(qū)的礦井，因山洪或潛水流滲入井下構(gòu)成水害隱患或增大礦井排水量，可在井田上方垂直來水方向布置排洪溝、渠攔截、引流洪水，使其繞過礦區(qū)

8、3防止地面積水4加強(qiáng)雨季前的防汛任務(wù)第三節(jié) 井下防治水可歸納為“查、探、放、排，堵、截六個(gè)字一、做好礦井水文觀測與水文地質(zhì)任務(wù)水文地質(zhì)任務(wù)是各項(xiàng)防治水任務(wù)的根底和根據(jù)二、井下探水“有疑必探，先探后掘是采掘任務(wù)必需遵照的原那么，也是防止井下水害事故發(fā)生的重要方法。遇以下情況之一者時(shí)必需探水：接近水淹井巷、老空、老窯或小窯時(shí)，接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?，陷落柱時(shí)，接近能夠出水鉆孔和各類防水煤柱時(shí)：接近能夠與地表水體相通的斷裂破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)：上層采空區(qū)積水，在兩層間垂直間隔 小于采高40倍或巷高10倍的下層采掘任務(wù)以及采掘任務(wù)面有明顯出水征兆時(shí)鄭煤集團(tuán)和超化礦對(duì)臨近的小煤礦進(jìn)展調(diào)查，發(fā)現(xiàn)周某所開的小

9、煤礦越界開采320米，構(gòu)成6萬多立方米的采空區(qū)，估計(jì)積水2.8萬立方米，范圍就在超化礦21051任務(wù)面前段。當(dāng)超化礦施工至采空區(qū)前方時(shí)，小煤窯采空區(qū)忽然潰水，釀成事故。事故屬于超化礦未仔細(xì)進(jìn)展水文地質(zhì)調(diào)查，在對(duì)小煤礦采空區(qū)范圍和積水情況未完全查清的情況下，不嚴(yán)厲執(zhí)行“有疑必探，先探后掘的探放水規(guī)定，冒險(xiǎn)施工，在掘進(jìn)頭發(fā)生透水后，采取措施不力呵斥的。 1.探水起點(diǎn)確實(shí)定1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(shí)踐資料。2警戒線：從探水線再向外平行推移50150m所確定的一條界限。掘進(jìn)巷道進(jìn)入這一界限后，應(yīng)警惕積水的要挾。如發(fā)現(xiàn)有透水征兆，應(yīng)提早探放水，無的話繼續(xù)掘進(jìn)。到達(dá)探水時(shí)

10、，作為正式探水的起點(diǎn)。3探水線：沿積水線外推60150m的間隔 劃一條線即為探水線。為了保證采掘任務(wù)和人身平安，防止誤穿積水區(qū)，在距積水區(qū)一定間隔 劃定一條線作為探水的起點(diǎn)，此線即為探水線。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、采空區(qū)和巷道蒙受礦山壓力破壞等要素確定。進(jìn)入此線后必需停頓掘進(jìn)，進(jìn)展探放水。2探水鉆孔的布置方法探水鉆孔布置原那么是它既要保證平安消費(fèi)，又要確保不脫漏積水區(qū)還要求探水工程量最小。 1)探水鉆孔的參數(shù)。 (1)超前距：探水鉆孔終孔位置應(yīng)一直超前掘進(jìn)進(jìn)任務(wù)面一段間隔 ，該段間隔 稱超前距。普通不小于20m (2)允許掘進(jìn)間隔 經(jīng)探水證明無水害要挾，

11、可平安掘進(jìn)的長度。 (3)幫距 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間隔 。其值應(yīng)與超前距一樣。 4鉆孔密度孔間距它指允許掘進(jìn)間隔 終點(diǎn)橫剖面上，探水鉆孔之間的間距。普通不超越3m，以免漏掉積水區(qū)。2探水孔布置方式探水效果的好壞與鉆孔的布置方法有很大關(guān)系，因此應(yīng)根據(jù)詳細(xì)條件采用不同的布置方法。1平巷：巷道上幫方向布置呈半扇形2上山：呈扇形布置巷道上方。三、放水(疏干) 有方案地將要挾性水源全部或部分地疏放掉，是消除水患的有效措施之一。1疏放老空水(1)直接放水 當(dāng)水量不大，不超越礦井排水才干時(shí)，可利用探水鉆孔直接放水(2)先堵后放當(dāng)老空區(qū)與溶洞水或其他宏大水源有聯(lián)絡(luò)，動(dòng)力儲(chǔ)量很大，

12、一時(shí)排不完或不能夠排完，這時(shí)應(yīng)先堵住出水點(diǎn)，然后排放積水(3)先放后堵 如老空水或被淹井巷雖有補(bǔ)給水源，但補(bǔ)給量不大，或在一定季節(jié)沒有補(bǔ)給在這種情況下，應(yīng)選擇時(shí)機(jī)先行排水，然后進(jìn)展堵漏，防漏施工(4)先隔后放 假設(shè)水量過大，或水質(zhì)很壞，腐蝕排水設(shè)備，這時(shí)應(yīng)暫先隔離，做好排水預(yù)備任務(wù)后再排放;假設(shè)防水會(huì)引起塌陷，影響上部的重要建筑物或設(shè)備時(shí)，應(yīng)留設(shè)防水煤柱永久隔離。2疏放含水層水1地面疏放水 在地面打鉆或打大口徑水井，利用潛水泵或探井泵抽排，以降低地下水位。它適宜于埋藏較淺，浸透性良好的含水層。施工快、疏排才干強(qiáng)、見效快而又平安。2利用疏干巷道疏水。假設(shè)煤層頂板有含水層，可把采區(qū)巷道提早掘進(jìn)，使

13、含水層的水經(jīng)過其空隙河裂隙疏放出來。3鉆孔疏水?？稍诜桨甘杷祲旱牟煌凰课幌染蛳锏廊缓笤谙锏乐忻扛暨m當(dāng)間隔 向含水層打鉆。4巷道和鉆孔結(jié)合疏放。四、截水在探到水源時(shí)，由于條件所限無法放水，或者能放水但不合理，便利用水閘墻、水閘門和防水煤(巖)柱等物體，暫時(shí)或永久地截住涌水，將采掘區(qū)與水源隔離。五、注漿堵水將專門制備的漿液經(jīng)過鉆孔壓入地層裂隙或孔洞，經(jīng)凝結(jié)、固化到達(dá)堵隔水源的目的。它是礦山、水工程建筑、鐵道等部門防止地下水害的有效方法之一。第三節(jié) 礦井突水及其處置一、礦井突水征兆1與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆(1)任務(wù)面頂板來壓、掉渣，冒頂、支架傾倒或折斷柱景象(2)底軟膨脹、底鼓張裂這種征兆多

14、隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍在采掘面圍巖內(nèi)出現(xiàn)裂痕(特別是頂?shù)装鍨榇嘈詭r層)，當(dāng)突水量大、來勢猛時(shí)，與底鼓張裂的同時(shí)還伴有“底爆響聲在受壓最大地段，柔性巖層變薄，相應(yīng)壓力小的地段會(huì)出現(xiàn)增厚景象(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(shí)間長短不一，據(jù)統(tǒng)計(jì)由1-2小時(shí)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)察看可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂。 (2)發(fā)生部分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，總的趨勢是水量砂量添加直到流砂大量涌出 (3)發(fā)生大量潰水、潰砂，這種景象能夠影響

15、至地表導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑如吉林舒蘭豐廣礦三井二路送反石門，欲回采下部煤層組當(dāng)石門揭露13層煤底板砂巖時(shí)，水砂一涌而出，呵斥嚴(yán)重透水事故。最大涌水量26m3min，含砂量為60%，地表80X700m的范圍內(nèi)先后出現(xiàn)大量塌陷坑。 3老空水災(zāi)水征兆 (1)煤層發(fā)潮、色暗無光。有此景象時(shí)把煤壁剝挖下一薄層做進(jìn)一步察看假設(shè)仍發(fā)暗，闡明附近有水，假設(shè)里面煤枯燥光亮那么為從附近頂板上流下的“表皮水所呵斥 (2)煤層“掛汗煤層普通為不含水和不透水，假設(shè)其上或其他方向有高壓水，那么在煤層外表會(huì)有水珠，似流汗一樣其他地層中假設(shè)積水也會(huì)有類似景象 (3)采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度低“發(fā)涼假設(shè)走進(jìn)任務(wù)面感到?jīng)銮視r(shí)間越長

16、越感到?jīng)?；用手摸煤時(shí)開場感到冷，且時(shí)間越長越冷此時(shí)應(yīng)留意能夠會(huì)突水 (4)在采掘面內(nèi)假設(shè)在煤壁、巖層內(nèi)聽到吱吱的水呼聲時(shí)，表征因水壓大，水向裂隙中擠發(fā)出的響聲，闡明離水體不遠(yuǎn)了，有突水危險(xiǎn) (5)老空水呈紅色，含有鐵，水面泛油花和臭雞蛋味，口嘗時(shí)發(fā)澀，假設(shè)水甜且清，那么是“流砂水或斷層水。二、恢復(fù)被淹礦井及平安措施 1、排除積水的方法 (1)直接排干法.就是添加排水才干，直接將所突的全部積水(包括靜儲(chǔ)量和動(dòng)儲(chǔ)量)排干此法適用于水量不大，補(bǔ)給水源有限的情況下 (2)先堵后排當(dāng)涌水的動(dòng)儲(chǔ)量特別大，補(bǔ)給豐富，用強(qiáng)力排水不能夠排干時(shí)必需先堵住涌水通道，截住補(bǔ)給水源，然后再排水 2排水恢復(fù)期的平安措施 (1)堅(jiān)持通風(fēng)良好，經(jīng)常檢查氣體含量由于隨著水位的下降，積存在被淹井巷