【正文】 其富水性。 ② 采掘工作面前方，預(yù)測(cè)有斷層存在，但具體位置和含（導(dǎo)）水性不清。 4) 20 06年5月23日下午 14時(shí)～17時(shí)進(jìn)行 井下電法超前探測(cè)，經(jīng)室內(nèi)資料處理提交探測(cè)成果。 圖 例低阻異常測(cè)點(diǎn) 高阻迎頭前方 5mA166m1M圖 2A3 A21號(hào)異常 2號(hào)異常35m81m圖 13號(hào)異常5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 9501234禹 州 市 中 瑞 礦 業(yè) 有 限 公 司 直 流 電 法 超 前 探 測(cè) 圖比例： X 方向 1 ： 3 0 0 ； Y 方向 1 ： 2 0 0圖 例低阻異常測(cè)點(diǎn) 高阻迎頭A165 M2M圖 2A3 A2 成果資料分析說明： 1) 測(cè) 量供電電極A1 、A2 、A3 間距為4m ，A1 距迎頭約2m， 接收電極M、N 間距為2m ；圖1為超 前探測(cè)剖面圖，圖2為超 前探測(cè)施工和結(jié)果圖。 4) 2022年 4月1 6日上 午9 時(shí)～12時(shí) 進(jìn)行井下電法超前探測(cè)，經(jīng)室內(nèi)資料處理提交探測(cè)成果。 ? 揭露驗(yàn)證 : ? 在掘進(jìn)工作面前方 m 處出現(xiàn)淋水，并且水量較大，掘進(jìn)工作面前方 60 m 處出現(xiàn)一落差 5m的斷層，與探測(cè)結(jié)果完全吻合。距供電極 A112 m 開始跑極，觀測(cè)記錄各點(diǎn)視電阻率 254。 ③ 顯示器用來顯示參數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)。 （四）直流電法水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)應(yīng)用 1. 直流電法儀超前水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的基本原理 ? 一個(gè)點(diǎn)電源 O 在均勻介質(zhì)中的電場(chǎng)形態(tài)為球形（見圖），每個(gè)球殼為一個(gè)等電位面，不同等電位面上 A、 B 兩點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電位差，電位差的大小與其通過的介質(zhì)的導(dǎo)電性（電阻率）有關(guān)。 ② 巷道底板干濕不勻，局部地區(qū)存在積水段。它以巖石的電性差異為基礎(chǔ)，電流通過布置在隧道內(nèi)的供電電極在隧道周圍巖層中建立起全空間穩(wěn)定電場(chǎng)。發(fā)射機(jī)通過發(fā)射天線對(duì)準(zhǔn)探測(cè)地質(zhì)目標(biāo)定向發(fā)射高頻窄脈沖電磁波，電磁波的傳播速度和衷減率取決于巖石的介電性和導(dǎo)電性，且對(duì)巖石類型的變化與裂隙含水性非常敏感，在傳播過程中，一旦遇到巖石導(dǎo)電特性變化，就可能使部分透射波反射，反射信號(hào)或透射信號(hào)通過接收天線被接收機(jī)所檢測(cè)，從而探測(cè)地質(zhì)異常體的性質(zhì)、位置和大小。 ? 電法勘探研究以地殼中各種巖石、巖石電學(xué)性質(zhì)（導(dǎo)電性、介電性、導(dǎo)磁性、激電性）之間的差異性為基礎(chǔ)，利用電場(chǎng)或電磁場(chǎng)（天然或人工）空間和時(shí)間分布規(guī)律來解決地質(zhì)構(gòu)造或?qū)ふ矣杏玫V產(chǎn)的一類地球勘探方法。 水害多源協(xié)同預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)組織結(jié)構(gòu)圖 指揮部 礦項(xiàng)目部 短距離探測(cè)組 地面地質(zhì)調(diào)繪與監(jiān)測(cè)組 井下地質(zhì)調(diào)繪與監(jiān)測(cè)組 綜合分析與預(yù)報(bào)組 直流電法探測(cè)組 超前地質(zhì)鉆探組 瞬變電磁法探測(cè)組 四、地質(zhì)信息收集與處理 ? 水害多源協(xié)同預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)要建立一個(gè)地質(zhì)信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質(zhì)信息，進(jìn)行綜合分析、判斷，編制信息預(yù)報(bào)成果。 ? 在充分調(diào)查研究和對(duì)現(xiàn)有地質(zhì)探查技術(shù)與裝備的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步與研究成果，針對(duì)目前礦井水文地質(zhì)條件，特別是隱伏導(dǎo)水構(gòu)造遠(yuǎn)距離、高精度探查方面存在的問題，研究開發(fā)新的探查技術(shù)與裝備。 2. 煤層頂、底板含、導(dǎo)水構(gòu)造的探測(cè)精度和探測(cè)深度，必須滿足礦井巷道采掘工作在速度和空間尺度方面的要求。 ? 歷史所形成的傳統(tǒng)的防治水技術(shù)措施已經(jīng)不能完全滿足新形勢(shì)下現(xiàn)代化礦井建設(shè)與生產(chǎn)的要求，礦井防治水技術(shù)與生產(chǎn)的高產(chǎn)高效技術(shù)發(fā)展水平不平衡必然會(huì)產(chǎn)生礦井水災(zāi)事故的上升。 三、我國煤礦水災(zāi)事故頻繁發(fā)生的原因分析 ? 造成礦井水害頻發(fā)的根本原因主要有水災(zāi)防治技術(shù)手段推廣應(yīng)用不夠，防治水工作投人不足，礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作薄弱等。 5. 必須按相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)要求建立專業(yè)的探放水隊(duì)伍，配備探放水技術(shù)裝備。煤層底板承受巖溶承壓水的水壓已達(dá) 6～ 7MPa，而開采煤層與其下伏的灰?guī)r巖溶含水層之間的隔水層厚度一般只有 8～ 40m，突水的機(jī)率增大，淹井事故也逐年上升。 ? 煤礦突水事故所造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦生產(chǎn)與建設(shè)過程中的裝備、工藝、技術(shù)都有了很大的提高，礦井生產(chǎn)和建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)張，而礦井水災(zāi)防治技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)不能適應(yīng)礦井生產(chǎn)與防治水災(zāi)工作的需求，從而形成了某些礦區(qū)礦井突水事故、死亡人數(shù)及經(jīng)濟(jì)損失的反彈和上升，特別是重、特大型礦井突水事故時(shí)有發(fā)生。底板高壓水通過導(dǎo)水構(gòu)造突入礦井、采空區(qū)及老窯積水突入礦井的水災(zāi)事故占水災(zāi)事故的 85%以上。 ? 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在過去的 5年里，全國有 300多個(gè)礦井由于突水被淹沒，死亡 1360多人，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 600多億元人民幣。 ? 2022年以來，國家安全監(jiān)察總局對(duì)礦井水災(zāi)防治工作監(jiān)管力度加大，我國煤礦水害事故呈現(xiàn)出逐年減少的趨勢(shì)，但重特大事故并沒有降下來。 ⑥ 礦井涌水量隨季度變化較大，汛期是水災(zāi)事故多發(fā)期，大量的降水致使地面河流、湖泊水位上升，造成淹井事故。 ? 目前不少礦井已進(jìn)入深部開采，個(gè)別礦井開采標(biāo)高已超過 800m，最深的已過 1000m。 4. 各煤礦必須健全礦井水文地質(zhì)圖件、水文地質(zhì)臺(tái)帳。 由于存在以上不足，近年來我國煤礦重特大水災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，礦井水災(zāi)防治工作任重而道遠(yuǎn)。礦井水災(zāi)防治作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其特定歷史階段的研究成果都具有極強(qiáng)的時(shí)間效應(yīng)和對(duì)特定采礦方式與采礦環(huán)境的適應(yīng)性。 四、礦井安全生產(chǎn)對(duì)水災(zāi)防治技術(shù)的基本要求 1. 礦井水文地質(zhì)條件的探查和水文地質(zhì)信息的分析與管理技術(shù)，必須滿足礦井建設(shè)與生產(chǎn)在時(shí)間與空間方面的要求。因此有必要通過對(duì)煤層底板隔水層的節(jié)理裂隙發(fā)育程度、巖石力學(xué)性質(zhì)、由于開采而引起的礦山壓力對(duì)煤層底板的擾動(dòng)破壞、水巖相互作用機(jī)理以及它們之間相互關(guān)系進(jìn)行研究，提出煤層底板隔水層防高壓突水的綜合評(píng)價(jià)理論和方法，為充分利用隔水層的防、隔水性能，開采深部煤炭資源，提供水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料。 （一）主要方法 1. 地質(zhì)調(diào)繪 2. 環(huán)境監(jiān)測(cè)分析 3. 地質(zhì)編錄 4. 地質(zhì)構(gòu)造分析、巖性分析、水文特征分析 5. 鉆孔攝影 6. 物探 7. 地質(zhì)鉆探 （二）主要手段 三、組織結(jié)構(gòu) ?為了保證水害多源協(xié)同預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的順利進(jìn)行，集團(tuán)公司設(shè)立指揮部，發(fā)揮設(shè)計(jì)、科研、施工、制造 “ 四位一體 ” 的優(yōu)勢(shì)，對(duì)地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作及重難技術(shù)問題進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，水害多源協(xié)同預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)組織結(jié)構(gòu)見下圖。 地震法原理圖 地層 或 斷層 反射波前 震源 檢波器 檢波器 隧道 （二）電磁法預(yù)報(bào)技術(shù) ? 電法勘探是勘探地球物理學(xué)主要學(xué)科之一。礦井地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)包括發(fā)射天線和發(fā)射機(jī)、接收天線和接收機(jī)，以及控件部分。 ? 直流電法屬全空間電法勘探。 2. 直流電法超前預(yù)報(bào)技術(shù)的幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵： 直流電法探測(cè)的干擾主要來自 5個(gè)方面的影響： ① 探測(cè)地點(diǎn)存在鐵軌、工字鋼、扒矸機(jī)等金屬干擾物和水溝等連續(xù)狀低阻體。 （三）物探預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)路線 綜合分析上述幾種物探技術(shù)，結(jié)合各種物探技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用情況，其中： 1. 地震法勘探對(duì)構(gòu)造、巖性等力學(xué)性質(zhì)變化敏感，也就是說地震法超前物探對(duì)構(gòu)造探測(cè)比較準(zhǔn)確； 2. 電磁方法對(duì)含水性引起的導(dǎo)電性敏感，說明電磁法超前物探對(duì)含水構(gòu)造探測(cè)較為準(zhǔn)確； 3. 為了提高超前物探的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用地震法與電磁法相結(jié)合的物探技術(shù)，地面物探和井下鉆探相結(jié)合的技術(shù)路線。 逆變升壓 電 路 整流電路電流電壓取樣電路 變頻 輸出 單 片 計(jì)算機(jī) 存儲(chǔ)器 鍵 盤 電源電路 串口通訊 PC 顯 示 器 A/D轉(zhuǎn)換器 M N A B 直流電法儀工作原理示意圖 ① 電池輸出的直流電壓經(jīng)逆變升壓電路產(chǎn)生 83 V 的高壓，經(jīng)整流濾波、極性變換電路輸出，即通過 A、 B 電極供入大地，建立穩(wěn)定的人工電場(chǎng)； ② 同時(shí)通過 M、 N 電極接收大地的感應(yīng)電壓信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送單片機(jī)控制電路，測(cè)量電壓和供電電流，經(jīng)過計(jì)算存入存儲(chǔ)器。 ? 在掘進(jìn)工作面迎頭布置供電極 A A A3，間距 4 m， A1 布置在掘進(jìn)工作面迎頭位置 1 m位置，接收極 M、 N ，間距 4 m，在掘進(jìn)工作面迎頭后 300 m處布置 B 極作為無窮遠(yuǎn)極。 ? 從圖中可以看出： ? 工作面前方 48～ 57 m為一低阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為 55～ 65，比正常介質(zhì)視電阻率低得多，可視為富水區(qū)； 60～ 68 m之間為一高阻區(qū)，此區(qū)間巖石的視電阻率為145～ 155，比正常介質(zhì)的視電阻率要高，可視為斷層破碎帶，不含水；其余部分為正常段。 3） 根據(jù)地質(zhì)情況和巖性變化分析，1號(hào) 異常區(qū)為巖溶裂隙發(fā)育區(qū)，基本無水；2號(hào)為 一小斷層，含水性較強(qiáng)，3號(hào)為 一無水的斷層破碎帶； 4號(hào)為 一落差較大的斷層，富水性強(qiáng)。 3 ）根據(jù)地質(zhì)情況和巖性變化分析，1 號(hào)、2號(hào) 異常區(qū)為不含水的地質(zhì)構(gòu)造帶，3號(hào) 異常區(qū)為巖溶裂隙帶，含水性較弱； 4 ) 20 06年 6月 24 日上午8 時(shí)～1 0時(shí) 進(jìn)行井下電法超前探測(cè)，經(jīng)室內(nèi)資料處理提交探測(cè)成果。3號(hào)異常區(qū) 為一斷層破碎帶，由于空隙造成高電阻，不含水。 1. 斷層探放水原則與探查內(nèi)容 （ 1）斷層探放水原則，下列情況均必須探水： ① 采掘工作面前方有導(dǎo)水?dāng)鄬哟嬖冢唧w位置不清或控制程度不夠。 （ 2）斷層水探查的主要內(nèi)容 ① 查明斷層位置、落差、走向、傾向、傾角，斷裂帶寬度、充填物和充填程度，斷層的導(dǎo)水性與富水性。 （ 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：一般應(yīng)向下盤預(yù)計(jì)采動(dòng)影響帶內(nèi)打 1號(hào)孔；若無水，則還應(yīng)向預(yù)計(jì)采動(dòng)帶以下打 3號(hào)孔。 ② 若水源是沖積層、灰?guī)r層含水層時(shí)，要超前探水，防止滯后突水、留防水煤柱。阿斯普丁研制成功硅酸鹽水泥后，一些國家開始以水泥為主要注漿材料，將注漿技術(shù)應(yīng)用于建筑基礎(chǔ)、水壩和礦山工程中。 ? 荷蘭采礦工程師尤斯登在 1920年首次論證了化學(xué)注漿的可靠性，并創(chuàng)造了水玻璃－氯化鈣雙液雙系統(tǒng)兩次壓注法，開始了化學(xué)注漿的歷史。近年來又開發(fā)了以粘土為主劑的CL─C型粘土水泥漿，降低了注漿成本。 附加劑 水泥漿的基本性能 （ 1）純水泥漿 ? 不包括附加劑，只有水泥和水調(diào)制而成的漿液，隨著水灰比的增大，水泥漿的粘度、密度、結(jié)石率、抗壓強(qiáng)度等有十分明顯的降低，初凝、終凝時(shí)間逐漸延長。 ④ 水泥的其他附加劑 ? 亞硫酸鹽、紙漿廢液、食糖、硫化鈉等屬于塑化劑，而膨潤土、高塑粘土屬于懸浮劑。 膏狀水泥漿液 ?膏狀水泥漿液 是普通水泥漿液、膨潤土和附加劑經(jīng)過高速攪拌而成的。 ? 所謂離子交換是指水泥與水反應(yīng)生成的鈣離子（ Ca++）被帶負(fù)電荷的粘土顆粒吸附而發(fā)生膠凝。甲乙兩種材料漿液混合后開始凝固， lh抗壓強(qiáng)度可達(dá) ～1MPa， 2h強(qiáng)度可達(dá) 2MPa，一天可達(dá) 4MPa， 7d以后可達(dá) 5MPa以上； ⑥ 無毒、無害、無腐蝕； ⑦ 酸堿性：甲料的 PH為 9～ 10，為弱堿性；乙料的 PH為 11～ 12，為堿性； ⑧ 高水材料所形成的結(jié)石體早期破壞后還具有重結(jié)晶恢復(fù)強(qiáng)度的特性。2SiO2nSiO2→CaO M=~ 注漿用 ? 51 B233。 4）其他類水玻璃漿液 ① 水玻璃－磷酸類 ② 水玻璃－草酸硫酸鋁類 ③ 水玻璃－二氧化碳類 ④ 水玻璃－有機(jī)膠凝劑類 6. 水玻璃類漿液 （四）有機(jī)系列注漿材料 ? 丙烯酰胺類漿液 要求雙液系統(tǒng)注入，主劑、交聯(lián)劑、還原劑（或強(qiáng)還原劑）及緩凝劑溶解在水中單獨(dú)存放，簡(jiǎn)稱甲液；氧化劑也溶解在水中單獨(dú)存放，簡(jiǎn)稱乙液。 漿液特點(diǎn)： ① 漿液粘度與鉻木質(zhì)素相似，可灌性能好； ② 膠凝時(shí)間可在幾十秒至幾十分鐘之間控制； ③ 凝膠體不溶于水、酸及堿溶液中，化學(xué)性能較穩(wěn)定； ④ 結(jié)石體抗壓強(qiáng)度在 MPa以上。s，可注性好，可注入含泥量為 20%的細(xì)砂中； ③漿液凝膠時(shí)間可控范圍寬，可從幾十秒至幾十分鐘調(diào)節(jié)； ④凝膠及其固砂體耐久性好，可抗 5%濃度的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和鹽的腐蝕； ⑤材料來源豐富，成本較低。 ? “二步法”又稱預(yù)聚法，是把主劑先合成為聚氨酯的低聚物（預(yù)聚體），然后，再把預(yù)聚體和外加劑按需要配成漿液，這樣可以緩和反應(yīng)，減少放熱。 井下常用鉆機(jī)： ? DZ100型、 DZ200型、 MK3型、 MK3型、 MK5型、 ZDY1200S型、 ZDY1200S型、 ZDY1500S型、ZDY52022S型、 ZDY