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煤矿探放水操作工初训教案课程名称：煤矿探放水作业任课班级：煤矿探放水操作工任课教师：张聪鹤矿安全培训中心鹤矿安全培训中心授课计划及进度表专业工种煤矿探放水工第期授课学时学时教学日期年月日至年月日授课时间主要授课内容课时安排第五章矿井水文地质基本知识第一节矿井水的形成第二节含水层和隔水层第三节矿井水文地质类型第四节矿井充水条件分析第六章矿井突水预兆及预测预报第一节矿井突水预兆第二节突水量估算第三节矿井排水系统第四节矿井水害预测预报第七章矿井主要水害类型及其特征第一节大气降水及地表水水害特征第二节孔隙水、裂隙水、岩溶水水害特征第三节老空水水害特征第四节断层水、陷落柱水、钻孔水水害特征第八章矿井水害的防治技术与探查方法第一节矿井水害的主要防治技术第二节矿井水害的主要探查方法第三节矿井主要水害的探查与防治第九章探放水钻机及相关设备的安全使用第一节探放水钻机的主要类型及结构特点第二节探放水机械式钻机的使用维护与常见故障处理第三节探放水全液压钻机的使用维护与常见故障第四节探放水泥浆泵第五节煤矿井下注浆泵第六节煤矿井下潜水泵授课后记教学检查教学负责人：年月日鹤矿安全培训中心初训教案授课题目煤矿探放水作业课型新课课时学时教具学具电教设备教学目标知识教学点1、了解矿井水文地质基本知识2、掌握矿井主要水害类型及防治知识能力培养点提高灾变时的应变能力，防治事故发生和扩大。德育渗透点爱岗敬业，遵章守纪，杜绝三违。教学重点及难点教学重点矿井水害类型及产生原因教学难点矿井水害防治措施教学内容更新、补充、删节选用的教材及参考资料选用国家煤矿安全监察局行管司组织编写，中国矿业大学出版社2014年10月1日出版《煤矿探放水作业》主编李沛涛教案审批意见鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排第五章矿井水文地质基本知识本章主要内容：1、矿井水的形成2、含水层和隔水层3、矿井水文地质类型4、矿井充水条件分析学员主要掌握内容1、矿井充水2、含水层隔水层与煤层的组合关系3、矿井水文地质类型划分4、矿井充水的人文条件第一节矿井水的形成一、自然界中水的循环自然界中的水循环在范围和途径上有大循环和小循环。二、地下水在岩层中的赋存状态1.按地下水的埋藏条件分类：上层滞水、潜水和承压水2.按地下水的含水介质分类：孔隙水、裂隙水和岩溶水三、矿井水1.矿井充水矿井水的形成又称为矿井充水，是指煤矿开采过程中，各种来源的水（如大气降水、地表水、老窑水、地下水等），通过不同的方式（如淋水、渗入、溃入、突水等）和途径(如回采冒落带、导水断层裂隙带、集中径流带风化带、岩溶陷落柱、老窑采空区等）进入矿井的过程。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排2.矿井充水的影响因素影响矿井充水的因素很多，起决定作用的因素是充水水源、隔水层、煤层特点及其与顶底板的组合关系。3.矿井充水水源矿井充水水源主要有大气降水地表水老空水及地下含水层水等。按照它们对矿井充水的性质，可分为直接充水水源和间接充水水源。第二节含水层和隔水层一、含水层含水层是指能够通过并给出相当数量水的岩层。其特征为：①岩层具有储存重力水的空间区性。②具备储存地下水的地质结构。③具有补给水源。二、隔水层隔水层是指不能透过与给出水或者透水性能很差的岩层。隔水层具有良好的隔水性能，在煤层开采过程中能有效阻隔地表水和含水层水流入矿井，或能大大减弱流入矿井的水量。三、含水层隔水层与煤层的组合关系含水层隔水层与煤层间的位置和接触关系是控制矿井充水方式与充水途径的主要因素。按照含水层和煤层的位置关系将含水层分为底板含水层和顶板含水层。当含水层位于煤层底板以下时，组成底板充水含水层；当含水层位于煤层顶板以上时，组成顶板充水含水层。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排第三节矿井水文地质类型《煤矿防治水规定》要求：矿井应当对本单位的水文地质情况进行研究，编制矿井水文地质类型划分报告，并确定本单位的矿井水文地质类型。矿井水文地质类型划分报告由煤矿企业总工程师组织审定。矿井水文地质类型每3年需重新确定，当发生重大突水事故后，矿井应当在一年内重新确定本单位的水文地质类型。重大突水事故，是指突水量首次达到300m³/h以上或者造成死亡3人以上的突水事故。一、划分依据根据我国的矿井水文地质特征和主要影响因素，矿井水文地质类型的划分依据主要有6种。1.矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体,包含2个方面：①含水层性质及补给条件；②单位涌水量。受采掘破坏或影响的含水层也就是矿井充水的主要含水层。2.矿井及周边老空水的分布状况老空水包括古井、小窑、矿井采空区及废老塘的积水等。采空区是指采煤以后不再维护的空间；水淹区域是指被水淹没的井巷和被水淹没的老空区的总称。我国煤矿开采历史悠久，老空水分布广泛，对矿井或相邻矿井造成极大威胁，矿井采掘工程一旦揭露或接近，常会造成突水。老空水一般位置不清，水体几何形状不规则，空间分布无规律，积水位置难以分析判断，突水来势迅猛，破坏性强。老空水多为酸性水并具有腐蚀性，有的老空水含有诸如硫化氢等有害气体。老空水事故约占总水害事故的80﹪以上，因此，在矿井水文地质类型划分中，将老空水分布情况作为类型划分的一个重要指标。3.矿井涌水量考虑矿井正常涌水量和最大涌水量2个指标。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排4.矿井突水量5.矿井开采受水害的影响程度6.防治水工作的难易程度二、矿井水文地质类型《煤矿防治水规定》第11条规定：根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布情况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种。第四节矿井充水条件分析矿井充水水源和充水通道的综合作用，称为矿井充水条件。矿井充水的基本条件可分为天然充水条件和人为充水条件。一、矿井充水的天然条件1.矿井天然充水水源,分为以下3种类型：⑴大气降水⑵地表水⑶地下水2.矿井充水天然通道，包括⑴点状岩溶陷落柱通道⑵断裂(裂隙)带通道⑶窄条状隐伏露头通道⑷面状裂隙网络(局部面状隔水层变薄区)通道⑸地震裂隙通道二、矿井充水的人为条件㈠矿井人为充水水源1.袭夺水：由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源简称袭夺水。2.老窑水充水特点：⑴老窑水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关。⑵老窑水为多年积水，水循环条件差，并多为酸性水，有较强的腐蚀性。⑶老窑突水一般水势迅猛，水中含有大量H2S气体，H2S气体危害性大。㈡矿井人为充水通道鹤矿安全培训中心初训教案时间安排1.顶板冒落裂隙带工作面采煤后对煤层顶板形成破坏，根据破坏程度的不同可分为3个带，俗称“上三带”，即冒落带、导水裂缝带和弯曲带。其中冒落带和导水裂缝带破坏较大，弯曲带破坏较小，冒落带和导水裂缝带是矿井充水的人为通道。2.底板破坏带工作面采煤后对煤层底板也会形成破坏，俗称“下三带”，即底板破坏带、完整隔水带和承压水导升带。当底板破坏带和承压水导升带连通后，会造成底板突水。3.地面岩溶疏干塌陷带4.封孔质量不佳钻孔板书设计授课题目授课内容授课内容讲解内容课后复习题鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排课后复习思考题：1、地下水按埋藏条件分为哪几类？2、什么是含水层？它有哪些特征？3、什么是隔水层？它有哪些特征？4、矿井水文地质类型可分为哪几类？5、简述矿井水文地质类型划分的依据？6、什么是矿井充水条件？7、矿井天然充水水源有哪些？人为充水水源有哪些？8矿井充水通道有哪些？9矿井正常涌水量和矿井最大涌水量各指什么？10影响矿井涌水量的因素有哪些？11什么是矿井充水强度？其评价指标是什么？鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排第六章矿井突水预兆及预测预报本章主要内容1、矿井突水预兆2、突水量估算3、矿井排水系统学员主要掌握内容1、突水一般预兆2、老空水突水预兆3、工作面底板水突水预兆第一节矿井突水预兆矿井突水是因为井下采掘活动破坏岩体天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。突水预兆：从开拓工作面开始，发展到突水这段时间内，在工作面及其附近显示出的某些异常现象统称为突水征兆。一、突水一般预兆⑴煤壁挂红。这是因为水中含有铁的氧化物，在通过煤层和岩层裂隙时，在裂隙表面会出现暗红色水锈，一般认为巷道接近积水区。⑵煤壁挂汗。当采掘工作面接近积水区时，因水在自身压力作用下，通过煤岩裂隙透过煤岩壁，聚成水珠，俗称煤壁挂汗。⑶空气变冷。当工作面接近积水区时，气温骤然下降，煤壁发凉，人一进去有阴冷的感觉，时间越长就越感到阴凉。⑷发生雾气。当巷道内温度很高时，积水渗到煤壁后，引起蒸发而形成雾气。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排⑸有时有“嘶嘶”的水叫声。这是因为水体的水压大，水向裂隙中挤压发出的响声，此时，预示着离水体不远，即将突水。⑹矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓。二、老空水突水预兆老空水突水前，除有上述突水的一般预兆外，还有以下其特有的预兆：⑴有臭鸡蛋味。⑵煤体松软。⑶煤体颜色变暗无光泽。三、工作面底板水突水预兆⑴工作面压力增大，底板鼓起。⑵工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。⑶裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加。当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止。此时，水色时清、时浊，底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。⑷底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳的水声。⑸底板发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。四、松散孔隙含水层突水预兆⑴突水部位发潮、滴水、淋水,且滴水现象逐渐增大或滴水淋水现象持续时间较长，仔细观察有时会发现水中含有少量细沙。⑵发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清、时浊，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。⑶顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排第二节突水量估算一、突水量现场测量方法1.浮标法矿井发生突水后，初期水量一般较小，可在巷道的水沟内测定其水量。2.水泵标定法3.容积法4.堰测法是指在井下排水沟中设置测水堰板，使水流通过一定形状的堰口，实测堰口水流高度，根据相应经验公式计算涌水量。5.流速仪法二、突水量估算在突水抢险过程中，需及时掌握从突水开始到某一时刻的突水总量。突水量估算法：1.算数叠加法2.曲线求积仪法三、淹没时间预计矿井突水后，应定时测量水量及水位上涨速度，并及时预测某一标高、某一水平和整个矿井的淹没时间，这对抢险排水具有重要意义。第三节矿井排水系统一、主排水系统矿井主排水系统由排水系统硐室和排水设备、设施两大部分组成。《煤矿防治水规定》第57条规定：矿井应当配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等，确保矿井能够正常排水。矿井井下排水设备应当符合矿井排水的要求，除正在检修的水泵外，应当有工作水泵和备用水泵。工作水泵的能力，应当能在20h的正常涌水量。工作和备用水泵的总能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。鹤矿安全培训中心初训教案授课内容设计及板书设计时间安排水文地质条件复杂或者极复杂的矿井，还要在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或者增加相应的排水能力。二、采区排水系统采区排水系统的建立要依据采区的涌水量来建立，须配备工作水泵、备用水泵和检修水泵，水泵能力配备标准和主排水设施相同，只是依据的是采区涌水量，并要合理地配置好相关的水管、供电等设施、设备。第四节矿井水害预测预报为提高矿井抗灾能力，防范水害事故发生，在煤矿生产过程中必须提前做好水害预测预报，探清楚和排除各种水害后方可进行采掘生产。《煤矿防治水规定》对采掘工作面水害的预测预报工作作了专门规定。一、水害预测预报的主要内容水害预测预报主要是对即将采掘影响范围内的施工层位、地质构造、‘突水可能性、涌水量大小等进行预测