矿山水灾防治措施

矿山水灾防治措施1.一般措施（1）如果矿井四面是山，降水和地表水流不出去，可以开凿泄洪隧洞，把矿区内的汇集水疏通到矿区以外。（2）在矿井设计时，井口和工业场地应该选择在不受洪水威胁的地点，井口和工业场地内的主要建筑物的标高，必须高出当地历年的最高洪水位;矸石、土方、炉灰等堆积物必须避开山洪、河流的冲刷方向，以免冲刷到工业场地建筑物附近或淤塞沟渠和河道。矿区受山洪威胁时，在山坡上应修挖防洪沟堵截山洪。矿区地表的塌陷区（包括塌陷裂缝、塌陷洞等）要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠和河流，应该整铺河底或改道。报废的地面钻孔要及时封好，防止地表水流入井下。（3）对于洪水季节河水有倒流现象的矿区，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水倒灌时用水泵向外排水。（4）在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少对矿井的威胁。2.设置防水闸门（1）有突水淹井危险的矿井，或有突水危险的地区，都要设置水闸门。闸门平时是打开的，一旦井下发生水灾，即关闭。在井底车场两端设置防水闸门，以便于恢复矿井生产，保护井筒、井底车场和排水设施;在有突水危险的地区设置防水闸门，是为了在采区或巷道突水时，阻挡水流，进行分区隔离，防止灾情扩大，保证其他地区正常生产。（2）水闸门来水方向一侧25米处设有挡物的算子门。附近的铁轨和架空线要做成活节的，可以随时拆卸。通过防水闸门的风管、水管、电缆孔不准漏水。放水管应设置在水沟一侧的下方，放水管的外端应安有放水阀门。（3）防水闸门的铁门四周要镶有软垫，当铁门关闭时门与门框可以完全接触，不产生缝隙。软垫一般用橡胶、紫铜、或特制软合金做成。为顺利关闭水闸门，在水闸门的外侧可安设小绞车、钢丝绳和滑轮，这些东西都是关门时使用的，不要损坏它们。在正常生产期间，要定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得有石块、木料、矿车等堵塞物，要保证铁门能随时关闭。矿井突水后，关闭防水闸门是一件关键性措施，不经领导决定，任何人不得随意关闭铁门。在关门之前，水闸门内的所有人员必须全部撤出，人数必须清点无误，电源应全部切断。经处理或突水量变小需要打开水闸门的时候，必须有专门措施，有领导有指挥地进行。（4）平时水闸门都是大大敞开的，而且门扇的一边还紧靠着门轴一侧的巷道帮。定期检查水闸门时，人们站在门扇近处推推拉拉很是自如。而一旦大水涌出，水闸门处水深流急，关门必须用绳索拉拽才能完成，而且必须事先在门轴的另外一侧门框外固定一个铁钩，绳索通过铁钩（有定滑轮更好），在水闸门外用力拉拽，这样水闸门门扇才能启动，实现与门框的关闭。事先未固定铁钩，出水后关门之前应在适当位置迅速打一锚杆拴牢铁钩也能关门。在无铁钩的情况下，临时制做一个简易人字架或三角架顶住绳索使绳索弯曲，这样也可将水闸门关闭。在关闭水闸门的一瞬间，必须保证门框处不能有任何杂物，杂物一旦塞住门缝，再想重新关门将十分困难。（5）水害消除后，需打开水闸门进入淹没区重新恢复生产。开门之前一定要把水闸门内的积水放空，放水是由打开闸门两侧大口径放水管阀来完成的。然而水闸门内存有高压积水，水阀一经打开，高压水高速喷射出，喷射极远并伴有水的吼叫声，开阀人无法从窄小的巷道内撤出。为解决放水孔喷射问题，应在开阀之前先在放水阀外延长大口径放水管路，将放水管口延长至巷道外有岔口处。这样，当水闸门内的水位降下来之后，再用顶镐将门扇顶开，水闸门才能顺利打开。3.井下排水措施矿井涌水，使井下环境恶化，为了保证生产的正常进行，就需要把矿井水排到地面。排水的主要设备有水泵、水管和配电设备，井下还要修筑水仓、泵房。在发生水灾时，这些设施还起应急的作用。（1）必须有工作、备用和检修的水泵。要求水泵从两个方面保证安全：第一，工作水泵应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，即工作水泵的能力相当于正常涌水量的1.2倍;第二，工作和备用水泵应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。水文地质条件复杂的矿井，可根据情况另外增设水泵。（2）水管必须与水泵的排水能力相适应，有工作和备用的管。即使在涌水量很小的矿井，也必须敷设两趟水管。（3）应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。有的矿井涌水量小，不重视配电设备和水泵的配套，这样，一旦矿井涌水量增大，备用泵无法开动，造成水害。（4）主要水仓必须有两个，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。水仓的进口处要设置算子阻挡杂物;水仓中的淤泥每年至少清理两次，其中在雨季前必须清理一次，以保证水仓的有效容量。上面说的水泵、水管、配电设备等主要排水设备，都要经常检查和维护，特别在每年雨季前，必须全面检修一次，以保证其安全运行。4.矿井探水措施在有水害威胁的矿井，坚持“有疑必探，先探后掘“的探放水原则，是防止井下水害事故的有效措施。在有水害威胁的地区进行采掘工作，都要坚持超前钻探，千万不可粗心大意。（1）井下生产过程中，遇到下面任何一种情况时，都必须探水前进：①接近被淹井巷或小窑、老空区；②接近溶洞、含水断层、含水层（流沙层、冲积层、各种承压含水层）或接近积水区;③上层有积水，在下层进行采掘活动，两层之间的距离小，即小于安全厚度的要求;④探水地区内掘进，一次掘进长度达到了允许掘进的长度，或探水孔的超前距已经达到规定的限度;⑤采掘工作面发现出水征兆;⑥突然发现断层，对另一盘的水文地质情况又不清楚；⑦打开隔离煤柱放水;⑧接近有出水可能的钻孔;⑨采掘工作面接近各类防水煤柱线，为确保煤柱尺寸，要提前探明情况;⑩在强含水层之上，工作面进行带压开采，对强含水层水压、水量、裂隙等情况不清楚，对隔水层厚度变化情况胸中无数，这时也需提早对含水层进行打钻，系统地了解含水层和隔水层情况。（2）探放水工作应该有探水设计，探水设计应体现以下几方面原则：首先是要科学探放，对水情的分析要科学，探放水的方法也要科学;二是要安全可靠，探放水在“有疑必探，先探后掘”的原则下，确保征服水害，做到万无一失;三是要经济合理，争取用尽量少的工程量，最简捷的巷道工程完成探水、开拓、掘进等生产准备任务;四是要争取高效，在多方协调下，合理安排，争取尽快完成探水任务不影响工期。探水设计大致应包括如下三部分内容：①探水地区的水文地质情况分析。由探放水技术人员调查区域资料，提出水害性质、受水威胁的范围和程度，划定水害威胁边界，估算涌水量和总积水量，划定探水线，设计出要留设的防水煤柱尺寸。此外，还要分析放水后对地面的影响，地表是否会产生下沉，是否产生塌陷坑以及建筑物破坏等情况。②根据水害性质由开采技术人员设计开拓方案及防水方案。其中有：探水区的开拓方案;巷道布置及施工顺序;巷道断面及支护形式;流水水沟大小;流水路线;临时排水设施;水闸门及水闸墙的位置;放水的允许放水量;人员避灾路线及预防有害气体的措施等。③在上述巷道布置的基础上，设计探水孔的钻探施工方案。探水施工内容包括：每次探水的位置;确定探水超前距;确定每次探水的孔数、孔的方向及角度;孔径大小;孔口管的设计和安装，提供放水所需的时间。探放水设计经研究批准后，要严格按设计施工。（3）探水作业安全注意事项①探水工作面要加强支护，防止高压水冲垮煤壁及支架；②事先检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在出水时使水仓有相当大容积的缓冲余地;③在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水情及时向矿井调度室汇报;④探水工作面要经常检查瓦斯，发现沼气超过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体;⑤在水压较大的地点探水时，应预先开掘安全躲避硐，规定好联络信号及人员的避灾路线;⑥打钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，不要移动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。还应派人监视水情和报告矿井调度室，不得擅自放水。如果情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理;⑦探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人;⑧钻眼内水压过大时，应该采用反压、防压和安设防喷装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。（4）上山巷道的探水措施①按探水设计，上山巷道掘进的探水孔应布置成扇形，扇形群孔每组孔之间的夹角不能太大、也不能太小，一般以10°〜15°为宜。中间沿巷道前进方向一组，两侧各两组②探水钻探过程中应时刻注意钻孔内情况，发现煤层变软，钻杆推进突然感到轻松，或顺钻杆出水增大时，要特别注意，立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。如果拔出钻杆，钻眼会被流水冲大，水量无法控制，造成透水事故。③当探水孔孔深小于5米时孔内大量出水，说明距离积水已经很近;如果孔内水压很大，水喷射很远，必须马上将钻机钻杆固定，在巷道正前打牢点柱，人员应尽快撤离现场，另选安全地点对此处积水进行探放。探水过程中如发现钻孔透老空无水，应立即检查是否有有害气体喷出，防止人员受到伤害。④每次探水后，应在探水地点做专门标记（如在巷道一帮或顶板涂标记或打入木楔及铁钉等），以备后来丈量巷道长度使用。（5）探水后上山掘进措施①探水地区上山掘进是掘进防水中的重点，应十分慎重。探水地区上山掘进一般都布置成双巷，即甲乙两条上山分别交替探水前进。两上山之间距离不能过大，两者之间每隔一定距离用联络巷接通。上山正前放炮时，人员必须躲入联络巷内。上下两联络眼之间的距离不应大于放炮母线的长度。如果两联络眼之间距离较大，应在适当位置掘躲避硐，躲避硐方向应向上山方向适当倾斜，长度必须适当。②上山巷道的支护应严格按作业规程要求施工，不论煤巷还是岩巷，支架柱底必须深入柱窝，支架的扎角必须合适。巷道内的浮煤浮碴要及时清理装运，后路不能有障碍。电缆和风筒必须挂起，工具设备材料摆放整齐。③上山探水巷道掘进，在掘进过程中应随时丈量巷道的实际进度，与探水地点的标记及通知单中的允许掘进长度进行核对，防止实际掘进距离超过允许掘进的距离，以保证安全。④钻机探水后的上山掘进还应用长钎子适当补探。钻机探水钻孔群是呈扇形分布的，控制的面积较大。钻孔打得很远。但是，随着掘进巷道的前进，探水孔之间的距离就会越大，巷道有可能进入两钻孔之间的空白区，这是探水的盲区，积水老巷有可能被漏掉。在这种情况下，掘进巷道应用长钎子对正前或斜前方打眼补探，这样可以防止意外事故发生。⑤上山掘进巷道如果在打炮眼时沿钎子向外流水，应及时停止作业。水压大时，钎子不要拔出，需另做其他探放措施。①掘进平巷时，一般都采用双巷掘进、单巷超前探水的方法。也就是用上方靠近老空的巷道超前探水，超前下巷一段距离。探水钻孔一般向正前方和上帮方向打孔。巷道坡度多采用正坡施工，为使水流畅通，不要随意改变坡度。探水区平巷，一定要按设计腰线施工，如果腰线掌握不好，容易产生积水，严重时还能堵死巷道。如果岩层倾角很小，所有平巷都应探水，探水孔数量也应加多。在平巷掘进过程中遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘打钻探水，不可冒险掘过断层。②下山巷道掘进，除注意工作面和两帮来水外，要特别防止背后出水。同一采区同时有很多掘进巷道在施工，在高处施工的掘进工作面或探水孔，必须保证不向下山灌水。如果上面工作面有突水的可能、并且不能保证下山工作人员安全时，下山工作面应停止工作，不得有人员停留。下山巷道如果在老空区内掘进，也要适当向两帮打探水孔，巷道两帮的支护要加强，防止片帮出水。为了确保下山掘进的安全，应当先掘高处靠近老空的巷道，减少或消除水害的危胁，避免人身事故。③回采工作面一般不容易出水，因此常常被人们忽视。但在长壁沿走向开采的情况下，一旦发生工作面出水，上安全出口同时也被堵塞，这时工作面的人员将无路可退。所以，必须保证工作面特别是上顺槽的规格质量，上安全出口要通畅无阻。4.大水钻孔毁坏的补救措施矿井下一般都有水文地质钻孔，这里包括水量大的高压供水孔、放水孔、观测孔以及在井下揭露未封孔的老旧勘探孔。这些钻孔穿透了强含水层，有时会发生毁坏，造成大量出水。（1）大水量水文地质钻孔毁坏的原因很多，有的是因为采掘活动使底板岩层产生移动，产生裂隙，孔口管失去作用;有的是因为孔口管各节之间接缝连接不牢;有的是因为孔口管长度不够。当然，钻孔内水压高、水量大也是重要原因。钻孔一经毁坏，地下水便从钻孔周围大量涌出。（2）处理这些毁坏钻孔使其停止涌水，关键是恢复孔口管的原有功能。底板破裂大量涌水的钻孔，可以采用高压泵向孔内压入充填物的办法处理，这些充填物可以是锯末、棉丝、麻丝、布条等物质。如果钻孔无保留价值，也可以直接向孔内投入铁砂、铅条等物，减小水流喷射速度，然后注入带有速凝剂的水泥浆，将孔封死。（3）对于孔口管断裂、底板鼓起并严重破碎的大水量高压喷水钻孔，最有效的办法是采用挖井法处理。也就是用一台抽水量大的水泵，对准钻孔抽水，使钻孔周围水位下降，再沿钻孔向下挖井，一直挖到孔口管断处，使已断裂的孔口管重新对接。准确对接之后，将破损的孔口钢管再行焊接。焊好后，将挖下的小并再用混凝土牢牢回填。这样，钻孔又可完好使用。（4）对无孔口管的喷水钻孔，也可以利用抽水挖井的办法处理。抽水后，向下挖井并埋入新的孔口管，等待回填的混凝土凝固之后，用注浆泵将孔封掉，或完好保留做供水之用。（5）对水量和水压都较大的积水区或含水层打钻，都要做孔口管，以便安水门控制水量。孔口管是固定在孔口的一段钢管，它必须固定在坚硬完整的岩层内。孔口管的安装固定是一件比较细致的工作，它的过程是这样的：钻机固定之后，先打一大孔，孔深与孔口管长度一致，先将孔内冲洗干净，注入水泥浆液，再将孔口管放入孔内，放好以后将管固定，待水泥浆凝固，即可在孔口管内探水钻进。（6）水平孔和上斜孔的孔口管安装顺序是：钻机先按设计方向钻一大孔，孔深比管长大2米左右，将管插入孔内，固定不动，在孔口外用水玻璃和水泥将管口固定死，并需在孔口管的上方另留一个小管。然后用挤浆泵从孔口管内向管的四周压人水泥浆，当稠水泥浆从小管跑出时，即将小管关死，这时挤浆泵继续开动，达到一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固后，孔口管即安装完毕。（7）孔口管做成后即可扫孔。扫孔超过孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检查孔口管的强度。如发现漏水，或达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。水压力不大的地方，也可以安装简易孔口管。即先打一个3米左右深的钻孔，在钻孔底部放一道圆形胶圈，将胶圈压紧，可起止水作用。然后在孔口管口处打上长铁楔，把管子固定。如果还怕不牢固，可以在孔口管口加设一道挡板，用点柱紧紧地支牢，防止套管冲出。5.避开突水危险地带的措施（1）探断层。在井下各生产地区探清周围存在的断层位置、断层落差的大小，对于防止出水是很重要的，探清断层带是否含水，断层另外一侧强含水层的位置也是十分重要的。经探钻之后，如果证实断层带本身不含水，距离含水层又比较远，那么采掘工作面是比较安全的。（2）穿越断层。如果巷道需要穿过断层到另一盘进行采掘，这就需要探清另一盘的含水层位置，水量大小，必要时要对另一盘的含水层进行放水降压。为防止采掘后断层带挠动引发出水，对穿越断层带一段巷道的底板进行砌碹加固，防止含水层水沿断层面涌出。（3）远离断层。如果断层另一侧强含水层位置很高，巷道水平穿越有困难，这就应该提早抬高巷道标高，从远离含水层的高处穿越断层。如果巷道掘进方向与断层面走向平行，而另一侧有强含水层，此时应确定安全距离，并每隔一定距离垂直巷道探测断层位置，随之调整巷道位置，避免巷道掘入或接近另一盘的强含水层。（4）避开陷落柱。对防水而言，陷落柱是个危险体，遇到含水陷落柱则十分危险。目前，我们的办法只有远离它。对于深部的采掘工作面我们采用物探仪器——无线电透视仪大面积进行煤层透视，发现陷落柱存在，则应避开另选安全地方生产。此外，还应十分注意或避开大面积底板岩层破坏地段，诸多小断层交叉或交汇地段等可能出水的地方。6.注浆堵水措施注浆堵水，就是把配制好的浆液（水泥浆液、水泥一水玻璃浆液或化学浆液），用注浆泵压入地层空隙中，使浆液扩散、凝固、硬化，起到堵、截补给水源的作用。目前，注浆应用在以下几方面：（1）井筒注浆井筒常要通过一个或几个含水层，含水层的水就会进入井筒，给建井带来困难和危害。为此，在井筒开凿之前先从地面打钻孔，对含水层进行预先注浆;或者在井筒掘进工作面距含水层一定距离的地方停止掘进，从工作面预先进行注浆。这样，就在并筒四周造成一道隔水屏障，使井筒能安全、顺利地通过含水层。如果并筒已凿砌完毕而井壁漏水，也可以对井壁进行注浆堵水。（2）巷道堵漏为减少矿井涌水量，对矿井下大量存在的小出水点也要进行封堵。这些出水点水压、水量不大，可以用打人简单注浆管的办法解决。做法是：用短而细的水管一根，其外侧螺旋状焊上铅条，裹以粗麻后用力打入钻好的小孔内，用高压注浆泵向孔内注入水泥浆，直到出水点停止出水为止。这种办法对一些大的硐室、大交岔点、砌碹巷道等处的淋水、漏水都很有效。（3）帷幕截流有的山矿为了减少矿井涌水量，采用帷幕截流注浆法建造一个隔水墙，切断水源的补给通路，把水拦截在井田之外。7.封堵突水的措施（1）封堵任何透水、漏水和流水通道，首先必须懂得堵水材料的性能，特别是要懂得这些材料的排列顺序和方向。例如，我们用同样数量比例的石子、沙子和粘土，把它们按不同顺序摆放在漏水的容器内，然后在它们的上面倒入同样数量的清水，我们发现，粘土在上面，石子在下面的容器不漏水，而石子在上面粘土在下面的容器，粘土被冲走沙子也被冲走只剩下石子，水大量漏失。这种现象在我们生活中经常见到。（2）在工矿山大水量的突水点的封堵过程中，也都利用这种原理进行封堵突水点或水流通路。在矿山突水点的封堵过程中，首先必须用大量的大块头、大比重的固体材料投放到突水点的外围，俗称“固料