矿井防治水知识讲座

矿井防治水知识讲座一:矿井防治水的目的与意义矿井防治水的目的是：防止矿井水害事故发生，减少矿井正常涌水，降低煤炭生产成本，在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。为达到上述目的，根据产生矿井水害的原因，采取不同的对策措施。为此，《煤矿安全规程》第251条规定：“煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。”煤矿防治水工作，是建立在弄清水文地质情况的基础上。若矿区（井）水文地质条件不清，防治水工作就带有一定的盲目性，达不到预期效果。煤矿在建设之前，虽分阶段（普查、详查、精查）进行了勘探，提出了地质报告，但由于受地质条件复杂性和勘探技术条件的限制，所获水文地质资料与实际不符的情况还有，遗留问题较多，给煤矿建设发展带来不良后果，造成淹井、停建等被动局面。为了消灭水灾事故的发生，搞好煤矿安全生产，加强水文地质工作，摸清矿井水文地质条件，就显得非常必要。矿井防治水的方针是：坚持预防为主，防治相结合的方针。为了防止治水工程零打碎敲，取不到良好效果，应在查明矿区和矿井水文地质条件基础上，按照当前与长远、局部与整体、地面防治与井下防治、防治与利用相结合的原则，根据不同的水文地质条件，分别采取防、疏、堵、截的方法予以防治。防治水规划是指矿区整体性防治水工程，规模大，工期长，需根据实际情况区分轻、重、缓、急，分期分批逐年进行施工。其内容应包括：编制防水规划的必要性和完成规划项目的可能性；矿区（矿井）水文地质概况及存在问题和查（查清水文地质条件）、防（地面防洪、泄洪、内涝区排洪、井下防排水设施、防水煤岩柱、超前钻探等）、疏（疏放降压）、截（切断或减少补给量）、堵（注浆封堵突水点）等工程项目及工程量、劳动组织、工期、预期效果；所需设备和主要材料及工程费用概数等。因此，《煤矿安全规程》第252条规定：“水文地质条件复杂的矿井，必须针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的探、防、堵、截、排综合防治措施。”矿井年度防治水计划，由矿总工程师负责编制，防治水规划中的重点工程，由施工部门技术负责人编制，经向集团总工程师汇报、审查，报省煤炭局批准后，由矿长或负责施工部门组织实施。其主要内空包括年度计划内采掘地区的分布情况；水文地质概况，预测可能透水的地段和分水平、分煤层涌水量的预计；防治水工程项目及工程量（如疏通防洪沟，充填与导水裂隙带相通的地表裂缝，整铺河底）；检查维护输电线路，井下排水设备，防水闸门；清挖水仓、水沟，制订探放水工程计划；提出所需材料及备用工具等。矿井防水是利用各种工程设施防止矿井大量涌水，特别是防止发生灾害性突水事故。主要措施有：减少井充水水源或渗入矿井的水量，疏放降压对矿井有威胁的地下水，阻止水进入井巷；充分利用井田地质、水文地质条件构筑必要的工程，减少或防止发生突水事件。矿井防水分为地面防水和井下防水两种。重点：1、矿井防治水的目的？矿井防治水的目的是：防止矿井水害事故发生，减少矿井正常涌水，降低煤炭生产成本，在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。2、矿井防治水的方针？矿井防治水的方针是：坚持预防为主，防治相结合的方针。3、什么是矿井防治水规划？防治水规划是指矿区整体性防治水工程，规模大，工期长，需根据实际情况区分轻、重、缓、急，分期分批逐年进行施工。二、地面防水地面防水是指在表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或渗入井下，它是保证矿井安全生产的第一道防线，特别是以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。（一）地面防水方法1．河流改道矿区范围内有常年性河流流过且与矿井直接充水含水层接触，河水渗漏量大，是矿井的主要充水水源，会给生产带来影响。属该情况可在河流进入矿区的上游地段筑水坝，将原河流截断，用人工河道将河水引出矿区。若因地形条件不允许改道，而河流又很弯曲，可在井田范围内将河道截弯取直，缩短河道流经矿区的长度，减少河水下渗量。2．铺整河底矿区有季节性河流、冲沟、渠道，当水流沿河或沟底裂缝渗入井下时，则可在渗漏地段用黏土、料石、水泥修筑不透水的人工河床，制止或减少河水渗漏。如四川南桐煤矿长兴岩出露地表且沟谷发育，通过铺整河底、修筑人工河床，雨季涌水量减少了30％～50％。3．填堵通道矿区范围内，因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷等，经查明是矿井进水通道时，应用黏土或水泥填堵，对较大的溶洞或塌陷裂缝，下部填碎石、上部盖以黏土分层夯实，且略高出地面，以防积水。4．挖沟排（截）洪地处山麓或山前平原区的矿井，因山洪或潜水流入井下，构成水害隐患或增大矿井排水量，可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠拦截洪水和浅层地下水，并通过安全地段引出矿区。5．排除积水有些矿区开采后引起地表沉降与塌陷，长年积水，且随开采面积增大，塌陷区范围越广，积水越多，此时可将积水排掉，造地复田，消除稳患。上述这些方法，从施工角度都是可行的，但采取何种方法应视矿区具体条件而定，可以采用单一方法，也可多种方法综合防治。（二）地面防水工程应具备的资料《煤矿安全规程》第254条规定：“煤矿企业必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。”规程指出了进行地面防水工程设计时必需具备的资料，其目的是使防治水工程设计更切合实际，工程真正起到应有作用。在执行这条规定时可参考下列内容：（1）矿区及附近的地形条件，地面河流、沟渠和有关水利工程的分布；（2）圈定受水面积和低洼地带，查清煤、岩层露头和地表塌陷裂缝、塌陷坑的分布范围；（3）掌握当地上游地区历年降雨量、暴雨强度及其周期性的资料；（4）调查地表水流向和水位，以及河流决口、分流后的水流情况；测量河床、沟渠的纵坡度、横断面，观察河床粗糙度，计算河床与沟渠的疏水能力；（5）测量河流洪痕高程，调查发生日期、涨落经历时间，确定最大洪峰流量和最高洪水位。（6）在工业广场和河床通过煤层露头、透水岩层、塌陷区上下游设站观测变化，确定河床漏失段和漏失量。将上述收集资料标在地形地质图上，然后根据实际情况制定出疏、防、排等相结合的防洪措施。（三）防止地面水侵入工业场地和矿井的措施《煤矿安全规程》第255、256、257条的规定是针对井口、工业广场和矿井免受洪水侵入面制定的安全措施。执行时，可分如下几种情况：1．井口和工业场地建筑物防泄洪井口（包括风井）及主要建筑物（配电所、绞车房）的高程必须高于当地历年最高洪水位，低于者必须加高于洪水位之上或修筑堤坝防洪；位于山区时还必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段；坡面汇水地区应修建防洪堤坝或截水沟；内涝区和洪水季节有河水倒流现象的矿区与工业场地，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水倒灌时落闸、向外排水；严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物弃于山洪、河流能冲刷地段，以免淤塞河床、沟渠造成洪水泛滥。2．露头带截洪防渗留够并严禁开采煤层露头防水煤柱，以减少大气降水或地表水沿煤层露头带渗入矿井；在露头带以外，垂直来水方向修筑拦洪沟拦截洪水，并根据地形条件将水引出防护区。3．经过塌陷区或透水岩层的河流、沟渠的处理漏水渠道、河床应及时堵漏。位于塌陷区的，则在塌陷稳定后的地段，采用整铺河底的方法防漏；河底与导水裂隙带相通的河流，整铺河底无效时，可根据地形、地质、水文地质情况因地制宜，将河床局部改道。重点：1、为什么要进行地面防治水？地面防水是指在表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或渗入井下，它是保证矿井安全生产的第一道防线，特别是以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。2、地面防治水的方法是什么？河流改道，铺整河底，填堵通道，挖沟排（截）洪，排除积水。三、井下探放水“矿井必须作好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。”《煤矿安全规程》规定，采掘工作面遇到下列情况之一时必须确定探水线进行探水：1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时；2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；3、打开隔离煤柱放水时；4、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；5、接近有出水可能的钻孔时；6、接近有水的灌漿区时；7、接近其他可能出水地区时。（一）老窑水探放原则及程序1、老窑积水数量的多少、矿井现在排水能力、老窑水的动力补给量、水质和疏放后可能解放煤炭的资源量等因素，综合考虑，以安全、经济、合理为原则。对老窑水探放，视具体情况还可细分为以下几种：（1）积极探放。老窑区不位于河流或重要建筑物之下，排放老窑水不会过分加重矿井排水负担，且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时，应积极探放，以彻底解除隐伏水患。（2）先堵后探放。老窑区为强含水层或因其他水源水所淹没且出水点动力补给量大，应先堵住出水点后再进行探放水。（3）先降压后探放。对以静储存量为主，水量大、水压高的老窑积水区，应先从顶、底板岩层打穿层放水孔，待水压下降后，再沿煤层打探水钻孔。（4）先隔离后探放。老空水量较大，水质差（酸性大），或为避免长期负担排水费用，则应留设煤（岩）柱与生产区隔离，待到矿井生产后期再作处理。2、探放水程序老窑水探放一般是在正式探水前，对小窑或老窑积水区进行调查，圈定采空区范围，确定积水边界，随后划定探水线，编制探、放水设计，确定掘进超前距离。完成上述内容后进行探水和整理探水资料，随后确定掘进距离，通知开拓单位掘进，然后再探水。依此类推，循环进行，直到揭露老窑区，放尽积水为止。（二）小窑、老窑积水边界与探水线的确定1、积水边界与探水线的确定将调查所得小窑、老窑分布资料，经物探及钻探核定后，划定积水范围，圈定积水边界线，其深部界线应根据小窑或老窑的最深下山划定。2、探水线的确定沿积水线水平外推60—150m距离划一条线即为探水线（上山掘进时为顺层的斜距）。此数值视积水边界线的可靠程度、水压力大小、煤的坚硬程度等因素来确定。当掘进巷道至此线时，开始探水。3、警戒线由探水线再平行外推50—150m（在上山掘进时指倾斜距离）即为警戒线。当巷道掘进至此线后，应警惕积水威胁，注意掘进时工作面水情变化，如发现有透（突）水征兆，提前探放水。总的说来，当巷道到达警戒线时要注意迎头有无异常变化，如发现有透水征兆，应提前探放水；如无异常现象则继续掘进，到达探水线时作为正式探水起点。重点：1、采掘工作面遇到下列情况之一时必须确定探水线进行探水？1）、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时；2）、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；3）、打开隔离煤柱放水时；4）、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；5）、接近有出水可能的钻孔时；6）、接近有水的灌漿区时；7）、接近其他可能出水地区时。2、井下探放水的原则？矿井必须作好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。3、老窑探放水的原则？老窑积水数量的多少、矿井现在排水能力、老窑水的动力补给量、水质和疏放后可能解放煤炭的资源量等因素，综合考虑，以安全、经济、合理为原则。4、老窑探放水的程序？（1）积极探放。老窑区不位于河流或重要建筑物之下，排放老窑水不会过分加重矿井排水负担，且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时，应积极探放，以彻底解除隐伏水患。（2）先堵后探放。老窑区为强含水层或因其他水源水所淹没且出水点动力补给量大，应先堵住出水点后再进行探放水。（3）先降压后探放。对以静储存量为主，水量大、水压高的老窑积水区，应先从顶、底板岩层打穿层放水孔，待水压下降后，再沿煤层打探水钻孔。（4）先隔离后探放。老空水量较大，水质差（酸性大），或为避免长期负担排水费用，则应留设煤（岩）柱与生产区隔离，待到矿井生产后期再作处理。四、断层带探放水据统计，矿井突水事故中有90％以上是位于断裂带或其附近。因此，当采掘工作面将要揭露或接近含水的断裂构造时，都必须进行探水，防止突水事故发生。1、断层探放水原则与探查内容（1）断层探放水原则。凡遇下列情况都必须探水：采掘工作面