斷層水的防治課件

任務(wù)5：斷層水的防治一、斷裂帶充水規(guī)律二、斷層水的探放三、斷層防水煤柱的留設(shè)四、斷層的注漿堵水五、水閘墻封堵突水點(diǎn)六、工程實(shí)例

一、斷裂帶充水規(guī)律(一)斷裂帶的劃分(二)斷裂帶充水特征(三)斷裂兩盤含水層和煤層的對(duì)接關(guān)系類型(四)斷層的“活化”（一）斷裂帶的劃分?jǐn)嗔褍?nèi)帶斷裂外帶斷裂中帶斷裂構(gòu)造影響范圍分帶示意圖（三）斷裂兩盤含水層和煤層的對(duì)接關(guān)系類型（四）斷層的“活化”突發(fā)性涌水(突水)形成示意圖斷層突水分析實(shí)例

實(shí)例1某煤礦9101上工作面回風(fēng)巷突水分析(a)9101工作面突水點(diǎn)平面圖(b)9101工作面突水點(diǎn)剖面圖

二、斷層水的探放(一)探放斷層水的原則及探查內(nèi)容(二)探放斷層水的方法(三)探放斷層水的安全注意事項(xiàng)(四)斷層水的預(yù)防與處理（一）探放斷層水的原則及探查內(nèi)容1、探放斷層水的原則2、探放斷層水的探查內(nèi)容1、探放斷層水的原則

斷層面等高線及上、下盤煤層、含水層交線圖斷層面等高線及上、下盤煤層、含水層交線圖A-A剖面圖A-A剖面圖

B-B剖面圖

B-B剖面圖（二）探放斷層水的方法(2)隔水巖柱厚度處于臨界狀態(tài)時(shí)，掘進(jìn)工作面前方有無(wú)斷層突水危險(xiǎn)的探查掘進(jìn)工作面前方有無(wú)斷層突水危險(xiǎn)的探查（二）探放斷層水的方法(3)巷道實(shí)見(jiàn)斷層，在采動(dòng)影響后有無(wú)突水危險(xiǎn)性的探查采動(dòng)影響后有無(wú)突水危險(xiǎn)性的探查（三）探放斷層水的安全注意事項(xiàng)水壓＞2MPa的斷層，一般不宜沿煤層探放斷層水。開(kāi)孔層位必須在較堅(jiān)硬的巖層中，孔口管(即止水套管)的長(zhǎng)度，超前距離、探斷層的起始點(diǎn)距離應(yīng)符合要求。必須使鉆孔在一定的安全深度揭露斷層，由孔口至斷層之間的巖壁厚度能在關(guān)閉孔口閥門時(shí)足以抗衡水壓的破壞。水壓＞2MPa時(shí)，應(yīng)選用鉆深200～300m的井下大、中型鉆機(jī)，水泵應(yīng)能單獨(dú)起動(dòng)，水泵壓力應(yīng)大于實(shí)際水壓的1.5倍，以便停鉆時(shí)可以不停泵；一旦高壓水大量噴出，須立即注漿封孔，確保安全。揭露斷層帶或含水層時(shí)，孔徑應(yīng)小于60mm，同時(shí)采用肋骨鉆頭，以控制孔內(nèi)涌水量和防止高壓水時(shí)鉆桿射出?？卓诎踩b置要求與探老空水時(shí)相同。在噴高壓水的條件下繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，斜孔可使用孔口防噴逆止閥，鉆具可使用防噴接頭，上下鉆可使用孔口反壓裝置。嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度，力爭(zhēng)做到交接班時(shí)不停鉆，以防止發(fā)生孔內(nèi)事故。鉆孔終孔后，孔內(nèi)有水應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)。鉆孔完成各項(xiàng)探測(cè)任務(wù)后，應(yīng)立即全孔注漿封閉。三、斷層防水煤柱的留設(shè)(一)煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(二)位于導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(三)煤層位于不導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(四)煤層位于不導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)（一）煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(1)

煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)（一）煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(2)可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算順層防水煤柱的寬度：

≥20

式中L——順層防水煤柱寬度(m)；A——安全系數(shù)(一般取2～5)；M——煤層厚度或采高(m)；P——隔水層所承受的水壓(MPa)；Kp——煤的抗張強(qiáng)度（MPa）。（一）煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬由媳P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(4)當(dāng)巖層與斷層間夾角(與斷層走向正交剖面上的銳角)較小時(shí)，應(yīng)考慮底板突水的可能性，并用底板防水巖柱厚度來(lái)校驗(yàn)。

≥20m

式中L——順層防水煤柱寬度(m)；Ha——安全防水巖柱厚度(m)；θ——巖層與斷層夾角(°)。將兩次計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，采用較大的數(shù)值。Ha的確定方法方法1：根據(jù)礦井實(shí)際資料確定方法2：用突水系數(shù)估算方法3：用單位水壓所需要的等值隔水層厚度(相對(duì)隔水層厚度)計(jì)算（二）位于導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)(1)

位于導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)1、含水層高于冒裂帶時(shí)煤(巖)柱的留設(shè)①δ＞θ時(shí)，用下式計(jì)算順層防水煤柱的寬度：

≥20m式中h——含水層至冒裂帶高度(m)。②δ＜θ時(shí)，用下式計(jì)算順層防水煤柱的寬度：

≥20m式中L4——巖柱的寬度(m)。

含水層高于冒裂帶時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)示意圖含水層高于冒裂帶時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)

2、含水層高于冒裂帶時(shí)煤(巖)柱的留設(shè)①δ＞θ時(shí)(圖6-2-4a)，用下式計(jì)算順層防水煤柱的寬度：≥20m②δ＜θ時(shí)(圖6-2-4b)，用下式計(jì)算順層防水煤柱的寬度：

≥20m含水層在冒裂帶高度以內(nèi)時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)示意圖含水層在冒裂帶高度以內(nèi)時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)3、含水層低于煤層時(shí)煤(巖)柱的留設(shè)式中hc——含水層至煤層的層間距(m)。含水層低于煤層時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)（四）煤層位于不導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)1、含水層位于冒裂帶上限附近時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)2、含水層底面高于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)3、含水層底面低于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)4、含水層頂面低于煤層時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)1、含水層位于冒裂帶上限附近時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)含水層位于冒裂帶上限附近時(shí),斷層防水煤柱的留設(shè)方法與“煤層位于導(dǎo)水?dāng)鄬酉卤P時(shí)”相同。

含水層位于冒裂帶上限附近時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)2、含水層底面高于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)含水層底面高于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)3、含水層底面低于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)式中M2——含水層頂面至煤層的層間距(m)。

含水層底面低于冒裂帶高度時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)4、含水層頂面低于煤層時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)式中a——含水層至煤層的順層距離(m)。含水層頂面低于煤層時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)四、斷層的注漿堵水導(dǎo)水?dāng)鄬蛹皵嗔哑扑閹鳛閷?dǎo)水通道，將含水層中水導(dǎo)入采掘空間，對(duì)礦井安全造成威脅，封堵斷層導(dǎo)水通道就是利用注漿工程切斷這種過(guò)水途徑而達(dá)到預(yù)防或治理礦井水害的目的。對(duì)于通過(guò)各種勘探手段已經(jīng)查明的有可能發(fā)生突水事故并給礦井正常生產(chǎn)帶來(lái)安全威脅的導(dǎo)水?dāng)鄬蛹皵嗔哑扑閹?，?yīng)在采掘工程揭露或發(fā)生突水之前進(jìn)行封堵或注漿改造，達(dá)到預(yù)防突水事故發(fā)生的目的。1.直接封堵法2.間接封堵法

1、掘進(jìn)巷道前方導(dǎo)水?dāng)鄬幼{改造工程示意圖

掘進(jìn)巷道前方導(dǎo)水?dāng)鄬幼{改造工程示意圖2、

井下封堵突水?dāng)鄬舆M(jìn)水口工程示意圖

井下封堵突水?dāng)鄬舆M(jìn)水口工程示意圖

3、地面封堵過(guò)水巷道工程示意圖

地面封堵過(guò)水巷道工程示意圖實(shí)例1某礦9204采面注漿堵水工程某礦9204采面注漿堵水工程

地質(zhì)剖面圖實(shí)例2某礦31104工作面注漿堵水工程某礦31104工作面注漿堵水工程突水口地段地質(zhì)剖面圖實(shí)例3某礦F6斷層薄弱帶的注漿加固某礦F6斷層薄弱帶的注漿加固

某礦注漿加固過(guò)斷層示意圖五、水閘墻封堵突水點(diǎn)

當(dāng)突水口水源的過(guò)水通道條件清楚而又集中，且具備灌漿封堵條件時(shí)，可采用有效的灌漿封堵方法，即所謂“卡脖子法”。灌漿可在地面進(jìn)行，也可在井下進(jìn)行。水閘墻應(yīng)用實(shí)例：方莊煤礦利用水閘墻及注堵突水點(diǎn)方法減少礦井排水量。方莊12041上副巷突水點(diǎn)剖面示意圖

方莊煤礦控制機(jī)歸順突水水流概略圖

方莊煤礦控制機(jī)歸順突水水流概略圖1—突水點(diǎn)；2—突水水流漫流方向；3—?dú)w順后的水流方向；4—突水沖垮的巷道；5—突水后新開(kāi)拓的巷道；6—水流沖垮成廳堂地段；7—封閉突水點(diǎn)的水閘墻六、工程實(shí)例實(shí)例1某煤礦9204工作面突水原因分析實(shí)例2斷層滯后出水原因分析及防治對(duì)策實(shí)例3構(gòu)造破碎帶高壓寬通道突水封堵技術(shù)實(shí)例4短距離小斷面大流量動(dòng)水巷道快速截流技術(shù)實(shí)例5綜放工作面頂板突水與斷層活化的關(guān)系典型工作任務(wù)——斷層導(dǎo)水性探查及防治措施、方案1.工