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文档简介

1、矿井防治水根本知识矿井防治水根本知识 曹思云2021年10月29日内内 容容一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害二、矿井突水的类型二、矿井突水的类型三、井下防治水三、井下防治水四、矿井透水事故的处置四、矿井透水事故的处置一、矿井水灾发生条件、缘由及危害一、矿井水灾发生条件、缘由及危害 一矿井水灾发生的根本条件一矿井水灾发生的根本条件水灾发生的根本条件水灾发生的根本条件水源水源涌水通道涌水通道大气降水大气降水地表水地表水地下水地下水是地下水的主要补给来源,直接或间接影响矿井充水。是地下水的主要补给来源,直接或间接影响矿井充水。是地表积聚的水源,是地下水的补给水源。

2、是地表积聚的水源,是地下水的补给水源。孔隙水:松软岩层空隙中的水、位于表土层,要孔隙水:松软岩层空隙中的水、位于表土层,要挟井筒挟井筒裂隙水:巩固岩层裂隙中的裂隙水:巩固岩层裂隙中的水水岩溶水:石灰岩裂隙或溶洞中的水,水压大、岩溶水:石灰岩裂隙或溶洞中的水,水压大、水量多水量多老空水:普通成酸性,对金属有腐蚀作用老空水:普通成酸性,对金属有腐蚀作用活水活水死水死水人为要素:顶板冒落裂隙带;地表岩溶塌陷带;钻孔人为要素:顶板冒落裂隙带;地表岩溶塌陷带;钻孔自然要素:空隙、裂隙、溶洞、断层自然要素:空隙、裂隙、溶洞、断层一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害 二矿井水

3、灾发生的缘由二矿井水灾发生的缘由 1、地面防洪、防水措施不当或管理不善,地表水、地面防洪、防水措施不当或管理不善,地表水(多为雨季降水多为雨季降水)大量灌大量灌人井下,呵斥水灾。人井下,呵斥水灾。2、水文地质情况不清,井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含、水文地质情况不清,井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含水层以及翻开隔离煤柱,未执行探放水制度,盲目施工,或者虽然进水层以及翻开隔离煤柱,未执行探放水制度,盲目施工,或者虽然进展了探水,但措施不当。展了探水,但措施不当。3、井巷位置设计不当。如将井巷置于不良地质条件中或过分接近强含水、井巷位置设计不当。如将井巷置于不良地质条件中或过

4、分接近强含水层等水源,导致施工后,因地压和水压共同作用而发生顶、底板透水。层等水源,导致施工后,因地压和水压共同作用而发生顶、底板透水。如此案例国内曾有发生,但为数不多。如此案例国内曾有发生,但为数不多。 一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害三矿井水灾发生的缘由三矿井水灾发生的缘由4、井巷施工质量伪劣,致使矿井井巷严重塌落、冒顶、跑砂导致透水,或工程钻孔在固井止水前误穿巷道,导致顶板含水透水。 5、丈量错误,导致巷道穿透积水区。 6、井下无防水闸门或虽有而管理、组织不当,呵斥透水时无作用而淹井。7、出现透水预兆未觉察或未被注重或处置不当呵斥透水。 8、排水设备才

5、干缺乏或设备不完好或排水设备平常维护不当。如水仓不按时清挖,储水才干缺乏而淹井。 一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害一、矿井水灾的发生条件、缘由及危害三矿井水灾的危害三矿井水灾的危害主要表如今以下几个方面:主要表如今以下几个方面:1 1、恶化消费环境。、恶化消费环境。2 2、添加排水费用,提高顿煤本钱。、添加排水费用,提高顿煤本钱。3 3、缩短消费设备的运用寿命。、缩短消费设备的运用寿命。4 4、损失煤炭资源。、损失煤炭资源。5 5、引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒。、引起瓦斯积聚、爆炸和硫化氢中毒。6 6、呵斥矿井淹没、人员伤亡。、呵斥矿井淹没、人员伤亡。二、矿井突水类型二、矿井突水类型一顶板

6、突水一顶板突水岩层挪动的岩层挪动的“三带关系图三带关系图1-煤层;煤层;2-垮落带;垮落带;3-断裂带;断裂带;4-弯曲下沉带弯曲下沉带二、矿井突水类型二、矿井突水类型二煤层底板突水二煤层底板突水二、矿井突水类型二、矿井突水类型三老空水突水三老空水突水二、矿井突水类型二、矿井突水类型四断层水突水四断层水突水二、矿井突水类型二、矿井突水类型五陷落柱突水五陷落柱突水大 气 降 水岩溶塌洞矿床体(矽卡岩矿)图2-3 岩溶塌落洞型大气降水充水矿床示意图二、矿井突水类型二、矿井突水类型六封锁不良钻孔突水六封锁不良钻孔突水三、井下防治水三、井下防治水井下防治水措施可概括为井下防治水措施可概括为6 6个字,

7、个字,即查、测、探、放、截、堵等几个方面。即查、测、探、放、截、堵等几个方面。 水灾发生的根本条件水灾发生的根本条件水源水源涌水通道涌水通道大气降水大气降水地表水地表水地下水地下水是地下水的主要补给来源,直接或间接影响矿井充水。是地下水的主要补给来源,直接或间接影响矿井充水。是地表积聚的水源,是地下水的补给水源。是地表积聚的水源,是地下水的补给水源。孔隙水:松软岩层空隙中的水、位于表土层,要孔隙水:松软岩层空隙中的水、位于表土层,要挟井筒挟井筒裂隙水:巩固岩层裂隙中的裂隙水:巩固岩层裂隙中的水水岩溶水:石灰岩裂隙或溶洞中的水,水压大、岩溶水:石灰岩裂隙或溶洞中的水,水压大、水量多水量多老空水:

8、普通成酸性,对金属有腐蚀作用老空水:普通成酸性,对金属有腐蚀作用活水活水死水死水人为要素:顶板冒落裂隙带;地表岩溶塌陷带;钻孔人为要素:顶板冒落裂隙带;地表岩溶塌陷带;钻孔自然要素:空隙、裂隙、溶洞、断层自然要素:空隙、裂隙、溶洞、断层三、井下防治水三、井下防治水 一查一查 查,即查明水源和通道。主要查:查,即查明水源和通道。主要查:1、冲积层的组成及厚度,各分层的含水性及透水性。、冲积层的组成及厚度,各分层的含水性及透水性。2、裂隙和断层的位置、错动间隔、延伸长度、破碎带范围、含水、裂隙和断层的位置、错动间隔、延伸长度、破碎带范围、含水情况和导水性能。情况和导水性能。3、含水层与隔水层的位置

9、、数量、厚度,各含水层的涌水量、透、含水层与隔水层的位置、数量、厚度,各含水层的涌水量、透水性及其开采煤层的间隔。水性及其开采煤层的间隔。4、老窑、古井和如今正在开采的小煤矿的分布、开采范围、开采、老窑、古井和如今正在开采的小煤矿的分布、开采范围、开采深度和积水情况,废弃钻孔的处置情况等。深度和积水情况,废弃钻孔的处置情况等。5、开采过程中,围岩破坏及地表塌陷情况,观测岩层跨落带、断、开采过程中,围岩破坏及地表塌陷情况,观测岩层跨落带、断裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。三、井下防治水三、井下防治水 二测二测 测,即做好水文观测任务。详细讲有以下几

10、个方面:测,即做好水文观测任务。详细讲有以下几个方面:1、搜集当地气候、降水量和河流水文地质资料速、搜集当地气候、降水量和河流水文地质资料速度、流量、水位、枯水期和洪水期等;查明地表度、流量、水位、枯水期和洪水期等;查明地表水体的分布、水量的补给、排泄条件;查明洪水泛水体的分布、水量的补给、排泄条件;查明洪水泛滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。2、经过探水钻孔和水文观测孔,观测各种地下水源、经过探水钻孔和水文观测孔,观测各种地下水源的水位、水压和水量变化,分析水质,查明矿井水的水位、水压和水量变化,分析水质,查明矿井水的来源及其补给关系。的来源及其补给

11、关系。3、观测矿井涌水量及其季节变化规律等。、观测矿井涌水量及其季节变化规律等。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探 探,即井下探水。探,即井下探水。1坚持坚持“预测预告、有疑必探、先探后掘、先治后采的探放水原那么预测预告、有疑必探、先探后掘、先治后采的探放水原那么 第三条规定第三条规定 防治水任务该当坚持防治水任务该当坚持“预测预告、有疑必预测预告、有疑必探、先探后掘、先治后采的原那么,探、先探后掘、先治后采的原那么, 曾经曾经2021年年8月月17日国家平安消费监视管理总局局日国家平安消费监视管理总局局长办公会议审议经过,现予公布,自长办公会议审议经过,现予公布,自2021年年12月月1

12、日起施行。日起施行。1984年年5月月15日原煤炭工业部颁发的日原煤炭工业部颁发的试行和试行和1986年年9月月9日原煤炭工业部颁发的日原煤炭工业部颁发的试行同时废止。试行同时废止。以前是违规、违章,如今是违法。以前是违规、违章,如今是违法。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探2.2.必需探水前进的情况必需探水前进的情况 第第286286条规定:采掘任务面遇到以下情况之条规定:采掘任务面遇到以下情况之一时,必需确定探水线进展探水。一时,必需确定探水线进展探水。1 1接近水淹或能够积水的井巷、老空或相邻煤矿时。接近水淹或能够积水的井巷、老空或相邻煤矿时。2 2接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷

13、落柱时。接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。3 3翻开隔离煤柱放水时。翻开隔离煤柱放水时。4 4接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。的断层破碎带时。5 5接近有出水能够的钻孔时。接近有出水能够的钻孔时。6 6接近有水的灌浆区时。接近有水的灌浆区时。7 7接近其他能够出水地域时。接近其他能够出水地域时。 经探水确认无突水危险后,方可前进。经探水确认无突水危险后,方可前进。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探3 3探水作业参数之一探水作业参数之一探水起点至积水区的最小间隔探水起点至积水区的最小间隔L L:1 1当积水区

14、的位置确定,当积水区的位置确定,L L煤煤30m30m; L L岩岩20m20m;2 2不能确定积水区的边境位置时,不能确定积水区的边境位置时, L60m L60m;3 3掘进巷道附近有断层、陷落柱或石门揭开含水层时,掘进巷道附近有断层、陷落柱或石门揭开含水层时, L20mL20m。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探3 3探水作业参数之二探水作业参数之二钻孔深度钻孔深度与超前间隔:与超前间隔: 超前间隔超前间隔L2L2普通不得小于普通不得小于20m20m。探放老空水要求不小于探放老空水要求不小于30m30m。钻。钻孔深度与运用的钻探设备才干有孔深度与运用的钻探设备才干有关,关,ZLJ350

15、ZLJ350钻机钻探才干为钻机钻探才干为150m150m,ZLJ700ZLJ700钻机钻探才干可达钻机钻探才干可达200m200m。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探3 3探水作业参数之三探水作业参数之三钻孔直径和数目:钻孔直径和数目: 普通是利用探水钻孔放出积水,因此钻孔普通是利用探水钻孔放出积水,因此钻孔直径的大小,要求既能使积水顺利排出,又能直径的大小,要求既能使积水顺利排出,又能防止冲跨煤壁,故探防水钻孔直径以不大于防止冲跨煤壁,故探防水钻孔直径以不大于75mm75mm为宜。为宜。 三、井下防治水三、井下防治水 三探三探3 3探水作业参数之四探水作业参数之四钻孔布置:钻孔布置: 探

16、水钻孔应布成扇形或半扇形,钻孔之间的夹角普探水钻孔应布成扇形或半扇形,钻孔之间的夹角普通为通为1010-20-20,钻孔数不能少于,钻孔数不能少于5 5个。个。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探三、井下防治水三、井下防治水 三探三探4.4.探放水的平安措施探放水的平安措施1 1加强钻场附近的巷道支护,并在任务面迎头打好巩固加强钻场附近的巷道支护,并在任务面迎头打好巩固的立柱和挡板。的立柱和挡板。2 2清理巷道,挖好排水沟,配备与探放水量相顺应的排清理巷道,挖好排水沟,配备与探放水量相顺应的排水设备。水设备。3 3在打钻地点或附近安设公用。在打钻地点或附近安设公用。4 4丈量和防探水人员必需

17、亲临现场,根据设计,确定主丈量和防探水人员必需亲临现场,根据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。5 5估计水压较大的地域,探水钻进之前,必需先安好孔估计水压较大的地域,探水钻进之前,必需先安好孔口管和控制闸阀。特别危险的地域,应有躲避场所,并口管和控制闸阀。特别危险的地域,应有躲避场所,并规定避灾道路。规定避灾道路。6 6钻孔内水压较大时,应采用防喷安装的方法钻进,并钻孔内水压较大时,应采用防喷安装的方法钻进,并有防止孔口管和煤岩壁忽然鼓出的措施。有防止孔口管和煤岩壁忽然鼓出的措施。三、井下防治水三、井下防治水 三探三探7钻进

18、时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量忽然增大,以及有顶钻等异常情况时,必需停顿钻进,但不得拔出钻杆,现场担任人员应立刻向调度室报告,并派人监测水情。如发现情况紧急时,必需立刻撤出一切受水要挟地域的人员,然后采取措施,进展处置。8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,只准用钻机进展探放水。探放水孔必需打中老空水体,并要监视放水的全过程,核对放水量,直到老空水全部放完为止。9钻孔接近老空,估计能够有瓦斯或其它有害气体涌出时,必需有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查气体成分。假设瓦斯或气体有害气体浓度超越有关规定时,必需立刻停顿

19、钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处置。三、井下防治水三、井下防治水四放四放 放放: :即疏放水,就是在探明水源之后,根据水源类型采取不即疏放水,就是在探明水源之后,根据水源类型采取不同的疏放水方法,有方案、有预备地将要挟矿井平安消费的同的疏放水方法,有方案、有预备地将要挟矿井平安消费的水源疏放干,它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。水源疏放干,它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。 水量如何计算?水量如何计算? 三、井下防治水三、井下防治水四放四放2.2.疏放水本卷须知疏放水本卷须知1 1探到水源后,水量不大时,普通可用探水钻孔放水;在水探到水源后,水量不大时,普通可用探水钻孔

20、放水;在水量很大时,需求另打钻孔。放水钻孔直径普通为量很大时,需求另打钻孔。放水钻孔直径普通为505070mm70mm,孔深不大于孔深不大于70m70m。放水钻孔的孔口必需安设套管加固。放水钻孔的孔口必需安设套管加固。2 2钻孔放水前,必需估计积水量,根据矿井排水才干和水仓钻孔放水前,必需估计积水量,根据矿井排水才干和水仓容量,控制放水流量。容量,控制放水流量。3 3放水时,必需设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,放水时,必需设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。假设水量忽然变化时,及时处置,并立刻报告。做好记录。假设水量忽然变化时,及时处置,并立刻报告。4 4必需有矿山救护队

21、检查水面上的气体成分,发现有害气体,必需有矿山救护队检查水面上的气体成分,发现有害气体,必需及时处置。排水过程中,如有被水封住的有害气体忽然必需及时处置。排水过程中,如有被水封住的有害气体忽然涌出的能够,必需制定平安措施。涌出的能够,必需制定平安措施。5 5在放水设计中,应规定好人员撤离道路,并保证道路畅通,在放水设计中,应规定好人员撤离道路,并保证道路畅通,沿途照明良好。沿途照明良好。 三、井下防治水三、井下防治水五截五截截,即截水。在探到水源后,由于条件限制无法放水,或截,即截水。在探到水源后,由于条件限制无法放水,或者虽能放水但不合理时,便利用防水墙、防水闸门、防者虽能放水但不合理时,便

22、利用防水墙、防水闸门、防水煤柱或岩柱等设备,永久地或暂时地截住水源,将采水煤柱或岩柱等设备,永久地或暂时地截住水源,将采掘区与水隔开。使部分地点用水不至于要挟其他区域。掘区与水隔开。使部分地点用水不至于要挟其他区域。1.防水墙:是井下防水、截水的一种设备。用于隔绝积水防水墙:是井下防水、截水的一种设备。用于隔绝积水区水源或有透水危险的区域。区水源或有透水危险的区域。三、井下防治水三、井下防治水五截五截2.2.防水闸门防水闸门: :设置在发生突水时需求堵截而平常需求行人和设置在发生突水时需求堵截而平常需求行人和通车的巷道中。它是防止水灾的重要工程。通车的巷道中。它是防止水灾的重要工程。三、井下防

23、治水三、井下防治水五截五截3.3.防水煤岩柱:对于井上下的各种水源,在普通情况防水煤岩柱:对于井上下的各种水源,在普通情况下都应尽量疏干或堵塞其入井通道,彻底解除水的要挟,下都应尽量疏干或堵塞其入井通道,彻底解除水的要挟,但这样做有时是不合理的或不能够的,因此采取留设一但这样做有时是不合理的或不能够的,因此采取留设一定宽度的防水煤岩柱的方法来截住水源。定宽度的防水煤岩柱的方法来截住水源。普通在以下情况下需求留设防水煤岩柱。普通在以下情况下需求留设防水煤岩柱。1 1相邻矿井的分界处,必需留有防水煤柱。矿井以断层相邻矿井的分界处,必需留有防水煤柱。矿井以断层分界时,必需在断层两侧留设防水煤柱。分界

24、时,必需在断层两侧留设防水煤柱。2 2井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联络井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联络的导水断层、裂隙带、陷落柱时,必需找出其确切的导水断层、裂隙带、陷落柱时,必需找出其确切的位置,并按规定留设防水煤岩柱。的位置,并按规定留设防水煤岩柱。三、井下防治水三、井下防治水 六堵六堵堵,即注浆堵水。将专门制备的浆液堵,即注浆堵水。将专门制备的浆液堵水资料经过钻孔压入堵水资料经过钻孔压入地层的裂隙、溶洞或断层破碎带,使浆液扩张、凝固、硬化,地层的裂隙、溶洞或断层破碎带,使浆液扩张、凝固、硬化,到达充填堵塞涌水通道、隔离水源的目的。注浆堵水方法简到达充填堵塞涌水

25、通道、隔离水源的目的。注浆堵水方法简便,效果交好,是防止矿井涌水行之有效的措施。便,效果交好,是防止矿井涌水行之有效的措施。四、矿井透水事故的处置四、矿井透水事故的处置1.1.矿井透水预兆矿井透水预兆1 1普通预兆普通预兆1 1煤壁煤壁“挂汗。这是由于压力水渗过小裂隙凝聚在煤挂汗。这是由于压力水渗过小裂隙凝聚在煤层或岩石外表,而构成了小水珠。区别层或岩石外表,而构成了小水珠。区别“假汗,看新假汗,看新颖煤壁。颖煤壁。2 2煤壁煤壁“挂红。当积水中含有铁的氧化物时,上述煤挂红。当积水中含有铁的氧化物时,上述煤岩壁上所挂之岩壁上所挂之“汗呈暗红色,故称为汗呈暗红色,故称为“挂红。挂红。3 3空气变

26、冷,煤壁发凉。空气变冷,煤壁发凉。4 4出现雾气。当采掘面气温较高时,从煤岩壁渗出的积出现雾气。当采掘面气温较高时,从煤岩壁渗出的积水就会被蒸发而构成雾气。水就会被蒸发而构成雾气。5 5发出水叫声。有时能听到空洞泄水声。发出水叫声。有时能听到空洞泄水声。四、矿井透水事故的处置四、矿井透水事故的处置6淋水加大,顶板来压,底板鼓起或产生裂隙并出现渗水。7出现压力水流或称水线。这阐明离水源曾经较近,应亲密留意水流情况。假设出水浑浊,阐明水源很近;假设出水清净那么水源尚远。8任务面有害气体添加。这是由于积水区经常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体逸散出来的缘故。9煤层发潮、发暗。本来枯燥、光亮的煤层由

27、于水的渗入,就变得潮湿、暗淡。假设挖去面一层,里面仍如此,阐明附近有积水。 四、矿井透水事故的处置四、矿井透水事故的处置2 2、采掘任务面出现透水预兆时应采取的措施、采掘任务面出现透水预兆时应采取的措施 第第266266条规定:采掘任务面或其条规定:采掘任务面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、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,裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必需停顿作业,采取措施,立刻报告矿调度室,发必需停顿作业,采取措施,立刻报告矿调度室,发出警报、撤出一切受水要挟地点的人员。出警报、撤出一切受水要挟地点的人员。四、矿井透水事故的处置四、矿井透水事故的处置3.3.透水时的平安措施透水时的平安措施1 1 立刻报告矿调度室。立刻报告矿调度室。2 2 设法堵住出水点。设法堵住出水点。3 3迅速撤离险区。假设水势太猛,无法堵住出水点,也迅速撤离险

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