矿井防治水备课

1、（矿井防治水）矿井水害防治矿井水害防治 我国煤炭资源丰富，但是有很大一部分是受地下水威胁不能或暂时不能开采。在已建井和正在生产的矿井中，因矿井水文地质条件千差万别，水害威胁也十分严重，矿井水害给国家和人民的生命财产造成过巨大损失。因此，我们必须充分认识至矿井防治水工作的重要性、艰巨性、复杂性，认真做好矿井防治水工作，减少和杜绝重大水害事故。矿井水的危害主要有以下几方面： 1 .恶化生产环境。矿井水可造成巷道积水，空气湿度增高、顶板淋水破碎冒落，煤壁潮湿片帮，对工人劳动条件和生产率有很大影响。 2 . 增加排水费用。由于矿井水的存在，在生产中必须强行排水，排水量越大，排水费用越高，增加了煤炭开采

2、成本。 3 .损失煤炭资源。为了预防矿井水灾，需要留设相当规模的安全防水煤柱，严重影响煤炭资源的开采和利用。 4 . 缩短生产设备的使用寿命。矿井水对各种金属设备、金属支架、钢轨等都有腐蚀作用，使其使用期缩短，甚至腐蚀损坏。 5 . 引起沼气爆炸或硫化氢中毒。如果发生老窑突水，集在老空内的沼气和硫化氢会随水而出。涌出的沼气若达到爆炸限度，遇到高温火源、就会发生爆炸。人们呼吸了毒性很大的硫化氢，就会中毒死亡。 6 . 淹没巷道或矿井造成重大伤亡。矿井一旦发生突水，如果防水措施不力，轻则淹没采掘工作面或部分巷道造成局部停产，重则淹没矿井，使并下职工生命和国家财产遭受巨大损失。一、一、 矿井水害类型

3、矿井水害类型 造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老窑水（采空区水）。按水源特征，矿井水害一般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类型。其中岩溶水害又按含水层的厚度分为薄层灰岩水害和厚层灰岩水害两类。（一） 地表水水害 水源是大气降水、地表水体（江河、湖泊、水库、坑塘等）。水源通过井口、采后冒落带、岩溶塌陷坑、断层带及封闭不良钻孔充水或导水进入矿井。（二）老窑水水害 水源是老窑、小窑、废巷及采空区积水。当巷道接近或遇到老窑积水区时，往往在短时间内涌出大量老窑水，来势凶猛，具有很大的破坏性，常造成恶性事故。（三） 孔隙水水害 水源是第三系、第四系松散层中的孔隙水。当煤层被第四

4、系松散含水的流砂层、砂层、砂砾层、卵石层、粘土砂层所覆盖，在开采第一水平时，煤岩柱留设不够，往往是冒裂带直接进入松散层，或是松散层底部存在富水含水层，开采前水文地质条件不清，没有按含水层下回采条件留设煤柱，回采后水、砂或泥溃入井下；超限出煤，破坏煤岩柱或在煤岩柱中开拓巷道、硐室，破坏了隔水煤岩柱的完整性，年久渗水，冒落坍塌，使冲积层水或流砂、泥流溃入井下，淤塞巷道甚至造成淹井。（四） 裂隙水水害 水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。这种水害发生在开采北方二叠纪山西组煤层和侏罗纪煤层以及开采南方侏罗纪的煤层中。这些煤层顶部常有厚层砂岩和砾岩，其中裂隙发育，如与上覆第四纪冲积层和下伏奥陶系含水层有水

5、力联系时，可导致严重突水事故以及建井时期发生淹井事故。若砂岩层缺乏补给水源时，则涌水很快很快变小甚至疏干。（五）灰岩岩溶水害1薄层灰岩岩溶水害 水源主要是华北石炭二叠纪的太原群薄层灰岩岩溶水。太原群煤层的顶底板均有薄层灰岩含水层存在，在开采中必然要揭露这些含水层并予以疏干。一般情况下，这些含水层是可以疏干的，但是，当这些薄层灰岩含水层与地表水体发生水力联系时或被地质构造切割，造成垂向的导水通路和横向与厚层灰岩含水层对接水力联系时，这些含水层的富水性便大大增加。因此，在具有强水源补给和接近导水通道的部位，常发生较大灾害性突水事故。2 厚层灰岩岩溶水水害 厚层灰岩岩溶水水害可分为南方型和北方型两种

6、。南方型厚层灰岩赋存于主采煤层顶底板，几乎无隔水保护层可利用，故一旦发生溶洞突水、突泥，往往来势凶猛。北方型煤田厚层灰岩主要是奥陶系灰岩含水层，一般构造正常地区均赋存于主采煤层之下。主采煤层与厚层灰岩含水层之间常有厚度不同的煤系隔水保护层，灰岩顶面常有一定厚度的风化残积铝土存在，亦起着隔水保护层的作用。所以，此类奥灰突水常与构造和岩溶陷落柱有关。二、二、 矿井发生突水的因素矿井发生突水的因素 在煤矿生产建设过程中常常遇到水害，发生不同程度的突水事故，因此找出水灾事故发生的原因，从中吸取教训，对指导以后的矿井地质和矿井防治水工作，避免矿井水患事故的发生，会起到积极的促进作用。造成矿井突水灾害的因

7、素归纳起来有以下几方面： 1 . 地面防洪、防水措施不当，或因对防洪设施管理不善，暴雨山洪冲毁防洪工程，使地面水涌入井下，造成灾害。 2 . 缺乏调查研究，水文地质条件不清，井巷接近老窑区、充水断层、强含水层、陷落柱、封闭不良钻孔等，不事先探放水，盲目施工；或探放水，但措施不当，而造成淹井或伤亡事故。 3 . 井巷位置不合理，如布置在不良地质条件中或强含水层附近，施工后在矿山压力与水压力共同作用下，发生顶板或底板突水。 4 . 施工措施不力，工程质量低劣，致使井巷严重坍塌冒顶，导致强含水层透水或地面水体灌入井下，造成淹井事故。5 . 乱采、乱挖，破坏了防水煤柱或岩柱透水。6 . 出现透水征兆未

8、觉察或未被重视或处理不当造成透水。7 . 测量工作失误导致巷道揭露积水区或含水断层而突水。8 . 在水文地质条件复杂，有突水淹井危险的矿井，在需要安设而未安设防水闸门或防水闸门安设不合格以及失修关闭不严，突水时不能起到堵截水作用。9 . 矿井排水能力不足或排水设备平时维护不当，水仓不按时清挖，突水时排水设备失效而淹井。10. 钻孔封闭不合格或没有封闭，成为各水体之间的垂直联系通道，当采掘面和这些钻孔相遇时，发生突水事故。11 . 忽视按生产方针，思想麻痹大意，丧失警惕，没有严格执行探放水制度、违章作业等。三、三、 矿井突水征兆矿井突水征兆 矿井突水，这是因为井下采掘活动破坏岩体天然平衡，采掘工

9、作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。矿井突水现象的发生与发展是一个逐渐变化的过程，其显现的快慢与工作面具体位置、采场地质情况、水压力和矿山压力有关。从开拓工作面及其附近显示出某些异常现象，这些异常统称突水征兆。识别和掌握这些预兆，可以及时采取应急措施，撤离险区人员，防止伤人事故。突水预兆有：1 煤壁挂红：这是因为水中含有铁的氧化物，在通过煤层或岩层裂隙时，附着在裂隙表面的暗红色水锈。一般认为巷道接近老空积水区。2 煤壁挂汗：当采掘工作面接近积水区时，水在自身压力下，通过煤岩裂隙而在煤壁、岩壁上聚成很多水珠，叫挂汗。在遇到挂汗时，注意观察煤、岩的

10、新鲜面是否潮湿，如果潮湿，则是透水征兆。3 空气变冷：工作面接近积水区时，气温骤然下降，煤壁发凉，人一进去有阴冷的感觉，时间越长就越感阴凉。但有地热问题的矿井，地下水温高，当掘进工作面接近时，温度反而升高。4 发生雾气：当巷道内温度很高时，积水渗到煤壁后，引起蒸发而形成雾气。5 水叫声：若在煤壁、岩层内听到“嘶嘶”、“吱吱”、“哗哗”、“闷雷”等声音，这是由于井下高压积水向煤岩裂缝强烈挤压与两壁磨檫而发生的声响，说明离水体不远即将突水，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。6 顶板来压，产生裂缝，出现淋水。如果水体在顶板之上，由于水体压力和矿山压力的共同作用，使顶板出现裂缝和淋水，

11、而且淋水越来越大。表明即将突水。7 底板鼓起，底鼓有两种原因：一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用的结果，甚至有压力水喷射出来，这是突水征兆。另一种是受矿山压力单方面作用而产生底鼓，一般不突水。当发生底鼓时，要监视底鼓的发展变化，并报告矿调度室。经技术人员调查核实确定底鼓原因。若是前种原因，须采取紧急措施：先在底鼓地段铺设密集地梁，打木垛控制底鼓发展。在底鼓基本被控制情况下，可在底鼓地段外侧打钻孔放水泄压。8 接近冲积层开采工作面压力明显增大，顶板来压、片帮，局部冒顶或冒顶次数增加，有淋水或水中有砂，应考虑有溃水、溃砂的可能。四、四、 发现突水征兆和发生水灾事故后的应急处理原则及安发

12、现突水征兆和发生水灾事故后的应急处理原则及安全注意事项全注意事项（一） 发生突水征兆和发生水灾事故后的应急原则 1 、立即报告：现场最先发现突水征兆或水灾的人员应设法弄清水情，并立即向矿调度室报告，同时听从调度室的指示。调度室及时通知有关领导和部门。 2 、突水水量少且规模小，在保证人员安全的前提下，迅速组织抢救。跟班跟班区队长和班组长组织现场人员就地取材，设法处理封堵出水点，并利用现场排水设备进行全力排水，防止事故继续扩大。 3 、水灾规模大且失控，现场人员应立即向调度室汇报，并及时通知附近受威胁地区的人员，按照作业规程或矿井灾害预防与处理计划中所规定的路线撤出。 4 、在采掘工作面探水前进

13、时，钻孔出水不能轻意拔钻，应立即汇报调度室请示处理意见。如果条件和时间允许，可以加固工程防止事故发生。 5 、发现有人被堵井下时，各级领导应首先制订营救措施。要判断被堵人员可能躲避地点，分析其生存条件，制订营救方案。并根据涌水量和排水能力，估计排除积水时间。 6 、中央泵房工作人员接到水害事故报警后，要立即关闭泵房两侧的密闭门，启动所有水泵，把水仓水位排至最低。未接到救灾总指挥的撤退命令，不得擅离工作岗位。 7 、检查所有排水设施和输电线路，了解水仓现有容量，派人清挖水沟。如果水中携带大量泥沙，浮煤时，可在水仓进口处修筑临时分段挡墙，以减少水仓淤积。 8 、水文地质人员应测量涌水地点、涌水量大

14、小及其变化，记录围岩及巷道破坏变形情况，察看观测孔（水井）水位和泉、河、地表水体的变化，分析判断突水水源和最大突水量，以及突水发展趋势，为防止淹井采取必要措施提供依据。 9、 检查水闸门关闭是否灵活、严密，并清除淤渣，拆除短轨和架空线，派专人看守，待命关闭。 10 、在查明地面水体与突水有关联时，应迅速派人进行堵塞，减少补给量。 11 、当排水能力负担不了涌水量时，可因地制宜，采取将涌水量引入下山巷道，筑坝蓄水，关闭水闸门，以延长缓冲时间，争取时间增加排水设备，保住矿井。（二） 发现突水征兆和发生水灾事故后的安全注意事项 1 、发现突水预兆时不要盲目进行直接处理，以避免事故的扩大化。应及时汇报

15、，可采取采掘作业规程中安全技术措施规定的方式进行处理。 2 、透水后，应在可能的情况下迅速观察和判断透水的地点、水源、涌水量、发生原因、危害程度等情况，根据作业规程或矿井灾害预防与处理计划中规定的撤退路线，迅速撤退到透水地点以上的安全水平，进而出井，而不能进入透水地点水平附近及下山的独头巷道。3、 撤离前，应设法将撤离路线向调度室汇报。4 、如老空区积水突出，往往有大量瓦斯、硫化氢等有害气体涌出，要佩带好自救器。5 、撤离过程中，要靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压力水头和泄水流，并注意防止被水中滚动矸石、木料等撞伤。6 、如透水后破坏了巷道中的照明和路标，迷失了行进方向时，遇险人员

16、应朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。7 、在撤离沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示后续撤退人员及救护人员的注意。8、 如出路已被隔断，应另寻它路，迅速寻找井下位置最高、离井筒或大巷最近的地方暂时躲避。同时定期在轨道或水管上敲打发出呼救信号。9 、如唯一的出路被水封堵无法撤离时，应有组织的在独头工作面躲避，等待救护人员的营救。这是因为独头上山的附近空气因水位上升逐渐压缩能保持一定空间和空气量。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。10 、人员撤离到竖井需从梯子间上去时，应遵守秩序，禁止慌乱和争抢。行动中手要抓牢，脚要蹬稳，切实注意自己和他人的安全。（三） 发生矿井水灾事故被围困

17、的避灾自救措施 1 、当现场人员被涌水围困无法撤出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择在合适地点快速筑建临时避难硐室避灾。如系老空透水，则必须在避难硐室处建临时挡墙或吊挡风帘，防止被涌出的有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显标志。 2 、在避灾期间，遇险人员要有良好的精神和心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要坚信上级领导一定会组织人员快速营救；坚信在班组长和有经验老工人的带领下，一定能够克服各种困难，共渡难关，安全脱险。要做好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，减少体力和空气消耗，并关闭矿灯。 3 、避灾时，应用敲击的方法有规律、定期

18、地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的位置。 4、 被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣物过滤。 5 、长时间被困在井下，发现救护人员到来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱。要避开强烈的光线，得救后不可吃硬质和过量的食物。五、五、 矿井水害防治技术矿井水害防治技术 矿井水害的防治一般分为地表防水和井下防治水和注浆堵水等。防治水工作要坚持以防为主，防治结合以及当前和长远、局部与整体、地面与井下、防治与利用相结合的原则；坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的16字方针；落实防、堵、疏、排、截”五项

19、措施，根据不同的水文地质条件，采用不同的防治方法，因地制宜，统一规划，综合治理。（一） 地表防水 地表防水是指在地表修筑防排水工程或采取其它措施，以限制大气降水和地表水补给含水层或直接渗入井下，从而减少矿井涌水量，防止水害事故的发生。地表防水主要措施有：慎重选择井筒位置、河流改道、整铺河床、修筑排（截）水沟、地表水下渗通道的堵塞等。另外，雨季需加强“三防”工作。（二） 井下防治水1 防隔水煤（岩）柱留设 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入工作地点，留出的一定宽度或高度的煤岩层称为防水煤（岩）柱留设。其类型有：断层防水煤（岩）柱、井田边界煤柱、水淹区防

20、水煤（岩）柱、地表水体煤（岩）柱、冲积层煤（岩）柱和上、下（或相邻采区）防水煤（岩）柱、陷落柱防水煤（岩）柱等。留设的防水煤（岩）柱必须保持完整，不得随意采动，必要时注浆加固薄弱带。2 井下探放水 探放水必须坚持“16字”方针，遇有下列情况，必须编制探放水设计及安全技术措施进行探放水：接近水淹的井巷、老窑或小窑时。接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞、和陷落柱时，或通过它们之前。打开隔离煤柱放水前。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或裂隙发育带时。接近可能涌（突）水的钻孔时。接近有水或稀泥的灌浆区时。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柱厚度不清，可能突水时。接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘工作有涌（突）水预兆或情况不明时。接近其它可能涌（突）水地段时。3 井下截水建筑物的设置 防水闸门和防水闸墙是井下防水的主要安全设施，凡水患威胁严重的矿井，在井下巷道设计布置中，就应当在适当地点预留防水闸门硐室和水闸墙的位置，使矿井形成分翼、分水平或分采区隔离开采。在水患发生时，能够使矿井分区隔离，缩小灾情影响范围，控制水