(2025年)防治水考试问答题及答案

(2025年)防治水考试问答题及答案1.矿井水文地质类型划分的主要依据及具体类别有哪些？答：矿井水文地质类型划分依据《煤矿防治水细则》，主要基于以下6项指标：受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量、突水量、开采受水害影响程度、防治水工作难易程度。具体分为四类：①简单类型（无重大水患威胁，防治水工作简单）；②中等类型（存在一定水患，防治水措施可有效控制）；③复杂类型（受强含水层或老空水严重威胁，防治水难度大）；④极复杂类型（受多个强含水层或老空水叠加威胁，突水频率高、水量大，防治水需特殊技术）。划分需结合矿井实际水文地质资料，每3年重新评估1次。2.探放水“三专”要求的具体内容及实施意义是什么？答：“三专”指专业技术人员、专用探放水设备、专业探放水队伍。①专业技术人员需具备水文地质或防治水专业背景，熟悉区域水文地质条件，能完成探放水设计、成果分析及水害预判；②专用探放水设备需符合《煤矿探放水技术规范》，优先选用定向钻机、大功率液压钻机，设备需定期校验，确保钻孔精度和止水效果；③专业探放水队伍需经培训考核合格，掌握钻机操作、钻孔施工、涌水观测等技能，禁止其他作业队伍代行探放水职责。实施“三专”可避免因技术不精、设备落后或操作不规范导致的误判、漏探，是防止误揭含水层或老空水的核心保障。3.物探与钻探在防治水中的配合原则及典型应用场景有哪些？答：配合原则遵循“物探先行、钻探验证、化探跟进”。物探（如瞬变电磁法、直流电法）用于快速圈定异常区域，提供可疑富水范围；钻探通过取芯、测压、放水试验等手段验证物探异常，获取水文参数；化探（水化学分析）对比水样成分，判别水源（如老空水、含水层水）。典型场景：①巷道掘进前，物探探测前方100-200米范围内的富水异常，钻探对异常区施工3-5个验证孔，测定水量、水压；②工作面回采前，物探圈定底板隐伏导水构造，钻探实施注浆加固并验证效果；③老空区边界探测，物探划定积水范围，钻探施工疏放孔，监测水量变化直至疏干。4.老空水的主要特征及探放老空水的关键技术要点有哪些？答：老空水特征：①积水时间长，矿化度高（TDS常＞10000mg/L），含硫酸盐、铁离子，水色发黄、发臭；②空间分布不规则，受采空区垮落影响，可能形成多个孤立积水区；③水压随深度增加，但积水量与采空区面积、围岩透水性相关，易突发短时间大流量突水（可达1000m³/h以上）。探放关键要点：①精准圈定老空区边界，结合矿井闭坑资料、物探成果确定积水范围；②超前距不小于30米（近水平煤层）或50米（倾斜煤层），止水套管长度不小于10米，耐压试验压力为预计水压1.5倍；③探放过程中监测钻孔水量、水压变化，若单孔出水量＞60m³/h，需施工多个疏放孔分散泄压；④疏干后需验证，通过观测孔稳定72小时无复水，方可允许掘进。5.断层导水性分析需重点收集哪些资料？如何判断断层是否导水？答：需收集资料：①断层产状（走向、倾向、倾角）、长度、断距及两盘岩性；②断层带物质组成（角砾岩、糜棱岩、泥质充填物比例）；③周边巷道揭露断层的出水记录（水量、水压、持续时间）；④物探成果（如地震勘探显示的断层破碎带宽度、电阻率异常）；⑤水文长观孔数据（断层两侧含水层水位是否连通）。判断方法：①若断层带以泥质充填为主（充填率＞70%），且两盘为隔水层（如泥岩），则为隔水断层；②若断层带为角砾岩或未胶结，两盘为强含水层（如灰岩），且两侧水位差＜5m，或历史揭露过出水（水量＞10m³/h），则为导水断层；③采用连通试验（向断层一侧含水层投放示踪剂，另一侧观测是否出现）验证导水性。6.矿井防治水“三书”的具体内容及编制要求是什么？答：“三书”指《矿井水文地质类型划分报告》《水平、采区水文地质说明书》《回采工作面水文地质情况评价报告》。①《矿井水文地质类型划分报告》需包含区域水文地质条件、矿井充水因素分析、涌水量预测、类型划分结论，每3年修订；②《水平、采区水文地质说明书》需针对具体水平或采区，分析主采煤层顶底板含水层、构造导水性、老空水分布，提出探放水及防治水措施，在采区设计前3个月完成；③《回采工作面水文地质情况评价报告》需详细描述工作面范围内的隐伏构造、含水层富水性、老空水威胁，明确防水煤柱留设、超前探放、注浆加固等方案，在工作面回采前2个月提交。“三书”需由矿井总工程师组织审批，作为采掘设计的依据。7.注浆堵水工艺中，如何选择注浆材料？浆液扩散半径的确定方法有哪些？答：注浆材料选择依据：①堵水目标层岩性（灰岩用水泥-水玻璃双液浆，砂岩用超细水泥浆，破碎带用化学浆如马丽散）；②水压大小（高压水需速凝浆，低压水可用单液水泥浆）；③堵水范围（大范围堵水用低成本水泥浆，小范围用高标号化学浆）；④环保要求（优先选用无毒、低污染材料）。浆液扩散半径确定方法：①理论计算法：根据岩层裂隙率、浆液粘度、注浆压力，采用达西定律公式R=√(2KPt/μ)（K为渗透系数，P为注浆压力，t为注浆时间，μ为浆液粘度）；②经验类比法：参考同矿区同类岩层注浆案例（如灰岩裂隙带扩散半径一般3-5米，破碎带1-3米）；③现场试验法：施工1-2个试验孔，通过调整注浆压力、流量，观测周边钻孔返浆情况，确定实际扩散半径。8.矿井水害应急演练需包含哪些关键环节？如何评估演练效果？答：关键环节：①水情预警触发（模拟底板突水、老空水溃入等场景，通过水位监测系统或现场汇报启动）；②人员撤离指挥（明确避水路线、集合点，测试通讯系统可靠性，检查井下照明、标识是否清晰）；③排水系统启动（检验水泵、管路、配电设备能否在5分钟内满负荷运行，备用电源切换时间是否＜30秒）；④救援响应（模拟被困人员救助，测试潜水装备、医疗急救物资准备情况）；⑤信息上报（按规定向主管部门报告时间、地点、水量、人员情况）。效果评估：①时间指标（撤离完成时间是否≤30分钟，排水系统启动时间是否≤5分钟）；②操作规范性（人员是否按避灾路线撤离，设备操作是否符合规程）；③问题记录（梳理演练中暴露的通讯中断、路线堵塞、设备故障等问题，形成整改清单）；④全员考核（通过问卷或实操测试，检查职工对水害征兆、避灾知识的掌握程度）。9.含水层富水性评价的主要方法及评价指标有哪些？答：评价方法包括：①直接测定法（通过水文钻孔进行抽（放）水试验，计算渗透系数K、单位涌水量q）；②间接分析法（利用物探成果，如视电阻率值越低、地震波速度越慢，富水性越强）；③统计类比法（根据同矿区已开采区域的含水层出水情况，建立富水性与岩性、厚度、构造的关联模型）。评价指标：①单位涌水量q（q＞1L/(s·m)为强富水，0.1＜q≤1为中等，q≤0.1为弱）；②渗透系数K（K＞1m/d为强，0.1＜K≤1为中等，K≤0.1为弱）；③含水层厚度（厚度＞10m且裂隙发育为强富水）；④物探异常值（如瞬变电磁法视电阻率＜50Ω·m为富水异常区）。评价需综合多种方法，最终划分强、中、弱富水区域，指导防治水设计。10.防水煤柱留设的主要依据及计算方法有哪些？答：依据《煤矿防治水细则》及《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》，需考虑：①地质构造（断层导水性、褶皱形态）；②水文地质条件（含水层水压、富水性）；③煤层赋存条件（倾角、厚度）；④开采方法（综采、炮采对煤柱的影响）；⑤围岩性质（顶底板岩层强度、隔水能力）。计算方法：①断层防水煤柱：采用公式L=0.5KM√(3p/γ)+5，其中K为安全系数（1.5-2.0），M为煤层厚度，p为含水层水压，γ为煤的容重；②含水层防水煤柱：根据突水系数Ts=p/(M·Kp)，当Ts＞临界值（一般0.06MPa/m）时，需留设煤柱，煤柱宽度L=√(2pM/(γf))（f为煤的内摩擦系数）；③老空水防水煤柱：超前距不小于30米，帮距不小于20米，若老空区水压＞1MPa，需增加5-10米。留设结果需经专家论证，确保在采动应力下不被破坏。11.底板突水系数的计算公式及临界值确定依据是什么？如何应用于带压开采设计？答：突水系数Ts计算公式：Ts=p/(M·Kp)，其中p为底板含水层水压（MPa），M为煤层底板至含水层顶面的有效隔水层厚度（m），Kp为隔水层的抗张强度（MPa）。临界值确定依据：根据矿区实际突水案例统计，当Ts≤0.06MPa/m（华北型煤田）或≤0.1MPa/m（其他矿区）时，带压开采相对安全；超过临界值则需采取注浆加固、留设防水煤柱等措施。应用：①在带压开采区域，首先计算各块段的Ts值，划分安全区（Ts≤临界值）、过渡区（临界值＜Ts≤1.2倍临界值）、危险区（Ts＞1.2倍临界值）；②安全区可正常回采，过渡区需加强底板监测（如安装应力计、水位孔），危险区必须实施底板注浆，将有效隔水层厚度M增加或降低含水层水压p，使Ts降至临界值以下；③回采过程中定期验证Ts值，若因构造破坏导致M减小，需立即停止开采并采取措施。12.矿井排水系统能力验证的主要内容及判定标准是什么？答：验证内容包括：①排水设备能力（工作泵、备用泵、检修泵的总排水能力是否满足最大涌水量需求）；②管路能力（排水管路的直径、数量能否在20小时内排出24小时最大涌水量）；③配电系统能力（双回路电源是否可靠，启动电流是否满足水泵要求）；④水仓容量（主、副水仓的总容积是否≥8小时正常涌水量）；⑤联合试运转（同时开启所有工作泵，测试实际排水流量、管路压力、电机温度）。判定标准：①工作泵排水能力≥正常涌水量，工作泵+备用泵≥最大涌水量；②管路总排水能力≥工作泵+备用泵总能力；③双回路电源切换时间≤30秒，无停电导致泵停机现象；④水仓清理后有效容积符合要求，无淤泥堵塞影响蓄水；⑤联合试运转时，排水流量稳定，各设备运行参数（电流、温度、振动）在额定范围内，连续运行4小时无故障。13.矿井水情监测系统应具备哪些功能？日常维护的重点是什么？答：系统功能：①实时监测（井下各水平水仓水位、主要含水层水位、断层带出水点流量及水压，数据更新间隔≤5分钟）；②预警报警（设置水位、流量、水压阈值，超限时自动声光报警并推送至调度室及相关人员手机）；③数据存储（至少保存1年的历史数据，支持按时间、地点查询曲线或表格）；④联动控制（与排水系统联动，水位超上限时自动启动备用泵，水位降至下限后自动停泵）；⑤远程访问（授权人员可通过互联网查看实时数据及历史趋势）。日常维护重点：①传感器校准（每月用标准仪表校验水位计、压力计，误差≤±2%）；②线路检查（每周巡查井下监测线缆，防止机械损伤或水浸短路）；③软件升级（每季度更新系统软件，修复漏洞并优化算法）；④备用电源测试（每月测试UPS电源续航能力，确保断电后系统持续运行≥2小时）；⑤人工比对（每日将监测数据与人工观测值对比，偏差＞5%时排查故障。14.超前探放水设计的主要内容及钻孔布置原则有哪些？答：设计内容：①探放区域概况（位置、范围、地质及水文地质背景）；②探放目标（明确需探测的含水层、老空区或构造）；③钻孔参数（数量、方位角、倾角、深度、孔径）；④设备选型（钻机型号、钻头类型、注浆材料）；⑤安全措施（防喷孔、防瓦斯、避灾路线）；⑥预期成果（预计水量、水压、含水层参数）。钻孔布置原则：①巷道掘进探放：采用扇形布置，终孔位置超出巷道轮廓线外15-20米（帮距），超前距≥30米，钻孔数量≥3个（中间孔+左右斜孔）；②工作面回采前探放：沿倾向布置平行孔，孔距≤10米，控制工作面两侧各20米范围；③老空区探放：围绕推测积水区边缘布置环形孔，中心孔验证积水情况，孔深超过老空区底板5-10米；④构造带探放：沿构造走向布置加密孔，孔距≤5米，控制构造带两侧各10米范围。布置需覆盖所有可疑富水区域，避免漏探。15.陷落柱突水的主要征兆及应急处置措施有哪些？答：征兆：①巷道围岩变形加剧（顶底板裂隙增多、底鼓量单日＞50mm）；②出水点水量突然增大（由＜10m³/h增至＞50m³/h），水质由清变浑，含煤屑或岩粉；③煤层湿度增加（煤壁“挂汗”范围扩大，手摸有明显潮湿感）；④底板钻孔水压上升（24小时内水压增幅＞0.5MPa）；⑤物探异常（瞬变电磁法视电阻率降低区扩大，地震波反射能量增强）。应急处置：①立即停止作业，切断电源，组织人员沿避水路线撤离至安全地点；②关闭受水威胁区域的防水闸门（若已安装），限制水势蔓延；③启动排水系统，优先开启所有工作泵及备用泵，监测水仓水位变化；④派专业人员观测突水点流量、水压，分析水源（通过水化学快速检测判别是否为奥灰水或老空水）；⑤若突水量＞1000m³/h且持续增大，立即向主管部门报告，请求救援队伍支援；⑥待水势稳定后，施工帷幕注浆孔，圈闭陷落柱导水通道，注浆压力需高于静水压力1-2MPa，确保封堵效果。16.防隔水煤柱破坏的主要原因及预防措施有哪些？答：破坏原因：①设计不合理（未考虑采动应力影响，煤柱宽度不足）；②采动影响（工作面回采导致煤柱承受集中应力，超过煤体强度极限）；③构造破坏（煤柱内存在小断层或裂隙，降低整体稳定性）；④长期浸泡（含水层水渗透软化煤柱，煤体强度降低30%-50%）；⑤违规开采（超层越界开采，破坏煤柱完整性）。预防措施：①优化设计（采用数值模拟软件（如FLAC3D）计算煤柱应力分布，结合现场实测数据调整宽度）；②加强监测（在煤柱内布置应力计、位移观测点，实时预警应力集中（＞15MPa）或位移异常（单日＞20mm））；③注浆加固（对煤柱内的裂隙带施工注浆孔，注入高分子材料或水泥浆，提高煤体强度）；④控制采速（回采工作面推进速度≤4m/d，减少动压对煤柱的冲击）；⑤严禁超采（通过井下测量及监控系统，确保开采边界与煤柱留设线一致）。17.矿井涌水量预测的主要方法及适用条件是什么？答：方法及适用条件：①水文地质比拟法：适用于相似水文地质条件的生产矿井，利用已采区域的涌水量与开采面积、深度的关系，建立经验公式Q=K·S·H（K为比拟系数，S为开采面积，H为开采深度），预测新区域涌水量；②解析法：适用于含水层分布稳定、边界条件明确的区域，采用地下水动力学公式（如大井法Q=1.366K(2H-M)M/(lgR-lgr)，K为渗透系数，H为含水层厚度，M为水位降深，R为影响半径，r为等效大井半径）计算；③数值法：适用于复杂水文地质条件（多含水层、构造发育），通过建立三维水文地质模型（如MODFLOW），模拟不同开采方案下的流场变化，预测涌水量；④统计预测法：适用于有长期涌水量观测数据的矿井，采用时间序列分析或回归分析，建立涌水量与开采进度、降水量的相关模型。预测需综合多种方法，误差控制在±20%以内。18.探放水钻孔终孔孔径的规定及选择依据是什么？答：规定：根据《煤矿探放水技术规范》，探放水钻孔终孔孔径应≤75mm（用于水压＜2MPa的情况）；水压≥2MPa时，终孔孔径应≤58mm；若需进行放水试验或注浆，可适当增大孔径但不超过94mm。选择依据：①水压大小（高压水需小口径降低喷孔风险，低压水可用大口径提高放水效率）；②钻孔目的（探水孔侧重取芯和测压，孔径≥75mm；放水孔侧重疏排，孔径≥94mm）；③岩层性质（软岩（如煤）钻孔易塌孔，需大孔径配合套管；硬岩（如灰岩）可小口径钻进）；④设备能力（钻机扭矩大、排渣能力强时，可选用大孔径钻头）。实际操作中需兼顾安全与效率，高压区域优先选用58mm孔径，低压区域可选用75-94mm孔径，确保钻孔成型且便于后续作业。19.带压开采的主要安全技术措施有哪些？答：措施包括：①底板加固（对突水系数超临界值的区域，施工底板注浆孔，注入水泥-水玻璃