防治水基礎(chǔ)知識(shí)講座

1、第一講、基本概念1、含水層：含水層是指能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。如砂巖含水層、灰?guī)r含水層。2、隔水層：隔水層是指不能透過并給出水，或透過和給出不的數(shù)量微不足道的巖層。泥巖隔水層、致密粘土層或頁巖等。3、斷層：是巖層或巖體順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。斷層在地殼中廣泛發(fā)育，是地殼中最重要的構(gòu)造之一。斷層種類又分為正斷層、逆斷層和平逆斷層。其產(chǎn)狀要素主要為走向、傾向、傾角、落差。4、陷落柱：在地下水的長期物理和化學(xué)作用下，厚層灰?guī)r形成了大量的喀斯特空洞（溶洞），在上覆巖層和礦層的長期重力作用下，空洞潰塌，并被上覆巖層下陷填實(shí)，下塌破碎巖塊所充填的柱狀陷落體一般呈垂向上的柱狀構(gòu)造，故稱作陷落柱。

2、按導(dǎo)水性質(zhì)又分為導(dǎo)水陷落柱和不導(dǎo)水陷落柱。鄭州礦區(qū)至今還沒有發(fā)現(xiàn)有陷落柱發(fā)育。5、帶壓開采（斯遼夫公式）：凡采掘活動(dòng)在底板承壓水水位以下的采掘均叫帶（水）壓開采。6、水文長觀孔（作用意義）：用于對(duì)特定含水層進(jìn)行抽水試驗(yàn)以取得含水層主要水文地質(zhì)參數(shù)和長期監(jiān)測地下含水層水位的地質(zhì)鉆孔。意義：7、“上三帶”和“下三帶”：上三帶：冒落帶、裂隙帶和整體下移帶；（經(jīng)驗(yàn)公式）下三帶：采動(dòng)破壞帶、完整帶、原始裂隙導(dǎo)水帶。（突水系數(shù)法Ts）8、 “三軟”煤層及其成因 鄭州礦區(qū)“三軟”是指:二1煤層頂板巖石軟、煤層軟、煤層底板巖石軟。其形成原因是因?yàn)猷嵵莸V區(qū)位于強(qiáng)構(gòu)造帶上，歷史上受到多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，由于煤層及

3、其頂、底板巖石受到來自各個(gè)方向上的構(gòu)造應(yīng)力和反復(fù)擠壓、揉搓，而使其變得較為破碎、柔軟、裂隙發(fā)育，而形成所謂的“三軟”。第二講 礦井水災(zāi)防治煤礦水害是與瓦斯、火災(zāi)、粉塵、動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害并列的礦山建設(shè)與生產(chǎn)過程中的五大安全災(zāi)害之一。長期以來，因?yàn)槊旱V水害帶來的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡極為慘重。特別是近年來，隨著煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤礦開采深度和開采強(qiáng)度不斷增加，礦井采掘速度與機(jī)械化程度明顯提高，這種高產(chǎn)高效的生產(chǎn)管理方式對(duì)防治水害安全技術(shù)的要求也越來越高。因此，探索、應(yīng)用和推廣適應(yīng)新的礦井采掘條件下的水害防治技術(shù)與方法，對(duì)于體現(xiàn)以人為本理念、實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)具有重要意義。第一節(jié) 礦井水害類型造成礦井水害的

4、水源有大氣降水、地表水、地下水和老窯水。地下水按儲(chǔ)水空隙征又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水等。因?yàn)槎鄶?shù)礦井水害往往是由23種水源造成的，單一充水水源的礦井水害很少，故礦井水害類型是按某一種水源或以某一種水源為主命名的，一般分為地表水、老窯水、孔隙水、裂隙水和巖溶水五大水害。1地表水水害水源是大氣降水、地表水體（江河、湖泊、水庫、坑塘、泥石流）。水源通過井口、采后冒裂帶、巖溶塌陷坑、斷層帶及封閉不良鉆孔充水或?qū)M(jìn)入礦井。2老窯水水害水源是老窯、小窯采空區(qū)及廢巷空區(qū)積水。一般叫“死水”，以靜儲(chǔ)量為主，但具有一定的靜水壓力。當(dāng)巷道接近或遇到老窯積水區(qū)時(shí)，往往在短時(shí)間內(nèi)涌出大量老窯水，來勢兇猛，持續(xù)時(shí)間

5、短，有害氣體含量高，具有很大的破壞性，常造成惡性事故。有時(shí)小窯或廢棄井巷與地表或其它含水體有水力聯(lián)系時(shí)也可持續(xù)較長時(shí)間，并且很難疏干。3孔隙水水害水源是第三系、第四系松散層中的孔隙水。當(dāng)煤層被第四系松散含水層的流砂層、砂層、砂礫層、卵石層所覆蓋，在開采第一水平時(shí)，煤巖柱留得不夠，往往是冒落帶直接進(jìn)入松散層，或是松散層底部存在富水含水層時(shí)，開采前水文地質(zhì)情況不清，沒有按含水層下回采條件留設(shè)煤柱，回采后水、砂或泥潰入井下；或超限出煤，破壞煤巖柱或在煤巖柱中開拓巷道，破壞了隔水煤巖柱的完整性，年久滲水，冒頂坍塌，使沖積層水或流砂、流泥潰入井下，淤塞巷道甚至造成淹井。4裂隙水水害水源為砂巖、礫巖等裂隙

6、含水層的水。這種水害發(fā)生在開采北方二疊紀(jì)山西組煤層和侏羅紀(jì)的煤層中。這些煤層頂部常有厚層砂巖和礫巖，其中裂隙發(fā)育，如上覆第四紀(jì)沖積層和下伏奧陶系含水層有水力聯(lián)系時(shí)，可導(dǎo)致大突水事故。若砂巖層缺乏補(bǔ)給水源時(shí)，則涌水很快變小甚至疏干。5薄層灰?guī)r巖溶水害水源主要是華北石炭二疊紀(jì)煤田的太原群薄層灰?guī)r巖溶水。一般情況下，這些含水層是可以疏干的，但是，當(dāng)這些薄層灰?guī)r含水層與地表水體發(fā)生水力聯(lián)系時(shí)或被地質(zhì)構(gòu)造切割，造成垂向?qū)ǖ篮蜋M向與厚層灰?guī)r含水層對(duì)接水力聯(lián)系時(shí)，這些含水層的富水性便增加。因此，在具有強(qiáng)水源補(bǔ)給和接近導(dǎo)水通道的部位，常發(fā)生較大災(zāi)害性突水事故。第二節(jié) 礦井充水條件分析充水水源和導(dǎo)水通道是構(gòu)

7、成礦井充水不可缺少的兩個(gè)方面。沒有水源就不存在礦井充水，有了水源而沒有有利的滲透通道，礦井也不會(huì)強(qiáng)烈充水。其它因素只能影響充水強(qiáng)度。礦井充水水源和涌水通道二者綜合作用，稱為礦井充水條件。礦床充水條件可分為天然充水條件和人為充水條件兩大類。一、礦床充水的天然條件（一）天然充水水源礦床天然充水水源主要可分為大氣降水、地表水和地下水三種水源。1、大氣降水水源大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，所有礦床充水都直接或間接地與大氣降水有關(guān)。這里所講的大氣降水水源是指對(duì)礦床直接充水的大氣降水水源。2、地表水水源在有大型地表水體分布（海、湖、大河流、水庫、水池等）的礦床地區(qū)，地表水體不僅可能造成礦井突然涌水，嚴(yán)重

8、時(shí)會(huì)導(dǎo)致水沙同時(shí)潰入礦井。3、地下水水源礦床圍巖地下水充水類型可劃分為：根據(jù)充水巖層性質(zhì)不同，可分為砂礫石孔隙充水、堅(jiān)硬巖層裂隙充水和巖溶充水。根據(jù)礦層與充水巖層接觸關(guān)系不同，可分為直接充水和間接充水。根據(jù)礦層與充水巖層相對(duì)位置不同，可分為頂板充水、底板充水和周邊充水。（二）天然充水通道礦床充水的天然通道主要包括點(diǎn)狀巖溶陷落柱、線狀斷裂帶、窄條狀隱伏露頭、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)等。1、巖溶陷落柱巖溶陷落柱在我國北方較為發(fā)育。巖溶陷落柱的地表特征比較明顯，特別是在基巖裸露區(qū)更為明顯。一般在巖溶陷落柱出露處，巖層產(chǎn)狀雜亂，無層次可尋，亂石林立，充填著上覆不同地層的破碎巖塊。巖溶陷落柱的導(dǎo)水形式多種多樣，有的

9、巖溶陷落柱柱體本身導(dǎo)水；有的柱體則是阻水的，但陷落柱四周或局部由于部受塌陷作用影響而形成較為密集的次生裂帶，從而成為溝通多層含水層組之間的水力聯(lián)系通道；還有的巖溶柱柱體內(nèi)部部分導(dǎo)水，部分阻水2、線狀斷裂帶通道（導(dǎo)水?dāng)鄬樱┊?dāng)導(dǎo)水?dāng)鄬游挥诔渌畮r層組的區(qū)域邊界時(shí)，常形成對(duì)充水巖層組或臨近充水巖層組的補(bǔ)給通道；當(dāng)導(dǎo)水?dāng)鄬优c地表水體溝通時(shí)，常形成地表水補(bǔ)給礦床的主要導(dǎo)水通道；當(dāng)在充水巖層組展布區(qū)發(fā)育有導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，將提高充水巖層組與外界的水力聯(lián)系程度；當(dāng)導(dǎo)水?dāng)鄬忧懈畹V層隔水頂、底板時(shí)，斷層常引起頂板或底板涌（突）水。3、窄條狀隱伏露頭在我國大部分煤礦山，煤系薄層灰?guī)r充水含水層、中厚層砂裂隙充水含水層以及巨

10、厚層的碳酸鹽充水含水層，多呈窄條狀的隱伏露頭與上覆第四系松松散沉積物不整合接觸。影響隱伏露頭部位多層充水含水層組地下水垂向間水力交替的因素主要有兩個(gè)：（1）隱伏露頭部位基巖風(fēng)化帶的滲透能力大?。唬?）上覆第四系底部卵石孔隙含水層組底部是否存在較厚層的粘土隔水層。4、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)通道煤系含水層組主要以厚層狀砂巖裂隙充水含水層組為主，薄層灰?guī)r沉積較少。在厚層狀砂巖裂隙含水層組之間沉積了以粉砂巖、細(xì)砂巖或泥巖為主的隔水層組。在地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下，脆性的隔水層在受力情況下以破裂的形式釋放應(yīng)力，致使隔水層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理，形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙網(wǎng)絡(luò)，這種面狀構(gòu)

11、造使上、下含水層組之間往往以越流形式進(jìn)行垂向水力補(bǔ)給。二、礦床充水的人為條件（一）人為充水水源1、襲奪水源由于礦床開采范圍的不斷擴(kuò)大，地下水位降落漏斗不斷延伸。人工疏降強(qiáng)烈改造著礦區(qū)的天然地下水流場。人工地下水流場獲得新的補(bǔ)給水源稱為襲奪水源。2、老窯水老窯水一般分布在老礦山的淺部，它具有以下充水特點(diǎn)：（1）老窯水以靜儲(chǔ)量為主，其儲(chǔ)量與采空區(qū)分布范圍有關(guān)。（2）老窯水為多年積水，水循環(huán)條件差，水中含有大量H2S氣體，并多為酸性水，有較強(qiáng)的腐蝕性。（3）老窯突水一般水勢迅猛，硫化氫氣體對(duì)人體危害性較大。（二）人為充水通道礦坑充水人為通道主要包括頂板冒落裂帶、地面巖溶塌陷帶和封孔質(zhì)量不佳鉆孔等。1

12、、采動(dòng)冒落后，形成的冒落帶和導(dǎo)水裂帶是礦坑充水的人為通道。其特點(diǎn)如下：（1）當(dāng)冒落裂帶發(fā)育高度達(dá)到煤層頂板充水含水巖層時(shí)，礦坑涌水量將有顯著增加；未達(dá)到煤層頂板充水含水巖層時(shí)，礦坑涌水量無顯著增加（2）當(dāng)冒落裂帶發(fā)育高度達(dá)到地表水體時(shí)，礦井涌水量將迅猛增加，同時(shí)常伴有井下涌砂現(xiàn)象。2、地面巖溶塌陷帶隨著巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和疏干開采實(shí)踐，煤礦區(qū)及其周圍地區(qū)的地表巖溶塌陷隨外可見，地表水和大氣降水通過塌陷坑直接充入井下。3、封孔質(zhì)量不佳的鉆孔由于封孔質(zhì)量不佳，常常導(dǎo)致鉆孔轉(zhuǎn)變?yōu)槿藶閷?dǎo)水通道。當(dāng)掘進(jìn)巷道或采區(qū)工作面經(jīng)過這些沒有封好的鉆孔時(shí)，頂?shù)装宄渌畬拥叵滤畬⒀刂@孔補(bǔ)給礦層，造成礦井

13、的突水事故。第三節(jié) 礦井突水預(yù)兆與突水量估算一、突水預(yù)兆（一）一般預(yù)兆煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大；有時(shí)煤煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；工作面氣溫降低,或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味；有時(shí)可聞到水的“嘶嘶”聲；礦壓增大，發(fā)生片幫、冒頂及底臌。（二）老空透水預(yù)兆采掘工作面或其它地點(diǎn)煤壁掛紅、掛汗，空氣變冷，出現(xiàn)霧氣，有水叫聲或風(fēng)聲，頂板淋水加大，頂板來壓，底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水，水色發(fā)渾，有臭味等。以上征兆可能幾個(gè)單獨(dú)出現(xiàn)，也可能只出現(xiàn)其中一個(gè)。（三）工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆工作面壓力增大，底板臌起，底臌量有時(shí)可達(dá)500mm以上；工作面底板產(chǎn)生裂，并逐漸增大；沿裂或煤幫向外滲水

14、，隨著裂的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁、底板穩(wěn)定時(shí)水變色清。底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲；底板發(fā)生“底爆”，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色。（四）松散孔含水層突水預(yù)兆突水部位發(fā)潮、滴水、且滴水現(xiàn)象逐漸增大，仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)水中含有少量細(xì)砂；發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。第四節(jié)、礦井涌水量的觀測：方法：浮漂法、堰測法、容積法、流速儀法、水泵標(biāo)定法

15、等。第三講 礦井突水時(shí)的應(yīng)急措施1、發(fā)現(xiàn)有人被堵井下時(shí)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)首先制定營救措施。要判斷被堵人員可能躲避地點(diǎn)，分析其生存條件，制定營救方案。并根據(jù)涌水量和排水能力，估計(jì)排除積水的時(shí)間。2、立即通知泵房人員加大排水，將水倉水位降到最低程度，爭取較長的緩沖時(shí)間。3、檢查所有排水設(shè)施和輸電線路，了解水倉現(xiàn)有容量，派人清挖水溝。如果水中攜帶大量泥沙、浮煤時(shí)，可在水倉口處修筑臨時(shí)分段擋墻，以減少水倉淤積。4、水文地質(zhì)人員應(yīng)測量涌水地點(diǎn)、涌水量大小及其變化，記錄圍巖及巷道破壞變形狀況，察看觀測孔水位和泉、河等地表水體的變化，分析判斷突水來源和最大突水量，以及突水發(fā)展趨勢，為防止淹井采取必要措施提供依據(jù)。5

16、、檢查水泵門關(guān)閉是否靈活、嚴(yán)密，并清除淤渣，派人看守，待命關(guān)閉。6、在查明地面水體與突水有聯(lián)系時(shí)，應(yīng)迅速派人進(jìn)行堵塞，減少補(bǔ)給量。7、當(dāng)排水能力負(fù)擔(dān)不了涌水時(shí)，可因地制宜，采取將水引入下山巷道、筑壩蓄水、關(guān)閉水閘門，以延長緩沖時(shí)間，爭取時(shí)間增加排水設(shè)備，保住礦井。8、當(dāng)采取上述措施仍不能阻擋淹井時(shí)，井下人員應(yīng)迅速向安全口撤退，安全出井。第四講 礦井防治水技術(shù)礦井防治水是利用各種工程設(shè)施防止礦井大量涌水，特別是防止發(fā)生災(zāi)害性突水事故。主要措施有：減少礦井充水水源或滲入礦井的水量，疏放降壓對(duì)礦井有威脅的地下水，阻止水進(jìn)入井巷；充分利用井田地質(zhì)、水文地質(zhì)備件構(gòu)筑必要的工程，減少或防止發(fā)生突水事件。礦

17、井防水分為地面防水和井下防水兩種。（一）地面防水地面防水是指在地表修筑各種防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水涌入工業(yè)廣場或滲入井下，它是保證礦井安全生產(chǎn)的第一道防線。1、地面防水方法河流改道。礦區(qū)范圍內(nèi)有常年性河流流過且與礦井直接充水含水層接觸，河水滲漏量大，是礦井的主要充水水源，會(huì)給生產(chǎn)帶來影響。屬該情況可在河流進(jìn)入礦區(qū)的上游地段筑水壩，將原河流截?cái)?，用人工河道將河水引出礦區(qū)。若因地形條件不允許改道，而河流又很彎曲，可在井田范圍內(nèi)將河道截彎取直，縮短河道流經(jīng)礦區(qū)的長度，減少河水下滲量。鋪整河底。礦區(qū)有季節(jié)性河流、沖溝、渠道，當(dāng)水流沿河或溝底裂縫滲入井下時(shí)，則可在滲漏地段用黏土、料石、水泥

18、或土工布等修筑不透水的人工河床，制止或減少河水滲漏。填堵通道。礦區(qū)范圍內(nèi)，因采掘活動(dòng)引起的地面沉降、開裂、塌陷等，經(jīng)查明是礦井進(jìn)水通道時(shí)，應(yīng)用黏土或水泥填堵，對(duì)較大的溶洞或塌陷裂縫，下部填碎石、上部蓋以黏土分層夯實(shí)，且略高出地面，以防積水。挖溝排洪。地處山麓或山前平原區(qū)的礦區(qū)，因山洪或潛水流入井下，構(gòu)成水害隱患或增大礦井排水量，可在井田上方垂直來水方向沿地形等高線布置排洪溝、渠攔截洪水和淺層地下水，并通過安全地段引出礦區(qū)。排除積水。有些礦區(qū)開采后引起地表沉降與塌陷，長年積水，且隨開采面積增大，塌陷區(qū)范圍越廣，積水越多，此時(shí)可將積水排掉，造地復(fù)田，消除隱患。(二)井下防治水1、防水閘門與防水墻防

19、水閘門一般設(shè)置于井下運(yùn)輸巷內(nèi)，正常生產(chǎn)時(shí)防水閘門是敞開著的，當(dāng)突然發(fā)生水患時(shí)，關(guān)閉閘門將水阻擋于閘門之外。水閘門位置選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：防水閘門應(yīng)設(shè)置在對(duì)水害具有控制作用的部位和井下重要設(shè)施部位，能將水害控制在盡可能小的范圍內(nèi)，并考慮即使水害發(fā)生后能恢復(fù)生產(chǎn)及繞過事故地點(diǎn)開拓新區(qū)。防水閘門應(yīng)設(shè)置在不受鄰近采動(dòng)影響的地點(diǎn)，以免破壞防水閘門的結(jié)構(gòu)和修筑地點(diǎn)圍巖的隔水性和穩(wěn)定性。盡量避免在較弱巖層或煤層內(nèi)砌筑，應(yīng)建在圍巖穩(wěn)定性與隔水性好的地段，要求圍巖硬度系數(shù)f值必須大于4。閘門應(yīng)盡量修筑在單軌巷道內(nèi)，以減少掘進(jìn)量和水閘門的規(guī)模。防水閘墻。防水閘墻是另一方種形式的堵水建筑，分為臨時(shí)性的和永久性的兩種

20、。臨時(shí)性防水閘墻就是在有出水危險(xiǎn)的采掘工作面?zhèn)溆卸滤牧?，一旦突水后迅速將突水堵截在較小范圍內(nèi)。永久性水閘墻一般是在開采結(jié)束后，為永久隔絕有繼續(xù)大量涌水可能的地區(qū)段而砌固的一種永久性關(guān)閉擋水建筑。2、防水煤（巖）柱在水體下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删驎r(shí)，為防止地表水或地下水潰入工作面，在可能發(fā)生突水處的外圍保留最小寬度的礦柱不采，以加強(qiáng)巖層的強(qiáng)度和增加其重量阻止水突入礦井。這種保證地下采礦地段的水文地質(zhì)條件不致明顯變壞的最小寬度礦柱，叫做防水煤（巖）柱。防水煤（巖）柱留原則：有突水威脅又不宜疏放的地區(qū)，采掘時(shí)必須留設(shè)防水煤（巖）柱。防水煤（巖）柱留設(shè)應(yīng)在安全可靠的基礎(chǔ)上，把煤柱寬度降到最低

21、程度以提高資源利用率。一個(gè)井田或一個(gè)水文地質(zhì)單元內(nèi)的煤防水煤（巖）柱，應(yīng)在總體開采設(shè)計(jì)中確定，即開采方式和井巷布局與各種煤（巖）柱留設(shè)相適應(yīng)，避免在以后煤柱留設(shè)中造成困難。多煤層地區(qū)防水煤（巖）柱留設(shè)，必須統(tǒng)一考慮，以免某一煤層所留設(shè)煤柱因另一煤層開采而遭破壞，致使整個(gè)防水煤巖柱失效。留設(shè)防水煤巖柱所需數(shù)據(jù)必須就地選取，鄰區(qū)或外區(qū)數(shù)據(jù)僅供參考。（三）井下探放水技術(shù)1、探水的目的、原則探水是指采礦過程中用超前勘探的方法，查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫和前方的含水構(gòu)造、充水含水層、積水老窯等水體的具體空間位置和產(chǎn)狀等，其目的是為有效地防治礦井水害做好必要準(zhǔn)備。采掘工作面必須執(zhí)行“八字”方針，即“有疑必

22、探，先探后掘”的原則。因而，遇到下列情況之一時(shí)，必須進(jìn)行探水。接近水淹的井巷、老窯或小窯時(shí)。接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印⒑严睹芗瘞?、溶洞和陷落柱時(shí)，或通過它們之前。打開隔離煤柱放水前。接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)。接近可能涌水的鉆孔時(shí)。接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)。采動(dòng)影響范圍內(nèi)有承壓含水層或含水構(gòu)造，或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清，可能突水時(shí)。接近礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜地段，采掘工作面有涌（突）水預(yù)兆或情況不明時(shí)。接近其它可能涌（突）水地段時(shí)。2、老窯水探放原則探放老窯水原則要依老窯積水量的多少、礦井現(xiàn)有排水能力、老窯水的動(dòng)水補(bǔ)給量、水質(zhì)和疏放后可能解

23、放煤炭的資源量等因素綜合考慮，以安全、經(jīng)濟(jì)、合理為原則。具體情況可分為以下幾種：積極探放。老窯區(qū)不位于河流或重要建筑物之下，排放老窯水不會(huì)過分加重礦井排水負(fù)擔(dān)，且積水區(qū)下尚有大量礦產(chǎn)資源急待開采時(shí)，應(yīng)積極探放，以徹底解除水害隱患。先堵后探放。老窯區(qū)為強(qiáng)含水層或因其它水源水所淹沒，且出水點(diǎn)動(dòng)水補(bǔ)給量較大，應(yīng)先堵出水點(diǎn)后再進(jìn)行探放水。先降壓后探放。對(duì)于以靜儲(chǔ)量為主、水量大、水壓高的老窯積水區(qū)，應(yīng)先從頂、底板巖層打穿層放水孔，待水壓下降后，再沿煤層打探水鉆孔。先隔離后探放。老窯積水量較大，水質(zhì)差（酸性大），或?yàn)楸苊忾L期負(fù)擔(dān)排水費(fèi)用，則應(yīng)留設(shè)煤（巖）柱與生產(chǎn)區(qū)隔離，待到礦井生產(chǎn)后期再作處理。老窯水探放

24、一般是在正式探水前，對(duì)小窯或老窯積水區(qū)進(jìn)行調(diào)查，圈定采空區(qū)范圍，確定積水邊界，隨后劃定探水線，編制探、放水設(shè)計(jì)，確定掘進(jìn)超前距。完成上述內(nèi)容后進(jìn)行探水和整理探水資料，隨后確定掘進(jìn)距離，通知開拓單位掘進(jìn)，然后再探水。依次類推，循環(huán)進(jìn)行，直到揭露老窯區(qū)，放盡積水為止。探放老窯水鉆孔布置的基本原則是以不漏掉“老窯”、保證安全生產(chǎn)和探水工作量最小為原則。3、探放斷層水原則凡遇到下列情況必須探水：采掘工作面前方或附近有含（導(dǎo)）水?dāng)鄬哟嬖?，但具體位置不清或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。采掘工作面前方或附近預(yù)測有斷層存在，但其位置和含（導(dǎo)）水性不清，有能發(fā)生突水時(shí)。采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（

25、即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值），在采煤工作面前方和采面影響范圍內(nèi)，是否有斷層情況不清，一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時(shí)。斷層已被巷道揭露或穿過，暫時(shí)沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動(dòng)影響下，有可能導(dǎo)致斷層活化并引起突水，需要探明在深部其是否已與強(qiáng)含水層或底板水導(dǎo)升高度相聯(lián)通時(shí)。井巷工程接近或計(jì)劃穿過的斷層淺部不含（導(dǎo)）水，但在深部有可能突水時(shí)。根據(jù)井巷工程自設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求，必須探明斷層時(shí)。采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?0m時(shí)。采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00m時(shí)。采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層距離縮短時(shí)。采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明，含水層水壓又大于23MPa（四）、疏干

26、降壓技術(shù)所謂疏干降壓，是指受水害威脅和有突水危險(xiǎn)的礦井或采區(qū)借助于專門的疏水工程（疏水石門、疏水巷道、放水鉆孔、吸水鉆孔等），有計(jì)劃有步驟地將煤層上覆或下伏強(qiáng)含水層中地下水進(jìn)行疏放，使其水位（壓）值降至某個(gè)水平安全采煤時(shí)水位（壓）值以下的過程。其目的是預(yù)防地下水突然涌入礦井，避免災(zāi)害事故，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是煤礦防治水的一種重要措施。（五）、底板含水層注漿改造技術(shù)在承壓區(qū)含水層的富水區(qū)，強(qiáng)徑流帶或底板不完整的工作面，采用疏干降壓和帷幕注漿難度大，經(jīng)濟(jì)不合理時(shí)，可通過薄層灰?guī)r含水層注漿改造。煤層底板注漿改造含水層，是沿工作面上、下付巷大面積布置注漿鉆孔，通過注漿鉆孔注漿來充填底板灰?guī)r

27、含水層的巖溶裂隙和導(dǎo)水裂隙，從而大大減弱含水層的富水性并徹底切斷水源補(bǔ)給通道，使受注含水層被改造為不含水或弱含水層，實(shí)現(xiàn)工作面不突水開采。第五講 常用防治水經(jīng)驗(yàn)公式 、突水系數(shù)公式1、定義：每米有效隔水層厚度所能承受的最大水壓值。2、公式：Ts=P/（MCpDg）式中Ts突水系數(shù)（MPa/m）；P隔水層承受的水壓（MPa）M底板隔水層厚度（m）； Cp采礦對(duì)底板隔水層的擾動(dòng)破壞深度（m）； Dg隔水層中危險(xiǎn)導(dǎo)高（m）。3、公式主要用途：（1）確定安全疏降水頭；（2）反映工作面受水威脅程度。規(guī)定中規(guī)定：富水區(qū)或底板受構(gòu)造破壞塊段Ts大于0.06 MPa/m；正常塊段大于0.1 MPa/m為嚴(yán)重受

28、水威脅。、斯列沙遼公式：1、公式：t=L（）/4Kp或H=2Kpt2/L2rt式中t底板安全隔水層厚度（m）；L采掘工作面底板最大寬度（m）；r隔水層巖石的容量（t/m3）; Kp隔水層巖石的抗張強(qiáng)度（t/m2）；H隔水層底板承受的水頭壓力（t/m2）。2、公式主要用途：可用來計(jì)算安全隔水層t，臨界水頭壓力H，掘進(jìn)頭或條采安全寬度及工作面最大安全控頂距。3、公式存在問題：（1）底板受力變形不完全符合梁受力變化理論；（2）理論以靜力平衡為基礎(chǔ)，未充分考慮礦山壓力、動(dòng)水壓力等應(yīng)力的作用。4、公式參數(shù)取值依據(jù)：r隔水層巖石的容量，取2.53.0t/ m3。H隔水層底板承受的水頭壓力，此處為計(jì)算至含水

29、層頂面的水頭高度。Kp鄭煤一般取42.6100t/cm2。、防水煤柱經(jīng)驗(yàn)公式：1、防水煤柱公式：L=0.5KM/3P/Kp式中：K-安全系數(shù)3-5M-煤層厚度（m）P-水頭壓力（Kg/cm2）Kp-煤層抗張強(qiáng)度（Kg/cm2）第六講、現(xiàn)場檢查注意事項(xiàng)： 1、技術(shù)審批制度:所有大的防治水工程及探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施必須經(jīng)礦有關(guān)科室會(huì)簽后并經(jīng)礦總工程師簽字后，報(bào)集團(tuán)公司業(yè)務(wù)主管部門審批。2、探放水驗(yàn)收制度集團(tuán)公司對(duì)井下探放水驗(yàn)收規(guī)定如下：一、在探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施未經(jīng)集團(tuán)公司審批之前，嚴(yán)禁擅自施工進(jìn)行探放水。二、在探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)后，每回次探放水前要由礦主管副礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)組

30、織安排探放水前的驗(yàn)收工作，參加部門應(yīng)由礦地測、安監(jiān)、調(diào)度、生產(chǎn)、機(jī)電、通風(fēng)六部門組成。三、驗(yàn)收情況要由各部門參驗(yàn)人員在探放水驗(yàn)收表上簽字，提出驗(yàn)收意見，發(fā)現(xiàn)問題限期整改，誰簽字誰落實(shí)、誰負(fù)責(zé)。四、驗(yàn)收表要在驗(yàn)收后24小時(shí)內(nèi)傳真到集團(tuán)公司地測處備案。五、集團(tuán)公司有關(guān)業(yè)務(wù)處室地測處、安監(jiān)局、調(diào)度室、生產(chǎn)處、機(jī)電處、通風(fēng)處對(duì)探放水地點(diǎn)將進(jìn)行不定期抽查，發(fā)現(xiàn)未按探放水設(shè)計(jì)及措施探水將加重處罰。六、驗(yàn)收內(nèi)容以所批復(fù)的作業(yè)地點(diǎn)探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施為準(zhǔn)，未盡事宜可參照有關(guān)煤礦安全規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定。3、檢查探放水時(shí)的幾個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容:一、總體要求：探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施 應(yīng)包括四部分內(nèi)容：（一）概況、（二）探放水工程設(shè)計(jì)、（三）探放水設(shè)計(jì)附圖；（四）安全技術(shù)措施。文字部分必須以 A4紙以仿宋體打印裝訂，附圖必須為曬成的藍(lán)圖，圖紙色澤均勻，線條清晰。二、具體格式及主要內(nèi)容如下： 一、概況：主要內(nèi)容應(yīng)有：探放水巷道或回采工作面周圍的水文地質(zhì)條件，如老空水積水范圍、原回采時(shí)的充水狀況，現(xiàn)積水量、積水高度（水壓）、正常涌水量預(yù)計(jì)，老空與上、下采空區(qū)、相鄰積水區(qū)、地表河流、建筑物及斷層構(gòu)造的水力聯(lián)系程度；探放水巷道的開拓方向、施工次序和支護(hù)形式。二、探放水工程設(shè)計(jì)：主要內(nèi)容：（1）探水鉆場位置（含各回次）；（2）鉆探工具型號(hào)；（3）設(shè)計(jì)鉆孔幫距、超前距和探水線確定