安全矿井防水习题.doc

矿井水灾 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矿井水灾。一、矿井水灾的基本条件形成矿井水灾的基本条件：一是必须有充水水源，二是必须有充水通道，三是有一定的压差。1.生产矿井水灾的水源煤矿常见的水源有大气降水，地表水，地下水(潜水、承压水、老空积水、断层水等)。空积水已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。它很像一个“地下的水库”，一旦巷道或采煤工作面接近或沟通了积水的老空区，则会发生水灾。老空积水往往带有酸臭味。因此，在井下遇到酸臭味涌水时，要警惕老空积水的危害空积水已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。它很像一个“地下的水库”，一旦巷道或采煤工作面接近或沟通了积水的老空区，则会发生水灾。老空积水往往带有酸臭味。因此，在井下遇到酸臭味涌水时，要警惕老空积水的危害(1)井筒2.发生矿井水灾的通道(2)构造断裂带(3)冒落裂隙带(4)含水层的露头区(5)煤层底板岩层突破(6)封闭不良钻孔(7)导水陷落柱和地表塌陷静储量是指巷道未揭露含水层之前，实际储存在含水层中的水量(不包括其他补给水源)；动储量是指矿井初期排水以后，及时补给含水层的水量。以静储量为主的矿井，开采初期其涌水量是随开采面积的增大而增加，这是由于采掘系统及采空区所揭露的含水层的层数及面积逐渐增大的缘故。但当矿井达到设计产量之后，虽然开采面积不断增加，而矿井的涌水量一般情况下却大致保持在某一相对稳定数值(因动储量补充的结果)或涌水量逐渐减少，这是由于静储量有被疏干的趋势。而以动储量为主的矿井，一般到一定的阶段涌水量就大致保持在某一稳定数值。1.透水的一般预兆(1)煤层发潮发暗。干燥、光亮的煤，由于水的渗入而变得潮湿暗淡。若挖去表面还是这样，说明附近有积水。(2)巷道壁或煤壁“挂汗”。这是由于压力水渗过煤、岩微小裂隙后，凝聚于煤层和岩石表面形成的。(3)空气变冷。空气及煤、岩中含湿量增加时，热导率增大，气温降低，煤壁变凉，人进入后感觉阴凉，且时间越长越明显。(4)出现雾汽。含水煤、岩层温度较低，当温度较高的风流经过时，便产生冷热交换现象，使巷道中湿度增加，出现雾汽。(5)顶板来压，淋水加大。受积水区静水压力和矿山压力的影响所致，尤其是接近断层积水区时更为明显。(6)出现压力水线。高压积水通过煤、岩缝隙向外涌出时的摩擦声，这是距水源很近的征兆。若涌水清净，表明距水源稍远，若涌水混浊，表明已迫近水源。这是透水的危险征兆，应立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。(7)工作面有害气体增加。一般积水区都存在有害气体，主要是CH4、CO2、H2S。(8)煤壁“挂红”，水的酸度大，水味发涩。这是由于积水时间久，水中溶解多种杂质，水中含有铁的氧化物所致。这是老空水的主要特点。在采掘工作面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；（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；（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倍的下层采掘工作以及采掘工作面有明显出水征兆时。探水安全措施1)探水前应加固探水工作面支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。2)清理好巷道，保证安全路线畅通无阻。3)探水地点要安设电话，随时同调度室保持联系。4)打钻过程中，如发现煤、岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时，必须立即停钻(但不得移动或拔出钻杆)，派人监视水情，并报告矿调度室，如果情况紧急，必须立即通知所有受水威胁地点撤人，并采取应急措施。5)钻孔接近老空区时，估计有可能涌出瓦斯或其他有害气体时，必须有瓦斯观测员或救护队员在现场值班，检查空气成分，发现有害气体超过规定时，立即停钻停电、撤人，并报告调度室处理。6)探到水时，在水量小、水压不高的地区，可不设孔口管，积水通过钻孔直接流出。在水量和水压较大的地区或强含水层中，孔口要用套管加固，使钻杆通过套管钻进。套管上安有水压表和阀门，探到水源后，即利用套管放水。四、放水（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。1疏放老空水直接放水。当水量不大，不致超过矿井排水能力时，可利用探水钻孔直接放水。先堵后放。当老空水与溶洞水或其他水源有联系，动水储量很大，不堵住水源就短时间排不完或不可能排完，这时应先堵住出水点，然后排放积水。先放后堵。如老空区或被淹井巷虽有补给水源，但补给量不大，或在一定季节没有补给。在这种情况下，应选择时机先行排水，然后进行堵漏、防漏施工。先隔后放。当采区位于不易泄水的山涧或沙滩洼地之下，雨季渗水量过大时，应暂时隔离，把积水区留到开采末期处理。另外，若积水水质很坏，腐蚀排水设备，也应先暂时隔离，做好排水准备工作后再排放。2疏放含水层水地面疏放水。在地面打钻孔或打大口径水井，利用潜水泵抽排。如图5-4。图54 地面排状钻孔群 图55 巷道疏水利用疏干巷道疏放。如果煤层顶板有含水层，可把采区巷道提前掘出，使含水层的水通过其空隙和裂隙疏放出来。如图5-5。图5-6 丛状布置钻孔 图5-7 排状布置钻孔用井下钻孔疏水。可在计划疏放降压的不突水部位先掘巷道，然后在巷道中每隔适当距离向含水层钻孔。如图5-6、5-7。3、疏放水时的安全注意事项探到水源后，在水量不大时，一般可用探水钻孔放水；水量很大时，需另打放水钻孔。放水钻孔直径一般为5075m，孔深不大于70m。放水前应进行放水量、水压及煤层透水性