井下透水预防

井下透水预防井下透水预防 1 矿井下透水的种类 1 老空水 在矿井中分布最广 对人身的危害最大 事故 教训也最多 2 钻孔水 是勘探工作中遗留下来的问题 一般情况下 打钻以前 地面汇水区 地下含水层以及洞窑性的喀斯特溶洞 岩层都与煤层上下隔绝 但在钻探以后 这些岩层便互相贯通 了 因此 当井巷碰到钻孔时 往往会有大量的水涌出 有时 采掘工作面虽离钻孔还有一定的距离 但钻孔水也会将煤壁冲 溃 造成穿水的事故 3 裂缝水 常以两种形式出现 一种是新型矿井开采水平 较深 受雨水影响较小 但上下层的含水量较大 如遇隔水层 不够厚或开采方法 顶板管理不够合理等 都能引起隔水层破 裂 造成严重的顶板淋水现象 影响生产的顺利进行 另一种 是土窑复建时所遭受的裂缝水害 一般说来土窑附近都难免有 大小不等面积的塌陷区 形成盆地 这些地区雨水汇集 顺塌 陷裂缝浸入井下 造成井下排水困难 4 地面水 对井下威胁最大的是山洪暴发 因为它会造成 灌井事故 另外 地面河流 湖泊 池沼等水的下渗会使采区 地面的裂缝扩展 造成透水事故 5 地下水 主要是指含水层及有溶洞岩层的来水 这些水 一经透出也往往造成淹井 6 断层水 由于地质变化 出现断层以后 往往将含水层 的水沟通起来 当井巷遇到断层时就有大量水透出 7 层间水 岩层露头部分 受长期的风化作用 裂纹特别 发达 因而水就会由岩层的露头流入 形成层间水 层间水常 常随着透水岩层的倾斜 标高和构造等条件的不同 有很大变 化 一般来说 平缓岩层的补给水 比垂直岩层多 山谷露头 的渗水比山岭露头多 破碎地带又往往形成蓄水带 2 矿井透水的规律和现象 按照一般的透水规律 积水区水头越高 压力就越大 因此 在处理水头高的积水时 必须采取化整为零的办法 将高水头 和积水分成若干段 一段一段地放水 现在普遍采用的 分段下 行探放水 的方法 可避免一次处理时煤壁被压破的危险 实践 证明 凡是与地面上下汇水区互相贯通 互为补给水源的老空 断层裂缝等 都必定有水 因此 遇到有补给水源的老空 断 层 裂缝 钻孔时 特别要提高警惕 并采用周密的防水措施 防止透水 矿井透水事先都有预兆 可根据八种不同的透水象征 辨别其 是否有透水的危险 1 发潮 煤本身是不透水的东西 但当受到一定压力的水 的作用 仍会有部分的水分浸到煤体里去 因此 当采掘工作 面临近积水区时 就会发现局部的或大面积的发潮现象 这种 发潮现象不完全是由于接近水区的缘故 遇到底板岩层为透水 岩层时 也常使煤体有发潮现象 2 发汗 当工作面接近积水区时 因受水压作用 通过煤 的层理 节理 水就透过煤壁并聚成水球现象 看起来就象人 出汗一样 这里必须指出 上述两种象征 无论发潮和发汗 有时都会出 现假象 这种发潮和发汗的真假 往往采用 浅剥皮 的办法加 以鉴别 就是将发潮或发汗的煤面 剥去一薄层 观察探试新 暴露的煤层是否也发潮 如果发潮 就证明这是透水象征 3 流水或滴水 这种现象是发汗进一步发展的结果 证明 工作地点与积水区的距离越来越近了 也证明隔水煤墙越来越 软 隔水性越来越差 抗压能力越来越少 总的情况越来越严 重 这时必须百倍警惕 加紧处理 4 挂红 这种现象往往是流水现象出现后产生的 这种现 象说明水内含有铁的氧化物 或硫铁矿物等 出现 挂红 一般 认为是接近老空积水的象征 5 空气变冷 工作面接近大量积水区以后 影响工作面气 温降低 感到发凉 6 硫化氢气味加大 二硫化氢气体也是老空区的产物 因 此 当工作面接近老空区时 有时可嗅到硫化氢的气味 7 水叫 一般有两种声音 一种是 嘶嘶 的声音 这种 声音 很象低沉的雷鸣声或不开锅的声音 这是因为水位有了 变动或受滚动岩石撞击影响的结果 8 钻孔底发软或出水 用探水钻或钎子探水时 如发现钻 孔底发软 钻屑发潮 就说明钎子快到积水区 如继续钻就有 出水可能 上述现象都是接近积水区 或老空 的征兆 要特别注意采取 措施 严防积水突出造成危害 鉴别老空水有以下几种办法 用手指蘸水搓动有润滑感觉 用鼻嗅有腐臭 有时夹杂着臭鸡 蛋的气味 用口嚼有涩味 有腐朽质的沉淀物及悬浮物 详细 观察比较时 会发现它的透明度较低 化验分析时 耗氧量大 有机质氧化时所耗氧气越明 证明有机质越多 3 预防矿井透水的两大措施 第一 组织措施 1 教育井下职工必须熟悉透水象征 发现透水象征时须立 即汇报给值班人员 并上报主管领导 未经研究分析和提出安 全措施 同时也未确定水源以前 不得继续作业 2 组织专人对探水点或淋水地点逐日进行观察 并记录变 化情况 作出分析比较 如有明显变化 不得继续作业 3 必要时组织专业探水队 专门进行探水工作 并直接由 矿长领导 制定探水制度 切实贯彻有象征必探的原则 4 对井田范围以内的老空要详细进行调查 并将调查资料 绘在地面与井下对照图上 详细标明老空分布范围和积水数量 并慎重划出老空警戒线 同时 要反复慎重地核实过的有关资 料 第二 技术措施 1 分段下行探水法 探放水是解除水害威胁的最主要的措 施 因为这种方法既适应水头低的老空水 也适应水头高的积 水采用化整为零的方法放尽 如果对水头很高的积水采用 端底 的方法作一次处理时 危险就会大大增加 因此 采用 分段下 行探水法 把高水头的积水分为若干段 从上而下地依次探放 这样每次探放所遇到的水头高度就能控制在安全限度以内 而 且这个方法的采用与斜井片盘开拓程序可以完全一致起来 即 使是在坚井开采的情况下 采取这一方法 也是符合客观规律 的 2 钻孔的布置与钻孔数目的确定 当工作地点发现有透水 象征而决定探水时 首先要解决的问题是钻眼怎样布置 钻孔 数如何确定 解决这些问题必须根据煤层厚度 倾角大小 巷 道与顶底板的关系是平巷还是上下山及其断面大小等具体情况 来确定 根据不同情况大体可分为以下几种方法 如果煤层 不厚 2 0 米以下 而斜角又比较平缓时 所作的巷道 无论 是平巷或是上下山 钻孔的布置都可以采用比较简单的方法进 行 即在巷道中布置一个与顶底板平行的钻孔 另外在巷道两 帮各布置一个与挡头成 45 角的钻孔 以控制从两帮透水的可能 在厚煤层里送道时情况就比较复杂 如果巷道是沿着顶板送 时 那么探孔就应多设几个 就是说 一方面要探明正前方及 两帮有无老空 另一方面还要探明前下方有无隐患 如果巷道 是沿底板前进时 探眼必须是既能探明正前方 包括两帮 的 情况 又能探明前上方 包括两帮 有无老空存在 如果巷道 开在煤层腹部 需探水时 探眼的布置就应照顾到更多方面 无论正前方 前上方 前下方以及各方面两帮都应控制住才成 如在立槽厚煤层内送道时 情况又所不同 除正前及下帮要 布置探眼外 前下方 前上方及下帮上下角均应成有放射形的 方向布置探眼 总之 应根据巷道及煤层的具体情况 参考当 时当地的有关调查资料来确定探眼的布置方法 关于探眼数目 的确定 也是根据各种不同情况来决定 无论在任何条件下 都应掌握一条 就是用最少的探眼达到全面控制透水的目的 3 掌握安全超前距离 关于探眼的超前距离问题 安全规 程上有明文规定 规程要求探水的超前距离至少要保持 20 米 但在实际执行中 特别是没有探水设备或者探水设备不足的单 位 往往不能达到这一要求 对这些单位来说 深入摸清当地 过去透水经验就显得非常重要 这主要是从过去透水事件中查 清煤墙被突破的厚度 当时突破煤墙的水头高度以及煤质等 参考这些情况来规定探水工作的超前距离 如有的单位规定 探 四进一保持三 的意思是说 探深四米 掘进一米 保持三米超 前离 4 放水问题 在进行探水时就应该做了一切放水工作的准 备 只有将积水放出以后 才能彻底清除水害危胁 扩大采区 多采煤 如果所探放的积水情况已调查很清楚 应及早在探水 巷道内安排适当地点接好放水管 放水管的安装方法是把带有 截水门的放水管装在锥形的混凝土圆柱中 为使放水管能固定 在混凝土圆柱中 管子外套要备有锥形环 这样 装好以后 将钻杆通过带有水门的放水管进行钻眼工作 钻进时为了保证 安全 必须在工作面附近装设不透水的带门的隔水墙 门要向 来水的方向开启 隔水墙也可以不带门 直接设在工作面的前 面 在这种情况下 钻眼工作就要在墙外进行 但无论哪种隔 水墙都必须装有放水管 以便关闭后放水之用 在接近个别积 水区或涌水量大的含水层时 都可以采用这种方法 这种办法 的探眼深度可以缩小到 3 5 米 如果预计积水量不大时 则可 以不用放水管 但要事先预备好长约 1 5 2 0 米的锥形木塞 4 排水设施 1 排水沟 用途是把各个工作地点的水汇集到井底水仓 以便再由井底水仓排到地面 为了保证水能从水沟自动流出 水沟应向井底方向倾斜 其倾斜度一般为 0 003 0 005 水沟的 形态通常多掘成梯形 并布置在巷道的一侧 但也有的矿井把 水沟设计在巷道中间 在坚硬而不受水冲刷的岩石中 水沟不 必镶砌 但在松散煤层或岩石中 则须加镶砌 镶砌的方法大 体上有以下几种 木槽镶砌 水沟挖好后做成大小适宜的木槽 安置在水沟内 这种方法是最适于小型煤矿采用 砖砌 混凝 砌 无论采用哪种方法镶砌 为了便于行人能过 并避免水沟阻塞 都要在水沟上面铺盖板 2 水仓 其作用是将各种汇集到井下的水暂时容纳起来 以便设法将水排至地面 水仓对保证矿井安全起很大作用 每 当雨季或积水区被穿时 就会涌了大量积水 如有水仓 便可 起缓冲作用 使井底不致于立即被淹没 这样矿工们可以利用 时机安然升井 如果没有水仓的缓冲作用 矿井又无安全出口 透出的水就会很快把井底封顶 造成事故 水仓的容积规程要求 要能容纳矿井 8 小时的最大涌水量 比 如 某矿井的最大涌水量为 5 吨 分 那么 1 小时就出水 300 吨 这样 这个矿井的水仓容积至少要有 24000 立方米才合要求 水仓的镶砌方法与水沟大致相同 如果水仓开在坚固而不受水 冲刷和易风化的岩石中时 可以不考虑镶砌成支架 如果水仓 开在煤层内 则需要用支架支护 如果使用期限很长 还需要 用砖石或混凝土砌镶 以便节省维修费用 5 三种流量的简易测定方法 1 用容器测定流量 通常是用一个一定容积的木箱或木桶 作为测定水的流量的工具 测定方法很简单 只须将欲测的水 流导至做好的箱内或桶内 计出流满水箱和水桶的时间 这样 就可以算出这股水的流量 例如 测定流量的木箱容积是 8 立 方米 从水流导致箱内起到箱内流满水为止 共经二分钟时 那么这股水的流量当为 1 5 立方米 分 2 用三角堰测定流量 90 角的三堰 其流量可用下式求 出 q 1 343h2 47 升 秒 式中 h 水头高 厘米 用三角堰时 最小水头应不小于 4 厘米 再小就不精确了 最 大水头不要大于 1 0 米 堰高 p sub 1 sub 不应小于 0 2 米 用三角堰测量的精度为 1 2 3 用无堰流槽测定流量 根据水头的大小