防治水课件（最全）.ppt

煤矿防治水讲座,,主要内容,1、煤矿防治水工作的必要性2、国家有关规程、规定3、预备知识4、山西煤矿水害类型、发生原因及防治措施,一、煤矿防治水工作的必要性,1、水害位居五大灾害之二2、瓦斯可防、可控，技术成熟。水害技术不成熟3、事故频发，伤亡较大，损失严重4、开采历史悠久，采空区积水及带压愈来愈严重,,浅层煤矿床,,,浅层煤矿床,深层煤矿床,,深层煤矿床,,,下组煤,深部煤,,,二、国家有关规程、规定,2018年9月煤矿安全监察局印发的煤矿防治水细则2016年10月实施的煤矿安全规程,煤矿防治水细则（共分为八章，138条）,防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取“防、疏、堵、截、排、探、监”的综合治理措施。煤矿企业、矿井的主要负责人（法人、实际控制人）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师具体负责防治水的技术管理工作。,,矿井水文地质类型划分标准,（一）矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的；（二）矿井原勘探工程量不足，水文地质条件尚未查清的；（三）矿井经采掘揭露煤岩层后，水文地质条件比原勘探报告复杂的；（四）矿井经长期开采，水文地质条件已发生较大变化，原勘探报告不能满足生产要求的；,水文地质补充勘探条件,水文地质补充勘探条件,（五）矿井开拓延深、开采新煤系（组）或者扩大井田范围设计需要的；六）矿井巷道顶板处于特殊地质条件部位或者深部煤层下伏强充水含水层，煤层底板带压，专门防治水工程提出特殊要求的；（七）各种井巷工程穿越强富水性含水层时，施工需要的。,煤矿安全规程主要条款,规程2011、3、1施行，共44条，本次修改39条。1、明确了水害防治工作的责任主体是煤矿企业；提出了“矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍，建立健全防治水各项制度，装备必要的防治水抢险救灾设备。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，还应设立专门防治水机构。”（251、267、282、285、286、288条都涉及该内容）,2、建立水害预防及预警机制。254条，灾害性天气预警及预防机制。266、291条，矿井有透水征兆时，撤出井下所有人员。3、加强采掘工作面的探放水工作。267条“矿井采掘工作面探放水必须采用钻探方法，由专业人员和专职探放水队伍施工；不能用物探方法替代钻探进行探放水”。268条“井田内含水层或老空积水影响安全掘进和采煤时，必须超前进行钻探，待彻底疏放水后，方可进行掘进回采”285条“地面无法查明矿井全部水文地质条件和充水因素时，应当采用井下钻探方法，坚持“有掘必探”的原则开展探放水工作，并确保探放水的效果”,4、加强新建矿井防治水工作。271条“矿井建设和延深，当开拓到设计水平时，只有在建成防、排水系统后，方可向有突水危险地区开拓掘进”。282条“新建矿井揭露的水文地质条件比地质报告复杂的，应当进行水文地质补充勘探，及时查明水害隐患，采取可靠的安全防范措施”，283条“井筒开凿到底后，必须优先施工永久排水系统，在进入采区施工前应当建好永久排水系统”。,5、强排系统273条“水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵”,三、预备知识,自燃界水的循环含水层与隔水层导水构造采空区与老空区带压开采突水系数上三带、下三带及采空塌陷区,自然界中水的循环,,直接、间接充水含水层与隔水层,含水层能透过和给出相当水量的岩层，如有各种砂岩、石灰岩、白云岩、柱状节理发育的玄武岩、风化后的变质岩。直接充水含水层---受采、掘破坏或影响到的含水层（组），并对矿井和采、掘工作面构成直接充水的，称之为直接含水层（组）。间接充水含水层---不受采、掘破坏或影响到的含水层（组），但和直接含水层（组）产生水力联系并对直接含水层（组）补给，形成间接充水的的含水层（组）。隔水层不能透过和给出水量的岩层，如页岩、泥岩、侵入性的火成岩，未风化的变质岩。,含水层与隔水层,划分参考指标,导水构造断层,正断层岩层断裂后，上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层岩层断裂后，上盘相对上升，下盘相对下降。平推断层岩层断裂后，两盘作水平移动。,导水构造,陷落柱,古空区与采空区,古空区是指古代人民采煤后遗留下的空间；采空区是指距今时间不很长采煤后而留下的空间；二者的相同点都是由于煤层开采后留下的空间。区别如下,带压开采,突水系数,Tp/MTp/M-CpTp/M-h1-h2T---突水系数，MPa/m;P---底板隔水层承受的水压，MPa;M---底板隔水层厚度，m。判断标准0.060.10.15MPa/m;,上三带及采空塌陷区,煤矿在回采后形成顶板坍塌，按其岩石的破碎程度可划分成为冒落带垮落带、导水裂隙带断裂带、整体移动带整体沉降弯曲带，称这三个带为上三带。当三带达到地表，使地表发生下沉，称沉降的范围为采空塌陷区。,上三带及采空塌陷区,下三带,煤层回采后，由于矿压对底板发生破坏，使底板岩石发生深度不同的破碎，此带称为矿压破坏带。在含水层顶部，由于水压力的作用，顶板岩石有微小裂隙存在时，含水层中的水会沿此裂隙上升，此带称后原始导升带。在这两带中间完整的岩石称为有效保护带。此三带称为下三带。,下三带,,,四、山西省煤矿水害类型、发生原因及防治措施,地表水体水害煤系围岩含水层水害古、采空区水害岩溶水水害,1、地表水体水害,地表水体水害有两类1、是井田内有河流或季节性河流，在丰水期洪水水位暴涨，导致洪水通过井口（或采空塌陷区）灌入矿井2、在水体下采煤，导水裂缝带到达水体引起地表水灌入井下等。,山西河流,流域面积大于10000km2的有5条，黄河流域的汾河、沁河；海河流域的桑干河、漳河、滹沱河。流域面积在1000---10000km2的有48条。流域面积在100---1000km2的有397条。全省已建成水库631座，大型8座，中型64座，小型559座。,地表水体水害,发生原因特点实例防治措施,,,,,地表水体水害发生原因,,地表水体水害发生原因1、矿井的布置不合理，井口标高低于最高洪水位，且工业广场缺乏必要的防洪建筑。2、由于缺乏气象和水文观测资料，最高洪水位的计算和选取有误。3、由于在河道内占地建筑或排放废石渣等，人为改变了河道行洪条件，使实际洪水位高于原设计值。4、水体下或附近开采方法不当，开采变形导致顶板隔水层破坏。5、地面开采塌陷裂缝未能及时充填封堵，遗留下隐患。6、与周边矿井和老窑之间的边界保安煤柱留设不合理，导致地表水体沿小窑或古空溃入本矿井。,地表水体水害特点,水害来的突然而迅猛，瞬时水量巨大，巷道内形成的高速水流能量无法抗拒，其突水量远大于矿井的排水能力，常使得井下作业人员来不及撤出，被困井下而造成重大人员伤亡和财产损失。,地表水体水害实例,例1、邻矿塌陷区1988年8月18日19时5分，潞安矿务局五阳矿760水平大巷因襄垣县侯堡乡红旗煤矿越界开采打通多处，正遇汛期来临，漳河水涨，漳泽水库、后湾水库同时向河床排水，河水漫出河床后经红旗煤矿采空塌陷区灌入井下。很快淹没760水平大巷并遍及全井，造成全矿停产两个多月，两名工人死亡，直接经济损失6000多万元。例2、邻矿井口1996年8月太原西山连降暴雨，引发山洪，晋源区淹没河谷两侧多个小煤窑，进而沿小窑溃入大矿，导致官地矿井下被淹，损失上亿元。,山西兴县马圐圙煤矿,例3本矿塌陷区兴县魏家滩镇麻焉塔沟一带突降暴雨，造成主河槽下面采空区塌陷，洪水经采空区溃入马圐圙煤矿工作面，致使11名矿工被困井下。,例4、临汾吉县盛平井口洪水灌井,2010年6月30日，山西煤销集团吉县盛平煤业有限公司发生洪水灌井事故。,大宁煤矿泄水涵洞被堵塞,,,,河道被建筑物堵塞,,,,防洪堤被洪水冲毁,,洪水位灌入平峒,,,,地表水体水害防治措施,合理选择井筒位置1、井口标高必须高于当地300年一遇洪水位标高；2、工业场地必须高于100年一遇最高洪水位标高。3、当受地形限制时，不能满足上述条件时，应采取修筑防水堤坝或改变水流方向等补救措施。,地表水体水害防治措施,河流改道或修筑排（截）水沟若河流流入矿区附近或矿区内，并严重影响生产时，可在河流进入矿区的上游选择合适地点修筑水坝，将原河道阶段截断，用人工河道将河水引出矿区范围以外。若地形不允许改道，而河道本身又很弯曲时，可在矿区或井田范围内将河道截弯取直，以缩短河道流经矿区的长度，减少河流向井下渗透水量。在山地丘陵区，可在井田外缘或漏水区段的上游垂直水流方向修筑排水沟，将水排至影响范围以外。,,地表水体水害防治措施,准确测定开采煤层与地表水体的相互位置关系，及水体的动态变化特征，留足防水煤柱。,地表水体水害防治措施,充分了解周边小窑及古空的分布范围及与本矿的连通性，合理留设边界保安煤柱或补充防水设施。对矿区地表的裂隙、洞穴及陷坑等漏水地带，用粘土堵塞、夯实，并稍高于地表，以防积水渗灌井下。,地表水体水害防治措施,,,河流铺底示意图,地表水体水害防治措施,密切关注汛期气象变化；切实做好防汛值班工作；作好水文观测；落实暴雨期间井下撤人制度。,2、煤系围岩含水层水害,煤矿开采时，由于采动后围岩破坏，不可避免地会产生顶底板含水岩层向矿井充水。通常情况下，由于煤系地层中含水层富水性较弱，涌水量较小，且不具有突然性，一般不会造成灾害。在局部区域或地带含水层富水性较强，但含水层规模有限，初揭露时水量较大，随后即逐渐减小，较容易疏干；当与其他强含水层或含水体连通时，则涌水量大且稳定，疏干难度较大，常造成淹井或被迫弃采。,煤系围岩含水层水害,煤层含水层组合关系影响因素特点实例防治措施,,,煤层、含水层关系柱状图,煤系围岩含水层水害影响因素,水文地质条件地质构造特征降水量与矿井排水量的关系开采面积与排水量的变化规律开采深度与矿井排水量的关系开采沉陷与排水量的关系,煤系围岩含水层涌水特点,煤矿开采不同时期，矿井排水量变化很大，一般可分为四个阶段首先，煤矿开采初期，即由基建到达产期间，揭露的含水层相对多，各含水层处于自然饱和状态，含水性就强，随着开采面积的增大，就会逐步发生顶板冒落，勾通裂隙导水带，煤系顶部含水层中地下水就会直接渗入矿坑。在有河沟地段煤层浅的矿井，地表水也可能渗入矿坑，在补给量大于排水量的条件下，矿井排水量将相对增大。,煤系围岩含水层水害特点,其次，当矿井开采进入中期以后，一般不会大面积揭露新的含水层，由于开采时间的增长，含水层水位不断降低，以矿井为中心的降落漏斗趋于稳定，部分含水层由承压转为无压，矿井排水量靠入渗量补给，处于补、径、排平衡状态。,煤系围岩含水层水害特点,第三，当矿井开采进入后期，含水层部分被疏干，导水裂隙带和节理裂隙逐步被充填，地表入渗补给量逐步减少，则矿井排水量逐步衰减。第四，当矿井开采进入末期停采，在其影响范围内，矿坑排水变小或不排水。但由于煤系底部有隔水层存在，采空区逐步积水成为“地下水库”。,煤系围岩含水层水害特点,需要指出的是上述四个阶段是在正常条件下的全过程和共性，如有构造破坏或与地表水、岩溶水发生联系，特别是煤层底板发生岩溶水突水时，则会发生局部、暂时的突变，排水量就增大，这在山西煤矿开采过程中，也不乏实例。,煤系围岩含水层水害实例,例1、翼城牢寨煤矿，由于太原组灰岩与奥陶系岩溶水连通，1997年4月17日在副斜井施工放炮时突水，突水量400m3/h，涌水淹没了1660m巷道，设备22件。淹没回风巷，井底车及峒室，迫使全矿停产，基建停工。直接经济损失500余万元。例2、清徐县边山各矿，由于奥灰间接充水，矿井排水量巨大，吨煤排水量甚至超过40m3，部分矿井由于涌水太大而放弃开采。而北部与之相邻的煤矿则涌水量很小。例3、霍县9号煤层顶板K2灰岩含水丰富，但该水量亦是由O2灰岩水通过裂隙补给的。,3、采煤破坏地下水动储量模数统计表采用33个县，排水量趋于稳定，全排型的762个矿井井内无采空积水,山西省各煤田采煤破坏地下水静储量计算结果表破坏地下水静储量71388万m3,,六大煤田地下水动储量破坏量统计表全省采煤破坏的地下水的动储量为71370m3/h,6、结果讨论,从破坏的静储量来看山西开采深度一般可达300m，共破坏砂岩含水层体积约49964601万m3，灰岩含水层体积约8082344万m3，破坏地下水静储量71388万m3。需要特别指出的是第一，对含水层的破坏是永久性的，不可恢复的；第二，该含水层恰恰是山西农村人畜供水的主要含水层位。其结果造成水位下降，水井干枯，人畜无水可饮，树木枯死，土地荒芜。,7、吨煤破坏水资源,按山西省2000年原煤产量24611万吨（2.4611亿吨）计算，生产一吨煤破坏2.54吨水资源。有关政策1、以此为主要依据，向国家争取到吨煤20元的可持续发展金。（20032013年计1000多亿）2、以此为依据，征收了3元/吨煤的水资源费。,8、影响,据不完全统计，2000年以前，采煤造成的矿区漏水，导致井泉水位下降或断流共计3218个，影响水利工程433处，水库40座，输水管道79.3890万m；造成1678个村庄，81.2715万人，10.8241万头牲畜饮水困难。如何充分利用矿井排水,煤系围岩含水层水害防治措施,封堵补给水源做好前期水文地质勘察工作，查清直接充水含水层的补给来源、补给通道，选择恰当位置进行注浆封堵。,煤系围岩含水层水害防治措施,第五十七条矿井应当配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等，确保矿井能够正常排水。第五十八条矿井井下排水设备应当符合矿井排水的要求。除正在检修的水泵外，应当有工作水泵和备用水泵。工作水泵的能力，应当能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应当不小于工作水泵能力的70％。工作和备用水泵的总能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力，应当不小于工作水泵能力的25％。,水文地质条件复杂或者极复杂的矿井，除符合本条第一款规定外，可以在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或者增加相应的排水能力。水管应当有一定的备用量。工作水管的能力，应当能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应当能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。有突水淹井危险的矿井，可以另行增建抗灾强排系统.第六十条矿井主要水仓应当有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。新建、改扩建矿井或者生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应当能容纳8h的正常涌水量。,正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可以按照下式计算Ｖ＝2（Q3000）采区水仓的有效容量应当能容纳4h的采区正常涌水量.第六十六条水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。第六十七条在矿井有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸门。不具备建筑防水闸门的隔离条件的，可以不建筑防水闸门，但应当制定严格的其他防治水措施，并经煤矿企业主要负责人审批同意。,3、古、采空区水害,此类水害在我省很普遍，危害相当大。当矿井停采或闭坑后，矿井涌水不再排出，而是积存于井下采空区或废弃的巷道中，形成采（古）空区积水。它们象小水库一样分布于矿区的浅部，对周边生产矿井的安全构成极大威胁。我省煤矿开采历史悠久，采空面积大，开采情况无资料留存，积水量、积水范围不清。,采（古）空区水害,发生原因特点实例防治措施,采（古）空区水害,对采空区位置积水量不清楚，资料记录不详细；超出本矿范围越界开采；未严格执行探放水规程。,采（古）空区水害发生类型,1、上层积水溃入下层；2、同层积水溃入；3、下层积水带压冲破底板涌入上层。,水害特点,透水时，水来势凶猛，瞬间流量大，流速快，冲击力巨大，由于它能在短时间内造成大量的水突入矿井，往往造成巨大危害，古空水中含有害气体。短期内即可排干。,水害实例,1、山西陵川关岭山矿（山西第一例古空水）2、山东枣庄山家林矿（有害气体致人死亡）3、山东淄博老洪山矿（中国第一例古空水）4、盂县神益沟（山西采空积水第一例）5、左云新井5.18（非本矿透水）6、华晋王家岭3.28（影响最大的事故）7、潞安漳村2.21透水（非采掘透水）8、朔州金海洋元宝湾（下层积水透水）9、洪洞基安达（下层积水透水）10、焦煤正升（上分层透水）,实例1山西陵川关岭山矿,1982年6月22日12时5分,副巷发生透水，透水量2万m，正在井下工作87名矿工，除20名脱险外，其余全部被封井下，经抢救全部生还。,,山西陵川关岭山矿透水事故平面图,例2、山东枣庄山家林矿,1959年9月9日，本矿开拓太原组第14层煤西1009顺槽时，放炮引起古空区透水，水量3700m3，并有大量有毒气体H2S，造成45人死亡（包括井下抢救人员4人）。,透水经过,9月5日，地质人员已经查明该区有古井，要求东、西1009掘进工作面探水前进，超前距15米。但未被采纳，要求继续掘进。9日放炮员发现炮眼里有水，组长装药放炮，8时10分透水，1009顺槽以下巷道全部被淹。,,山家林矿古空区透水示意图,例3、山东淄博老洪山矿,1949年8月1日8时30分，车七井10号煤一号上山一号回风道透水，水量5万m3，井下共有302人，除58人及时脱险外，其余244人被困井下，经抢救，33人生还，211人遇难。,透水经过,该井为日伪时期的一个停产井，解放后排水恢复。7月10日，该掘进工作面就有明显出水征兆，顶板有0.9米长的淋水，同时煤壁发潮，巷道有雾气，现场工人多次向领导反映，但领导认为10号煤层中不会有积水，如有积水也是9号煤层中有。这一错误判断，掩盖了真相。领导开会还强调“离水还有1000多米，中间还有断层，保证不要紧，谁再说有水就是造谣”。致使工人不敢向上反映，导致8月1日透水了。,对地表的影响,透水发生后，距突水点173米处的高粱地内塌陷露出古井一口，距车七井1200的寨里村东南4口水井干枯，在抢险排水期间，在井口东北68米和90米处又露出古井两口。,山东淄博老洪山矿东七井老空区透水示意图,,实例4、盂县神益沟煤矿,神益沟煤矿为中国人民解放军空军学院与盂县土塔乡联营，井田面积1.188km2，生产能力15万吨/年，东南与刘家村煤矿二号井相邻，1992年11月5日9时20分煤矿发生重大透水事故，透水量8万m3，淹没井下巷道10700米，死亡51人。,透水经过,进入10月以来，该矿透水征兆越来越明显，11月5日，神益沟9号一南掘进工作面距矿界21米处，与1983年就因排水能力不足而退出封闭的刘二井巷道相间仅1.5米。由于水压力大（36吨/平方米），压破1.5米厚的煤壁，发生透水，大量水进入9、15号煤巷道，当班83人在井下，除提前和透水时迅速脱险的32人外，51人遇难直接经济损失146万元。,盂县神益沟煤矿透水示意图,,例5、左云5.18透水事故,新井煤矿建于1995年，1996年投产，井田面积0.4485km2，批采4号煤层，东、北、南部与同煤燕子山矿相邻（原燕西1号已关闭）。采用非正规采煤法，以掘代采，掘采巷宽3-4米，留煤柱8-8.5米，十字掘进代采。新井煤矿从2003年10月就开始非法违法越层越界开采8、12-1、14-1和14-2层煤炭资源。仅从2004年7月到2006年5月就累计盗采煤炭资源96.58万吨。,左云5.18透水事故,事故前的5月12号，距离燕西1号井采空区很近的东13、14巷，就已经出现了顶板滴水和淋水等明显的透水预兆。但矿方未能做出停止生产解除水患的决定，导致本次事故的发生。2006年5月18日发生透水，透水强度94822680m3/h；当班井下266人，脱险210人，56人死亡，其中14-1层死亡16人，14-2层死亡40人；透水量达35万m3。,例6、华晋王家岭3.28透水事故,2010年3月18日，王家岭在掘进20101工作面回风巷道时发生透水，153名工人被困井下；透水量31.5万m3；115人生还，38人遇难。垂直救援部分讲,例7、潞安漳村煤矿“221”透水事故,相邻的山西长治耀北煤业公司越界开采，造成边界煤柱破坏；在关闭后长期停止排水的情况下，导致采空区形成大量积水，水位增高，水压增大。而矿界隔离煤柱宽度仅约7m，且在支承压力的作用下已处在松散结构状态，在较高水压作用下发生结构性失稳导致透水。,采掘平面图示意图,,巷道左帮铁丝网煤层破碎突出,,透水处巷道迎头及东帮照片,巷道右帮铁丝网完好,,透水处巷道西帮照片,例8、朔州金海洋元宝湾,本矿设计能力90万吨，6号以上煤层已采空，以下有9、11号，地质报告及其他资料显示均未开采，倾角12度，6号与9号间距5.3米，6103工作面回风顺槽沿6号煤层底板上山掘进。2011年9月16日14点37分，中煤金海洋公司元宝湾煤矿6103工作面回风顺槽掘进工作面发生底板透水事故，11人遇难。经现场勘查及资料显示，1、该区域煤层不带压；2、掘进头处无断层、陷落柱等导水构造；3、水从6号底板冒出；4、出水点处有4米多深的积水坑；分析认为，透水水源为9号采空区积水。后经井下钻探得到了验证。,例9、洪洞基安达,2012年8月1日，山西陆合集团基安达煤业有限公司1002综采工作面机尾附近发生透水事故，造成相邻的10062掘进工作面12名人员被困，经救援，4人脱险、8人遇难。,洪洞基安达,该区域10号煤层与11号煤层间距仅5m左右，在开采区域有东西向向斜存在；1002综采工作面开采处于向斜的南翼，南部有相邻矿井开采，由于有向斜构造的存在，使南部11号煤层开采标高高于1002工作面，形成的采空区积水，使10号煤层底板带压，并且随着采空积水高度的增加，10号煤层底板所承受的压力愈来愈大。当11号煤层采空区积水达到一定高度时，两煤层之间的隔水层所能承受的最大压力小于积水压力时，在底板动压裂隙的辅助作用下，就造成了透水。,洪洞基安达,洪洞基安达,,例10、焦煤正升,2013年9月28日凌晨310分许，山焦汾西正升煤业东翼回风大巷掘进工作面发生透水事故，造成12人被困，经救援2人获救，10人遇难。,矿井基本情况,,山西焦煤集团有限责任公司SHANXICOKINGCOALGROUPCO..LTD.,,事故发生在91011煤层掘进过程中，煤层厚7.89米，原来巷道沿煤层顶板掘进，见断层后，沿底板掘进。工作面淋水很大，涌水量约200m3/h。9月27日23时30分工人打顶板锚杆时钻孔有水冒出，并闻到水有臭味，大约冒水二十多分钟后，钻孔忽然冒水小了。后来巷道顶部有大的煤块掉落，一声巨响，透水事故发生了。,事故原因分析,1、技术力量薄弱。煤矿没有专业技术人员，工人文化程度很低。2、地质情况不明，盲目进行开拓。只知道周边有煤矿，但不知道有无积水及其与本矿井的相互位置。3、探水不到位，未严格执行“有掘必探”的探放水原则。,事故原因分析,4、领导业务水平低，缺乏技术知识。工作面已经发现有透水预兆，不采取措施，仍然掘进。5、安全管理混乱。,古空区水害防治措施,通过调查走访，了解矿区内有无古空区分布；做好日常地质及水文地质工作；采用物探办法划定采（古）空区范围；严格执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则；最后防线--在发现透水征兆明显的情况下，尽快辨别水源、撤人。,探水钻孔的布置方式,巷道处于三面受水威胁的地段，要进行搜性探放积水目标区，其探水钻孔多按扇形布置；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。,探水钻孔数量的规定（一）探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，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1.5m。（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1MPa的充水断层水、含水层及陷落柱水等。如果确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并由闸墙外向内探水放水。,矿井探放水与掘进之间的配合（一）双巷配合掘进交叉探放水。当掘进上山时，如果上方由积水区存在，巷道受水威胁，一般多采用双巷掘进交叉探放水，如下图所示,（二）双巷掘进单巷超前探放水。在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时，一般是用上方巷道超前探放水，探水钻孔呈扇形布置。（三）平巷与开切眼互相配合探放水。其方法如下图所示,隔离式探放水。巷道掘进前方的水量大、水头压力高、煤层松软和裂隙发育时，在煤巷直接探放水很不安全，需要采取隔离方式探放水。在掘进石门时，可从石门中探放积水，如图所示,第九十五条井下探放水应当使用专用的探放水钻机。严禁使用煤电钻探放水。第九十六条在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定（一）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板；（二）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备；,（三）在打钻地点或其附近安设专用电话；（四）依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量；（五）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握；（六）钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。,第九十七条探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。第九十八条探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定（一）探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m；,（二）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。,资料图件,认真测量记录已采区及周边矿井的开采资料，及时修改煤层底板等高线图，准确绘制采掘平面图，特别是上层煤采毕后，要将该煤层的最高最低区及积水范围在充水性图上标清楚。,矿井充水性图,主要内容a、揭露含水层的地点，标高及面积。b、井下出水点的位置、水量、水温、水质和出水特征c、井下放水钻孔，水闸门（墙）及防水煤柱的位置d、古空，本矿积水巷道，矸石窑等的地点，范围及水量e、矿井排水设施的分布情况，数量及排水能力。f、矿井水位流动路线。,矿井充水性图,,g、出现矿山工程地质现象如巷道变形，岩石崩落的地点h、井下涌水量观测站的位置及观测成果（一般填写最近一次观测成果）。i、曾发生突水的地点、日期、水量、水位及水温等情况。j、充水的断裂构造。k、井下探水线的位置。,矿区综合水文地质图,,主要内容a、矿区的边界范围。b、井筒的位置。c、矿区范围内的地表水体河流，湖泊，水库，水池，塌陷积水区以及河流流经矿区的渗漏段，集中渗漏点及暗流段等。d、与矿区地下水赋存条件密切的向斜，背斜等摺皱构造以及对矿区充水起控制作用的断层。e、矿区范围内地下水的露头点泉水，揭露含水层的民井，水文孔，抽水群孔，动态预报孔的位置及其有点的水文地质参数。f、主要含水层的露头（在掩覆矿区拔去上覆，松散层）位置，岩性及其等水压线，地下水的流向。,矿井水文地质图,,g、地形等高线，地表塌陷的位置，陷落柱的位置。h、掩覆矿区上覆主要松散含水层等高线，等水位线。i、主要含水层富水性所展布的位置。j、对水均衡有意义的水文站、气象站。k、水文地质单元的各种边界地下水分水岭，控制单元边界的隔水阻水断层，隔水或相对隔水岩层的分布区。l、勘探线剖面位置。m、附水文地质柱状图及水文地质剖面图。,矿区水文地质工程地质勘探规范（GB-12719-91）,,冒、裂带高度的计算,冒、裂带高度的计算,煤矿防治水细则释义第四章第五节第七十二条表4-1、4-2、4-3.,其他计算方法,b、功能理论公式冒落带高度导水裂隙带整体移动带k岩石的碎胀系数（1.3～1.5）D岩石的容重；Kp岩石的抗张强度L工作面的采长；b最大控顶距m煤层厚度；α倾角,,,,煤矿地质学推荐公式,根据计算值与实际的厚度进行比较，即可得出上层煤积水是否在下层煤开采时由于顶板冒落而涌入下层。如果实际厚度比计算厚度要大的多，那么防治水就比较简单。如果两者相差不大，那么必须根据上层煤的充水性图或采掘工程平面图，选择积水最深的地方进行探放水。,,,岩溶水水害,我省在煤系地层以下，分布着巨厚的寒武，奥陶系石灰岩，由于岩性水水位高于煤层，在有导水通道存大或底板降水岩层无法抵抗水压力时，灰岩含水层中的水进入巷道，造成水害。我省各大煤田除大同煤田外，其它各煤田均有岩溶水含水层存在。,岩溶水水害,山西省煤田水文地质图,岩溶水水害,发生原因特点实例防治措施,岩溶水水害发生原因,1、岩溶水（带压）水位高于煤层底板；2、奥陶系含水层中富水程度好。3、有通道a、导水断层b、导水陷落柱c、封闭不好的钻孔4、隔水层薄煤层底板与奥陶系含水层之间的隔水层厚度薄。,岩溶水水害特点,出水量稳定，水位与岩溶水的区域水位一致，不易疏干。水量大小与灰岩的富水性有关。一般情况水质好，水质类型多为HCM或HSCM型，水质类型与岩溶水的迳流条件有关。,岩溶水赋存特点,,水化学模型图,山西带压矿井分布,我省目前由于底板突水造成淹井的事故并不多，突水较大的是太原市东山煤矿六斜坡及轩岗矿区的刘家梁矿。但潜在突水的矿井比较多，大型矿井如霍州的白龙、团柏、辛置；晋城的潘庄、大宁、寺河、赵庄；西山的屯兰、马兰、镇城底、白家庄；汾西的贺西、双柳；阳煤的开元、新元、新景等；太原的东山、西峪、五龙沟等。,岩溶水水害实例,以东山煤矿一采区六斜坡突水为例,,岩溶水水害实例,以东山煤矿一采区六斜坡突水为例,已发生历次大型断层突水统计表,已发生历次大型岩溶陷落柱突水统计表,岩溶水水害防治措施,勘探查条件留设防水煤柱发生突水后治理,勘探查条件以朔州担水沟煤矿为例,,面积8.8395km2,开采4、9、11号煤层,,开采煤层特征一览表,区域水文地质图,图例1-第四系，2-二叠系～白垩系，3-石炭系，4-中奥陶统，6-中上寒武统，7-正断层，8-逆断层，9-地层界线，10-泉域边界，11-岩溶泉水，12-自左至右，省界、地市界、县界,基本上马营河和十里河、三道河的分水岭即黄河水系与桑干河水系的分水岭。,自北向南为马道头偏岭甘庄峪沟大夫庄福善庄神武村保安庄图。隔水性良好的阻水边界,神池县南部两条北东东向断层以及近南北向摩天岭断层与雷鸣寺泉域为界。自西向东由五寨大东沟正掌沟为隔水边界。,东南段以宁武向斜轴结合地表水分水岭的连线为界，自西向东为庙儿沟黄土沟薛家洼盘道梁。,暖崖东北段以断层及黑驼山地表分水岭为界；暖崖东南段天桥泉域的地下分水岭边界,,奥灰水水压等值线专题图,,专题图的建立专题图一,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,奥灰水水压值3D视图,奥灰富水性专题图,,专题图的建立专题图二,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,4＃煤层底板隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图三,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,4＃煤层底板隔水层厚度3D视图,9＃煤层底板隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图三,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,9＃煤层底板隔水层厚度3D视图,11＃煤层底板隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图三,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,11＃煤层底板隔水层厚度3D视图,4＃煤层底板有效隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图四,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,4＃煤层底板有效隔水层厚度3D视图,9＃煤层底板有效隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图四,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,9＃煤层底板有效隔水层厚度3D视图,11＃煤层底板有效隔水层厚度专题图,,专题图的建立专题图四,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,11＃煤层底板有效隔水层厚度3D视图,构造分布专题图,,专题图的建立专题图五,煤层底板突水危险性评价专题图的建立,,煤层带压开采分析,煤层底板突水危险性评价分析,4煤层带压开采分布图,9煤层带压开采分布图,11煤层带压开采分布图,,突水系数法分析,煤层底板突水危险性评价分析,4煤层底板突水系数值,4煤底板突水系数法评价分区图,,突水系数法分析,煤层底板突水危险性评价分析,9煤层底板突水系数值,9煤底板突水系数法评价分区图,,突水系数法分析,煤层底板突水危险性评价分析,11煤层底板突水系数值,11煤底板突水系数法评价分区图,,煤层底板突水综合分析,煤层底板突水危险性评价分析,4煤层多因素复合叠加图,4煤层底板突水危险性综合分区图,,煤层底板突水综合分析,煤层底板突水危险性评价分析,9煤层多因素复合叠加图,9煤层底板突水危险性综合分区图,,煤层底板突水综合分析,煤层底板突水危险性评价分析,11煤层多因素复合叠加图,11煤层底板突水危险性综合分区图,,煤层底板突水综合分析,煤层底板突水危险性评价分析,11煤层底板突水危险性综合分区图,9煤层底板突水危险性综合分区图,4煤层底板突水危险性综合分区图,矿井防治水对策措施与建议,,11煤层底板突水危险性综合分区图,11煤层底板防治水对策措施,（A）突水系数大于0.06MPa/m的区域对应奥灰含水层富水性强，为突水危险区，建议采取以下防治对策与措施（1）对奥灰含水层进行疏水降压，取临界突水系数0.06MPa/m，把承压含水层的水头值降到隔水层允许的安全水头值以下，并制定安全措施。在疏水降压的基础上，对导水构造进行注浆封堵和对应充水含水层富水部位进行注浆改造。（2）若通过疏降措施无法将奥灰承压含水层的水头值降到隔水层允许的安全水头值以下（临界突水系数0.06MPa/m以下），应采取对隔水层进行注浆加固和奥灰含水层注浆改造相结合的措施。（3）对于该区内褶皱轴部及断层（F1、F2、F3断层）还需利用物探、钻探等手段探查其富水性和导水性，若构造导水，应采取注浆加固和对奥灰含水层注浆改造相结合，或者留设防隔水煤（岩）柱等防治措施。,（B）在带压开采区，突水系数值小于0.06MPa/m的区域中，由于奥灰含水层富水性较强，在有构造分布的区域可能产生导水通道，引发突水，建议采取以下防治水对策与措施（1）利用物探、钻探等综合探查手段，查清断层和陷落柱等构造的导水性和富水性，以及对应含水层的富水性情况。发现断层和陷落柱等构造充水的，且对应含水层的富水性较强，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等防治措施。（2）在巷道掘进接近这些构造分布区域时要进行超前探放水，利用物探、钻探综合探查手段，探查构造具体产状和影响区域，并酌情设立防水闸门，以确保生产安全。（3）对于那些生产中已揭露并未突水的构造（断层、陷落柱），要加强监测，必要时采取注浆加固等措施，严防滞后突水的发生。（C）对于带压开采区突水系数值小于0.06MPa/m的正常地段，以及非带压开采区，一般情况下不会发生奥灰突水，建议在生产中时刻关注回采工作面情况和涌水量变化等，发现异常及时上报；同时，应用物探、钻探手段在生产中超前探水，探查带压区中工作面范围潜在导水通道（断层、陷落柱、裂隙带），并查明其富水性及导水性。查明断层、裂隙和陷落柱充水的，应当采取注浆加固和对相应的充水含水层富水部位进行注浆改造，必要时留设防水煤柱。（D）对于矿井南边界大断层担水沟断层，根据煤矿防治水细则应留防隔水煤（岩）柱。,矿井防治水对策措施,,1、从预防作起，必须首先提高工作人员的意识水平。2、加强地下水的动态监测，系统观测地下水水位（水压）、水质、水温动态变化。3、建立强有力的排水设施，排水系统能力必须满足煤矿防治水细则的有关规定。4、加强井下采掘过程中的超前探放水工作。5、工作面回采过程中要静