煤礦水害防治理論與技術(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)武強(qiáng)

1、煤礦水害防治理論與技術(shù)煤礦水害防治理論與技術(shù) 武武 強(qiáng)強(qiáng)國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)（國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)（iah）中國(guó)國(guó)家委員會(huì)）中國(guó)國(guó)家委員會(huì) 副主席副主席國(guó)家安全生產(chǎn)專(zhuān)家組國(guó)家安全生產(chǎn)專(zhuān)家組 成員成員國(guó)家煤監(jiān)局國(guó)家煤監(jiān)局”水害防治水害防治”專(zhuān)家組專(zhuān)家組 組長(zhǎng)組長(zhǎng)中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì) 理事理事(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)中國(guó)礦業(yè)大學(xué), 北京北京)陰 山 構(gòu) 造 帶1賀蘭山構(gòu)造帶昆 侖秦 嶺構(gòu) 造 帶川滇構(gòu)造帶24563第二節(jié)第二節(jié) 礦床充水的基本條件可分為自然條件和人為條礦床充水的基本條件可分為自然條件和人為條件兩大類(lèi)。件兩大類(lèi)。 （一）自然充水水源（一

2、）自然充水水源 1.大氣降水大氣降水 大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，所有礦床大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，所有礦床充水都直接或間接地與大氣降水有關(guān)。但這里所講充水都直接或間接地與大氣降水有關(guān)。但這里所講大氣降水水源，是指礦床直接充水的唯一水源。大氣降水水源，是指礦床直接充水的唯一水源。 2. 2. 地表水水源地表水水源 在有大型地表水體分布（海、湖、大河流、水在有大型地表水體分布（海、湖、大河流、水庫(kù)、水池）的礦床地區(qū)，查清天然條件下和礦床開(kāi)庫(kù)、水池）的礦床地區(qū)，查清天然條件下和礦床開(kāi)采后的地表水對(duì)礦床開(kāi)采的影響，是礦區(qū)水文地質(zhì)采后的地表水對(duì)礦床開(kāi)采的影響，是礦區(qū)水文地質(zhì)勘探和礦井水文地質(zhì)

3、工作的頭等重要大事，是評(píng)價(jià)勘探和礦井水文地質(zhì)工作的頭等重要大事，是評(píng)價(jià)礦床開(kāi)采價(jià)值的重要內(nèi)容。礦床開(kāi)采價(jià)值的重要內(nèi)容。 3.3.圍巖地下水水源圍巖地下水水源 圍巖地下水充水類(lèi)型劃分圍巖地下水充水類(lèi)型劃分: : 根據(jù)充水巖層性根據(jù)充水巖層性質(zhì)不同可分為：砂礫石孔隙充水礦床，堅(jiān)硬巖層裂質(zhì)不同可分為：砂礫石孔隙充水礦床，堅(jiān)硬巖層裂隙充水礦床，巖溶充水礦床。隙充水礦床，巖溶充水礦床。根據(jù)礦層與充水巖根據(jù)礦層與充水巖層接觸關(guān)系不同可分為：直接充水礦床，間接充水層接觸關(guān)系不同可分為：直接充水礦床，間接充水礦床。礦床。 根據(jù)礦層與充水巖層相對(duì)位置不同可分為：根據(jù)礦層與充水巖層相對(duì)位置不同可分為：頂板水充水礦

4、床，底板水充水礦床，周邊水充水礦頂板水充水礦床，底板水充水礦床，周邊水充水礦床。床。 1.1.點(diǎn)狀巖溶陷落柱通道點(diǎn)狀巖溶陷落柱通道 巖溶陷落柱在我國(guó)北方較為發(fā)育，巖溶陷落柱在我國(guó)北方較為發(fā)育，在地下水的長(zhǎng)期物理和化學(xué)作用下在地下水的長(zhǎng)期物理和化學(xué)作用下, , 中奧陶統(tǒng)灰?guī)r形成了大量的古喀斯特中奧陶統(tǒng)灰?guī)r形成了大量的古喀斯特空洞空洞, , 在上覆巖層和礦層的重力作用在上覆巖層和礦層的重力作用下下, , 空洞潰塌并被上覆巖層下陷填實(shí)，空洞潰塌并被上覆巖層下陷填實(shí)，被下塌的破碎巖塊所充填的柱狀巖溶被下塌的破碎巖塊所充填的柱狀巖溶陷落柱像一導(dǎo)水管道溝通了煤系充水陷落柱像一導(dǎo)水管道溝通了煤系充水含水層中

5、地下水與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r水的含水層中地下水與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r水的聯(lián)系聯(lián)系, , 特別位于富水帶上的巖溶陷落特別位于富水帶上的巖溶陷落柱柱, , 可造成不同充水含水層組中地下可造成不同充水含水層組中地下水的密切水力聯(lián)系。巖溶陷落柱的地水的密切水力聯(lián)系。巖溶陷落柱的地表特征比較明顯表特征比較明顯, , 特別在基巖裸露區(qū)特別在基巖裸露區(qū)更為明顯更為明顯。 ( (二二) ) 充水天然通道礦床充水天然通道主要包括點(diǎn)充水天然通道礦床充水天然通道主要包括點(diǎn)狀巖溶陷落柱、線狀斷裂（裂隙）帶、窄條狀隱伏露狀巖溶陷落柱、線狀斷裂（裂隙）帶、窄條狀隱伏露頭、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)（局部面狀隔水層變薄或尖滅）和頭、面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)（局部面

6、狀隔水層變薄或尖滅）和地震裂隙等。地震裂隙等。 2.線狀斷裂線狀斷裂(裂隙裂隙)帶通道帶通道 斷裂帶是否能夠成為充水通斷裂帶是否能夠成為充水通道主要取決于斷裂帶性質(zhì)和礦道主要取決于斷裂帶性質(zhì)和礦床開(kāi)采時(shí)人為采礦活動(dòng)方式與床開(kāi)采時(shí)人為采礦活動(dòng)方式與強(qiáng)度。這里重點(diǎn)分析斷裂帶的強(qiáng)度。這里重點(diǎn)分析斷裂帶的性質(zhì)，后面問(wèn)題在充水人為因性質(zhì)，后面問(wèn)題在充水人為因素部份講述。素部份講述。 3 3 窄條狀隱伏露頭通道窄條狀隱伏露頭通道 在我國(guó)大部分煤礦山在我國(guó)大部分煤礦山, , 煤系薄煤系薄層灰?guī)r含水層和中厚層砂巖裂隙含層灰?guī)r含水層和中厚層砂巖裂隙含水層以及巨厚層的碳酸鹽巖含水層水層以及巨厚層的碳酸鹽巖含水層多

7、呈窄條狀的隱伏露頭形式與上覆多呈窄條狀的隱伏露頭形式與上覆第四系松散沉積物不整合接觸第四系松散沉積物不整合接觸. . 影影響隱伏露頭部位多層充水含水層組響隱伏露頭部位多層充水含水層組地下水垂向間水力交替的因素主要地下水垂向間水力交替的因素主要有兩個(gè)有兩個(gè). . 4.4.面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)面狀裂隙網(wǎng)絡(luò)( (局部面狀隔水層變薄區(qū)局部面狀隔水層變薄區(qū)) ) 根據(jù)含煤巖系和礦床水文地質(zhì)沉積環(huán)境分根據(jù)含煤巖系和礦床水文地質(zhì)沉積環(huán)境分析析, , 在華北型煤田的北部一帶在華北型煤田的北部一帶, , 煤系含水層組煤系含水層組主要以厚層狀砂巖含水層組為主主要以厚層狀砂巖含水層組為主, , 薄層灰?guī)r沉薄層灰?guī)r沉積較少。

8、積較少。 在厚層砂巖含水層組之間沉積了以在厚層砂巖含水層組之間沉積了以細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和泥巖為主的隔水層組細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和泥巖為主的隔水層組. . 在在地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下, , 脆性的隔水脆性的隔水巖層受力后以破裂形式釋放應(yīng)力巖層受力后以破裂形式釋放應(yīng)力, , 致使隔水巖致使隔水巖層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理, , 形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 二 礦床充水的人為條件（一）人為充水水源（一）人為充水水源 1.1.襲奪水襲奪水 由于礦床開(kāi)采，降落漏斗不斷

9、擴(kuò)展，人工流場(chǎng)強(qiáng)烈改造礦區(qū)由于礦床開(kāi)采，降落漏斗不斷擴(kuò)展，人工流場(chǎng)強(qiáng)烈改造礦區(qū)天然地下水流場(chǎng)，人工地下水流場(chǎng)獲得新的補(bǔ)給水源稱(chēng)為襲奪水天然地下水流場(chǎng)，人工地下水流場(chǎng)獲得新的補(bǔ)給水源稱(chēng)為襲奪水源。襲奪水源存在下列幾種情況；源。襲奪水源存在下列幾種情況；位于礦床地下水排泄區(qū)的泉位于礦床地下水排泄區(qū)的泉水；水；位于礦床地下水排泄區(qū)的地表水（海、湖、河）體；位于礦床地下水排泄區(qū)的地表水（海、湖、河）體；位位于礦床地下水逕流帶內(nèi)的排泄區(qū)一側(cè)相鄰含水層；于礦床地下水逕流帶內(nèi)的排泄區(qū)一側(cè)相鄰含水層；相鄰水文地相鄰水文地質(zhì)單元地下水。質(zhì)單元地下水。 2.2.老窯水老窯水 老窯水一般分布在老礦山的淺部，它具有下

10、列充水特點(diǎn)：老窯水一般分布在老礦山的淺部，它具有下列充水特點(diǎn)： 老窖水以靜儲(chǔ)量為主，靜儲(chǔ)量與采空區(qū)分布范圍有關(guān)；老窖水以靜儲(chǔ)量為主，靜儲(chǔ)量與采空區(qū)分布范圍有關(guān)；老窖老窖水為多年積水，水循環(huán)條件差，水中含有大量水為多年積水，水循環(huán)條件差，水中含有大量h h2 2s s氣體，并多為氣體，并多為酸性水，有較強(qiáng)的腐蝕性。酸性水，有較強(qiáng)的腐蝕性。老窯突水一般水勢(shì)迅猛，硫化氫氣老窯突水一般水勢(shì)迅猛，硫化氫氣體危害性大體危害性大。 （二）（二） 充水人為通道充水人為通道 礦坑充水人為通道包括頂板冒落裂隙帶、地礦坑充水人為通道包括頂板冒落裂隙帶、地面巖溶疏干塌陷帶和封孔質(zhì)量不佳鉆孔等。面巖溶疏干塌陷帶和封孔質(zhì)

11、量不佳鉆孔等。 1.頂板冒落裂隙帶頂板冒落裂隙帶 采空區(qū)冒落后，形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶采空區(qū)冒落后，形成的冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶是礦坑充水的人為通道，其特點(diǎn)如下：是礦坑充水的人為通道，其特點(diǎn)如下：當(dāng)冒落當(dāng)冒落裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水量將有顯著增加，當(dāng)未能達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，量將有顯著增加，當(dāng)未能達(dá)到頂板充水巖層時(shí)，礦坑涌水無(wú)明顯變化；礦坑涌水無(wú)明顯變化；當(dāng)頂板冒落裂隙帶發(fā)育當(dāng)頂板冒落裂隙帶發(fā)育高度達(dá)到地表水體時(shí)，礦井涌水量將迅猛增加，高度達(dá)到地表水體時(shí)，礦井涌水量將迅猛增加，同時(shí)常伴有井下涌砂現(xiàn)象。同時(shí)常伴有井下涌砂現(xiàn)象。 2.地面巖溶

12、疏干塌陷帶地面巖溶疏干塌陷帶 隨著我國(guó)巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和隨著我國(guó)巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和疏干實(shí)踐，礦區(qū)及其周?chē)貐^(qū)的地表巖溶塌陷隨疏干實(shí)踐，礦區(qū)及其周?chē)貐^(qū)的地表巖溶塌陷隨處可見(jiàn)，地表水和大氣降水通過(guò)塌陷坑充入礦井。處可見(jiàn)，地表水和大氣降水通過(guò)塌陷坑充入礦井。有時(shí)隨著塌陷面積的增大，大量砂礫石和泥砂與有時(shí)隨著塌陷面積的增大，大量砂礫石和泥砂與水一起潰入礦坑。水一起潰入礦坑。 三三 礦床充水強(qiáng)度分析礦床充水強(qiáng)度分析 在自然界分布礦床中，單一充水水源和充水通在自然界分布礦床中，單一充水水源和充水通道是少見(jiàn)的。從水文地質(zhì)剖面可以看出，礦層（體）道是少見(jiàn)的。從水文地質(zhì)剖面可以看出，礦

13、層（體）上部和下部往往分布多個(gè)充水含水層組。究竟哪個(gè)上部和下部往往分布多個(gè)充水含水層組。究竟哪個(gè)是充水巖層？哪個(gè)不是充水巖層？哪個(gè)是強(qiáng)充水巖是充水巖層？哪個(gè)不是充水巖層？哪個(gè)是強(qiáng)充水巖層？哪個(gè)是弱充水巖層？回答這些問(wèn)題的方法稱(chēng)為層？哪個(gè)是弱充水巖層？回答這些問(wèn)題的方法稱(chēng)為礦床充水強(qiáng)度分析。礦床充水強(qiáng)度分析。 根據(jù)礦山調(diào)查資料表明，礦床開(kāi)采后礦井充水根據(jù)礦山調(diào)查資料表明，礦床開(kāi)采后礦井充水強(qiáng)度除取決于充水含水層的富水性、導(dǎo)水性、厚度強(qiáng)度除取決于充水含水層的富水性、導(dǎo)水性、厚度和分布面積外，還取決于三個(gè)防線。第一防線是充和分布面積外，還取決于三個(gè)防線。第一防線是充水含水層出露和接受補(bǔ)給源的條件；第

14、二防線是充水含水層出露和接受補(bǔ)給源的條件；第二防線是充水含水層側(cè)向邊界的導(dǎo)水與隔水條件；第三防線是水含水層側(cè)向邊界的導(dǎo)水與隔水條件；第三防線是礦層頂、底隔水巖層的隔水條件。礦層頂、底隔水巖層的隔水條件。 水災(zāi)防治預(yù)案水災(zāi)防治預(yù)案一、加強(qiáng)礦井防治水的基礎(chǔ)工作一、加強(qiáng)礦井防治水的基礎(chǔ)工作 1、 完善礦井防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員、隊(duì)伍配置完善礦井防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員、隊(duì)伍配置 大水礦區(qū)都要成立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。集團(tuán)公司總經(jīng)理和礦大水礦區(qū)都要成立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。集團(tuán)公司總經(jīng)理和礦長(zhǎng)分別是防治水的第一責(zé)任者，相應(yīng)的總工程師負(fù)技術(shù)責(zé)任。長(zhǎng)分別是防治水的第一責(zé)任者，相應(yīng)的總工程師負(fù)技術(shù)責(zé)任。每個(gè)礦要設(shè)地測(cè)科和鉆探

15、隊(duì)。每個(gè)礦要設(shè)地測(cè)科和鉆探隊(duì)。 地測(cè)科要有地測(cè)科要有3-4名礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)人員，負(fù)責(zé)資料的名礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)人員，負(fù)責(zé)資料的搜集和分析工作；搜集和分析工作； 鉆探隊(duì)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)鉆探資料的搜集和分析工作；鉆探隊(duì)要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)鉆探資料的搜集和分析工作； 有條件的單位要提取噸煤防治水資金，并且落實(shí)到實(shí)處，有條件的單位要提取噸煤防治水資金，并且落實(shí)到實(shí)處，如山東肥城礦業(yè)集團(tuán)公司，在集團(tuán)公司、礦分別設(shè)地測(cè)副總工如山東肥城礦業(yè)集團(tuán)公司，在集團(tuán)公司、礦分別設(shè)地測(cè)副總工程師，具體負(fù)責(zé)礦井防治水工作；程師，具體負(fù)責(zé)礦井防治水工作； 2、加強(qiáng)水文地質(zhì)條件勘探、做好防治水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工、加強(qiáng)水文地質(zhì)條件

16、勘探、做好防治水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作作 各煤田和井田在勘探時(shí)必須把水文地質(zhì)情況搞清，給設(shè)計(jì)、建井、開(kāi)采各煤田和井田在勘探時(shí)必須把水文地質(zhì)情況搞清，給設(shè)計(jì)、建井、開(kāi)采提供詳實(shí)可靠的圖紙、資料。提供詳實(shí)可靠的圖紙、資料。 在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦井的突水源要進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查研究，掌握可能出水在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦井的突水源要進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查研究，掌握可能出水的斷層及裂隙分布；要了解井下巖層的性質(zhì)、含水層的補(bǔ)給來(lái)源和通道，查的斷層及裂隙分布；要了解井下巖層的性質(zhì)、含水層的補(bǔ)給來(lái)源和通道，查清井田內(nèi)的老窯數(shù)量和分布地點(diǎn)，查清地面河流、湖泊、池塘積水區(qū)域和水清井田內(nèi)的老窯數(shù)量和分布地點(diǎn)，查清地面河流、湖泊、池塘積水區(qū)域和水量變化

17、；編制好完整的水文地質(zhì)資料，做到心中有數(shù)，開(kāi)展逐頭逐面水情水量變化；編制好完整的水文地質(zhì)資料，做到心中有數(shù)，開(kāi)展逐頭逐面水情水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。 3、建立健全防治水管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行防治水的有建立健全防治水管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行防治水的有關(guān)規(guī)程關(guān)規(guī)程 井田之間的邊界煤柱和防煤柱，要按井田之間的邊界煤柱和防煤柱，要按煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程和有關(guān)規(guī)定留設(shè)。和有關(guān)規(guī)定留設(shè)。附近有小煤窯開(kāi)采的礦井，要把其開(kāi)采范圍和與水害有關(guān)的情況調(diào)查清楚，附近有小煤窯開(kāi)采的礦井，要把其開(kāi)采范圍和與水害有關(guān)的情況調(diào)查清楚，對(duì)大礦有威脅的小煤窯要堅(jiān)決關(guān)掉，決不遷就姑息。對(duì)大礦有威脅的小煤窯要堅(jiān)決關(guān)掉，決不遷就姑

18、息。 堅(jiān)決貫徹堅(jiān)決貫徹“有疑必探、先探后掘有疑必探、先探后掘”的原則。按照的原則。按照防治水工作條例防治水工作條例的的要求，制定切實(shí)可行的探放水措施，尤其是對(duì)老空水。要經(jīng)常性的對(duì)防治水要求，制定切實(shí)可行的探放水措施，尤其是對(duì)老空水。要經(jīng)常性的對(duì)防治水煤柱、小煤窯和老空水進(jìn)行檢查，對(duì)斷裂帶煤柱、小煤窯和老空水進(jìn)行檢查，對(duì)斷裂帶“先探后注先探后注”，分清頂板水害和，分清頂板水害和底板水害，以防淹采區(qū)、淹井事故的發(fā)生。底板水害，以防淹采區(qū)、淹井事故的發(fā)生。 4、加強(qiáng)職工技術(shù)培訓(xùn)、增強(qiáng)抵、加強(qiáng)職工技術(shù)培訓(xùn)、增強(qiáng)抵御水害的能力御水害的能力 要通過(guò)不同形式的教育培訓(xùn)，使職工了要通過(guò)不同形式的教育培訓(xùn)，使職

19、工了解透水前的各種預(yù)兆及其規(guī)律，做到發(fā)現(xiàn)透水解透水前的各種預(yù)兆及其規(guī)律，做到發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆，能立即停止工作，采取措施，進(jìn)行處理。預(yù)兆，能立即停止工作，采取措施，進(jìn)行處理。為防止突水事故造成人員傷亡，井下要設(shè)置安為防止突水事故造成人員傷亡，井下要設(shè)置安全出口，標(biāo)出避災(zāi)線路，一旦發(fā)生突水事故，全出口，標(biāo)出避災(zāi)線路，一旦發(fā)生突水事故，可以安全撤出險(xiǎn)區(qū)。礦井發(fā)生突水事故后，應(yīng)可以安全撤出險(xiǎn)區(qū)。礦井發(fā)生突水事故后，應(yīng)立即通知救護(hù)隊(duì)組織搶救。同時(shí)，根據(jù)事故水立即通知救護(hù)隊(duì)組織搶救。同時(shí)，根據(jù)事故水源啟動(dòng)全部排水設(shè)備加速排水，防止整個(gè)礦井源啟動(dòng)全部排水設(shè)備加速排水，防止整個(gè)礦井被淹。被淹。 二、二、 水災(zāi)預(yù)兆

20、水災(zāi)預(yù)兆 （一）（一） 一般預(yù)兆一般預(yù)兆（1 1）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水可由煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水可由小變大；有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；小變大；有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；（2 2）工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣及硫化氫氣味；工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣及硫化氫氣味；（3 3）有時(shí)可聞到水的有時(shí)可聞到水的“嘶嘶嘶嘶”聲；聲；（4 4）礦壓增大，發(fā)生片幫冒頂及底臌。）礦壓增大，發(fā)生片幫冒頂及底臌。 （二）（二） 工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆（1 1）工作面壓力增大，底板臌起，底臌量可達(dá)工作面壓力增大，底板臌起，底臌量可達(dá)500m

21、m500mm以上；以上；（2 2）工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；（3 3）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)籽亓严痘蛎簬拖蛲鉂B水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)板滲水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁、底板穩(wěn)定時(shí)水色變清；濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁、底板穩(wěn)定時(shí)水色變清；（4 4）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并有底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并有“嘶嘶嘶嘶” 或刺耳水聲；或刺耳水聲；（5 5）底板發(fā)生底板發(fā)生“底爆底爆”，伴有巨響，水大量涌出，水色乳

22、白或呈黃，伴有巨響，水大量涌出，水色乳白或呈黃色。色。 （三）（三） 沖擊層水的突水預(yù)兆沖擊層水的突水預(yù)兆 （1）突水部位發(fā)潮、滴水，滴水逐漸增突水部位發(fā)潮、滴水，滴水逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂； （2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢(shì)是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；勢(shì)是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出； （3）頂）頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷

23、坑。 三、三、 突水后水量估算突水后水量估算 發(fā)生突水后，水量的估算是一項(xiàng)必不可少發(fā)生突水后，水量的估算是一項(xiàng)必不可少的工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件，迅速而準(zhǔn)確地對(duì)的工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件，迅速而準(zhǔn)確地對(duì)突水水量做出估算，是突水事故處理和搶救的突水水量做出估算，是突水事故處理和搶救的重要依據(jù)。重要依據(jù)。 （一一）現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)測(cè)測(cè)量量突突水水量量方方法法1 浮浮標(biāo)標(biāo)法法礦井發(fā)生突水后，初期水量一般較小，可在巷道的水溝內(nèi)測(cè)定其水量。選用規(guī)整的水溝長(zhǎng) 5m 左右，清除溝內(nèi)的雜物，選擇上、中、下三個(gè)斷面，測(cè)其寬度及 35 個(gè)水深值，并用木屑、紙屑作浮標(biāo)，測(cè)量水的流速，反復(fù)測(cè)量 35次，采用下式計(jì)算突水水量。 m

24、inm 333331603321987365423211/,ttt)hhhwhhhwhhhw(klq式中l(wèi)水溝測(cè)量段長(zhǎng)度,m； wi水溝斷面寬度,m； hi水溝內(nèi)水深,m； ti浮標(biāo)在乙段內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,min； k斷面系數(shù)。 當(dāng)突水量增大到不能采用水溝測(cè)量時(shí)，可選用大當(dāng)突水量增大到不能采用水溝測(cè)量時(shí)，可選用大巷中較為平直的一段，測(cè)量大巷內(nèi)的水流量，其方法巷中較為平直的一段，測(cè)量大巷內(nèi)的水流量，其方法與在水溝內(nèi)測(cè)量相同。與在水溝內(nèi)測(cè)量相同。 采用浮標(biāo)法測(cè)定水量時(shí)，系數(shù)采用浮標(biāo)法測(cè)定水量時(shí)，系數(shù)k k可按表可按表7-3-17-3-1選擇：選擇：表7-3-1 k 值 選 擇 表水深（m） 0.3 1

25、.0 1.0水溝特性粗糙度粗糙平滑粗糙平滑k 值0.450.650.550.770.750.850.80.92 水水泵泵標(biāo)標(biāo)定定法法 突水后，一般應(yīng)增開(kāi)水泵或增加水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，水倉(cāng)內(nèi)增加的水量可用下式計(jì)算 min/m,tshknwq3式中w水泵的銘牌排水量（m3min） ； n增開(kāi)的水泵臺(tái)數(shù)； k水泵的排水系數(shù)，可參照表7-3-2選?。?ht時(shí)間內(nèi)水位上升高度（m） ； s水倉(cāng)的水平斷面面積，m2； t水位上漲h所用的時(shí)間，min3容積法容積法 礦井突水時(shí)，如水由下向上充滿(mǎn)井下巷道及其它空間，可利用下水平巷道硐室的淹沒(méi)時(shí)間來(lái)估算突水量，即minm3/,tshqtvq或式中 v下水平巷道的淹沒(méi)體

26、積，m3： t 淹沒(méi)時(shí)間，min； s 下水平硐室巷道的水平斷面，m2； h在t 時(shí)間內(nèi)水位上升高度，m。（二二）突突水水總總水水量量的的估估算算突水搶險(xiǎn)過(guò)程中，需及時(shí)掌握從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻的突水總水量，其計(jì)算方法如下：1 算算術(shù)術(shù)迭迭加加法法v=q1t1+q2t2+q3t3+qntn，m3式中 v從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻止突水總體積，m3 q1 qn從突水開(kāi)始分段計(jì)算突水的涌水量，m3/min t1 tn從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻止，與上述涌水量相對(duì)應(yīng)的連續(xù)時(shí)間段（t1+t2+t3+tn=t，min） 。2曲曲線線求求積積儀儀法法 在直角坐標(biāo)紙上，繪出涌水量變化曲線，其橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為涌水量,

27、繪出從突水開(kāi)始到某一時(shí)刻涌水量變化曲線，在曲線圖上用求積儀量出坐標(biāo)軸與曲線所包圍的全面積，然后用該面積乘以單位面積所代表的水量，得出水淹沒(méi)的總體積。水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理與指揮水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理與指揮一、一、井下發(fā)生水災(zāi)初期的自救井下發(fā)生水災(zāi)初期的自救1、井下發(fā)生突水后，應(yīng)立即用最快的方法通知附近地區(qū)的人員一起按照井下發(fā)生突水后，應(yīng)立即用最快的方法通知附近地區(qū)的人員一起按照礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃中所規(guī)定的路線撤出。中所規(guī)定的路線撤出。2、在撤退中，如出路已被水隔斷，就要尋找井下位置最高、離井筒和大巷、在撤退中，如出路已被水隔斷，就要尋找井下位置最高、離井筒和大巷最近的地方暫時(shí)躲避；同時(shí)定

28、時(shí)在軌道和水管上敲打發(fā)出求救信號(hào)。最近的地方暫時(shí)躲避；同時(shí)定時(shí)在軌道和水管上敲打發(fā)出求救信號(hào)。3、如突水區(qū)設(shè)立水閘門(mén)時(shí)，在人員撤出后，要立即緊緊關(guān)死水閘門(mén)，把水、如突水區(qū)設(shè)立水閘門(mén)時(shí)，在人員撤出后，要立即緊緊關(guān)死水閘門(mén)，把水流完全隔斷。流完全隔斷。4、水泵房人員在接到突水事故報(bào)警后，要立即關(guān)閉泵房?jī)蓚?cè)的密閉門(mén)，啟、水泵房人員在接到突水事故報(bào)警后，要立即關(guān)閉泵房?jī)蓚?cè)的密閉門(mén)，啟動(dòng)所有水泵，把突出的水盡快排出；沒(méi)接到救災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)人的撤退命令，絕對(duì)不動(dòng)所有水泵，把突出的水盡快排出；沒(méi)接到救災(zāi)領(lǐng)導(dǎo)人的撤退命令，絕對(duì)不可離開(kāi)工作崗位?？呻x開(kāi)工作崗位。5、突水后，特別是老空區(qū)的積水突出以后，往往會(huì)從積水的空間

29、放出大量、突水后，特別是老空區(qū)的積水突出以后，往往會(huì)從積水的空間放出大量有害氣體，如瓦斯、硫化氫等，所以在避災(zāi)自救中要注意防止有害氣體中毒有害氣體，如瓦斯、硫化氫等，所以在避災(zāi)自救中要注意防止有害氣體中毒和窒息。和窒息。二、水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理二、水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處理1、應(yīng)迅速判定水災(zāi)的性質(zhì)，了解突水地點(diǎn)、影響范圍、靜止、應(yīng)迅速判定水災(zāi)的性質(zhì)，了解突水地點(diǎn)、影響范圍、靜止水位，估計(jì)突出水量、補(bǔ)給水源及有影響的地面水體。水位，估計(jì)突出水量、補(bǔ)給水源及有影響的地面水體。2、要掌握災(zāi)區(qū)范圍、搞清事故前人員分布，分析被困人員可、要掌握災(zāi)區(qū)范圍、搞清事故前人員分布，分析被困人員可能躲避的地點(diǎn)以便迅速組織搶救（能躲避的地

30、點(diǎn)以便迅速組織搶救（需要進(jìn)下人員定位系統(tǒng)的支需要進(jìn)下人員定位系統(tǒng)的支持）。持）。3、根據(jù)突水量的大小和礦井排水能力，積極采取排、堵、截、根據(jù)突水量的大小和礦井排水能力，積極采取排、堵、截水的技術(shù)措施。水的技術(shù)措施。4、加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯和其他有害氣體的積聚和發(fā)生熏人等、加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯和其他有害氣體的積聚和發(fā)生熏人等意外事故。意外事故。5、在排水后進(jìn)行偵察、搶險(xiǎn)時(shí)，要防止冒頂、掉底和二次突、在排水后進(jìn)行偵察、搶險(xiǎn)時(shí)，要防止冒頂、掉底和二次突水。水。6、在搶救和運(yùn)送長(zhǎng)期被困井下的人員時(shí)要采取措施，要防止、在搶救和運(yùn)送長(zhǎng)期被困井下的人員時(shí)要采取措施，要防止突然改變他們已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，造成

31、不應(yīng)有的傷亡。突然改變他們已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，造成不應(yīng)有的傷亡。 （六）（六） 探放含水層水探放含水層水 由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動(dòng)力條件等由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動(dòng)力條件等都具有明顯的不均勻性，煤層頂、底板砂巖水、巖都具有明顯的不均勻性，煤層頂、底板砂巖水、巖溶水等在某些（或某一）地段對(duì)采掘工作面沒(méi)有任溶水等在某些（或某一）地段對(duì)采掘工作面沒(méi)有任何影響，而在另一些地段卻帶來(lái)不同程度的危害。何影響，而在另一些地段卻帶來(lái)不同程度的危害。為確保礦井安全生產(chǎn)，必須探清含水層的水量、水為確保礦井安全生產(chǎn)，必須探清含水層的水量、水壓和水源等，才能予以治理。壓和水源等，才能予以治理。 防治

32、煤層頂、底板含水層的水害，既要從整體上防治煤層頂、底板含水層的水害，既要從整體上查明水文地質(zhì)條件，采取疏干降壓或截源堵水等防查明水文地質(zhì)條件，采取疏干降壓或截源堵水等防治措施，又要重視井下采區(qū)的探查。治措施，又要重視井下采區(qū)的探查。 疏干開(kāi)采是指對(duì)煤層頂板或煤層含水層的疏干；而疏干開(kāi)采是指對(duì)煤層頂板或煤層含水層的疏干；而疏水降壓是指對(duì)煤層底板含水層而言，其目的是使煤層疏水降壓是指對(duì)煤層底板含水層而言，其目的是使煤層底板含水層水壓降低至采煤安全水壓（該部分將在下節(jié)底板含水層水壓降低至采煤安全水壓（該部分將在下節(jié)論述）。論述）。 礦井疏干的目的是預(yù)防地下水突然涌入礦井，避免礦井疏干的目的是預(yù)防地下

33、水突然涌入礦井，避免災(zāi)害事故，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消除地下災(zāi)害事故，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消除地下水靜水壓力造成的破壞作用等，是煤礦防治水的一種主水靜水壓力造成的破壞作用等，是煤礦防治水的一種主要措施。對(duì)于大水礦區(qū)，為了減少礦井涌水量，應(yīng)采取要措施。對(duì)于大水礦區(qū)，為了減少礦井涌水量，應(yīng)采取截流、淺排和排、供、生態(tài)環(huán)保三位一體結(jié)合等輔助措截流、淺排和排、供、生態(tài)環(huán)保三位一體結(jié)合等輔助措施，施，與疏干工作統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行綜合防治。與疏干工作統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行綜合防治。二二 疏干開(kāi)采疏干開(kāi)采 （一）（一） 疏干程序疏干程序 礦井疏干過(guò)程可分為疏干勘探、試驗(yàn)疏干和經(jīng)常疏干三個(gè)逐漸過(guò)礦井疏干

34、過(guò)程可分為疏干勘探、試驗(yàn)疏干和經(jīng)常疏干三個(gè)逐漸過(guò)渡程序，應(yīng)與礦井的開(kāi)發(fā)工作密切配合。渡程序，應(yīng)與礦井的開(kāi)發(fā)工作密切配合。 1 1。疏干勘探。疏干勘探 疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探。其目的是進(jìn)一步疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探。其目的是進(jìn)一步查明礦區(qū)疏干所需要的水文地質(zhì)資料；確定疏干的可能性，提出疏干查明礦區(qū)疏干所需要的水文地質(zhì)資料；確定疏干的可能性，提出疏干方案。方案。 2 2。試驗(yàn)性疏干。試驗(yàn)性疏干 試驗(yàn)性疏干方案的正確制定表現(xiàn)在礦井開(kāi)采初期能降低水位，并試驗(yàn)性疏干方案的正確制定表現(xiàn)在礦井開(kāi)采初期能降低水位，并能經(jīng)過(guò)能經(jīng)過(guò)6 61212個(gè)月，尤其是雨季的考驗(yàn)。要盡可能利

35、用疏干勘探工程，個(gè)月，尤其是雨季的考驗(yàn)。要盡可能利用疏干勘探工程，并補(bǔ)充疏干給水裝置。通過(guò)試驗(yàn)，視干擾效果及殘余水頭的狀況，進(jìn)并補(bǔ)充疏干給水裝置。通過(guò)試驗(yàn)，視干擾效果及殘余水頭的狀況，進(jìn)行工程調(diào)整。行工程調(diào)整。 3 3。經(jīng)常性疏干經(jīng)常性疏干 經(jīng)常性疏干是生產(chǎn)礦井日常性的疏干工作，隨著開(kāi)采范圍的擴(kuò)大經(jīng)常性疏干是生產(chǎn)礦井日常性的疏干工作，隨著開(kāi)采范圍的擴(kuò)大和水平延伸，疏干工作要不斷地進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)充，甚至重新制定疏干和水平延伸，疏干工作要不斷地進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)充，甚至重新制定疏干方案，以滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)的要求。方案，以滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)的要求。 （二）（二） 疏干方式疏干方式 疏干工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合。疏干工

36、程按其進(jìn)行階疏干工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合。疏干工程按其進(jìn)行階段（或時(shí)間）可分為預(yù)先疏干和并行疏干。預(yù)先疏干在井巷段（或時(shí)間）可分為預(yù)先疏干和并行疏干。預(yù)先疏干在井巷開(kāi)拓之前進(jìn)行；并行疏于是在井巷開(kāi)拓過(guò)程中進(jìn)行，一直到開(kāi)拓之前進(jìn)行；并行疏于是在井巷開(kāi)拓過(guò)程中進(jìn)行，一直到礦井全部采完為止。礦井全部采完為止。 疏干方式有三種：地表式是從地表進(jìn)行疏干；地下式是在疏干方式有三種：地表式是從地表進(jìn)行疏干；地下式是在地下進(jìn)行疏干；聯(lián)合式是同時(shí)采用上述兩種方式或多井同時(shí)地下進(jìn)行疏干；聯(lián)合式是同時(shí)采用上述兩種方式或多井同時(shí)疏干。目前這三種疏干方式皆有采用。疏干。目前這三種疏干方式皆有采用。 （三）（三） 疏干工

37、程疏干工程 疏干工程的布置、規(guī)模、種類(lèi)、質(zhì)量、施工設(shè)備、施工疏干工程的布置、規(guī)模、種類(lèi)、質(zhì)量、施工設(shè)備、施工工藝及完工時(shí)間，應(yīng)按照疏干方案進(jìn)行，疏干方案的編制是工藝及完工時(shí)間，應(yīng)按照疏干方案進(jìn)行，疏干方案的編制是在水文地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在試驗(yàn)性疏干結(jié)束后，應(yīng)在水文地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在試驗(yàn)性疏干結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)疏干方案作進(jìn)一步修訂。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)疏干方案作進(jìn)一步修訂。 三三 帶壓開(kāi)采帶壓開(kāi)采 為在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進(jìn)行帶（水）壓開(kāi)采，并獲得效益，為在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下進(jìn)行帶（水）壓開(kāi)采，并獲得效益，以下技術(shù)問(wèn)題應(yīng)予以重視并付諸實(shí)施。以下技術(shù)問(wèn)題應(yīng)予以重視并付諸實(shí)施。 （一）查

38、清帶壓開(kāi)采的礦井或采區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件（一）查清帶壓開(kāi)采的礦井或采區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件 除應(yīng)對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件有所認(rèn)識(shí)外，對(duì)井田或采區(qū)的水文除應(yīng)對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件有所認(rèn)識(shí)外，對(duì)井田或采區(qū)的水文地質(zhì)條件更應(yīng)了解清楚，對(duì)充水含水層的補(bǔ)、徑、排條件和不同地質(zhì)條件更應(yīng)了解清楚，對(duì)充水含水層的補(bǔ)、徑、排條件和不同充水含水層間的水力聯(lián)系狀況以及保護(hù)層的隔水性能均應(yīng)予以研充水含水層間的水力聯(lián)系狀況以及保護(hù)層的隔水性能均應(yīng)予以研究。以便選擇具體防治水方法和制定帶（水）壓開(kāi)采的措施。究。以便選擇具體防治水方法和制定帶（水）壓開(kāi)采的措施。（二）（二） 編制突水系數(shù)圖編制突水系數(shù)圖 前面已經(jīng)提到，突水系數(shù)的應(yīng)

39、用是通過(guò)突水系數(shù)圖來(lái)體現(xiàn)的。前面已經(jīng)提到，突水系數(shù)的應(yīng)用是通過(guò)突水系數(shù)圖來(lái)體現(xiàn)的。有兩種突水系數(shù)圖，一種是礦區(qū)或井田的突水系數(shù)圖，比例尺常有兩種突水系數(shù)圖，一種是礦區(qū)或井田的突水系數(shù)圖，比例尺常為為1：50001：10000；第二種是采區(qū)的突水系數(shù)圖，比例尺一；第二種是采區(qū)的突水系數(shù)圖，比例尺一般是般是1：10001：2000，甚至更大些。，甚至更大些。 （三）（三） 編制帶壓開(kāi)采地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)編制帶壓開(kāi)采地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū) 開(kāi)采受水害威脅地區(qū)的煤層，在編制開(kāi)拓、開(kāi)采受水害威脅地區(qū)的煤層，在編制開(kāi)拓、掘進(jìn)與回采設(shè)計(jì)之前，必須編制該范圍的地質(zhì)、掘進(jìn)與回采設(shè)計(jì)之前，必須編制該范圍的地質(zhì)、水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，以作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。水文地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，以作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 （四）應(yīng)用（四）應(yīng)用“脆弱性指數(shù)法脆弱性指數(shù)法”評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè),其技其技術(shù)思路是：術(shù)思路是： （1 1）、首