防突水安全技术措施

防突水安全技术措施防突水安全技术措施 为认真贯彻落实 煤矿安全规程 和 煤矿防治水规定 的有关要求 深刻汲取同煤集团姜家湾煤矿 4 19 重大事故教训 为做好我矿防治水工作 本着 安全第一 预防为主 综合治理 的工作原则 防治水措施 确保安全生产确保安全生产 特根 据我矿实际编制矿井防突水安全技术措施 一 矿井水害事故易发生的地点 我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤 掘进工作面 在生产过程中与地表水 地下水或老空水 沟通时 就会发生突水事故 1 采煤工作面向前推进 采空区顶板自然垮落 自下而 上形成了垮落带 导水裂隙带和弯曲下沉带 垮落带及裂 隙带 遇到强含水层或老空区 老窑 老巷道积水 水会沿裂隙带空 隙流入井下 造成突水事故 若导水裂缝带高度到达地表 与 地表的季节性河流 塌陷坑贯通 也会造成突水事故 2 采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔 穿透含水岩层 的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力 也会造成透水事故 3 掘进工作面在掘进过程中 遇到情况不清的老窑水 采空区水 老巷道积水 钻孔水 断层水 陷落柱水 石灰 岩 溶洞水 砂岩水等 同样是易发生透水事故的地点 二 突水因素分析 采掘过程中 造成底板突水的因素是多方面的 是多种因 素综合作用的结果 根据现场实际观测及有关理论分析 认为 影响底板突水的因素主要有以下几个方面 1 矿压 采矿过程中的矿山压力 对工作面底板具有严重的破坏作 用 产生新裂隙 并 活化 原有断裂 导致底板突水 随着采煤工作面的推进 底板任一断面总是经历超前支撑 压力压缩破坏 采后悬顶卸压膨胀破坏 采空区周边剪切破坏 最后顶板冒落压实的再受压过程 其中采空区卸压膨胀及其周 边剪切对底板破坏最严重 产生的裂隙最多 矿压对底板的破坏程度是不一样的 根据现场观测 工作 面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大 工作面周围煤体的支 撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值 煤层底板最易造成破坏 底板最易突水 矿压对底板的破坏作用与工作面顶板岩性有 关 工作面顶板岩层越不易冒落 矿压对底板的破坏作用越明 显 工作面越易出水 矿压的破坏作用不显著 与底板出水不 明显 所以对顶板不易冒落的工作面要及时采取措施 减少矿 压的破坏作用 2 断裂 断裂构造是突水的主要因素之一 综合分析其作用主要有 1 断裂构造的存在破坏了底板完整性 降低了底板的强 度 2 断层上下两盘错动的结果 缩短了煤层与含水层的距离 甚至使煤层与含水层直接对口 3 断裂带破碎 软弱 易形成导水通道 4 断层带充水成为充水带 更使水文地质条件复杂化 一般情况下 在断层交叉复合部位 尖灭端 拐弯处 向 斜轴部 转折端及隐伏裂隙存在的工作面因应力集中 易造成 底板破坏突水 是预防的重点 3 隔水层 隔水层对突水起阻挡作用 其阻水能力是由其厚度 岩性 组合及力学强度决定的 厚度越大 越不易出水 其岩性组合 及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素 当煤层底 板岩层软硬相间时 不易形成裂隙 当底板岩层自近 煤层 而远 强度由弱到强时 岩层间易形成采动裂隙 煤层到底板含水层 之间的距离由采矿破坏深度 有效隔水层厚度及导高三部分组 成 导高是承压水沿煤层底板导水裂隙上升的高度 起阻水作用 的主要是有效隔水层厚度 如果矿压对底板破坏深度大 导高 又大 则有效隔水层厚度相对减小 工作面底板就容易出 水 因而我们只有采取防治水措施 减少矿压对底板的破坏深 度 减小导高 才能增加有效隔水层厚度 预防出水 4 含水层 含水层的富水性及水压对工作面底板突水具有重要作用 含水层的富水性是突水大小的物质基础 它决定着突水后水害 的规模及对矿井的威胁程度 富水性与其岩溶裂隙发育程度 迳流条件 构造发育情况及埋藏深度等因素有关 含水层的水压是工作面底板突水的动力 表现为静水压力 及动水压力两种形式 未突水前表现为静水压力 静水压力对 隔水层裂隙具有顶劈扩大作用 水压愈高 作用愈显著 出水 后承压水头降低 含水层的水位能转化为动能 这是以动水压 力为主 其作用主要表现在出水后 裂隙被冲刷扩大 充填物 质不断被带走 通道越来越畅通 出水量越来越大 综上所述 造成工作面底板突水的因素很多 但概括起来 主要有矿压 断裂 隔水层 含水层 4 个方面 针对以上突水 因素 因地制宜 采取相应的防治水措施 就能有效地预防出 水 三 工作面底板突水防治 根据以上分析 结合矿区实际 我们认为搞好底板突水防 治主要从以下几个方面入手 1 采取措施 减少矿压对底板的破坏作用 缩短工作面斜长 工作面斜长对底板的影响 实际上是矿 压对底板的破坏深度问题 工作面斜长越大 压力越大 底板 采动破坏深度增加 工作面底板越易出水 据有关资料推导 工作面斜长与底板破坏深度可用如下关系式表示 h 0 5l0 7 式中 h 采矿破坏深度 m l 工作面斜长 m 根据煤矿工作面斜长与突水关系 我们认为在不影响产量 回收率等问题的基础上 受奥灰水威胁的工作面斜长应不超过 500 m 2 注浆改造是预防工作面突水的有效措施 该技术通过地面注浆站集中造浆 注浆 井下施工注浆孔 向介于煤层和奥灰强含水层之间的薄层灰岩注浆 是预防突水 的综合防治水技术 注浆改造作用及特点表现在以下几个方面 1 改变了含水层的富水性 在注浆压力作用下 浆液沿裂 隙扩散 沉析 结石 使奥灰岩溶裂隙基本上为粘土水泥浆充 填 富水性大大减弱 甚至不含水 2 切断奥灰的补给通道 注浆过程中 在注浆压力作用下 浆液奥灰的联系通道向下扩散 沉析 缩小或堵塞通道断面 减少或切断了奥灰对徐灰的补给通道 3 加固了底板隔水层 提高其强度 4 注浆改造可消除导高 增加有效隔水层厚度 通过注浆 改造 浆液能有效地充填含水层至隔水层的导水裂隙 消除导 高 使原来含水 导水的裂隙带变成纯隔水层 增加了有效隔 水层厚度 对预防出水极为有利 3 预防断裂出水 根据前面分析 断裂是造成工作面底板突水的主要因素之 一 逢突必断 已成为人们的共识 预防断裂出水是矿井防治 水工作的主要内容之一 具体内容包括以下几个方面 1 全面分析区域构造特征 研究断裂展布规律 根据每个 面的巷道揭露情况及钻探资料 查明工作面断裂分布情况 为 预防断裂出水提供依据 2 按规定留设断层煤柱 特别对于可能导水断层 则需按 规定留足防水煤柱 3 分析断裂性质及力学特点 属于张性导水断裂 在巷道 穿过前 要按规定提前探查并进行注浆加固 达到预期效 果 否则不能直接揭露 4 对断层交叉点 尖灭端 褶曲轴部等构造发育地段要重 点加固防治 预防工作面在回采过程中出水 5 巷道穿过断层带时 要加强支护 以防滞后出水 6 认真研究滑动构造特点 滑动构造易形成 层状 充水带 对底板威胁面大 要及时分析资料 对滑动构造明显的地段要 重点防治 4 疏水降压 水压是造成工作面出水的重要因素 通过疏水降压可以降 低水头压力 减少水压对底板的 顶劈 作用 预防出水 5 矿井发生突水事故的预兆 挂红 挂汗 空气变冷 出现雾气 水叫 顶板淋水 加 大 顶板来压 底板鼓起或产生裂隙出现透水 水色发浑 有臭 味 煤层发潮发暗 有害气体增加等 四 探放水钻孔设计 为了落实好 预测预报 有掘必探 先探后掘 先治后采 的原则 确保安全掘进 确定工作面迎头为探水线 首先采用 高分辨电法仪或瞬变电法仪进行超前探测 探测深度不小于 100 米 根据每次探测结果分析确定重点防治区域 同时利用 钻探进行验证 验证无异常时钻孔孔深 100 米 钻孔超前距 30 米 帮距为 20 米 每打一次钻可向前掘进 30 米 防治水设备 采用高分辨电法仪或瞬变电法仪进行超前探测 推断重点防治 水区域 探水采用 zyw 2000 型钻机 钻杆 75 孔径为 75mm 五 安全措施 1 探水工作必须严格执行 有掘必探 先探后掘 的原则 技术人员要根据矿图资料进行水情预测预报和充水条件分析 提出合理有效建议 并且报调度室及有关领导审批 2 掘进工作面在开工前要备好堵水材料 存放在掘进头 码放整齐 并且必须配备一台完好的探水钻和一台多级泵 保 证排水管路畅通 3 为了确切掌握探眼的覆盖面积符合要求 探水工作每 班由生产技术科派技术员现场技术指导 班长负责落实 安全 员 瓦检员负责监督 4 每次探水前瓦斯员必须先检查瓦斯和通风情况 安全 员检查顶板和煤帮 技术员标定探眼位置 确认一切正常后报 当班班长 5 当班班长接到技术员 安全员和瓦检员通知后 再认 真检查巷道行人是否畅通 排水设备及系统是否可靠 确认一 切正常后电话汇报调度室 经调度室同意后方可开始探水工作 6 探水人员在探水过程中要严格执行探放水操作规程 7 探水钻进必须有一名跟班领导监督执行 遇到问题及 时处理 8 每次探水完毕后 当班技术员必须将探水情况及时汇 报矿调度室和探水队队长 同时将探水钻孔布置图交探水队备 案存档 探眼由验收员验收合格后方能进行掘进 9 巷道掘进到允许掘进位置时必须停止掘进 进行探水 安全员要及时向调度室和安全科汇报探眼深度和当班掘进进尺 并认真填写探水记录牌板 调度室和安全科要对汇报清况记录 备案 10 探水钻进时发现煤岩松软 片帮 来压或者钻眼中水压 水量突然增大和顶钻等透水征兆时 应当立即停止钻进 严禁 拔出钻杆 由跟班领导负责向调度室汇报 调度室召集有关科 室及主管领导进行分析并制定方案 11 安全员 瓦检员要随时检查探眼 随工作面前掘探眼 暴露在巷道煤帮时 无异常情况要及时采用水泥 砂浆进行封 堵 以防有毒有害气体涌出 12 所有作业人员包括队长 安全员 瓦检员都必须现场 交接班 并将当班存在问题及处理结果记录在交班记录本上 13 安全员当班队长在交接班时必须把当班掘进长度 剩 余掘进长