矿山防水.pdf

采矿学电子教案采矿学电子教案采矿学电子教案采矿学电子教案 能源科学与工程学院能源科学与工程学院能源科学与工程学院能源科学与工程学院 采矿系采矿系采矿系采矿系20020020062006 6 6年年年年10101010月月月月 第十二章矿 山 防 水第十二章矿 山 防 水 本章主要内容本章主要内容 1 1 地面防治水地面防治水 2 2 井下防治水井下防治水 3 3 矿井突水及 处理矿井突水及 处理 第十二章矿 山 防 水第十二章矿 山 防 水 凡影响、威胁矿井安全生产、使矿井局部或全部被淹没并造成人凡影响、威胁矿井安全生产、使矿井局部或全部被淹没并造成人 员伤亡和经济损失的矿井涌水事故都称为员伤亡和经济损失的矿井涌水事故都称为矿井水灾矿井水灾。。 造成造成矿井水害的水源主要有大气降水、地表水、含水层水、岩溶矿井水害的水源主要有大气降水、地表水、含水层水、岩溶 陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等。。 第一节地 面 防 治 水第一节地 面 防 治 水 地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水 和地表水渗入矿井。和地表水渗入矿井。 根据矿区不同的地形、地貌及气候，应从下列几方面采取相应的根据矿区不同的地形、地貌及气候，应从下列几方面采取相应的 措施措施 1．慎重选择井筒位置1．慎重选择井筒位置 井口（平硐口）和工业场地内主要建筑物的标高应在当地历年最井口（平硐口）和工业场地内主要建筑物的标高应在当地历年最 高洪水位以上。高洪水位以上。 2．河流改道2．河流改道 3．铺整河底3．铺整河底 4．填堵通道4．填堵通道 5．挖沟排（截）洪5．挖沟排（截）洪 6．排除积水6．排除积水 7．加强雨季前的防讯工作7．加强雨季前的防讯工作 第二节 井下防治水第二节 井下防治水 井下水害来势凶猛，俗有“水老虎”之称。矿井防治水可归纳为井下水害来势凶猛，俗有“水老虎”之称。矿井防治水可归纳为 ““查查、、探探、、放放、排、、排、堵堵、、截”截”六个字。六个字。 一、一、做好做好矿井水矿井水文观测与文观测与水水文文地地质质工工作作 查查 1 1．做好．做好水水文观测文观测工工作作--收集地表水、井下水源的水压、水位、--收集地表水、井下水源的水压、水位、 和水量、井下涌水量变化。和水量、井下涌水量变化。 2 2．做好．做好矿井水矿井水文文地地质质工工作作冲击层厚度、各分层的透水、含水冲击层厚度、各分层的透水、含水 性；断层和裂隙位置、落差、延伸、含水导水性；含水层与隔水性；断层和裂隙位置、落差、延伸、含水导水性；含水层与隔水 层数量、位置、厚度、岩性；老窑和现采小窑的范围、采空区积层数量、位置、厚度、岩性；老窑和现采小窑的范围、采空区积 水分布。水分布。 二、井下探水二、井下探水 ““有有疑必疑必探探，，先先探探后掘后掘”是采掘工作必须遵循的原则。”是采掘工作必须遵循的原则。 遇下列情况之一者时，必须探水遇下列情况之一者时，必须探水 1接近水淹井巷、老空、老窑或小窑时；1接近水淹井巷、老空、老窑或小窑时； 2接近含水层、导水断层、陷落柱时；2接近含水层、导水断层、陷落柱时； 3接近可能出水钻孔和各类防水煤柱时；3接近可能出水钻孔和各类防水煤柱时； 4接近可能与地表水体相通的断裂破碎带或裂隙发育带时；4接近可能与地表水体相通的断裂破碎带或裂隙发育带时； 5上层采空区积水，在两层间垂直距离小于采高40倍或巷高10倍的下层5上层采空区积水，在两层间垂直距离小于采高40倍或巷高10倍的下层 采掘工作以及采掘工作面有明显出水征兆时。采掘工作以及采掘工作面有明显出水征兆时。 1 1、、探探水水起点起点的的确定确定 11积水积水线线积水区域范围线；水位标高，积水量；积水区域范围线；水位标高，积水量； 22警戒线警戒线积水线外60m，红色，超前探水，边探边掘；积水线外60m，红色，超前探水，边探边掘； 33探探水水线线根据积水位置、积水量、地质、水文地质、采空区和巷道受矿根据积水位置、积水量、地质、水文地质、采空区和巷道受矿 压力等影响 。压力等影响 。 探探水水线规定线规定对于老窑、采空区、峒室等积水清楚，P1Mpa，岩层不小对于老窑、采空区、峒室等积水清楚，P1Mpa，岩层不小 于20m，煤层不小于30m；积水区位置边界不清楚，最小不小于60m；小于20m，煤层不小于30m；积水区位置边界不清楚，最小不小于60m；小 窑、断层等，不小于60m；石门揭含水层不小于20m。窑、断层等，不小于60m；石门揭含水层不小于20m。 2 2、、探探水水钻孔布钻孔布置置 11探探水水超超前前距离距离、、允许掘进距离允许掘进距离、、 帮距和密度确定探水-掘进-再探水-再掘进帮距和密度确定探水-掘进-再探水-再掘进 超前距一般20m，帮距与超前距一样。钻孔密度3m超前距一般20m，帮距与超前距一样。钻孔密度3m 22探探水水钻孔布钻孔布置置 原则巷道掘进所占空间应有钻孔控制，原则巷道掘进所占空间应有钻孔控制， 且钻孔间距小于巷道高度、宽度、或煤层厚度。且钻孔间距小于巷道高度、宽度、或煤层厚度。 11平平巷巷钻孔钻孔对于薄煤层，3组，每组12个钻孔；厚煤层，3组，每对于薄煤层，3组，每组12个钻孔；厚煤层，3组，每 组不少于3个钻孔组不少于3个钻孔 22上上山巷山巷道道钻孔布钻孔布置置 对于薄煤层，5组，每组12个钻孔；厚煤层，5组，每组不少于3个钻孔，对于薄煤层，5组，每组12个钻孔；厚煤层，5组，每组不少于3个钻孔， 至少有一孔见顶或见底。至少有一孔见顶或见底。 允许掘进距离超前距离 帮距 安全外围线 外斜眼 终孔位置 三三、、放放水水（（疏干疏干）） 有计划地将威胁性水源全部或部分地疏放掉，是消除水患的有效措施之一有计划地将威胁性水源全部或部分地疏放掉，是消除水患的有效措施之一 1 1．．疏疏放放老空水老空水 1直接放水1直接放水当水量不大，不超过排水能力；当水量不大，不超过排水能力； 2先堵后放2先堵后放与巨大水源有联系，动力储水量大；与巨大水源有联系，动力储水量大； 3先放后堵3先放后堵虽有补给水源，但补给量不大，虽有补给水源，但补给量不大， 4用煤柱或构筑物先隔离，水量大，水质坏，准备好设备排，或留隔水保4用煤柱或构筑物先隔离，水量大，水质坏，准备好设备排，或留隔水保 护煤柱。护煤柱。 2 2．．疏疏放放含水层水含水层水 1地面打钻抽水1地面打钻抽水环形钻孔、排形钻孔环形钻孔、排形钻孔 2井下疏水巷道疏水2井下疏水巷道疏水 3用井下钻孔疏水3用井下钻孔疏水放射状、排状、立井泄放孔放射状、排状、立井泄放孔 四四、、截截水水 截水是利用水闸墙、水闸门和防水煤（岩）柱等物体，临时或永久截水是利用水闸墙、水闸门和防水煤（岩）柱等物体，临时或永久 地截住涌水，将采掘区与水源隔离，使某一地点突水不致危及其它地截住涌水，将采掘区与水源隔离，使某一地点突水不致危及其它 地区，减轻水灾危害的重要措施。地区，减轻水灾危害的重要措施。 防水防水煤煤（（岩岩））柱柱厚度厚度最小垂直距离B最小垂直距离BR R，20m，20m 防水防水墙墙地点、承压、材料、墙厚。水闸墙是用不透水材料构成的地点、承压、材料、墙厚。水闸墙是用不透水材料构成的 永久性构筑物，用于隔绝有透水危险的区域。永久性构筑物，用于隔绝有透水危险的区域。 水水闸闸门门防水闸门一般设置于井下运输巷内，正常生产时防水闸门防水闸门一般设置于井下运输巷内，正常生产时防水闸门 敞开着，当突然发生水患时，闸门关闭将水阻挡于闸门之外。敞开着，当突然发生水患时，闸门关闭将水阻挡于闸门之外。 五五、矿井、矿井注浆注浆堵堵水水 注浆堵水就是将配制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使注浆堵水就是将配制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使 其扩散、凝固和硬化，使岩层具有较高的强度、密实性和不透水性其扩散、凝固和硬化，使岩层具有较高的强度、密实性和不透水性 而达到封堵截断补给水源和加固地层的作用，是矿井防治水害的重而达到封堵截断补给水源和加固地层的作用，是矿井防治水害的重 要手段之一。要手段之一。 第第三三节 矿井突水及节 矿井突水及其其处理处理 一、矿井突水一、矿井突水征兆征兆 凡是井巷掘进及工作面回采过程中，接近或沟通含水层、被淹巷道、凡是井巷掘进及工作面回采过程中，接近或沟通含水层、被淹巷道、 地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然产生的突水事故称地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然产生的突水事故称矿井矿井 突水突水。 突水前，在工作面及其附近往往显示出某些异常现象，这些。 突水前，在工作面及其附近往往显示出某些异常现象，这些 异常统称为异常统称为““突水突水征兆征兆”。”。 1 1．与．与承承压压水有水有关关断层水突水断层水突水征兆征兆 工作面顶板来压、掉渣、片帮、支架倾倒等；底膨胀、底鼓张、底工作面顶板来压、掉渣、片帮、支架倾倒等；底膨胀、底鼓张、底 “爆”响声；先出小水、再出大水；采场或巷道瓦斯涌出量增大。“爆”响声；先出小水、再出大水；采场或巷道瓦斯涌出量增大。 2 2．．冲冲积层水突水积层水突水征兆征兆 岩层发潮、滴水、且逐渐增大，局部冒顶、水量突增、水时清时混，岩层发潮、滴水、且逐渐增大，局部冒顶、水量突增、水时清时混， 流砂；溃水、溃砂，流砂；溃水、溃砂， 3 3．．老空水突水老空水突水征兆征兆 发潮、发暗、挂汗、发凉、吱吱水声、铁锈呈红色发潮、发暗、挂汗、发凉、吱吱水声、铁锈呈红色 二、二、恢复恢复被淹矿井及安全被淹矿井及安全措施措施 1 1．．排排除除积水的积水的方方法法 1直接排干1直接排干 2先堵后排2先堵后排 2 2．．排水排水恢复期恢复期的安全的安全措施措施 保持良好通风，经常检查气体含量；保持良好通风，经常检查气体含量； 严禁一切明火，防瓦斯爆炸；严禁一切明火，防瓦斯爆炸； 在井筒内安装排水设备时佩戴安全带和自救器在井筒内安装排水设备时佩戴安全带和自救器 在恢复井巷时应注意冒顶坠井事故。在恢复井巷时应注意冒顶坠井事故。