矿井水灾防治

1、every noble work is at first impossible.模板参考（页眉可删）矿井水灾防治 在矿井建设和生产过程中，各种类型的地下水进入采掘工作面的过程称为矿井涌水。矿井涌水的形式有缓慢的进入，也有突然的涌入。后者因水量大、来势猛，故称矿井突水，危害极大。 当矿井涌水超过正常排水能力时，就会发生水灾。水灾的危害极大，不仅可能淹没工作面、巷道，甚至可能淹没整个矿井，造成伤亡事故。 防治矿井水的目的首先是为了防止水灾事故的发生，保证矿井建设和生产的安全，同时也是为了减少矿井正常涌水量，从而降低生产成本。为了经济有效地预防水灾，首先应查明矿井的涌水水源。 一、矿井涌水水源 1、

2、地表水 地表水体包括河流、湖泊以及水库、山洪等，这些水源一旦进入井下都可能形成水灾。地表水具有明显的季节性特点，雨季降雨量猛增，河、湖水位上涨，山区就可能形成洪水，威胁矿山生产。因此，应向气象部门咨询并进行深入的调查研究，及时掌握雨季来临的时间、地区最大降雨量、历史洪水位标高和波及范围等，同时要弄清地表水与矿体的相对关系，以及水体下部岩石的透水性等。 在开采距地表近的上部矿体时，地表水有淹井的危险，它多从井口和塌陷区进入矿井，有时雨水和黄泥一起涌入采场，对生产和安全造成严重威胁。地表水如通过断层，裂隙，石灰岩溶洞等与巷道相通。则可能造成突然透水事故。 2、含水层水 含水层水包括孔隙水、裂隙水和

3、岩溶水。是矿井涌水最直接最常见的主要水源，特别是岩溶水。其水量大、水压高、来势猛、涌水量稳定、不易疏干。因此其危害性大，应予以特别注意。 在矿区范围内有石灰岩层，砾石层及流砂层时。都有可能含有大量的地下水、特别是厚的纯质灰岩，岩溶现象十分发育。含有更多的积水,如奥陶纪石灰岩，长心组及茅口组灰岩都是主要强含水层、当掘进巷道时。遇到这种积水就会造成突然透水事故。 3、大气降水的渗入 大气降水是很多矿井涌水的补给水源。特别是开采地形低洼埋藏深度较浅的矿体更是如此、大气降水的渗入量与地区的气候，地形，岩石性质，地质构造有关。当成为矿井涌水水源时矿井涌水的程度与地区的降水量大小、强度和延续时间有关，矿井

4、涌水量随气候具有明显的季节性变化。 4、废旧巷道及空区积水 过去的采空区及废弃巷道由于长期停止排水而常常有大量积水，这种涌水的特点是：水量大、来势猛、破坏性大、酸性强、具有腐蚀性。而且常伴随有毒有害气体涌出。是防水灾工作中应重点注意的防治对象。 对某一矿井来说可能是上述某一种水源在起作用，也可能是多种水源同时起作用。因此在分析矿井涌水水源时。应进行充分的调查研究，找出主次关系以便对症下药。 二、矿井涌水通道 矿井水只是构成矿井涌水的一种潜在威胁，矿井是否涌水关键还取决于是否有通路把水源和矿井沟通。一般来说矿井涌水通道有以下几种、 （1）、岩层的孔隙 岩层孔隙的透水性能取决于孔隙的大小和连通的情

5、况。 （2）、岩层的裂隙 岩层的各种裂隙包括风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙都能构成矿井涌水的通路。对矿井威胁最大的是构造裂隙 （断裂），其中包括各种节理、断层和巨大的断裂破碎带。构成断裂不仅本身具有较强的富水性而且往往是导致各种水进入矿井的良好通道，因此其危险最大，应予以高度重视。 （3）、岩层的溶隙 溶隙主要出现在碳酸岩类岩石中沿断裂、节理裂隙的层面。其中可赋存大量的水或沟通其它水源，当巷道接近或揭露它们时易造成突水事故。 （4）、人为因素造成的通道 如勘探中一些未封闭或封孔质量不高的钻孔，可能把矿层顶、底板含水层或地表水体沟通引起矿井水量增大，又如采矿活动使岩层顶板产生冒落从而使上覆含水层中

6、的地下水甚至地表水流入坑道。 三、影响涌水量大小的因素 1、覆盖层的透水性和围岩出露条件 覆盖层的透水性好则补给水量和井下涌水量大，一般认为矿区内若分布有大于5米的稳定的弱透水层时，就可有效地阻挡地表水和大气降水的下渗；透水的围岩在地表出露面积越大，则接受降水和地表渗水就越多，井下涌水量也越大。 2、地形条件 矿区位于当地侵蚀基准面以上时涌水量通常较小，由于排泄条件良好，水可以由平硐流出，补给水渗透对矿井涌水的影响也不大。而开采深度低于当地侵蚀基准面的矿体，或位于河谷凹地以及地形低洼地区的矿床时，涌水量会比较大，特别是在暴雨期间，矿井涌水量可能大为增加。 3、地质构造条件 断裂面力学性质的不同

7、和同一构造体系不同部位对矿井涌水的影响程度是不一样的，如张性断裂面对矿井涌水的影响大于压性断裂面的影响，又如断层交叉点导水性好，突水性强。 四、地面防水 地面防水的主要任务是防止地面河流、池沼等积水以及暴雨季节的洪水突然灌入井下，防止或减少大气降水和地表水渗入井下。 1、制定防水计划、建立防汛组织 在制定防水计划时，必须进行大量的调查研究工作，对矿区的地貌、地质构造、地面水流系统、降雨量、融雪量以及山洪的水流分布、最高洪水位等都要作详细的调查，也要探明各种透水通路，建立由矿领导负责的专门防汛队伍，其职责是向领导提出各种可能发生水患因素的调查报告和防水计划，并且要组织防水工程的施工以及准备防洪抢

8、险的物资和设备。 2、合理确定井口位置 矿井的井口、平硐出口以及矿井出口的标高、以及地面主要建筑物的地基的标高、都应高于历年最高洪水位、以免在雨季山洪暴发时地面洪水灌入井内或冲垮地面建筑物。如果受其它条件限制，井口标高在最高洪水位以下时，必须修建防洪堤坝、排水沟等工程，确保井筒和地面建筑物的安全。 3、修建引洪工程 为了截断山洪、防止大量雨水汇集矿区、可在矿区边缘或漏水区的上方迎着来水方向修建人工河道和引水工程，把山洪引出矿区。 4、河流改道 当矿区地表有河流经过时、河流渗水会对井下构成威胁，河流改道是防止河水渗入井下的最有效的方法。所谓河流改道、就是在河流流入矿区以前、选择合适的地点修筑堤坝

9、，截断原有河道，使河水绕开矿区而行，但是河流改道的工程量大、投资多、影响面大，要慎重考虑，要注意河流改道后河水不会再渗入井下。所以坝址和人工河道的位置都要选在矿区隔水岩层的上部或外侧，修建人工河道时要注意河道的坡度不宜过大或过小，以免冲刷或淤塞。在确定河流改道方案时，还应考虑矿区的发展远景和工农业布局，要考虑矿区工农业和生活用水问题。 在不能或不宜采用河流改道方法时，则可在漏水地段铺设人工河床。人工河床一般由三个分层构成：底层是防漏层、用黄土压实而成，中间层是伸缩层、其作用是防止底层翻浆，在冬季干枯时则可防止河床冻裂、用砂夹石（砂石比为3：7）铺设而成，上层是水泥砂浆及河卵石构成、能抗水流的冲

10、刷。 5、填堵漏洞和排除积水 对可能通向井下的裂隙、洞穴、废弃的钻孔以及小范围的塌陷坑，可以用土填堵、夯实并使其稍高出地面，防止水流渗入。对于面积较大的塌陷洼地，可开凿疏水沟渠、修筑围堤，必要时可安设水泵排干积水，消除威胁。 6、留安全矿柱 如果矿区地表有河流、水库等地表水体不能排出或疏导时，可考虑留安全矿柱的方法隔断透水通路。 五、地下防水 在采掘过程中有可能掘透压力大和固定水源相沟通的含水层和水体，形成突然大量涌水。因此应该在坑道内采取防水措施，防止灾害的发生。 1、查明水源 地下水源在没有揭露以前是看不见的。因此应通过详细的勘测工作，掌握矿区水文地质资料，了解含水层及老窿积水情况，查明地

11、下水源。 为查明地下水源，应通过地质水文资料，弄清冲积层的厚度及其组成，各分层的含水透水性能，掌握断层的位置、错动距离、延伸长度、含水及导水性质、破碎带的范围，查明矿井含水层和隔水层的数量、厚度、含水性能，以及含水层及隔水层与采掘工作面的距离，了解老窿的开采时间、深度、范围、积水区域及其分布状况等。收集地面气象资料，降水量和河流水文地质资料，查明地表水的水量和分布范围。在开采过程中，应观测顶板破坏和地表陷落情况，分析涌水变化并进而判断透水的可能性。通过对探水钻孔和水文观察孔中的水压、水位和水量变化的观测，了解矿井水来源，矿井水与地下水和地表水的补给关系等。 2、超前探水 超前探水，是指在井下采

12、掘工作面用打超前钻孔的方法，对掘进与回采工作面顶板、底板、侧帮和前方端头的地质构造，含水层及废弃坑道积水的具体位置，产状和突水的可能性等做事先探查工作。当采掘工作面接近溶洞、含水层、导水断层、可能有积水的废旧井巷或空区以及其它可能突水的危险区时，都必须打超前探水钻孔，探水前进。 一般在距可疑突水源70米以外，在推进中的工作面打探水钻。钻孔深度应经常使工作面前方保持5-20米厚的岩壁，钻孔数目一般不少于 3个 （断层水和强含水层水可用 1个)，成扇形布置。钻孔直径应小于75mm ，以便遇水时能及时加以控制。 探水作业要加强安全管理，施工中要注意下列安全事项： （1）、探水巷道一般为双巷交替前进，

13、便于通风和抢险。要加强巷道支护，保证探水地点、避灾路线、泄水巷道不会发生冒顶事故。 （2）、清理好泄水路线的排水沟，配置一定容量的水仓和排水设备，以便及时排出涌水。安排好避灾路线，以便出现险情时作业人员能及时撤出。探水地点和相邻工作点以及井口调度室要保持信号联系，一旦出水、要马上通知受水害威胁地区的工作人员撤离危险地区。 （3）、准备好木塞，以便必要时堵塞钻孔。在积水量多水压大的地方探水时，要设套管。钻杆通过套管打探水孔，套管上安有水压表和阀门，探到水源后利用套管放水。 （4）、探水地点随时可能涌出二氧化碳硫化氢等有毒有害气体，因此要保证通风良好，加强对有害气体的检查，有害气体的突然出现，往往

14、是接近积水区的先兆。 （5）、在钻进中、要密切注意钻孔情况，如发现孔内显著变软沿钻杆向外流水以及冲洗液突然增加等透空征兆时，应立即停止钻进，但不能取钻、以防有害气体和大量积水突然涌出，人员不要直冲钻杆站立，待情况查明各项安全措施准备完毕确认无危险后，才能用旋转钻杆的方法，慢慢把水放出。 3、堵水 堵水的目的是堵截水源使其不能涌向工作区或者使局部地区的涌水不致波及其它地区，经常采取的堵水措施是安设水闸门或水闸墙。 水闸门是用于防止井下突水威胁矿井安全而设置的一种特殊闸门，一般设在可能发生涌水需要截断而平时仍需行人和行车的巷道内，如井底车场水泵房和变电所的出入口等地点。水闸门正常情况下应不妨碍运输

15、通风和排水，一旦井下发生水害就可关闭，阻断水流把水流控制在一定范围内。 4、留设防水矿柱 对于地面或地下的各种水源、当不能或不宜堵塞或疏干时可考虑采用留设防水矿柱的方法防水。即在可能突水处的外围保留一定宽度的矿体不采、用于防止积水突然涌入矿井中。这种为保证采掘工作正常进行不发生突水而留设一定宽度的矿体叫防水矿柱。 在遇到矿体直接位于地表水体和含水层之下而水源又无法疏干或者地表水体和强含水层通过断层和裂缝对矿体开采构成威胁，以及在被淹没的井巷之下或之上进行采掘，而被淹没的井巷中的积水又不可能排出等情况时应考虑留设防水矿柱。此外当相邻矿井开采同一个矿体时、在矿井交界处必须留设防水矿柱。 5、灌浆堵

16、水 灌浆堵水是将预先制成的浆液通过管道压入地层的裂缝，经过凝结，硬化后达到堵隔水源的目的。 6、疏放水 疏放水是指借助于专门的工程如疏水巷道、放水钻孔等，有计划有步骤地使影响采掘工作安全的含水层中的地下水位降低或使其局部疏干。 六、排水 矿山排水是排除矿井水所采取的方法和措施的总称。在矿床充水没有得到彻底疏干的情况下，必须依靠矿山排水为采掘正常生产创造条件。矿山排水是矿山建设和生产时期防治水害的重要手段之一。 七、透水预兆 采掘工作面透水前往往都有预兆，作业人员应了解工作面透水前的各种征状，以便及时发现危险。争取时间采取防范措施，迅速撤离危险区。工作面透水前通常有以下一些征状： （1）、巷道壁

17、出现 “挂汗”或 “挂红”现象。积水透过微孔裂隙凝聚于巷道壁表面而呈水珠状。这种现象称为“挂汗”。当积水中有金属氧化物时，水珠呈红锈色这种现象称 “挂红”。 （2）、工作面温度下降，空气变冷，出现雾气。这是因为积水温度较低，巷道接近水体时温度降低。而巷道进风温度相对要高，因而产生雾气。 （3）、顶板淋水加大，出现压力水流。这是距水区已经很近的征兆、若出水清净，说明离水源稍远；若出水混浊，表明已很接近水源。 （4）、工作面突然出现有害气体。如瓦斯，二氧化碳及硫化氢等。 （5）、岩层里出现水叫声、水吼声或空洞泄水声。这是积水流动或挤压岩缝产生的。属于险期征兆。 此外。不同类型的矿井水源。其透水征兆

18、也有自己的特点。 （1）、老空洞水一般年代长久，水量补给少，流动性差。所以通常会出现 “挂红”、酸度大和水味发涩等现象。 （2）、断层水通常补给比较充分，多属活水，因此很少出现“挂红”和水味发涩现象。由于断层附近岩层破碎，工作面地压和淋水增大，有时在岩缝中能见到淤泥。 （3）、溶洞水通常呈黄色或灰色，带有臭味。这种水多在石灰岩中遇到、工作面有时会出现顶板来压、柱窝渗水、裂缝浸水等现象。 （4）、冲积层水一般开始水量较小，发黄，带有泥沙，以后水量变大，在浅部掘进井筒时通常会遇到这种水。 八、透水事故的处理 1、透水时的措施 （1）、当发现工作面有透水预兆时、要立即停止作业，撤出人员，同时迅速报告有关部门，及时采取处理措施。 （2）、当进行探、放水工作时，事先要作好有关准备。要准备好避灾路线，保证一旦发生透水时，能组织人员迅速撤离。 （3）、矿领导接到透水报告后，应立即通知矿山救护队，同时根据事故地点和可能波及地区，迅速通知有关人员撤离危险区域、关闭有关地区的水闸门。 （4）、当下部中段被淹时，应尽快关闭巷道防水闸门。人员撤至井底车场后，再关闭井底车场的防水闸门，以保护水泵房。 （5）、井下排水设备、在透水后应全部启动排水。 2、被淹井巷的恢复 矿井被淹没后，排除积水的工作是很复杂的，首先必须对水源、矿井静水容积和动态储量进行调查研究，然后制定恢复