煤矿水害防治知识[教资学习]

1、煤矿水害防治知识1 防治水基础知识1.1 地下水的起源降水渗入地下形成的地下水，称为渗入水。但是降水的渗入并不是地下水的唯一来源。部分地下水的成因，无法用降水渗入解释。干旱的沙漠地区，降雨稀少，有时整个夏季都不下一滴雨，但在沙丘中仍可以见到水汽凝结形成的地下水，即凝结水。当地面温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。还有一部分地下水既不是渗入水，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，称为初生水。此外，与沉积物同时生成或海水渗到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水，称为埋藏水。在渗入水、凝结水、初生水、

2、埋藏水等成因的地下水中以渗入水最为常见。1.2 岩石中的空隙 自然界中的各种岩石，不论是松散层的第四系沉积物，或是坚硬致密的基岩，都存在着大小不等、形状各异的空隙。自然界岩石的空隙差异极大，规律大者如可溶岩中的地下厅堂，可达数十万立方米；最小的显微孔隙和劈理，连肉眼也难以辩认。岩石空隙差异如此之大，与其不同的成因有关。根据成因可将空隙分为三大类：孔隙、裂隙、溶隙（穴）。地下水就存在于岩石的空隙中，空隙越发育，储存的地下水就越多，地下水的运动越通畅。因此，岩石中的空隙，不仅是储水空间，又是地下水的运移通道。孔隙 存在于松散沉积物或未完全胶结的岩石颗粒与颗粒之间或颗粒集合体与颗粒集合体之间的空隙，

3、称为孔隙。这些空间相互连通，呈小孔状，储水空间为孔隙的地下水称为孔隙水。裂隙 裂隙就是坚硬岩石形成时或形成以后由于各种内外营力的作用，使岩体遭受破坏而形成的空隙。岩石在成岩过程中，如岩浆岩的冷凝收缩或沉积岩的固结干缩作用都可产生裂隙（成岩裂隙）；岩石在形成后由于构造变动受力可产生构造断裂裂隙（构造裂隙）；或经受风化作用产生风化裂隙（风化裂隙）。储水空间为裂隙的地下水称为裂隙水。溶隙 可溶性岩石（如盐岩、石膏、石灰岩、白云岩等）经地下水的溶蚀和机械冲蚀作用产生的空隙，称之为溶隙，也称为溶穴。溶穴包括溶孔、溶蚀裂隙、溶洞和暗河等。溶穴是可溶性岩石在原有空隙的基础上经地下水长期的差异溶蚀作用而形成的

4、空隙，其形态和大小变化很大，不均匀性尤为突出，大型溶洞宽可在数十米，高可达数十米到上百米，长可达数十千米，而深部的小溶孔直径仅数微米。储水空间为溶穴的地下水称为岩溶水。 自然界岩石空隙的发育情况非常复杂。松散岩石的空隙通常以孔隙为主，但某些松散岩石也发育裂隙，如黄土发育垂直裂隙，某些粘土干缩后可产生干缩裂隙，由于发育有干缩裂隙也可以含有一定量的地下水。坚硬的基岩主要发育裂，但某些沉积岩也发育孔隙，如凝灰岩、风化的火山沉积岩。可溶性岩石由于差异溶蚀，有的部位发育溶穴，有的部位发育裂隙，有的部位发育孔隙。孔隙形成于颗粒之间，其分布均匀，连通良好，在各个方向上孔隙的大小和多少几乎接近，赋存于其中的地

5、下水分布和流动都比较均匀。坚硬基岩的裂隙是宽窄不等的线状缝隙，具有一定的方向性，分布不均匀。溶隙的空隙大小悬殊，分布极不均匀，故溶隙中地下水的分布与流动也极不均匀。1.3 地下水的赋存水在岩石中的存在形式如下：、气态水：即水蒸汽，它来源于大气中的水汽与液态地下水的蒸发。夏季白天的气温高于岩石的温度，于是水汽将由大气向岩石空隙中运动、聚集并凝结成为凝结水，夜晚则方向相反；此外，在年常温带以下，深部的温度总是高于上部，水汽蒸发后总是向上运动，然后聚集凝结成为液态水。气态水在一定温度、压力下与液态水相互转化，二者保持动平衡，因而对岩石中水的重新分配有很大意义。、结合水：由于静电引力作用而吸附在岩石颗

6、粒上的水叫结合水。其中最靠近颗粒表面受静电引力最大的部分结合水称强结合水，其外层受静电引力较小的叫弱结合水。强结合水又称吸附水，不能自由运动，只有加热到105110，使其成为气态水时才能将它与岩石分开。弱结合水又称薄膜水。、重力水：岩石空隙全部被充满，在重力作用下运动的液态水称重力水。重力水在自身重力影响运动，是水文地质学研究的主要对象。、毛细水：由于毛细力的作用而充满岩石毛细空隙中的水称毛细水。岩石的毛细孔隙（直径小于1mm）和毛细裂隙（宽度小于0.25mm）就如同细小的玻璃管一样，可以发生毛现象。即在表面张力作用下水可沿重力水面上升一定的距离，形成毛细上升带。、固态水：以固体冰形式存在于岩

7、石空隙中的水称固态水。当岩石温度低于水的冰点0时，岩石空隙中的重力水便冻结成为固态水。冻结岩石中并不是所有的水都呈固体状态，结合水尤其是强结合水，其冰点较低仍可保持液态。固态水分布于多年冻结区或季节冻结区。、矿物水：是存在于矿物晶体内部或晶格之间的水，又称化学结合水，包括沸石水、结晶水和结构水等。矿物水一般来说不能被被利用，只有当高温变质岩脱水以后，才能从矿物中析出，并转变为上述各种类型的水。、沸石水：以水分子（H2O）形式存在于矿物晶格空隙之中的水称沸石水。方沸石（Na2Al2Si4O12nH2O）中所含的水便是沸石水。沸石水与矿物结合得很不牢固，矿沸石水的含量并不固定，随湿度的变化而变化。

8、常温下当湿度下降时，所含的水可以从沸石中逸出。、结晶水：以水分子形式进入矿物结晶格架并成为某些矿物的组成成分时叫结晶水。如将矿物加热到400以上时，结晶水便可从矿物中分离出来，水分离出来后，矿物本身并未遭到破坏。如石膏（CaSO42H2O）加热后，随着水分子的溢出，石膏本身并未遭到破坏，而是分解为硬石膏（CaSO4）和自由水（H2O）。、结构水：结构水是以H+和OH-形式存在于矿物结晶格架中的水，在矿物中并不保持水分子（H2O）结构。H+和OH-与矿物结合处非常紧密，如白云母（K Al2AlSi3O10OH2），白云母只有加热到400以上，H+和OH-才能分离出来，随着它们的析出，白云母也被破

9、坏了。地下水就存在于岩石的空隙中，空隙越发育，储存的地下水就越多，地下水的运动越通畅。因此，岩石中的空隙，不仅是储水空间，又是地下水的运移通道。1.4 含水层和隔水层含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。因此，含水层应是空隙发育的具有良好给水性和透水性的岩层。如各种砂土、砾石、裂隙和容穴发育的坚硬岩石。隔水层则是不能透过并给出或只能透过与给出极少量水的岩层。因此隔水层具有良好的持水性，而其给水性和透水性均不良，如粘土、页岩和片岩等。含水层首先应该是透水层，是透水层中位于地下水位以下经常为地下水所饱和的部分，地下水位上部未饱和部分则是透水不含水层。形成含水层具备的条件：1、岩层具有储存重力水

10、的空间：岩石的空隙越大，数量越多，连通性越好，储存和通过重力水就越多，越有利于形成含水层。坚硬砂岩的孔隙虽不发育，但发育构造裂隙和风化裂隙，裂隙成为其主要的储水空间，所以砂岩是含水层。2、具备储存地下水的地质结构：具有空隙的岩层必须有一定的地质构造条件才能储水。一个含水层的形成必须要有透水层和不透水层组合在一起，才能形成含水地质构造。3、具有充足的补给水源： 充足的补给水源、丰富的补给量是决定含水层水量大小和保证程度的重要因素。含水层与隔水层只是相对而言，并不存在截然的界限，二者是通过比较而存在的，同样的岩层在不同的地质条件下可能具有不同的含水意义。如河床冲积相粗砂岩中夹粉砂岩，粉砂岩由于透水

11、性小，可视为相对隔水层；但是粉砂岩若夹在粘土中，粉砂岩因其透水性大则成为含水层，粘土层作为隔水层。含水层的相对性表现在所给出的水是否具有实际价值，即是否能满足开采利用的实际需要或对采矿工程造成的危害。含水层与隔水层之间可以相互转化。如粘土，通常情况下是良好的隔水层，但在地下深处较大的水头差作用下，当其水头梯度大于起始水力坡度，也可能发生越流补给，透过并给出一定数量的水而成为含水层。隔水层的隔水作用是防治水工作重点研究的内容，煤层直接顶底板一般都是泥岩、砂质泥岩和粉砂岩等，它们将可采煤层与含水层分离，阻止充水含水层中水涌向矿井，保证煤矿的安全开采。隔水层的隔水作用主要取决于隔水层的厚度、岩性、力

12、学性质、岩层组合关系和裂隙发育情况等。隔水岩层的厚度越大，力学强度越大，柔、脆性岩石配置得当，断裂裂隙不发育，则其抵抗水压的能力越大，隔水性能就越好，煤矿生产就越安全。1.5 常用水文地质参数介绍1、单位涌水量（q）对某一含水层进行抽（压）水，含水层在单位时间降深抽出（压入）的水量。计算公式：q=Q/S，Q抽水井的涌水量，S单位时间水位降深，单位涌水量常用来描述含水层的富水性。含水层赋水性的等级标准：（矿井水文地质规程附录一）含水层的含水性差别很大，根据给出水量（q）的大小可划分为四个等级，即q0.1l/s.m，含水小的含水层（弱含水层）0.1q2l/s.m，含水中等含水层（中等含水层）2q1

13、0l/s.m，含水丰富含水层(强含水层)q10l/s.m，含水极度丰富含水层（极强含水层） 2、渗透系数（K）水文地质学把岩石本身可以通过流体的能力称为渗透系数(用K表示)。渗透系数也称水力传导系数，是描述含水层渗透能力的重要水文地质参数。根据达西公式，渗透系数代表当水力坡度为1时，水在介质中的渗流速度，单位是m/d或cm/s。渗透系数大小与岩石的性质（粒度成分、颗粒排列、充填情况、裂隙性质和发育程度等）和水的物理性质（粘滞性、容重等）有关。一说是指液体在一昼夜（24小时）在固体里面流动的长度，一般用m/d。渗透系数K能用来表示岩层的透水性，但它不能单独说明含水层的过水能力。一个K值较大的含水

14、层，如果厚度很小，它的过水能力也是有限的。为此引出导水系数（T）。又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：=kg/，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，为渗透系数；为动力粘滞性系数；为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为10.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。达西（Dracy）渗透

15、定律地下水在土体孔隙中渗透时，由于渗透阻力的作用，沿程必然伴随着能量的损失。为了揭示水在土体中的渗透规律，法国工程师达西(H.darcy)经过大量的试验研究，1856年总结得出渗透能量损失与渗流速度之间的相互关系即为达西定律。图2-3 达西渗透实验装置图达西实验的装置如图2-3所示。装置中的是横截面积为A的直立圆筒，其上端开口，在圆筒侧壁装有两支相距为l 的侧压管。筒底以上一定距离处装一滤板，滤板上填放颗粒均匀的砂土。水由上端注入圆筒，多余的水从溢水管溢出，使筒内的水位维持一个恒定值。渗透过砂层的水从短水管流入量杯中，并以此来计算渗流量q。设t时间内流入量杯的水体体积为V, 则渗流量为q=V

16、/t 。同时读取断面1-1和段面2-2处的侧压管水头值h1，h2，h为两断面之间的水头损失 。 达西分析了大量实验资料，发现土中渗透的渗流量q与圆筒断面积A及水头损失h 成正比，与断面间距l 成反比，即 （2-1）或 （2-2）式中i=h/l，称为水力梯度，也称水力坡降；k为渗透系数，其值等于水力梯度为1时水的渗透速度，cm/s 。 式（2-1）和（2-2）所表示的关系称为达西定律，它是渗透的基本定律。3、导水系数（T）导水系数也是一个重要的水文地质参数，即含水层的渗透系数与其厚度的乘积。其理论意义为水力梯度为1时，通过含水层的单宽流量，常用单位是m2/d。4、突水的等级标准矿井水的概念：凡是

17、在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源，统称矿井水。井下某一地点出水时，我们要进行现场调查，对出水的程度要进行描述，滴水、淋水，是对采掘工作面顶板来说的，渗水和流水多是对底板和煤（巷）帮来说的，出水量较大时一般称突水。滴水：出水以不连续且间隔时间较长的水滴方式进入工作面。淋水：出水以连续或不连续且间隔时间较短的水滴方式进入工作面。涌水：水从顶底板大面积进入工作面，或从某一通道流出，有时伴有压力。溃水：强调的是突发性，瞬间水量很大。突水点突水量的等级标准：（矿井水文地质规程附录二）涌水量Q60m3/h，小突水点涌水量Q：60600m3/h，中等突水点涌水

18、量Q：601800m3/h，大突水点涌水量Q1800m3/h，特大突水点1.6 覆岩三带（上三带）1.6.1 垮落带（冒落带） 工作面回采后引起煤层直接顶板垮落，垮落的岩块堆积在一起。如果垮落带高度达到上覆含水层，则往往引起顶板水的突入。1.6.2 裂缝带 指冒落带以上大量出现的切层、离层和断裂或裂缝发育带。靠近冒落带的岩层，断裂严重；远离冒落带的岩层，断裂轻微，脆性薄层状砂岩会发生断裂。该层不一定具备透砂能力，但一般具有较强的导水能力。1.6.3 弯曲带 弯曲带指的是自裂缝带顶界到地表的整个岩系发生弯曲下沉的整体变形和沉降移动区。该带的主要特点是岩层的整体变形和移动，而其断裂程度较弱，所以一

19、般不具备导水能力。从水文地质角度来看，可以把采后工作面顶板简单地划分为两带，即垮落断裂带（垮落带和断裂带之和，又称导水裂缝带）。对矿井突水有意义主要是垮落断裂带，当顶板裂隙沟通工作面上覆含水层时，矿井突水则不可避免。 1.7 “下三带”理论1.7.1 底板破坏带（）采动对底板有破坏作用。当工作面从开切眼开始回采之后，采面围岩应力将发生变化。随着工作面的推进，煤层底板前方处于支承压力作用而压缩。工作面推过后，应力释放，底板处于膨胀状态。随着顶板的冒落，采空区冒落矸石的压实，工作面后方一定距离的底板恢复到原岩应力状态。由于工作面是在不断推进的过程中，所以，底板处于压缩膨胀再压缩的状态。而在压缩与膨

20、胀变形的过渡区，底板最易发生破坏。这个破坏的深度就是底板破坏带。它的特点是岩层的连续性遭到破坏，完全失去了隔水能。 1.7.2 原始导高带（）具有一定压力的承压水沿着裂隙上升，冲刷结构面，使裂隙软化、蚀扩，水位逐渐上升超过含水层的顶界面，水位高于含水层顶界面的高度就是原始导升带。 1.7.3 有效隔水层带（）煤层底板至含水层顶板，除去采动底板破坏带和原始导升带，中间剩下的就是有效隔水层带（）。 、带虽有一定的阻水作用，但起主要保护作用的是带。如果由于开采矿压破坏和水压的导升作用，造成带消失或变薄，或由于构造产生水力通道，或由于底板厚度很薄等，都会发生突水事故。2 淮北矿区防治水现状2.1 前言

21、 淮北矿区位于安徽省北部，面积1万Km2，以宿北断裂为界，分为南北两区，其中北区为濉肖区，南区又以南坪断层和丰涡断层为界分为东段的宿县区、中段的临涣区和西段的涡阳区。矿区自1958年开发建设以来，目前已形成17对生产矿井，年产原煤近3000万吨的大型煤产地。淮北矿区地质构造复杂，煤层赋存不稳定，地压大，瓦斯大，岩浆岩侵蚀严重，煤系地层富水性强，开采条件恶劣。矿区开采历史上水害事故多发，防治水工作难度较大。2.2 矿区地质概况淮北煤田基本为隐伏煤田，局部有震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系地层出露，其余均为新生界松散层覆盖，地面标高一般+20+50m 。煤田处于华北板块东南缘的豫淮坳陷东部，

22、以燕山运动后形成的断裂隆起或凹陷为主。受多期构造运动影响，总体构造呈复杂型。含煤地层为石炭、二叠系地层。主采煤层为上石盒子组的3煤、下石盒子组的7、8煤（濉肖区为4、5煤）及山西组的10煤（濉肖区为6煤）。2.3 矿区水文地质概况 淮北矿区有4个主要含水层，分别为第四系（第三系）孔隙含水层组、煤系砂岩裂隙含水层组、太灰岩溶含水层组及奥灰岩溶含水层组。矿区断层较发育，部分断层导水性好，因此煤系地层含水层存在一定的水力联系。 濉肖区冲积层厚度小，底部粘土隔水层普遍发育，无“底含”，第四系松散层地下水对矿井开采无直接影响。但太灰及奥灰岩溶水丰富，补给强度大，含水层可疏性差，对矿井安全威胁大。朱庄、杨

23、庄等矿多次发生灰岩突水事故。宿县区、临涣区、涡阳区新生界松散层厚度大，三隔普遍发育，隔水性能好，地表水及新地层一、二、三含水对矿井安全影响不大。“底含”分布不均，桃园、祁南等矿对浅部煤层开采有直接影响。石灰岩岩溶水总体上不丰富，补给强度小，含水层可疏性好。煤系地层砂岩裂隙水对煤矿安全影响相对较小，但临涣区的K3砂岩、濉肖区的5煤顶板砂岩也经常涌水影响生产。2.4 历史突水事故统计分析 淮北矿区大部分矿井水文地质条件复杂，水害类型多样，历史上多次发生突水伤人事故。淮北矿区共发生大于30m3/h的水害180余次，其中砂岩裂隙水害86次，冲积层水害34次，灰岩水害22次，老塘水害21次，断层水害9次

24、，其它水害8次。在突水事故中，淹井2次，淹采煤工作面7次，突水伤人事故5次，死亡25人 。2.5 集团公司近期几次大的突水事故简介2.5.1 2005年1月25日朱庄煤矿622工作面发生底板灰岩突水，最大水量1420m3/h，造成工作面停产100天，直接经济损失7000多万元，总损失为1.2亿元。 2.5.2 海孜煤矿2005年5月21日745工作面顶板离层水体溃出，最大涌水量3887m3/h，造成5人死亡。查治水直接费用达800万元。 2.5.3 2008年9月2日，孙疃矿1028工作面推进100m时，风巷处老塘底板出水，至9月4日，涌水量增大并稳定在90m3/h左右。出水水源确定为底板太灰

25、水。由于机巷多处低洼，水不能完全自流，因排水管路的能力限制，造成机巷低洼处运输设备被淹，不能运转，工作面停产10余天，损失巨大。 3 防治水有关的规定1、煤矿安全规程（2007年） 2、煤矿防治水工作条例（1986年）3、矿井水文地质规程（1984年）4、建筑物、水体、铁路及主要井巷 煤柱留设与压煤开采规程（2000年）5、淮北矿业集团公司地测防治水工作技术管理规定（淮矿地测2005496号）3.1 防治水经验3.1.1 十六字原则预测预报：水害防治的基础。要在查清矿井水文地质条件的基础上，对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行分析，提出预防水害的措施。有疑必探，先探后掘：水害防治的关键

26、。在预测预报工作的基础上，分析可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明水害隐患，研究预防水害的措施，提出水文地质分析报告。先治后采：水害防治的最终目标。对排查出的水害隐患，必须先治理后开采。3.1.2 五项措施合理留设各类防水煤柱，注浆封堵具有突水威胁的含水层，探放老空水和对承压含水层进行疏水降压，完善矿井排水系统，加强地表水的截流。3.1.3 二十字防治水工作程序预测预报 超前探查 综合治理 安全评估 验收审批集团公司在总结以往经验、吸取以往教训的基础上提出的二十字防治水工作程序，将防治水工作过程进行细化，进一步规范了集团公司防治水工作流程。3.1.4 防治水安全保障体

27、系管理：防治水不仅仅是技术问题，关键还是工程质量和措施的落实，注重过程监管。从技术型向技术管理型转变，是防治水工作保障安全的一个很重要的方面。投入：没有足够的资金作保证，防治水工作无从谈起。科研：防治水工作的开展不能只靠经验，必须有理论作基础支撑。培训：除专业培训，还要开展全全员培训。3.2 防治水有关规定解读3.2.1 透水征兆采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。 煤矿安全规程第266条 “挂红”，是积水

28、中含有铁的氧化物，煤壁出现暗红色的水锈，臭味是空气中含有硫化氢气体。“挂汗”是采掘工作面接近积水区域，水在自身压力作用下，透过煤岩裂缝，在煤岩层表面聚成的水珠。但有时空气中的水分遇到低温煤块也会凝结成水珠，这是一种假象，识别这种假象可以采取“剥皮”的方法，将挂汗发潮的煤面剥去一层，观察新煤面是否也挂汗，如仍有结汗、发潮现象，则是透水前兆。空气变冷是工作面接近大量积水时的正常现象，人进去有凉爽感，时间越长，越感到阴凉。雾气是当巷道内温度很高，积水渗到煤壁后，引起蒸发而形成的。遇到上述情况，必须立即停止掘进加固支架，进行探放水。井下的高压水，向煤层裂缝强烈挤压与两壁摩擦会发出“嘶嘶”的声音，称作水

29、叫。井下出现水叫声，说明采掘工作面距积水区已很接近，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。若是煤巷掘进，透水即将发生。顶板正常淋水不是透水征兆，但顶板淋水加大就要加以注意，说明巷道正在接近水体，要认真分析工作面附近的水源，威胁严重时要立即停头撤人，采取探放措施。发生底板鼓起有两种原因，一种是底板受承压含水层静水压力和矿山压力共同作用的情况，这种情况属透水征兆；另一种是受矿山压力单方面的作用而产生的，这种情况一般不突水。因而，巷道发生底鼓时，一方面要派人监视底鼓的发展变化，另一方面报告矿调度室，值班负责人应立即通知有关人员到井下观察和查阅水文资料，如证实是由水造成的，应迅速采取处理措施。

30、透水前必定有征兆，这是从每次事故教训中得出的一条正确结论。如果能掌握这一规律，发现透水征兆，立即停止作业，采取措施，很多透水淹井事故和人身伤亡是可以避免的。上述征兆，并不是每个工作面透水前都一定要全部出现，有时可能出现一两个，一旦发生透水征兆，必须停止作业，采取措施，并报告矿调度室。如果情况危急，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。3.2.2 关于避灾路线 特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。 煤矿安全规程第289条有突水威胁的矿井，要按煤矿安全规程的规定设置安全出口，并规定避灾路线、设置路标，一旦突水，能够安全撤离。淮北矿业集团公司地测防治水工作技术管理规定（淮矿地测20

31、05496号）第84条 检查安全退路。避灾路线内不准有杂物，要时刻保持畅通无阻。 对探放老塘水的要求工作面回采期间要确保避水路线畅通无阻，避灾线路标志醒目清楚。 集团公司对受水害威胁严重工作面的要求必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号和避灾路线。 井下探放水技术规范（MT/T6321996）11.5所有的作业规程都要求在图文上明确地规定了避水路线。 避灾路线要贯彻到每位作业人员，并要实地演练。3.2.3 关于老空水探放3.2.3.1煤矿安全规程探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水；探放水时，必须撤出探放水点以下部

32、位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过本规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。 煤矿安全规程第292条3.2.3.2 煤矿防治水工作条例 第18条 一、探老空水，探水钻孔应成组布设，并在平面图上呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m； 第20条 探放小窑老空积水和本矿老空积水的超前钻孔，一般超前距不得小于1020m

33、，各局矿可根据水压情况具体规定超前距3.2.3.3 矿井水文地质规程第29条 防探老空水一、查明有无漏填、错填的积水老峒、老塘和废弃井巷。在采掘工程图上标明积水区及其最洼点的具体位置和积水外缘标高，并外推60米用红色圈出积水老空区的警戒线。二、以平面图、剖面图确切反映积水区与采掘工作面的空间关系。对于缓倾斜、近水平复煤层或厚煤层分层回采的上覆采空区，应编制小等高距的采空区底板等深线图，以表明积水区的构造和形状。要分析其主要的充水因素，预计可能的积水量和动水量。三、掘进工作面进入积水警戒线后，必须超前探放水，并在距积水实际边界20 米处停止掘进，进行打钻放水，在确证积水已被基本放净后，才允许继续

34、掘进。四、探放水钻孔必须具有孔口控水装置。探放大范围老空水或工作面上方的老峒水时，应预计各放水孔的最大放水量，以供生产部门合理组织排、泄水使用。五、探放老空积水时，要制定预防有害气体溢出伤人的专门措施。3.2.3.4 淮北矿业集团公司地测防治水工作技术管理规定第九十四条 探水施工中必须做到：四、煤层内原则上不准探放水压大于kg/cm2的充水断层、含水层及采空区积水，如确实需要，必须编制专门措施经矿总工审定后报集团公司备案。七、钻眼接近老空，预计可能有沼气或其它有害气体涌出时，按煤矿安全规程的有关规定执行。十一、鉴定老空水探放效果。当钻孔完全不出水，在孔口用粉状物测试有进风或出风或者终孔标高最低

35、钻孔有水流，但没压力；或者采用透孔检验无水时，才可确定放水结束。 3.2.3.5 特别强调说明1、老空水突出的特点是：瞬时流量大，冲击性强，一旦突出，对人身威胁较大。2、对于老空水，集团公司提出坚持无压探放的原则，就是从积水高处向低处掘进，逐渐接近水体，减小放水风险。3、煤层上山巷道严禁探放老空水。4、坚持放水效果检验，确认无水时方可施工。3.2.4 关于排水设施6（10）煤工作面、上提开采工作面以及其他预计涌水量大于30m3/h的工作面，必须具备自流排水条件，否则，要建立排水泵站，有效排水能力不小于预计最大涌水量的1.5倍。 淮北矿业集团公司地测防治水工作技术管理规定第97条 对排水设施的其

36、它要求1、低洼地点安设水泵，预置排水管路，排水管路和泵的排水能力要满足要求，且管路与水泵的能力要匹配，保证排水设备设施能随时正常运转，并准备好备用水泵。受水害威胁严重的地点要求双回路供电。2、不提倡使用水泵接力排水，如使用接力排水，后一级水泵的排水能力不小于前一级水泵能力的1.5倍。3、下山掘进工作面的排水设施不仅能力要满足要求，还要保证排水设施的可靠性。 4 突水事例分析分析发生过水害事故，总结和吸取事故教训，掌握规律，对同类型事故采取针对性的措施，增强人们对防治水工作重要性的认识，以达到防止或减少事故的发生，确保安全生产的目的。4.1 煤层底板灰岩突水 1988年10月24日，杨庄矿II6

37、17综采工作面发生底板灰岩突水，瞬时最大突水量3153m3/h，因矿井排水能力不足造成淹井事故，经济损失达1.5亿元。突水原因是煤层底板因断层错动造成隔水层变薄，突水系数剧增。事前因不知道断层的存在而没有采取注浆加固隔水层等防治水措施。 4.2 老空水害及其防治方法回采工作面的老塘，废弃巷道等空间，如果没有自流排水条件，往往积水，水量的大小取决于积水面积。当采掘工作面遇到这些积水区时，会发生老空水直接溃入工作面，危及人身安全。89年芦岭矿一个从切眼施工的风巷放炮时击穿上阶段老塘，大量老塘水瞬间涌出，水和煤通过切眼进入机巷的洼窝处，堵住了撤退路线，排水和清理工作十分困难，9名矿工遇难。90年石台

38、矿在一个联眼中探放上阶段的老塘水放水钻孔被堵，用压风吸孔时，被水侵软的煤柱挎了一个大洞，老塘水一下子涌出，冲坏轨道，冲挎棚子，两名矿工牺牲。97年5月，桃园矿1022工作面边界上山探放老塘水；钻孔被堵，以为老塘水放净，放炮时大量老塘水溃入，除躲避峒中的人外，五名矿工全部死亡。防治方法：加强水害预报；坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，积极探放老塘水；推行无压探放水措施，煤层上山巷道原则上不准探放老塘水；坚持探放水部门认定原则和复工管理规定；4.3 第四系底含抽冒溃沙2002年11月10日，桃园矿1022上工作面开切眼上口发生溃砂溃水事故，溃砂堵塞巷道百余米，造成4人死亡。4.3.1 事故经过20

39、02年6月在-262.6m风巷外段发生大面积垮棚(长度约370m)，出现溃水,并伴有泥浆和小砾石。高峰涌水量59m3/h，后减小并稳定在25m3/h左右；截止2002年11月10日，累计出水量143000 m3。之后于6月28日起下降36m拨门(垂高17m)重新施工下降风巷共420m。9月27日切眼四岔门处已冒顶，双抬棚均被压垮，冒顶长度约8m，最大冒高4m左右。于10月1-4日对该处进行修护，但11月8日上午10时，该处再次发生冒顶垮棚并有少量渗水现象，后水量逐渐增大，至11月10日冒顶处，大量突水、溃砂，造成伤亡事故。桃园矿1022上工作面溃水溃砂示意图4.3.2 直接原因1022上工作面

40、切眼上口重复垮棚冒顶导通第四含水层，致使四含水泥、砂、砾石溃入井下，是这起事故发生的直接原因。4.3.3 事故性质据安徽省安监局这是一起由于对第四含水层危害性认识不足、科研工作态度不严谨、技术管理工作不到位、执行煤矿安全规程不严格、未按煤矿安全规程规定履行报批程序，因巷道重复垮棚而引起的突水、溃砂责任事故。4.4 顶板离层水海孜矿745工作面于5月21日12:15分左右发生了顶板砂岩水溃入式突水事故。强大水流迅间涌出，冲出工作面下部矸石400多方，沿途所有具有一定坡度的巷道底板严重冲刷，5名工人未来及撤离而遇难。水流到达石门口运输大巷时，最大淹没深度在水沟盖板上0.4m，测算最大涌水量在300

41、0m3/h以上。这次突水具有明显的特殊性：一是同一地点先后发生两次出水。5月16日第一次出水，24小时后水量已经衰减至50m3/h以下。在出水点最大涌水量达350m3/h，并且已经稳定衰减的情况下，顶板含水层应该被疏干或基本被疏干，发生第二次溃入式突水不符合砂岩含水层突水的一般规律。二是第二次突水发生突然，发展迅猛。当现场人员发现顶板淋水有所增加、发出撤人信号后，水流瞬间涌出，初期涌水量巨大，形成强大水流，具有相当大的破坏力。这一现象不符合顶板砂岩水（介质含水层）的突水规律，类似于老塘透水或其他明水水体的直接溃入，是国内同类型水害事故中极为少见的。突水原因分析“5.21”突水事故具有与一般顶板

42、砂岩水突水规律截然不同的特殊性，事故的原因有以下几个方面：覆岩中坚硬岩层下的“离层空间”充水是突水的在内在原因。顶板水害比较严重的杨庄、海孜矿，都存在煤层顶板巨厚侵入岩岩床。据海孜矿观测资料，岩床分布区开采地表下沉系数普遍小于非岩床分布区，有的不到0.05。分析认为，本煤层和下解放层开采必然造成覆岩的冒落、导水裂隙带的形成和弯曲下沉的发生，在没有巨厚坚硬岩层的情况下，弯曲下沉带一直发育到地表，造成地表塌陷。但是，海孜矿7煤顶板5060m处为厚度上百米的侵入岩岩床，属巨厚坚硬岩层。侵入岩及其以上岩层不能与其下伏岩层同步弯曲下沉而产生的“离层空间”。这些“离层空间”一方面使原始岩层的渗透性增加，改善了含水层的水平连通条件。另一方面，本身容易充水而形成次生水源。这也是这次突水表现为非介质性水体特征的主要原因