矿井防治水讲座

矿井防治水理论与实践

李华奇目前的矿井防治水形势与存在的问题1地下水从哪里来？2地下水在地下是如何存在的？3哪些水流入了矿井？4水是通过怎样的渠道流入矿井的？5怎样防止发生矿井透水事故？6矿井水怎么怎么治？7底板水害防治技术8Contents一、目前的矿井防治水形势与存在问题1、目前，全国各煤矿企业浅层煤基本开采完毕，大多进入中深层及深层开采，矿井防水压力巨大，矿井水造成煤矿企业成本剧增，甚至出现重大及特大事故，损失相当惨重2007~2008年全国发生水害事故122起，死亡518人。其中，重大以上（10人以上）水害事故11起，死亡190人。2009年，我国煤矿可查事故共110起，死亡、失踪人员864人。其中煤与瓦斯突出16起，死亡212人；瓦斯燃烧、爆炸28起，死亡212人；瓦斯中毒、窒息事故16起，死亡86人；冒顶坍塌事故19起，死亡62人；机电事故7起，死亡29人；透水事故21起，死亡125人；其他事故3起，死亡45人。2、矿井水害的主要存在的问题：从煤矿性质上来讲：水害事故多发生在乡镇煤矿，2007~2008年全国发生水害事故122起，乡镇煤矿发生97起，占79.5%。从水源上来讲：透水事故的主要水源为老空区积水及地表水。从发生地点上来讲：掘进工作面是发生透水事故的主要地点，56起较大透水事故中，45起发生在掘进工作面。3、趋势：近年来，随着开采深度的增加，矿井水事故明显增加，在过去10年共发生各类矿井水事故1400起，死亡6000余人，而矿井防治水的人才十分缺乏，已经不能满足煤矿发展建设的需要。

4、原因分析：1）认识问题：主要是领导的认识问题⑴如何在安全与生产之间平衡⑵对地质条件的复杂性认识不足⑶对地质条件的的变化性认识不足⑷对矿井透水的突然性认识不足。2）资金投入问题：资金的投入与安全效益之间关系的处理（发生事故前的安全资金投入和发生事故后的资金投入在人们心中的价值不一样，往往事故后投入再多也不嫌多，事故发生前即使少量的投入也嫌多）。3）技术水平问题（人员与设备）。4）管理问题（依规行事）。二、水从哪里来？渗入水凝结水初生水埋藏水结构水水从哪里来？AddYourText渗入水降水渗入地下的水凝结水在颗粒和岩石表面凝结而形成的地下水初生水由岩浆分离出来的气体冷凝而形成埋藏水有沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的空隙中而形成的地下水三、水在地下是如何存在的？第四纪沉积空隙、裂隙、溶隙沉积岩、岩浆岩、变质岩隔水层、半透水层、透水岩层地下水运动规律四、哪些水流入了矿井？大气降水地表水第四纪沉积物空隙水顶板水底板水（岩溶水）老空水（老窑水）袭夺水五、它们是通过怎样的渠道流入矿井的？1、井口灌入2、封闭不良的钻孔3、断层4、顶板沉降裂隙5、底板采动裂隙6、地压和水压破坏裂隙7、陷落柱焦作煤田北以太行断隆，南邻开封拗陷，东为汤阴断陷，三者均为区域一级构造，焦作煤田位于三大构造带之间。方庄井田处在该煤田的东北部，为一倾向南东，倾角平缓的单斜构造。1.沙墙断层(F4)2.小庄断层(F2)3.F3断层4.方庄断层(F1)5.九里山断层(F14)方庄矿对影响地下水的主要断层焦作冯营矿断层透水剖面示意图顶板采动裂隙示意图覆岩破坏分带示意图

冒落带、裂隙带波及地表水体造成突水示意图采掘工程对底板的破坏陷落柱垂向导水分析示意图六、怎样防止发生矿井透水事故？做好预测预报：1、水文地质类型的划分2、水文地质调查与勘探3、水文地质资料的收集整理和水文地质图件4、了解不同水源的出水征兆5、水文地质勘探（钻探、物探、化探）如何进行探放水?原则（方针）：预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采（钻探与其它勘探的关系）有掘必探：由于水文地质条件复杂和极复杂的矿井，在地面无法查明矿井水文地质构造和充水因素时，必须坚持有掘必探。有疑必探：（1）接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。（2）接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。（3）打开防隔水煤（岩）柱放水前。（4）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄池、水井等相通的断层破碎带时。（5）接近有出水可能的钻孔时。（6）接近水文地质条件复杂的区域。（7）采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清可能突水时。（8）接近有积水的灌浆区时。（9）接近其他可能突水地区时（一）、在安装钻机探水前，必须遵守下列规定（1）加强钻孔附近的巷道支护，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。（2）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。（3）在打钻地点或其附近安设专用电话。（4）依据设计，确定主要探水孔位置时，应由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目以及钻进的深度。（5）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，应预先固结套管，套管口应安装闸阀，套管深度必须在探放水设计中规定；应预先开掘安全躲避洞，规定撤人的避灾路线等安全措施，要使施工人员人人皆知。（6）钻孔内水压大于1.5MPa时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。（二）、探水设计分析水文地质情况，确定积水线、探水线、警戒线1、水文地质之分析内容（1）老窑、老空积水分析（2）采空区积水分析（3）未封或虚封导水钻孔分析（4）含水断层分析（5）煤层底板强含水层分析（6）陷落柱含水分析2、确定积水线：（1）有图纸，按图纸实际划定。（2）本矿无图纸，在水文地质调查的基础上确定。（3）外矿无图纸，在水文地质调查的基础上划定预计边界。3、探水线（1）探水线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素确定。（2）对本矿开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过1MPa，探水线至积水区的最小距离：在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。（3）对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置时，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于60m。（4）对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边界的最小距离不得小于60m；对没有图纸资料可查的老窑，可根据本矿井已了解到的小窑开采最低水平，作为预测的可疑区，必要时可先进行物探控制可疑区，再由可疑区向外推100m作为探水线。（5）对已知的断层、陷落柱的探水线，由断层、陷落柱所留设的防水煤柱线至少向外推20m作为探水线。（6）石门揭露含水层的探水线，探水线至含水层的水平最小距离不得小20m垂直距离应根据水压和隔水层的岩性等资料综合分析确定其最小距离。4、积水线：积水线一般应在探水线外推50~150M(三)根据水害性质确定探水方案1、探放水钻孔的布设必须遵循以下原则：（1）探放老空水、陷落柱水和钻孔水等，探水钻孔应成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。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。（2）探放断裂构造水、岩溶水等钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。（3）煤层内原则上不得探放高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等，如确实需要，可先建防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。（4）上山探水时，一般应双巷掘进，其中一条超前探水、汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔30～50m掘一联络巷并设挡水墙

岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）＜1.0＞10＞51.0-2.0＞15＞102.0-3.0＞20＞15＞3.0＞25＞202、超前距3、允许掘进的距离4、帮距式中：L----帮距（m）K----安全系数（一般取2-5）；M-----巷道的跨度（m）；P-----水头压力（kgf/cm2）；KP----岩石的抗张强度（kgf/cm2）。5、钻孔密度允许掘进的终点横剖面上探水钻孔之间的间距一边拿不超过3米，以防漏掉老空巷。(四)探放水孔布置方式探水钻孔的布置方式和巷道类型、煤层厚度和产状有关，情况不同时，布置方式也有所不同。探水钻孔的布置从平面上看，主要有扇形和半扇形两种：1．扇形布置巷道处于三面受水威胁的地区，进行搜索乍牛气老窑水，其探水钻孔多按扇形布置，探水钻于二之间的平面夹角，一般在7°一15°，使巷道前进方向及左右两刚需要保护的煤层空间均有钻孔控制。2。半扇形布置对于积水肯定在巷道一侧的探水地区，探水钻孔可呈半扇形节置。半扇形的钻孔向巷道—侧撒开，使巷道—侧需要保护范围内的煤层空间有钻孔控制。(五)探放水钻孔孔数的确定1、单孔出水量式中q-单孔出水量m3/s;C-流量系数，一般取0.6~0.62；

Ω-钻孔的断面积，m2;g-重力加速度，g-9.81m/s2h-钻孔出口处的水头高，m，为计算钻孔的平均涌水量，h可取最大水头高度的40-45%2、最大应放水量式中ω-静储量或老空积水量，m2；

t-允许放水时间，s;Q动-动储量或老空水常补给量，m3/s;3、小窑老空积水量式中ω-小窑老空积水量，m3;M-采厚，m;L-小窑老空走向长，m;h-小窑老空内的水头高，m;ª-煤层的倾角，°；

K-老空的充水系数，一般取0.3-0.5；4、钻孔的孔数式中N-防水钻孔孔数（六）探放水钻孔布设工艺（1）探放水应采用深孔、中孔、浅孔相结合的方式。深孔：每次探放水应打三个孔，目的为提前探到水，只要不妥离煤层应尽量探深。中孔：每次探水在三个深孔之间或外斜眼外侧布设，孔深能满足超前距、帮距、孔间距的要求即可。浅孔：薄煤层探水，由于倾角变化或打深孔，钻孔穿过煤层顶底板岩层，然后再沿煤层钻进时应布设浅孔，钻孔深度根据需要确定。（2）孔口安全装置的布设一般的探放水孔都必须安装孔口安全套管。其步骤如下：①选择煤坚硬完整处开孔，应比空口直径大1-2级。②孔口的安装和胶结。③水泥浆凝固后扫孔。④孔口安装水压表。⑤对于水压超过1.0MPa时，孔口应安设防喷逆止阀。⑥钻孔孔径的确定。1．双巷掘进交叉探水因积水区在上方，上山巷道三面受水威胁，一般应双巷掘进。其中一条适当超前探水、泄水，另——条随后，用来安全撤人。双巷之间每隔30m一50m掘一联络巷，并设挡水半墙，以便在其中一条上山出水时，水不会窜到另一条上山中去。(七)探水类型及适用条件2．双巷掘进单巷超前探水在倾斜煤层中掘进平巷时，一般是用上方巷道超前探水，探水钻孔布置成扇形，下方巷道为泄水巷，两巷之间每隔30m一50m掘一联络巷。在煤层内，准备回采工作面时，平巷(上风道)应先探水，掘到位置后，然后再施工开切眼，这样既减少开切眼掘进危险性，又减少开切眼掘进时的探水工作量。3．平巷与上山配合探水下山巷道掘进，除防治工作面和两帮来水外，欢迎特别注意背后来水，当上山巷道水害未消除或正在探水时，下山巷道应停止工作，待水害威胁消除后再掘进。4、上山、下山相互配合探水

在水量大、水压强（水头>100m）、煤层松软和节理发育的情况下，直接探水很不安全，需要采取隔离式探水，如开掘石门时，在石门中预先探放水或在巷道迎头砌隔水墙，在墙外探水。此外，当相邻煤层间距大于20m时，还可采用隔层打孔的方法，探放另一煤层的老窑水。石门与积水煤层之间的距离不小于10m5．隔离式探（石门探放水）石门探放水6．隔离式探水（墙外探放水）墙外探放水煤层松软或节理发育，采掘工作已邻近积水区时，应先修筑隔水墙，并预埋套管，在墙外进行探放水水闸墙上预埋孔管，其孔口安全装置经试压达到设计要求后，再探放水。7．隔离式探水（井下隔层探水）（穿层探水）

煤层间距大于20m，相邻煤层又有探水和排水条件时，可在煤巷内向上声打探放水孔：也可向下方打探放水孔，将水位高于探放水孔孔口位置的上或下层煤老空水放出来必须埋好孔口安全装置，放水后要注意钻孔堵塞情况，防止重新积水8．隔离式探水（地面隔层探水）（穿层探水）

(1)多层煤重叠积水时，利用1～2个地面钻孔，将积水串联，同时放水，并使水压降至安全标高

(2)为了控制积水区的最深边界，在地面布置排钻，沿煤层走向，向预测积水区下边界打探水孔

(3)煤层顶板有强或中等含水层时应下套管止水

(4)放水时钻机不撤，用钻具在孔内控制放水量，以保安全

(5)孔口管不撤并埋孔口标志，以便随时进行封孔或其它作业(八)断层带探放水A、断层探放水原则与探查内容．1．断层探放水原则凡遇下列情况都必须探水：(1)采掘工作面前方或附近有导水断层存在，但具体位置不清或控制不严时；(2)采掘工作面前方或附近，预测有断层存在，但具体位置和含(导)水性不清，有可能突水时；(3)采掘工作面底板隔水层厚度与承受水压都处于临界状态，采掘工作面影响范围内断层赋存情况不清，一旦遇到就可能突水；(4)巷道揭露或穿越断层无突水征兆，但隔水层厚度及实际水压接近临界状态，工作面回采时可能突水；(5)井巷工程在浅部穿越断层时已证实不含(导)水，但深部有可能突水时；(6)根据井巷工程和断层防水煤柱留设的特殊要求，必须查明断层时；(7)采掘工作面接近推断导水断层100m时，或距已知含(导)水断层60m时；(8)采区内断层使煤层与强含水层的距离缩短时，或采区内构造不清、含水层水压大于2MPa～3MPa时。B、断层水探查的主要内容(1)查明断层位置、落差、走向、彳顷向、倾角，断裂带度、充填物和充填程度，断层的导水性与富水性；(2)查明断层两盘断裂外带裂隙、岩溶发育情况、两盘对接部位的岩层及其富水性；(3)查明煤层与强含水层的实际间距(即隔水层的实际厚度)；(4)查明断层探水孔不同深度处的水压、水量、冲洗液消耗量，确定或判断底板水在隔水层中的导升高度；(5)通过放水试验和连通试验查明断层导水性、富水性以及通过断层的侧向补给水量，为安全采掘、矿井防治水措施提供实际资料与理论依据。

断层探水方法与探老窑水方法相仿，但探水钻孔孑L数要比探老窑水少，一般为3个孔，钻孑L布置方式按探查目的不同略有差异。

1．探查工作面前方已知或预测含(导)水断层一般先布置巷道掘进前方1号孔，尽可能一钻打透断层，然后再打2号、3号孔，以确定断层走向、倾向、倾角和断层的落差及两盘的对接关系。其中至少有一个孔打在断层与含水层交面线附近

（九）断层探放水方法2．隔水岩柱处于临．界状态时对掘进工作面前方的探查沿巷道掘进方向打3个孔，尽量打深，争取一次打透断层，否则就必须留足超前距，边探边掘直至探明断层的确切情况，再决定具体的防水措施。3．巷道实见断层，在采动影响后有无突水危险性的探查一般应向下盘预计采动影响带内打1号孔，探明断层带的含(导)水和水压、水量等情况。若有水，采后就很可能突水；若无水，则还应向预计采动带以下打2号孔，然后根据具体条件，分析突水的可能性和采取相应的防水措施七、矿井水怎么治？防：“防”主要指合理留设各类防水煤柱。排：”排”主要指完善矿井排水系统。疏：“疏”主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压。截：“截”主要指加强地表水的截流治理。堵：“堵”主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层。底板水害的特点：八、底板水防治技术1）寒武系崮山组白云质灰岩（∈）2）奥陶系中统马家沟组（O2+1）厚180～400m，平均355m。3）石炭系（C）（1）中统本溪组（C2b）本组下自奥陶系中统上马家沟组灰岩顶界面，上止上石炭系太原组一2煤层底板，厚2.0～35.44m，平均16.6m。1、河南部分地区地层来说明煤层底板含水层（2）上统太原组（C3t）该组下自上石炭统太原组一2煤底界的灰黑色泥岩，上止L9灰岩顶界，厚68.4～103.8m，平均91m。太原组为一套海陆交互相沉积建造，含灰岩8～9层，自下而上为L1～L9，其中L1与L9灰岩极不稳定，常相变为砂岩或砂质泥岩，L2与L8灰岩厚度大，且稳定。灰岩中富含蜓和腕足类动物化石，其中，L2、L5、L8灰岩，含燧石条带焦作煤田地层柱状平顶山七矿己组和庚组煤层底板柱状图洛阳龙门矿综合地层柱状图2、底板水的充水水源3、常见的底板水充水途径4、底板突水的基本型a、直接揭露型b、节理、裂隙网络扩展型C、节理、裂隙渗流型d、较完整互层倾斜岩层底板突水e、陡倾互层状岩层突水5、底板突水的成因分类A-底板破坏型突水B-断层采动型突水C-D-(a)随工作面推进底板受力特征(b)工作面底板剪切带分布特征(c)工作面周围支承压力分布特征E-F-构造揭露型突水G-H-陷落柱导水6、采场底板“四带”（一）h1-矿压破坏带h2-新增损伤带H3-原始损伤带h4-原始导高带6、采场底板“四带”（二）7、底板突水预测预报“安全隔水厚度”式中：t——安全隔水厚度（m）；L——巷道底板宽度（m）；r——底板隔水层的平均容重（t/m3）;Kp—底板隔水层的平均抗张强度（MPa）;H——底板隔水层承受的水头压力（MPa）。该式只适用于巷道或跨度不超过20-30米的小工作面此即斯列萨列夫公式式中Ｔs—突水系数〔MPa/m〕;P——底板隔水层承受的水压（MPa）;M——底板隔水厚度（m）。式适用于回采工作面也适用于巷道。按式⑴计算，如底板隔水层实际厚度小于计算值时，就是不安全的。按式⑵计算，就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。“突水系数”计算公式评价底板隔水层防隔水能力突水系数的演变评价底板隔水层防隔水能力突水系数的演变评价底板隔水层防隔水能力突水系数的演变“安全水头值”的计算公式

安全水头值：隔水层能承受含水层的最大水头压力值。

一、掘进巷道底板隔水层“安全水头值”的计算公式式中：H—底板隔水层能够承受的安全水压（10-2MPa）

t—隔水层厚度(m)L—巷道宽度(m)r—底板隔水层的平均容重(t／m3)Kp—底板隔水层的平均抗张强度(10-2MPa);式中：M—底板隔水层厚度(m)P—安全水压(MPa)Ts—突水系数(MPa/m)Ts值应根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地段按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1MPa/m计算。二、回采工作面“安全水头值”的计算公式（1）以突水水源为主线，查找来水通道。（2）通过注浆封堵来水通道或注浆改变底板结构，增加隔水层厚度。（3）疏水降压。（4）在突水点下游建造水流阻力段，减小水流，为为保存和控制浆液创造必要条件。（5）以研究、剖析各封堵点的特点和可能出现的难点为中心，有针对性的确定或初步确定灌浆材料、浆液配方、注浆工艺和注浆方法。8、底板水的防治思路ThankYou!MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用168预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用169需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用175术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用177ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好179六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短T