【正文】 偏離，超出了鉆孔控制范圍，就可能與積水區(qū)掘通；井下未構筑防水閘門，或雖有防水閘門但未順利及時關閉，在礦井發(fā)生突水的情況下，不能起堵截水的作用；井下水泵房的水倉不按時清理，致使容量減少，或者水泵的排水能力不足，在礦井發(fā)生突水時，涌水量大于排水能力，而且持續(xù)的時間很長，采取臨時措施也無法補救時，礦井就可能被淹沒。具體來說有以下幾個方面：第三課 礦井水災有原因 井下出水有征兆 回采工作面或巷道遇到老空或舊巷道的積水區(qū)時，會在很短時間里涌出大量的水，也是煤礦常見且破壞性很大的一種水災。 地質勘探時打的鉆孔封孔質量不好，就成為各水體之間的垂直聯(lián)系通道，當巷道或采面與這些鉆孔相遇時，地表水或地下水就會經鉆孔進入礦井，造成強烈涌水。當巷道與它掘通時，會引起幾個含水層水同時大量涌入，造成淹井。 巷道掘進時與斷層另一盤強含水層打通，就會造成突水。 在頂板破碎的煤層中掘進巷道，因放炮或支護不好發(fā)生冒頂；或回采工作面上部防水巖柱尺寸不夠，當冒落高度和導水裂縫與河湖等地表水或強含水層溝通時，會造成透水。 井筒在沖積層或強含水層中開鑿時，如果事先不進行處理，就會涌水，特別是沙礫層，水沙會一齊涌出，嚴重的會造成井壁坍塌、沉陷、井架偏斜。 開采江、河、湖、水庫等地表水影響范圍的煤層時，一旦雨季因洪水爆發(fā)水位高出攔洪堤壩或沖毀井口圍堤，水便會直接由井口灌入井下。 煤層開采得越深，開采面積越大，受水威脅也越大。水壓越大，涌水量越大。例如，煤層間的承壓含水層水壓強是1兆帕，那么它 在隔水層1平方米面積上的壓力就是1000千牛（102噸）?？倝毫Φ拇笮〉扔谒膲簭姵艘允軌旱拿娣e。液體壓力的大小與被壓物體的方向無關。水壓力的法定計量單位叫作“帕”，直觀來講，“帕”，顯然，這個單位用起來顯得太小，實際應用中我們把“帕”增大百萬倍，叫做“兆帕”，一兆帕相當于102米水柱對物體產生的壓力值。 不同地點的水位高度不一樣，水位高度叫水頭，不同水位高度之間的差值叫水頭差，有了水頭差水才能流動。清水的密度是一噸/立方米，也就是說，1立方米水的質量恰好是一噸。第二課 認識清楚礦井水 幾種水災要知道 井下發(fā)生的水災，有時是一種水源造成的，有時是幾種水源同時造成的，并且要有通道把水釋放出來。當開拓掘進或采煤接近或揭露這樣的斷層時，斷層水便會涌出。 斷層水 巖層斷裂叫斷層。當采掘工作面與它們打透時，很短時間內會有大量積水涌入，來勢兇猛，造成透水事故，破壞性很大。地下水是可以流動的，并不斷接受地表水的補給，開采越深水壓越高、裂隙溶洞越大含水也越豐富，它是井下最直接、最常見的水源。 地下水 有些巖層具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，我們把它叫作含水層。地表水能否成為礦井水源，除了開采深度條件外，還與地層構造和采煤方法有關。 礦井涌水常見的來源有以下幾種： 做好防治水工作，應該摸清礦井水文地質情況，在此基礎上，制訂出與礦井水做斗爭的措施。大家共同做好礦井水防治工作，杜絕水災事故的發(fā)生。 礦井水災是煤礦常見的一種災害。有時還會造成人員的傷亡，這就帶來更大的不幸。 井下排水要安設水泵，排水要消耗大量的電能。如果排水系統(tǒng)不暢通，礦井涌水任意流淌，井西到處是水，既惡化了井下環(huán)境，又不利于文明生產。礦井涌水給建井、掘進、采煤以及機電設備的管理等都帶來一定的困難。第一課 礦井涌水是威脅 來源通道要清楚 有瓦斯噴出的地區(qū)，探水人員或其他工作人員，遇有瓦斯噴出時，要帶上自救器，防止中毒。在救護隊員沒到達之前，應全部啟動排水設備，關閉有關地區(qū)的水閘門。 井下突然突水，破壞了巷道中的照明和安全退路上的指示牌，人員一旦迷失方向，必須朝有風流通過的上山巷道撤退。在巷道交叉點應設有路牌，并設有燈光照明，上山獨頭巷道的路牌上應標有“此路不通”的字樣。技術人員在制定有水害威脅地區(qū)安全措施時，應包括人員的避災路線。 俗話說，人往高處走，水往低處流。 井下一旦發(fā)生突水事故，在場的工作人員應立即將災情想礦掉土室匯報，人員必須聽從班組長指揮，迅速撤退。對水害情況按年、按季、按月或旬定期發(fā)送通知單，對重點水害地區(qū)不定期隨時發(fā)送通知單。多年來我們已經完善了一整套防治水檢查制度，大到整個礦區(qū)的防治水規(guī)劃，小到掘進頭的防治措施，細而不漏。 各項防治水措施都要按業(yè)務權限逐級審批。 此外，我國各生產礦井都總結并實行了一套完整的防治水管理制度，這些制度概括起來有：（1）防治水資料的編制和審批制度。所有這些都為礦井水害的預測預報提供可能和條件。礦井生產中嵋個采區(qū)、每個采掘工作面、每個井下工程開工前都有由防治人員提供的地質說明書。第十四課 預測預報房水害 一旦突水要避災 現(xiàn)場工作人員應隨時注意頂板變化，如有淋水變大、水變渾、有流沙等現(xiàn)象時應及時匯報，出現(xiàn)危險征兆時要及時撤人。 從事水體下采煤，關鍵是搞清和控制導水裂縫帶的高度，使它不要與水體相通。如果在彎曲下沉帶內或彎曲下沉帶以上的地面有水體，采煤時就不會流入井下工作面了。 導水裂隙帶 冒落帶上方的巖層產生大量的裂隙，而切下部裂縫大，越往上裂縫越小，這一帶內，水仍然可以在裂縫中流動。如果冒落帶高度達到采空區(qū)上方的含水曾或地表水時，就要發(fā)生突水事故了。根據(jù)多年大量觀測和研究，頂板巖層的破壞可分為“三帶”： 煤層采空后，上面的巖層就要冒落。為了充分利用地下資源，增加煤炭產量，就必須解決水體下及含水層下安全開采的問題。從而可以封堵住全部漏水。接著在中段投入阻水材料——砂石和水泥漿。 我國北方一次特大礦井突水，在封堵突水點和過水巷道時，采用三段式的堵水順序。有了足夠的骨料，再在骨料的來水一側投入小一級的阻水材料——粗沙或細沙，最后在突水點附近投以大量的水泥等阻水物質，這樣就可以將大水量的突水點封堵成功。 在煤礦大水量的突水點的封堵過程中，也都利用這種原理進行封堵突水點或水流通路。這種現(xiàn)象在我們生活中經常見到。 封堵任何透水、漏水和流水通道，首先必須懂得堵水材料的性能，特別是要懂得這些材料的排列順序和方向。如何人封堵？這里面大有訣竅。第十三課 封堵突水有訣竅 水體下面也采煤 做法是：用短而細的水管一根，其外側螺旋狀焊上鉛條，裹以粗麻后用力打入鉆好的小孔內，用高壓注漿泵向孔內注如水泥漿，直到出水點停止出水為止。 巷道堵漏 為減少礦井涌水量，對煤礦井下大量存在的小出水點也要進行封堵。土國井筒已鑿砌完畢而井壁漏水，也可以對井壁進行注漿堵水。為此，在井筒開鑿之前先從地面打鉆孔，對含水層進行預先注漿；或者在井同掘進工作面距含水層一定距離的地方停止掘進，從工作面預先進行注漿。 注漿堵水，就是把配制好的漿液（水泥漿液、水泥—水玻璃漿液或化學漿液），用注漿泵壓入地層空隙中，使?jié){液擴散、凝固、硬化，起到堵、截補給水源的作用。我國用注漿法與地下水作斗爭已經有四十多年的歷史，方法簡便，效果較好，得到了廣泛的應用。工作面上下出口一定要保持通暢。 降壓采煤有時也可能發(fā)生突水，所以除了保證有足夠的排水能力外，采用將壓方法采煤的工作面，采煤時也要注意及時放頂，減少控頂距，防止底版出水。除放水孔以外，還要有一定數(shù)量的觀測孔，以便了解和控制水壓。 降壓采煤是一項困難而復雜的工作，它要研究隔水層厚度、強度、節(jié)理裂隙情況，礦山壓力對隔水層的破壞情況，還要研究含水層降壓的可能性。這樣的采煤方法就叫作降壓采煤法。 可是，疏干采煤只有在含水層水量較小的情況下才能實現(xiàn)；有些含水層水量很大，對這樣的含水層強行疏干，會加大排水量，甚至根本無法疏干。 疏干，就是把含水層中的水位降到生產工作面標高以下，這樣，工作面生產就不再受承壓水的威脅了。當在高水壓條件下帶壓開采不能實現(xiàn)時，為了預防承壓水突然涌出，就要對含水層采取疏干或降壓措施。第十二課 疏干降壓防突水 注漿堵水也有效 隔水層厚度及巖層強度，被開采煤層與含水層間的距離越大，出水可能性越?。?帶壓開采能否成功，決定于三個因素：如果通過預測得知，煤層底板隔水層能抵擋住下部含水層的強大壓力，水不能從煤層底板突出，然后把煤炭安全地采出來，帶壓開采便算成功了。它的優(yōu)點是不修建防治水工程，就可以預測出許多帶壓開采的安全區(qū)，并順利地把煤炭開采出倆。 帶壓開采是防治水的一種方法。 此外，還應該十分注意或避開大面積底板巖層破壞地段，諸多小斷層交叉或交匯地段等可能出水的地方。對于深部的采掘工作面我們采用物探儀器——無線電透視儀大面積進行煤層透視，發(fā)現(xiàn)陷落柱存在，則應避開另選安全地方生產。 避開陷落柱 對防水而言，陷落柱是個危險體 ，遇到含水陷落柱十分危險。如果巷道掘進方向與斷層走向平行，而另一冊有強含水曾，此時應確定安全距離，并每隔一定距離垂直巷道探測斷層位置，隨之調整巷道位置，避免巷道掘入或接近另一盤的強含水層。 穿越斷層 如果巷道需要穿過斷層到另一盤進行采掘，著就需要探清另一盤的含水層位置，水量大小，必要時要對另一盤的含水曾進行放水降壓。經鉆探之后，如果證實斷層帶本身不含水，距離含水層又比較遠，那么采掘工作面是比較安全的。第十一課 避開突水危險帶 帶壓開采是方法 因此常常被人們忽視。下山巷到如果在老空區(qū)內掘進，也要適當向兩幫打探水孔，巷道兩幫的支護要加強，防止片幫出水。 下山巷道掘進，除注意工作面和兩幫來水外，要特別防止背后出水。在平巷掘進過程中遇到斷層，必須慎重對待，向斷層另一盤鉆探水，不可冒險掘過斷層。探水區(qū)平巷，一定要按設計腰線施工，如果腰線掌握不好，容易產生積水，嚴重時還能堵死巷道。探水鉆孔一般向正前方和上幫方向打孔。 在傾斜煤層中掘進平巷一4，一般都采用雙巷掘進、單巷超前探水的方法。水壓大時，扦子不要拔出，西藥另做其他探放措施。但是，隨著掘進巷道的前進，探水孔之間的距離就會越大，巷道有可能進入兩鉆孔之間的空白區(qū)，這是探水的盲區(qū)，積水老巷有可能被漏掉。鉆機探水鉆孔群是呈善形分布的，控制的面積較大。 上山巷道的支護應嚴格按作業(yè)規(guī)程要求施工，不論煤巷還是巖巷，支架柱底必須深入柱窩，支架的扎角必須合適。如果兩聯(lián)絡眼之間的距離較大，應在適當位置掘躲避硐，躲避硐方向應向上山方向適當傾斜，長度必須適當。上山正放炮時，人員必須躲入聯(lián)絡巷內。 探水地區(qū)上山掘進一般布置成雙巷，即甲乙兩條上山分別交替探水前進。 探水地區(qū)上山是掘進防水的重點，應十分謹慎。 探水過程中如果發(fā)現(xiàn)鉆孔透老空無水，應立即檢查是否有有害氣體噴出，如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調度室，及時處理。人員應盡快撤離現(xiàn)場，另選安全地點對此處積水進行放探?，F(xiàn)場負責人員應立即向礦調度室報告，并派人監(jiān)測水情。沿頂板掘進的煤巷，探水孔除有平行頂板的鉆孔外，其余鉆孔應依次向下斜，并最少有一個孔見到煤層底板。 按探水設計，上山煤巷掘進的探水空應布置成扇形，扇形群孔每組之間的夾角不能太大，也不能太小，一般以10度到15度為宜。 采掘煤層有老空威脅的地區(qū)上山掘進必須探水，因為水害威脅較大，施工必須十分小心。抽水后，向下挖井并埋入新的孔口管，等待回填的混凝土凝固之后，用注漿泵將孔封掉，或完好保留做供水之用。焊好后，將挖下的小井再用混凝土牢牢回填。 就是用提臺抽水量大的水泵，對準鉆孔抽水，使鉆孔周圍水位下降，再沿鉆孔向下挖井，一直挖到孔口管斷處，使已經斷裂的孔口管重新對接。 對于孔口管斷裂、底板鼓起并嚴重破碎的大水量高壓噴水鉆孔，最有效的辦法是采用挖井法處理。如果鉆孔無保留價值，也可以直接向孔內投入鐵砂、鉛條等物，減小水流噴射速度，然后注入帶有速凝劑的水泥漿，將孔封死。 處理這些毀壞鉆孔使其停止涌水，關鍵是恢復孔口管的原有功能。鉆孔一經破壞，地下水便從鉆孔周圍大量涌出。 大水量水文地質鉆空毀壞的原因很多，有的是因為采掘活動使底板巖層產生移動，產生裂隙，孔口管失起作用；有的是因為孔口管各節(jié)之間接縫連接不牢；有的是因為鉆孔管長度不夠。這些鉆空穿透了煤田中的強含水曾，有時會發(fā)生毀壞，造成大量出水。第九課 鉆孔毀壞可補救 上山放水要小心 如果還怕不牢固，可以在孔口管口加設一道擋板。 水壓力不大的地方，也可以安裝簡易孔口管。如發(fā)現(xiàn)漏水，或達不到強度要求時，應進行第二次擠漿處理。 孔口管作成后即可掃孔。當稠水泥漿從小管跑出時，即將小管關閉，這時擠漿泵繼續(xù)開動，達到一定壓力后停止擠漿，關閉孔口管水門，等水泥漿凝固后，孔口管即安裝完畢。 水平孔和上斜空的孔口管安裝順序是：鉆機先按設計方向鉆一打孔，孔深比管長3米左右，將管插入孔內，固定不動，在孔外用水玻璃和水泥將管口固定死，并需要在孔口管上方另留一個小管?？卓诠艿陌惭b固定是一件比較細致的工作，它的過程是這樣的：鉆機固定之后，先打一大孔，孔深與孔口管長度一致，先將孔內沖洗干凈，注入水泥漿液，2將孔口管放入孔內，放好以后將管固定，待水泥漿凝固，即可在孔口管內探水鉆進。還應派人監(jiān)視水情和報告狂井調度室，不得擅自放水。探水作業(yè)的好壞，不僅直接關系到探水人員的安全，而切影響到探放水周圍地區(qū)甚至整個礦井的安全。第八課 探水作業(yè)要安全 水區(qū)要安孔口管 在上述巷道布置的基礎上，設計探水孔的鉆探施工方案。其中有：探水區(qū)的開拓方案；巷道布置及施工順序；巷道斷面支護形式；流水水溝大??；流水路線；臨時排水設施；水閘門及水閥墻的位置；放水的允許放水量；人員避災路線及預防有害氣體的措施等。由探放水技術人員調查區(qū)域資料，提出水害性質、受水威脅的范圍和程度、劃定水害威脅邊界、估算涌水量和總涌水量，劃定探水線、設計出要留設的防水煤柱尺寸。 探水設計大致應包括如下三方面內容： 探放水工作因該有探水設計，探水設計應體現(xiàn)以下幾方面原則：首先要科學探放，對水情的分析要科學，探放水的方法也要科學；二是要安全可靠，探放水在“有疑必探，先探后掘”的原則下，確保征服水害，做到萬無一失；三是要經濟合理，爭取用盡量少的工程量，最簡捷的巷道工程完成探水、開拓、掘進等生產準備任務；四是要爭取高效，在多方協(xié)調下，合理