矿井防治水技术培训讲义

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资源描述

五月份包保培训教案矿井防治水培训矿井涌水量有大有小,完全没有涌水的矿井是很少的。矿井涌水给凿井、掘进、采煤以及机电设备的管理等都带来一定的困难。为了排除井下涌水,就要修建水仓,安设水泵,安设水闸门,挖砌水沟,形成一个完整的排水系统。如果排水系统不畅通,矿井涌水任意流,井下到处是水,既恶化了井下环境,又不利于文明生产。井下排水要安设水泵,排水要消耗大量的电能,常年不停地大量排水要花费大量的电费,从而增加了煤炭生产的成本。有些矿井水还有很强的腐蚀性,尤其对金属材料及机电设备的腐蚀更为明显,这对矿井生产是非常不利的。如果井下发生了突水或透水事故,问题就更严重了,有可能淹没采区或矿井,造成财产的重大损失。有时还会造成人员伤亡,这就带来更大的不幸。矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。因此,每一个井下工人都应了解一些矿井水的知识,以及发生透水时的避灾路线。大家共同做好矿井防治水工作,杜绝水灾事故的发生。做好防治水工作,应摸清矿井水文地质情况,在此基础上,制订出与矿井水作斗争的措施。一、矿井水的一些常识水量的多少是用体积来衡量的,一般以立方米为单位,水量少时用升为单位(1立方米=1000升)。水的流量就是单位时间内流水的多少,一般以每小时流多少立方米计算,写作立方米/时,也有用立方米/分、升/秒计算流量的。清水的密度是1吨/米3,,也就是说,1立方米水的质量恰好是1吨。不同地点的水位高度不一样,水位的高度叫水头,不同水位高度之间的差值叫水头差,有了水头差,水才能流动。水对物体是有压力的,单位面积上压力的大小叫压强。水压力的法定计量单位称作“帕”,直观来讲,0.102毫米厚的清水压力等于一“帕”,显然,这个单位用起来显得太小,实际应用中我们把“帕”增人百万倍,叫作“兆帕”,一兆帕相当于102米水柱对物体产生的压力值。液体压强的大小只与水的密度和水头值有关。液体压力的大小与被压物体的方向无关。水对物体的总压力,既与水的压强大小有关,还与物体受水压力的总面积的大小有关,面积越大,受的压力也越大。总压力的大小等于水的压强乘以受压的面积。含水层对顶底板的总压力就是用这个方法计算的。例如:煤层间的承压含水层水压强是1兆帕,那么它作用在隔水层1平方米面积上的压力就是1000千牛(102吨)。如果水压增加至20兆帕,面积增加到10米。,那么隔水层承受的压力总和为20兆牛(2040吨)。承压含水层一旦在井下被钻孔或巷道揭露,它的涌水量与水压成正比。水压越大,涌水量越大。煤层开采得越深,开采面积越大,受水威协也就越大。二、煤矿常见的水灾开采江、河、湖、水库等地表水影响范围内的煤层时,一旦雨季因洪水爆发水位高出拦洪堤坝或冲毁井口围堤,水便会直接由井口灌入矿井。井筒在冲积层或强含水层中开凿时,如果事先不进行处理,就会涌水,特别是砂砾层,水砂会一齐涌出,严重的会造成井壁坍塌、沉陷、井架偏斜,使凿井无法继续进行。在顶板破碎的煤层中掘进巷道,因放炮或支护不好发生冒顶;或回采工作面上部防水岩柱尺寸不够,当冒落高度和导水裂缝与河湖等地表水或强含水层沟通时,会造成透水。巷道掘进时与断层另一盘强含水层打通,就会造成突水。断层带岩石破碎,各种破裂面及石灰岩裂隙溶洞较发育,突水威胁较大。由于采掘地点离含水层太近,隔水岩柱的抗压强度小,抵抗不住静水压力和矿山压力的共同作用,巷道掘进后经过一段时间的变形,引起底板破裂承压水突然涌出。石灰岩溶洞塌落形成的陷落柱内部,岩石破坏,胶结不良,往往构成岩溶水的垂直信道。当巷道与它掘通时,会引起几个含水层水同时大量涌入,造成淹井。地质勘探时打的钻孔封孔质量不好,就成为各水体之间的垂直联系信道,当巷道或采面与这些钻孔相遇时,地表水或地下水就会经钻孔进入矿井,造成强烈涌水。回采工作面或巷道遇到老空或旧巷道的积水区时,会在很短时间里涌出大量的水,也是煤矿常见且破坏性很大的一种水灾。有时也会造成人身伤亡。三、发生矿井水灾的原因发生矿井水灾的根源,在于水文情况不明、设计不当、措施不力或管理不善;人的思想麻痹也是一个原因。具体来说有以下几个方面:地面防洪、防水措施不周详,或有了措施不去认真执行,暴雨山洪冲破了防洪工程,致使地面水灌入井下;水文地质情况不清,井巷接近老空、充水断层、陷落柱、强含水层,未事先探放水,盲目施工,造成突水淹井或人身事故;井巷位置设计不合理,接近强含水层等水源,施工后在矿山压力和水压共同作用下,发生顶底板透水;乱采乱掘,破坏了防水煤、岩柱,或者施工质量低劣,平巷掘进腰线忽高忽低,造成顶板冒落,接通了强含水层透水;积水巷道位置测量错误或资料遗漏、不准,新掘巷道与它打通;或是巷道掘进的方向与探水钻孔的方向偏离,超出了钻孔控制范围,就可能与积水区掘透;井下未构筑防水闸门,或虽有防水闸门但未顺利及时关闭,在矿井发生突水的情况下,不能起堵截水的作用;井下水泵房的水仓不按时清理,致使容量减少,或者水泵的排水能力不足,在矿井发生突水时,涌水量大于排水能力,而且持续的时间很长,采取临时措施也无法补救时·矿井就可能被淹没。只要我们搞清水灾发生的原因,有针对性地采取措施,加强管理,矿井水灾是完全可以避免的。四、各种突水的特征煤矿井下有时会发生各种不同的突水现象,突水有大有小,情况各有不同。一旦遇有不正常出水现象,我们就应当注意它的特点,以便分析判断水源,尽早采取措施。老空水涌出,一般都从上而下,水有色有味,有浅红、浅黄、浅灰等颜色。由于老空水在地下封闭积存时间较长,流出时有臭味,用口品尝,不清淡不爽口,有涩味。突出时瞬时水量很大,其后水量迅速减小。地表水渗入井下,其颜色随地表水的颜色而定,雨季洪水渗入井下一般混黄,有时带有泥沙或地面的杂物,洪水来临时(稍滞后一段时间)水量变大,雨水过后水变清、水量渐小。含水层突水。由于自然条件干差万别,其出杰情况多种多样。弱含水层突水一般从岩层裂缝中涌出,水量小,水质清澈透明,无味,水量达到一定数值后开始稳定,如果不进行封堵,此水会变成长年流水,从而增加矿井涌水量。强含水层突水多发生在深部,工作面靠近断层、岩层破、破碎带、陷落柱(一种竖向穿透诸多煤层、充填无序的大圆柱形堆积体)周围。强含水层突水一般也有水量由小变大的过程,有的先产生底鼓,从岩石裂隙中渗水,随底鼓和岩石裂缝加大水量变大,水有压力,翻水,由于周围岩石的摩擦开始水呈灰白色,时而变清,时而变灰白色底板稳定后水变清,水无色无味,清凉可口。随突水口信道的加大,水量急剧上升,随高压水的大量喷出会再次造成岩层破裂,并伴有岩层和水交杂产生的巨响。这时在现场人员要尽快撤离:六月份包保培训教案矿井防治水培训一、地面防治水为了防止或减少大气降雨汇集的水和地表水涌入工业场地,或通过渗漏区进入井下,首先要对地面水进行防治。这是一项经常性的工作,特别是在每年雨季前,对于防洪防汛工作更要引起高度重视。地面防治水首先要掌握地表水的变化规律,有针对性地在地面修筑一些防排水工程,包括填塞信道、排除积水、河流改道、修建水库及排洪道等,可以概括为“疏、防、排、蓄”几个方面。疏如果矿井四面是山,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。防在矿井设计时,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。排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,以备河水何灌时用水泵向外排水。:蓄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。二、防治矿井水害的主要措施防治水害的措施可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。1、查:查明矿区和矿井的水文地质条件,加强水害预测预报,制定并实施防治水的规划。2、探:“有疑必探,先探后掘”。遇到下列情况之一,必须确定探水线进行探水。⑴接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。⑵接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。⑶打开隔离煤柱放水时。⑷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。⑸接近有出水可能的钻孔时。⑹接近有水的灌浆区时。⑺接近其它可能出水地区时。经探水确认无突水危险后,方可前进。3、放:将威胁性水源采用地面打钻抽水、井下疏水巷道疏水、井下钻孔疏水、立井泄放水等方法,全部或部分疏放掉。是消除水患的有效措施之一。4、截:利用水闸墙、水闸门和防水煤(岩)柱等物体,临时或永久性地截住涌水,将采掘区与水源隔离,使某一地点突水不致危及其它地区,是减轻水灾危害的重要措施。5、堵:是将水泥砂浆或化学浆等堵水材料通过钻孔注入到渗水的地层裂隙、溶洞、断层破碎带,使其凝结固化,将裂隙、裂缝和溶洞充填,达到堵水目的,是防治水害的主要措施之一。6、排:为防治矿井水灾,矿井必须按《煤矿安全规程》规定建立有效的排水系统。煤矿地面、井下的防治水设备设施,如水泵、水管、水仓、防水煤(岩)柱、防水闸门、水闸墙以及疏水渠道等,对矿井防治水害十分重要,煤矿职工要爱护,发现问题要及时报告或采取相应措施。三、留设防水隔离煤柱井下留隔离煤柱,可以防止地下水涌入矿井,同时还可以预防火与瓦斯事故的蔓延。防水煤柱大致可以分为以下几种:井田边界隔离煤柱相邻两个矿井或井田之间不允许沟通,应该留隔离煤柱。这样,一旦有一个矿井发生突水淹井事故,邻近矿井不致受到影响。井田之间的煤柱大都是人为留设的,有些是以断层为界的隔离煤柱。当矿井人为划分边界时,煤柱中心线就是矿井的边界;当以断层为两井田边界时,断层两侧各留一定的煤柱作为各自的开采边界。与被淹没井巷的隔离煤柱井下有时有局部积水或被淹井巷,当积水很多不易排干时,也要留设煤柱,使生产区与被淹区隔开。冲积层煤柱井下采掘工作面有时离冲积层或地表水很近,而冲积层内又往往有水及流沙。在这种情况下,采掘工作面必须与冲积层保持一定的距离,因此也要留设一定的煤柱。断层防水煤柱断层的落差(两侧煤层的标高差)有大有小。当落差达到一定数值时,一盘的煤层就可能与另一盘含水层接触,同时断层本身也可能含水,所以断层两侧有时也要留一定尺寸的煤柱。其它防水煤柱在采掘过程中,如接近水量较大的钻孔、含水的陷落柱等也要留煤柱。防水煤柱是起防水作用的,无论何时,未经批准不许胡采乱掘,如采煤反向开帮、在煤柱内挖水窝、躲避硐等,都是十分危险的。四、设置防水闸门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,保证其它地区正常生产。防水闸门前后一段巷道必须砌旋。水闸门来水方向一侧15--25米处设有挡物的箅子门。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。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。平时,井下工作人员一定要爱护它。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。五、防水闸门的关与开有了施工良好的防水闸门,人们可以放心地开采受水害威胁的煤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