煤矿水灾防治

1、煤矿水灾防治措施水灾防治方针：以防为主 防治结合水灾防治原则：当前与长远 局部与整体 地面与井下 防治与利用相结合综合治水措施: 防、疏、堵、截、排一 地面防治水1. 合理确定井口位置2. 整治河流3. 堵塞地面导水通道4. 修筑截水沟5. 防止地表积水6. 加强地面防治水工程的检查有关规程规定见第141页 第254、255、256条二 井下防治水（一） 水文观测和矿井地质工作1. 水文观测工作收集地面气象、降水量和河流等水文资料；通过探水孔和水文观测孔，观测各类水源的水压，水位和水量变化规律，分析水质，查明各水源之间的关系；观测矿井涌水量的季节变化规律等。2. 矿井地质工作冲积层的厚度、组成

2、、富水性、透水性；断层和裂隙的位置、断距、破碎带范围、导水性等；含水层和隔水层的数量、位置、厚度、厚度变化和隔水层三带的划分情况；老空水情况及老空的上、下三带情况；开采过程中围岩的破坏情况；陷落柱的赋存情况；勘探钻孔的封孔情况等。（二） 井下防治水技术1. 井下探放水2. 疏（放）水降压（1） 疏放老空水直接放水；先堵后放；先放后堵；先隔后放。（2） 疏放含水层地面疏放水；巷道疏干顶板水；钻孔疏放顶板水；钻孔疏放底板水；泄水巷疏放底板水；隔水层中存在弱含水层时注浆提升安全水头值；截源堵截水。（3） 疏放水注意事项放水前，根据预计的积水量、水位标高、水仓容量和排水能力等，作出放水设计并报上级批准

3、；探到水源后，水量不大时，一般可用探水孔放水；水量很大时，需另打放水钻孔。放水钻孔直径一般为50-75mm,孔深不大于70m;正式放水前，应进行放水量、水压试验，以便拟定放水顺序和控制放水量，做到安全放水；放水过程中要随时注意水量变化、出水的清浊和杂质情况，设专人检查硫化氢、二氧化碳和瓦斯等有害气体涌出情况，注意有无特殊响声，如发现异常状况应及时采取措施处理并报告调度室；在放水设计中应规定好人员撤退路线，并保证路线畅通，沿途应有良好照明。3防水隔离煤柱留设原则：既能抵抗水压，又尽量减少煤炭损失附录三 防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按

4、下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时： Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）： Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf-防隔水煤（岩）柱高度，m； Hk-采后垮落带高度，m； HL-导水裂缝带最大高度，m； Hb-保护层厚度，m；-煤层倾角，（°）。根据式(3-1)、式(3-2)计算的值，不得小于20 m。式中Hk、HL的计算，参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程的相关规定。图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔

5、水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算： 20 m式中 L-煤柱留设的宽度，m； K-安全系数，一般取2-5； M-煤层厚度或采高，m； p-水头压力，MPa； Kp-煤的抗拉强度，MPa。图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3），防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacsc+

6、HLcot+HLcot (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c留设。其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sincoscot)+(Hacos+M)(cot+cot) 20 m (3-4)式中 L-防隔水煤（岩）柱宽度，m； L1，L2，L3-防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m； HL-最大导水裂缝带高度，m； -断层倾角，（°）； -岩层塌陷角，（°）； M-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m； Ha-断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定，即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全

7、开采的地质、水文地质资料，计算其水压（p）与防隔水煤（岩）柱厚度（M）的比值（Ts=p/M）,并将各点之值标到以Ts=p/M为横轴，以埋藏深度为纵轴的坐标纸上，找出Ts值的安全临界线（图3-4）。Ha值也可以按下列公式计算： 式中 p-防隔水煤（岩）柱所承受的静水压力，MPa； Ts-临界突水系数，MPam； 10-保护带厚度，一般取10 m。图3-4 Ts和关系曲线图本矿区如无实际突水系数，可参考其他矿区资料，但选用时应当综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或工作面的空顶距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。四、煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱的留设 在煤层位于含水层

8、上方且断层导水的情况下（图3-5），防隔水煤（岩）柱的留设应当考虑2个方向上的压力：一是煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。图3-5煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱留设图当考虑底部压力时，应当使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（Ha）的计算值，并不得小于20 m。其计算公式为 20 m式中 -断层倾角，（°）；其余参数同前。当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时，按附录三之二计算煤柱宽度。根据以上两种方法计算的结果，取用较大的数字，但仍不得小于20 m。如果断层不导水（图3-6），防隔水煤（岩）柱的留设尺寸，应

9、当保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离，在垂直于断层走向的剖面上大于安全煤柱的高度（Ha）时即可,但不得小于20 m。图3-6煤层位于含水层上方且断层不导水时防隔水煤(岩)柱留设图五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤（岩）柱的留设 1.巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不得小于巷道高度的10倍。2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤（岩）柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的尺寸，不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。六、保护

10、地表水体防隔水煤（岩）柱的留设保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设，可参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程执行。七、保护通水钻孔防隔水煤（岩）柱的留设根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标，按附录三之二的办法留设防隔水煤(岩)柱，如无测斜资料，应当考虑钻孔可能偏斜的误差。八、相邻矿（井）人为边界防隔水煤（岩）柱的留设1.水文地质简单型到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40 m。2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。1）多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂缝带高

11、度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应当根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（见图3-7a）。2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（见图3-7b）。 HL导水裂缝带上限;、3各煤层底板以上的静水位高度；上山岩层移动角;下山岩层移动角;y、y、y导水裂缝带上限岩柱宽度;上层煤防水煤柱宽度;2,3下层煤防水煤柱宽度图3-7多煤层地区边界防隔水煤（岩）柱留设图导水裂缝带上限岩柱宽度y的计算，可采用下列公式： 20 m式中 Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度,m; H -煤层底板以上的静水位高度，m; HL-导水裂缝带最大值，m；T

12、s-水压与岩柱宽度的比值，可取。九、以断层为界的井田防隔水煤（岩）柱的留设以断层为界的井田，其边界防隔水煤（岩）柱可参照断层煤柱留设，但应当考虑井田另一侧煤层的情况，以不破坏另一侧所留煤（岩）柱为原则（除参照断层煤柱的留设外，尚可参考图3-8所示的例图）。L-煤柱宽度；Ls,Lx-上、下煤层的煤柱宽度；Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度；Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度；HL-导水裂缝带上限；p底板隔水层承受的水头压力图3-8以断层分界的井田防隔水煤（岩）柱留设图4.帷幕注浆和注浆堵水 应用的几种情况 井筒掘进前遇有多层近距离的含水层，每层Q10m3h时，则地面预注浆；井筒掘进前遇有多层间距较

13、大的含水层，且单层Q10m3h时，应短探、短注、短掘；井筒掘进前遇有一层含水层，且Q10m3h时，则通过后注浆堵水；堵大突水点恢复被淹矿井；截源堵水减小矿井涌水量；井巷过含水层或导水断层时。（2）地质调查内容与工程有关的断裂构造的确切位置、产状等；各含水层因断裂产生的位移和对接情况；工程地段含水层的分布、埋深、层数厚度及它们之间的水力联系情况；地下水流速、流向；含水层的裂隙及发育部位或区段；隔水层或隔水边界的确切位置，以便圈定工程范围和选定注浆层位和深度。（3）开展堵水前、注浆过程中、堵水后三个阶段的水文动态观测（5）连通实验（6）利用钻孔和被淹矿井作抽（排）水试验，通过工程前后排水资料对比，

14、判定堵水效果（7）进行不同目的的压水试验冲洗裂隙通道，扩大注浆半径，提高注浆效果；测定岩层单位吸水量，具体了解岩层渗透性，为选择浆液材料、浓度和注浆压力提供依据；帷幕注浆或井筒注浆时，编制出帷幕渗透剖面图为设计注浆孔提供依据。5.防水墙（1）适用范围：隔绝积水老空、有透水可能的断层、溶洞造成的泥沙石块泄出等。（2）建防水墙需满足的要求：围岩坚固；防水墙有足够的强度和耐腐蚀性；墙基与围岩结合紧密，不透水、不变形、不位移；装放水管和水压表。（3）水闸墙的种类及使用平面型：木质、临时性、用于掩护永久性闸墙的施工；圆柱形：永久性、用于高而窄的巷道楔型：永久性6水闸门（防水闸门、密闭门、控制闸门）（1）用于以下情况井底车场；泵房、变电所；突水危险区域；探水时设临时水闸门。（2）水闸门的形状：矩形和圆形（3）日常维护和管理有专用技术管理制度、专责单位、专人管理、定期检查维护半年一次关闭试验，其中雨季前一次关闭闸门的工具和配件，有专人专门地点存放，不得挪用或丢失。（2）水闸门的关闭 先内后外、先深后浅（3）防水闸门的开启 先外后内、先浅后深4帷幕注浆和注浆堵水（1）应用的几种情况(2)地质调查内容(3)开展堵水前、注浆过程中、堵水后三个阶段的水文动态观测（4