礦井水災防治-第四章

1、礦井水災防治-第四章第1頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六煤礦不同類型水害的防治底板水地表水老窯水松散裂隙水頂板水水害防治2第2頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 地表防治水是在地面修筑一些防排水工程，防止降雨匯集水和地表水流(涌)入工業(yè)廣場或通過滲漏流入井下，保障礦井安全所采取的技術措施。 地表防治水工作主要包括：1、河床鋪底與填堵陷坑；2、排除積水；3、河流改道；4、修建水庫及修筑排洪渠；5、防洪堤等。地表水防治3第3頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地表水防治必要性 礦井水的主要來源是地表水和大氣降水的滲透補給，即使

2、含水層向礦井充水，其最終補給也是大氣降水或地表水，充水含水層只不過是它的直接或間接通道罷了。 未能接受大氣降水和地表水補給或補給量較少的充水含水層，一般是易于疏干的。因此礦井防治水最重要的一個環(huán)節(jié)，就是防治地表水或大氣降水的滲透補給。4第4頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地表水防治防治方法有效的礦井防治水工作應該采取井下著眼、地面著手的方針，防、排、治相互結合。防治措施在近山區(qū)，以蓄為主，蓄防結合；在礦區(qū)外圍，以防為主，排放結合；在礦區(qū)內部，以導流為主，導排結合；5第5頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地表水防治注意的問題編制基本圖件，分析充水

3、條件；掌握降水強度與補給強度；掌握補給條件和范圍，設計具體工程；掌握當?shù)亟邓?guī)律和強度，合理建設防洪工程規(guī)模；掌握礦區(qū)最高洪水位和淹及范圍； 根據(jù)水利工程的要求，設計溝渠堤壩的抗洪強度和排泄能力。6第6頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地表水防治措施地表水防治措施從以下兩個方面來分析：一、地表水防治的綜合措施二、地表防滲工程及措施7第7頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六一、地表水防治的綜合措施(一)山區(qū)礦井地表水的防治措施(二)平原區(qū)礦井地表水的防治措施8第8頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）山區(qū)礦井地表水的綜合防治

4、措施 地表水向井下嚴重滲漏，汛期威脅礦井安全時，應在漏水段進行河床鋪底或修建人工河床，也可采用河流改道的辦法； 在高原山地有典型巖溶的礦區(qū)，為減少暴雨時的井下高峰涌水量，保證礦井安全，可利用地勢，開鑿截水平硐，截疏灌向巖溶暗河的河水(洪水)； 當河谷下煤層頂?shù)装鍒杂?，采后形成塌陷?坑)，無條件充填或修人工河床時，應在塌陷溝的上游外圍挖截水溝，在溝谷處修建渡槽，地形有利時，溝河可以改道。 若礦井井口、平硐硐口存在洪水威脅時，應作如下處理： 治理小窯、采空區(qū)的塌陷坑或巖溶塌陷坑?？筛鶕?jù)情況，分別采用圍、堵、截流、疏導、填土夯實及設泵站排水等措施 有泥石流災害的礦區(qū)，應治山治坡，植樹種草。工業(yè)場區(qū)

5、和生活區(qū)要避開泥石流，必要時應修建攔洪壩和疏導工程。在易發(fā)生滑坡和塌方處的上游，應修建排水截流設施，下部修建檔土墻。9第9頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）平原區(qū)礦井地表水的綜合防治措施 受河流泛濫威脅的礦井，當無條件提高河流防洪標準或進行河流改道時，須在礦井井口、工業(yè)場地周圍修筑堤壩。 受內澇威脅的礦區(qū)，應按河網化方式，開挖防洪排澇渠道系統(tǒng)，修建防洪排澇泵站，排出內澇積水。對有向井下潰水危險的塌陷坑(洞)，應用塊石(或片石)、砂和粘土填實或設泵排水。 對不符合在地表水體下采煤的地段，必須先排除地表積水，后采煤，或者采取其它有效的措施。 當河流或其它地表水體是礦井

6、充水的直接或間接充水水源，對礦井安全有嚴重影響時，可是具體條件，在滲漏段或滲漏點分別采取鋪底、改道、或截流截源等防滲措施，排除積水并應填土夯實。10第10頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六二、地表防滲工程及措施(一)封堵地面塌陷裂隙通道的措施(二)漏水河床(沖溝)鋪底措施(三)河流改道或截彎取直措施(四)修筑排洪渠、防洪堤的措施(五)地面帷幕截流注漿截流措施11第11頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 塌陷坑堵填方法示意圖 渡洪槽示意圖（一）封堵地面塌陷裂隙通道的措施 1、封堵塌陷坑和裂隙 2、圍截隔離塌陷裂隙區(qū) 3、將洪水引出塌陷裂隙區(qū)12第1

7、2頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 人工河床襯砌斷面示意圖（二）漏水河床(沖溝)鋪底措施漏水河床(沖溝)鋪底的原則(1)不應過多縮小原河床斷面，人工鋪設河床斷面尺寸的確定應進行水力計算。(2)鋪設人工河床的材料應盡量就地取材。(3)鋪砌方式必須同時滿足防滲、防潛蝕、防沖刷。13第13頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 整鋪河床示意圖襯砌進出口段的要求：(1)護砌段的上下游均應超出滲漏段一定距離。(2)進出口段應保持水流順暢，或做成“八”字墻。(3)護砌結構的始末應設截滲墻，以免沖毀護砌結構，同時可防止水流由護砌的兩端潛入滲漏段。 整鋪河床示意圖

8、1-灰?guī)r；2-頁巖；3-整鋪后的人工河床14第14頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）河流改道或截彎取直措施 河流改道的原則： (1)河流改道一般工程量大，投資多，一般不宜輕易采用，應通過技術經濟比較后再行設計施工。 (2)要考慮礦區(qū)發(fā)展遠景和工農業(yè)布局，既要避免二次改道，又不要因改道而影響礦區(qū)的工農業(yè)和生活用水。 河流改道設計： (1)人工河道路線選擇應盡量走洼地，工程地質條件好，線路短。 (2)人工河道起點和終點應順應河勢。河道坡度要合理，不宜過大或過小，以免沖刷或淤塞；河道的斷面應能保證通過最大洪水量。 (3)在人工河道起點處，須在原河道上設置攔河壩，將水流引

9、入新河道。壩址及人工河道應選擇在隔水巖層上，必要時還應對局部河段進行防滲處理。 (4)攔河壩距人工河道銜接部位應有一定距離，以免攔河壩被水流沖潰。15第15頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六河流改道示意圖 河流改道示意圖 河流改道及截彎取直示意圖16第16頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（四）修筑排洪渠、防洪堤的措施1、排洪渠的布置2、排洪渠的布置原則3、排洪渠的布置構造要求4、防洪堤17第17頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 排(截)洪渠布置示意圖 在塌陷區(qū)上方修排洪溝示意圖1、排洪渠的布置18第18頁，共130頁，

10、2022年，5月20日，1點11分，星期六 排洪渠進出口布置示意圖2、排洪渠的布置原則1）渠線走向的布置原則 2）進出口的布置原則19第19頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六3、排洪渠的布置構造要求 跌水布置示意圖 復式斷面排洪明渠示意圖20第20頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六4、防洪堤 在無法布置排洪渠的地段，也可布設防洪堤以阻擋洪水進入礦區(qū)。防洪堤布設的一般原則：(1)應盡量選用當?shù)夭牧希?2)堤腳應離開岸邊一定距離；(3)堤軸線應和洪水流向平行；(4)在易沖刷段應進行護砌，必要時應在迎水面上砌石或水泥抹面。 21第21頁，共130頁，2

11、022年，5月20日，1點11分，星期六（五）地面帷幕注漿截流措施 當?shù)V區(qū)內的地表河流對礦井的開采造成影響，而其它防治方法又不宜采用時，可采用注漿帷幕截流的方法，切斷河水對礦坑的滲漏與倒灌。22第22頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六帷幕截流背景1(a)某礦各灰?guī)r含水層與第四系含水層接觸關系示意圖23第23頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六帷幕截流背景2(b)某礦煤系被小汶河覆蓋狀況示意圖24第24頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六帷幕的設計與施工 某礦灌漿帷幕位置及各段長度示意圖(為施工順序)25第25頁，共130頁，2

12、022年，5月20日，1點11分，星期六礦井底板水的防治 一、底板突水因素分析、預測及帶壓開采安全度評價 二、底板水的疏水降壓 三、隔水層薄弱帶的注漿加固 四、利用隔水層帶壓開采26第26頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六一、底板突水因素分析、預測及帶壓開采安全度評價 (一)采動條件下底板破壞的規(guī)律(二)底板突水因素分析(三)底板突水預測方法(四)帶壓開采安全度評價27第27頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）采動條件下底板破壞的規(guī)律(c)工作面周圍支承壓力分布特征采動空間內應力重新分布示意圖(b)工作面底板剪切帶分布特征(a)隨工作面推進底

13、板受力特征28第28頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六下三帶的發(fā)育1.“下三帶”發(fā)育特征2. “下三帶”的確定 底板隔水層在開采條件下三帶分布示意圖29第29頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）底板突水因素分析 含水層富水性及水壓 破裂構造 礦壓破壞深度 隔水層厚度、巖性組合 山東礦業(yè)學院特殊開采所經驗公式(2002年)：式中 Cp采動對底板的破壞深度，m； L工作面斜長，m； H采深，m； a煤層傾角，； f底板巖層堅固性系數(shù) 采煤工作面底板受力、剪切帶分布圖30第30頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）底板突水

14、預測方法1、采掘前的突水預測2、采掘過程中的突水預測31第31頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1、采掘前的突水預測 (1)水文地質方法 (2)突水系數(shù)分析法突水系數(shù)指單位隔水層厚度所承受的水壓，又稱水壓比，其表達式為： 式中 Ts突水系數(shù)，MPa/m； P作用于隔水層底板的水壓力，MP Mi底板隔水巖中某一性質巖石的厚度，m； Yi底板隔水巖中i層巖石等值隔水系數(shù)(泥巖為1，砂頁巖為0.7，頁巖為0.5，斷層破碎帶巖石為0.35) Cp采動對底板的破壞深度，m； n隔水層層數(shù)。 32第32頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、采掘過程中的突水預

15、測(1)鉆探方法 探測高水壓區(qū)(若其值遠遠低于奧灰水壓(CHA 0.41.0MPa以上)則不突水。 探測底板水的導升高度(當導升高度上界進入或達到礦壓破壞區(qū)時)，往往發(fā)生突水。(2)物探方法(3)突水征兆的監(jiān)測 一摸二看三四聽； 五紅六汗硫化氫； 七上八下九水溝； 嘴嘗手捏身體冷。33第33頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（四）帶壓開采安全度評價1、掘進巷道底板隔水層安全隔水厚度2、回采工作面底板隔水層突水系數(shù)3、安全水頭值34第34頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1、掘進巷道底板隔水層安全隔水厚度計算公式：式中： t安全隔水厚度(m)； L

16、巷道底板寬度(m)； 底板隔水層的平均容重(t/m3)； Kp底板隔水層的平均抗張強度(10-2MPa)； H底板隔水層承受的水頭壓力 (10-2MPa)。如底板隔水層實際厚度小于計算值時，就是不安全的。35第35頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、回采工作面底板隔水層突水系數(shù) 底板受構造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06 MPa/m就可認為是安全的，正常塊段(隔水層完整無斷裂構造破壞)不大于0.1 MPa/m就可認為是安全的。 安全區(qū)：是指當煤層底板位于奧灰水位以下，此區(qū)不存在突水危險性； 較安全區(qū)：是指突水系數(shù)小于0.06MPa/m，存在底板突水的可能性，需采取防

17、治水措施，進行帶壓開采； 危險區(qū)：是指突水系數(shù)介于0.06-0.1 MPa/m，突水的危險性較大，在巖層完整構造簡單地帶采取安全措施的情況下可進行帶壓開采； 最危險區(qū)：是指突水系數(shù)大于0.1MPa/m，是底板突水的最危險地段。36第36頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六3、安全水頭值(1)掘進巷道安全水頭值式中 H底板隔水層能夠承受的安全水壓(10-2MPa)； t底板隔水層厚度(m)； L巷道寬度(m)； 底板隔水層的平均容重(t/m3)； Kp底板隔水層的平均抗張強度(10-2MPa) 當掘進巷道工作區(qū)段的水壓值大于所計算出的安全水壓值時，巷道有底板突水的危險；反之

18、，可以安全掘進。(2)回采工作面安全水頭值 式中 P底板隔水層能夠承受的安全水壓(MPa)； M底板隔水層厚度(m)； Ts突水系數(shù)(MPa/m) 當回采工作面隔水底板的實際水頭值大于安全水頭值，則有底板突水的危險；反之，可以安全回采。37第37頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六底板水的防治應遵循十六個字方針：整體研究，逐塊分析，因地制宜，先易后難。二、底板水的疏水降壓(一)地表疏水降壓(二)井下疏水降壓(三)井上下聯(lián)合疏水降壓38第38頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）地表疏水降壓地表疏降模式39第39頁，共130頁，2022年，5月20

19、日，1點11分，星期六地表疏降鉆孔(井)平面布置方式地表疏降鉆孔(井)平面布置方式40第40頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）井下疏水降壓下行式井下疏水降壓鉆孔注意!當下伏含水層的水頭壓力過高（大于45MPa）時，井下放水鉆孔施工就很困難，此時此法不宜采用。 (a) 底板疏水降壓孔平面布置示意圖 (b)底板疏水降壓孔剖面示意圖41第41頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）井上下聯(lián)合疏水降壓 井上下聯(lián)合疏水降壓 當?shù)孛婊蚓聠我皇杞捣绞叫Ч缓没虿粔蚪洕侠頃r，可采用井上下聯(lián)合疏水，或采用供疏結合的聯(lián)合疏水。當?shù)V區(qū)一方面地面供水(工業(yè)、農

20、業(yè)、居民飲用)緊張，另一方面井下水害嚴重，礦區(qū)供水與礦井排水之間嚴重矛盾時，可利用礦區(qū)供水水源地直接作為礦井疏放水系統(tǒng)，或者將礦井疏水系統(tǒng)直接用作礦區(qū)供水水源地，實現(xiàn)疏供水結合。壓力傳遞式井下疏水孔壓力傳遞式井下疏降鉆孔42第42頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六三、隔水層薄弱帶的注漿加固注漿防治礦井水害技術優(yōu)點：減少礦井生產過程中的排水電費，降低噸煤生產成本。有利于在礦產資源開發(fā)過程中有效地保護礦區(qū)地下水資源。有利用在礦產資源開發(fā)過程中有效地防止地下水系統(tǒng)環(huán)境擾動而誘發(fā)的生態(tài)環(huán)境惡化和其他相關的地質災害發(fā)生。具體防治方法(一)改造含水層為隔水層，增加隔水層厚度(二)提

21、高隔水層的阻水性(三)其它防治方法43第43頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）改造含水層為隔水層，增加隔水層厚度底板含水層注漿改造技術示意圖44第44頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二） 提高隔水層的阻水性 煤層底板隔水層破碎帶注漿加固示意圖45第45頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地面防滲堵漏：在煤層底板下伏奧灰含水層的露頭部位，如有地面水流（河流、水渠）通過時，地面水往往大量漏失而補給含水層。如河流水量很大，但漏失段不很長時，可在地面進行河床防滲堵漏工作，往往能使礦井突水危險性或礦井涌水量顯著減小。改變采煤

22、方法：對于隔水底板厚度較薄，突水威脅嚴重，而又無其他有效防治辦法的礦井或采區(qū)，如改用適當?shù)牟擅悍椒ǎ芑U為夷。例如短壁開采，房柱式開采、砌充填帶以至充填法采礦，都能減小礦壓和提高隔水底板抵抗水壓的能力；快速回采、人工放頂，則能縮短懸頂時間，避免或減少底板巖體因蠕變而降低其力學強度的危險。（三）其它防治方法46第46頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六礦井頂板水防治一、煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預測二、防水煤(巖)柱的留設三、頂板水的超前疏干四、注漿截流五、改變采煤技術47第47頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六一、煤層頂板涌水因素分析及預

23、測 (一)采動條件下覆巖破壞的規(guī)律 (二)影響覆巖破壞的因素 (三)頂板突水預測48第48頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）采動條件下覆巖破壞的規(guī)律覆巖破壞分帶示意圖49第49頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）影響覆巖破壞的因素覆巖性質及組合特征 1）堅硬-堅硬型 2）軟弱-軟弱型 4）堅硬-軟弱型 3）軟弱-堅硬型煤層賦存及開采因素 1）采厚 2）分層數(shù)及回采垂高 3）開采面積 4）地質構造 5）采煤方法及頂板管理 6）覆巖破壞的延續(xù)時間 50第50頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）礦層頂板導水裂隙帶的

24、發(fā)育高度的確定1導水裂隙帶發(fā)育高度的計算 冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖51第51頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 (1) 垮落帶高度 根據(jù)巖石的強度，其垮落帶計算公式如下：52第52頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六(2) 導水裂縫帶高度式中： 煤層累計采厚，m； 單層采厚不超過3m，累計采厚不超過15m。53第53頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）礦層頂板導水裂隙帶的發(fā)育高度的確定54第54頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）礦層頂板導水裂隙帶的發(fā)育高度的確定 急傾斜煤層覆

25、巖破壞最大高度計算55第55頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六防水安全煤巖柱保護層厚度56第56頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六防砂安全煤巖柱保護層厚度57第57頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六急傾斜煤層防水及防砂煤巖保護層厚度58第58頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六二、防水煤(巖)柱的留設措施*防水煤(巖）柱：在井下受水害威脅的地帶，為防止水突然涌入而保留一定寬度或厚度暫不采動得煤柱。位置不同可以分為不同的種類：斷層防水煤柱、井田邊界煤柱、上下水平防水煤柱、水淹區(qū)防水煤柱、地表水體防水煤柱

26、、沖擊層防水煤柱。使用條件：隔水層厚度滿足不了H安H裂+H保的要求時(一)基巖裸露區(qū)防水煤(巖)柱的留設；(二)煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤(巖)柱的留設；(三)在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤(巖)柱的留設；(四)上、下兩層煤之間防水煤(巖)柱的留設。59第59頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）基巖裸露區(qū)防水煤(巖)柱的留設基巖風化裂隙較發(fā)育時，防水煤(巖)柱的留設；防水煤(巖)柱的總厚度應滿足下式要求：基巖風化裂隙不發(fā)育時，防水煤(巖)柱的留設；根據(jù)上式計算的防水煤(巖)柱高度，不得小于20m。煤系地層無松散層覆蓋時防水煤柱的留設H安H裂+H保

27、+H風60第60頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤(巖)柱的留設 煤層露頭部位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時61第61頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤(巖)柱的留設在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時防水煤(巖)柱的留設62第62頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（四）上、下兩層煤之間防水煤(巖)柱的留設 多煤層邊界防水煤柱之一 多煤層邊界防水煤柱之二63第63頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六三、頂板水的超前疏干(一)

28、疏干類型(二)常見的疏干方式64第64頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）疏干類型地表井群疏干 據(jù)部分礦區(qū)實踐經驗，滲透系數(shù)大于3m/d的潛水含水層和大于0.30.5m/d的承壓含水層均可取得良好的疏干效果。巷道疏干 適用于某一固定部位（如露天礦的非工作幫）的疏干或斷面截流 。采準巷道疏干 廣泛應用于采區(qū)頂板含水層及頂板流砂層的疏干。 多井聯(lián)合疏干 頂板含水層分布范圍較廣，補給水量較大 。65第65頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）常見的疏干方式1、地表疏干2、巷道疏干3、井下鉆孔疏水4、吸水鉆孔疏水5、井上下聯(lián)合疏水66第66頁，共1

29、30頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1、地表疏干地表疏降模式圖67第67頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六地表疏降鉆孔(井)平面布置方式地表疏降鉆孔(井)平面布置方式68第68頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、巷道疏干1)石門疏水石門多含水層疏水69第69頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、巷道疏水2)采準”巷道疏水 利用煤層采準巷道疏放頂板水70第70頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六3、井下鉆孔疏水直通式井下疏水孔直通式疏水鉆孔71第71頁，共130頁，2022年，5月20日

30、，1點11分，星期六上行式井下疏水孔頂板上行式疏水孔72第72頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六水平(近水平)式井下疏水孔采動放水通過探查，證實煤層直接充水含水層與強含水層或其它水體未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時，可在采區(qū)最低部位首先回采，實行采動放水疏干，保證后期回采安全。 井下水平或近水平疏水孔73第73頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六4、吸水鉆孔疏水吸水鉆孔示意圖74第74頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六5、井上下聯(lián)合疏水 1)地表井下聯(lián)合疏干在同一礦井(區(qū)內)，同時采用地表疏水和井下疏水兩種方式。地表井

31、下聯(lián)合疏水一般是在礦井水文地質條件復雜，單一疏干方式效果不好或不夠經濟合理時采用。2)供疏結合的聯(lián)合疏水在地面供水緊張，而井下水害又嚴重的大水礦區(qū)，為了解決礦區(qū)供水與礦井排水之間的矛盾，可利用礦區(qū)疏水系統(tǒng)直接用作礦區(qū)供水水源地，實現(xiàn)供疏結合。75第75頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六四、注漿截流露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻76第76頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿77第77頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六注漿封堵頂板水注漿

32、封堵頂板水78第78頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六五、改變采煤方法充填式開采法 1) 當頂板含水層距煤層頂板普遍接近時 2) 當煤層露頭部位及淺部被地表水體或新生界強含水所覆蓋時 3) 在逆斷層含水體下或積水老窯下采煤時膏體充填綠色開采技術 “三下一上（三下地表水下、建筑物下和鐵路下，一上承壓水上）”是一種具有發(fā)展前景的開采技術。 間歇開采法及分區(qū)隔離開采法 1）厚煤層還可采用分層間歇開采法 2）急傾斜煤層，則可采用長走向小階段間歇開采分區(qū)隔離開采法: 先遠后近、先深后淺、先簡單后復雜、先探后采的試探性開采方法條帶式開采法 79第79頁，共130頁，2022年，5月

33、20日，1點11分，星期六斷層水防治一、斷裂帶充水規(guī)律二、斷層水的探放三、斷層防水煤柱的留設四、斷層的注漿堵水五、水閘墻封堵突水點80第80頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六一、斷裂帶充水規(guī)律(一)斷裂帶的劃分(二)斷裂帶充水特征(三)斷裂兩盤含水層和煤層的對接關系類型(四)斷層的“活化”81第81頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）斷裂帶的劃分斷裂內帶斷裂外帶斷裂中帶 斷裂構造影響范圍分帶示意圖82第82頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）斷裂帶充水特征83第83頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分

34、，星期六（三）斷裂兩盤含水層和煤層的對接關系類型84第84頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（四）斷層的“活化”突發(fā)性涌水(突水)形成示意圖85第85頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六二、斷層水的探放(一)探放斷層水的原則及探查內容(二)探放斷層水的方法(三)斷層水的預防與處理86第86頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（一）探放斷層水的原則及探查內容1、探放斷層水的原則2、探放斷層水的探查內容87第87頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1、探放斷層水的原則探放斷層水的原則： (1)、采掘工作面前方

35、或附近預測有斷層存在，但其具體位置不清或控制不夠嚴密時。 (2)、采掘工作面前方或附近預測有斷層存在，但其位置和含（導）水性不清，可能發(fā)生突水事故時。 (3)、采掘工作面底板隔水層厚度與實際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值）在采煤工作面前方和采面影響范圍內，是否有斷層情況不清，一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時。 (4)、斷層已被巷道揭露或穿過，暫時沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動影響下，有可能導致斷層活化并引起突水，須要探明深部其是否以與強含水層或底板水導升高度相連通時。88第88頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1

36、、探放斷層水的原則 (5)、井巷工程接近或即將穿過的斷層淺部不含（導）水，但在深部有可能突水時。 (6)、根據(jù)井巷工程和自設斷層防水煤柱等的特殊要求 ，必須探明斷層時。 (7)、采掘工作面距已知含水斷層60米時。 (8)、采掘工作面接近推斷含水斷層100米時。 (9)、采區(qū)內小斷層使煤層與強含水層的距離縮短時。(10)、采區(qū)內構造不明，含水層水壓又大于2Mpa-3Mpa時。89第89頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、探放斷層水的探查內容斷層的位置、產狀要素、斷層帶寬度(包括內、中、外三帶)及伴生(或派生)構造和其導水性、富水性等。斷層帶的充填物及充填程度、膠結物及膠

37、結程度，斷層兩盤外帶裂隙、巖溶發(fā)育情況及其富水性。斷層兩盤對接部位的巖性及其富水性，煤層與強含水層的實際間距(即隔水層的厚度)。斷層與其它含(導)水斷層、陷落柱或其它水體交切部位及其富水性。90第90頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）探放斷層水的方法(1)工作面前方已知或預想有含(導)水斷層的探查工作面前方已知或預想有含(導)水斷層的探查91第91頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）探放斷層水的方法(2)隔水巖柱厚度處于臨界狀態(tài)時，掘進工作面前方有無斷層突水危險的探查掘進工作面前方有無斷層突水危險的探查92第92頁，共130頁，2022

38、年，5月20日，1點11分，星期六（二）探放斷層水的方法(3)巷道實見斷層，在采動影響后有無突水危險性的探查采動影響后有無突水危險性的探查93第93頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（三）斷層水的預防與處理斷層水突出的防治措施94第94頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六三、斷層防水煤柱的留設(一)煤層位于導水斷層上盤時，煤(巖)柱的留設 (二)位于導水斷層下盤時，煤(巖)柱的留設 (三)煤層位于不導水斷層上盤時，煤(巖)柱的留設 (四)煤層位于不導水斷層下盤時，煤(巖)柱的留設95第95頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（

39、一）煤層位于導水斷層上盤時，煤(巖)柱的留設(1) 煤層位于導水斷層上盤時，煤(巖)柱的留設式中：L煤柱留設寬度； K安全系數(shù)（一般取25）； M煤層厚度或采高(m）； P水頭壓力（kgf/cm2）； KP煤的抗張強度（kgf/cm2）。96第96頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六（二）位于導水斷層下盤時，煤(巖)柱的留設(1) 位于導水斷層下盤時，煤(巖)柱的留設97第97頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 含水層高于冒裂帶時，煤(巖)柱的留設示意圖 含水層高于冒裂帶時，煤(巖)柱的留設98第98頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11

40、分，星期六含水層在冒裂帶高度以內時, 煤(巖)柱的留設示意圖含水層在冒裂帶高度以內時, 煤(巖)柱的留設99第99頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六3、含水層低于煤層時煤(巖)柱的留設含水層低于煤層時, 煤(巖)柱的留設100第100頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六1、含水層位于冒裂帶上限附近時，煤(巖)柱的留設 含水層位于冒裂帶上限附近時,斷層防水煤柱的留設方法與“煤層位于導水斷層下盤時”相同。 含水層位于冒裂帶上限附近時，煤(巖)柱的留設101第101頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、含水層底面高于冒裂帶高度時，

41、煤(巖)柱的留設含水層底面高于冒裂帶高度時，煤(巖)柱的留設102第102頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六3、含水層底面低于冒裂帶高度時，煤(巖)柱的留設 含水層底面低于冒裂帶高度時, 煤(巖)柱的留設103第103頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六4、含水層頂面低于煤層時，煤(巖)柱的留設 含水層頂面低于煤層時, 煤(巖)柱的留設104第104頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六四、斷層的注漿堵水 導水斷層及斷裂破碎帶往往作為導水通道，將含水層中水導入采掘空間，對礦井安全造成威脅，封堵斷層導水通道就是利用注漿工程切斷這種

42、過水途徑而達到預防或治理礦井水害的目的。對于通過各種勘探手段已經查明的有可能發(fā)生突水事故并給礦井正常生產帶來安全威脅的導水斷層及斷裂破碎帶，應在采掘工程揭露或發(fā)生突水之前進行封堵或注漿改造，達到預防突水事故發(fā)生的目的。1.直接封堵法2.間接封堵法105第105頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 1、掘進巷道前方導水斷層注漿改造工程示意圖 掘進巷道前方導水斷層注漿改造工程示意圖106第106頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六2、井下封堵突水斷層進水口工程示意圖 井下封堵突水斷層進水口工程示意圖107第107頁，共130頁，2022年，5月20日，1

43、點11分，星期六 3、地面封堵過水巷道工程示意圖 地面封堵過水巷道工程示意圖108第108頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六五、水閘墻封堵突水點 當突水口水源的過水通道條件清楚而又集中，且具備灌漿封堵條件時，可采用有效的灌漿封堵方法，即所謂 “卡脖子法”。灌漿可在地面進行，也可在井下進行。水閘墻應用實例：方莊煤礦利用水閘墻及注堵突水點方法減少礦井排水量。方莊12041上副巷突水點剖面示意圖109第109頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六 方莊煤礦控制機歸順突水水流概略圖 方莊煤礦控制機歸順突水水流概略圖1突水點；2突水水流漫流方向；3歸順后的水流

44、方向；4突水沖垮的巷道；5突水后新開拓的巷道；6水流沖垮成廳堂地段；7封閉突水點的水閘墻110第110頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六典型工作任務斷層導水性探查及防治措施、方案某礦開采下組煤，下組煤厚4m，距奧灰頂面距離35m，巖性以砂巖、薄層石灰?guī)r、泥巖、泥頁巖為主?？碧劫Y料表明，三采區(qū)內有F6斷層發(fā)育，斷層落差2m。根據(jù)資料作出的斷層剖面示意圖見圖1。斷層兩側巖性以砂巖、粉砂巖、砂質頁巖、鋁土泥巖為主。 某礦三采區(qū)F6斷層剖面示意圖111第111頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六老窯水防治 必要性 積存在煤層采空區(qū)和廢井巷中的水，尤其是年代

45、久遠缺乏足夠資料的老窯積水，是煤礦生產建設中最危險的水患之一。老窯積水水害，不僅在老窯或地方小井多的礦井存在，在國有大型煤礦自采自掘的廢巷，因種種原因在本該無水的地點也意外積存了或多或少的水體，它們意外的潰出也會傷人毀物。112第112頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六探放老窯水的原則1、積極探放。當老窯區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老窯區(qū)內積水不會過份加重礦井排水負擔、積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時這部分積水應千方百計地放出來，以徹底解除水患。2、先隔離后探放。對于地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補給的老窯水，以及老窯的積水量較大，水質不好（酸性大）時

46、，為避免負擔長期排水費用，應先設法隔斷或減少其補給水量，然后再進行探水。若隔斷水源有困難、無法進行有效的探放，則應留煤巖柱與生產區(qū)隔開，待到礦井生產后期再進行處理。113第113頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六探放老窯水的原則 3、先降壓后探放。對水量大、水壓高的積水區(qū)，應先從頂、底板巖層打穿層放水孔，把水壓降下來，然后再沿煤層打探水鉆孔。 4、先堵后探放。當老窯區(qū)為強含水層水或其它水源水所淹沒，出水點有很大的補給量時，一般應先封堵出水點，然后再探放水。114第114頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六老窯水防治克服麻痹僥幸心理，避免疏忽大意 人員再緊，探放水工作必須專人負責； 有疑必探，采掘工程沒有把握必須探水； 老窯水小也不可大意，應嚴格按照規(guī)章制度施工，把水放出來才可生產。認真分析老窖積水的調查資料115第115頁，共130頁，2022年，5月20日，1點11分，星期六老窯水防治制訂合理有效的防治對策: 當老窯積水與地表水、強充水含水層存在水力聯(lián)系且有較大的經常性補給水量時，應防止繞流和滲漏，采取“先隔后放”的策略，避開地表