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1、2022/12/2,第二部分煤矿水害防治技术,2022/12/2,目录,第一节 矿井水害概述 一.矿井水害的基本概念 二.发生矿井水灾的原因 三.井筒位置与防水要求 四.矿井水灾的危害 第二节 煤矿井下水害防治的技术措施 一.水灾发生的条件及预兆 二.探水的安全技术措施 三.工作面必须进行探水的原则 四.煤矿探放水设计 五.规程第280条对井下水仓的规定第三节水灾的防治 一.地面预防水灾的措施 二.预防井下水灾的措施,2022/12/2,一.矿井水害的基本概念,1.矿井水灾 定义：凡影响、威胁矿井安全生产、使矿井局部或全部被淹没并造成人员伤亡和经济损失的矿井涌水事故称为矿井水灾。2.矿井水灾的
2、主要水源 ：地表水、含水层水、断层水、老空积水、岩溶水、封闭不良的钻孔水。,第一节 矿井水害概述,2022/12/2,二.发生矿井水灾的原因,(1)地面防洪、防水措施不当；(2)水文地质情况不明，接近水体时未执行 探水制度，盲目施工或执行探水措施不严密；(3)对积水巷道测量错误；(4)乱采、乱掘防水煤柱或岩柱；(5)工程质量低劣，井巷严重冒顶，导致与含水层、老空水、地表水贯通；(6)管理不善，井下无防水闸门或防水闸门低劣；(7)排水能力不足或核发电事故的影响。,2022/12/2,三.井筒位置与防水要求,(1)井口标高必须高出当地历年的最高洪水位。(2)对现有低于当地历年的最高洪水位的生产矿井
3、井口及建筑物，必须修筑堤坝(或挡水墙)、疏水沟或采取其它有效的防水措施。,2022/12/2,四.矿井水灾的危害,矿井水灾使井下电器设备短路， 烧毁电器设备，破坏井下设施；造成人员伤亡；使矿井局部或全矿井被淹没， 造成巨大的经济损失。,2022/12/2,第二节 煤矿井下水害防治的技术措施,一.水灾发生的条件及预兆 1.矿井突水定义： 采掘工作面生产过程中，接近或沟通含水层、被淹井巷、地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然发生的突水事故称为矿井突水 。,2.矿井突水发生的条件,(1)采掘工作面周围有水体存在；(2)采掘活动破坏岩层的天然平衡，产生突水的通道。,2022/12/2,3.矿井突水
4、的预兆,与承压水有关的断层水突水预兆：(1)工作面顶板来压、悼渣、冒顶、支架倾倒或折断柱现象。(2)底软膨胀、底鼓张裂。这种征兆随顶板来压之后发生，且比较普遍。(3)先出小水，后出大水。(4)采场或巷道内瓦斯涌出量显著增大。,2022/12/2,冲积层水突水预兆：,(1)突出部位岩层发潮、滴水，且逐渐增大，仔细观察发现有少量细砂。(2)发生局部冒顶，水量突增并出现流砂。总的趋势是水量砂量增加，直至流砂大量流出。(3)发生大量的溃水、溃砂。,2022/12/2,老空水突水预兆 ：,(1)煤层发潮、色暗无光。(2)煤层“挂汗”，由于高压水的作用，使煤层表面出现水珠，似流汗一样。(3)采掘面、煤层和
5、岩层内温度降低，有“发凉”感觉。(4)采掘面的煤、岩壁能听到“吱吱”的水呼声时，说明水压大，离水体不远，有突水危险。(5)老空水呈红色，水面泛油花和臭鸡蛋味。,2022/12/2,二.探水的安全技术措施,每个矿井必须坚持“有凝必探，先探后掘”的探水原则。探水前应加固探水工作面的支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。清理巷道，保证安全撤退巷道畅通无阻。保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面；保证水仓和排水设备有足够的容量。探水地点要安设电话，一旦发现透水而无法控制时，可立即通知有关的险区人员撤离。,2022/12/2,打钻过程中，如发现煤、岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时，必须立即停钻
6、(但不得移动或排出钻杆)，派人监视水情，并报告矿调度室。如情况危急，必须立即通知受水威胁地点的人员撤退，并采取应急措施。钻孔接近老空区，估计有可能涌出瓦斯或其它有害气体时，必须有瓦检员或救护队在现场值班，检查空气成分。发现有害气体超过规定时，立即停电停钻，撤人，并报告调度室进行处理。工作人员要熟悉透水预兆，当发现透水预兆或发生大量涌水，并立即报告调度室，采取措施，或安全撤退。,探水的安全技术措施（续）,2022/12/2,三.工作面必须进行探水的原则,(1)接近水淹和可能积水的井巷、老空区时；(2)接近水文地质复杂的区域，并有出水征兆时；(3)接近含水层、导水断层、溶洞和陷落柱时；(4)打开隔
7、水煤柱放水时；(5)接近可能同河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等水体相通的断层破碎带时；(6)接近有可能出水的钻孔时；(7)接近有水或稀泥的灌浆区时；(8)底板导水裂隙有透水危险时；(9)接近可能出水的地区时。,2022/12/2,四 .煤矿探放水设计,一、钻孔参数 （一）超前距离。探水时从探水线开始向前方打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到积水目标区，常是探水一掘进一再探水一再掘进，循环进行；探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距，如下图所示。,2022/12/2,（二）允许掘进距离。经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。（三）帮距。为使巷道两
8、帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距；其值应与超前距相同，帮距一般取20 m，有时帮距可比超前距小12 m。（四）钻孔密度（孔间距）。钻孔密度是指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距。,2022/12/2,二、探放水钻孔布置方式,（一）扇形布置。巷道处于三面受水威胁的地段，要进行搜索性探放积水目标区，其探水钻孔多按扇形布置，如下图所示。,2022/12/2,（二）半扇形布置。对于积水区肯定是在巷道一侧的探水地区，其探水钻孔可按半扇形布置，如下图所示。,2022/12/2,三、探放水钻孔规定,（一）探放老空水、陷落柱水和钻孔水
9、时，探水钻孔成组布设，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1.5 m。（二）探放断裂构造水和岩溶水时，探水钻孔沿掘 进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。（三）煤层内，原则上禁止探放水头压力高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如果确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并由闸墙外向内探放水。（四）上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水；另一条用来安全撤人。双巷间每隔3050 m掘1个联络巷，并设挡水墙。,2022/12/2,四、探放水钻孔孔径,探放水钻孔终孔孔径规定一般不得大于75 mm，主要是
10、从探放水现场的围岩稳定性方面考虑的。这样，探放水钻孔的开孔孔径也能得到控制，终孔对围岩的破坏性小，即使遇到不可预测的高压水及其他危险情况，也能够得到有效控制。井下现场空间有限，施工不便，为了提高效率和降低成本，在对井下钻孔设计时要考虑一孔多用，如探查构造、煤层的钻孔或兼作堵水、疏水之用等。,2022/12/2,五.规程第280条对井下水仓的规定：,(1)主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。(2)新建、改扩建矿井或生产矿井正常涌水量在1000 mh以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000 mh的矿井，主要水仓的有效容量按规程规定计
11、算。但主要水仓的总有效应容量不得小于4小时的矿井正常涌水量。(3)采区水仓的有效容量能容纳4小时的采区正常涌水量。(4)水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。,2022/12/2,五.规程第278条对井下排水泵的规定：,(1)必须有工作、备用和检修的水泵。(2)工作水泵的能力，应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量(包括充填水及其它用水)。(3)备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。(4)工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。,2022/12/2,第三节水灾的防治,一.地面预防水灾的措施 ：(1)合理选择井筒位置。 (2)河流改道。 (3)铺整河底。 (4)填堵通道。(5)排除积水。(6)加强雨季前的防汛工作。,2022/12/2,二.预防井下水灾的措施,(1)加强矿井水文地质工作；(2)及时掌握矿井井下水灾的预兆； (3)认真贯彻执行井下探水制度； (4)预留防水煤(岩)柱；(5)设置防水闸门和水闸墙。防水闸门必须灵活可靠，并保证每年进行2次关闭试验，其中1次应在雨季前进行；关闭闸门所用的工具和零配件必须专人保管，专门地点存放，不得挪用丢失。,2022/12/2,完,
