礦井水災(zāi)防治-第四章

礦井水災(zāi)防治-第四章第1頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月煤礦不同類型水害的防治底板水地表水老窯水松散裂隙水頂板水水害防治2第2頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

地表防治水是在地面修筑一些防排水工程，防止降雨匯集水和地表水流(涌)入工業(yè)廣場或通過滲漏流入井下，保障礦井安全所采取的技術(shù)措施。地表防治水工作主要包括：1、河床鋪底與填堵陷坑；2、排除積水；3、河流改道；4、修建水庫及修筑排洪渠；5、防洪堤等。地表水防治3第3頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表水防治必要性礦井水的主要來源是地表水和大氣降水的滲透補(bǔ)給，即使含水層向礦井充水，其最終補(bǔ)給也是大氣降水或地表水，充水含水層只不過是它的直接或間接通道罷了。未能接受大氣降水和地表水補(bǔ)給或補(bǔ)給量較少的充水含水層，一般是易于疏干的。因此礦井防治水最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，就是防治地表水或大氣降水的滲透補(bǔ)給。4第4頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表水防治防治方法有效的礦井防治水工作應(yīng)該采取井下著眼、地面著手的方針，防、排、治相互結(jié)合。防治措施在近山區(qū)，以蓄為主，蓄防結(jié)合；在礦區(qū)外圍，以防為主，排放結(jié)合；在礦區(qū)內(nèi)部，以導(dǎo)流為主，導(dǎo)排結(jié)合；5第5頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表水防治注意的問題編制基本圖件，分析充水條件；掌握降水強(qiáng)度與補(bǔ)給強(qiáng)度；掌握補(bǔ)給條件和范圍，設(shè)計(jì)具體工程；掌握當(dāng)?shù)亟邓?guī)律和強(qiáng)度，合理建設(shè)防洪工程規(guī)模；掌握礦區(qū)最高洪水位和淹及范圍；根據(jù)水利工程的要求，設(shè)計(jì)溝渠堤壩的抗洪強(qiáng)度和排泄能力。6第6頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表水防治措施地表水防治措施從以下兩個(gè)方面來分析：一、地表水防治的綜合措施二、地表防滲工程及措施7第7頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地表水防治的綜合措施(一)山區(qū)礦井地表水的防治措施(二)平原區(qū)礦井地表水的防治措施8第8頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）山區(qū)礦井地表水的綜合防治措施地表水向井下嚴(yán)重滲漏，汛期威脅礦井安全時(shí)，應(yīng)在漏水段進(jìn)行河床鋪底或修建人工河床，也可采用河流改道的辦法；在高原山地有典型巖溶的礦區(qū)，為減少暴雨時(shí)的井下高峰涌水量，保證礦井安全，可利用地勢，開鑿截水平硐，截疏灌向巖溶暗河的河水(洪水)；當(dāng)河谷下煤層頂?shù)装鍒?jiān)硬，采后形成塌陷溝(坑)，無條件充填或修人工河床時(shí)，應(yīng)在塌陷溝的上游外圍挖截水溝，在溝谷處修建渡槽，地形有利時(shí)，溝河可以改道。若礦井井口、平硐硐口存在洪水威脅時(shí)，應(yīng)作如下處理：治理小窯、采空區(qū)的塌陷坑或巖溶塌陷坑?？筛鶕?jù)情況，分別采用圍、堵、截流、疏導(dǎo)、填土夯實(shí)及設(shè)泵站排水等措施有泥石流災(zāi)害的礦區(qū)，應(yīng)治山治坡，植樹種草。工業(yè)場區(qū)和生活區(qū)要避開泥石流，必要時(shí)應(yīng)修建攔洪壩和疏導(dǎo)工程。在易發(fā)生滑坡和塌方處的上游，應(yīng)修建排水截流設(shè)施，下部修建檔土墻。9第9頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）平原區(qū)礦井地表水的綜合防治措施

受河流泛濫威脅的礦井，當(dāng)無條件提高河流防洪標(biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行河流改道時(shí)，須在礦井井口、工業(yè)場地周圍修筑堤壩。受內(nèi)澇威脅的礦區(qū)，應(yīng)按河網(wǎng)化方式，開挖防洪排澇渠道系統(tǒng)，修建防洪排澇泵站，排出內(nèi)澇積水。對有向井下潰水危險(xiǎn)的塌陷坑(洞)，應(yīng)用塊石(或片石)、砂和粘土填實(shí)或設(shè)泵排水。對不符合在地表水體下采煤的地段，必須先排除地表積水，后采煤，或者采取其它有效的措施。當(dāng)河流或其它地表水體是礦井充水的直接或間接充水水源，對礦井安全有嚴(yán)重影響時(shí)，可是具體條件，在滲漏段或滲漏點(diǎn)分別采取鋪底、改道、或截流截源等防滲措施，排除積水并應(yīng)填土夯實(shí)。10第10頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地表防滲工程及措施(一)封堵地面塌陷裂隙通道的措施(二)漏水河床(沖溝)鋪底措施(三)河流改道或截彎取直措施(四)修筑排洪渠、防洪堤的措施(五)地面帷幕截流注漿截流措施11第11頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

塌陷坑堵填方法示意圖渡洪槽示意圖

（一）封堵地面塌陷裂隙通道的措施1、封堵塌陷坑和裂隙2、圍截隔離塌陷裂隙區(qū)3、將洪水引出塌陷裂隙區(qū)12第12頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

人工河床襯砌斷面示意圖（二）漏水河床(沖溝)鋪底措施漏水河床(沖溝)鋪底的原則(1)不應(yīng)過多縮小原河床斷面，人工鋪設(shè)河床斷面尺寸的確定應(yīng)進(jìn)行水力計(jì)算。(2)鋪設(shè)人工河床的材料應(yīng)盡量就地取材。(3)鋪砌方式必須同時(shí)滿足防滲、防潛蝕、防沖刷。13第13頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月整鋪河床示意圖襯砌進(jìn)出口段的要求：(1)護(hù)砌段的上下游均應(yīng)超出滲漏段一定距離。(2)進(jìn)出口段應(yīng)保持水流順暢，或做成“八”字墻。(3)護(hù)砌結(jié)構(gòu)的始末應(yīng)設(shè)截滲墻，以免沖毀護(hù)砌結(jié)構(gòu)，同時(shí)可防止水流由護(hù)砌的兩端潛入滲漏段。

整鋪河床示意圖1-灰?guī)r；2-頁巖；3-整鋪后的人工河床14第14頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）河流改道或截彎取直措施河流改道的原則：

(1)河流改道一般工程量大，投資多，一般不宜輕易采用，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再行設(shè)計(jì)施工。

(2)要考慮礦區(qū)發(fā)展遠(yuǎn)景和工農(nóng)業(yè)布局，既要避免二次改道，又不要因改道而影響礦區(qū)的工農(nóng)業(yè)和生活用水。河流改道設(shè)計(jì)：

(1)人工河道路線選擇應(yīng)盡量走洼地，工程地質(zhì)條件好，線路短。

(2)人工河道起點(diǎn)和終點(diǎn)應(yīng)順應(yīng)河勢。河道坡度要合理，不宜過大或過小，以免沖刷或淤塞；河道的斷面應(yīng)能保證通過最大洪水量。

(3)在人工河道起點(diǎn)處，須在原河道上設(shè)置攔河壩，將水流引入新河道。壩址及人工河道應(yīng)選擇在隔水巖層上，必要時(shí)還應(yīng)對局部河段進(jìn)行防滲處理。

(4)攔河壩距人工河道銜接部位應(yīng)有一定距離，以免攔河壩被水流沖潰。15第15頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月河流改道示意圖

河流改道示意圖

河流改道及截彎取直示意圖16第16頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）修筑排洪渠、防洪堤的措施1、排洪渠的布置2、排洪渠的布置原則3、排洪渠的布置構(gòu)造要求4、防洪堤17第17頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

排(截)洪渠布置示意圖在塌陷區(qū)上方修排洪溝示意圖1、排洪渠的布置18第18頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月排洪渠進(jìn)出口布置示意圖2、排洪渠的布置原則1）渠線走向的布置原則2）進(jìn)出口的布置原則19第19頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、排洪渠的布置構(gòu)造要求

跌水布置示意圖

復(fù)式斷面排洪明渠示意圖20第20頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月4、防洪堤

在無法布置排洪渠的地段，也可布設(shè)防洪堤以阻擋洪水進(jìn)入礦區(qū)。防洪堤布設(shè)的一般原則：(1)應(yīng)盡量選用當(dāng)?shù)夭牧希?2)堤腳應(yīng)離開岸邊一定距離；(3)堤軸線應(yīng)和洪水流向平行；(4)在易沖刷段應(yīng)進(jìn)行護(hù)砌，必要時(shí)應(yīng)在迎水面上砌石或水泥抹面。

21第21頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）地面帷幕注漿截流措施當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)的地表河流對礦井的開采造成影響，而其它防治方法又不宜采用時(shí)，可采用注漿帷幕截流的方法，切斷河水對礦坑的滲漏與倒灌。22第22頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月帷幕截流背景1(a)某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關(guān)系示意圖23第23頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月帷幕截流背景2(b)某礦煤系被小汶河覆蓋狀況示意圖24第24頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月帷幕的設(shè)計(jì)與施工某礦灌漿帷幕位置及各段長度示意圖(Ⅰ→Ⅵ為施工順序)25第25頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月礦井底板水的防治一、底板突水因素分析、預(yù)測及帶壓開采安全度評價(jià)二、底板水的疏水降壓三、隔水層薄弱帶的注漿加固四、利用隔水層帶壓開采26第26頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一、底板突水因素分析、預(yù)測及帶壓開采安全度評價(jià)

(一)采動(dòng)條件下底板破壞的規(guī)律(二)底板突水因素分析(三)底板突水預(yù)測方法(四)帶壓開采安全度評價(jià)27第27頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）采動(dòng)條件下底板破壞的規(guī)律(c)工作面周圍支承壓力分布特征采動(dòng)空間內(nèi)應(yīng)力重新分布示意圖(b)工作面底板剪切帶分布特征(a)隨工作面推進(jìn)底板受力特征28第28頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月下三帶的發(fā)育1.“下三帶”發(fā)育特征2.“下三帶”的確定

底板隔水層在開采條件下三帶分布示意圖29第29頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）底板突水因素分析含水層富水性及水壓破裂構(gòu)造礦壓破壞深度隔水層厚度、巖性組合山東礦業(yè)學(xué)院特殊開采所經(jīng)驗(yàn)公式(2002年)：式中Cp—采動(dòng)對底板的破壞深度，m；

L—工作面斜長，m；

H—采深，m；

a—煤層傾角，°；

f—底板巖層堅(jiān)固性系數(shù)

采煤工作面底板受力、剪切帶分布圖30第30頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）底板突水預(yù)測方法1、采掘前的突水預(yù)測2、采掘過程中的突水預(yù)測31第31頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、采掘前的突水預(yù)測

(1)水文地質(zhì)方法(2)突水系數(shù)分析法突水系數(shù)——指單位隔水層厚度所承受的水壓，又稱水壓比，其表達(dá)式為：

式中Ts—突水系數(shù)，MPa/m；

P—作用于隔水層底板的水壓力，MPMi—底板隔水巖中某一性質(zhì)巖石的厚度，m；

Yi—底板隔水巖中i層巖石等值隔水系數(shù)(泥巖為1，砂頁巖為0.7，頁巖為0.5，斷層破碎帶巖石為0.35)Cp—采動(dòng)對底板的破壞深度，m；

n—隔水層層數(shù)。

32第32頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、采掘過程中的突水預(yù)測(1)鉆探方法①探測高水壓區(qū)(若其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于奧灰水壓(CHA0.4～1.0MPa以上)則不突水。②探測底板水的導(dǎo)升高度(當(dāng)導(dǎo)升高度上界進(jìn)入或達(dá)到礦壓破壞區(qū)時(shí))，往往發(fā)生突水。(2)物探方法(3)突水征兆的監(jiān)測一摸二看三四聽；五紅六汗硫化氫；七上八下九水溝；嘴嘗手捏身體冷。33第33頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）帶壓開采安全度評價(jià)1、掘進(jìn)巷道底板隔水層安全隔水厚度2、回采工作面底板隔水層突水系數(shù)3、安全水頭值34第34頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、掘進(jìn)巷道底板隔水層安全隔水厚度計(jì)算公式：式中：t—安全隔水厚度(m)；

L—巷道底板寬度(m)；

γ—底板隔水層的平均容重(t/m3)；

Kp—底板隔水層的平均抗張強(qiáng)度(10-2MPa)；

H—底板隔水層承受的水頭壓力(10-2MPa)。如底板隔水層實(shí)際厚度小于計(jì)算值時(shí)，就是不安全的。35第35頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、回采工作面底板隔水層突水系數(shù)底板受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06MPa/m就可認(rèn)為是安全的，正常塊段(隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞)不大于0.1MPa/m就可認(rèn)為是安全的。①安全區(qū)：是指當(dāng)煤層底板位于奧灰水位以下，此區(qū)不存在突水危險(xiǎn)性；②較安全區(qū)：是指突水系數(shù)小于0.06MPa/m，存在底板突水的可能性，需采取防治水措施，進(jìn)行帶壓開采；③危險(xiǎn)區(qū)：是指突水系數(shù)介于0.06-0.1MPa/m，突水的危險(xiǎn)性較大，在巖層完整構(gòu)造簡單地帶采取安全措施的情況下可進(jìn)行帶壓開采；④最危險(xiǎn)區(qū)：是指突水系數(shù)大于0.1MPa/m，是底板突水的最危險(xiǎn)地段。36第36頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、安全水頭值(1)掘進(jìn)巷道安全水頭值式中H—底板隔水層能夠承受的安全水壓(10-2MPa)；

t—底板隔水層厚度(m)；

L—巷道寬度(m)；

γ—底板隔水層的平均容重(t/m3)；

Kp—底板隔水層的平均抗張強(qiáng)度(10-2MPa)

當(dāng)掘進(jìn)巷道工作區(qū)段的水壓值大于所計(jì)算出的安全水壓值時(shí)，巷道有底板突水的危險(xiǎn)；反之，可以安全掘進(jìn)。(2)回采工作面安全水頭值

式中P—底板隔水層能夠承受的安全水壓(MPa)；

M—底板隔水層厚度(m)；

Ts—突水系數(shù)(MPa/m)

當(dāng)回采工作面隔水底板的實(shí)際水頭值大于安全水頭值，則有底板突水的危險(xiǎn)；反之，可以安全回采。37第37頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月底板水的防治應(yīng)遵循十六個(gè)字方針：整體研究，逐塊分析，因地制宜，先易后難。二、底板水的疏水降壓(一)地表疏水降壓(二)井下疏水降壓(三)井上下聯(lián)合疏水降壓38第38頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）地表疏水降壓地表疏降模式39第39頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表疏降鉆孔(井)平面布置方式地表疏降鉆孔(井)平面布置方式40第40頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）井下疏水降壓下行式井下疏水降壓鉆孔注意!當(dāng)下伏含水層的水頭壓力過高（大于4～5MPa）時(shí)，井下放水鉆孔施工就很困難，此時(shí)此法不宜采用。(a)底板疏水降壓孔平面布置示意圖(b)底板疏水降壓孔剖面示意圖41第41頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）井上下聯(lián)合疏水降壓井上下聯(lián)合疏水降壓

當(dāng)?shù)孛婊蚓聠我皇杞捣绞叫Ч缓没虿粔蚪?jīng)濟(jì)合理時(shí)，可采用井上下聯(lián)合疏水，或采用供疏結(jié)合的聯(lián)合疏水。當(dāng)?shù)V區(qū)一方面地面供水(工業(yè)、農(nóng)業(yè)、居民飲用)緊張，另一方面井下水害嚴(yán)重，礦區(qū)供水與礦井排水之間嚴(yán)重矛盾時(shí)，可利用礦區(qū)供水水源地直接作為礦井疏放水系統(tǒng)，或者將礦井疏水系統(tǒng)直接用作礦區(qū)供水水源地，實(shí)現(xiàn)疏供水結(jié)合。

壓力傳遞式井下疏水孔壓力傳遞式井下疏降鉆孔42第42頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三、隔水層薄弱帶的注漿加固注漿防治礦井水害技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：減少礦井生產(chǎn)過程中的排水電費(fèi)，降低噸煤生產(chǎn)成本。有利于在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中有效地保護(hù)礦區(qū)地下水資源。有利用在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中有效地防止地下水系統(tǒng)環(huán)境擾動(dòng)而誘發(fā)的生態(tài)環(huán)境惡化和其他相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。具體防治方法(一)改造含水層為隔水層，增加隔水層厚度(二)提高隔水層的阻水性(三)其它防治方法43第43頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）改造含水層為隔水層，增加隔水層厚度底板含水層注漿改造技術(shù)示意圖44第44頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）提高隔水層的阻水性

煤層底板隔水層破碎帶注漿加固示意圖45第45頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地面防滲堵漏：在煤層底板下伏奧灰含水層的露頭部位，如有地面水流（河流、水渠）通過時(shí)，地面水往往大量漏失而補(bǔ)給含水層。如河流水量很大，但漏失段不很長時(shí)，可在地面進(jìn)行河床防滲堵漏工作，往往能使礦井突水危險(xiǎn)性或礦井涌水量顯著減小。改變采煤方法：對于隔水底板厚度較薄，突水威脅嚴(yán)重，而又無其他有效防治辦法的礦井或采區(qū)，如改用適當(dāng)?shù)牟擅悍椒?，往往能化險(xiǎn)為夷。例如短壁開采，房柱式開采、砌充填帶以至充填法采礦，都能減小礦壓和提高隔水底板抵抗水壓的能力；快速回采、人工放頂，則能縮短懸頂時(shí)間，避免或減少底板巖體因蠕變而降低其力學(xué)強(qiáng)度的危險(xiǎn)。（三）其它防治方法46第46頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月礦井頂板水防治一、煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預(yù)測二、防水煤(巖)柱的留設(shè)三、頂板水的超前疏干四、注漿截流五、改變采煤技術(shù)47第47頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一、煤層頂板涌水因素分析及預(yù)測(一)采動(dòng)條件下覆巖破壞的規(guī)律(二)影響覆巖破壞的因素(三)頂板突水預(yù)測48第48頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）采動(dòng)條件下覆巖破壞的規(guī)律覆巖破壞分帶示意圖49第49頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）影響覆巖破壞的因素覆巖性質(zhì)及組合特征1）堅(jiān)硬-堅(jiān)硬型2）軟弱-軟弱型4）堅(jiān)硬-軟弱型3）軟弱-堅(jiān)硬型煤層賦存及開采因素1）采厚2）分層數(shù)及回采垂高3）開采面積4）地質(zhì)構(gòu)造5）采煤方法及頂板管理6）覆巖破壞的延續(xù)時(shí)間

50第50頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）礦層頂板導(dǎo)水裂隙帶的發(fā)育高度的確定1．導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的計(jì)算冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖51第51頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)垮落帶高度

根據(jù)巖石的強(qiáng)度，其垮落帶計(jì)算公式如下：52第52頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)導(dǎo)水裂縫帶高度式中：—煤層累計(jì)采厚，m；單層采厚不超過3m，累計(jì)采厚不超過15m。53第53頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）礦層頂板導(dǎo)水裂隙帶的發(fā)育高度的確定54第54頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）礦層頂板導(dǎo)水裂隙帶的發(fā)育高度的確定

急傾斜煤層覆巖破壞最大高度計(jì)算55第55頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月防水安全煤巖柱保護(hù)層厚度56第56頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月防砂安全煤巖柱保護(hù)層厚度57第57頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月急傾斜煤層防水及防砂煤巖保護(hù)層厚度58第58頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月二、防水煤(巖)柱的留設(shè)措施*防水煤(巖）柱：在井下受水害威脅的地帶，為防止水突然涌入而保留一定寬度或厚度暫不采動(dòng)得煤柱。位置不同可以分為不同的種類：斷層防水煤柱、井田邊界煤柱、上下水平防水煤柱、水淹區(qū)防水煤柱、地表水體防水煤柱、沖擊層防水煤柱。使用條件：隔水層厚度滿足不了H安≥H裂+H保的要求時(shí)(一)基巖裸露區(qū)防水煤(巖)柱的留設(shè)；(二)煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)；(三)在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)；(四)上、下兩層煤之間防水煤(巖)柱的留設(shè)。59第59頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）基巖裸露區(qū)防水煤(巖)柱的留設(shè)基巖風(fēng)化裂隙較發(fā)育時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)；防水煤(巖)柱的總厚度應(yīng)滿足下式要求：基巖風(fēng)化裂隙不發(fā)育時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)；根據(jù)上式計(jì)算的防水煤(巖)柱高度，不得小于20m。煤系地層無松散層覆蓋時(shí)防水煤柱的留設(shè)H安≥H裂+H保+H風(fēng)60第60頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)煤層露頭部位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時(shí)61第61頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)，防水煤(巖)柱的留設(shè)在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)防水煤(巖)柱的留設(shè)62第62頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）上、下兩層煤之間防水煤(巖)柱的留設(shè)多煤層邊界防水煤柱之一多煤層邊界防水煤柱之二63第63頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三、頂板水的超前疏干(一)疏干類型(二)常見的疏干方式64第64頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）疏干類型地表井群疏干據(jù)部分礦區(qū)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，滲透系數(shù)大于3m/d的潛水含水層和大于0.3～0.5m/d的承壓含水層均可取得良好的疏干效果。巷道疏干適用于某一固定部位（如露天礦的非工作幫）的疏干或斷面截流。采準(zhǔn)巷道疏干廣泛應(yīng)用于采區(qū)頂板含水層及頂板流砂層的疏干。

多井聯(lián)合疏干頂板含水層分布范圍較廣，補(bǔ)給水量較大。65第65頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）常見的疏干方式1、地表疏干2、巷道疏干3、井下鉆孔疏水4、吸水鉆孔疏水5、井上下聯(lián)合疏水66第66頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、地表疏干地表疏降模式圖67第67頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月地表疏降鉆孔(井)平面布置方式地表疏降鉆孔(井)平面布置方式68第68頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、巷道疏干

1)石門疏水

石門多含水層疏水69第69頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、巷道疏水2)采準(zhǔn)”巷道疏水

利用煤層采準(zhǔn)巷道疏放頂板水70第70頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、井下鉆孔疏水直通式井下疏水孔直通式疏水鉆孔71第71頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月上行式井下疏水孔

頂板上行式疏水孔72第72頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月水平(近水平)式井下疏水孔采動(dòng)放水通過探查，證實(shí)煤層直接充水含水層與強(qiáng)含水層或其它水體未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時(shí)，可在采區(qū)最低部位首先回采，實(shí)行采動(dòng)放水疏干，保證后期回采安全。井下水平或近水平疏水孔73第73頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月4、吸水鉆孔疏水吸水鉆孔示意圖74第74頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月5、井上下聯(lián)合疏水

1)地表井下聯(lián)合疏干在同一礦井(區(qū)內(nèi))，同時(shí)采用地表疏水和井下疏水兩種方式。地表井下聯(lián)合疏水一般是在礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，單一疏干方式效果不好或不夠經(jīng)濟(jì)合理時(shí)采用。2)供疏結(jié)合的聯(lián)合疏水在地面供水緊張，而井下水害又嚴(yán)重的大水礦區(qū)，為了解決礦區(qū)供水與礦井排水之間的矛盾，可利用礦區(qū)疏水系統(tǒng)直接用作礦區(qū)供水水源地，實(shí)現(xiàn)供疏結(jié)合。75第75頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月四、注漿截流露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻

露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻76第76頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿77第77頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月注漿封堵頂板水注漿封堵頂板水78第78頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月五、改變采煤方法充填式開采法

1)當(dāng)頂板含水層距煤層頂板普遍接近時(shí)

2)當(dāng)煤層露頭部位及淺部被地表水體或新生界強(qiáng)含水所覆蓋時(shí)

3)在逆斷層含水體下或積水老窯下采煤時(shí)膏體充填綠色開采技術(shù)

“三下一上（三下——地表水下、建筑物下和鐵路下，一上——承壓水上）”是一種具有發(fā)展前景的開采技術(shù)。間歇開采法及分區(qū)隔離開采法

1）厚煤層還可采用分層間歇開采法

2）急傾斜煤層，則可采用長走向小階段間歇開采分區(qū)隔離開采法:

先遠(yuǎn)后近、先深后淺、先簡單后復(fù)雜、先探后采的試探性開采方法條帶式開采法

79第79頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月斷層水防治一、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)80第80頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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接關(guān)系類型(四)斷層的“活化”81第81頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（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82第82頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）斷裂帶充水特征83第83頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）斷裂兩盤含水層和煤層的對接關(guān)系類型84第84頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）斷層的“活化”突發(fā)性涌水(突水)形成示意圖85第85頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)斷層水的預(yù)防與處理86第86頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（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87第87頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、探放斷層水的原則探放斷層水的原則：(1)、采掘工作面前方或附近預(yù)測有斷層存在，但其具體位置不清或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。(2)、采掘工作面前方或附近預(yù)測有斷層存在，但其位置和含（導(dǎo)）水性不清，可能發(fā)生突水事故時(shí)。(3)、采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值）在采煤工作面前方和采面影響范圍內(nèi)，是否有斷層情況不清，一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時(shí)。(4)、斷層已被巷道揭露或穿過，暫時(shí)沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動(dòng)影響下，有可能導(dǎo)致斷層活化并引起突水，須要探明深部其是否以與強(qiáng)含水層或底板水導(dǎo)升高度相連通時(shí)。88第88頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月1、探放斷層水的原則(5)、井巷工程接近或即將穿過的斷層淺部不含（導(dǎo)）水，但在深部有可能突水時(shí)。(6)、根據(jù)井巷工程和自設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求，必須探明斷層時(shí)。(7)、采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?0米時(shí)。(8)、采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00米時(shí)。(9)、采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。(10)、采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明，含水層水壓又大于2Mpa-3Mpa時(shí)。89第89頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月2、探放斷層水的探查內(nèi)容斷層的位置、產(chǎn)狀要素、斷層帶寬度(包括內(nèi)、中、外三帶)及伴生(或派生)構(gòu)造和其導(dǎo)水性、富水性等。斷層帶的充填物及充填程度、膠結(jié)物及膠結(jié)程度，斷層兩盤外帶裂隙、巖溶發(fā)育情況及其富水性。斷層兩盤對接部位的巖性及其富水性，煤層與強(qiáng)含水層的實(shí)際間距(即隔水層的厚度)。斷層與其它含(導(dǎo))水?dāng)鄬?、陷落柱或其它水體交切部位及其富水性。90第90頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）探放斷層水的方法(1)工作面前方已知或預(yù)想有含(導(dǎo))水?dāng)鄬拥奶讲楣ぷ髅媲胺揭阎蝾A(yù)想有含(導(dǎo))水?dāng)鄬拥奶讲?1第91頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（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)工作面前方有無斷層突水危險(xiǎn)的探查掘進(jìn)工作面前方有無斷層突水危險(xiǎn)的探查92第92頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）探放斷層水的方法(3)巷道實(shí)見斷層，在采動(dòng)影響后有無突水危險(xiǎn)性的探查采動(dòng)影響后有無突水危險(xiǎn)性的探查93第93頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）斷層水的預(yù)防與處理斷層水突出的防治措施94第94頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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)95第95頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（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)式中：L——煤柱留設(shè)寬度；K——安全系數(shù)（一般取2~5）；M——煤層厚度或采高(m）；P——水頭壓力（kgf/cm2）；KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2）。96第96頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月（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)97第97頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)98第98頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月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)99第99頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、含水層低于煤層時(shí)煤(巖)柱的留設(shè)含水層低于煤層時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)100第100頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月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)101第101頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月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)102第102頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月3、含水層底面低于冒裂帶高度時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)含水層底面低于冒裂帶高度時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)103第103頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月4、含水層頂面低于煤層時(shí)，煤(巖)柱的留設(shè)含水層頂面低于煤層時(shí),煤(巖)柱的留設(shè)104第104頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月四、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水途徑而達(dá)到預(yù)防或治理礦井水害的目的。對于通過各種勘探手段已經(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105第105頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

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106第106頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月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107第107頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、地面封堵過水巷道工程示意圖

地面封堵過水巷道工程示意圖108第108頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月五、水閘墻封堵突水點(diǎn)當(dāng)突水口水源的過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109第109頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月方莊煤礦控制機(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110第110頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月典型工作任務(wù)——斷層導(dǎo)水性探查及防治措施、方案某礦開采下組煤，下組煤厚4m，距奧灰頂面距離35m，巖性以砂巖、薄層石灰?guī)r、泥巖、泥頁巖為主?？碧劫Y料表明，三采區(qū)內(nèi)有F6斷層發(fā)育，斷層落差2m。根據(jù)資料作出的斷層剖面示意圖見圖1。斷層兩側(cè)巖性以砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖、鋁土泥巖為主。某礦三采區(qū)F6斷層剖面示意圖111第111頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月老窯水防治必要性積存在煤層采空區(qū)和廢井巷中的水，尤其是年代久遠(yuǎn)缺乏足夠資料的老窯積水，是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中最危險(xiǎn)的水患之一。老窯積水水害，不僅在老窯或地方小井多的礦井存在，在國有大型煤礦自采自掘的廢巷，因種種原因在本該無水的地點(diǎn)也意外積存了或多或少的水體，它們意外的潰出也會(huì)傷人毀物。112第112頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月探放老窯水的原則1、積極探放。當(dāng)老窯區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老窯區(qū)內(nèi)積水不會(huì)過份加重礦井排水負(fù)擔(dān)、積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時(shí)這部分積水應(yīng)千方百計(jì)地放出來，以徹底解除水患。2、先隔離后探放。對于地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補(bǔ)給的老窯水，以及老窯的積水量較大，水質(zhì)不好（酸性大）時(shí)，為避免負(fù)擔(dān)長期排水費(fèi)用，應(yīng)先設(shè)法隔斷或減少其補(bǔ)給水量，然后再進(jìn)行探水。若隔斷水源有困難、無法進(jìn)行有效的探放，則應(yīng)留煤巖柱與生產(chǎn)區(qū)隔開，待到礦井生產(chǎn)后期再進(jìn)行處理。113第113頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月探放老窯水的原則

3、先降壓后探放。對水量大、水壓高的積水區(qū)，應(yīng)先從頂、底板巖層打穿層放水孔，把水壓降下來，然后再沿煤層打探水鉆孔。

4、先堵后探放。當(dāng)老窯區(qū)為強(qiáng)含水層水或其它水源水所淹沒，出水點(diǎn)有很大的補(bǔ)給量時(shí)，一般應(yīng)先封堵出水點(diǎn)，然后再探放水。114第114頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月老窯水防治克服麻痹僥幸心理，避免疏忽大意人員再緊，探放水工作必須專人負(fù)責(zé)；有疑必探，采掘工程沒有把握必須探水；老窯水小也不可大意，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)章制度施工，把水放出來才可生產(chǎn)。認(rèn)真分析老窖積水的調(diào)查資料115第115頁，課件共130頁，創(chuàng)作于2023年2月老窯水防治制訂合理