矿井防治水 ..doc

矿井防治水技术第一节 概述一、矿井水害的概念矿井水是指在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水，统称矿井水。凡是因井巷、工作面与含水层、被淹巷道、地表水体或含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故，称为矿井突水。矿井水害是指：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井水，都称为矿井水害。二、矿井水害对煤矿安全生产的影响如果矿井排水系统不畅通，涌水任意流，巷道到处是泥水，必然恶化井下作业环境，不利于文明生产；由于矿井水的影响，可能造成顶板淋水，使巷道内空气的湿度增加，影响工人身体健康；在生产建设过程中，矿井水量愈大，安装排水设备和排水用电费用就愈高，这不仅增加原煤成本，也给煤炭企业管理工作增加一定的难度；矿井水的存在，对金属设备、钢轨和金属支架，将会产生腐蚀作用，缩短生产设备的使用寿命；矿井水量一旦超过排水能力或突然涌水，轻者会造成矿井巷道或采区被淹，导致停产；重者会矿毁人亡；由于矿井受到水的威胁，有时就需要留设保安防水煤柱，这必然会影响煤炭资源的充分利用，有的甚至难以开采。第二节 矿井水灾发生的规律一、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。两者缺一不可，所以说要避免矿井水灾的发生，只需消除上述两个条件或其中一个条件即可。（一） 生产矿井水灾的水源煤矿建设和生产中常见的水源有大气降水、地表水、地下水(潜水、承压水、老空水、小窑水、断层水等)1大气降水从天空降到地面的雨、雪、冰雹等溶化的水，称为大气降水。大气降水，一部分再蒸发上升到天空；另一部分流入地下，即形成地下水；剩下的部分留在地面，即为地表水。大气降水、地表水、地下水，实为互相补充，互为来源，形成自然界中水的循环。2地表水地球表面江、湖、河、海、水池、水库等处的水均为地表水，它的主要来源是大气降水，也有的来自地下水。煤矿在开采浅部煤层时，地表水经过有关通道会进入煤矿井下，形成水患，给生产和建设带来灾害。 3潜水埋藏在地表以下第一个隔水层以上的地下水称为潜水。 潜水一般分布在地下浅部第四纪松散沉积层的孔隙和出露地表的岩石裂隙中。 潜水主要由大气降水和地表水补给。潜水不承受压力，只能在重力作用下由高处往低处流动。但潜水进入井下，也可能形成水患。 4承压水 处于两个隔水层中间的地下水，称为承压水(或称自流水)。承压水具有压力，能自喷。自流井和喷泉都是承压水形成的。 煤矿地层中，石灰岩裂隙及溶洞中的水为承压水，它具有很大的压力和水量，对煤矿生产威胁极大。 5老空积水 已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。 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。 6断层水 处于断层带(岩石错动形成)中的水，称为断层水。断层带往往是许多含水层的通道，因此，断层水往往水源充足，对矿井的威胁极大。 （一） 发生矿井水灾的通道1煤矿的井筒地表水直接流入井筒，造成淹井事故。地下水穿透井巷壁进入井下，也能给煤矿建设和生产造成重大灾害。 2构造断裂带 断裂构造是加大岩层导水性能的重要因素，特别是断层密集的地段，岩层支离破碎，失去隔离水性能，成为地下水赋存的场所和运移的通道。当井下采掘工程揭露或接近这些地带时，地下水就会进入井巷，严重的可造成突水淹井事故。 3冒落裂隙带 煤层开采后，其上方的裂隙有时可与含水层或地表水沟通，造成矿井突水；当覆盖层厚度较小时，采空区上方形成裂缝与地面相通，如果不及时处理，雨季洪水就会沿裂缝涌入井下。 4含水层的露头区 含水层在地表的露头区，起着沟通地表水和地下水的作用，成为含水层充水的咽喉与通道。含水层出露的面积越大，接受大气降水补给量就越多。 5煤层底板岩层突破 地下水水头压力很大的地段，在矿山压力的作用下，承压水可突破煤层底板隔水层而涌入矿井，使矿井涌水量突然增大，有时可导致淹井事故。 6封闭不良钻孔 在煤田勘探和生产建设中，井田内要打许多钻孔，虽然钻孔的深度不同，但有部分钻孔会打穿含水层，于是钻孔就成为沟通含水层及地表水的人为通道。 7导水陷落柱和地表塌陷 有些陷落柱胶结程度极差，柱体周围岩石破碎，并伴生有较多的小断裂，这就可能成为沟通地表水或地下水的良好通道，当采掘工作面揭露或接近这些导水陷落柱时，就会造成井下涌水或突水事故。二、 矿井水灾的影响因素（一）自然因素1地形：若地面的地形坡度大，则大气降水不易停留和渗入地下，而是沿着地表流走，这样对地下水的补给及矿井的充水影响就很小。反之，若地形平缓，则降水不易沿地表流走而多渗入地下，成了矿井充水的水源。2岩石性质：影响矿井充水的岩层包括煤层、煤层的顶底板及覆盖于煤系之上的岩层。岩石性质对矿井充水的影响主要表现在岩石的空隙和裂隙中的水进入巷道。因为地下水是大气降水和地表水通过岩石空隙和裂隙渗入地下而形成的，所以地下水的来源就必然与岩石的性质有着密切的关系。3断裂构造：主要是指断层而言，因为有的规模较大的断裂破碎带本身可以含水，而断层有是沟通地表水与含水层之间发生水力联系的过水通道，所以断裂构造往往是矿井突然大量涌水的主要因素之一。我们对断层也要做具体分析，并不是所有断层都是导水的，有的断层破碎中带有充填物的粘土，这样的断层不但不导水，甚至还起着隔水的作用，着重要看具体情况而定。（二）人为因素影响矿井充水的人为因素主要为采空区顶板塌陷，废弃的旧勘探钻孔以及矿井开采面积的扩大和长期排水等因素。1采空区顶板塌陷：煤层被开采后,使上覆岩层产生裂隙，地表发生沉陷，所造成的裂隙就可成为降水或地表水渗入矿井的良好通道。因此我们一定要注意，煤层顶板岩石，虽然原来是隔水的，但在开采后产生塌陷裂隙，则可成为透水的，因此必须注意这种变化。2废弃的旧勘探钻孔：在地质勘探过程中，每打完一个钻孔都要用粘土或水泥砂浆进行止水封孔。如果没有封孔或封孔质量不好，钻孔本身就可能成为地下水流入矿井的良好通道，将含水层中的水以及地表水引入到坑道中来。3开采面积和矿井长期排水的影响：矿井涌水量随着开采面积的增大和矿井的长期排水，在各个不同的时期也有变化。一般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。上述影响矿井充水的各种因素，都不是孤立存在的，而是综合作用互相影响的，在某种情况下，某一种因素起主要作用，而在另一种情况下；却又可能属于次要地位，因此在研究矿井充水条件时，必须全面综合的看问题，针对具体情况加以分析，正确的确定出影响矿井充水的主要和次要因素，以便采取正确的预防措施。三、造成水灾的主要原因 矿井水害事故的原因是一个极为复杂的课题，它涉及煤田形成的地质历史环境，以及后期的地质构造、地质作用的改造，出现了各煤田含水的巨大差异。即使条件近似的煤田，也因设计、技术、管理、素质差异而导致矿井水害的原因不同。 (一)地面防洪、防水措施不当。防洪设施失效，或地面塌陷、裂隙未处理，使地面洪水由井筒、塌陷、裂隙进入井下造成水害； (二)水文地质情况不清。井巷接近充水断层、强含水层、岩溶陷落柱、富水溶岩、老空积水区，以及打开隔水煤柱时，未按探放水规定执行，盲目施工；或虽然进行探放水，但因措施不严密，而造成淹井或人身事故； (三)井巷位置不合理。设计中误将井巷置于地质条件差或过分接近强含水层，导致顶、底板透水； (四)施工措施不力，工程质量低劣，至使井巷塌落冒顶、跑砂、透水。也有工程钻孔封闭不良导致透水的； (五)乱采滥掘破坏防水煤柱造成透水； (六)测量错误导致巷道进入老空积水区而透水； (七)防水闸门未按设计修建，或修建时质量低劣不能防水,或年久失修，当井下出现水情时无法防水而导致淹井； (八)排水设备能力不足，或机电事故而造成淹井； (九)排水设施平时缺少维护，如水仓、水管不按时清理，突水时失效而导致淹井；(十)认识不足，投入不充分。(十一)对“有疑必探，先探后掘”的原则能理解，但执行中打折扣，心存侥幸。四、 透水的预兆采掘工作面发生透水前，一般都有预兆。这是从多次透水事故教训中得出的正确结论。因此，当发现采掘工作面有透水预兆时，必须停止工作，采取有效措施，防止透水事故的发生。(一)透水一般预兆1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至，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，这些有害气体主要是CH4、C02、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。（二）不同类型水源的透水特点1冲积层水。松散的冲积层中贮有大量的水，在浅部掘进井筒，或煤层回采后顶板冒落塌陷裂隙与冲积层沟通时，常常会遇到冲积层水。冲积层水一般具有开始涌水量较小，夹带泥砂，水色发黄，以后水量急剧增大的特点。冲积层水一般不至于构成对人体的伤害。2小窑、老空水一般积存时间长，水量补给差，属于“死水”，所以有“挂红”、酸度大、水味发涩的特点。小窑、老空水多以静贮量为主，犹如地下水库，一旦突水，来势凶猛，涌水量大，破坏性强。但涌水持续时间短，易疏干。老空水酸度大，不能饮用，而且对井下轨道、金属支架、钢丝绳等金属设备有腐蚀作用。老空水透出一般伴有有害气体的涌出。3断层水。由于断层附近岩石破碎，当采掘工作面与其接近时，常常出现工作面来压，淋水增加，有时还可在岩缝中见到淤泥。由于断层及破碎带中积存大量水，且断层沟通各含水层成为通道，因此，断层水多属“活水”，补给充分，一旦突水，来势猛，涌水量大，持续时间长，在不封堵水源的情况下不易疏干。断层水混浊，多为黄色，很少“挂红”，水无涩味。4岩溶水。由于岩溶长期受水侵蚀，水多为灰色，带有臭味，有时也有“挂红”现象。当采掘巷道与其接近时，可出现顶板来压、柱窝和裂缝渗水现象。当岩溶范围较小，与其他水源没有联系时，属于“死水”，透水时虽然来势猛，破坏性强，但持续时间短，易于疏干。5大气降水。大气降水是地下水的主要补给来源，它首先渗入地下各含水层，然后再涌入矿井。因此，由于大气降水造成矿井的涌水具有明显的季节变化，最大涌水量都出现在雨季，且涌水高峰滞后降雨高峰一定时间。大气降水对矿井涌水的影响，取决于降水量的大小和含水层接受大气降水的条件。第三节 水害防治技术一、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和地表水渗入矿井。对于以降水和地表水为主要水源的矿井，地面防治水尤为重要，是矿井防水的第一道防线。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。（一）防止井筒灌水 1慎重选择井筒位置井口(平硐口)和工业广场内主要建筑物的标高应在当地历年最高洪水位以上。在特殊情况下，确难找到较高的位置或需要在山坡上开凿井筒时，必须在井口来水方向修筑坚实高台，并在其附近修筑可靠的泄水沟和拦水堤坝，以防暴雨、山洪从井口灌入井下，造成灾害。2挖沟排(截)洪地处山麓或山前平原区的矿井，因山洪或潜水流渗入井下构成水害隐患或增大矿井排水量，可在井田上方垂直来水方向布置排洪沟、渠，拦截、引流洪水，使其绕过矿区。（二） 防止地表滲水 1河流改道 在矿井范围内有常年性河流流过且与矿井充水含水层直接相连、河水渗漏是矿井的主要充水水源时，可在河流进入矿区的上游地段筑水坝，将原河流截断，用人工另修河道使河水远离矿区。若因地形条件不允许改道，而河流弯曲较多时，可在井田范围内将河道截弯取直，缩短河道流经矿区的长度，以减少河水下渗量。河流改道虽可彻底解除河水透入井下之患，但工程大，费用高，应做技术经济比较后再设计施工。 2铺整河底 矿区内有流水沿河床或沟底裂缝渗入井下时，则可在渗漏地段用粘土、料石或水泥铺垫河底，防止或减少渗漏。 3填堵通道 矿区范围内，因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷而形成的矿井进水通道，应用粘土或水泥予以填堵。对较大的溶洞或塌陷裂缝，其下部充填碎石和砂浆，上部盖以粘土分层夯实，且略高出地面以防积水。 （三） 防止地面积水有些矿区开采后引起地表沉降与塌陷，长年积水，且随开采面积增大，塌陷区范围越广，积水越多。此时可将积水排掉，造地复田，消除水害隐患。（四） 建立地表水防治工程各局、矿每年都要编制防治水工程计划，并认真组织实施。对防治水工程所需资金要预以保证。（五） 加强雨季前的防汛工作 做好雨季防汛准备和检查工作是减少矿井水灾的重要措施。矸石、炉灰、垃圾等杂物不得堆放在山洪、河流冲刷到的地方，以免冲到工业广场和建筑物附近，或淤塞河道、沟渠。二、井下防治水（一）做好水文观测工作与矿井地质工作井下水害来势凶猛，俗有“水老虎”之称。矿井防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。水文地质工作是各项防治水工作的基础和依据。 1做好水文观测工作 1)收集地面气象、降水量与河流水文资料(流速、流量、水位、枯水期、洪水期)；查明地表水体的分布、水量和补给、排泄条件；查明洪水泛滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。 2)通过探水钻孔和水文地质观测孔、观测各种水源的水压、水位和水量的变化规律，分析水质等。 3)观测矿井涌水量及季节性变化规律等。 2做好矿井水文地质工作 查明矿井水源和可能涌水的通道，为防治水提供依据。为此必须： 1)掌握冲击层的厚度和组成，各分层的透水、含水性； 2)掌握断层和裂隙的位置，错动距离，延伸长度，破碎带范围及其含水和导水性能；3)掌握含水层与隔水层数量、位置、厚度、岩性，各含水层的涌水量、水压、渗透性、补给排泄条件及其到开采矿层的距离，勘探钻孔的填实状况及其透水性能；4)调查老窑和现采小窑的开采范围，开采经过，开采煤层及深度，积水区域及分布状况，勘探钻孔的封堵情况； 5)开采过程中围岩破坏及地表塌陷情况，观测塌陷带、裂隙带，沉降带的高度，以及采动对涌水量的影响，判断是否透水等情况。 （二） 井下探水 矿井必须作好水害分析预报，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。探水或接近积水地区掘进前、排放被淹井巷的积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。1探水的条件 采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水 1)接近水淹或可能积水的井巷、老空、相邻煤矿时。 2)接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。 3)打开隔离煤柱放水时。 4)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。 5)接近有出水可能的钻孔时。 6)接近有水的灌浆区时。 7)接近其他可能出水地区时。经探水确认无突水危险后，方可前进。煤系底部有强承压含水层并有突水危险的工作面，在开采前，必须编制探放水设计，明确安全措施。2探水布置及安全措施探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。1）探水的起点井下探水必须从探水线(探水起点)开始。控水线应根据积水区的位置、范围、地质和水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素确定。(1)对本矿井采掘所造成的老空、巷道、硐室等积水区，其边界位置准确，当水压不超过1MPa时，探水线至积水区的最小距离，煤层中不得少于30m；岩层中不得少于20m。(2)对本矿井的积水区，虽然有图纸资料，但不能确定积水边界位置时，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得少于60m。(3)对有图纸资料的小窑，探水线至积水边界的最小距离不得少于60m；对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，防止发生透水事故。(4)掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线的最小距离不得少于20m。（5）石门揭开含水层前，探水线至含水层的最小距离不得少于20m。2)钻孔超前距、帮距与密度图51 探水钻孔的超前距、帮距、密度和允许掘进距离示意图图5-2 缓倾斜薄煤层探水钻孔布置 1一中心孔；2、3一帮孔： 4一前次探水钻孔的超前段当巷道掘进到探水线时，从探水线开始布置钻孔，向前方打钻探水。多数情况是探水和掘进相结合，探后再掘，掘后再探，循环地进行作业。为确保掘进工作的安全，探水钻孔深度与掘进距离应始终保持一段距离，此距离称为超前距，也就是指在巷道掘进方向上，允许掘进的终点和最浅钻孔底间的距离，如图51所示。钻孔超前距一般不应小于20m。在薄煤层内可适当缩短，但最少不得小于8m。在岩巷掘进时，保护岩柱应留5m10m。钻孔的深度通常为40m，即：每打一次钻，可向前掘进20m30m。 设计钻孔时，要使帮距等于超前距。有时，帮距可比超前距小1m2m。3)钻孔的直径与数目探水钻孔一般兼作排水钻孔。因此，决定孔径时，既要使积水顺利地流出，又要防止冲垮煤壁。一般情况下，开口孔径不要过大，常用42mm，最大不宜超过75mm。钻孔个数以保证钻孔有必需的密度为原则，一般不少于3个，1个中心孔，2个帮孔，其方向应保证在工作面前方的中心和上下左右都能起到探水作用。4）探水钻孔的布置图53 急倾斜薄煤层探水钻孔布置(1)在缓倾斜薄煤层巷道里(如上山巷道掘进)打探水钻孔，主要是预防积水从掘进工作面前方或两帮突然涌水。钻孔应呈扇形布置在巷道中部的位置(图52)。开始探水时，可打7个孔，除中心孔外，在其两侧各打3个；以后继续掘进时，可适当减少，但不能少于3个。 (2)在急倾斜薄煤层巷道里打探水钻孔，主要是防止积水从工作面前方或顶底板突然涌水。钻孔应呈扇形布置在工作面中部的垂直位置上(图53)。图54 中厚及厚煤层探水钻孔布置a巷道沿煤层顶板布置；b巷道沿煤层底板布置(3)在中厚或厚煤层巷道里探水时，既要防止掘进工作面前方或两帮突然涌水，又要防止顶底板突然涌水。钻孔的布置要根据煤层厚度和巷道位置来确定。当巷道沿着煤层顶板布置时，钻孔布置如图54,a所示；当巷道沿着煤层底板布置时，钻孔布置如图54，b所示。 (4)在断层附近掘进巷道进行探水时，钻孔布置要根据掘进巷道与断层的相互关系而定。如图55所示，某巷道沿断层方向掘进，钻孔尽量打深些，超前距20m，钻孔方向偏向断层。图55 沿断层掘进时探水钻孔的布置1断层；2钻孔方向图56 探断层水及断层下盘含水层水剖面图(5)探断层水的钻孔往往与探断层的构造结合起来，在探明断层位置、产状要素、断层带宽度的同时，着重查明断层带的充水情况、含水层的接触关系和水力联通情况、静水压力及涌水量，、达到一孔多用的目的(图56)。 （6）探老空积水时，因为旧巷极不规则，为了避免漏探，钻孔应该较密。老巷宽度一般为3m左右，因此钻孔的密度不应大于3m(图57)。5)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(但不得移动或拨出钻杆)，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它有害气体时，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。图57 老空区探水时钻孔布置（三） 放水（疏干） 将矿井水源的全部或部分地疏放掉，是消除水患的措施之一。下面按不同类型的水源说明其疏干方法。1疏放老空水1)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。2)先堵后放。当老空水与溶洞水或其它水源有联系，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。3)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。4)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1)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。2)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。3)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。3疏放水时的安全注意事项1)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50mm75mm，孔深不大于70m。2)放水前应进行放水量、水压及煤层透水性试验，并根据排水设备能力及水仓容量，拟定放水顺序和控制水量，避免盲目性。3)放水过程中随时注意水量变化，出水的清浊和杂质，有无有害气体涌出，有无特殊声响等，发现异状应及时采取措施并报告调度室。4)事先定出人员撤退路线，沿途要有良好的照明，保证路线畅通。（四） 截水1留隔水煤（岩）柱在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近采掘时，为防止地表水或地下水溃人工作地点，需要留出一定宽度或高度的煤(岩)层不采动，这部分煤(岩)层称为防隔水煤(岩)柱或防水煤(岩)柱。根据防水煤(岩)柱所处的位置，可以分成不同的类型。1)常用防水煤(岩)往类型(1)断层防水煤(岩)柱：在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃人井下而必须留设煤(岩)柱。或当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层水溃人井下，也必须留设防水煤(岩)柱。(2)井田边界煤柱：相邻两并田以技术边界分隔时，为防止一个矿井淹没(由突水或矿井报废引起)后影响另一个矿井的安全生产，必须留设的防水煤(岩)柱。(3)上、下水平(或相邻采区)防水煤(岩)柱：在上、于两水平(或相邻两采区)之间留设的防水煤(岩)柱。这种煤(岩)柱为暂时性的煤(岩)柱，在上、下两水平(或相邻两采区)开采末期或透水威胁消除后，这部分煤(岩)柱中的煤，仍然可以回收。(4)水淹区防水煤(岩)柱：在水淹区(包括老窑积水区)四周和上、下水平留设的防止水淹区水溃人井下采掘工作面的煤(岩)柱。(5)地表水体防水煤(岩)柱：为防止采煤后地表水经塌陷裂缝溃人井下而留设的煤(岩)柱。(6)冲积层防水煤(岩)柱：为防止采煤后上覆冲积层中的强含水层水溃入井下而留设的煤(岩)柱。2)防水煤(岩)柱留设原则(1)在有突水威胁但又不宜疏放(疏放会造成成本大大提高时)的地区采掘时，必须留设防水煤(岩)柱。(2)防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。为了多采煤炭，充分利用资源，也可以用采后充填、疏水降压、改造含水层(充填岩溶裂隙)等方法，消除突水威胁，创造少留煤柱的条件。(3)留设的防水煤(岩)柱必须与当地的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素互相适应。(4)一个井田或一个水文地质单元的防水煤(岩)柱应该在它的总体开采设计中确定，即开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。(5)在多煤层地区，各煤层的防水煤(岩)柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤(岩)柱，致使整个防水煤(岩)柱失效。(6)在同一地点有两种或两种以上留设煤(岩)柱的要求时，所留设的煤(岩)柱必须满足各个留设煤(岩)柱的要求。(7)对防水煤(岩)柱的维护要特别严格，因为煤(岩)柱的任何一处被破坏，必将造成整个煤(岩)柱无效。防水煤(岩)柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其他防水设施，保护煤(岩)柱的完整性。(8)留设防水煤(岩)柱所需要的数据必须在本地区取得。邻区或外地的数据只能作为参考，如果需要采用，应适当加大安全系数。(9)防水岩柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性极弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。（10）掘进巷道与积水体之间的隔离煤(岩)柱，其最小垂直距不得小于巷道掘凿高度的10倍；矿井边界的隔离煤柱最小值不应小于20m，断层各侧防水煤(岩)柱也不应小于20m;防水煤(岩)柱的厚度系指最小垂直距离；通常采用的尺寸为：矿界煤柱(同一煤层)，以40m为宜，若以断层为矿界，则煤柱尺寸以60m为宜；煤上部边界煤柱尺寸，以80m为宜；矿井内断层两侧要留设煤柱，其尺寸一般以30m40m为宜。2水闸墙在需要截水而平时无运输、行人的地点设置水闸墙。水闸墙分为临时性和永久性两种。图 58 混凝土防水墙1 截口槽；2细管；3保护罩；4放水管；5压力表图 59 多段水闸墙临时性水闸墙是在有出水危险的采掘工作面，备有堵截水材料，一旦突水就迅速将水堵截在小范围之内。堵截材料多用砂袋、木板等。这种水闸墙只能起临时抢险作用。永久性水闸墙是在开采结束后，为了隔绝继续大量涌水的地段而砌筑的永远关闭的挡水建筑物。它是一种重要的安全措施，技术较复杂，投资也较多，必须保证施工质量，砌筑时要用良好的不透水材料，并与建造地点的岩层紧密结合，通常采用混凝土或钢筋混凝土浇灌。水闸墙的形状有平面形、圆柱形和球形三种。平面形的水闸墙施工容易，但抗压能力较小；球面形的水闸墙虽然抗压强度大，但施工复杂。故通常多采用圆柱形的水闸墙。圆柱形水闸墙系圆柱形侧面的一部分，支撑于岩石中两个掏槽上，并且以凸面朝向充水的空间。 水闸墙的构造如图58所示(纵剖面)。为了支撑水压，在巷道的顶底板和侧壁开凿截口(掏槽)1。墙下安有水压表2和放水管3，放水管用栅栏4加以保护，以供密闭后从管中放出气体。在水压特别大时，可采用多段水闸墙，如图59所示。水闸墙应有足够的厚度，以确保支撑涌水的压力。平面形水闸墙厚度一般不小于巷道宽度的一半。圆柱形水闸墙厚度根据计算确定。 建筑水闸墙时应注意下列事项：1)筑墙地点的岩石应坚固，没有裂缝，如有风化松软或有裂隙的岩石，必须全部清除。2)应尽可能选择在小断面巷道中筑墙，以减少投资，缩短建筑时间。3)为避免围岩产生裂缝，水闸墙掏槽时要用手镐或风镐开凿。4)水闸墙和四周岩层要紧密结合，以防止漏水。为此，应在筑墙的同时插入注浆管，水闸墙筑成后，通过注浆管向四周联结处灌入水泥浆。3水闸门防水闸门设置在可能发生涌水需要堵截，而平时仍需运输和行人的巷道内。例如在井底车场、井下水泵房和变电所的出入口以及有涌水互相影响的采区之间，都必须设置防水闸门。它是矿井生产建设过程中的重要防水设施之一，不少矿井由于预先建筑了水闸门，从而避免了淹井事故的发生。图 510 水闸门1混凝土墙垛；2门扇；3放水管；4放气管；5压力表水闸门的构造如图510所示，它是由混凝土墙垛1、门扇2、放水管3、放气管4和压力表5等部分组成。门框尺寸为满足运输的需要，一般宽为o.9m1.Om以上，高1.8m2.Om。门扇视具体情况可采用单扇或双扇门，形状有圆形和矩形两种。门的形式通常为平面形，当水压超过2.53.OMPa时，可采用球面形。门扇与门框的接触面都要做成斜面，而且门扇与门框之间都应垫有橡胶或浸过焦油的帆布或铅板，以保证严密接触不漏水。