重慶大學(xué)礦井水害技術(shù)及防治

重慶大學(xué)礦井水害技術(shù)及防治第一頁(yè)，共42頁(yè)。

主要內(nèi)容第二頁(yè)，共42頁(yè)。一、概述1、礦井突水

井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體和含水的裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而導(dǎo)致的突然出水事故，稱為礦井突水。第三頁(yè)，共42頁(yè)。2、礦井水災(zāi)

凡是影響礦井正常生產(chǎn)活動(dòng)、威脅礦井安全生產(chǎn)、增加生產(chǎn)成本和使礦井局部或全部被淹沒(méi)的礦井涌水事故，稱為礦井水災(zāi)。第四頁(yè)，共42頁(yè)。二、礦井災(zāi)害的必要條件第五頁(yè)，共42頁(yè)。1、煤礦常見(jiàn)的水源第六頁(yè)，共42頁(yè)。1、煤礦常見(jiàn)的水源第七頁(yè)，共42頁(yè)。1、煤礦常見(jiàn)的水源第八頁(yè)，共42頁(yè)。2、煤礦常見(jiàn)的導(dǎo)水通道第九頁(yè)，共42頁(yè)。三、礦井水災(zāi)發(fā)生的原因1、地面防洪、防水措施不當(dāng)。因?qū)Ψ篮樵O(shè)施管理不善，雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成第十頁(yè)，共42頁(yè)。2、水文地質(zhì)情況不清。對(duì)老空積水、充水?dāng)鄬?、陷落柱、鉆孔、強(qiáng)含水層水量和水壓等情況不清楚，因而在施工中造成水害事故。第十一頁(yè)，共42頁(yè)。3、亂采亂掘破壞防水煤柱或巖柱第十二頁(yè)，共42頁(yè)。4、工程質(zhì)量低劣，井巷嚴(yán)重冒頂，導(dǎo)致與含水層、老空水、地表水貫通第十三頁(yè)，共42頁(yè)。5、管理不善，沒(méi)有執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則；井下無(wú)防水閘門或防水閘門質(zhì)量低劣第十四頁(yè)，共42頁(yè)。6、礦井排水能力不足或設(shè)備失修，水倉(cāng)未及時(shí)清理，機(jī)電事故影響排水而淹井第十五頁(yè)，共42頁(yè)。7、未重視透水征兆或處理方法不當(dāng)，造成透水第十六頁(yè)，共42頁(yè)。8、鉆孔封孔不合格或沒(méi)有封孔。礦井施工的各種鉆孔必須嚴(yán)密封孔。對(duì)各種地質(zhì)鉆孔要進(jìn)行調(diào)查第十七頁(yè)，共42頁(yè)。四、礦井突水預(yù)兆礦井突水征兆有：掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起、或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等第十八頁(yè)，共42頁(yè)。掛紅掛紅，水味發(fā)澀是一種出水信號(hào)，必須停止生產(chǎn)，查明原因第十九頁(yè)，共42頁(yè)。掛汗由煤、巖裂隙浸出的水珠，則是典型的透水征兆，如果是空氣中的水分遇低溫煤體也能聚結(jié)成水珠，區(qū)別真假掛汗的方法是：仔細(xì)觀察新暴露的煤巖表面，若潮濕，水珠是由煤巖壁裂隙滲透，則是透水預(yù)兆。第二十頁(yè)，共42頁(yè)。水叫水叫聲是高壓水向煤體裂隙擠壓時(shí)與煤體摩擦發(fā)出的聲音，說(shuō)明采掘工作面與高壓承水區(qū)接近了第二十一頁(yè)，共42頁(yè)?？諝庾兝洹⒊霈F(xiàn)霧氣空氣變冷、出現(xiàn)霧氣說(shuō)明距地下水體不遠(yuǎn)第二十二頁(yè)，共42頁(yè)。頂板淋水加大、頂板來(lái)壓頂板來(lái)壓、淋水加大第二十三頁(yè)，共42頁(yè)。溶洞水、老窯積水如果出水有臭味、發(fā)黃、發(fā)紅等，說(shuō)明離溶洞水、老窯積水不遠(yuǎn)第二十四頁(yè)，共42頁(yè)。斷層水由于斷層在形成時(shí)有巖層的錯(cuò)動(dòng)，裂隙中會(huì)出現(xiàn)淤泥第二十五頁(yè)，共42頁(yè)。五、礦井涌水特征1）大氣降水為主要充水水源的涌水特征

(1)礦井涌水動(dòng)態(tài)與當(dāng)?shù)亟邓畡?dòng)態(tài)相一致，具明顯的季節(jié)性和多年周期性的變化規(guī)律。

(2)多數(shù)礦床隨采深增加礦井涌水量逐漸減少，其涌水高峰值出現(xiàn)滯后的時(shí)間加長(zhǎng)。

(3)礦井涌水量的大小還與降水性質(zhì)、強(qiáng)度、連續(xù)時(shí)間及人滲條件有密切關(guān)系。第二十六頁(yè)，共42頁(yè)。2）以地表水為主要充水水源的涌水特征

地表水充水礦床的涌水規(guī)律有:

(1)礦井涌水動(dòng)態(tài)隨地表水的豐枯呈季節(jié)性變化，且其涌水強(qiáng)度與地表水的類型、性質(zhì)和規(guī)模有關(guān)。受季節(jié)流量變化大的河流補(bǔ)給的礦床，其涌水強(qiáng)度亦呈季節(jié)性周期變化。

(2)礦井涌水強(qiáng)度還與井巷到地表水體間的距離、巖性與構(gòu)造條件有關(guān)。一般情況下，其間距愈小，則涌水強(qiáng)度愈大；其間巖層的滲透性愈強(qiáng)，涌水強(qiáng)度愈大。

(3)采礦方法的影響。依據(jù)礦床水文地質(zhì)條件選用正確的采礦方法，開(kāi)采近地表水體的礦床，其涌水強(qiáng)度雖會(huì)增加，但不會(huì)過(guò)于影響生產(chǎn)。第二十七頁(yè)，共42頁(yè)。3）以地下水為主要充水水源的礦床

(1)礦井涌水強(qiáng)度與充水層的空隙性及其富水程度有關(guān)。

(2)礦井涌水強(qiáng)度與充水層厚度和分布面積有關(guān)。

(3)礦井涌水強(qiáng)度及其變化，還與充水層水量組成有關(guān)。第二十八頁(yè)，共42頁(yè)。4）以老采空區(qū)水為主要充水水源的礦床

在我國(guó)許多老礦區(qū)的淺部，老采空區(qū)(包括被淹沒(méi)井巷)星羅棋布，且其中充滿大量積水。它們大多積水范圍不明，連通復(fù)雜，水量大，酸性強(qiáng)，水壓高。第二十九頁(yè)，共42頁(yè)。地表水防治措施1六、礦井水害地面防治水第三十頁(yè)，共42頁(yè)。七、礦井水害井下防治水2井下防治技術(shù)第三十一頁(yè)，共42頁(yè)。八、礦井水害防治研究發(fā)展1、目前我國(guó)所使用的煤礦水害防治技術(shù)帶壓開(kāi)采在帶壓開(kāi)采方面，我國(guó)主要是引入了匈牙利的安全系數(shù)概念以及隔水質(zhì)量的概念，讓我過(guò)的帶壓開(kāi)采技術(shù)顯得系統(tǒng)化以及理論化，從而能夠較好地使用帶壓開(kāi)采的方法。第三十二頁(yè)，共42頁(yè)。八、礦井水害防治研究發(fā)展疏干降壓法指在煤層的頂部或者是在煤層中有較多水分的地方進(jìn)行疏干。通過(guò)疏干可以讓煤層中的含水量降低到安全的標(biāo)準(zhǔn)并且在疏干后也可以有效地避免地下水在水壓過(guò)大時(shí)突然進(jìn)入礦井。第三十三頁(yè)，共42頁(yè)。八、礦井水害防治研究發(fā)展灌漿注水法主要是使用一些結(jié)構(gòu)緊密的材料將礦井中會(huì)涌入地下水的區(qū)域堵上，從而保證了地下水不會(huì)涌入到礦井中，這種方法較為簡(jiǎn)單，而且成本也比較低。第三十四頁(yè)，共42頁(yè)。八、礦井水害防治研究發(fā)展三維數(shù)字地震勘探主要引進(jìn)了德國(guó)或是加拿大的三維數(shù)字地震勘探儀器，通過(guò)這些儀器可以很好的對(duì)地震發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行勘探從而能夠避免在煤礦挖掘的過(guò)程中由于地震讓地下土層情況的改變而涌出地下水的情況。第三十五頁(yè)，共42頁(yè)。2、礦井水害防治技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（1）礦井水害中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法建立基于GIS平臺(tái)和多元信息復(fù)合技術(shù)的礦井水害中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法和系統(tǒng)，建立針對(duì)不同地區(qū)、不同成因機(jī)制的礦井突水預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)礦井水害的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，為礦井水害的臨突預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)和重點(diǎn)目標(biāo)。第三十六頁(yè)，共42頁(yè)。（2）礦井水害自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)直接從礦井突水的前兆因素入手，利用現(xiàn)代信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸和模型識(shí)別技術(shù)，建立礦井水害自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)裝備，實(shí)現(xiàn)礦井水害的臨突預(yù)報(bào)，提高對(duì)大型礦井突水（Qmax>600m3/h）的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。第三十七頁(yè)，共42頁(yè)。（3）礦井突水通道快速與精細(xì)探測(cè)（物探、化探）技術(shù)著重發(fā)展利用地面三維地震、礦井直流電法、礦井瞬變電磁法、同位素、微生物地球化學(xué)勘察技術(shù)，為礦山水害事故的水源及通道快速判定提供技術(shù)支持。第三十八頁(yè)，共42頁(yè)。（4）礦井水害救災(zāi)快速反應(yīng)指揮系統(tǒng)在發(fā)生礦井淹井事故等災(zāi)害時(shí)，將井下水量、水位、淹沒(méi)范圍等有關(guān)數(shù)據(jù)及圖像信號(hào)傳回控制中心，以便救災(zāi)指揮部及時(shí)了解災(zāi)情，作出正確的搶險(xiǎn)救災(zāi)決策。第三十九頁(yè)，共42頁(yè)。（5）高壓高溫條件下?lián)跛Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及防滲材料性能

針對(duì)深部巖溶水及擋水結(jié)構(gòu)的防滲、突水點(diǎn)快速封堵、隔水層改造等大量使用防治水工程，通過(guò)注漿材料的防滲性能研究，為開(kāi)發(fā)可注性好、可控性好、高強(qiáng)度、