隱蔽治災因素普查課件.ppt

1、煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素普查,作者：雒建旺,2,一、煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素普查主要任務包括,1、煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素類型 2、煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素探查方法、探查要求及后續(xù)相關(guān)工作的規(guī)定 3、查明影響煤礦安全生產(chǎn)的各種隱蔽致災地質(zhì)因素，做好相應的預防工作 4、進行地質(zhì)補充調(diào)查與勘探、地質(zhì)觀測、資料編錄和綜合分析，提供煤礦建設和生產(chǎn)各個階段所需要的地質(zhì)資料，解決煤礦安全生產(chǎn)中的各種地質(zhì)問題。,6,采空區(qū)普查結(jié)束后，應及時將采空區(qū)普查的相關(guān)信息標繪在采掘工程平面圖和礦井充水性圖上，建立煤礦和周邊采空區(qū)相關(guān)資料臺賬，以便分析相關(guān)隱患可能對煤礦生產(chǎn)帶來的潛在影響，及時做好防范措施。,9,重點是收水威脅的區(qū)域掘

2、進前要查清水文地質(zhì)條件，問題包括老空和溶洞。 探查：物探、化探和鉆探。 提出水害分析報告：水害類型，水害特點，預防措施 審查報告：總工。 礦井工作面回采前，應查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層（體）富水性等情況。 重點：工作面采前探查 采掘工作面遇到下列情況之一時，必須進行探放水，探水前必須確定探水線并標在采掘工程平面圖上：探放水對象 布置探放水鉆孔應當遵循下列規(guī)定： （一）探放老空水、陷落柱水和鉆孔水時，探水鉆孔成組布設，并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距3 m為準，厚煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過1.5 m； （二）探放斷裂構(gòu)造水和巖溶水等時，探水鉆孔沿掘進方向的前方

3、及下方布置。底板方向的鉆孔不得少于2個； （三）煤層內(nèi)，原則上禁止探放水壓高于1 MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實需要的，可以先建筑防水閘墻，并在閘墻外向內(nèi)探放水；,ABOUT ME,關(guān)于我,10,探放水重點是鉆孔布置 1.參數(shù) 超前距：從探水線開始向前打鉆。過程：探-掘-探-掘，循環(huán)進行。 終孔位置保持超前掘進工作面一段距離（20m）幫距20m 2.鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量，防止淹井；放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調(diào)度室。 3.井下探放水必須使用專用的探放水鉆

4、機，嚴禁使用煤電鉆探放水。煤電鉆太短 4.探水鉆孔除兼作堵水或疏水用鉆孔外，終孔孔徑一般不得大于75mm。 從圍巖的穩(wěn)定性要求孔徑一般不得大于75mm。 遇到不測是容易控制。探放水鉆進時發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆眼中水壓、水量突然增大和頂鉆等透水征兆時，必須立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿。要立即向礦調(diào)度室匯報，派人監(jiān)測水情。如發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員到安全地點，然后采取措施，進行處理。 5.探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。探放 水孔必須鉆入老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害

5、氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。,11,三、廢棄老窯（井筒）和封閉不良鉆孔調(diào)查 廢棄老窯（井筒）和封閉不良鉆孔普查，應收集廢棄老窯（井筒）閉坑時間、開采煤層、范圍，是否開采煤柱和充填情況等資料。井田內(nèi)及周邊施工的所有鉆孔都要標注在圖上，分析每個鉆孔封孔的質(zhì)量。建立井田內(nèi)廢棄老窯（井筒）、水源井、封閉不良鉆孔臺賬。 a、廢棄老窯的危害性，影響煤礦采掘設計和工程施工，而且會引發(fā)突水等煤礦事故。 b、探測方法與技術(shù)要求，采用查閱相關(guān)資料、調(diào)查訪問等方法。 c、

6、封閉不良的危害性，煤炭地質(zhì)勘探或生產(chǎn)補充勘探時期，井田內(nèi)多數(shù)施工鉆孔均揭穿煤層和煤系上部含水層，部分鉆孔甚至揭穿煤系下部含水層，在封閉不良或沒有封閉的情況下，這些鉆孔可成為溝通含水層的通道，當開采接近或揭露這些鉆孔時，會造成涌水乃至突水。 d、封閉不良鉆孔的探測方法與要求 及時對掘進巷道前方封閉不良鉆了等富水性區(qū)域進行預測預報，煤炭勘察或煤礦補充勘探施工的鉆孔都會保存封孔資料及質(zhì)量記錄，可采取查閱或收集資料方式，了解勘查過程中鉆孔施工情況及鉆孔封閉情況。弄清鉆孔分布，特別是封閉不良鉆孔的分布及資料、封閉質(zhì)量、和封閉不良層段；對于鉆孔資料不詳、封孔資料不清的鉆孔，應已封閉不良鉆孔對待，在設計說明

7、和各類地質(zhì)說明書中必須明確提出來，作為煤礦生產(chǎn)的安全隱患；在掘進和回采靠近或離開鉆孔一定距離時，應觀察和記錄掘進頭和工作面的異常變化，發(fā)現(xiàn)異常，應分析異常原因，并及時報告。 分析封閉不良鉆孔影響煤礦生產(chǎn)，及時反饋給設計及施工部門，將井田周邊所有鉆孔標注在采掘工程平面圖等相關(guān)圖件上，對封閉不良的鉆孔專門標注，建立不良鉆孔臺賬；對煤礦勘查獲補充勘探施工鉆孔封孔質(zhì)量臺賬；生產(chǎn)過程中揭露鉆孔進行觀測對生產(chǎn)的影響和處理情況進行記錄，建立采掘中揭露地質(zhì)鉆孔封孔質(zhì)量臺賬。,12,四、斷層、裂隙和褶曲調(diào)查 斷層、裂隙和褶曲對煤礦安全的危害 查明礦井邊界斷層和井田內(nèi)落差大于5米的斷層，查明礦井內(nèi)主要褶曲形態(tài)，收

8、集礦井裂隙發(fā)育資料、總結(jié)規(guī)律，編制煤礦構(gòu)造綱要圖。其中，斷層普查主要包括斷層性質(zhì)、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及巖性，斷層兩盤伴生裂隙發(fā)育程度，斷層富水性等。 1）斷層、裂隙和褶曲是煤礦重要的隱蔽致災地質(zhì)因素，對煤礦安全高效生產(chǎn)影響顯著。主要體現(xiàn)為： a、斷層的存在可對煤層的完整性和連續(xù)性造成破壞，影響煤炭資源儲量； b、斷層、褶曲的存在會影響開采區(qū)域及其井田劃分和礦井開拓方式的合理布置，增加開拓成本和降低生產(chǎn)效率； c、斷層、褶曲及裂隙發(fā)育帶可能會在其附近引起煤層頂板冒頂、突水、瓦斯突出等煤礦安全事故。 2）導致冒頂 3）導致水害 4）導致瓦斯異?；蚴鹿?13,斷層、褶曲、裂隙帶調(diào)查和探查

9、頂板裂隙帶的調(diào)查和探查 構(gòu)造裂隙帶調(diào)查大氣降水補給、河流滲漏補給 裂隙帶是造成礦井水害的主要原因之一 地表水體通過裂隙涌入礦坑造成災害。 通過裂隙涌入礦井造成災害時常發(fā)生，特別是礦井涌水量隨降雨量的增加，在暴雨季節(jié)往往造成災害。 對斷層和褶曲的普查可采用現(xiàn)場觀測和物探、鉆探等探測方法，內(nèi)容包括：斷層性質(zhì)、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及巖性，斷層兩盤伴生裂隙發(fā)育程度，斷層富水性等進行探查。地層的重復和缺失、巖層產(chǎn)狀的急變、小褶皺劇增，以及擠壓破碎和各種擦痕等是斷層活動引起的構(gòu)造強化現(xiàn)象。褶曲探查包括：查明褶皺的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模、形態(tài)和分布特點，探討褶曲形成的方式，了解褶曲與礦產(chǎn)的關(guān)系。將斷層和褶

10、曲應標注在編繪的煤礦構(gòu)造綱要圖上,圖1 細砂巖內(nèi)高角度原生縱向裂隙的發(fā)育情況 圖2 粉砂巖內(nèi)高角度原生縱向裂隙的發(fā)育情況 (祁東煤礦71煤采前對比孔彩色鉆孔電視探測圖片) (祁東煤礦71煤采前對比孔彩色鉆孔電視探測圖片),圖3 炭質(zhì)泥巖內(nèi)高角度原生縱向裂隙的發(fā)育情況 圖4 泥巖內(nèi)高角度原生縱向裂隙的發(fā)育情況 (祁東煤礦71煤采前對比孔彩色鉆孔電視探測圖片) (祁東煤礦71煤采前對比孔彩色鉆孔電視探測圖片),16,五、陷落柱普查 煤地質(zhì)工作規(guī)定 陷落柱普查，應查明礦井內(nèi)直徑大于30米的陷落柱，主要包括陷落柱發(fā)育形態(tài)、巖性、周邊裂隙發(fā)育程度、導水性等，并提出防范措施和建議。陷落柱探查是國內(nèi)外的難題

11、。 在條件好的情況下可以用： 三維地震法（含再處理和解釋）、瞬變電磁法 1）陷落柱對煤礦安全的危害性 陷落柱的存在影響巷道的掘進和煤層的開采，是煤礦安全生產(chǎn)的重要隱蔽致災地質(zhì)因素之一。煤礦區(qū)陷落柱的存在對煤礦生產(chǎn)影響顯著，主要包括：a、破壞煤層的連續(xù)性，在陷落柱區(qū)域形成無煤區(qū)，減少煤炭可采儲量；b、陷落柱破壞頂?shù)装逶斐擅绊斊瑤偷仁鹿?；c、陷落柱充當特殊的導水管道造成水災事故。 2）陷落柱賦存特點：空間形態(tài)多不規(guī)整、大小不一、高度各異、隱蔽性強。 造成陷落柱與斷層誤判的表面現(xiàn)象特征主要表現(xiàn)在：a、煤巖層出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象；b、揭露煤巖層裂隙比較發(fā)育；c、揭露顯示煤層多比較破碎；d、采掘面多出現(xiàn)淋水現(xiàn)

12、象。 3）探測方法與要求 a、煤礦井下疑似陷落柱判識； b、地球物理勘探； c、井下鉆探；,陷落柱,陷落柱,利用三維可視化技術(shù)解釋煤層中的斷層和陷落柱,根據(jù)勘探區(qū)內(nèi)確認的陷落柱位置，確定了陷落柱的地震響應特征。作為判斷本區(qū)是否存在陷落柱的重要依據(jù)之一,12318陷落柱的地震響應,響應特征1：反射波受裂隙影響，陷落柱上方的反射能量較弱,陷落柱在振幅剖面上的特征（左：xline421 右：xline425）,陷落柱在振幅剖面上的特征（左： inline209 右： inline213 ）,響應特征2：陷落柱內(nèi)部的巖層有陷落和復合波現(xiàn)象,陷落柱在瞬時相位上的特征（左 xline417 右 xline

13、421 ）,8煤,4煤,1煤,8煤,4煤,1煤,響應特征3：陷落柱在水平切片上呈現(xiàn)出圈狀現(xiàn)象,瞬時相位屬性上的切片反映 （左-8煤往上2ms，右-8煤往下2ms）,響應特征3：陷落柱在水平切片上呈現(xiàn)出圈狀現(xiàn)象,在方差屬性上的切片反映（左-8煤往上10ms，右-8煤往上5ms）,響應特征3：陷落柱在水平切片上呈現(xiàn)出圈狀現(xiàn)象,瞬時相位屬性上的切片反映 （左-8煤往下5ms，右-8煤往上5ms）,響應特征3：陷落柱在水平切片上呈現(xiàn)出圈狀現(xiàn)象,在方差屬性上的切片反映（左-8煤往上10ms，右-8煤往上5ms）,響應特征3：陷落柱在水平切片上呈現(xiàn)出圈狀現(xiàn)象,在方差屬性上的切片反映（左-8煤，右-8煤層位

14、往上5 ms）,29,六、瓦斯富集區(qū)普查 瓦斯腹肌區(qū)普查，應查明煤層厚度、變化規(guī)律、煤質(zhì)和瓦斯含量及賦存狀況，系統(tǒng)收集礦井所有的瓦斯資料和地質(zhì)資料，編制瓦斯地質(zhì)圖，對礦井瓦斯賦存情況進行分區(qū)，開展瓦斯防突預測預報工作。 a、瓦斯富集區(qū)隱蔽致災危害 煤礦瓦斯突出、瓦斯爆炸等瓦斯事故是煤礦發(fā)生重大惡性事故的表現(xiàn)之一，它具有突發(fā)性強、潑及范圍廣、危害程度高等突出特點。 b、探測方法和要求 在煤炭勘查、煤礦補充勘探和煤層氣勘探開放過程中，可測定煤層瓦斯含量、瓦斯壓力、滲透率，查清煤層厚度、結(jié)構(gòu)煤巖、煤質(zhì)及變化，并可了解區(qū)內(nèi)構(gòu)造、煤層煤體結(jié)構(gòu)等情況，不僅為礦井的開采設計提供基礎(chǔ)資料，而且通過地面鉆孔實測

15、煤層氣的壓裂抽采，可有效降低瓦斯含量，起到煤炭開采區(qū)域防突等作用。 綜合收集和分析煤炭勘查、煤層氣勘探開發(fā)的瓦斯測試資料，以及煤礦生產(chǎn)過程測試的相關(guān)瓦斯參數(shù)資料、礦井通風數(shù)據(jù)、瓦斯等級鑒定資料等，在地質(zhì)條件不清的地區(qū)才用礦井物探。鉆探等方法進行探測，并開展瓦斯參數(shù)的相關(guān)測試，根據(jù)獲取資料，開展瓦斯賦存規(guī)律的研究，這對預防煤礦瓦斯事故的發(fā)生至關(guān)重要。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，編制采區(qū)、礦井的瓦斯地質(zhì)圖，并對礦井瓦斯賦存情況進行分析，開展瓦斯防突預測預報，提出防突建議,30,七、導水裂縫帶隱蔽致災地質(zhì)因素普查 導水裂縫帶普查，應采用物探、鉆探實測和理論計算等方法確定礦井導水裂縫帶高度，合理留設隔水煤柱。如果煤

16、層頂板受開采破壞，其導水裂縫帶潑及范圍內(nèi)存在富水性強的含水層（體），在掘進、回采前，應當對含水層（體）進行疏干。 導水裂縫帶是指開采煤層上方一定范圍內(nèi)的巖層發(fā)生垮落和斷裂，產(chǎn)生裂縫，且具有導水性的巖層范圍。具有成層性、連通性和聚氣導水等特點。 導水裂縫帶探查方法：經(jīng)驗公式法、相似模擬法、數(shù)值模擬法和現(xiàn)場實測發(fā)等。 11、地下含水體普查 地下含水體普查，應查明影響礦井安全開采的水文地質(zhì)條件，各種含水體的水源、水量、水位、水質(zhì)和導水通道，預測煤礦正常和最大涌水量，提出放排水建議。 12、井下火區(qū)普查 井下火區(qū)普查，應查明火區(qū)范圍、密閉、氣體成分等情況，提出防滅火措施建議,31,八、古河床沖刷帶、天窗等不良地地質(zhì)體普查 應采用物探、鉆探等方法查明井田內(nèi)巖漿巖侵入體分布范圍、古河床沖刷帶、古隆起、天窗等，將查出的不良地質(zhì)體標會在采掘工程平面圖上。 1）古河床沖刷帶、天窗等不良地質(zhì)體對煤礦安全的威脅 沖刷帶存在對煤礦生產(chǎn)影響顯著，表現(xiàn)在：a、因沖刷使煤層變薄，造成煤炭資源量減少；b、由于沖刷帶的存在，往往需要改變煤礦采掘設計；c、由于沖刷帶存在，造成巷道斷面破