礦井水害培訓(xùn)教案課件

防治水培訓(xùn)教案1可編輯課件PPT一、基本概念：礦井水：在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，滲入、淋入、流入、涌入和潰入井巷或工作面的任何水源的水，統(tǒng)稱礦井水。含水層：能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。巖性主要為灰?guī)r、石英砂巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細(xì)粒砂巖、砂層等隔水層：不能透過(guò)并給出一定水量的巖層。巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土等2可編輯課件PPT二、礦井水災(zāi)的危害1、惡化生產(chǎn)環(huán)境。2、增加排水費(fèi)用（增加生產(chǎn)成本）。3、損失煤炭資源。4、縮短生產(chǎn)設(shè)備使用壽命。礦井水有腐蝕作用，對(duì)設(shè)備、軌道、支架有腐蝕作用5、引起瓦斯積聚、爆炸或硫化氫中毒6、發(fā)生突水。涌水量超過(guò)排水能力或突水，可造成淹沒(méi)工作面，甚至礦井，威脅井下作業(yè)人員安全。3可編輯課件PPT三、礦井水害發(fā)生的基本條件1、有水源：A大氣降水：包括降雨和降雪B地表水：包括河流、湖泊、詔澤、池塘、水庫(kù)、采后塌陷積水等【例】2005年8月7日廣東梅州市興寧市大興煤礦發(fā)生重大透水事故，為透地表水體（水庫(kù)）而發(fā)生的淹井事故。原因是發(fā)生“抽冒”，造成突水4可編輯課件PPTC地下水:

①松散層水

②砂巖裂隙水【例】新集一礦111311工作面收作時(shí)，發(fā)生突水，最大涌水量達(dá)400m3/h，突水水源為13-1煤以及以上煤層頂板砂巖水，造成淹沒(méi)工作面。5可編輯課件PPT③巖溶裂隙水【例1】1984年6月2日，開(kāi)灤范各莊礦2171綜采工作面發(fā)生世界采礦史上罕見(jiàn)的巖溶陷落柱透水災(zāi)害，最大涌水量為12.318萬(wàn)m3/h，礦井被淹沒(méi)（310萬(wàn)噸/年），相鄰的呂家坨煤礦淹沒(méi)，林西礦受?chē)?yán)重威脅停產(chǎn)，趙各莊礦、唐家莊礦受威脅告急迫使該礦井處于停產(chǎn)狀態(tài)，并危及臨近礦井，直接經(jīng)濟(jì)損失10億元?！纠?】1996年任樓煤礦首采面曾因隱伏導(dǎo)水陷落柱突水,最大涌水量達(dá)11854m3/h引發(fā)淹井災(zāi)害,造成3.5億元的重大經(jīng)濟(jì)損失。6可編輯課件PPT7可編輯課件PPT8可編輯課件PPT9可編輯課件PPT10可編輯課件PPT11可編輯課件PPT12可編輯課件PPT13可編輯課件PPT14可編輯課件PPT④老空區(qū)水15可編輯課件PPT2、有導(dǎo)水通道：A人為通道：井筒、開(kāi)采裂隙，未封閉鉆孔B自然通道：裂隙、斷層、溶隙（主要危害為陷落柱）3、失控：對(duì)礦井充水水源和導(dǎo)水通道的管理達(dá)不到預(yù)定的要求，導(dǎo)致淹沒(méi)礦井甚至人員傷亡等情況的發(fā)生。16可編輯課件PPT四、水害產(chǎn)生的原因1、地面防洪、防水措施不當(dāng)?shù)孛婧樗删?、塌陷、裂隙等通道進(jìn)入井下造成礦井水災(zāi)。2、井田水文地質(zhì)資料不清井巷或采掘工作面接近老空積水區(qū)、充水巷道、導(dǎo)水?dāng)鄬印?qiáng)含水層、陷落柱、老鉆孔等充水水源和充水通道時(shí)未采取措施，造成透水事故。3、井巷位置選擇不合適井巷布置在水文地質(zhì)復(fù)雜或離強(qiáng)含水層較近，導(dǎo)致頂、底突水。4、技術(shù)決策失誤。防治水措施、亂挖防水煤柱等5、工程質(zhì)量差包括巷道工程質(zhì)量不合格，造成抽冒，導(dǎo)通強(qiáng)含水層。另外，探放水鉆孔施工質(zhì)量不合格等。6、排水設(shè)備能力不足或機(jī)電事故影響。7、防水閘門(mén)未按設(shè)計(jì)要求施工或質(zhì)量低劣不能起到防水作用。8、思想麻痹大意。17可編輯課件PPT新集五礦井筒探水注漿時(shí)，注漿孔按高壓鉆孔設(shè)計(jì)，發(fā)生突水（第8個(gè)孔），鉆孔最大水量達(dá)594m3/h，水柱噴高達(dá)10余米，鉆桿沖出30米左右，淹沒(méi)井筒事故，即為思想麻痹大意造成?！纠?8可編輯課件PPT五、防治水技術(shù)措施19可編輯課件PPT防探放水十六字方針：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采。20可編輯課件PPT綜合防治水措施，歸納為“七”字：防：防水設(shè)施及防治水措施排：排水設(shè)施、排水能力探：井下探水（包括物探和鉆探）放：超前探放老空區(qū)水、頂板砂巖水疏：疏水降壓或疏干含水層截：留設(shè)各種防水煤柱堵：注漿堵出水口，加固裂隙帶，充填巖溶裂隙等21可編輯課件PPT六、新集一礦主要充水水源

新集一礦構(gòu)造部位屬淮南復(fù)向斜的一部分，位于謝橋向斜南翼。含煤地層為近東西走向的單斜構(gòu)造，傾向北，其下伏地層為太原組，含灰?guī)r12～13層，基底為奧陶系石灰?guī)r。由于阜鳳逆沖斷層的作用，將下元古界、寒武系以及部分奧陶系、石炭、二疊系（夾片）推覆于煤系地層之上。推復(fù)體近東西向展布，其掩蓋區(qū)域?yàn)楸镜V中部和南部，掩蓋面積約占全礦3/4。上部為第三、第四系松散沉積物。22可編輯課件PPT23可編輯課件PPT礦井開(kāi)采主要受新生界松散孔隙水、推覆體片麻巖裂隙水、推覆體夾片灰?guī)r巖溶裂隙水、推覆體寒武系灰?guī)r巖溶裂隙水、煤系砂巖裂隙水、底板太原組灰?guī)r巖溶裂隙水、斷層水及采空區(qū)水的威脅。24可編輯課件PPT七、水害防治25可編輯課件PPT（一）地表水

2005年8月7日廣東梅州市興寧市大興煤礦發(fā)生重大透水事故，均是為透地表水體（水庫(kù)）而發(fā)生的淹井事故。原因是發(fā)生“抽冒”，造成突水主要防治措施（1）在礦井設(shè)計(jì)時(shí)，符合煤礦安全規(guī)程，如井口工業(yè)廣場(chǎng)的標(biāo)高，要高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗粯?biāo)高；如井口工業(yè)廣場(chǎng)的標(biāo)高低于當(dāng)?shù)刈罡吆樗粯?biāo)高，采取建攔洪壩、截水溝等防洪工程，目的防止地表水從主井、副井、風(fēng)井口直接灌入井下。（2）鉆孔、報(bào)廢孔必須全孔封閉。26可編輯課件PPT（二）新生界松散層

我國(guó)中部和東部礦區(qū)、煤系地層上覆蓋有新生界松散層，由于后者分布面積較大，能廣泛接受和儲(chǔ)存古(現(xiàn))代大氣降水，并與下伏基巖含水層呈角度不整合接觸而使兩者的水力聯(lián)系較好，因而它不僅成為壓在礦坑上方的一個(gè)巨大的含水體，而且也是礦井涌水的補(bǔ)給來(lái)源。我國(guó)煤礦開(kāi)采史上，曾有過(guò)多次新生界松散層水透水惡性事故。1、查明條件：新生界松散層賦存、巖性與分層結(jié)構(gòu)、巖性組合、厚度、富水性、隔水性，特別要查明新生界底部含水層、隔水層的富水性及厚度變化，查明采區(qū)上方基巖頂面的起伏變化、標(biāo)高，新生界松散層與地表水體及其它含水層之間可能存在的水力聯(lián)系等。27可編輯課件PPT2、留設(shè)合理煤巖柱類(lèi)型和高度：

（1）在查明條件基礎(chǔ)上，確定留設(shè)煤巖柱類(lèi)型；

（2）結(jié)合煤系地層傾角、風(fēng)化帶的性質(zhì)、采高和煤層頂板巖組的力學(xué)特性等，并通過(guò)開(kāi)展“開(kāi)采上限”研究，結(jié)合按《“三下”開(kāi)采規(guī)程》留設(shè)相應(yīng)的安全煤(巖)柱合理高度。【例】淮北礦業(yè)集體蘆嶺煤礦發(fā)生突水事故即礦井提高回采上限開(kāi)采時(shí)，留設(shè)的防水巖柱不合理，導(dǎo)致新生界四含水潰入井下。28可編輯課件PPT3、不同條件下預(yù)先采取不同措施：（1）新生界松散層底部含水層富水性較弱、靜儲(chǔ)量有限的塊段地區(qū)，可在井下實(shí)施疏干排放；（2）底部含水層富水性中等和較強(qiáng)，留設(shè)合理防水煤(巖)柱。（3）新生界地層覆蓋較薄地區(qū)開(kāi)采煤系地層傾角較大的地區(qū)，必須根據(jù)實(shí)際情況，留設(shè)足夠的煤柱，防止抽冒發(fā)生。開(kāi)采時(shí)嚴(yán)格按開(kāi)采設(shè)計(jì)控制采高和上風(fēng)巷的標(biāo)高，嚴(yán)格做到上、下層及上、下階段(指急傾斜煤層)之間的間歇開(kāi)采29可編輯課件PPT（三）煤系砂巖水砂巖裂隙水為賦存于煤層頂、底板砂巖裂隙的水體，一般其富水性及危害程度較地表水體、松散層底部含水層和灰?guī)r水的小一些。由于受裂隙非均勻性分布控制，以及上覆含水層的補(bǔ)給影響，變得琢磨不定，在生產(chǎn)過(guò)程中，常以“游擊戰(zhàn)”的形式出現(xiàn)。往往對(duì)掘進(jìn)和開(kāi)采產(chǎn)生影響。如果通過(guò)導(dǎo)水?dāng)嗔?、陷落柱等通道得到地表水、喀斯特水補(bǔ)給，成為礦井涌水、突水的直接水源?！纠啃录坏V111311工作面收作時(shí)發(fā)生突水，最大涌水量達(dá)400m3/h，突水水源為13-1煤以及以上煤層頂板砂巖水，造成淹沒(méi)工作面。30可編輯課件PPT防治的主要措施：1、弄清砂巖裂隙水源，查清砂巖裂隙分布特征，采取物探方法進(jìn)行探測(cè)頂板砂巖的富水性及分布規(guī)律；一、煤層頂板導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)分布有含水層時(shí)，必須防探頂板水2、采取針對(duì)性措施，如封堵其與補(bǔ)給水源的構(gòu)造聯(lián)通部位、截?cái)嗥渲饕难a(bǔ)給水源等，再進(jìn)行打鉆疏放頂板砂巖水。先期探放水孔，一般從開(kāi)切眼起，可按30、50、100米的間距布置。往后可視具體情況而定?？孜粦?yīng)盡可能結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造布設(shè)在疏水效果好的部位。3、在生產(chǎn)中也可利用支護(hù)錨干進(jìn)行對(duì)裂隙水的引流疏放；31可編輯課件PPT4、評(píng)價(jià)煤層開(kāi)采引起的冒落帶、裂隙帶波及砂巖裂隙的高度與范圍，運(yùn)用正確合理的方法評(píng)價(jià)開(kāi)采后砂巖裂隙的補(bǔ)給量。5、當(dāng)涌水量較大可能影響正常生產(chǎn)時(shí)，在工作面機(jī)巷建立強(qiáng)排水系統(tǒng)和施工專(zhuān)門(mén)的泄水巷?！纠啃录坏V南東翼采區(qū)151107工作面，在工作面回采前采用礦井瞬變電磁法進(jìn)行超前探測(cè)，探測(cè)頂板砂巖富水規(guī)律，然后采取打鉆疏放、錨索機(jī)疏放，同時(shí)在工作面機(jī)巷建立強(qiáng)排水系統(tǒng)，最終保證了工作面安全回采。（工作面回采時(shí)最大涌水量達(dá)120m3/h，未影響工作面生產(chǎn)）。32可編輯課件PPT（四）灰?guī)r水防治在石炭二疊紀(jì)煤系地層下部含有數(shù)層太原組灰?guī)r。太原組灰?guī)r與奧陶系灰?guī)r之間不整合接觸，且?jiàn)W灰的喀斯特裂隙、溶洞又都比較發(fā)育，在構(gòu)造斷裂的作用下，不僅其本身的含水性較好，而且有的還與相鄰的薄層灰?guī)r、松散含水層及奧陶系灰?guī)r等有較好的水力聯(lián)系，因而在開(kāi)采該類(lèi)煤層時(shí)，常常會(huì)發(fā)生突水事故。33可編輯課件PPT【例1】1984年6月2日，開(kāi)灤范各莊礦2171綜采工作面發(fā)生世界采礦史上罕見(jiàn)的巖溶陷落柱透水災(zāi)害，最大涌水量為12.318萬(wàn)m3/h，礦井被淹沒(méi)（310萬(wàn)噸/年），相鄰的呂家坨煤礦淹沒(méi)，林西礦受?chē)?yán)重威脅停產(chǎn)，趙各莊礦、唐家莊礦受威脅告急迫使該礦井處于停產(chǎn)狀態(tài)，并危及臨近礦井，直接經(jīng)濟(jì)損失10億元。【例2】1996年任樓煤礦首采面曾因隱伏導(dǎo)水陷落柱突水,最大涌水量達(dá)11854m3/h引發(fā)淹井災(zāi)害,造成3.5億元的重大經(jīng)濟(jì)損失。34可編輯課件PPT防治措施35可編輯課件PPT1、建立各含水層的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)；采用物探、化探、鉆探和放水、聯(lián)通試驗(yàn)等綜合探查方法，查明：

①各條主要斷層(指貫入奧陶系灰?guī)r的斷層)的空間位置；②各條斷層導(dǎo)水性和兩盤(pán)主要含水層的對(duì)接關(guān)系；③奧陶系灰?guī)r與可采煤層之間的間距和巖性結(jié)構(gòu)變化；④奧陶系灰?guī)r與“中間含水層”的水力聯(lián)系、主要補(bǔ)給通道和可能的補(bǔ)給量等；⑤奧陶系灰?guī)r頂界面以上可能存在的“原始導(dǎo)水帶高度”，或其頂界面以下可能存在的弱含水段的高度。對(duì)前者要切實(shí)防范，對(duì)后者要盡可能改造利用。36可編輯課件PPT2、注漿堵水截堵奧陶系灰?guī)r水對(duì)太原組灰?guī)r的補(bǔ)給通道，擺脫奧陶系灰?guī)r水對(duì)煤層開(kāi)采的直接威脅。3、用注漿的辦法，改造“中間含水層”，擴(kuò)大隔水巖組的范圍、改善巖組的結(jié)構(gòu)，提高巖組的綜合抗水壓能力，變含水層為隔水層。4、對(duì)奧陶系灰?guī)r的界面(含原始導(dǎo)水帶的頂面)、導(dǎo)水?dāng)鄬印?dǎo)水陷落柱和鉆入奧陶系灰?guī)r而封堵不良的鉆孔等，除預(yù)先按規(guī)程留設(shè)防水煤(巖)柱外，還要?jiǎng)澏ň渚€，禁止任何井巷工程進(jìn)入。5、“突水系數(shù)”高于安全臨界值時(shí)，必須采取疏堵結(jié)合，疏水降壓或擴(kuò)大、改善隔水巖組等方法，使其符合安全帶壓開(kāi)采的要求。其中，奧陶系灰?guī)r水的疏降水位，以雨季可能回升的最高水位作為計(jì)算、評(píng)定的依據(jù)，達(dá)不到要求時(shí)，切忌冒險(xiǎn)開(kāi)采。37可編輯課件PPT(五)老空、老塘水的防治1、老空、老窯水的危害老空、老窯水積存于生產(chǎn)、開(kāi)拓水平以上，雖然水量不很大，一般不致造成淹井的危害，但水量集中，來(lái)勢(shì)迅猛，一旦揭露，就會(huì)以“有壓管道流”的形式突然潰出，迅猛異常，具有很大的沖擊力和破壞力，對(duì)人身安全的危害極大。38可編輯課件PPT2、水害防治

防治的基本對(duì)策主要就是“探”，堅(jiān)持先探后掘，堅(jiān)持不探明、不放凈不回采。（1）對(duì)于淺部老窯、小煤井積水區(qū)防治通過(guò)地面物探手段先在總體上圈定出老窯積水區(qū)的大體邊界，然后再據(jù)此劃定“緩沖安全帶”，確定起探標(biāo)高，先探后掘。39可編輯課件PPT（2）礦井自身老空、老窯水的防治A、及時(shí)填繪圖紙，建立“盲巷”臺(tái)帳。B、在采掘工程圖上標(biāo)明積水區(qū)及其最洼點(diǎn)的具體位置和積水外緣標(biāo)高，并外推60米用紅色圈出積水老空區(qū)的警戒線，進(jìn)行探放水設(shè)計(jì)，進(jìn)行探放水。C、以平面圖、剖面圖確切反映積水區(qū)與采掘工作面的空間關(guān)系。對(duì)于緩傾斜、近水平復(fù)煤層或厚煤層分層回采的上覆采空區(qū)，應(yīng)繪制小等高距的采空區(qū)底板等深線圖，以表明積水區(qū)的構(gòu)造和形狀。要分析其主要的充水因素，預(yù)計(jì)可能的積水量和動(dòng)水量。D、掘進(jìn)工作面進(jìn)入積水警戒線后，必須超前探放水，并在距積水實(shí)際邊界30米處停止掘進(jìn)，進(jìn)行打鉆放水，在確證積水已被基本放凈后，才允許繼續(xù)掘進(jìn)。E、探放水鉆孔必須具有孔口控水裝置。探放大范圍老空水或工作面上方的老硐水時(shí)，應(yīng)預(yù)計(jì)各放水孔的最大放水量，以供生產(chǎn)部門(mén)合理組織排、泄水使用。F、對(duì)另有水源補(bǔ)給者，必須先封堵水源，爾后再進(jìn)行放水。G、探放老空積水時(shí)，要制定預(yù)防有害氣體溢出傷人的專(zhuān)門(mén)措施。40可編輯課件PPT（六）封閉不良鉆孔防治1、調(diào)查歷史上已有的廢孔，有無(wú)封孔不良。2、編制含水層的等水位線圖，結(jié)合井下出水點(diǎn)和礦井涌水量變化及可能出現(xiàn)的高、低水位異常區(qū)，研究確定是否有導(dǎo)水鉆孔存在。3、對(duì)封孔不良的鉆孔，夠在地面進(jìn)行透孔處理。4、井上下均難處理的，必須按《規(guī)程》留設(shè)防水煤(巖)柱。41可編輯課件PPT（七）、斷層水1、應(yīng)核準(zhǔn)（包括補(bǔ)鉆探明）斷層產(chǎn)狀、位置。分析斷層帶的富（導(dǎo)）水性，并在平面圖、剖面圖上確定斷層與采掘工作面的空間幾何關(guān)系。2、井巷通過(guò)導(dǎo)水或可能導(dǎo)水?dāng)鄬忧?，必須超前探水，探水線（探水起點(diǎn)）至斷層交面線的最小距離不得小于20米，水壓大于20公斤力時(shí)應(yīng)按比例增大。3、當(dāng)井巷通過(guò)含（導(dǎo)）水?dāng)鄬訒r(shí)，要嚴(yán)防來(lái)壓冒頂突水或滯后突水（突泥砂），并及時(shí)建議采掘部門(mén)采取相應(yīng)的防水措施，如加強(qiáng)支護(hù)、砌石旋、注漿封閉等。4、對(duì)與強(qiáng)含水層連通的導(dǎo)水?dāng)鄬?，必須按?guī)定留設(shè)防隔水煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前，要復(fù)查煤柱的可靠性。42可編輯課件PPT八、突水預(yù)兆1、煤層發(fā)潮發(fā)暗，巷道壁或煤壁“掛汗”。由于壓力水滲過(guò)微小裂隙凝結(jié)到巖石和煤壁表面形成許多水珠或使煤層發(fā)潮發(fā)暗（挖掉一層仍潮濕）。水珠呈尖形，而煤層自燃發(fā)火預(yù)兆“掛汗”呈平行水珠，為蒸汽凝結(jié)于頂板所形成的2、出現(xiàn)霧氣巷道溫度較高，積水滲到煤壁后引起蒸發(fā)而形成霧氣。3、空氣變涼；工作面接近積水區(qū)，氣溫驟冷，煤壁發(fā)涼。4、頂板來(lái)壓，出現(xiàn)壓力水流，煤層有水?dāng)D出，并產(chǎn)生“嘶嘶”水叫聲，有時(shí)能聽(tīng)到空洞泄水聲，5、工作面瓦斯、二氧化碳、硫化氫等有害氣體增加；6、巷道頂板來(lái)壓，底鼓或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水；7、巷道壁或煤壁“掛紅”。就是鐵銹，地下水含水鐵的氧化物。8、水色發(fā)渾，有臭雞蛋味