【正文】 51 煤礦水害基本常識（二） 三、 礦 井 充水強度分析 礦井充水條件分析 是礦井水文地質(zhì)工作的重要環(huán)節(jié)。 決定礦井充水條件的根本原因 ，在于礦井充水水源的規(guī)模和充水通道的導水性能，一個礦區(qū)充水只有充水水源存在，并不能決定礦井的充水程度，還必須有充水的途徑把水源引入礦井，所以在研究礦井充水因素時，必須注意查清礦井充水水源和充水通道這兩個方面的情況，并根據(jù)水源的規(guī)模與通道的導水能力，對礦井的充水程度作出評價。 LOGO Page 53 煤礦水害基本常識（二） 第二道防線 ：礦床充水含水層側(cè)向?qū)?、隔水條件 邊界為強補給區(qū)則很難疏干（如開采向斜）； 邊界為弱補給區(qū)則疏干后無水情（如開采背斜）。 底板隔水影響因素： 巖性、巖性組合、厚度、穩(wěn)定性、斷裂程度 返回 LOGO Page 54 煤礦水害基本常識（三） 礦井水害類型與特點 1 常見水害類型及 特 點 2 水害事故危害與 影 響 3 水害事故原因 分 析 LOGO Page 55 煤礦水害基本常識（三） 一、常見的礦井水害 a、 老窯水水害 什么叫老窯水？指年代久遠的老空、小窯和本礦采空區(qū)及廢 棄 巷 道的 積水 特點： 1）、水體的范圍、幾何形狀不規(guī)則，無明顯規(guī)律，難判斷； 2）、水體集中而壓力大，防不勝防； 3）、存在范圍廣，無論水源豐富與否都時有發(fā)生。 典型事例： ①呂梁興縣黃輝頭煤礦洪水灌井事故； ②西山煤電官地礦 96年 (西山煤電官地礦灌井事故 )。 *當煤層底板以下埋藏有高壓強含水層時，如果煤層底板至含水層頂面之間，因隔水層破碎或受采掘影響破壞或受構(gòu)造影響，極容易引發(fā)突水。 特點 1）、地質(zhì)構(gòu)造，復雜多變； 2）、范圍有限，災變突然； 3）、水質(zhì)混濁，治理困難。 如圖 例： 84〃6 28，開灤范各莊礦，遭遇寬 46長 67高 200m巖溶陷落柱，突水量 2053m179。 LOGO Page 59 煤礦水害基本常識（三） 一、常見的礦井水害 e、 鉆孔水水害 主要因封孔不良造成虛孔，溝通煤層頂、底板強含水層，受采掘波動發(fā)生突水。 （云貴川） 返回 LOGO Page 60 煤礦水害基本常識（三） 二、新時期我國煤礦水害的特點 突水發(fā)生的頻率呈上升趨勢， 災變快，瞬間即到 ,有時來不及反應 ， 壓力大，破壞性強 ， 造成傷亡慘重 ； 災難性突水主要來源于兩個途徑：隱伏導水陷落柱造成的底板高壓水突入和廢棄關閉的小窯導通老空積水或地面水潰入發(fā)生水災 ，受災區(qū)很難逃脫，； 水源不同 ， 一般 都 有預兆 （ 這是 預防 水 害 的根本所在 ），特征不同（ 這是識別不同水災，制定防水措施的關鍵所在 ）； 礦井發(fā)生突水與礦井防水水措施及管理機制有著密切關系，區(qū)域 不同，差異性很大 ， 防治水災應因地制宜 突水事故的高發(fā)期與煤礦開采快速發(fā)展成正比。俗話說：“ 水火無情 ” 、 “ 火燒一線，水漫一片 ” 。 水害事故造成煤礦資源財產(chǎn)損失 煤礦一旦發(fā)生透水，還會造成礦山機電設備被淹．甚至淹沒采掘工作面、采區(qū)或礦區(qū)給煤礦資源財產(chǎn)帶來巨大損失。 礦井水造成生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境惡劣 由于礦井水的影響，可造成頂板淋水、底板突水、兩幫滲水等現(xiàn)象，使巷道內(nèi)的空氣濕度增高、頂板破碎、兩幫松軟，對工人勞動條件和生產(chǎn)效率有很大影響。 礦井大量排水使地下水位大幅度下降 在巖溶水礦區(qū)，由于礦井長期大量排水，使地下水位大幅度下降，產(chǎn)生大量的地表塌洞，這種塌洞直徑由幾米至幾十米不等，造成農(nóng)田塌陷、民房倒坍、河流中斷、交通破壞等。 “ 馴服 ”“ 引為己用 ” 返回 LOGO Page 64 煤礦水害基本常識（三） 四、 近 年來 全國煤礦水害事故多發(fā)的主要原因： 一些礦井對防治水工作不重視。 防治水基礎工作薄弱。 防治水措施不落實。 雨季 “ 三防 ” 措施不落實。 隱患排查治理制度不落實，對水害隱患底數(shù)不清。 LOGO Page 65 煤礦水害基本常識（四） 礦井突水征兆 凡是井巷掘進及工作面回采過程中，在接近或?qū)ê畬铀?、被淹巷道、地表水體、含水斷裂帶、溶洞、陷落柱而突然產(chǎn)生的突水事故均稱為礦井突水。而 在各類突水事故發(fā)生之前，均可能表現(xiàn)出多種突水預兆 ，由于水源與導水通道的差異、以及水體空間位置的不同，突水征兆具體又分為以下幾種： LOGO Page 66 煤礦水害基本常識（四） 一、礦井突水征兆 a、 一般預兆 煤壁 “ 出汗 ” 或變潮、松軟 ； 區(qū)別掛汗現(xiàn)象是否為透水預兆的方法是剝離一層煤壁面，仔細觀察煤壁面上是否潮濕，若潮濕則是透水預兆。 LOGO Page 67 煤礦水害基本常識（四） 一、礦井突水征兆 b、 工作面底板突水預兆 采掘面壓力增大，出現(xiàn)底臌或 “ 底爆 ” ； 采掘面底板出現(xiàn)裂隙； 煤幫或底板裂隙涌水增大，時清時渾； 出現(xiàn)水噴，有時伴隨水叫； 涌水有異味，水色乳白或黃色 （巖溶水） 出水可能先小后大，或滯后出水。 《煤礦安全規(guī)程》第 266條對發(fā)現(xiàn)突水預兆有明確規(guī)定： 返回 LOGO Page 69 《煤礦安全規(guī)程》之防治水部分內(nèi)容 ? 第 266條 ： 采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有煤層變濕、掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板來壓、片幫、淋水加大、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙、出現(xiàn)滲水、鉆孔噴水、底板涌水、煤壁潰水、水色發(fā)渾、有臭味等透水征兆時，應當立即停止作業(yè)，報告礦調(diào)度室，并發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。 LOGO Page 70 煤礦水害基本常識（四） 二、突水量估算 a、現(xiàn)場實測法 浮標法 ：選一段涌水巷道 L（ 5m） ，測水深 h、巷寬 w，用浮標測水流經(jīng)長度 L的時間 t，計算水流量 Q，測 3～ 5次，取平均數(shù)，具體如下： Q=60KLWh/t （ m179。 ? 注：本方法適用于涌水不大，水流不深的涌水。具體如下： Q=KNW+SH/t （ m179。/min） ； N— 水泵臺數(shù)； K— 水泵排水系數(shù) 0〃6 ～ 1，泵新、水清取大值，泵舊水渾取小值； H— t 時間內(nèi)水位上升高度 （ m） S— 水倉水平面積 （㎡） ； t— 水位上升到 H所用時間 （ min） LOGO Page 72 煤礦水害基本常識（四） 二、突水量估算 a、現(xiàn)場實測法 容積法 ： 淹沒一個水平，用淹沒巷道的水體積（ V）和淹沒時間（ t）來計算，具體如下： Q=V/t 或 Q=SH/t （ m179。 LOGO Page 74 煤礦水害基礎知識 二 防治原則和措施 地面 防治水 井下 防治水 十六字原則 五項綜合 治理措施 步驟 修筑防洪設施 地面巡查治理 水文地質(zhì)觀測 多手段探 測 水害預測分析 水害防 與 探 水害 預防 水害 治理 LOGO Page 75 煤礦水害預防與治理（一） 礦井水害防治原則 “ 預測預報、有掘（疑）必探、先探后掘、先治后采”十六字防治水原則，是防治水的指導思想及 基本程序。 LOGO Page 76 煤礦水害預防與治理（一） 礦井水害防治措施 “ 防、堵、疏、排、截 ” 五項防治水措施， 是水害治理的基本技術(shù)方法 。 LOGO Page 77 煤礦水害預防與治理（二） 地面防治水 地面防治水是指在地表修筑各種防排水工程， 建立水文、氣象觀測和水害信息溝通機制， 防止或減少大氣降水和地表水滲入礦井 ； 對于 受大氣 降水和地表水為主要充水水源的 水害威脅 礦井，地面防治 水 尤為重要，是礦井防水的第一道防線 ，具體防治水措施如下： 建立完善防探運行體系 修筑地面防洪建筑 地面水文觀測系統(tǒng) 進行地面巡查治理 （ 所有工作之基礎 ） LOGO Page 78 地面防治水 之修筑地面防洪設施 a、 井口 或 工業(yè)廣場內(nèi)建筑物的高程低于當?shù)貧v年最高洪水水位時，必須修筑堤壩、溝渠或采取其他防排水措施。 c、清理河床，對 井田范圍內(nèi)可以通過裂隙滲透到井下造成水害的河流、溝渠等地表水 要選擇 疏干或改道移至礦區(qū)以外。 e、 填塞通道 對可能引起漏水的地表裂隙、塌陷、廢棄鉆孔等，應及時用粘土充填或用水泥堵塞。 LOGO Page 79 地面防治水 之 地面水文觀測系統(tǒng) 1)氣象觀測，掌握雨量變化情況； 2)地表水觀測 ， 掌握雨季和暴雨 前 后的水位變化情況； 3)地表觀測 ， 掌握煤層開采后地表變形 、 裂縫 及塌陷 情況 ， 防止地表水灌入井下 。 LOGO Page 80 地面防治水 之地面巡查治理 1）井田范圍內(nèi)及周邊區(qū)域低洼處、溝谷等易積水地段是否有積水、是否存在導水裂隙。 3）對正在使用或廢棄的鉆孔封孔及導水情況進行排查。 LOGO Page 81 煤礦水害預防與治理（三） 井下防治 水 井下防治水是煤礦防治水工程的實施重點，是 防治水理論及技術(shù)的實踐活動，也是總結(jié)防治水經(jīng) 驗的有效途徑，具體內(nèi)容包括： ■井上下物探 ■預測預報 ■井下水文觀測 ■井下水害防治 LOGO Page 82 井下防治水之井上下物探 采取 “ 物探先行、化探跟進、鉆探驗證 ” 的綜合探測手段。 b、開展化探，對井下揭露的出水點進行觀測，并采取水樣進行水質(zhì)化驗分析，建立水質(zhì)比對信息檔案庫。 LOGO Page 83 井下防治水之 預測預報 扎實進行水害調(diào)查分析，積極開展水害預測預報。 b、分析水害制定年度防治水計劃，結(jié)合年度采掘計劃編制 “ 地質(zhì)三書 ” 。 d、加強排水系統(tǒng)檢測，確保排水能力滿足礦井涌水量排放。 (5)小窯開采的煤層及開采范圍，小窯積水量，水頭壓力和相互連通關系，確定老空邊界。 (2)根據(jù)地面的遺跡 (地形、矸石堆等 )確定小窯位置。 (3)分析整理所收集到的資料，繪制成適當比例尺的平面圖和剖面圖。 LOGO Page 85 井下防治水之 建立井下水文地質(zhì)觀測系統(tǒng) a、通過探孔和水文觀測孔，觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。 c、 做好 地表以下 覆巖巖層、隱伏或探明的 地質(zhì)構(gòu)造透水性、含水性 觀察 。各含水層的涌水量，水壓，滲透性，補給、排泄條件，及其到開采煤層的距離。 LOGO Page 86 井下防治水之水害防治 井下水害防治 被動原則 主動原則 有掘必探 避讓 隔離 探放頂?shù)装搴畬铀? 探放斷層陷落地質(zhì)構(gòu)造水 探放承壓含水層水 探放老空積水 留設防水煤（巖）隔離柱 保證 隔水層 安全厚度 建防水建筑物 ：墻、門 疏放水 、 注漿堵水 LOGO 井下防治水 探放老空水 概念及目的 井下探放水流程 規(guī)程相關要求 探放老空水 井下探放水 LOGO Page 88 井下探放水 目的 井下探放水包括探水和放水兩個層面： 探水 是運用超前探測手段，驗證或查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫及前方水體的具體空間位置和狀況， 目的是為礦井防治水做好準備工作； 放水 是為了預防水害事故，在探明情況后采取鉆孔等安全方法將水體放出來， 目的是消除水害威脅。 下發(fā)探放水通知單 進入下一循環(huán) LOGO Page 90 《煤礦安全規(guī)程》 相關探放水規(guī)定 第 285條 礦井應當做好充水條件分析預報和