煤礦探放水安全技術(shù)基礎(chǔ)知識(上)

關(guān)于煤礦探放水安全技術(shù)基礎(chǔ)知識(上)

礦井水害災(zāi)已成為僅次于瓦斯的煤礦第二大災(zāi)害。探放水是煤礦防止水災(zāi)事故的重要環(huán)節(jié)，因此，進(jìn)行探放水地質(zhì)研究，降低礦井水害對實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。第2頁,共96頁，2024年2月25日，星期天近10年來我國煤礦水害基本情況

在過去的10年里，共發(fā)生各類礦井水害事故1400余起，死亡近6000人，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)35億元人民幣。每生產(chǎn)百萬噸原煤因水害死亡達(dá)0.375人，其中作為中國主要煤炭生產(chǎn)基地的華北華東地區(qū)受水害威脅的煤炭資源占已探明資源量的27％。第3頁,共96頁，2024年2月25日，星期天王家?guī)X透水事故分析第4頁,共96頁，2024年2月25日，星期天事故案例時(shí)間：2010年3月28日14時(shí)30分許事故單位：華晉焦煤有限責(zé)任公司王家?guī)X煤礦地點(diǎn)：山西省鄉(xiāng)寧縣和河津市境內(nèi)人員：事故發(fā)生時(shí)井下261人作業(yè)，108人升井，

153人被困，其中115人獲救，38人遇難。透水水源：老空水

第5頁,共96頁，2024年2月25日，星期天

原因：沒有嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦防治水規(guī)定》，水文地質(zhì)情況未查清，沒有嚴(yán)格執(zhí)行“先探后掘、有疑必探”的規(guī)定，勞動組織管理混亂，安全培訓(xùn)不到位。為了趕工期、趕進(jìn)度，當(dāng)班安排14個(gè)掘進(jìn)隊(duì)同時(shí)作業(yè)，作業(yè)人員過度集中，且領(lǐng)導(dǎo)干部帶班制度不落實(shí)；施工安全措施不落實(shí)；隱患排查治理不力，特別是2010年3月份以來該工作面回風(fēng)巷多次發(fā)現(xiàn)巷道積水，但一直未能采取有效措施消除隱患。所有這些，都暴露出該企業(yè)安全生產(chǎn)責(zé)任不落實(shí)、安全管理不嚴(yán)格、隱患排查治理不認(rèn)真等突出問題。這是一起明顯的責(zé)任事故，是一起不該發(fā)生的、完全可以避免的事故。

事故搜救耗資超過1億元。第6頁,共96頁，2024年2月25日，星期天井下探放水技術(shù)工藝

本章培訓(xùn)與考核要點(diǎn)：＊掌握礦井水中各類水源的探放方法＊掌握井下探放水設(shè)備、儀器與儀表知識第7頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)井下探放水的相關(guān)規(guī)定

探放水包括探水和放水兩個(gè)方面。探水是指采礦過程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫和前方等水體的具體空間位置和狀況等，其目的是為了有效地防治礦井水做好必要的準(zhǔn)備。放水是指為了預(yù)防水害事故，在探明水的情況后采取鉆孔等安全方法將水體放出。

第8頁,共96頁，2024年2月25日，星期天《煤礦安全規(guī)程》對井下探放水做了如下規(guī)定：

（1）礦井必須作好水害分析預(yù)報(bào)和充水條件分析，堅(jiān)持預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原則。（2）采掘工作面遇到下列情況之一時(shí)，必須確定探水線進(jìn)行探水：

（一）接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時(shí)。（二）接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。

（三）打開隔離煤柱放水時(shí)。

第9頁,共96頁，2024年2月25日，星期天

（四）接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。

（五）接近有出水可能的鉆孔時(shí)。

（六）接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。

（七）接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。

（3）煤系底部有強(qiáng)承壓含水層并有突水危險(xiǎn)的工作面，在開采前，必須編制探放水設(shè)計(jì)，明確安全措施。

第10頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（4）安裝鉆機(jī)探水前，必須遵守下列規(guī)定：

（一）加強(qiáng)鉆場附近的巷道支護(hù)，并在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和攔板。

（二）清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時(shí)，必須配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備。

（三）在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專用電話。

（四）測量人員和防探水人員必須親臨現(xiàn)場，依據(jù)設(shè)計(jì)，確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。

第11頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（5）預(yù)計(jì)水壓較大的地區(qū)，探水鉆進(jìn)之前，必須先安好孔口管和控制閘閥，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)承受的水壓后，方準(zhǔn)繼續(xù)鉆進(jìn)。（6）鉆孔內(nèi)水壓過大時(shí)，應(yīng)采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn)，并有防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。（7）鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異狀時(shí)，必須停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員應(yīng)立即向礦調(diào)度室報(bào)告，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時(shí)，必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員，然后采取措施，進(jìn)行處理。

第12頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（8）探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點(diǎn)位置時(shí)，只準(zhǔn)用鉆機(jī)探放水。探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。

鉆孔接近老空，預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時(shí)，必須有瓦斯檢查工或礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過本規(guī)程規(guī)定時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦調(diào)度室，及時(shí)處理。

第13頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（9）鉆孔放水前，必須估計(jì)積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量；放水時(shí)，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時(shí)處理，并立即報(bào)告礦調(diào)度室。

（10）排除井筒和下山的積水以及恢復(fù)被淹井巷前，必須有礦山救護(hù)隊(duì)檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時(shí)處理。

排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必須制定安全措施。

第14頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)井下探放水設(shè)計(jì)

采掘工作面探水前，必須編制探水設(shè)計(jì)，確定探水警戒線，并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。探放水設(shè)計(jì)由地測部門提出，煤礦總工程師審定，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行探放水。第15頁,共96頁，2024年2月25日，星期天一、分析水文地質(zhì)情況，確定積水線、探水線和警戒線

井下探放水的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容。1、水文地質(zhì)分析內(nèi)容（1）老窯、老空積水分析內(nèi)容。包括：老窯名稱、編號、地理位

置、經(jīng)緯距、標(biāo)高、開采時(shí)間、層別、采出煤量、停采原因、相鄰式窯關(guān)系、老空水距地表深度及積水范圍內(nèi)的積水量、經(jīng)常涌

水量和水頭高度等。（2）老采空區(qū)積水分析內(nèi)容。包括：積水巷道名稱、標(biāo)高、層別

、積水量和經(jīng)常涌水量和水頭等。第16頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（3）未封或虛封導(dǎo)水鉆孔分析內(nèi)容。包括：孔號、孔深、孔徑、地表位置、經(jīng)緯距及標(biāo)高與各煤層新舊采區(qū)的關(guān)系、含水層情況等。（4）含水?dāng)鄬臃治鰞?nèi)容。包括：實(shí)際巷道所見的斷層走向傾向、傾角、落差、破碎帶寬度、破碎帶交結(jié)情況、以往的出水特點(diǎn)、涌水量、水壓或水位標(biāo)高等。（5）煤層底板的含水層。包括：含水層名稱、巖柱、厚度、水位水量及其與采煤層的間距等。第17頁,共96頁，2024年2月25日，星期天2、確定積水線、探水線和警戒線根據(jù)水源分析情況，在采掘“工程平面圖”上按水源的范圍確定積水線，在積水線的基礎(chǔ)上平等外推60–150米而劃定探水線，警戒線是在探水線的基礎(chǔ)上平等外推50–150米而劃定。第18頁,共96頁，2024年2月25日，星期天二、根據(jù)水害的性質(zhì)設(shè)計(jì)開拓方案及防水方案（1）探水區(qū)的開拓方案（2）巷道布置及施工順序（3）巷道斷面及支護(hù)形式（4）排水溝設(shè)計(jì)（5）排水線路設(shè)計(jì)（6）設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施（7）水閘門及水閘墻的設(shè)置（8）計(jì)算允許放水量（9）人員避災(zāi)路線及預(yù)防有害氣體的措施等。第19頁,共96頁，2024年2月25日，星期天三、設(shè)計(jì)探水孔的設(shè)計(jì)方案

1、每次探水孔的位置由探水的深度、探水超前距離和巷道允許掘進(jìn)的距離而定。2、探水鉆孔的超前距離、巷道允許掘進(jìn)距離、幫距和密度的確定。（1）超前距。探水時(shí)從探水線開始向前方打鉆探水、一次打透積水的情況較少，常是探水——掘進(jìn)——探水循環(huán)進(jìn)行，而探水鉆孔的終孔位置應(yīng)始終保持超前工作面一段的安全距離，這段距離簡稱超前距。

允許掘進(jìn)距離超前距離幫距安全外圍線外斜眼終孔位置第20頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（2）允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水后，證實(shí)無滴水穿石威脅，可以安全掘進(jìn)的長度稱為允許掘進(jìn)距離。（3）幫距。為使巷道兩幫與可能存在的老空積水間保持一定的安全距離，即扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離。其值應(yīng)與超前距離相同，可用下式計(jì)算。a=0.5AL√3ｐ／KP 式中a——超前距，米A——安全系數(shù)（一般取2—5）L——巷道的跨度（寬或高取其大值），米ｐ——水頭壓力，MpaKP——煤的抗張強(qiáng)度，MPa第21頁,共96頁，2024年2月25日，星期天探水超前距離經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

水頭高度／m水頭高度／m水頭高度／m水頭高度／m<50<50<50<50

50—10050—10050—10050—100

100—150100—150100—150100—150

150—200150—200150—200150—200

第22頁,共96頁，2024年2月25日，星期天超前距、幫距除用上式計(jì)算外，也可參照下表有關(guān)經(jīng)驗(yàn)值確定，關(guān)于煤層的KP值，各礦區(qū)針對煤層的不同厚度和硬度進(jìn)行試驗(yàn)測定。（4）鉆孔密度（孔間距）。允許掘進(jìn)距離的終點(diǎn)橫剖面上探水鉆孔之間的間距，一般不得超過3米，以防漏掉老空巷。3、探水鉆孔布置方式（1）傾斜煤層平巷和上山巷道探水鉆孔布置方式、鉆孔數(shù)量和夾角大小見下表（2）在高水壓、水量大或煤層松軟、節(jié)理發(fā)育的情況下，應(yīng)采用隔離式探水（書138頁）第23頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共96頁，2024年2月25日，星期天四、探放水鉆孔孔數(shù)的確定1、單孔出水量q=c.ω√2gh式中q——單孔出水量，m3/s;c——流量系數(shù)，一般取0.6—0.62ω——鉆孔的斷面積，m2；g——重力加速度，g=9.81m/s2h——鉆孔出口處的水頭高度，m，為計(jì)算鉆孔的平均放水量，h可取最大水頭高度的40%—50%，第25頁,共96頁，2024年2月25日，星期天2、最大應(yīng)放水量Qmax=ω/t+Q動式中ω——凈儲量或老空積水量，m3；t——允許放水時(shí)間，s;Q動——動儲量或老空水常補(bǔ)給量，m3/s；3、小窯老空積水量ω=K.M.L.h/sina式中ω——小窯老空積水量，m3；第26頁,共96頁，2024年2月25日，星期天M——采厚，m;L——小窯老空走向長度，m;h——小窯老空內(nèi)的水頭高度，m;a——老空的充水系數(shù)，一般取0.3—0.54、鉆孔的孔數(shù)

N=Q/g式中N——放水鉆孔孔數(shù)；Q——放水量第27頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)探放老空水小煤窯和礦井采掘的廢巷老空積水，其幾何形狀極不規(guī)則，積水量大者可達(dá)數(shù)百萬立方米，一旦采掘工作面接近或揭露它們時(shí)，常常造成突水淹井及人身傷亡事故，故必須探放老空水。探放老空水的原則探放老空水除了要遵循《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的探放水原則外，還應(yīng)遵循下述原則。第28頁,共96頁，2024年2月25日，星期天(1)主動探放。當(dāng)老空區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老空區(qū)內(nèi)積水不會過分加重礦井排水負(fù)擔(dān)、且積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時(shí)，這部分積水應(yīng)千方百計(jì)地放出來，以徹底解除水患。(2)先隔離后探放。與地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補(bǔ)充的老空水；老空的積水量較大，水質(zhì)不好（酸性大），為避免負(fù)擔(dān)長期排水費(fèi)用，對這種積水區(qū)應(yīng)先設(shè)法隔斷或減少其補(bǔ)給水量，然后再進(jìn)行探水，若隔斷水源有困難無法進(jìn)行有效的探放，則應(yīng)留設(shè)煤巖柱與生產(chǎn)區(qū)隔開，待到礦井生產(chǎn)后期再進(jìn)行處理。第29頁,共96頁，2024年2月25日，星期天(3)先堵后探放。當(dāng)老空區(qū)為強(qiáng)含水層水或其它大小水源水所淹沒，出水點(diǎn)有很大的補(bǔ)給量時(shí)，一般應(yīng)先封堵出水點(diǎn)，而后再探放水。(4)先降壓后探放。對水量大、水壓高的積水區(qū)，應(yīng)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。第30頁,共96頁，2024年2月25日，星期天二、探放老空水的步驟及方法1、探水前應(yīng)注意事項(xiàng)⑴檢查排水系統(tǒng)。準(zhǔn)備好水溝、水倉及排水管路等；檢查排水泵及電動機(jī)，使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到設(shè)計(jì)的最大排水能力。⑵準(zhǔn)備堵水材料。在探水地點(diǎn)應(yīng)備用一定數(shù)量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸、斧等，以便出水或來壓時(shí)及時(shí)處理。⑶檢查瓦斯。瓦斯?jié)舛瘸^安全規(guī)定時(shí)應(yīng)停止工作，及時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)。第31頁,共96頁，2024年2月25日，星期天⑷檢查鉆場支護(hù)情況。有松動或破損的支架要及時(shí)修整或更換。幫頂是否背好，都要一一檢查。⑸檢查煤壁。煤壁有松軟或膨脹等現(xiàn)象，要及時(shí)處理，閉緊填實(shí)，必要時(shí)可打上木垛，防治水流沖垮煤壁，造成事故。⑹檢查水溝。巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物，應(yīng)隨時(shí)清理干凈。若水溝被冒頂或片幫堵塞時(shí)，應(yīng)立即修復(fù)。⑺檢查安全退路。避災(zāi)路線內(nèi)不許有煤炭、木料、煤車等阻塞，要時(shí)刻保證暢通無阻。第32頁,共96頁，2024年2月25日，星期天2、探水起點(diǎn)的確定根據(jù)一些礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，將調(diào)查和勘探（包括物探）獲得的小窯、老空分布資料，經(jīng)過分析畫出三條界線（書141頁）1、積水線調(diào)查核對積水邊界線（即小窯采空區(qū)的范圍），其深部界線應(yīng)根據(jù)小窯或老空的最深下山劃定，并填寫古井或近期采空區(qū)調(diào)查表。第33頁,共96頁，2024年2月25日，星期天2、探水線沿積水線外推60——150米的距離畫一條線即為探水線（下山掘進(jìn)時(shí)則為順層的斜距），此數(shù)值大小視積水邊界的可靠程度、水壓大小、煤的堅(jiān)硬程度、頂?shù)装鍘r性及地質(zhì)構(gòu)造等因素來確定。當(dāng)掘進(jìn)巷道至此線時(shí)應(yīng)開始探水。第34頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3、警戒線由探水線再外推50——150米（在上山掘進(jìn)時(shí)指傾斜距離），即為警戒線。當(dāng)巷道進(jìn)入此線后，就應(yīng)警惕積水的威脅，注意掘進(jìn)工作面的變化，如發(fā)現(xiàn)有透（突）水征兆應(yīng)提前探水。探水線、警戒線的確定可參考下表的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值結(jié)合本礦的資料確定。第35頁,共96頁，2024年2月25日，星期天積水線外推探水線，警戒線經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表邊界名稱確定方法煤層軟硬程度資料主要依靠調(diào)查分析判別有一定圖紙資料作參考有可靠的圖紙做依據(jù)探水線由積水線平行外推松軟100——15080——10030——40中等80——12060——8025——35堅(jiān)硬60——10040——6020——30警戒線由深水線平行外推—60——8040——5010——20第36頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3、探放水鉆孔布設(shè)工藝

（1）探放水應(yīng)采用深孔、中深孔和淺孔相結(jié)合的方式（書142頁）深孔：每次探放水應(yīng)打3個(gè)深孔（中眼和兩個(gè)外斜眼），為提前探測到積水（深孔放水較安全），只要不脫離煤層應(yīng)盡量扣深，由于外斜眼深度大，控制的幫距也大，使繼續(xù)探水掘進(jìn)時(shí)安全。中深孔：每次探放水在3個(gè)深孔之間或外斜眼外側(cè)布置一些中深孔，孔深能滿足超前距、幫距和孔間距的要求即可。第37頁,共96頁，2024年2月25日，星期天淺孔：薄煤層探水，由于傾角的變化或打深孔，鉆孔先穿過煤層頂、底板巖層，然后再沿煤層掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)布置淺孔，把沿巖層鉆進(jìn)的范圍補(bǔ)充探明。其鉆孔深度根據(jù)需要確定。對于厚煤層、急傾斜煤層探放水鉆孔的布置應(yīng)根據(jù)前面的開采情況，不僅平面上布置扇形，而且剖面上也應(yīng)為扇形，以防漏掉老空巷道。（2）空口安全裝置的布設(shè)。一般的探放水孔都必須安裝空口安全套管?？卓诎踩b置的施工和安裝程序如下：第38頁,共96頁，2024年2月25日，星期天①選擇煤（巖）堅(jiān)硬完整處開孔，孔徑應(yīng)比孔口管徑大1—2級，鉆至預(yù)定深度（視水壓高低和煤層堅(jiān)硬強(qiáng)度而定）后，將孔內(nèi)沖洗干凈。②孔口管的安裝和膠結(jié)可用以下三種方法：第一種方法向孔內(nèi)注入水泥漿，將預(yù)先準(zhǔn)備好的孔口管末端應(yīng)塞上木塞放入孔內(nèi)，待水泥漿凝結(jié)后，即可在孔口管內(nèi)鉆進(jìn)。第39頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第二種方法是將孔口管插入孔口后，在孔口用水玻璃和水泥將孔口管固定封死，在管的上方另留一個(gè)小管，然后從孔口管內(nèi)向四周壓入水泥漿，開始從小管跑出空氣和水，待跑出濃水泥時(shí)即將小管封死，繼續(xù)向孔口管內(nèi)壓入水泥漿，至到一定壓力后停止注漿，關(guān)閉管上的閘閥待水泥凝固，（書圖143頁）。第三種方法是將孔口管深入煤壁內(nèi)一端做成楔形，并加工出注漿孔。將孔口管的楔形部分撞入煤體內(nèi)，孔口處用上述第二種方法封孔，然后用注漿膠結(jié)，其達(dá)到的要求與第二種方法相同（書圖143頁）。第40頁,共96頁，2024年2月25日，星期天③水泥漿凝固后進(jìn)行掃孔，掃孔深度超過孔口管長度后向孔內(nèi)壓水，當(dāng)其水壓值超過預(yù)計(jì)放水時(shí)的水壓，且孔口管周圍沒有漏水出現(xiàn)時(shí)，說明合乎要求，否則仍需注漿加固。④當(dāng)探放強(qiáng)含水層水或需要收集放水時(shí)的水量與水壓資料時(shí)，還應(yīng)在孔口管安設(shè)水壓表。完整的探放水孔孔口裝置如圖（書圖143頁）⑤對水壓高于1.0Mpa且水量較大的積水或強(qiáng)含水層進(jìn)行探放水時(shí)，孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥，以免高壓水頂出鉆桿，噴出碎石傷人，（書圖144頁）安裝逆止閥時(shí)除按說明書外還要特別注意安全。第41頁,共96頁，2024年2月25日，星期天⑥鉆孔孔徑的確定。放水孔孔徑應(yīng)根據(jù)煤層的堅(jiān)硬程度、放水孔深度等因素確定。如煤層硬度較大、孔口較深，可選用稍大一點(diǎn)的孔徑；反之，則選用較小孔徑。在生產(chǎn)中常用∮42mm、∮54mm、∮60mm等孔徑，一般不超過∮60mm孔徑，以免流速過高，沖垮煤柱。鉆孔數(shù)的確定在以后闡述。探水與掘進(jìn)配合受水威脅或預(yù)測有突水危險(xiǎn)的地段，必須與掘進(jìn)施工管理相配合，才能取得良好的防水效果。第42頁,共96頁，2024年2月25日，星期天1、上山探水因積水區(qū)在上方，上山巷道受三面水威脅，一般應(yīng)雙巷掘進(jìn)，（書圖145頁）其中一條適當(dāng)超前探水、泄水，另一條隨后，用來安全撤人。雙巷之間每隔30—50米掘一聯(lián)絡(luò)巷，并設(shè)擋水半墻，以便在其中的一條上山出水時(shí)，水不會竄到另一條上山中去。2、傾斜煤層平巷探水在傾斜煤層平巷掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)采用雙巷掘進(jìn)。單巷超前探水鉆孔布置成扇形，（書圖145頁）兩巷之間每隔30—50米掘一聯(lián)絡(luò)巷，上方巷道探水，下方巷道為泄水巷。第43頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3、平巷和開切眼互相配合探水（書圖146頁），在煤層內(nèi)準(zhǔn)備回采工作面時(shí)，平巷（上風(fēng)道）應(yīng)先探水掘進(jìn)到位，然后再施工開切眼。這樣既減少開切眼掘進(jìn)的危險(xiǎn)性，又降低開切眼掘進(jìn)時(shí)的探水工作量。4、上山與下山互相配合探水（書圖146頁）下山巷道掘進(jìn)，除防止工作面和兩幫來水外，還應(yīng)特別注意背后來水。當(dāng)上山巷道水害未消除或正在探水時(shí)，下山巷道應(yīng)停止工作，待水害威脅消除后再掘進(jìn)。第44頁,共96頁，2024年2月25日，星期天三、探放老空水的安全措施

（一）探水巷道掘進(jìn)的安全措施（1）探水巷道必須在探水鉆孔的有效控制范圍內(nèi)掘進(jìn)，探水孔的超前距、幫距及孔間距必須符合設(shè)計(jì)要求。每次探水后、掘進(jìn)前，應(yīng)在起點(diǎn)處設(shè)置標(biāo)志，并建立掛牌制度，探水牌內(nèi)容（書圖146頁）.（2）探水的上、下山及平巷，中間不得有低洼積水段。（3）巷道與積水區(qū)間距離小于探水規(guī)定的超前距，若有突水征兆時(shí)，應(yīng)將掘進(jìn)頭正前方和兩幫支架加固，剎緊背嚴(yán)，加以封固，另選定安全地點(diǎn)探水。第45頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（8）遇到下列情況時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“三人放炮”制度；掘進(jìn)工作面或炮眼有突水征兆時(shí)；探水孔超前距離不夠時(shí)；掘進(jìn)工作面支架不牢固或空頂距離超過規(guī)定時(shí)。（9）掘進(jìn)班長必須在現(xiàn)場交接班。交接允許掘進(jìn)剩余長度和巷道中線與允許前進(jìn)方位關(guān)系等問題。（4）按設(shè)計(jì)鉆孔的預(yù)計(jì)流量修建水溝，并將流水巷道內(nèi)的沉渣等障礙物清理干凈，巷道通風(fēng)必須良好。（5）巷道支護(hù)必須牢固，頂、幫背實(shí)，無高吊棚腳，傾斜巷道應(yīng)有撐桿，使巷道有較強(qiáng)的抗水流沖擊能力。第46頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（6）探水巷道必須加強(qiáng)出水征兆的觀察，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止掘進(jìn)進(jìn)行處理。情況緊急時(shí)必須立即發(fā)出警報(bào)，撤出受水威脅地點(diǎn)的全部人員。（7）厚煤層的上山探水巷，必須沿底板掘進(jìn)，巷道內(nèi)不能有浮煤。第47頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（二）鉆探的安全措施（1）注意檢查觀測周圍有無出水征兆，如發(fā)現(xiàn)安鉆地點(diǎn)距離積水地點(diǎn)很近、探水不安全時(shí)，區(qū)間距小于探水規(guī)定，或有突水征兆時(shí)，應(yīng)在采取加固措施后，另找安全地點(diǎn)探放水。（2）檢查安鉆

的巷道支護(hù)和通風(fēng)情況，安全情況完好后，方可安裝鉆機(jī)。（3）鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固。安裝好鉆機(jī)接電時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度，電纜吊掛要整齊。（4）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)定鉆孔方位、傾角，每班開鉆前先檢查好立柱、孔口安全裝置、周圍支護(hù)和報(bào)警信號，如有問題，應(yīng)先處理后開鉆。第48頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（5）鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害或有毒氣體噴出時(shí)，應(yīng)在加強(qiáng)通風(fēng)的同時(shí)，用黃泥、木塞（預(yù)先備好）封堵孔口。如無法處理，應(yīng)立即停止工作，切斷電源，將人員撤到新鮮風(fēng)流地點(diǎn)。（6）鉆進(jìn)時(shí)要注意判別煤、巖層厚度變化并記錄換層深度。一般每鉆進(jìn)10米或更換鉆具時(shí)，要丈量一次鉆桿并核實(shí)孔深。終孔前再復(fù)核一次，以防孔深差錯造成水害事故。（7）遇高壓水頂鉆時(shí)，用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口。操作時(shí)禁止人員直對鉆桿站立。第49頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（8）鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)顯著變軟或沿鉆桿流水，都是鉆孔接近或進(jìn)入積水區(qū)的象征，此時(shí)應(yīng)立即停鉆檢查，如孔內(nèi)水壓很大，應(yīng)將鉆桿固定并記錄其深度。在提出鉆桿前，必須重新檢查和加固有關(guān)設(shè)備和支護(hù)，并打開三通泄水閥，邊鉆邊推入鉆具。使鉆頭超過原孔深1米以上，先把附近積存的淤泥碎石沖出孔外，而后再提出鉆桿，以利安全放水。第50頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（三）放水及放水后掘進(jìn)的安全措施（1）探到積水或水壓后，應(yīng)復(fù)核原有積水資料，確定放水量及防水孔個(gè)數(shù)，進(jìn)一步調(diào)整排水能力，使排水供電系統(tǒng)符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，并清理好水倉、水溝等。（2）設(shè)堰板，派專人監(jiān)視防水情況，記錄放水量，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。（3）加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有害氣體的檢測次數(shù)，或設(shè)甲烷檢測報(bào)警儀。（4）防水結(jié)束后立即核算放水量與預(yù)計(jì)積水量的誤差，查明原因，以防有殘留積水。第51頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（5）受地表強(qiáng)烈補(bǔ)給的老空區(qū)，放水后一般應(yīng)通過一年的水文觀察，方可掘透老空?；謴?fù)掘進(jìn)和掘老空前須要行掃孔或補(bǔ)孔檢查。（6）掘透老空時(shí)，兩側(cè)應(yīng)有掩護(hù)孔，并在有風(fēng)流進(jìn)出的鉆孔透老空點(diǎn)標(biāo)高以上掘進(jìn)。以防由于淤泥、碎石收縮堵孔，造成積水已被“放凈”的假象和防止放水點(diǎn)標(biāo)高以下殘留積水突出的危險(xiǎn)。（7）進(jìn)入老空區(qū)后，遇見實(shí)煤區(qū)或致密的矸石充填區(qū)，凡無法觀測前方老空狀況時(shí)，仍需探水前進(jìn)，以防殘留積水的危害。第52頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（四）其他安全措施（1）探放水人員必須按照批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工，未經(jīng)審批單位允許，不得擅自改變設(shè)計(jì)。（2）在突然大量涌水的情況下探放水時(shí)，應(yīng)事先在探水工作面附近設(shè)臨時(shí)水閘門。（3）預(yù)先規(guī)定好報(bào)警聯(lián)絡(luò)信號、涌（充）水時(shí)的對策及人員避災(zāi)路線等。（4）放水工作應(yīng)盡量避免在雨季進(jìn)行。第53頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)探放斷層水

據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦井突水點(diǎn)絕大部分出現(xiàn)在斷裂帶及其附近。因此，當(dāng)采掘工作面將要揭露或接近含水層的斷裂構(gòu)造時(shí)，都必須進(jìn)行探放水，防止發(fā)生突水事故。第54頁,共96頁，2024年2月25日，星期天一、斷裂帶突水規(guī)律

斷裂帶既可以導(dǎo)水，又可以隔水。即有的斷裂導(dǎo)水，有的不導(dǎo)水或阻隔水；同一斷層的某一部位導(dǎo)水，而另一部位或地段卻隔水，或在淺部隔水，而在深部導(dǎo)水；也有采礦前不導(dǎo)水，而采礦后導(dǎo)水等。以上種種情況，主要與斷裂帶的力學(xué)性質(zhì)、斷裂部位及規(guī)模、斷裂活動性及不同構(gòu)造體系復(fù)合和干擾程度、斷裂被充填和膠結(jié)程度、母巖性質(zhì)、匯水條件、水源等有關(guān)，還與含水層富水性、水頭壓力及斷裂面兩側(cè)煤層與含水層的對接程度以及采礦對頂、底板巖層破壞的程度有關(guān)。第55頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（一）、斷裂帶充水特征

從研究和掌握斷層帶的充水（或富水）、導(dǎo)水或突水的規(guī)律出發(fā)，有些學(xué)者提出的斷裂構(gòu)造巖帶劃分和將較大斷裂劃分為內(nèi)、中、外三個(gè)帶的方法是有實(shí)用價(jià)值的。這種分帶既能指出構(gòu)造的富水部位（或充水）和富水性大小，又能說明其充水的原因和富水的條件等，他們對斷裂帶的劃分都是自斷裂中心（即斷裂的上盤與下盤的接觸部位）向兩側(cè)（或兩盤）劃分出對稱的各帶，但兩側(cè)對稱帶的寬度、次生構(gòu)造、裂隙及其充水性等并不對稱。例如，斷裂內(nèi)帶兩側(cè)為中帶，中帶兩側(cè)為斷裂外帶，內(nèi)帶、中帶相當(dāng)于一般所說的斷裂破碎帶，而外帶則稱為斷裂影響帶。第56頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（二）、含水層和煤層的對接關(guān)系

1、煤層與含水層對接接觸時(shí)的導(dǎo)水、含水情況（1）煤層與厚層強(qiáng)含水層對口（對接接觸）時(shí)斷層導(dǎo)水、富水性很強(qiáng)，揭露或接近時(shí)往往形成突水事故。（2）煤層與薄層灰?guī)r強(qiáng)含水層對口時(shí)斷層帶導(dǎo)水和富水性也很強(qiáng)。2、煤層與含水層間接對接接觸時(shí)的導(dǎo)水、含水情況（1）煤層與另一盤含水層的垂直距離小于6米時(shí)，采前斷層導(dǎo)水和富水性一般，而煤層回采時(shí)，斷層帶將導(dǎo)水，但不同構(gòu)造部位亦有區(qū)別。第57頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3、強(qiáng)含水層與強(qiáng)含水層對口時(shí)的導(dǎo)水、含水情況當(dāng)強(qiáng)含水層與強(qiáng)含水層對口時(shí)，斷層導(dǎo)水、富水性最強(qiáng)。（1）厚層與薄層灰?guī)r強(qiáng)含水層對口，產(chǎn)生側(cè)向?qū)?，即水?jīng)過斷層帶，由一盤進(jìn)入另一盤，這時(shí)斷層富水性、導(dǎo)水性較強(qiáng)。（2）薄層與厚層灰?guī)r含水層對口，一般斷層帶含水，導(dǎo)水性較好，富水性一般。4、強(qiáng)含水層與弱含水層對口時(shí)的導(dǎo)水、含水情況當(dāng)強(qiáng)含水層與弱含水層對口時(shí)，斷層帶含水及導(dǎo)水性不如前者，而且在平面上其充水、富水部位也有差別。第58頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（三）斷層切割或溝通其他含水構(gòu)造或水體

（1）礦區(qū)中小斷裂與含水或?qū)髷嗔呀粎R或交叉時(shí)，中小斷裂就具備了導(dǎo)水或突水條件。（2）接近或接觸地表水體的斷層，富水性強(qiáng)，往往成為礦井突水的導(dǎo)水通道。（3）斷層切割了含水層或?qū)萋渲鶗r(shí)，其導(dǎo)水性良好。此時(shí)若采掘工作面接近或接觸斷層，則往往造成突水。第59頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（四）采礦與斷層導(dǎo)水或突水關(guān)系

斷層面等高線及上、下盤煤層、含水層交線圖（1）采礦產(chǎn)生的裂隙與切割強(qiáng)含水層的隱伏斷層溝通時(shí)，裂隙與斷層就成為突水的良好通道。（2）采空區(qū)內(nèi)側(cè)剪切帶的底板巖石遭受破壞性最嚴(yán)重，當(dāng)周期來壓時(shí)，剪切帶上的斷裂可以重新活動而導(dǎo)水，成為底板水突出的通道。第60頁,共96頁，2024年2月25日，星期天二、探放斷層水的原則與探查內(nèi)容

（一）探放斷層水的原則

凡遇下列情況必須探水：(1)預(yù)測采掘工作面前方或附近有斷層存在，但斷層位置和含（導(dǎo)）水性不清有可能突水時(shí)。(2)采掘工作面前方或附近有含（導(dǎo)）水?dāng)鄬哟嬖?，但具體位置不清，或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。(3)采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（即等于安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值），在掘進(jìn)工作面前方和采面影響范圍內(nèi)，是否有斷層情況不清，一旦遭遇很可能發(fā)生突水時(shí)。(4)井巷工程接近或計(jì)劃穿過的斷層淺部不含（導(dǎo)）水，但在深部有可能突水時(shí)第61頁,共96頁，2024年2月25日，星期天(5)斷層已為巷道揭露或穿過，暫時(shí)沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動影響下，有可能引起突水，需要探明其深部是否已和強(qiáng)含水層連通，或有底板水的導(dǎo)升高度時(shí)。(6)根據(jù)井巷工程和留設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求，必須探明斷層時(shí)。(7)采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00m時(shí)。(8)采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?0m時(shí)。(9)采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。(10)采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明，含水層水壓又大于2～3MPa時(shí)。第62頁,共96頁，2024年2月25日，星期天三、探放斷層水的方法

探放斷層水的鉆孔應(yīng)與探斷層構(gòu)造孔結(jié)合起來，在預(yù)先提供的斷層面等高線圖及兩盤主要煤層、含水層交切關(guān)系圖以及探測斷層預(yù)想剖面圖的基礎(chǔ)上，探出斷層位置、斷層兩盤對接部位的巖性及其富水性、斷層與其他含水?dāng)鄬踊蚱渌w交切部位及其富水性等。探斷層水的方法與探老空水的方法基本相同，但探水鉆孔要少一些，其鉆孔布置可參照（書圖153頁）。第63頁,共96頁，2024年2月25日，星期天工作面前方已知或預(yù)測有含（導(dǎo)）水的斷層探查掘進(jìn)工作面前方有無斷層突水危險(xiǎn)的探查采動影響后有無突水危險(xiǎn)性的探查第64頁,共96頁，2024年2月25日，星期天四、探放斷層水的安全注意事項(xiàng)（1）水壓大于2Mpa的斷層一般不宜沿煤層探放斷層水。（2）開孔層位必須在較堅(jiān)硬巖層中，孔口管（止水套管）的長度、超前距離、探斷層的起始點(diǎn)距離應(yīng)符合（書圖154頁）的要求（3）必須使鉆孔在一定的安全深度揭露斷層，由孔口至斷層之間的巖壁厚度應(yīng)能在關(guān)閉孔口閥門時(shí)足以抗衡水壓的破壞。對于水壓大于2Mpa、中間要穿過煤層的探斷層孔，在打穿斷層之前，還必須下好第二層孔口管封水護(hù)壁，以防高壓水與煤層及煤系地層發(fā)生人為連通。第65頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（4）水壓大于2Mpa時(shí)，應(yīng)選用鉆深200—300米的井下大、中型鉆機(jī)，水泵應(yīng)能單獨(dú)啟動，水泵壓力應(yīng)大于實(shí)際水壓的1.5倍，以便停鉆時(shí)可以不停泵；一旦高壓水大量噴出，須立即注漿封孔，確保安全。（5）揭露斷層帶或含水層時(shí)，孔徑應(yīng)小于∮60mm，同時(shí)采用肋骨鉆頭，以控制孔內(nèi)涌水量和防止高壓水使鉆桿射出。（6）孔口安全裝置要求與探老空水時(shí)相同。另外還要特別注意各部件組裝的密封程度，防止高壓水造成的漏水射流使構(gòu)件沖蝕損壞。發(fā)現(xiàn)水壓、水量很大時(shí)，要用兩套閘門控水，平時(shí)主要開閉外閘門，內(nèi)閘門留作備用。一旦外閘門失效，可關(guān)閉內(nèi)閘門，更換外閘門。第66頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（7）在噴高壓水的條件下繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，斜孔可使用孔口防噴逆止閥，傾角50度—90度的鉆孔可使用“孔口防噴冒”或“盤根密封防噴器”鉆具可使用“防噴接頭”，上下鉆可使用“孔口反壓裝置”。（8）嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度，力爭做到交接班時(shí)不停鉆，以防止發(fā)生孔內(nèi)事故。（9）鉆孔終孔后，孔內(nèi)有水應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)。孔內(nèi)無水時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢驗(yàn)斷層帶隔水性能，但壓力一般以略大于斷層所承受的靜水壓力為宜。第67頁,共96頁，2024年2月25日，星期天五、斷層水的預(yù)防和處理

根據(jù)探查和綜合分析可將斷層大致分為三類，即不含（導(dǎo)）水、一般沒有突水、危險(xiǎn)的斷層（Ⅰ類），弱含（導(dǎo)）水、有可能突水的斷層（Ⅱ類）和強(qiáng)含（導(dǎo)）水、突水可能性大的斷層（Ⅲ類）。據(jù)此，采掘工程接近或揭露甚至穿過這些斷層時(shí)，可采取不同的預(yù)防與處理措施，（書圖157-158頁）第68頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（10）鉆孔完成各項(xiàng)探測任務(wù)后，應(yīng)立即全孔注漿封閉。經(jīng)過探查和綜合分析必須提交的基礎(chǔ)資料如下：①有關(guān)井巷實(shí)見的斷層地質(zhì)素描圖②探查鉆孔的平面位置圖及有關(guān)斷層、陷落柱等的平面展布情況。③探查鉆孔的水文地質(zhì)圖表，詳盡標(biāo)注鉆進(jìn)中所取得的各項(xiàng)實(shí)測數(shù)據(jù)，基本要求（書圖156頁）。④放水、壓水試驗(yàn)時(shí)的井上、下觀測資料及相關(guān)動態(tài)曲線圖。第69頁,共96頁，2024年2月25日，星期天⑤斷層水及各主要含水層的水質(zhì)分析對比資料。⑥反映斷層形態(tài)及其和主要煤層、含水層有交切關(guān)系的平面、剖面圖。⑦斷層兩盤煤層與強(qiáng)含水層的間距變化，尤其是隔水層厚度小于突水臨界值的危險(xiǎn)區(qū)分析圖。第70頁,共96頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)探放陷落柱水

煤層底板為厚層石灰?guī)r的華北型煤田，由于導(dǎo)水陷落柱的存在，使某些處于上覆地層本來沒有貫穿煤系基底強(qiáng)含水層的中、小型斷層或一些張裂隙，成為水源充沛、強(qiáng)富水的突水薄弱帶，一旦被揭穿，將引起突水。若導(dǎo)水陷落柱直接突水，其后果就更嚴(yán)重。例如1984年開灤范各莊礦2171工作面陷落柱突水的最大涌水量達(dá)2053m3／min，使該大型礦井在21h內(nèi)被全部淹沒，成為世界采煤史上最大的一次突水。有的陷落柱不導(dǎo)水，有的導(dǎo)水。第71頁,共96頁，2024年2月25日，星期天

從現(xiàn)有資料看，導(dǎo)水陷落柱對礦井水文地質(zhì)條件有下列影響：①由于導(dǎo)水陷落柱的存在，煤層頂、底板含水層水質(zhì)差異不明顯，基本屬同一類型。②礦井涌水量和突水量跳躍式猛進(jìn)。③使不同地段井巷涌水量大小相差懸殊。在導(dǎo)水陷落柱附近，涌水比較集中，水量長期穩(wěn)定。④由于陷落柱的補(bǔ)給，煤層頂、底板含水層往往出現(xiàn)局部高水位的異常區(qū)。第72頁,共96頁，2024年2月25日，星期天一、陷落柱水的探放

在探放陷落柱水鉆孔的布置及施工中，應(yīng)注意以下一些問題：水壓大于2～3MPa的陷落柱原則上不沿煤層布置探放水鉆孔，鉆孔而應(yīng)布置在煤系地層底板穩(wěn)定的巖層中。若在煤層中布置鉆孔，沿煤層埋設(shè)的孔口安全止水套管，容易被陷落柱中的高壓水突破。嚴(yán)格執(zhí)行鉆孔驗(yàn)收和允許掘進(jìn)距離的審批制度?？卓诎踩b置、施工安全注意事項(xiàng)與探放高壓斷層水要求相同。監(jiān)測并記錄孔內(nèi)水壓、水量和水質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)加密或加深鉆孔，爭取直接探到陷落柱。第73頁,共96頁，2024年2月25日，星期天鉆孔探測后必須注漿封閉并做好封孔記錄，注漿結(jié)束壓力應(yīng)大于區(qū)域靜水壓力的1.5倍。探到陷落柱無水或水量很小，要用泵進(jìn)行略大于區(qū)域靜水壓力的壓水試驗(yàn)，檢驗(yàn)其導(dǎo)水性。同時(shí)要向其深部布孔，了解深部的含（導(dǎo)）水性和底板強(qiáng)含水層水的導(dǎo)升高度。要提高巖心采取率，及時(shí)進(jìn)行巖心鑒定，做好斷層破碎帶與陷落柱的分辨工作，編制好水文地質(zhì)圖表。第74頁,共96頁，2024年2月25日，星期天二、陷落柱水的防治

強(qiáng)含（導(dǎo)）水的陷落柱總是與煤層底板的強(qiáng)巖溶承壓含水層的集中徑流帶有著水利聯(lián)系，它在短期內(nèi)能通過巖溶網(wǎng)絡(luò)匯聚廣大范圍內(nèi)的地下水儲存量，同時(shí)可以獲得巨大的補(bǔ)給量，對礦井的威脅極大。因此，必須進(jìn)行防治。第75頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（1）對導(dǎo)水性好、涌水量大的陷落柱，除按規(guī)定留設(shè)防水煤柱外，還應(yīng)立即對陷落柱進(jìn)行注漿，切斷強(qiáng)含水層的水源通道。（2）對區(qū)域地下水位以上的陷落柱，充填比較結(jié)實(shí)，未與地表其他水體發(fā)生水利聯(lián)系者，經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)，可少留或不留防水煤柱，但對雨季高水位時(shí)，有可能位于地下水位以下的陷落柱，必須制定專門的防治水措施，并報(bào)上級批準(zhǔn)。（3）對陷落柱有水，但含（導(dǎo)）水性不強(qiáng)，深部充填膠結(jié)良好，與強(qiáng)含水層水利聯(lián)系不密切者，在利用探查孔（必要時(shí)應(yīng)增加注漿孔）適當(dāng)注漿加固后，可不采取特殊防范措施。但回采時(shí)須按規(guī)定留設(shè)防水煤柱，掘進(jìn)時(shí)應(yīng)在安全邊界以外繞行；巖巷須穿過陷落柱時(shí)，應(yīng)預(yù)先全斷面注漿。巷道支護(hù)的要求與通過導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)相同。第76頁,共96頁，2024年2月25日，星期天六、探放含水層水

底板厚層巖溶水的突出，能給煤礦安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害和威脅，而砂巖裂隙水、煤系中薄層灰?guī)r水也常常給煤礦造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。例如1979年開灤煤礦荊各莊礦九煤1093工作面，頂板砂巖裂隙含水層突水20m3／min,使綜采工作面及機(jī)組被淹，日減產(chǎn)2000多噸煤，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了確保礦井安全生產(chǎn)，必須探清含水層的水量、水壓、水源等，才能予以治理。由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動力條件等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）地段對采掘工作面沒有任何影響，而在另一些地段卻帶來不同程度的危害。為確保礦井安全生產(chǎn)，必須探清含水層的水量、水壓和水源等，才能予以治理。第77頁,共96頁，2024年2月25日，星期天防治煤層頂、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治措施，又要重視井下采區(qū)的探查。井下探查往往是疏干降壓或截源、堵水等措施的先行步驟和重要依據(jù)。如無水或補(bǔ)給量很小，通過探查孔放水即能達(dá)到降壓或疏干的目的；若補(bǔ)給水源豐富，水量大，則需要通過井下“大流量、大降深”的放水試驗(yàn)和物、化探方法的配合，查明條件后才能采取相應(yīng)的防治方法。因此，井下探放含水層水是礦井防治水的基本工作內(nèi)容之一。第78頁,共96頁，2024年2月25日，星期天一、頂板含水層水的探放

（1）石門揭露含水層之前，應(yīng)按（書圖141頁）的要求預(yù)留超前距，布置扇面形鉆孔進(jìn)行超前探水。（2）在開拓井巷之前，回采導(dǎo)水裂隙帶可能破壞頂板含水層水時(shí)，應(yīng)通過附近巷道的實(shí)際觀測，找出構(gòu)造裂隙比較發(fā)育而可能突水的地段，布置探查孔，進(jìn)行放水試驗(yàn)，了解水壓和水的補(bǔ)給儲存量，將水疏放出來后進(jìn)行回采。（3）通過探查，證實(shí)本含水層與強(qiáng)含水層或其他水體未發(fā)生水利聯(lián)系，且采區(qū)有足夠的排水能力時(shí)，可在采區(qū)最低部位首先回采，實(shí)行采動放水；也可以結(jié)合生產(chǎn)開拓的需要，直接在含水層內(nèi)掘巷道放水。第79頁,共96頁，2024年2月25日，星期天二、底板含水層水的探放

礦井采掘時(shí)一般不揭露底板含水層，但隨著采深的加大，承壓水頭愈來愈大，經(jīng)常發(fā)生底板突水事故。當(dāng)其與強(qiáng)含水層溝通時(shí)，往往會造成淹井。實(shí)踐證明，加強(qiáng)井下探放和查證，是預(yù)防此類水害的關(guān)鍵措施之一。1、探查方法

對底板突水水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件的探查，與一般探水有相同之處，但也有它自己的特點(diǎn)；地面和井下、鉆探和物探必須相結(jié)合，并與探斷層水相結(jié)合。第80頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（1）地面鉆探。有煤層底板突水危險(xiǎn)的煤田，在地質(zhì)勘探階段就要探查突水的水文地質(zhì)條件。生產(chǎn)補(bǔ)充勘探階段應(yīng)列為重點(diǎn)。

鉆探或勘探鉆孔必須加強(qiáng)封孔和必要的隔離止水工作，防止出現(xiàn)導(dǎo)水鉆孔。（2）地面物探。根據(jù)條件和可能，應(yīng)積極采用地震勘探、電法勘探、孔間透視和航空遙感等手段。（3）井下物探（放射性測量）。利用開拓巷道已大大接近主要含水層的條件，用物探的方法探測主要含水層的界面，了解隔水層厚度、底板含水層的富水帶及其地下水沿構(gòu)造裂隙上升的原始導(dǎo)高、采動礦山壓力對底板隔水層的破壞和影響深度、必要的孔間透視等。第81頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（4）鉆探。這是目前控查的主要手段。本章第四節(jié)所述井下探斷層水的鉆孔，大部分也起到探含水層的作用，因此探斷層水可以和含水層水相結(jié)合；根據(jù)采區(qū)需要在布置探斷層孔的基礎(chǔ)上，再布置一部分探含（隔）水層的鉆孔。此類鉆孔即可打垂直孔，也可打不同傾角的斜孔，其施工工藝流程和安全注意事項(xiàng)見（書圖154頁）第82頁,共96頁，2024年2月25日，星期天2、探查資料的整理分析

探查結(jié)果需歸納整理的資料如下：（1）主要含水層頂面等高線圖。（2）換算成真厚度的底層煤至主要含水層的隔水層厚度變化狀況圖，圈出最薄區(qū)段。（3）主要承壓含水層水沿構(gòu)造裂隙進(jìn)入隔水層的原始導(dǎo)升高度狀況圖，圈定出最高區(qū)段。（4）次要含水層的富水性圖，圈出水壓、水量特別高的區(qū)段。（5）斷裂構(gòu)造分布狀況和探查結(jié)果圖，標(biāo)明其產(chǎn)狀、斷距和相互交切情況。（6）縱橫水文地質(zhì)剖面圖，反映斷層兩盤巖層對接情況。（7）次要含水層放水試驗(yàn)時(shí)水壓、水量及觀測網(wǎng)點(diǎn)動態(tài)變化曲線圖。（8）隔水層巖石分層物理力學(xué)試驗(yàn)成果柱狀圖。（9）各探查孔水文地質(zhì)圖表，（書圖163頁）（10）次要含水層的補(bǔ)給量和儲存量計(jì)算結(jié)果及疏干降壓趨勢分析預(yù)測圖。（11）計(jì)算掘進(jìn)或回采時(shí)的隔水層安全水頭值，判定采區(qū)不同地段突水危險(xiǎn)程度。第83頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3、煤層底板突出預(yù)防

根據(jù)資料可選用下列不同措施防治煤層底板突水；

井下探含（隔）水層鉆探施工工藝流程表

序號工作內(nèi)容主要指標(biāo)和要求安全注意事項(xiàng)1擁鉆機(jī)房立孔：高>4m，寬>3m1、開孔在巖石完整長度按需要。地段，終孔到斷層帶斜孔：后高按傾角定，2、在開采影響范圍外寬>3m，長度按需要?？奸_機(jī)房，并加強(qiáng)支護(hù)慮水泵與鉆機(jī)分別啟動

泵的壓力大于水壓1.5倍

2鉆機(jī)距水壓大小選好鉆機(jī)型號，設(shè)底梁木，打壓柱，固定好提引天輪。提引天輪要進(jìn)行拉力試驗(yàn)，檢

查并松掉周圍浮石，設(shè)

好背板。

第84頁,共96頁，2024年2月25日，星期天3

深度：立孔3-4m，斜孔固結(jié)后必須掃孔，掃孔應(yīng)

5-7m，直徑不小于146mm超過原孔深0.5m，壓水檢鉆進(jìn)并固結(jié)壁外注漿固結(jié)，直至水查質(zhì)量、壓力由設(shè)計(jì)確定第一層止水套管針冒濃漿，管口焊接法

蘭盤，以便與二層套管及水

門密封連接。

4

深度按設(shè)計(jì)，直徑不小固結(jié)掃孔后，壓水檢查的

于108mm，注漿時(shí)用二層套管壓力應(yīng)大于靜水壓力的鉆進(jìn)并固結(jié)的法蘭盤間隙返漿后，擰緊1.2-1.5倍。第二層止水套管螺絲密封加壓。

5測水壓、水量下好第一層套管后，孔內(nèi)每

鉆進(jìn)5-10m。如有水，即應(yīng)測

定一次水壓、水量。

6安裝孔口發(fā)現(xiàn)水壓、水量有明顯加大操作時(shí)嚴(yán)防猛松逆止閥手防噴逆止閥裝置趨勢時(shí)，立即安裝。把。7透高壓含水層前，檢查用鉆孔絞車加壓或用“倒鏈注意檢查提引天輪和反壓加固鉆機(jī)和孔口安全裝”加壓裝置各部件，防止拉跨或置，安設(shè)孔口反壓設(shè)備

斷繩8安設(shè)使用雙水門揭露含水層水壓大于2MPa時(shí)確保各部件的密封性能，必須安裝雙水門，以防高壓嚴(yán)防高壓泄露水失控

9組織放水試驗(yàn)觀測疏水降壓趨勢，按放水

試驗(yàn)要求取全參數(shù)，計(jì)算確

定動、靜儲量，分析補(bǔ)給條件

第85頁,共96頁，2024年2月25日，星期天（1）斷層位移變薄帶留設(shè)放水煤柱后，煤與主要含水層之間的隔水層厚度能承受的水頭值普遍大于實(shí)際水頭值時(shí)，可采取疏降中間的次要含水層使之相對成為隔水層的措施來預(yù)防突水。（2）隔水層的安全水頭值與實(shí)驗(yàn)水壓處于臨界狀態(tài)時(shí)，應(yīng)改進(jìn)開拓部署，限定工作面長度，或?qū)χ饕畬舆M(jìn)行局部疏干降壓。（3）隔水層的安全水頭值普遍低于實(shí)際水壓值時(shí)，應(yīng)按《煤礦防治水工作條例