煤矿防治水基础技术知识.ppt

1、煤矿防治水技术基础知识,中煤科工集团西安研究院 田 干 副研究员、博士,一、基本概念,1、矿山水害,矿山水害是指矿山在建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过不同的途径进入矿坑，并给矿山建设或生产带来影响或灾害的过程与结果。,水文地质研究地下水的形成，分布，运动规律，物理、化学性质以及同其他水体的相互关系的科学。,一、基本概念,2、水文地质,矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件，预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。,一、基本概念,3、矿床水文地质,矿床水文地质类型,孔隙充水类型,裂隙充水类型,岩溶充水类型,主要任务： 研究矿区水文地质条件，查明矿井水的来源及影响矿井建设

2、和生产的水文地质因素； 预测矿井涌水量的大小，为矿区规划和矿井设计、建设、生产提供定量依据； 研究防治地下水危害的技术措施，确保矿井安全生产及最佳经济效益； 研究和解决矿区的供水水源； 研究采矿对矿区水文地质条件所引起的变化及保护矿区地下水资源和环境的措施。,一、基本概念,2、矿床水文地质,二、矿井水害分析基本方法,1、矿井充水因素,充 水 因 素,二、矿井水害分析基本方法,2、充水水源,充水水源分析 方法,团柏矿：上组煤（1#、2#煤）距第四系含水层约120m ；奥灰水位标高约+520m。,垮落带高度计算,裂缝带高度计算,充水水源分析方法,h1=0.7007+0.1079L,底板破坏深度计算

3、,二、矿井水害分析基本方法,3、充水途径,充水途径分析,采动裂隙,断 层,裂隙密集带,陷 落 柱,不良钻孔,二、矿井水害分析基本方法,4、充水强度,充水强度分析,主要含水层钻孔单位涌水量,井田构造控水作用的分析,间接充水水源威胁程度,涌水量的预测,排水系统核定,二、矿井水害分析基本方法,5、因素综合分析,三、矿井防治水基本方法,1、防治水基本原则及措施,预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 防、堵、疏、排、截,原 则,措施,防 治,三、矿井防治水基本方法,2、矿井防治水基本路线,三、矿井防治水基本方法,3、防治水中采用主要物探方法,三、矿井防治水基本方法,4、顶板水防治水基本方法,疏 放,井

4、下钻孔疏放,专门疏水巷,地面钻孔抽排,减小工作面斜长、降低采高、改变回采工艺,三、矿井防治水基本方法,5、底板水防治水基本方法,疏水降压,注浆加固,实时监测,三、矿井防治水基本方法,6、老空水防治基本方法,走访调查,井上下物探探查,“三线”的标注,井下钻探探放,三、矿井防治水基本方法,7、断层、陷落柱的防治基本方法,物探探查,联合抽放水试验,钻探探查,注浆封堵,煤柱留设,三、矿井防治水基本方法,8、矿井防治水预测 依 据,1、根据地质报告中已经查明的地质构造包括断层、陷落柱、冲刷带、褶曲、薄煤区，查明的水文地质情况等进行预测预报。 2、根据现有勘探查明的地质构造，主要是落差3m的断层、直径25

5、m的陷落柱、褶曲、冲刷带、薄煤区和积水区等进行预测预报。 3、根据巷道在掘进、回采过程中实际揭露水文地质情况，利用地质构造和水文地质的规律，对相邻巷道或工作面进行预测预报。 4、利用现有的物探设备，如坑道钻机在井下巷道进行超前物探，结合井田地质构造发育规律对富水等物探异常区进行预测预报。 5、根据超前钻探探查结果，发现地质构造或富水区，进行补充临时水文地质预报。 6、根据精查地质勘探查明井田水文地质情况进行预测预报。 7、根据井巷施工过程中实际揭露巷道顶板淋水情况进行预测预报。 8、利用有关水文地质科研成果进行预测预报工作。 9、探查井田地质构造的导水性，总结地质构造的导水规律，预测预报矿井涌

6、水情况。,1、按煤矿防治水规定及地测防治水安全质量标准化标准及考核评级办法的要求，收集当月矿井地质、水文地质等原始资料，作为开展预测预报的基本工作内容。 2、在年、季、月初根据矿生产衔接安排，编制年度、季度、月度水害预测预报，部门审核后经总工程师签字，于下一年度、季度、月度的第一个月3日前报送有关职能部门及矿领导，同时上报主管局。 3、对上年度、季度、月度水害预测预报进行总结，评价预报准确率，分析预测预报不准确的原因，于下一年度、季度、月度的第一个月3日前报送有关职能部门，同时月度总结上报集团公司。 4、根据施工单位及调度室的反馈信息，施工现场出现地质构造时，技术科地质工程技术人员应及时深入现

7、场观测，编写临时地质预报并发放施工队（组）及相关职能部门。 5、各施工单位生产技术员要认真参照水害预测预报，并纳入到作业规程或安全技术措施中，及时向职工学习贯彻，使生产作业人员了解工作面的水文地质情况。学习要有记录、签字。技术科要不定期检查贯彻学习记录。 6、相关施工队（组）在预报下发后要严格按水害预报执行，当工作面水文地质情况发生异常变化时，必须及时向技术科反馈现场情况。 7、地质人员必须跟踪收集水文地质资料，现场情况变化较大时，及时跟踪补充预报。 8、技术科要严格按地测防治水安全质量标准化要求，及时收集编录原始地质资料、涌水资料，并分析总结规律，做好预测预报工作。预报的结果应能保证煤矿正常

8、生产，不因预报错误造成工程事故。 9、技术科要积极与有关科研单位开展防治水科研工作，引进推广先进的技术装备和预测预报手段，提高预测预报的水平及准确度。 10、水害预测预报必须在综合分析各种资料的基础上提出，要做到及时、准确，能够有效指导生产。,8、矿井防治水预测 工作要求,（一）基本预测预报内容 1、采掘工作面（巷道）名称，现采掘位置，下月（季）计划采掘范围。 2、顶底板岩性，顶板裂隙发育程度。 3、地质构造情况。 4、对影响采掘的断层、陷落柱、冲刷带等地质构造要进行专门临时预报。 5、根据预测内容提出相应的建议或处理意见。 （二）断层预报预测内容 断层位置、性质、产状、落差、影响范围、含水性

9、、导水性、建议或处理意见。 （三）陷落柱预报预测内容 陷落柱的位置、形状、大小，陷落柱体与围岩接触部位的充填物性质和特征，陷落柱内岩块的性质及充填物的密实程度。陷落柱裂隙和导水富水情况。 (四）冲刷带预测预报内容 冲刷带的位置，冲刷变薄带方向和范围，冲刷带切割深度、范围。富水情况。 （五） 水文预测预报内容 充水因素分析：预测积水范围、积水量；预测涌水范围及涌水量大小。根据预测内容提出相应的建议或处理意见。,8、矿井防治水预测 主要内容,三、矿井防治水基本方法,8、矿井防治水预测预报,三、矿井防治水基本方法,9、巷道掘进防治水技术措施,首先如果巷道涌水不能自留，必须建立相应临排系统。管路至少两

10、趟，配备相应水泵等； 每60-80m做一次井下直流电法超前探； 根据物探结果对异常区至少提前5m进行钻探验证； 钻探要严格按相关规程规定进行。,三、矿井防治水基本方法,9、巷道掘进防治水技术措施 物探资料分析,三、矿井防治水基本方法,井下探放水应当使用专用的探放水钻机 水压大于0.1MPa时必须安装孔口管 原则上禁止在煤层探放水压大于1MPa的含水体 钻孔内水压大于1.5 MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进 上山探水时，一般进行双巷掘进。双巷间每隔30-50 m掘1个联络巷，并设挡水墙。 探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75 mm。 钻孔放水前，应当估计放水量

11、探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合规定要求 探放第四系松散含水层水时，必须安设防溃沙装置并制定可靠的安全措施，所有人员必须站在施工钻孔的外侧，避免溃砂溃水堵人 要有专门的探放水设计,探放水技术要求,9、巷道掘进防治水技术措施 探放水,三、矿井防治水基本方法,9、巷道掘进防治水技术措施 探放水设计方法,三、矿井防治水基本方法,9、巷道掘进防治水技术措施 防排水,钻窝 联巷 管路,三、矿井防治水基本方法,10、工作面防治水技术措施 回采前,工作面圈出后，对工作面进行音频电透视和坑透物探探查，进一步查清工作面内及其顶底板主要含水层富水异常区； 根据物探探查成果，对工作面内构造异常及其顶底板富水

12、异常区进行探放水； 带压开采矿井，对隔水层相对薄弱区段应进行注浆加固； 根据工作面探放水结果，综合该区段地质及水文地质资料，对工作面开采条件进行综合分析，并对工作面涌水量进行预测，建立完善的临排系统，编制水害应急预案，确保工作面安全回采。,三、矿井防治水基本方法,10、工作面防治水技术措施 物探资料分析方法,三、矿井防治水基本方法,10、工作面防治水技术措施 回采中,工作面回采过程中，监测工作面涌水情况，涌水量一旦出现异常，应立即汇报调度及相关部门，综合分析并采取相应技术措施，保证矿井安全； 回采过程中，合理有序拆撤排水管路及排水泵的衔接，保证工作面有效顺利排水； 根据工作面回采后积水情况，在

13、工作面采空区及联巷埋设花管等，尽可能减少采空区积水，以免对今后其它采掘工作面造成潜在威胁。,三、矿井防治水基本方法,10、工作面防治水技术措施 回采后,工作面回采完成后，按照相关规程规定及工作面自身情况，建立密闭墙对工作面顺槽进行封闭。,（一）矿井充水性图； （二）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图； （三）矿井综合水文地质图； （四）矿井综合水文地质柱状图； （五）矿井水文地质剖面图。,四、矿井基础图件及台账,1、基本图件,每半年对图纸内容进行修正完善,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账,（一）矿井涌水量观测成果台账； （二）气象资料台账； （三）地表水文观测成果台账； （四）钻孔水位、井

14、泉动态观测成果及河流渗漏台账； （五）抽（放）水试验成果台账； （六）矿井突水点台账； （七）井田地质钻孔综合成果台账； （八）井下水文地质钻孔成果台账； （九）水质分析成果台账； （十）水源水质受污染观测资料台账； （十一）水源井（孔）资料台账； （十二）封孔不良钻孔资料台账； （十三）矿井和周边煤矿采空区相关资料台账； （十四）水闸门（墙）观测资料台账； （十五）其他专门项目的资料台账。,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 矿井涌水量台账,2、基本台账 矿井涌水量台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 气象台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 地表水文观测台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 钻孔井泉水位文观测台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 抽（放）水试验成果台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 矿井突水点台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 井田地质钻孔综合成果台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 井下水文地质钻孔成果台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 水质分析成果台账,四、矿井基础图件及台账,2、基本台账 水源水质受污染观测资料台账,2、基本台账,水源井