煤矿井下防治水技术ppt课件

1、煤矿井下防治水技术煤矿井下防治水技术文学宽文学宽 研讨员研讨员煤炭科学研讨总院煤炭科学研讨总院2020年年5月月一、矿井防水煤岩柱留设一、矿井防水煤岩柱留设1 1、防水煤岩柱的留设原那么、防水煤岩柱的留设原那么 矿井在有突水要挟但又不宜疏放的井下采掘区施矿井在有突水要挟但又不宜疏放的井下采掘区施工时，必需留设防水煤岩柱。工时，必需留设防水煤岩柱。 矿井防水煤岩柱的设计必需在确保矿井平安矿井防水煤岩柱的设计必需在确保矿井平安消费的根底上把煤柱的宽度或高度降低到最低消费的根底上把煤柱的宽度或高度降低到最低限制，以提高资源利用率。限制，以提高资源利用率。 矿井留设的防水煤岩柱必需与区域、井田的矿井留

2、设的防水煤岩柱必需与区域、井田的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合构造方式等自岩的物理力学性质、煤层的组合构造方式等自然要素亲密结合，还要与采煤方法、开采强度、然要素亲密结合，还要与采煤方法、开采强度、支护方式等人为要素相互顺应。支护方式等人为要素相互顺应。 一个井田或一个水文地质单元的防水煤岩柱一个井田或一个水文地质单元的防水煤岩柱留设应该在矿井的总体开采设计中确定，即矿留设应该在矿井的总体开采设计中确定，即矿井开采方式和井巷规划必需与各种防水煤岩井开采方式和井巷规划必需与各种防水煤岩柱的留设相顺应，否那么会给矿井在采

3、掘过程柱的留设相顺应，否那么会给矿井在采掘过程中留设防水煤岩柱呵斥极大的困难，甚至中留设防水煤岩柱呵斥极大的困难，甚至无法留设。无法留设。 多煤层群采的矿井，矿井在各煤层之间及煤系地层上下的防水煤岩柱必需一致设计留设，防止某一煤层的开采破坏另一煤层的防水煤岩柱，导致矿井在此区域留设的整个防水煤岩柱失效。 矿井在同一地点有两种或两种以上情况必需留设煤岩柱时，留设的防水煤岩柱必需满足各个留设煤岩柱的条件。 矿井对留设的防水煤岩柱的维护要特别严厉，假设留设的防水煤岩柱的任何一处被破坏，必将呵斥整个煤岩柱无效。 矿井留设防水煤岩柱所需求的数据参数必需在本矿区井田、采区范围内获得。临近矿区、采区的数据参

4、数只能参考，假设需求采用，必需适当加大平安系数。 矿井留设防水煤岩柱时必需充分思索煤系地层及四周围岩的厚度、性质特征、黏土质隔水岩层的厚度、构造裂隙发育情况、岩层的含水性等，充分思索留设防水煤岩柱的隔水作用。2 2、矿井防水煤岩柱类型、矿井防水煤岩柱类型 煤矿在水体下、含水层下、承压含水层上或在导水断层附近进展煤矿在水体下、含水层下、承压含水层上或在导水断层附近进展采掘工程时，为了防止地表水或地下水突出、溃入任务地点，需求采掘工程时，为了防止地表水或地下水突出、溃入任务地点，需求合理留设一定宽度或高度的防水煤岩层不采动，这部分煤岩合理留设一定宽度或高度的防水煤岩层不采动，这部分煤岩层称为防隔水

5、煤岩柱或防水煤岩柱。层称为防隔水煤岩柱或防水煤岩柱。 断层防水煤岩柱断层防水煤岩柱 井田边境煤柱井田边境煤柱 上、下程度或相邻采区防水煤岩柱上、下程度或相邻采区防水煤岩柱 水淹区防水煤岩柱水淹区防水煤岩柱 地表水体防水煤岩柱地表水体防水煤岩柱 冲击层防水煤岩柱冲击层防水煤岩柱松散层下留设防水煤岩柱表示图二、井下探放水技术二、井下探放水技术1、探放水的目的、要求、探放水的目的、要求 矿井井下探放水系指矿井在采矿过程中用超矿井井下探放水系指矿井在采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘任务面顶底板、侧帮和前勘探方法，查明采掘任务面顶底板、侧帮和前方的含水构造包括陷落柱、含水层、积前方的含水构造包括陷落柱

6、、含水层、积水老窑等水体的详细位置、产状等。为消除水水老窑等水体的详细位置、产状等。为消除水害隐患，要求在采掘过程中采用探放水方法，害隐患，要求在采掘过程中采用探放水方法，探明任务面前方的水情。在有水的情况下，根探明任务面前方的水情。在有水的情况下，根据水量大小有控制地将水放出，而后再进展采据水量大小有控制地将水放出，而后再进展采掘任务，以保证平安消费。掘任务，以保证平安消费。 2 2、探放水的原那么、探放水的原那么 探放水工程的布置是以保证矿井平安消费为目的，矿井井下采掘活动探放水工程的布置是以保证矿井平安消费为目的，矿井井下采掘活动必需执行必需执行“有疑必探，先探后掘采的原那么，施工过程中

7、遇到以下情况之有疑必探，先探后掘采的原那么，施工过程中遇到以下情况之一，矿井必需井下探放水。一，矿井必需井下探放水。采掘活动接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时；采掘活动接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时；采掘活动接近或穿过含水层、导水断层、含水裂隙密集带、熔洞和陷落柱时；采掘活动接近或穿过含水层、导水断层、含水裂隙密集带、熔洞和陷落柱时；矿井翻开隔离煤柱放水前；矿井翻开隔离煤柱放水前；采掘活动接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通或有水力联络的采掘活动接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通或有水力联络的断层破碎带或裂隙发育带时；断层破碎带或裂隙发育带时；采掘活动接近能够涌突水的

8、钻孔时；采掘活动接近能够涌突水的钻孔时；采掘活动接近有水或稀泥的灌浆区时；采掘活动接近有水或稀泥的灌浆区时；采掘活动影响范围内有承压含水层、含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱采掘活动影响范围内有承压含水层、含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，采掘活动能够导致突水时；厚度不清，采掘活动能够导致突水时；采掘活动接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘任务过程中有涌突水预采掘活动接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘任务过程中有涌突水预兆，或矿井水文地质条件情况不明时；兆，或矿井水文地质条件情况不明时；采掘活动接近其他能够涌突水地段时。采掘活动接近其他能够涌突水地段时。 3 3、探水线设计、探

9、水线设计 煤矿井下存在各种积水区时，必需在采掘工程平面图上标出积水范围、外煤矿井下存在各种积水区时，必需在采掘工程平面图上标出积水范围、外缘标高和积水量，同时标出探水线位置，并符合以下规定。缘标高和积水量，同时标出探水线位置，并符合以下规定。探水线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采探水线应根据积水区的位置、范围、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要素规定。空区，巷道受矿山压力的破坏情况等要素规定。对本矿开采所呵斥的老空、老巷、水窝等积水区，其边境位置准确，水压不超越对本矿开采所呵斥的老空、老巷、水窝等积水区，其边境位置准确，水压

10、不超越1MPa1MPa，探水线至积水区的最小间隔，探水线至积水区的最小间隔 ：在煤层中不得少于：在煤层中不得少于30m30m，在岩层中不，在岩层中不得少于得少于20m20m。对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边境时，探水线至推断的积对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边境时，探水线至推断的积水边境的最小间隔水边境的最小间隔 不得少于不得少于60m60m。对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边境的最小间隔对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边境的最小间隔 不得少于不得少于60m60m。对没。对没有图纸资料可查的老窑，可根据本矿井已了解到的小窑开采最低程度，作为有图纸资料可查

11、的老窑，可根据本矿井已了解到的小窑开采最低程度，作为预测的可疑区，必要时可先进展物探控制可疑区，再由可疑区向外推预测的可疑区，必要时可先进展物探控制可疑区，再由可疑区向外推100m100m作作为探水线。为探水线。对的断层、陷落柱的探水线，由断层、陷落柱所留设的防水煤柱线至少向外推对的断层、陷落柱的探水线，由断层、陷落柱所留设的防水煤柱线至少向外推20m20m作为探水线。作为探水线。石门揭露含水层的探水线，探水线至含水层的程度最小间隔石门揭露含水层的探水线，探水线至含水层的程度最小间隔 不得小于不得小于20m20m。垂。垂直间隔直间隔 应根据水压和隔水层的岩性等资料综合分析确定其最小间隔应根据水

12、压和隔水层的岩性等资料综合分析确定其最小间隔 。4 4、探放水范围、探放水范围 采掘任务面遇有以下情况之一，必需进展探放水：采掘任务面遇有以下情况之一，必需进展探放水：接近水淹或能够积水的井巷、老空或相邻煤矿时；接近水淹或能够积水的井巷、老空或相邻煤矿时；接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；接近水文地质条件复杂的区域，有突水预兆时；接近水文地质条件复杂的区域，有突水预兆时；采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，能够突水时；柱厚度不清，能够突水时；翻开

13、隔离煤柱放水时；翻开隔离煤柱放水时；接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等连通的断裂构造带时；接近能够与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等连通的断裂构造带时；接近有出水能够的钻孔时；接近有出水能够的钻孔时；接近有水的灌浆区时；接近有水的灌浆区时；接近其他能够出水地域时。接近其他能够出水地域时。 5 5、探放水本卷须知：、探放水本卷须知： 探水钻孔超前距和止水套管长度应符合以下要求：探水钻孔超前距和止水套管长度应符合以下要求：探放小窑老空积水和本矿老空积水的超前距探放小窑老空积水和本矿老空积水的超前距10m10m20m20m，其他可根据水压，其他可根据水压情况规定超前距。情况规定超前距。估计水

14、压大于估计水压大于0.1MPa0.1MPa的地域，探水钻进前，必需先安好孔口管和控制闸阀，的地域，探水钻进前，必需先安好孔口管和控制闸阀，进展耐压实验，到达设计接受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地进展耐压实验，到达设计接受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地域，应有躲避场所，并规定避灾道路。域，应有躲避场所，并规定避灾道路。 施工水压大于1.5MPa的钻孔时，必需设置防喷和反压安装，并有防止孔口管和煤岩壁忽然鼓出的措施。 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量忽然增大，以及有顶钻等异状时，必需停顿钻进，但不得拔出钻杆，现场担任人应立刻向矿调度室报告，并派人监测水情。假设发现情

15、况危急时，必需立刻撤出一切受水要挟地域的人员，然后采取措施，进展处置。 煤层内原那么上不得探高压水断层、含水层及陷落柱水。如确实需求，可先建防水闸墙并在防水闸墙后向内探水，或按探高压水措施进展。 6 6、矿井井下探放老空水、矿井井下探放老空水 1 1矿井探放老空水的原那么矿井探放老空水的原那么 矿井探放老空水除了要遵照上述的探放水原那么外，还应矿井探放老空水除了要遵照上述的探放水原那么外，还应遵照下述探放老空水的详细原那么：遵照下述探放老空水的详细原那么： 积极探放的原那么积极探放的原那么 先隔离后探放的原那么先隔离后探放的原那么 先降压后探放的原那么先降压后探放的原那么 先堵后探放的原那么先

16、堵后探放的原那么2 2矿井探放老空水的平安措施矿井探放老空水的平安措施探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压，老空积水高探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压，老空积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水时，必需撤出探放水点以下受水要挟区域内的一切人员。放水孔必需打中老探放水时，必需撤出探放水点以下受水要挟区域内的一切人员。放水孔必需打中老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，估计能够有瓦斯或其他有害气体涌出时，必需

17、有瓦斯检查工或矿山钻孔接近老空，估计能够有瓦斯或其他有害气体涌出时，必需有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。假设瓦斯或其他有害气体浓度超越规定时，救护队员在现场值班，检查空气成分。假设瓦斯或其他有害气体浓度超越规定时，必需立刻停顿钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处置。必需立刻停顿钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处置。钻孔放水前，必需估计放水量，根据矿井排水才干和水仓容量，控制放水量。钻孔放水前，必需估计放水量，根据矿井排水才干和水仓容量，控制放水量。放水时，必需设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。假设水量忽然发生变化，必需及时处置，并立

18、刻报告调度室。在探水地点应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯、斧等，以便探放水过程中不测出水或钻孔水压忽然增大时及时处置。矿井井下探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支架要及时修整或改换，并仔细检查帮顶能否完好。矿井井下探放水施工现场的煤壁有松软或膨胀等景象时，要及时处置，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，呵斥事故。矿井井下探放水施工现场及后路的巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净，假设水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立刻修复。矿井井下探放水施工过程中，设计的避灾道路内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时辰保证畅通无阻。7 7、探放断水层、探放断水层 1 1探放断

19、水层的原那么探放断水层的原那么 矿井在采掘过程中，遇到以下情况必需进展探放断水层：矿井在采掘过程中，遇到以下情况必需进展探放断水层：采掘任务面的前方或附近有含导水断层存在，但详细位置不清或采掘任务面的前方或附近有含导水断层存在，但详细位置不清或控制不够严密时。控制不够严密时。采掘任务面的前方或附近预测有断层存在，但其位置和含导水性采掘任务面的前方或附近预测有断层存在，但其位置和含导水性不清，矿井在采掘过程中断层能够使施工面突水时。不清，矿井在采掘过程中断层能够使施工面突水时。采掘任务面底板隔水层厚度与实践接受的含水层水压都处于临界形状采掘任务面底板隔水层厚度与实践接受的含水层水压都处于临界形状

20、即等于平安隔水层厚度和平安水压的临界值，在掘进任务面前即等于平安隔水层厚度和平安水压的临界值，在掘进任务面前方和采煤任务面影响范围内的断层等构造存在与分布情况不清，矿方和采煤任务面影响范围内的断层等构造存在与分布情况不清，矿井在施工过程中很能够发生矿井突水时。井在施工过程中很能够发生矿井突水时。煤系地层中的断层已被矿井井下施工巷道揭露或穿过，断层暂时没有出水迹象，但由于隔水层厚度和实践水压已接近临界形状，在采动影响下，有能够引起突水，需求探明其深部能否已和强含水层连通，或有底板水的导升高度时。井巷工程接近或设计穿过的断层，断层浅部不合导水，但在深部有能够突水时。根据煤矿井巷工程和留设断层防水煤

21、柱等的特殊要求，必需探明断层时。采掘任务面距探明含水断层60m时。采掘任务面接近推断含水断层100m时。采煤任务面内小断层使煤层与强含水层的间隔 缩短时。采区内构造不明，煤系断层含水层水压又大于23MPa时，矿井必需探放区域内的导水断层，降低含水层水压。 2 2断层水探查的主要内容断层水探查的主要内容需求探放水断层的位置、产状要素、断层带宽度包括内、中和外三带及伴或需求探放水断层的位置、产状要素、断层带宽度包括内、中和外三带及伴或派生构造、断层及伴生断层的导水性、富水性等。派生构造、断层及伴生断层的导水性、富水性等。需求探放水断层带的充填物、充填程度、胶结物及胶结程度，断层两盘次生的裂隙需求探

22、放水断层带的充填物、充填程度、胶结物及胶结程度，断层两盘次生的裂隙及裂隙带、断层带内外岩溶发育情况及其富水性。及裂隙带、断层带内外岩溶发育情况及其富水性。需求探放水断层两盘对接煤系地层层位的岩性及其富水性，煤层与强含水层的实践需求探放水断层两盘对接煤系地层层位的岩性及其富水性，煤层与强含水层的实践间距、有效隔水层的厚度。间距、有效隔水层的厚度。矿井采掘任务面需求探放水的断层与其他断层、陷落柱、含水层、积水体等的交切矿井采掘任务面需求探放水的断层与其他断层、陷落柱、含水层、积水体等的交切部位、水力联络、补给关系，这些构造、水体的富水性。部位、水力联络、补给关系，这些构造、水体的富水性。矿井采掘任

23、务面需求探放水断层如为迭瓦式断层，应确定其综合断距。矿井采掘任务面需求探放水断层如为迭瓦式断层，应确定其综合断距。矿井探放水过程中必需查明并记录探断层水钻孔在不同深度的水压、水量或冲洗液矿井探放水过程中必需查明并记录探断层水钻孔在不同深度的水压、水量或冲洗液漏失量，并确定、判别煤层底板水在隔水层中的导升高度。漏失量，并确定、判别煤层底板水在隔水层中的导升高度。 矿井为探明探放水断层以上内容，必需具有段层面等高线图、断层两盘主矿井为探明探放水断层以上内容，必需具有段层面等高线图、断层两盘主要煤层与含水层对接关系图、探测断层料想剖面图。要煤层与含水层对接关系图、探测断层料想剖面图。8 8、探放陷落

24、柱水、探放陷落柱水在探放陷落柱水钻孔的布置及施工中，应留意以下一些问题：在探放陷落柱水钻孔的布置及施工中，应留意以下一些问题： 水压大于水压大于2 23MPa3MPa的陷落柱原那么上不沿煤层布置探放水钻孔，的陷落柱原那么上不沿煤层布置探放水钻孔，钻孔而应布置在煤系地层底板稳定的岩层中。假设在煤层中布钻孔而应布置在煤系地层底板稳定的岩层中。假设在煤层中布置钻孔，沿煤层埋设的孔口平安止水套管，容易被陷落柱中的置钻孔，沿煤层埋设的孔口平安止水套管，容易被陷落柱中的高压水突破，呵斥突水灾祸。高压水突破，呵斥突水灾祸。 探放陷落柱水钻孔的孔口平安安装、施工平安本卷须知与探放高探放陷落柱水钻孔的孔口平安安

25、装、施工平安本卷须知与探放高压断层水要求一样。压断层水要求一样。 探放陷落柱水的钻孔要提高岩心采取率，及时进展岩心鉴定，做探放陷落柱水的钻孔要提高岩心采取率，及时进展岩心鉴定，做好断层破碎带与陷落柱的分辨任务，编制好水文地质图表。好断层破碎带与陷落柱的分辨任务，编制好水文地质图表。矿井在探放陷落柱水过程中，必需严厉执行钻孔验收和允许任务面施工的平安掘进间隔 的审批制度。矿井在探放陷落柱水过程中，必需监测并记录钻孔内水压、水量和水质的变化，发现异常应加密或加深探放水钻孔，争取直接探到陷落柱。矿井在探放陷落柱水过程中，探到的陷落柱无水或水量很小时，要用泵进展略大于区域静水压力的压水实验，检验陷落柱

26、的导水性；同时，要向陷落柱的深部布置钻孔，了解陷落柱深部的含导水性和煤系地层底板强含水层水的导升高度。探放陷落柱水的钻孔探测后必需注浆封锁，并做好封孔记录，注浆终了压力应大于区域静水压力的1.5倍。9 9、探放钻孔水、探放钻孔水 探放不良钻孔的类型探放不良钻孔的类型 预防不良钻孔的方法预防不良钻孔的方法 探放钻孔水的步骤探放钻孔水的步骤 绘制钻孔分布图绘制钻孔分布图 建立钻孔止水质量调查登记表及数据库建立钻孔止水质量调查登记表及数据库1010、探放含水层水、探放含水层水 探放含水层水机理、方法探放含水层水机理、方法 冲积含水层探防水冲积含水层探防水 煤层底板含水层探防水煤层底板含水层探防水 1

27、111、矿井井下施工面探放水、矿井井下施工面探放水 采掘任务面探防水采掘任务面探防水 掘进、开辟下山探防水掘进、开辟下山探防水 走向长壁任务面探防水走向长壁任务面探防水 三、疏水降压技术三、疏水降压技术1、疏水降压的意义、目的、疏水降压的意义、目的意义：意义： 指煤层顶板底板含水层或煤系地层含水层，指煤层顶板底板含水层或煤系地层含水层，经过疏干使煤层底板含水层水压降低至采煤平经过疏干使煤层底板含水层水压降低至采煤平安水压。安水压。目的：目的： 预防地下水忽然涌入矿坑，防止突水事故，预防地下水忽然涌入矿坑，防止突水事故，改善劳动条件，提高劳动消费效率，消除地下改善劳动条件，提高劳动消费效率，消除

28、地下水高水压呵斥的破坏作用等，是煤矿防治水的水高水压呵斥的破坏作用等，是煤矿防治水的一种主要措施。一种主要措施。疏水降压与矿井普通的排水区别疏水降压与矿井普通的排水区别 疏水降压是借助于专门的工程及相应的排疏水降压是借助于专门的工程及相应的排水设备，积极有方案有步骤的疏干或部分疏干水设备，积极有方案有步骤的疏干或部分疏干影响采掘平安的充水含水层；影响采掘平安的充水含水层； 矿井普通排水是消极被动地经过排水设备，矿井普通排水是消极被动地经过排水设备，将流入水仓的水直接排至地表。将流入水仓的水直接排至地表。2 2、疏水降压方式及工程类型、疏水降压方式及工程类型1 1疏干方式疏干方式 地表疏干地表疏

29、干 地下疏干地下疏干 结合疏干结合疏干2 2疏干工程疏干工程 地表疏干井地表疏干井 疏干巷道疏干巷道3 3、疏水降压开采技术措施、疏水降压开采技术措施 1 1煤层顶底板受开采破坏后，其导水裂隙带涉及范围存在强煤层顶底板受开采破坏后，其导水裂隙带涉及范围存在强含水层时，掘进、回采前必需对含水层采取疏降措施；含水层时，掘进、回采前必需对含水层采取疏降措施； 2 2承压含水层与开采煤层之间的隔水层厚度，能接受的水头承压含水层与开采煤层之间的隔水层厚度，能接受的水头值小于实践水头值，开采前必需遵守以下规定：值小于实践水头值，开采前必需遵守以下规定： 采取疏水降压的方法，把承压含水层的水头值降到隔水层能

30、允许采取疏水降压的方法，把承压含水层的水头值降到隔水层能允许的平安水头值以下，并制定平安措施，按规定报批；的平安水头值以下，并制定平安措施，按规定报批； 承压含水层的补给边境曾经根本查清，可预先进展帷幕注浆，截承压含水层的补给边境曾经根本查清，可预先进展帷幕注浆，截断水源，然后疏水降压开采，但必需编制帷幕注浆设计，按规定断水源，然后疏水降压开采，但必需编制帷幕注浆设计，按规定报批；报批； 承压含水层的补给水源充分，不具备疏水降压和帷幕注浆条件时，承压含水层的补给水源充分，不具备疏水降压和帷幕注浆条件时，可酌情采用部分注浆加固底板隔水层或改造含水层为隔水层的方可酌情采用部分注浆加固底板隔水层或改

31、造含水层为隔水层的方法，但必需编制专门的设计，在有充分防备措施的条件下进展试法，但必需编制专门的设计，在有充分防备措施的条件下进展试采，并制定专门的防止淹井措施。采，并制定专门的防止淹井措施。3疏水降压需留意的问题 水压较高时，必需留意孔口的平安控制安装，对孔口管长度、下入孔内的深度、固结方法等要提出专门设计，疏水钻孔的位置应选择在不受开采影响破坏的地点； 对强含水层有强补给的疏水区，应有防止水量以外加大的平安措施； 钻探施工中要针对水压高的特点，采取防喷、防止水门失效、钻孔要多级变径、对钻杆应有灵活的公用卡瓦、钻机用三角带转动、平安操作钻机等措施； 疏水钻孔有时会打不出水，因此应尽量打斜孔，

32、使钻进含水层的段距加长；钻孔展布方向应与区域导水的构造节理组方向垂直，以扩展疏水量，必要时应采取孔内爆破； 疏水降压开采有两种情况：一、煤层与含水层之间有一定厚度的隔水层，只需把采区水压降至平安水头值以下即可；二、煤层直接顶、底板就是承压含水层或相距不远，这样必需把水压降到回采面以下方能平安开采； 为尽量减少疏放水量，对于明显的增水要素； 含水层在煤层顶板，可从地表打钻穿透井下巷运疏水。四、注浆堵水技术四、注浆堵水技术1、注浆堵水的优点、注浆堵水的优点 减轻矿井排水负担；减轻矿井排水负担； 不破坏或少破坏地下水的动态平衡，合理开不破坏或少破坏地下水的动态平衡，合理开发利用；发利用； 改善采掘工

33、程的劳动条件，发明打干井、打改善采掘工程的劳动条件，发明打干井、打干巷的条件，提高工效和质量；干巷的条件，提高工效和质量； 加固薄弱地带，减少突水几率；加固薄弱地带，减少突水几率； 防止地下水对工程设备的浸泡腐蚀，延伸运防止地下水对工程设备的浸泡腐蚀，延伸运用年限。用年限。2 2、注浆堵水的运用范围、注浆堵水的运用范围 注浆堵水是防治水害的有效方法注浆堵水是防治水害的有效方法之一，是煤矿防治水最重要的手段之一，是煤矿防治水最重要的手段之一，主要运用：之一，主要运用： 井筒掘凿前的预注浆；井筒掘凿前的预注浆； 成井后的壁后注浆；成井后的壁后注浆； 堵大突水点恢复被淹矿井；堵大突水点恢复被淹矿井；

34、 截源堵水减少矿井涌水；截源堵水减少矿井涌水； 井巷堵水过含水层或导水断层。井巷堵水过含水层或导水断层。某煤矿注浆堵水工程平面布置图3 3、煤矿注浆堵水必要分析、煤矿注浆堵水必要分析 疏、堵结合已成为煤矿防治水的一个重要原那么，疏是煤矿治疏、堵结合已成为煤矿防治水的一个重要原那么，疏是煤矿治水的根本；水的根本； 经过疏，查明动水补给量及其进水边境或通道，发明条件进展经过疏，查明动水补给量及其进水边境或通道，发明条件进展截源堵水；截源堵水； 对间接充水含水层，经过堵就能防止或减轻水害的，必需坚决对间接充水含水层，经过堵就能防止或减轻水害的，必需坚决堵，尽能够不疏排水；堵，尽能够不疏排水； 对已呵

35、斥突水事故的直接或间接充水含水层，应采取对已呵斥突水事故的直接或间接充水含水层，应采取“先堵后先堵后排，待恢复矿井消费后再设法加以治理；排，待恢复矿井消费后再设法加以治理； 堵水，对煤矿来说具有重要的经济效益；尽能够减小矿井排水堵水，对煤矿来说具有重要的经济效益；尽能够减小矿井排水量，是矿井水文地质任务者的一项根本义务；减小矿井涌水量，量，是矿井水文地质任务者的一项根本义务；减小矿井涌水量，对维护日益紧缺的水资源、维护自然生态环境的平衡具有及其重对维护日益紧缺的水资源、维护自然生态环境的平衡具有及其重要的意义；减小矿井涌水，除了留设必要的防隔水煤柱外，就是要的意义；减小矿井涌水，除了留设必要的

36、防隔水煤柱外，就是采取注浆堵水措施，截断补给水源或重要的充水通道。采取注浆堵水措施，截断补给水源或重要的充水通道。4 4、注浆堵水中的方法、注浆堵水中的方法 矿井突水点往往位于矿井水文地质条件较为复杂、矿井突水点往往位于矿井水文地质条件较为复杂、薄弱构造面较多的地点。因此，注浆堵水工程的加固薄弱构造面较多的地点。因此，注浆堵水工程的加固就等于消除了矿井的一个隐患，同时也查清了一种隐就等于消除了矿井的一个隐患，同时也查清了一种隐患条件或类型，为矿井大范围的平安开采发明了条件，患条件或类型，为矿井大范围的平安开采发明了条件，为预测预防类似隐患的发生提供了可自创的阅历。为预测预防类似隐患的发生提供了

37、可自创的阅历。5 5、不同类型的注浆堵水技术、不同类型的注浆堵水技术1 1出水点位置缺乏资料的注浆堵水技术见图出水点位置缺乏资料的注浆堵水技术见图 注浆堵水需求开展的任务：注浆堵水需求开展的任务： 核实资料，确定突水点的大致范围，再布置勘探工程；核实资料，确定突水点的大致范围，再布置勘探工程； 查治结合，首先进展注浆堵水勘探；查治结合，首先进展注浆堵水勘探； 细致察看、分析浆液去向，判别突水通道，及时调整堵细致察看、分析浆液去向，判别突水通道，及时调整堵水点。水点。某煤矿浆液注浆表示图2 2出水点位置及资料明确的注浆堵水技术出水点位置及资料明确的注浆堵水技术 布孔准确确定出水点，本卷须知：布孔

38、准确确定出水点，本卷须知： 严厉核实井上、井下测绘资料，必要时要补充测绘，作出准严厉核实井上、井下测绘资料，必要时要补充测绘，作出准确评价；确评价； 详细记录井下命中点的坐标和标高，并准确标定在地面上。详细记录井下命中点的坐标和标高，并准确标定在地面上。钻机安装后要进展校核丈量，确保无误。钻机安装后要进展校核丈量，确保无误。 动水注浆堵水技术，胜利关键：动水注浆堵水技术，胜利关键： 先下骨料，再注浆封堵；先下骨料，再注浆封堵； 要发明使骨料充填足顶足帮、在通道内阻塞滞留的条件，构要发明使骨料充填足顶足帮、在通道内阻塞滞留的条件，构成一定阻水段层后立刻注单液浆或双液浆固结；成一定阻水段层后立刻注

39、单液浆或双液浆固结； 骨料以量取胜，以充填足够长度或厚度确定已使突水量明显骨料以量取胜，以充填足够长度或厚度确定已使突水量明显减少为规范；减少为规范；6 6、帷幕截流堵水注浆、帷幕截流堵水注浆 帷幕截流堵水注浆是煤矿实现疏堵结合、防治水害的重要手段之一。帷幕截流堵水注浆是煤矿实现疏堵结合、防治水害的重要手段之一。 帷幕截工程的目的：使外来补给水源中的大部分被截堵在煤层开采范围帷幕截工程的目的：使外来补给水源中的大部分被截堵在煤层开采范围以外，开采区内部可以经过疏水降压等方法实现平安回采的目的。以外，开采区内部可以经过疏水降压等方法实现平安回采的目的。 留意问题：留意问题： 进水和隔水边境要勘探

40、分析清楚；进水和隔水边境要勘探分析清楚； 要充分利用地球物理勘探技术，查清帷幕线上的强径流带位置，对此进要充分利用地球物理勘探技术，查清帷幕线上的强径流带位置，对此进展重点注浆，注浆钻孔不要等间隔展重点注浆，注浆钻孔不要等间隔 均匀布置；均匀布置； 注浆孔深度大，要采取防偏措施和孔内定向打斜孔措施。在岩溶含水层注浆孔深度大，要采取防偏措施和孔内定向打斜孔措施。在岩溶含水层裂隙不发育区或不测堵孔不能注浆时，可注盐酸处置，以提高钻孔利用率；裂隙不发育区或不测堵孔不能注浆时，可注盐酸处置，以提高钻孔利用率； 要采用代用资料，对严重跑浆孔段要注砂、石子、石粉等骨料。在终了要采用代用资料，对严重跑浆孔段

41、要注砂、石子、石粉等骨料。在终了注浆或检查孔注浆时，运用纯水泥浆高压加固，提高帷幕强度。注浆或检查孔注浆时，运用纯水泥浆高压加固，提高帷幕强度。 有条件时，要井上、井下结合。有条件时，要井上、井下结合。7 7、预注浆和加固注浆、预注浆和加固注浆预注浆和加固注浆治水工程留意的问题：预注浆和加固注浆治水工程留意的问题： 井筒检验孔一定要严厉取芯，分层抽水实验，确切了解含水层井筒检验孔一定要严厉取芯，分层抽水实验，确切了解含水层埋藏深度和厚度、岩性、水量、水质、岩溶裂隙发育情况等，埋藏深度和厚度、岩性、水量、水质、岩溶裂隙发育情况等，为确定地面预注浆或任务面注浆或壁后注浆等提供地质根据；为确定地面预

42、注浆或任务面注浆或壁后注浆等提供地质根据； 地面预注浆要有防偏、纠偏、导偏措施，防止钻孔偏离井筒的地面预注浆要有防偏、纠偏、导偏措施，防止钻孔偏离井筒的中心线。中心线。8 8、注浆堵水资料及典型配比、注浆堵水资料及典型配比 注浆堵水的资料种类注浆堵水的资料种类用于注浆堵水的常用资料：用于注浆堵水的常用资料： 单液水泥浆；单液水泥浆； 水泥掺附加剂浆；水泥掺附加剂浆； 水泥水玻璃水泥水玻璃c-sc-s双浆液；双浆液； 化学浆区分为水玻璃类、铬木素类、丙烯酷胺类、眠醛化学浆区分为水玻璃类、铬木素类、丙烯酷胺类、眠醛树脂类和聚氛酯类。树脂类和聚氛酯类。 水泥及水泥浆配比水泥及水泥浆配比 水玻璃及配比

43、水玻璃及配比 由石英砂和碳酸钠在高温反响下制得，水玻璃的浓度以波美由石英砂和碳酸钠在高温反响下制得，水玻璃的浓度以波美度表示度表示oBe，通常为，通常为5060 oBe ，oBe小，胶凝快，小，胶凝快，oBe大那么胶凝慢，用大那么胶凝慢，用50 oBe的水玻璃与水泥直接拌合可制成数分钟的水玻璃与水泥直接拌合可制成数分钟即可凝胶的塑凝胶，粘结才干强，即可凝胶的塑凝胶，粘结才干强，30min即可固化。固化后抗压即可固化。固化后抗压强度可达强度可达6MPa。由水玻璃的浓度可计算其相对密度，它们之间的。由水玻璃的浓度可计算其相对密度，它们之间的关系为：相对密度关系为：相对密度D145/145- oBe

44、。双液注浆普通采。双液注浆普通采用用3040oBe的水玻璃为好，因此高波美度的水玻璃运用时应加的水玻璃为好，因此高波美度的水玻璃运用时应加水稀释。水泥、水玻璃双桨液的典型配比浆液的主要性能目的水稀释。水泥、水玻璃双桨液的典型配比浆液的主要性能目的见下表。见下表。 粘土水泥浆粘土水泥浆 运用前必需进展物理化学性质测定，测定内容主要包括：运用前必需进展物理化学性质测定，测定内容主要包括： pH值、塑性指数、粒度、比外表积、盐基总量、蒙矾石含量、矿物值、塑性指数、粒度、比外表积、盐基总量、蒙矾石含量、矿物化学成分及含量。化学成分及含量。 按一定比例制成粘土水泥浆后，应测定其密度、粘度、塑性强度、按一

45、定比例制成粘土水泥浆后，应测定其密度、粘度、塑性强度、析水率和耐久性，进展必要的可注性和反压实验，其详细方法如下：析水率和耐久性，进展必要的可注性和反压实验，其详细方法如下：相对密度：将比重计放入浆液中直接读取刻度数；相对密度：将比重计放入浆液中直接读取刻度数；粘度：用粘度计直接滴定；粘度：用粘度计直接滴定；塑性强度：用圆形试模制成试块，根据稠凝测定仪锥体沉入试块的深塑性强度：用圆形试模制成试块，根据稠凝测定仪锥体沉入试块的深度。计算公式：度。计算公式：PmKaG / h2其中其中 Pm塑性强度，塑性强度，g/cm2； G圆锥体装载系统的质量，圆锥体装载系统的质量，g； h圆锥体沉入试块的深度

46、，圆锥体沉入试块的深度，cm； Ka与圆锥体顶角有关的系数，仪器本身标定。与圆锥体顶角有关的系数，仪器本身标定。折射率：浆液沉缩后析出水分的体积与总体积之比；折射率：浆液沉缩后析出水分的体积与总体积之比；耐久性：试块在水中浸泡后察看测定外表有无软化景象和软化厚度；耐久性：试块在水中浸泡后察看测定外表有无软化景象和软化厚度；可注性：由设定受注体在试注管内直接加压测定；可注性：由设定受注体在试注管内直接加压测定；反压测试：一定裂隙率及其张开度的受注体产生塑性强度后，加压观反压测试：一定裂隙率及其张开度的受注体产生塑性强度后，加压观测结石体的位移情况的实验。测结石体的位移情况的实验。 当黏土浆视密度

47、为当黏土浆视密度为1.15t/m31.15t/m3，每立方米加添加剂，每立方米加添加剂25L25L普通为水玻普通为水玻璃，添加剂的水泥量为璃，添加剂的水泥量为100kg100kg、125kg125kg、150kg150kg时黏土水泥浆的塑性时黏土水泥浆的塑性强度如图。强度如图。 骨料骨料 骨料主要指砂子、石粉、石子、锯末等。骨料主要指砂子、石粉、石子、锯末等。 石粉、锯末悬浮性好，充填时要采取有针对性的措施，往石粉、锯末悬浮性好，充填时要采取有针对性的措施，往往需求砂浆泵用黏土浆混合搅拌压注。往需求砂浆泵用黏土浆混合搅拌压注。9 9、注浆改造技术措施、注浆改造技术措施 在煤层底板充水含水层富水

48、性区、强径流带，或煤层底板隔水层存在煤层底板充水含水层富水性区、强径流带，或煤层底板隔水层存在变薄带、构造破碎带、导水裂隙带，疏水降压难度大、不经济，可在变薄带、构造破碎带、导水裂隙带，疏水降压难度大、不经济，可经过对底板含水层进展注浆改造，改动其富水性，加固底板，封堵水经过对底板含水层进展注浆改造，改动其富水性，加固底板，封堵水源补给通道，实现平安开采；源补给通道，实现平安开采； 编制注浆改造工程设计，制定注浆改造和平安技术措施；编制注浆改造工程设计，制定注浆改造和平安技术措施； 合理设注浆钻孔，可先进展物探，查明水文地质条件，再根据物探合理设注浆钻孔，可先进展物探，查明水文地质条件，再根据

49、物探资料合理布设注浆钻孔；资料合理布设注浆钻孔； 地面集中建站、造浆，经过送料孔和井下管路，利用注浆孔向含水地面集中建站、造浆，经过送料孔和井下管路，利用注浆孔向含水层注浆；层注浆； 注浆方式采用全段延续注浆，尽量填实岩溶裂隙和导水通道，注浆注浆方式采用全段延续注浆，尽量填实岩溶裂隙和导水通道，注浆要分序次施工；要分序次施工； 注浆资料以黏土水泥浆为主，并要不断试用其他资料；注浆资料以黏土水泥浆为主，并要不断试用其他资料； 注浆参数：水灰比、相对密度、泵量视单孔涌水量及岩溶发育情况注浆参数：水灰比、相对密度、泵量视单孔涌水量及岩溶发育情况而定，注浆终孔压力普通不低于孔口水压的而定，注浆终孔压力

50、普通不低于孔口水压的2.52.53.53.5倍。倍。1010、我国煤矿注浆堵水技术的开展里程及运用实例、我国煤矿注浆堵水技术的开展里程及运用实例1 1开展历程开展历程 20 20世纪世纪5050年代年代 20 20世纪世纪6060年代年代 20 20世纪世纪7070年代年代 20 20世纪世纪8080年代至今年代至今主要运用与以下几个方面：主要运用与以下几个方面：立井筒施工前的店面预注浆，发明有利于井筒开挖的施工条件；立井筒施工前的店面预注浆，发明有利于井筒开挖的施工条件；立井施工中预留岩柱对充水含水层进展任务面预注浆，既预防突水又可减少立井施工中预留岩柱对充水含水层进展任务面预注浆，既预防突

51、水又可减少涌水量，针对性强；涌水量，针对性强；井筒掘彻后的壁后注浆和修补注浆，既可在地面进展，也可以在井筒内进展；井筒掘彻后的壁后注浆和修补注浆，既可在地面进展，也可以在井筒内进展；斜井和穿层石门等井巷，预留岩柱或砌筑专门水闸或止水垫，对充水含水层斜井和穿层石门等井巷，预留岩柱或砌筑专门水闸或止水垫，对充水含水层或断层破碎带进展预注浆或出水后注浆，预防或治理突水，减少涌水量，或断层破碎带进展预注浆或出水后注浆，预防或治理突水，减少涌水量，并为井巷穿越充水含水层或断层带发明平安条件；并为井巷穿越充水含水层或断层带发明平安条件；对有强补给水源的突水点注浆堵水，治水复矿，并相应查明突水缘由和条件；与

52、疏放水结合，对查明的进水边境或通道，进展帷幕截源注浆，改造自然条件，减少矿井涌水量；有煤层底板突水危险的矿井，对强含水层顶面或夹存于其顶板隔水层内的弱含水层进展改造加固注浆，使其变为相对隔水层，以减少突水几率和突水量；对导水钻孔进展地面启封注浆或井下注浆；对导水陷落柱或其他垂直导水通道，进展针对性注浆。2注浆堵水运用实例注浆堵水运用实例一 1969年6月29日，山东肥城矿务局大封矿9204采煤任务面发生了1628m3/h27.13m3/min的大型底板突水事故，突水点距落差23m的断层6m，该断层斜角62o，走向46o，倾向SE，突水后13天，距突水点0m的奥陶系灰岩孔水位由+56.07m下降

53、为+52.21m，突水点中心的本溪统五灰灰岩的地下水水位由+56m下降为-23m，距出水点20m的2号奥陶系灰岩孔水位由+56m下降为+40m。渗流场的动态变化证明水五灰突出，奥灰补给，突水点周围五灰的水力坡度为0.370.86。实测突水点流速3168m/d。 堵水过程中共打9个注浆钻孔，离突水点远的孔，注浆量很少即报废，3、4号孔离突水点较近，注了大量水泥，初步起了点作用，减少水量428m3/h，但不能有效处理问题。分析其缘由，注浆位置能够是非主要导水通道，裂隙断面有限，注浓浆或双液浆易于起压，注中等浓度的单浆液进量也只能是200300t/min，而出水点主通道的水量是27.13m3/min

54、，浆液进入其中很快稀释，不能够堵住主通道，只能堵部分的小裂隙通道，因此用料不少，作用有限。6、7号孔打在五与断层交面部位的破碎带上，正是出水点的主通道，这时注入多少水泥浆跑出多少水泥浆，注双液浆也同样，只好改注砂子。经过对7号孔注砂粒径525mm，由细粒试探着逐渐加用粗砂，结果只注砂96.46m3，水量即由每小时1170m3减为692m3，紧接着注凝胶时间为530s的双液浆84.38m3，水量减为5.6m3/h，一个7号孔决议了胜负。注浆堵水运用实例二注浆堵水运用实例二 1989 1989年年2 2月月3 3日山东淄博矿务局寨里煤矿的北大井，在日山东淄博矿务局寨里煤矿的北大井，在9100910

55、0辅助下山辅助下山1010210102采煤任务面发生了突水量达采煤任务面发生了突水量达422.5m3/h422.5m3/h的煤层底板突水事故。的煤层底板突水事故。 距突水点距突水点100m100m的奥灰的奥灰4 4号观测孔水位立刻由号观测孔水位立刻由+14.77m+14.77m下降为下降为-90.53m-90.53m，证，证明是奥灰直接突水。为防止水量继续增大，决议立刻从地面抢险注浆堵水，明是奥灰直接突水。为防止水量继续增大，决议立刻从地面抢险注浆堵水，首先针对出水点不了一个钻孔，孔深首先针对出水点不了一个钻孔，孔深435m435m，在十层煤底板以下，在十层煤底板以下16.5m16.5m，即，

56、即见奥灰断层破碎带，进浆很容易，但不跑浆，经过适当间歇，快速集中注见奥灰断层破碎带，进浆很容易，但不跑浆，经过适当间歇，快速集中注单液浓浆单液浓浆436.2t436.2t水泥，井下出水点水量全部消逝，堵水效果水泥，井下出水点水量全部消逝，堵水效果100100，一个，一个注浆钻孔处理了问题。注浆钻孔处理了问题。 分析此次注浆堵水之所以能只用一个钻孔，在动水条件下没跑浆，且分析此次注浆堵水之所以能只用一个钻孔，在动水条件下没跑浆，且仅用仅用436t436t水泥就堵住一个奥灰突水点，其主要缘由是：针对突水点，注水泥就堵住一个奥灰突水点，其主要缘由是：针对突水点，注浆孔直接命中了导水的主要通道；主导水

57、通道就是奥灰断层破碎带，空浆孔直接命中了导水的主要通道；主导水通道就是奥灰断层破碎带，空洞大，水泥浆运移阻力较小，向出水点跑浆阐明裂隙有阻力，适当间歇注洞大，水泥浆运移阻力较小，向出水点跑浆阐明裂隙有阻力，适当间歇注浆后，裂隙就堵住了，因此不向采空区跑浆；针对十层煤底板出水的破浆后，裂隙就堵住了，因此不向采空区跑浆；针对十层煤底板出水的破碎裂隙，注浆孔已在底板以下碎裂隙，注浆孔已在底板以下6.22m6.22m下下108108套管加以隔离，并已注双液浆固套管加以隔离，并已注双液浆固结，发明了密封浆的良好条件。结，发明了密封浆的良好条件。注浆堵水运用实例三注浆堵水运用实例三 山东济南章丘文祖煤矿三

58、号井与山东济南章丘文祖煤矿三号井与1990年年8月月8日在日在-15m程度的南大巷掘进程度的南大巷掘进时遇断层，奥灰突水时遇断层，奥灰突水1082m3/h。 综合分析，此次突水具有这对出水点进展封堵巷道的条件。设计针对出综合分析，此次突水具有这对出水点进展封堵巷道的条件。设计针对出水点首先打一个命中巷道的堵水孔，对巷道充填砂和石子，构成阻水段，水点首先打一个命中巷道的堵水孔，对巷道充填砂和石子，构成阻水段，降低水的流速且减少跑浆；在打第二个孔，对断层带加固注浆，封堵突水降低水的流速且减少跑浆；在打第二个孔，对断层带加固注浆，封堵突水主通道。由于测绘资料准确，防偏措施得力，第一孔迅速命中了巷道，这主通道。由于测绘资料准确，防偏措施得力，第一孔迅速命中了巷道，这一命中巷道的孔正位于巷道冒顶一命中巷道的孔正位于巷道冒顶0.59m高的一个段位上，故能有效保证砂、高的一个段位上，故能有效保证砂、石骨料充填足顶足帮，处理了封顶时断面小流速大、保管死角无法充实的石骨料充填足顶足帮，处理了封顶时断面小流速大、保管死角无法充实的问题。在充填骨料问题。在充填骨料305.9m3后，突水量立刻明显减少。然后，用插入旋喷法后，突水量立刻明显减少。然后，用插入旋喷法对砂石骨料进展固结注浆，发现浆液主要不是向外流失，而是向出水