巷道通过含水层的施工方法课件

本节主要内容2023年9月22日1••••一、概述二、地面防治水

三、井下防治水

四、突水事故处理一、概述（一）近年来发生的特大突水事故1.广东兴宁市大兴煤矿“8.7”特别重大透水事故2005年8月7日，广东梅州兴宁大兴煤矿发生严重透水事故，造成123名矿工被困井下。经过23天日夜抢救，仅找到6具遗体。原因：顶着水库采煤，倾角大，抽冒导通。2023年9月22日22.山西左云新井煤矿5.18特别重大透水事故2006年5月18日19时36分，山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿发生特别重大透水事故，造成

56人死亡，直接经济损失5312万元。直接原因：采空区附近作业，未采取探放水措施，破坏安全煤柱。2023年9月22日33.河南洛阳新安寺沟煤矿"12.2"特别重大透水事故2005年12月2日23时40分，河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生特别重大透水事故，造成35人死亡，7人下落不明，直接经济损失973万元。直接原因：非法进入矿井边界煤柱，导通老窑水及地表水。2023年9月22日4，2007年7月29日8时30分左右，河南陕县支建矿业有限公司支建煤矿东风井发生透水事故，69人被困，后经抢救，被困矿工全部获救。直接原因：因河床水通过采空区涌入井下造成透水量3000立方米。4.河南省陕县支建煤矿东风井透水事故2023年9月22日55.神华集团“3.1”骆驼山煤矿透水事故2010年3月1日7时29分,内蒙神华乌

海能源有限公司骆驼

山煤矿，16层回风巷

掘进工作面发生透水

事故，造成32人死亡。直接原因：在施工中井下16号煤层掘进工作面底板奥灰水突水。2023年9月22日66.山西王家岭煤矿透水事故2010年3月28日14时30分许，山西王家岭煤矿发生透水事故，153人被困，115人获救，38人遇难。直接原因：没有严格执行探放水规定，导通老空水。2023年9月22日77.开滦范各庄矿水患治理1984年6月2日，开滦范各庄2171综采工作面发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故，最大瞬时水量达648m³/min，致使范各庄及周边3对矿井被很快淹。为救灾复矿，调集了全球最权威的专家和世界上最大的水泵进行抢险，地面注浆封堵工程的规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工作历时近一年，直接和间接损失超过5亿元。2023年9月22日82023年9月22日9（二）我国煤矿水害区分布及特征2023年9月22日10华北石炭二叠纪煤田的岩溶——裂隙水水害区；华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区；东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害区；台湾第三纪煤田的裂隙—孔隙水水害区。我国煤矿水害区分布及特征2023年9月22日11充水“水源”充水“通道”充水“强度”水源：大气降水、地表水、地下水、老窑水等。通道：陷落柱、断裂带、隐伏露头、顶板冒落带、地面岩溶疏干塌陷带、封孔质量不良的钻孔等。（三）矿井充（涌、突）水条件2023年9月22日121.矿井水的来源形成水害的前提是必须要有水源。矿井水的来源主要有以下几种：⑴地表水大气降水渗入或流人，往往是开采地形低洼且埋藏较浅煤层的主要水源，在雨季表现得尤为明显。地面河流、湖泊、水库、池塘水也会渗入和流人井下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源，除开采深度条件外还与地层构造和采煤方法有关。⑵地下水2023年9月22日13有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，

我们把它叫做含水层。流砂层和砾石层中的水叫孔隙

水，石灰岩含水层中的水叫溶洞水，砂岩中的水属于

裂隙水。地下水是可以流动的并不断接受地表水的补

给，开采越深水压越高、裂隙溶洞越大、含水越丰富，它是井下最直接、最常见的水源。井下巷道或采煤工

作面一旦揭露这些含水层，水便会发生突出，危害性

较大。⑶老空水过去采过的小煤窑以及矿井废弃的旧巷道常常2023年9月22日14有很多积水。当采掘工作面与它们打透时，很短时间内会有大量水涌人，来势凶猛，造成透水事故，破坏性很大。⑷断层水岩层断裂形成断层，有的断层带内会积存水。断

层还常将不同的含水层连通，有的甚至与地表水相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时，断层水

便会涌出。2.透水事故的易发地点水灾事故通常也叫透水事故。透水事故的易发2023年9月22日15地点有：接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱等地点。接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿的地点。接近可能与河床、湖泊、水库、蓄水池、水井等相近的断层破碎带的地点。(4)打开隔离煤柱放水的地点。

(5)接近可能出水的钻孔的地点。

(6)接近有水的灌浆区的地点。2023年9月22日16（四）矿井发生透水前的预兆矿井发生透水前，一般都有一些异常的表现：挂红在煤(岩)裂隙表面附着有暗红色的水锈。挂汗煤(岩)壁上凝结有水珠，说明此时巷道接近积水

区。但有时空气中的水分遇到低温煤(岩)壁也会挂汗，这是一种假象。所以，遇到挂汗时，要辨别真伪，其

辨别方法是剥去一薄层，观察新暴露面是否也有潮气，若有则是透水预兆。2023年9月22日17煤壁变冷工作面接近大量积水时，气温骤降，煤壁发凉，人一进去就有阴冷的感觉，时间愈长愈感到阴凉。出现雾气当巷道温度很高时，积水渗到煤壁后引起蒸发而形成雾气。水叫采煤工作面若在煤壁、岩层内听到“吱吱”的水叫声，说明已接近高压积水区。若是煤巷掘进，2023年9月22日18则透水即将发生，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。顶板淋水加大这表明已接近积水区。顶板来压，底板鼓起。水色发浑，有臭味这是接近老空区积水的象征。工作面有害气体增加积水区向外散发出瓦斯、二氧化磷和硫化氢等有害气体。2023年9月22日1910.裂缝出现渗水如果出水清净，则离积水区较远；若出水浑浊，则离积水区已近。2023年9月22日20（五）矿井水灾事故的应急处置发生水灾事故后，应立即组织撤出受灾区和灾害可能波及区域的全部人员。迅速查明水灾事故现场和突水情况，组织有关专家和工程技术人员分析形成水灾事故的突水水源、矿井充水条件、过水通道、事故将造成的危害及发展

趋势，采取针对性措施，防止事故影响的扩大。坚持以人为本的原则，在水灾事故中若有人员被困时，应制定并实施抢险救人的办法和措施，矿2023年9月22日21山救护和医疗卫生部门做好救助准备。根据水灾事故抢险救援工程的需要，做好抢险救援物资准备和排水设备及配套系统的调配和组织协调工作。确认水灾已得到控制并无危害后，方可恢复矿井正常生产状态。2023年9月22日22（六）矿井水害类型1.矿井水害名词⑴矿井突水：凡因井巷、工作面与含水层、被淹没巷道地表水体或含水的裂隙带、溶洞、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故，称为矿井突水。⑵矿井水害：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井水，都称为矿井水害。2023年9月22日232.矿井水害类型⑴地表水水害⑵老空水水害⑶孔隙水水害⑷裂隙水水害⑸岩溶水水害（薄层灰岩、厚层灰岩）注意：多数矿井水害往往是由2～3种水源造成的，单一水源的矿井水害很少。2023年9月22日24预测预报：通过相应的地质工作队矿井水文地质条件进行分采区、分工作面进行评价圈定安全区、临界危险区和危险区。有疑必探：在预测预报的基础上，对没有把握的区域或块段采用物探、化探、钻探等方法进行综合探查，以探明水害疑点或可疑作业区域。先探后掘：在综合探查的基础上，在确保巷道掘进或工作面回采没有水患威胁时，可实施掘进及回采作业。先治后采：在综合探查的基础上对有水害隐患区域，必须采取有针对性的措施，直至完全消除水害威胁后才能组织正常作业。（七）矿井水害防治技术2023年9月22日251.矿井防治水的基本方针⑴煤矿水害防治以“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”为基本原则，并根据矿井水害实际情况制定相应的“防、堵、疏、排、截”综合防治措施。防留设煤柱、改变采煤方法堵超前注浆封堵、封闭或加固隔水层疏疏干冲水源、疏水降压排安全可靠的排水系统、资源综合利用截沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施⑵根据矿井水害实际情况制定相应的 “防、堵、疏、排、截”综合防治措施2023年9月22日262.矿井防治水的基本技术路线矿井建设中（前）：应进行矿井水文地质综合勘探，查清矿井的水文地质条件；预测评价矿井涌水量，进行矿井防排水系统的设计。在此基础上根据矿井的未来(如5年)采掘计划制定矿井的总体防治水规划，确定不同阶段防治水项目。开采过程中：应建立水害安全保障体系，包括物探、钻探、注浆设备、排水设施、水闸门、水闸墙、防治水组织结构、安全避灾路线等，以及巷道掘进前方超前探测、采区采面精细探查，以查清掘进头、采区及工作面的水文地质条件，并对有突水危险的工作面进行突水监测，根据监测结果及时调整优化防治水方案，编写救灾预案。闭井前：要对矿井闭井安全条件进行评价，制定矿井关闭过程安全措施，监测拟关闭废井与邻近矿井水情水况，制定废弃矿井水防范措施。并将废弃矿并采空区准确地标绘在地质图、采掘工程平面图等图纸上，同

时将相关资料报送上级管理部门进行备案。2023年9月22日27二、地面水防治2023年9月22日28（一）地面防洪调查煤矿企业必须查清矿区及其附近的地面水流系统的汇水情况、疏水能力和有关水利工程的情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位的资料，建立疏水、防水和排水系统。调查研究时，要掌握以下情况：掌握矿区地形条件。（河流分布、已有防水工程、低洼地带、煤层和含水层露头、地表塌陷裂缝等）掌握当地历年的降水量和最高洪水位。2023年9月22日29（二）地表水防治措施措施：堤坝、沟渠等疏通水路；标高加高；排洪站。1.井口及工业场地的防洪与泄洪井口及工业场地(包括风井)是煤矿生产的咽喉与腹地，为保证在任何情况下均使井口和其他地面设施不至于被洪水淹没，井口和各种工业建筑物的基础标高，均应高于当地历年最高洪水位。2023年9月22日30防护类型安全超高/m平原区0.5丘陵、山区1.0工业场地及居民区0.5煤矿设施的防洪安全高度表2.修筑排洪渠位于山麓或山前平原地区的矿井，在多雨季节山洪暴发，有大量洪水流人矿区，积水下渗，造成井下大量涌水，这就需要修筑地面引洪渠网，防止洪水进入煤层开采段或矿区内。一般可在矿区上方山坡垂直于来水方向修建排洪渠，拦截洪水。排洪渠可大致沿山型等高线布置，并保持适当的坡度，而后根据地形特点将洪水引出矿区。2023年9月22日31徐州贾汪矿区，东、西、北三面环山，地表水是充水岩溶含水层的主要补给水源，汇水面积达234.11

km²，山洪约一小时就可涌入矿区，每到雨季极易遭受洪水危害以致淹井，后在井田外围修筑了43km长的环形排洪沟，疏导地表水，才免受洪水威胁，从而保证了煤矿2023年9月22日32安全生产。修筑排洪渠3.河床铺底当河槽底下局部地段出露有导水很好的充水层或塌陷坑时，为了减少地表水及第四系潜水对矿井充水层的补给，可在漏水地段铺筑不透水的人工河床。京西门头沟。2023年9月22日33京西门头沟矿经验：⑴在沟渠中铺底三层。底层是韧性防漏层，厚度在25

cm以上，用黄土压实而成；中间是伸缩层，用厚20

cm砂夹石(砂石比为3:7)铺设，以防止底层翻浆，在冬季则可防止沟底冻裂；上层是用水泥砂浆及河卵石构筑，厚度在35

cm以上，能抵御流速6

m/s的水流冲刷。⑵按水量与坡度确定沟渠断面，在上游建筑拦水坝以降低流速，位水速限制在6

m/s以下，可防止急流冲毁下游工程利泥沙在下游淤积。2023年9月22日344.填堵陷坑矿区的岩溶洞穴、塌陷裂缝和废弃的小煤窑等，都可能在地面形成塌陷坑和较大的缝隙。它们极易成为雨水或地表水流入井下的通道。因此，必须采取防治措施，一方面要防止地面积水，另一方面对于面积不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。其主要方法：2023年9月22日35⑴填塞塌陷裂缝可沿缝挖沟，深度为0.4～0.8m，裂缝边缘两侧各宽0.3～0.5

m，缝内填入石块或片石，上部用

3:7的灰土填塞夯实。⑵填堵塌陷坑有的塌陷坑漏水十分严重，对生产影响极大。如湖南涟邵斗笠山矿香花台井，每逢洪水季节，山洪水直接从地面塌陷区渗入地下，涌入矿井，使矿井涌水量急剧增加。2023年9月22日365.修筑防洪堤隔绝水源当矿区含煤地层中的可采煤层距离冲积层水及地

表很近时，而旦在潜水含水层下部具有稳定隔水层的

情况下，地表水与冲积层水随时都有灌入矿井的危险。宜洛煤田防洪堤2023年9月22日376.注浆截流堵水富水含水层与地表水保持经常性水力联系的矿区，在井巷施工中，有的地段用水量很大，对安全生产、施工条件和设备的维护等都很不利。为了防止地表水的渗透补给，可用注浆手段截流堵水。如山东枣庄矿区的郭东井田，第九层灰岩露头直接出露于谭家河河床内，构成河水补给井下的良好通道。在谭家河“九灰”露头地段进行投盐连通试验观测，测得河水通过灰岩裂隙流向井下的速度为1000

m/d，矿井投产以后，经常因地表河水补给而发生2023年9月22日382023年9月22日39突水。为了杜绝河水对灰岩的补给，沿河床灰岩出露的倾斜方向，打了一排钻孔，通过钻孔注入水泥浆，浆液固结后堵住了“九灰”裂隙，形成一条隔水屏幕，截断了地表水源的通路，如图所示。注浆截流堵水布置图7.河流改道当矿区地表河流渗漏范围很大，利用上述堵水方法难以奏效时，则可考虑将河流改道。可选择合适的地点(最好是在隔水层上)，修筑水坝将原河道截断，用人工挖掘新河道，将河水引出矿区以外。注意：工程设计、投资必须

河流；新河道应选在隔水层上；

河道坡度要合理；考虑整体规划。2023年9月22日40，、三、井下探放水在有些生产矿井的范围内常常有许多充水的小窑、老巷断层以及富含水层。当采掘工作面接近这些水体时，就有可能造成地下水突然涌入矿井的事故。为了消除这些隐患，在生产中使用探放水的方法，探明工作面前方的水情，然后将

水有控制地放出来，以保证采掘工作的安全。2023年9月22日41小窑老空水的探放方法探放断层水及其他可疑水源下列情况必须要确定探水线进行超前探水：接近水淹或可能积水的井巷、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。打开隔离煤柱放水时。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时。接近有出水可能的钻孔时。2023年9月22日42接近有水的灌浆区时。接近其他可能出水地区时。（一）小窑老空水的探放方法

1.探放原则探放老空水除了要遵循“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”防治水原则外，还应遵循以下探放老空水的原则:①积极探放②先隔离后探放③先降压后探放2023年9月22日43④先堵后探放2.探水前注意事项①检查徘水系统，准备好水沟，水仓及排水管路；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最

大排水能力。②准备堵水材料。在探水地点应备用一定数量的水泥(或者化学浆)、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、锯、斧等，以便出水或来压时及时处理。③检查瓦斯。瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。2023年9月22日44④检查支架情况。有松动或破损的支架要及时修整或更换。帮顶是否背好，都要一一检查。⑤检查煤壁。煤壁有松软或膨胀等现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。⑥检查水沟。巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。⑦检查安全退路。即避灾路线内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时刻保证通畅无阻。2023年9月22日45⑧检查打钻地点或附近是否安设专用电话。

3.探水起点的确定①

积水线：调查核定积水区的边界，也

即小窑采空区

的范围，其深

部界线应根据

小窑的最深下

山划定，如图。2023年9月22日46② 探水线：沿积水线外推60～150m的距离画一条线(如上山掘进时则为顺层的斜距)，此数值大小视积水范围可靠程度，水头压力，煤的强度大小来确定。③警戒线：是从探水线再外推50～150m。当巷道进入此线，就应警惕积水的威胁，注意迎头的变化，当发现有透水征兆时就应提前探水。4.探水钻孔的布置方法探放水钻孔布置应以确保不漏老空，保证安全生产，而探水工作量又以最小为原则。布置方法如下图所示。2023年9月22日47探水钻孔的超前距、允许掘进距离、帮距、钻孔密度示意图2023年9月22日48⑴超前距、允许掘进距离、帮距、钻孔密度①超前距：探水钻孔的终孔位置应始终保持超前掘进工作面一段距离，该段距离称为超前距离。

超前距离一般采用20

m，在薄煤层中可缩短，但不得小于8

m。②允许掘进距离：经探水后证明无水害威胁，可以安全掘进的长度，称为允许掘进距离。在岩巷掘进时，保护岩柱应留5

m～10

m。钻孔的深度通常为40m，即每打1次钻，可向前掘进20

m～30

m。③帮距:

为使巷道两帮与可能存在的水体之间保2023年9月22日49持一定的安全距离，巷道迎头的探水钻孔，向前方呈放射状（扇形）布置，有中心孔和外斜孔，中心孔的终孔位置与外斜孔终点之间的距离称为帮距。其值应与超前距相同。但实际中施工中，因受巷道断面的限制，帮距可比超前距小1

m～2

m。④钻孔密度（孔间距）:它指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距。一般不超过3

m，以免漏掉积水区。在危险地区各探水钻孔终孔之间的间距不 得大于老巷的宽度。探水钻孔有了一定的密度，就可以对巷道前方的中心及其上、下或左、右都2023年9月22日50起到探水作用。⑵探水钻孔的布置方法①倾斜煤层平巷薄煤层一般布置3组，每组1~2钻孔。2023年9月22日51厚煤层一般布置3组，每组3个钻孔。厚煤层分层开采时，每组钻孔必须有一个钻孔见顶或见底。2023年9月22日52②倾斜煤层上山巷道2023年9月22日53厚煤层分层开采时，每组钻孔必须有一个钻孔见顶。薄煤层一般布置5组，每组1~2钻孔。厚煤层一般布置5组，每组3个钻孔。2023年9月22日54③在水压高、水量大或煤层松软、节理裂隙发育的情况下，煤层中打钻不安全，应采用隔离式探水。探水石门探放水：积水区水压高（水头＞100

m），水量大，附近又无巷道可利用时，由煤层向岩层中掘石门并应使石门与积水煤层之间的距离不小于10

m。墙外放水：煤层松软或节理

发育，采掘工作面已临近积水区

时，应修筑防水墙，并预埋套管，在墙外进行探放水。2023年9月22日55④隔层放水：煤层间距大于20

m，相邻煤层又有探水和排水条件时，可在煤巷内向上方打探水孔，将水位高于探水孔孔口位置的上层或下层煤老空水放出来。2023年9月22日56⑶深孔、中深孔、浅孔布置2023年9月22日575.孔口安全装置⑴孔口安全装置的布设。一般的探放水孔必须使用孔口安全装置。它由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀(必要时安装)等组成。2023年9月22日58⑵孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，如图用逆止闸制动把14控制钻杆徐徐退出拆卸。当岩芯管离开孔口水门后，立即关孔口水门，让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点。2023年9月22日596.放水孔孔径放水孔孔径的大小，应根据煤层的坚实程度、放水孔深度等因素来确定。如煤层坚实系数较大，钻孔较深，可选用稍大一点的孔径；反之则应选用较小的孔径。在生产实践中常采用42

mm、54

mm、58.5

mm、75

mm，但一般不超过58.5

mm，以免围流速过高，冲垮煤柱。但钻透积水区后，可以根据水量、水压、排水能力等情况酌情进行扩孔。在排水能力充足、水压、水量清楚的条件下，放水钻孔的孔径可以适当增大。2023年9月22日607.探水和掘进的配合⑴上山探水因积水区在上方，巷道三面受水威胁，一般应双巷掘进。其中一条适当超前探水、泄水，另一条随后，用来安全撤人。双巷之间每隔

30～50

m掘一联络巷，并设挡水半墙，以便在其中的一条上山出水时，水不会窜到另一条上山中去。上山巷道探水施工方法示意图2023年9月22日61⑵倾斜煤层平巷探水在倾斜煤层平巷掘进时，应采用双巷掘进，单巷超前探水，钻孔布置成扇形。两巷之间每隔30～50

m掘一联络巷，上方巷道探水，下方巷道为泄水巷。平巷双巷掘进单巷超前探水示意图2023年9月22日62⑶平巷和开切眼互相配合深水煤层内，准备回采工作面时，上顺槽应先探水掘进到位，然后再施工开切眼。这样既减少开切眼掘进的危险性，又减少开切眼掘进时的探水工作量。平巷和开切眼互相配合探水示意图2023年9月22日63⑷上山与下山互相配合探水下山巷道掘进

除防止工作面和两

帮来水外，还应特

别注意背后来水。

当上山巷道水害末

消除或正在探水时，下山巷道应停止工

作，待水害威胁消除后再掘进。下山和上山互相配合探水示意图2023年9月22日648.探放老空水的安全措施⑴探水巷道掘进的安全措施。严格执行“四不掘进”制度：当工作面或炮眼有突水征兆时；探水孔超前距离不符合规定时；掘进头支架不牢或空顶时；排水系统不正常时。⑵钻探的安全措施。毒气喷出怎么办？沿钻杆流水怎么办？高压水顶钻怎么办？⑶放水及放水后安全措施。⑷其它措施。必要时临时水闸门；设定好避灾路线；避开雨季。2023年9月22日65（二）探断层水及其他可疑水源1.遇下列情况必须探水⑴采掘工作面前方或附近有含(导)水断层存在，但具体位置不清或控制不够严密时。⑵采掘工作面前方或附近预测有断层存在，但其位置和含(导)水性不清，可能突水时。⑶采掘工作面底板隔水层厚度与实际承受的水压都处于临界状态(即等于安全隔水层厚度和安全水压的临界值)，在掘进工作面前方和采面影响范围内，是否有断层情况不清，一旦遭遇很可能发生突2023年9月22日66水时。⑷断层已为巷道揭露或穿过，暂时没有出水迹

象，但由于隔水层厚度和实际水压已接近临界状态，在采动影响下，有可能引起突水，需要探明其深部

是否己和强含水层连通，或有底板水的导升高度时。⑸井巷工程接近或计划穿过的断层浅部不合(导)水，仅在深部有可能突水时。⑹根据井巷工程和自设断层防水煤柱等的特殊要求，必须探明断层时。2023年9月22日67⑺采掘工作面距已知含水断层60

m时。⑻采掘工作面接近推断含水断层100

m时。⑼采区内小断层使煤层与强含水层的距离缩短时。⑽采区内构造不明，含水层水压又大于2～3MPa时。2023年9月22日682.探断层水及断层下盘含水层探断层水及断层下盘含水层示意图2023年9月22日69探断层水的钻孔往往和探断层的构造孔结合起来，在探明断层的位置、产状要素、断层带宽度的同时，着重查明断层带的充水情况、含水层的接触关系和水力联通情况、静水压力及涌水量大小，以达到一孔多用的目的。（三）探水作业的安全注意事项探水作业是直接与水害作斗争，不仅直接关系

到探水人员的安全，也关系到探放水周围地区甚至

整个矿井的安危。所以施工中应严格遵守下列事项：探水巷道一般为双巷交替前进，以便于通风和抢险，在打探、放水钻孔之前要加强靠近探水工作面的支护，背好顶帮，并在工作面上打好坚固的立柱，以防高压水冲垮煤壁及支架。在放水以前必须清理巷道、准备好适当坡度和断面的排水沟或其他水路。同时必须估计储水2023年9月22日70量，并要根据矿井的排水能力和水仓容量控制钻孔放水流量，加大排水能力。水压较大地点的探水孔要设套管，以便安装截止阀调节流量。在有突然大量涌水情况下探水时，应在探水工作面附近设临时水闸门。特别危险地区

还要选择坚固地点砌筑水闸墙。探水工作面要经常检查瓦斯，发现有害气体逸出时，要及时采取通风措施。预先规定好联络信号、涌水时的对策及人员避灾路线。2023年9月22日71(6)钻探过程中发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时，都是钻孔接近或钻入积水区的象征，遇到

达种情况应立即停钻检查。如钻孔内水的压力很大，应马上将钻杆固定，切勿移动及起拔，钻机后面不

要站人，以高压水将钻杆顶出伤人或造成透水事故，待检查各项措施并加固迎头等工作完毕后再行放水。2023年9月22日72四、疏放排水疏放排水是煤矿防治水的一种基本手段，它是指借助专门的工程（疏水巷道、防水钻孔、水位降低钻孔、吸水钻孔等），有计划、有步骤地使影响采掘安全的煤层上覆或下部强水层中的地下水降低水位（水压）或使其局部疏干，如下图所示。一般所说的矿井排水是指通过排水设备将流入矿井水仓中的水直接排至地表。2023年9月22日73地面疏干、井下疏干、预疏干地面疏干、井下疏干、预疏干2023年9月22日74（一）顶板水的疏放我国绝大多数煤矿，煤层的上覆含水层为砂岩裂隙含水层，砂岩含水层中的裂隙水常常沿裂隙进入采掘工作面，造成顶板滴水和淋水，影响采掘作业，甚至在矿山压力作用下，伴随着回采放顶，导致大量的水溃入井下，造成垮面停产和人身事故。在我国华北型煤田的矿井中，容易发生这样的水害事故。举例如下：2023年9月22日75如华北某矿139乙工作面，含水砂岩位于煤层顶板以上17

m处，回采前几乎无水，回采后期也仅见顶板淋水，水量0.052m³/min,但顶板冒落后涌水量骤增至1.17m³/min，冲垮工作面，堵死出口，造成事故。

139乙工作面顶板岩层柱状图如图所示。139乙工作面顶板岩层柱状图2023年9月22日761.利用“采准”巷道疏排煤层直接顶板为含水层时，通常将采区巷道或采面准备巷道提前开拓出来，利用“采准”巷道预先疏放顶板含水层。⑴利用21煤层采准巷道疏放顶板灰岩含水层2023年9月22日77⑵利用石门疏放灰岩含水层2023年9月22日782.放水钻孔采准巷道起不到疏放效果时，常用在巷道中每隔一定距离向含水层打放水钻孔的办法进行预先疏放。141、143工作面疏放顶板水钻孔布置示意图2023年9月22日793.直通式放水钻孔煤层顶板以上有几层含水层，岩层比较平缓，含水层距地表较浅，并且巷道顶板为相对隔水层时可使用直通式放水钻孔，如下图所示。它由地表施工，向下打穿含水层，并与井下疏干巷道的放水硐室相通的垂直放水钻孔。当放水钻孔通过松散含水层或者涌砂涌泥的含水层时，应在相应部位安装过滤器。2023年9月22日80直通式放水钻孔布置示意图1—孔盖；2—无缝钢管；3—卵石；4—筛管；

5—止水承座；6—孔口管接头；

7—闸阀；8—井下放水硐室2023年9月22日81（二）底板水的疏放我国的许多煤矿，煤层底扳下蕴藏有丰富的地下水，这种地下水常常具有很高的承压水头，压力有时高达20kg/cm²。在采掘活动中，由于岩

层的原始平衡状态遭到破坏，巷道或回采工作面

底板在水压和矿山压力的共同作用下，底板隔水

岩层开始变形，产生底鼓，继之出现裂缝。当裂

缝向下发展延深达到含水层时，高压的地下水便

会突破底板涌人矿井，造成突水事故。2023年9月22日821.利用巷道疏放将巷道布置在强含水层中，利用巷道直接疏放。适用条件：矿井具有足够的排水能力时才能使用。直接布置在含水层中的疏放水巷道2023年9月22日832.疏放降压钻孔根据底板突水的原因分析，不难设想预防底板突水可以从两个方面进行。一是增加隔水层的

“抗破坏能力”，如用注浆增加隔水层抗张强度及留设防水煤柱或保护煤皮增加隔水层厚度；另一是降低或消除“破坏力”的影响，如疏放降压等。根据安全水头的概念，疏放降压并不需要将底板水的水头无限制地降低，乃至完全疏干，只要把地板水的静水压力降至安全水头以下，即可达到防止底板水的目的。2023年9月22日84疏放降压钻孔和顶板放水孔一样，是在计划疏降的地段，于采区巷道或专门布置的疏干巷道中，每隔一定距离向底板含水层打钻孔放水，使之形成降水漏斗，逐步将静止水位降至安全水头以下。如下图所示是钻孔放水方法之一，当掘进工作面距含水层30～40

m时，即从工作面沿水平下倾10°～30°钻进2～3个直径为100～150

mm的钻孔，在孔口外安设3～5

m的套管，并在其露出端安装截止阀，然后即可用轻型钻机继续钻孔。如果预计水压很大，为防止水自钻孔中冲出，可在孔2023年9月22日852023年9月22日86口管上安装保护压盖。此外，为了测定水压装有压力表。钻孔水可以用截止阀控制，在放水的同时应测定水压和涌水量。利用钻孔放水的方法1—石门；2

—含水石灰岩；3—探放水钻孔；4

—孔口管；5

—截止阀当钻孔中的涌水量已经不大且动水压力降至0.1

～0.2

MPa时，即可在含水带内掘进。但有时动水压力虽已降低，而涌水量并未减少，此时可安设水泵进行抽水，这样可使降水漏斗降至巷道底板以下，从而使掘进工作在已疏干的岩层内进行。2023年9月22日87五、注浆堵水或改道绕行注浆堵水当掘进工作面前方遇到强含水层，由于某种原因不能采用放水的措施时，应采用注浆堵水，把巷道将要穿过的岩层进行注浆堵塞加固，而后在无水的条件下，安全掘过含水地段。改道绕行对于溶洞性的灰岩水，如果巷道穿过有困难时，也可以根据溶洞分布的规律，避开溶洞地点，改变巷2023年9月22日88道掘进路线，即所谓实行改道绕行的方法去通过涌水地段。这种方法在广西、湖南和江西某些矿井都曾成功地应用过。2023年9月22日89六、矿井排水1.排水系统的技术要求⑴合理选择和配置水泵、水管和配电设备，使之达到《煤矿安全规程》的要求。⑵根据卧式离心泵、立式潜水泵或卧式潜

水泵规格型号和主要泵房所在区域正常涌水量、最

大涌水量和可能出现的灾变水量，按照《煤矿安全

规程》和《煤矿防治水工作条例》掘砌水仓、泵房、沉淀池，设置泵房水仓配水通道的控制闸门。⑶根据《煤矿安全规程》，每一矿井应有两回2023年9月22日9091电源线路。⑷水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，都必须经常检查和维护。2.矿井排水种类⑴常规排水事前预计得知矿井正常和最大涌水量后，有充裕时间进行设计和准备的排水。⑵抗灾排水大水矿井的突水，水量难以预计，其规律往往是先有一个高峰流量，而长期的稳定流量就小202一3年9月24日些，只要配合水闸门（墙）的作用，抗住高峰流量，就可保证矿井安全。为此，《煤矿防治水工作条例》规定，有突水危险的矿井，可较常规排水适