常見幾種水害防治方法及實施主要技術(shù)要求

1、常見幾種水害防治方法及實施主要技術(shù)要求第1頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三前 言 淮南礦區(qū)開采二疊系煤層，水害是煤礦生產(chǎn)中第二大自然危害源，充水水源齊全，防治水工作難度較大。但各礦以及在不同的開采時期充水水源有所不同，有時多種水源并存，有時僅有一、二種水源。如淮河以南老區(qū)開采淺部煤炭資源時，存在著地表水、松散層水、老空水；開采A組煤時，還存在著底板巖溶水；已報廢的原李一礦開采-500m標高以下時，存在著倒轉(zhuǎn)頂板巖溶水；謝橋、潘三礦開采陷落柱影響區(qū)資源時存在陷落柱導（突）水隱患等。第2頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三淮南礦區(qū)水害類型一、地表水二、新生界

2、松散層水三、煤層底板灰?guī)r巖溶水四、煤層頂板砂巖裂隙水五、老空水六、巖溶陷落柱導（突）水七、井筒破裂松散層出水八、封孔不良鉆孔導水第3頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第一節(jié)、地表水害第4頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三1.1、地表水害事故1960年11月6日，李一礦6#井開采B8槽煤層時將地表新河潰入井下，死9人，傷9人。1987年3月2日，位于新莊孜井田范圍內(nèi)的朱海甫小井透地面塌陷區(qū)積水，透水量13萬m3，造成12人死亡，新莊孜南翼、謝三礦停產(chǎn)。 2006年9月29日，李一井田內(nèi)已報廢淮南樂方陶瓷有限公司升平粘土礦，井筒未封，井蓋被挖開，李一塌陷塘4

3、.2萬m3積水潰入井下，李一礦停產(chǎn)。2007年汛期，受持續(xù)強降雨影響，謝一礦北村塌陷塘積水經(jīng)東辰公司謝區(qū)新五礦八號井付斜井滲入井下，謝一礦井下涌水量增加400m3/h；新莊孜礦地面積水經(jīng)老空區(qū)滲入井下，造成井下412m運輸大巷積水，水深達0.6m。第5頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三1.2、地表水害防治技術(shù) 對地表水患的防治，一般采取以下技術(shù)措施：1、在礦井設(shè)計時，其井口及工業(yè)廣場重要建構(gòu)筑物的室內(nèi)地坪標高，要高于當?shù)刈罡吆樗?。若低于當?shù)刈罡吆樗?，可通過回填加高措施；或建筑攔洪壩、截水溝等防洪工程。2、在近山區(qū)或丘陵區(qū)，在上游營造山坡植被、挖截水溝、筑攔洪壩等，減慢洪

4、水的流速，減少泥砂的夾帶量，避免泥石流的形成；開挖分洪道，減少流經(jīng)井田或井口區(qū)的水量。中游主要是加深、拓寬主排洪道，加大和加速水流的通過能力。下游主要是清淤、排障、加快水流的下泄速度。第6頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3、在平原區(qū)，主要是結(jié)合農(nóng)田水利建設(shè)和地理環(huán)境，開挖和延展主、支網(wǎng)狀排洪渠，加速向礦區(qū)外疏導水，必要時應建立排澇站，防止內(nèi)澇和河水倒灌。4、在基巖裸露或表土覆蓋層較薄，對河流、水庫、積水洼地等地表水體，除按規(guī)定嚴格留設(shè)保護煤柱、嚴防波及破壞外，還要對隱伏在地表水體下方的喀斯特溶洞，用粘土(或黃土)、碴石等物進行充填、夯實。對煤礦開采產(chǎn)生的塌陷坑、塌陷裂縫，

5、用粘土進行填平夯實；洪水或地表水有可能流入塌陷區(qū)，進行筑壩截水隔離。第7頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三5、未封閉的鉆孔，孔口應高出當?shù)刈罡吆樗?，并加蓋；報廢的井筒和鉆孔應采用粘土、水泥等隔水材料進行充填封閉。第8頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三1.3 淮南礦區(qū)地表水防治情況淮南礦業(yè)集團所屬煤礦因開采深、煤系上覆沉積巨厚松散層，按規(guī)定嚴格留設(shè)了防隔水煤柱，受地表水的威脅較小。主要是謝一、新莊孜、李嘴孜礦受小煤礦透水波及威脅。由于小煤礦開采淺，淺部防隔水煤柱遭受了不同程度的破壞，且部分小煤礦井口低于當?shù)貧v史最高洪水位標高，已關(guān)閉的煤礦井筒充填不實，存

6、在著導透地表水體的可能，一旦小煤礦導透地表水體，除淹沒自身外，將威脅大礦安全。第9頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三謝一、新莊孜、李嘴孜礦三礦小井水害防治1、謝一、新莊孜、李嘴孜礦要動態(tài)調(diào)查掌握井田區(qū)各小煤礦井口標高、區(qū)內(nèi)最高洪水位、開采煤層、井田范圍，建立資料；定期調(diào)查掌握小煤礦采場分布與開采動態(tài)，每月小煤礦填報交換圖；動態(tài)分析排查各小煤礦充水水害隱患，分析威脅大礦開采區(qū)域；2、制定防范小煤礦波及影響井下人員撤離應急預案。3、制定大礦與小井隔斷方案。新謝李地區(qū)三個大礦開始分析與小煤礦隔斷的可能性，制定了隔斷方案，計劃分步實施隔斷，以提高抵御小煤礦透水波及影響能力。第10頁

7、，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第二節(jié) 新生界松散層水害防治第11頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2.1 新生界松散層水害事故1978年4月9日潘一東風井潰水（砂）量5000 m3/h,4小時全部井巷被淹；2010年2月18日，潘三礦西風井井壁破裂出水，井筒被迫回填；潘一礦1111（3）、1402（3）和潘三礦17110（3）工作面防水煤柱在留設(shè)62.780m的情況下，回采中工作面壓架出水，下含水充入工作面，五套綜采壓架被壓，出水量18.640 m3/h，平均35 m3/h。第12頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2.2 松散層水害

8、防治技術(shù)采取的主要防治措施是“隔”或“疏”兩種方法。其“隔”就是留設(shè)足夠的防水煤（巖）柱，隔斷煤系與上覆含水層間的水力聯(lián)系；“疏”就是疏干煤系上覆新生界松散含水層水，在含水層無水狀態(tài)下開采。第13頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三一、留設(shè)防水煤（巖）柱下開采根據(jù)開采頂板管理方式不同，可分為充填開采、全部陷落法開采。充填開采可以少留防水煤（巖）柱，全部陷落法管理頂板開采則應嚴格按“三下”開采規(guī)程規(guī)定留設(shè)防水煤（巖）柱。第14頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（一）留設(shè)防水煤柱的方法1、防水煤（巖）柱的留設(shè) 根據(jù)“三下”開采規(guī)程第50條規(guī)定，近水體采煤時，必

9、須嚴格控制對水體的采動影響程度。按水體的類型、流態(tài)、規(guī)模、賦存條件及允許采動程度，將受開采影響的水體分為不同的采動等級。對不同的采動等級的水體，必須采用留設(shè)相應的安全煤（巖）柱的措施?？梢娤卤?。第15頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三煤層位置水體采動等級水 體 類 型允許采動程度要求留設(shè)的安全煤巖柱類型水體下1. 直接位于基巖上方或底界面下無穩(wěn)定的粘性土隔水層的各類地表水體；2. 直接位于基巖上方或底界面下無穩(wěn)定的粘性土隔水層的松散孔隙強、中含水層水體；3. 底界面下無穩(wěn)定的泥質(zhì)巖類隔水層的基巖強、中含水層水體；4. 急傾斜煤層上方的各類地表水體和松散含水層水體； 5.要求

10、作為重要水源和旅游地保護的水體。不允許導水裂隙帶波及到水體。頂板防水安全煤巖柱1.底界面下為具有多層結(jié)構(gòu)、厚度大、弱含水層的松散層或松散層中、上部為強含水層、下部為弱含水層的地表中、小型水體；2.底界面下為穩(wěn)定的厚粘性土隔水層或松散弱含水層的松散層中、上部孔隙強、中含水層水體；3.有疏降條件的松散層和基巖弱含水層水體。允許導水裂隙帶波及松散孔隙弱含水層，但不允許垮落帶波及該水體。頂板防砂安全煤巖柱1底界面下部為穩(wěn)定的厚粘性土隔水層的松散層，中、上部孔隙弱含水層水體；2已或接近疏干的松散層或基巖水體。允許導水裂隙帶進入松散孔隙弱含水層，同時允許垮落帶波及該含水層。頂板防塌安全煤巖柱 水體采動等級

11、及允許采動程度第16頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三另根據(jù) “三下”開采規(guī)程附錄六“近水體采煤的安全煤巖柱設(shè)計方法”規(guī)定，類水體下留設(shè)“防水安全煤巖柱”， 類水體下留設(shè)“防砂安全煤巖柱”，類水體下留設(shè)“防塌安全煤巖柱”。各類水體下煤巖柱留設(shè)尺寸計算，“三下”開采規(guī)程附錄六有較詳細介紹，在此就不再敘述。第17頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2、如何合理留設(shè)防水煤巖柱尺寸一個礦井防水煤巖柱的留設(shè)一般在礦井初步設(shè)計中進行了確定，但在編制礦井初步設(shè)計中，由于受勘探程度低、資料有限的制約，為安全起見，設(shè)計編制中往往確定的防水煤巖柱尺寸均偏大，礦井投產(chǎn)后如果一直

12、按其尺寸留設(shè)，將造成大量的煤炭資源被呆滯。鑒于這種情況，在礦井投產(chǎn)后的初期，即應對井田區(qū)水體下開采地質(zhì)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件進行分析研究，確定水體采動等級，合理留設(shè)防水煤巖柱尺寸。第18頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三 為做到合理留設(shè)防水煤巖柱，盡可能多回收煤炭資源，我們首先要對所在井田（礦區(qū)）內(nèi)地質(zhì)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)資料等進行全面調(diào)查、收集和綜合分析，如果資料不足以正確分析判定井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，則應采用鉆探、物探、化探、試驗、測試等綜合手段進行必要的補充勘探。其地質(zhì)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件分析研究應著重從以下方面開展：第19頁，共77頁，2022年，5月20日

13、，6點9分，星期三（1）搜集和分析掌握地表水體的有關(guān)水文參數(shù)。（2）煤系上覆新生界含(隔)水層賦存、厚度與變化規(guī)律、巖性及組合特征，含水層富水性和水位、水質(zhì)、水溫等特征。（3）下部松散含（隔）水層水理性質(zhì)。（4）防水煤巖柱段巖性組合、厚度及變化趨勢，巖石物理力學性質(zhì)。第20頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（5）基巖面起伏變化及控制程度，風化帶含（隔）水性。（6）根據(jù)新生界松散含（隔）水層賦存、厚度、巖性及組合特征，富水性及水質(zhì)、水溫、水理、物理、力學等指標，各含水層地下水動力場等資料，評定各含水層的補給、徑流、排泄條件和隔水層的隔水性，分析確定井田水體采動等級及允許采動程

14、度。第21頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3、縮小防水煤巖柱（提高上限開采）主要安全技術(shù)措施（1）監(jiān)測水體下采煤時相關(guān)含水層水位動態(tài)；（2）監(jiān)測工作面回采中礦壓顯現(xiàn)動態(tài)；（3）探測導水裂隙帶的發(fā)育高度，掌握采后覆巖破壞規(guī)律。第22頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三目前，探測導水裂隙帶發(fā)育高度的手段仍主要為鉆探?jīng)_洗液消耗法，其它方法有巷探、水力壓裂法、物探（包括網(wǎng)絡(luò)并行電法、震波CT、聲發(fā)射、孔內(nèi)超聲成像等方法），但因受現(xiàn)場條件等多種因素制約，而難以廣泛推廣應用。近年來，井下鉆孔網(wǎng)絡(luò)并行電法在淮南礦區(qū)試驗應用取得了較好結(jié)果。 第23頁，共77頁，2022

15、年，5月20日，6點9分，星期三（4）積極采用有利于抑制冒落帶、導水裂隙帶高度發(fā)育的采煤工藝方法經(jīng)數(shù)十年水體下開采實踐證明，充填式、條帶式開采，分層間歇開采，人工強制放頂，急傾斜厚煤層的“小階段、長走向、間歇式正規(guī)開采”及“按尺定產(chǎn)防止超限出煤”等開采工藝方法，均有利于抑制導水裂隙帶高度的異常發(fā)育。（5）建立健全工作面、采區(qū)及礦井排水系統(tǒng)，并有足夠的排水能力，保持工作面排水路線通暢，明確避災路線，加快工作面推進度等。第24頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（二）疏干煤系上覆含水層水下開采擬采取疏干煤系上覆地表水體或含水層水開采時，開采前，應查明煤系上覆含水層水文地質(zhì)條件，經(jīng)

16、分析，技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理時方可采用。采取疏干地表水體開采時，必須筑壩攔截周邊地表徑流來水，及時排出降雨匯水，工作面回采中必須保持上覆水體無水。采取疏干煤系上覆含水層開采時，若疏干含水層接受地表水補給時，還應筑壩攔截周邊地表徑流來水，及時排出上覆地面降雨匯水；當疏干含水層接受側(cè)向徑流補給時，應在開采區(qū)域外采取施工集水井抽水或施工帷幕墻等截水措施。第25頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（三）縮小設(shè)計防水煤巖柱開采審查與報批程序 根據(jù)省經(jīng)信委皖經(jīng)煤炭2007110號文“關(guān)于印發(fā)安徽省煤礦含水層下開采若干規(guī)定的通知”要求，縮小礦井設(shè)計防水煤（巖）柱開采，必須遵循以下要求：1、

17、在工作面準備前，要編制開采可行性研究報告，由集團公司組織專家論證；2、依據(jù)論證后的工作面開采可行性研究報告，在工作面準備前，編制提交開采設(shè)計，報集團公司審查；第26頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3、開采設(shè)計經(jīng)集團公司審查后，在工作面準備前2個月上報省煤炭主管部門（經(jīng)信委）審批；4、工作面試采結(jié)束后3個月內(nèi)，編制提交試采總結(jié)報告，經(jīng)集團公司審查后，上報省煤炭主管部門(經(jīng)信委)審查。未報省煤炭主管部門(經(jīng)信委)批準，不得進入礦井設(shè)計防水煤（巖）內(nèi)進行采掘活動。順便說一下，煤層頂板巖溶水、基巖裂隙水防治，其方法原則上可比照松散含水層下開采留設(shè)防水煤（巖）柱。但當技術(shù)上可行、經(jīng)

18、濟上合理，應盡可能不留設(shè)防水煤（巖）柱，采取超前疏干、建立工作面強排水系統(tǒng)措施。第27頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第三節(jié)、煤層底板灰?guī)r巖溶水害防治第28頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3.1 底板灰?guī)r水害事故淮南老區(qū)1978年以前發(fā)生對生產(chǎn)有影響的A組煤層底板灰?guī)r出（突）水28次，其中最大的一次1977年10月14日的謝一礦33113工作面出水，瞬時出水量1002m3/h，穩(wěn)定水量772 m3/h，造成33采區(qū)和三水平被淹。第29頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三淮南礦區(qū)A組煤距底板石炭系灰?guī)r含水層（組）一般約1620m，開采

19、該組煤也受到底板灰?guī)r水的威脅。截止目前，淮河以南老區(qū)A組煤最大開采深度已達-850m，其中李一、謝一礦達到-660m，新莊孜礦達到-850m，李嘴孜礦東部傾斜地層達到-440m，西部急傾斜地層達到-250m； 1981年以來安全采出A組煤約3100萬噸。潘謝新區(qū)的潘二、潘北、張集礦A組煤，目前正在開拓，潘北礦首采面于2012年5月份貫通，具備了安全回采條件。第30頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3.2 灰?guī)r水害防治技術(shù)開采受底板灰?guī)r水威脅的煤層，對灰?guī)r水害的防治，應根據(jù)賦存條件、直接充水灰?guī)r含水層富水性、控水構(gòu)造等具體水文條件采取不同的水害防治方法與措施，但概括起來，可以

20、總結(jié)為疏水降壓、注漿改造、注漿改造與疏水降壓相結(jié)合三種方法與措施。第31頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三疏水降壓方法：主要應用在灰?guī)r含水層距開采煤層層間距近，疏水降壓效果較為顯著的礦區(qū)。我們淮南礦區(qū)開采A組煤，經(jīng)過近三十年研究與實踐，選擇采用疏水降壓措施。煤礦防治水規(guī)定煤層底板隔水層抗水壓能力一般為每米0.06 MPa（也稱突水系數(shù)），這個值也是疏水降壓控制標準；淮南礦區(qū)經(jīng)過開采實踐，確定A組煤開采底板隔水層抗水壓能力取每米0.05 MPa。第32頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三注漿改造方法：主要應用在灰?guī)r含水層距開采煤層層間距較遠，直接和間接補給灰

21、巖含水層富水性強，疏水降壓難度大、投入高的礦區(qū)?；幢钡V區(qū)開采6（10）煤層，多采用該措施，主要原因是該煤層距石炭系灰?guī)r4050m，層間距比淮南大，其次是灰?guī)r富水性較強，疏降難度大，采取疏水降壓排水費用高。注漿改造與疏水降壓相結(jié)合方法：在采取注漿改造難以達到工作面底板灰?guī)r含水層全面改造條件下采用。淮北礦區(qū)開采6（10）煤層時，有的礦這兩種方法兼用。第33頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三不論采取何種水害防治方法與措施，但對待煤層底板灰?guī)r水害的防治必須遵循一條基本原則，即是先地面、后井下，鉆探與物探、試驗、測試等相結(jié)合的方法，補勘查明開采灰?guī)r水文地質(zhì)條件，在此基礎(chǔ)上制定適宜于相

22、應水文地質(zhì)條件的水害治理方法與措施。順便說一句，當煤層底板灰?guī)r富水性極弱，在查明構(gòu)造和水文地質(zhì)條件前提下，預計開采中出水量不顯著影響開采安全的情況，可采取不疏水降壓和注漿改造開采。第34頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三一、疏水降壓開采疏水降壓開采，淮南礦區(qū)已歷時三十多年，以淮南礦業(yè)集團開采A組煤防治底板灰?guī)r水做法為例。A組煤開采底板灰?guī)r水害防治一般程序是：第一步，布置適量地面灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘工程，初步了解補勘區(qū)灰?guī)r水文地質(zhì)條件；第二步，依據(jù)地面灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘成果，結(jié)合采區(qū)設(shè)計，按照井下灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘與開采灰?guī)r防治相結(jié)合的原則，制定井下灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘總

23、體方案，經(jīng)集團公司審查批準后實施；第三步，水害防治工程實施后，底板直接充水含水層水壓疏降至安全水壓值以下，編制工作面開采底板灰?guī)r水害安全技術(shù)措施，報經(jīng)集團公司批準后，工作面方可回采。第35頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三1、疏水降壓標準根據(jù)地層賦存條件，我們將疏水降壓標準劃分為兩種情況：（1）傾斜和緩傾斜煤層（054）按開采煤層至石炭系C31灰?guī)r間隔水層每米抗水壓0.05MPa作為疏水降壓標準。也就是說，需將C3組灰?guī)r含水層水壓疏降到每米隔水層抗水壓0.05MPa及以下方允許開采。（2）急傾斜煤層（5590）疏干工作面采后底板移動破壞線以上各灰?guī)r含水層（組）作為疏水降壓標

24、準。也就是將開采影響的底板各灰?guī)r含水層（組）水面疏降至移動破壞線以下。第36頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2、地面灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘A組煤開采采區(qū)設(shè)計編制前，要完成地面灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘；其地面補勘工作一般要在編制采區(qū)設(shè)計35年前開展，并盡可能與建立井田區(qū)灰?guī)r含水層水位動態(tài)觀測網(wǎng)結(jié)合。地面補勘，應綜合采用鉆探、物探、化探、試驗測試等技術(shù)手段和方法，以達到補勘的目的，補勘結(jié)束后，綜合以往各時期獲取的地質(zhì)與水文地質(zhì)資料，編制提交地面補勘成果報告。第37頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第38頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三通過地

25、面補勘，要達到以下目的：（1）查明A組煤底板隔水層、C3組地層巖性組合特征、厚度、含水層水文地質(zhì)參數(shù)，底板隔水層巖石物理力學性質(zhì)。（2）基本查明C3、組和奧陶系地層巖性組合特征、厚度、含水層水文地質(zhì)參數(shù)；初步了解寒武系上部地層巖性組合特征、含水層水文地質(zhì)參數(shù)。（3）查明切割石炭系、奧陶系地層的控水構(gòu)造；初步查明切割寒武系上部地層的控水構(gòu)造。第39頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（4）基本查明石炭系各含水層（組）間以及與奧陶系、寒武系上部灰?guī)r含水層（組）之間的水力聯(lián)系，各含水層（組）地下水補、逕、排條件，劃分C3I組灰?guī)r水文地質(zhì)單元，預測采動條件下的變化。（5）預計A組煤開

26、采灰?guī)r涌水量，提出有效適宜的灰?guī)r水水害防治技術(shù)方法。（6）復核礦井排水系統(tǒng)能力，如達不到A組煤開采疏放灰?guī)r水排水需要，應提出改擴建礦井排水系統(tǒng)建議。第40頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三3、井下灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘井下灰?guī)r水文地質(zhì)條件補勘，是以采區(qū)或工作面為單元，以實現(xiàn)A組煤采區(qū)或工作面安全開采為目標，在地面補勘基礎(chǔ)上的精細勘探；補勘必須與采區(qū)、工作面設(shè)計相結(jié)合，與開采底板灰?guī)r水害防治相結(jié)合。井下補勘，應綜合采用井下鉆探、物探、化探、放水與連通試驗試驗、測試等技術(shù)手段和方法，以達到補勘的目的，補勘結(jié)束后，綜合以往各時期獲取的地質(zhì)與水文地質(zhì)資料，編制提交井下補勘成果報告。第

27、41頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三井下補勘應完成以下目的、任務：（1）查明補勘區(qū)A組煤層底板隔水層、直接充水灰?guī)r含水層巖性、成份及組合特征、厚度及變化規(guī)律；直接充水灰?guī)r含水層富水性、水文地質(zhì)參數(shù)，水位、水質(zhì)與水溫特征；隔水層隔水性、巖石物理力學性質(zhì)等。（2）查明補勘區(qū)直接充水灰?guī)r含水層接受相鄰含水層補給通道，補給水量。第42頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（3）查明補勘區(qū)切割A組煤和底板直接充水灰?guī)r含水層中小型構(gòu)造，進一步控制區(qū)內(nèi)控水構(gòu)造；對強導補給通道，制定針對性堵水截流方案，并予以實施。（4）分析劃分補勘區(qū)次一級灰?guī)r水文地質(zhì)單元。（5）預計A煤

28、層開采中采區(qū)或工作面灰?guī)r正常、最大涌水量。（6）疏降直接充水灰?guī)r含水層（組）水壓，首采面塊段應達到開采安全限壓值以下。第43頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三二、注漿改造灰?guī)r含水層開采注漿改造煤層底板灰?guī)r含水層，就是將灰?guī)r含水層通過注漿改造成隔水層或弱含水層。注漿改造含水層一般為一面一改造一生產(chǎn)。第44頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三1、注漿鉆孔布置注漿鉆孔一般布置在工作面上下順槽，鉆孔方向指向工作面內(nèi)；鉆孔終孔間距需根據(jù)漿液擴散半徑來確定，試采工作面一般分序施工，鉆孔終孔間距由大到小；每一序次鉆孔注漿結(jié)束后，在此孔間布置下一序次孔，該序次孔既作為上一

29、序次注漿結(jié)束后的效果檢查孔，也可作為下一序次注漿孔，如果不繼續(xù)注漿，也可留作疏放水孔。第45頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2、注漿結(jié)束標準鉆孔注漿結(jié)束標準一般以終壓不小于靜水壓力的2倍、終孔吸漿量不大于某一設(shè)定值（淮北礦區(qū)設(shè)定為不大于40L/min）作為結(jié)束標準；注漿改造結(jié)束標準，以驗證孔出水量小于某一設(shè)定值，且驗證鉆孔數(shù)量不少于注漿孔數(shù)量的一定比例為注漿改造結(jié)束標準（淮北礦區(qū)以驗證孔不少于10%，鉆孔出水量小于10m3/h）作為結(jié)束標準。需要說一句，注漿改造煤層底板灰?guī)r含水層難以做到對含水層的全面注漿改造，存在盲區(qū)，也即存在含水層局部未被注漿改造區(qū)域，因此，后期注漿效

30、果檢查孔往往留作疏水降壓孔。第46頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第四節(jié) 煤層頂板砂巖裂隙水害防治第47頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三4.1 煤系砂巖水害事故謝橋礦1121（3）工作面，曾發(fā)生出水量達200m3/h左右的頂板砂巖出水；潘三礦12318工作面自初期來壓后至收作，頂板砂巖一直出水，最大出水量125m3/h，嚴重影響了安全生產(chǎn)。第48頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三4.2 煤系砂巖水害防治技術(shù)煤層砂巖裂隙水一般來說富水性較弱，以儲存量為主，可以通過開采自然疏干，對安全生產(chǎn)影響不大；但也有一些煤礦或局部塊段煤層頂板砂巖

31、較為富水，若不超前采取措施，可能會造成淹工作面事故發(fā)生?；茨系V區(qū)煤系砂巖裂隙賦水情況與全國大多數(shù)礦區(qū)相似，多不采取超前措施，主要是建立完善的工作面排水系統(tǒng)。第49頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三主要采取預防措施：一是對各煤層頂板賦水性、可能富水區(qū)域進行超前分析，圈定可能富水范圍；二是對預計工作面頂板砂巖較為富水的，采用先物探、后鉆探的方法，超前對頂板砂巖水進行探查、探放；三是采掘工作面排水系統(tǒng)，做到與開采設(shè)計、施工、投產(chǎn)“三同時”， 工作面有效排水能力不小于預計最大涌水量的1.5倍；四是預計頂板水出水量較大，將工作面出煤系統(tǒng)布置在上順槽，降低出水對生產(chǎn)的影響程度；五是工作

32、面采取仰采布置；六是在開采程序上采取由下向上開采。第50頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第五節(jié) 老空水害防治第51頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三5.1 老空水害事故集團公司在1997年1月至2004年5月間，前后發(fā)生了5起誤透老空、老巷水害事故，死亡10人；在此以前的1959年12月25日，畢家崗一號井南部主下山誤透老空出水，造成8人死亡。第52頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三5.2 老空水防治技術(shù)我們這里所說的“老空”，是大小煤礦開采遺留的老采空區(qū)、老巷、老硐的統(tǒng)稱。老空水積存于生產(chǎn)、開拓水平以上，以及工作面上階段，是煤礦生

33、產(chǎn)中常見的一種積水水源；該水源雖然積水量一般不會很大，不致造成淹井，但水量集中，一旦誤透，來勢迅猛，就會以“有壓管道流”的形式突然潰出，迅猛異常，具有很大的沖擊力和破壞力，對人身安全的危害性極大。第53頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三老空水害的防治，重在管理與制度的落實。根據(jù)我們集團公司老空水害防治的經(jīng)驗與教訓，以及煤礦防治水規(guī)定，2010年集團公司修訂了老空水害防治管理暫行規(guī)定，并以2010256號文印發(fā)。第54頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三對老空水害的防治，集團公司規(guī)定是：1、日常生產(chǎn)中，全面調(diào)查、測繪采掘采掘工作面、各類巷道、小峒室、盲巷、封

34、閉墻及巷幫水泱等，并建立臺賬、填繪至分煤層采掘工程平面圖和礦井充水性圖中。2、提交新施工巷道、回采工作面等水文地質(zhì)資料時，詳細分析老空區(qū)積水隱患，并反映在提交資料的圖紙上。3、每年、季和月度末，要根據(jù)生產(chǎn)接替計劃和礦井采掘工程的平面及空間關(guān)系，對各采掘工作面受老空區(qū)水水害威脅情況進行逐頭、逐面分析排查和預報，每周要進行動態(tài)分析與排查。第55頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三4、依據(jù)巷道底板標高、積水水頭標高等合理圈定“積水線”；依據(jù)已圈定的“積水線”，外推不小于30m作為“探水線”；在探水線外側(cè)不少于50m作為“警戒線”；進入探水線必須按照設(shè)計、措施要求進行探放水。5、工作

35、面回采前必須完成探放水，嚴禁在工作面回采過程中，位于工作面及上、下順槽中進行邊生產(chǎn)邊探放水工作。第56頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三6、探放水設(shè)計、措施編制及施工中需遵循以下安全技術(shù)原則：（1）根據(jù)采掘工作面的空間關(guān)系，近距離煤層群開采時，下覆煤層開采前要對開采破壞導水裂隙帶范圍內(nèi)的上覆煤層采空區(qū)水進行超前探放；相鄰老空區(qū)積水水頭高于采掘工作面標高，也必須超前進行探放。（2）原則上不允許在上山巷道中實施探放水。確因需要上山探放時，應按煤礦防治水規(guī)定要求采取雙巷掘進。下山探水時，必須配備與放水量相適應的排水系統(tǒng)。第57頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三

36、（3）老采空區(qū)、老巷和老峒位置不明時，必須做到每掘必探，并保持足夠的幫距和超前距，直至探明確切位置，放出積水，消除水害隱患。（4）井巷工程和采區(qū)、工作面設(shè)計中，要考慮有利于探放水工作。對水量大、水頭高的積水區(qū)，必須采用專用巷道（峒室）進行隔離式探放水。隔離式探水點距積水區(qū)的距離要根據(jù)巖層強度、水壓大小合理確定，確保探放水人員的施工安全。（5）探放水鉆孔在水平和垂直方向上呈扇形成組布置。第58頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（6）探放老空積水的超前距，根據(jù)水壓、煤（巖）層厚度、強度及安全措施等情況，在確保施工安全的前提下適當確定。（7）探放老空水鉆孔必須下置孔口管，安裝控制

37、閘閥，并進行固管和耐壓試驗，確保放水在控制下進行。沿煤層探放水，當預計水壓大于0.1MPa時，孔口管長度不得小于10m；沿巖層探放水，孔口管長度不得小于5m。第59頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（8）探放水鉆孔未探透老空區(qū)前，孔徑不得大于75mm；探透老空區(qū)且水壓降低后，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，在保證安全的前提下，可適當增大孔徑，但最大孔徑應不超過91mm。（9）有動水量補給的老空積水探放后，要選擇在老空最低洼處留設(shè)適量的探放水鉆孔，做為長期放水和觀測孔，并保持放水暢通，防止因重新積水帶來新的安全威脅。(10)探放水施工安全技術(shù)措施中要明確防范瓦斯和其他有害氣體危害的措施。第

38、60頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三7、每個積水區(qū)探放結(jié)束后，要全面分析探放水效果，當確認老空水害威脅隱患消除后，方可下達下一輪允許掘進范圍。8、每個采掘工作面探放水結(jié)束后，要進行全面分析總結(jié)。第61頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三第六節(jié) 巖溶陷落柱導（突）水水害防治第62頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三6.1 陷落柱水害事故1984年開灤范各莊礦2171工作面的陷落柱突水，突水水量在世界采礦史上列第一，高峰期11個小時的平均涌水量123180m3h ，突水20小時后，相距2315m的奧灰觀測孔水位下降96.86m，21小時后全

39、礦被淹，并株連鄰礦；2004年4月12日河北邢臺東龐礦2903工作面陷落柱突水，最大水量74000 m3h，是中國第二大突水；與淮南鄰近的皖北任樓7222工作面1996年2月4日陷落柱突水，最大水量11854m3h。我集團公司謝橋、潘三井田發(fā)現(xiàn)并已確認有陷落柱3個。第63頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三6.2 陷落柱水害防治技術(shù)巖溶陷落柱是由于埋藏在煤系地層下部的可溶性巖（礦）體，在地下水的物理、化學作用下形成了大量的巖溶空洞，失去對上覆巖層的支撐作用，上覆巖層、礦層在重力作用下，由下向上產(chǎn)生陷落而形成。因為塌陷體的剖面形狀似一柱體，故稱“巖溶陷落柱”或稱為“陷落柱”。我

40、國煤田北方地層型，其煤系下部發(fā)育巨厚的奧陶系或寒武系灰?guī)r地層，最易形成陷落柱，同時因以奧陶系灰?guī)r為發(fā)育根部的巖溶陷落柱，因距煤系地層近，在煤礦采掘活動誤接近時，最易發(fā)生突水事故。其發(fā)生的突水，因含水層巨厚，分布廣，接受到大氣降水和松散含水層水補給，富水性強，動、靜儲量十分豐富，一旦陷落柱出水，往往水量大，來勢猛，多造成淹井，甚至多個相鄰礦井。第64頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三鑒于本期培訓，西安地質(zhì)勘探分院南生輝高工將專門講授“陷落柱探查與治理”內(nèi)容，對此，本人結(jié)合集團公司陷落柱探查與治理暫行規(guī)定，對預防陷落柱導（突）水危害談一點認識：第65頁，共77頁，2022年，5

41、月20日，6點9分，星期三1、井田區(qū)一旦發(fā)現(xiàn)陷落柱或疑似陷落柱，首先，通過物探、鉆探、化探、試驗與測試等多手段，查明陷落柱的發(fā)育形態(tài)特征，在各開采的邊界位置和影響邊界；查明陷落柱的含、導水性，評價對各開采煤層及礦井開采影響程度。對陷落柱的探查，按照“先物探、后鉆探，先地面、后井下”的技術(shù)原則，綜合運用鉆探、物探、抽水試驗、地球化學等方法進行綜合探查；物探查明的陷落柱形態(tài)、水文地質(zhì)情況須經(jīng)鉆探驗證后方可作為開采、水害防治設(shè)計的依據(jù)。第66頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三2、查明井田巖溶水文地質(zhì)條件。即各灰?guī)r含水層富水性、水文地質(zhì)參數(shù)，水位、水溫、水質(zhì)特征，各灰?guī)r含水層間的水

42、力聯(lián)系程度。3、充分利用地質(zhì)、水文地質(zhì)補勘等各種手段普查陷落柱。在開展三維地震勘探和對現(xiàn)有三維地震勘探資料重新處理解釋工作中，將普查陷落柱作為一項重要任務。新水平、新采區(qū)開拓前，完成三維地震勘探，并做到全覆蓋。有陷落柱的礦井，應在現(xiàn)有排水系統(tǒng)能力基礎(chǔ)上，適當擴大礦井排水系統(tǒng)能力，按照煤礦防治水規(guī)定應建立潛水電泵應急排水系統(tǒng)。第67頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三4、建立健全各有關(guān)含水層的水位動態(tài)長期觀測站、網(wǎng)，并定期進行觀測與分析。5、開采接近導水巖溶陷落柱，要按照規(guī)程規(guī)定留設(shè)防水煤柱。6、陷落柱影響區(qū)周邊的資源，原則上由上至下逐層開采。開采中，利用煤、巖巷，進一步探明本煤層和下伏煤層中陷落柱的邊界、含導水性。同時，做到：第68頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三井筒破裂松散層出水第69頁，共77頁，2022年，5月20日，6點9分，星期三（1）布置距陷落柱及影響區(qū)安全煤柱邊界外、80m以內(nèi)的采掘工作面，開工前要編制水害分析報告，制