頂板含水層水探放技術(shù)

山西工程職業(yè)學(xué)院主講教師：劉勇洪《煤礦安全技術(shù)》頂板含水層水探放技術(shù)煤系地層中一般存在多層可采煤層，同時(shí)也發(fā)育有多層充水含水層，在導(dǎo)水裂縫帶范圍內(nèi)的含水層對(duì)開(kāi)采直接造成影響。砂巖裂隙水對(duì)礦井的充水性強(qiáng)弱主要決取于露頭補(bǔ)給區(qū)、含水層的構(gòu)造裂隙發(fā)育程度和開(kāi)啟性程度、含水層的厚度等。井田附近存在含水層露頭、構(gòu)造裂隙發(fā)育且開(kāi)啟性好、純砂巖厚度大的含水層對(duì)礦井的威脅更大一些；反之，對(duì)礦井的威脅則較小。煤層頂板含水層水害特征1頂板含水層水探放技術(shù)

當(dāng)煤系地層中出現(xiàn)砂巖和泥巖交互沉積，這就大大限制了砂巖含水層中構(gòu)造裂隙的延展性和不同砂巖含水層段之間的水力聯(lián)系，使得砂巖裂隙含水層水較巖溶充水礦床對(duì)礦井安全的威脅程度要弱得多。該類(lèi)含水層特點(diǎn)是鉆孔抽水水量較小，但是地下水儲(chǔ)存量大，工作面回采后往往形成離層水，造成瞬時(shí)峰值涌水而淹井。煤層頂板含水層水害特征1頂板含水層水探放技術(shù)砂巖裂隙型突水不同于喀斯特巖溶型突水的突發(fā)性和潰入性，而往往呈現(xiàn)出小—大—小的突水過(guò)程。突水前期一般有先兆，突水后期水量會(huì)逐漸衰減。煤層頂板含水層水害特征1頂板含水層水探放技術(shù)水經(jīng)覆巖涌入礦井機(jī)理開(kāi)采煤層距離含水層（水體）較遠(yuǎn)，冒裂帶觸及不到含水層（水體），且含水層水壓不足以破壞冒裂帶之上的隔水層，彎曲帶內(nèi)的巖層雖然也可能存在伸張裂隙或離層，但這些裂隙互不連通。不會(huì)發(fā)生潰水。開(kāi)采煤層距離含水體近，冒裂帶直接進(jìn)入含水層，則含水層水會(huì)涌入井下。若冒落帶達(dá)到含水層，不僅會(huì)發(fā)生突水事件，還會(huì)發(fā)生潰沙事件。煤層頂板含水層水害特征1頂板含水層水探放技術(shù)超前疏放頂板含水層水

超前疏放排水與一般的礦井排水是不同的，它是指有計(jì)劃、有步驟地均衡礦井涌水量，改善井下作業(yè)條件，保證采掘工作安全和降低排水費(fèi)用目的，借助于專(zhuān)門(mén)的疏水巷道、放水鉆孔、水位降低鉆孔、吸水鉆孔等對(duì)影響采掘安全的煤層上覆或下伏強(qiáng)水層中的地下水降低水位(水壓)或使其局部疏干，實(shí)現(xiàn)安全采掘。疏放排水根據(jù)具體的水文地質(zhì)條件，有時(shí)在地表進(jìn)行(地面疏干)；有時(shí)在井下巷道中進(jìn)行(井下疏干)；有時(shí)在建井生產(chǎn)前進(jìn)行(預(yù)疏干)；也有時(shí)在建井生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行。頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)超前疏放頂板含水層水為了預(yù)防頂板含水層水大量、突然涌入礦井，避免突水事故的發(fā)生，消除地下水高水壓水造成的破壞作用，對(duì)位于開(kāi)采影響范圍內(nèi)、又不能通過(guò)留設(shè)防水煤(巖)柱或降低采高等措施的的煤層上覆近距離含水層水。我們一般采取利用“采準(zhǔn)”巷道疏放、放水鉆孔疏放等方法疏放含水層水，以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)超前疏放頂板含水層水利用“采準(zhǔn)”巷道疏放煤層直接頂板為含水層時(shí)，利用“采準(zhǔn)”巷道疏放通常是將采區(qū)巷道或采面準(zhǔn)備巷道提前開(kāi)拓，利用“采準(zhǔn)”巷道預(yù)先疏放頂板含水層。如華東開(kāi)采太原群煤層的某礦，21層煤直接頂板為12層灰?guī)r，為了疏干灰?guī)r含水層，常常利用21層煤的“采準(zhǔn)”巷道進(jìn)行疏放。利用21層煤采準(zhǔn)巷道疏放頂板灰?guī)r含水層頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)超前疏放頂板含水層水利用采準(zhǔn)巷道疏放頂板含水層時(shí)應(yīng)注意：

(1)采準(zhǔn)巷道提前掘進(jìn)的時(shí)間應(yīng)根據(jù)疏放水量和疏放速度決定，超前時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響采掘計(jì)劃的平衡，造成巷道長(zhǎng)期閑置，有時(shí)還會(huì)增加維修工作量；超前時(shí)間太短又會(huì)影響疏放效果。

(2)疏放強(qiáng)含水層時(shí)，應(yīng)視水量大小考慮是否要擴(kuò)大排水溝、水倉(cāng)以及增加排水設(shè)備。專(zhuān)門(mén)的疏放水巷道并不多見(jiàn)，只是在水量很大的情況下偶爾采用。頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)超前疏放頂板含水層水放水鉆孔疏放當(dāng)含水層距離煤層較遠(yuǎn)，采準(zhǔn)巷道起不到疏放效果時(shí)，在巷道中每隔一定距離向含水層打放水鉆孔的辦法進(jìn)行預(yù)先疏放。如神華寧煤分公司紅柳礦、華東某礦14l～143工作面疏放頂板水時(shí)共打放水孔10個(gè)，其中6個(gè)孔見(jiàn)水(圖5-22)，涌水量一般為1.5～2.5m3／h，5號(hào)孔最大為15.4m3／h，兩個(gè)多月共放水10900m3。工作面疏放頂板水鉆孔布置示意圖頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)地面疏降是指在需要疏降的地段于地面施工大口徑鉆孔，安裝深井泵或深井潛水泵排水，使地下水位降低的一種疏降方法。

地面疏降的適用條件：①滲透性能良好，含水豐富的含水層，其滲透系數(shù)一般不小于2.5～66m／d；②疏放降壓深度不應(yīng)超過(guò)水泵的揚(yáng)程。

地面疏放的優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，施工期限較短，勞動(dòng)和安全條件好，疏放工程布置的靈活性強(qiáng)。頂板水防治的方法2頂板含水層水探放技術(shù)地面疏降地面疏放的缺點(diǎn)：受含水層滲透條件的限制，深井泵管理和維修比較復(fù)雜。所以這種方法目前使用尚不普遍，較為少見(jiàn)。根據(jù)疏放地段的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和幾何輪廓，疏放降壓孔的布置主要有兩種形式：直線(xiàn)孔排：地下水由一