水害基本类型及特征讲解.ppt

水害基本类型及处理措施,顾桥矿地测科 张华兵,一、水害定义,矿井水：是指在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入工作面的任何水源水，统称矿井水 矿井突水：凡是因井巷、工作面与含水层、被淹巷道、地表水体或含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故，称为矿井突水 矿井水害：指影响矿井正常生产活动,对矿井安全生产构成威胁以及使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故,都称之为矿井水害（灾）1)、造成人员伤亡 水害是煤矿五大灾害事故之一水火无情”、“火烧一线，水漫一片”煤矿一旦发生透水，可能造成大量井下人员伤亡案例） (2)、造成重大经济损失机电设备被淹．工作面、采区被淹案例) (3)、增加煤炭开采成本 (4)、生产作业环境恶劣顶板淋水、底板突水、两帮渗水等现象 (5)、降低煤炭资源利用率为了预防煤矿透水事故，必须留设相当规模的防隔水煤柱，从而使煤炭不能得到充分开采和利用 (6)、地下水位大幅度下降在岩溶水矿区，由于矿井长期大量排水，使地下水位大幅度下降，产生大量的地表塌洞，这种塌洞直径由几米至几十米不等，造成农田塌陷、民房倒坍、河流中断、交通破坏等。

1、水害危害,二、水害介绍,形成矿井水害的基本条件： 一是必须有水源； 二是必须有沟通水源与井下巷道的通道； 三是必须有足够的充水强度2、水害形成基本条件,二、水害介绍,3、水害类型划分,二、水害介绍,砂岩裂隙水,老空水,孔隙水,地表水,返回孔隙水,返回钻孔水,主要水害类型,4、水害类型划分,,,,,,,,,,,地表水,孔隙水,裂隙水,灰岩水,断层水,老空水,钻孔水,陷落柱水,井筒水,二、水害介绍,4、水害类型划分,老空水害： “老空”是指大、小煤矿采后留下的老采空区、老巷、老硐的统称老空水积存于生产、开拓水平以上，以及工作面上阶段、上覆煤层老采空区等；当采掘活动进入或接近老采空区时，在水压的作用下，老空区积水突破薄层隔水层而充入采掘工作面 老空区出水，虽然水量一般不会很大，不致造成淹井的危害，但水量集中，来势迅猛，一旦揭露，会突然溃出，具有很大的冲击力和破坏力，对人身安全的危害性极大案例),二、水害介绍,4、水害类型划分,裂隙水害：煤系砂岩裂隙含水层，在没有地表水、新生界松散层水及其它水源补给的情况下，其动、静储量有限，一般不会对煤矿安全生产形成较大威胁 赋水煤系砂岩裂隙，当采掘工作面揭露时，通过原生、后生裂隙向外渗出，表现为巷道、工作面顶板滴、淋水，也可沿岩层层面向外流淌。

谢桥矿1121 (3)工作面9.18出水事故 丁集矿西一采区-890m标高回风巷四岔门附近出水 顾桥矿1113(3)综采工作面出水情况,二、水害介绍,4、水害类型划分,井筒水害： 穿过松散含水层的井筒，当井壁出现裂缝、空洞时，在水压作用下，井壁外含水层水透过井壁充入井筒内而出水 潘一矿“4.8”东风井井筒出水事故 新集“4.18”以及潘三矿“2.18”出水事故 谢桥矿副井“11. 24”出水事故 孔隙水害：亦称煤系上覆新生界松散含水层，因防隔水煤柱留设尺寸过小，在水的自重力作用下，松散层水通过采后导水裂隙带及冒落带充入工作面；或煤系地层与上覆含水体无粘土类隔水层，散层水通过煤系砂岩原生裂隙下渗进入采掘工作面见图),二、水害介绍,4、水害类型划分,钻孔水害： 穿越松散含水层或煤系底板灰岩含水层的钻孔，当未封或封孔不良时，含水层水通过钻孔充入采掘工作面而出水 未封及封闭不良钻孔由于本身可能含水，且能沟通钻孔所穿过的各含水层，向采掘空间充水一般在水压大的情况下未封及封闭不良钻孔成为矿井的充水通道顾桥井田有封闭不合格钻孔13个，未封钻孔15个，情况不明钻孔3个，均要根据不同情况采取留设煤柱，启封后重新封孔，超前探放等措施。

见图),二、水害介绍,4、水害类型划分,断层水害：因断层（带）及附近原生裂隙发育、存在储水空间，地下水在水压的作用下，通过长期的径流、运移，常积聚在断层带内，当采掘工作面接近或揭开断层（带）时，在水压的作用下充入工作面；此外，当断层与含水层沟通时，含水层水可通过断层不断地补充进入采掘工作面，而形成长期出水二、水害介绍,4、水害类型划分,灰岩水害：赋存和运移于灰岩地层孔隙中的地下水因煤层底板距灰岩含水层层间距近隔水层薄，加之采后产生的裂隙或有断层构造弱面，底板高水压灰岩水通过原生、后生裂隙或断裂构造进入到采掘工作面而出水 灰岩含水层具有厚度大、分布广、区域连通性好、地下水补给量大的特点，一旦发生突水将产生严重后果范各庄案例）(邢台案例),淮南老区1978年以前发生对生产有影响的A组煤层底板灰岩出（突）水28次，其中最大的一次1977年10月14日的谢一矿33113工作面出水，瞬时出水量1002m3/h，稳定水量772m3/h，造成33采区和三水平被淹二、水害介绍,陷落柱水害:该类含水层不仅有丰富的静贮量，同时具有较大的补给量所以一旦发生陷落柱型突水，其突水水量往往较大该含水层赋存于煤系地层之下一定的深度，且在煤层和含水层之间存在有一定厚度的隔水层，奥陶系灰岩含水层往往在平面上延展的范围较大，其主要在地势较高处的裸露露头区接受大气降水或地表水补给，在煤层之下的含水层水往往处于高承压状态，一旦发生突水，往往呈现出突水点水压大，突水流速高的特点。

桃园煤矿“2.3”透水事故),4、水害类型划分,二、水害介绍,4、水害类型划分,二、水害介绍,4、水害类型划分,地表水害： 地表河流、水库、塌陷积水塘等地表水体以及雨季洪水，通过井筒、采后塌陷坑、煤系含水层露头、岩溶塌陷漏斗等直接或间接地透入矿井，也可因防水煤柱留设过小，采后导水裂隙带及冒落带触及地面水体，通过导水裂隙带、冒落带渗、溃入工作面而充水 新庄孜井田内个体小井透地表水直接溃入大井事故 淮南乐方陶瓷有限公司升平粘土矿“9. 29”井筒透水,二、水害介绍,三、透水征兆,,,,,,（2）挂汗,（3）煤壁变冷,（4）出现雾气,,（1）挂红,,（5）水叫,,,,（7）顶板来压,（8）水色发浑，有臭味，这是接近老空区积水的征兆,(9)工作面有害气体增加,,（6）顶板淋水加大,,（10）裂缝出现渗水,三、透水征兆,1、透水一般征兆,①煤层发潮发暗 由于水的渗入，使煤层光泽明显变暗淡，如果挖去一层仍是这样说明附近有积水 ②巷道壁或顶板“挂汗” 积水通过岩石微小裂隙时凝聚于岩石表面的水珠，顶板“挂汗”多呈尖形水珠而煤炭自然发火预兆中的“挂汗”则常常是平行水珠，为蒸汽凝结于顶板而形成 ③煤层变凉 煤层含水时能吸收人体的热量，用手触摸时会有发凉的感觉，而且手放的时间越长感到越凉。

它还可使空气变冷、产生雾④工作面顶板淋水加大 有时可出现压力水头 ⑤从煤层或岩层裂缝中挤出“嘶嘶”水叫声 表示有涌出危险；出现压力水流，这是离水源很近的征兆；若出水混浊，说明离水源较近；若出水清净，说明距离水源稍远 ⑥工作面有害气体增加 积水区向外散出的主要有害气体有硫化氢、二氧化碳、甲烷等 ⑦煤壁或巷道“挂红” 水的酸度大、味发涩、有臭鸡蛋味，通常属于“死水”，这是老空积水的征兆三、透水征兆,1、透水一般征兆,三、透水征兆,2、不同水源的透水征兆,(1)、老空水透水征兆 由于老空水积存时间较长，水量补给较差，故称之为“死水”老空水透水征兆有挂红、酸性大、水叫、发涩等特点，特别是带有异常明显的臭鸡蛋味 (2)、断层水透水征兆 断层水破碎带中的地下水一般是流动的，补给也较充分，故称“活水”所以，很少出现挂红现象，水无涩味而发甜在岩巷中遇到或接近断层水时，有时在岩缝中可见到淤泥，水较混浊多呈黄色另外，当采掘面接近含水断层破碎带时，会出现来压、淋水增大等现象三、透水征兆,2、不同水源的透水征兆,(3)、工作面底板灰岩含水突水征兆 ①工作面压力增大，底板鼓起 ②工作面底板产生裂隙，并逐渐增大 ③沿裂隙或煤帮向外渗水 ④底板破裂，沿裂隙有高压水喷出，伴有“嘶嘶”声和刺耳水声 ⑤底板发生“底爆”，伴有巨响，水大量涌出,防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。

五项治理措施是水害治理的基本技术方法防”主要指合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等，防隔水煤（岩）柱一旦确定后，不得随意开采破坏；“堵”主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等通道；“疏”主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压；“排”主要指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套；“截”主要指加强地表水（河流、水库、洪水等）的截流治理四、水害防治措施,四、水害防治措施,1、水害综合治理措施------防,“防”主要指合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等四、水害防治措施,“堵”主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等通道1、水害综合治理措施------堵,四、水害防治措施,“疏”主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压1、水害综合治理措施------疏,矿井排水是利用排水设备，将流入水仓的水直接排至地表的防治水方法，是煤矿生产中的基本环节排水方式主要包括以下三种：直接排水、分段排水以及混合排水 我矿采用分段排水先将13-1、11-2下山采区积水排至-780m中央水仓，再由中央水仓排至地面污水处理厂。

1、水害综合治理措施------排,四、水害防治措施,四、水害防治措施,“排”主要指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套我矿中央泵房、南区泵房、13-1、11-2下山采区泵房均符合相关要求重点是采掘工作面排水系统，做到与开采 “三同时”， 工作面有效排水能力不小于预计最大涌水量的1.5倍预计最大涌水量在地质说明书中有明确的数据) 采掘工作面排水系统分为五部分：排水泵、排水管、开关、电缆以及水漾排水系统要做到能随时开启排水的能力 排水泵：确保现场要有两台排水泵，做到一用一备流量要满足安全生产需求，下山施工工作面排水泵要有足够的扬程 排水管：始终保持与排水泵相连接；管径要满足排水泵排水要求 开关、电缆：要满足排水泵排水要求 水漾：大小要符合措施要求；经常清淤；必要时要有沉淀池1、水害综合治理措施------排,四、水害防治措施,井口及工业广场重要建构筑物的室内地坪标高，要高于当地最高洪水位淮南矿区有记录以来最高洪水位为24.82m（1954年） 顾桥矿井口及工业广场重要建构筑物地坪标高为25.60m1、水害综合治理措施----截,四、水害防治措施,未封闭的钻孔，孔口应高出当地最高洪水位，并加盖；报废的井筒和钻孔应采用粘土、水泥等隔水材料进行充填封闭。

1、水害综合治理措施----截,孔隙水水害防治措施： 采取的主要防治措施是“隔”或“疏”两种方法其“隔”就是留设足够的防水煤（岩）柱，隔断煤系与上覆含水层间的水力联系；“疏”就是疏干煤系上覆新生界松散含水层水，在含水层无水状态下开采四、水害防治措施,2、不同水害治理措施,井筒水害防治措施： 在建井筒：利用人工制冷技术，使地层中的水变成冰把天然粘土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与井筒施工的联系，以便在冻结壁的保护下井筒掘砌施工冻结深度自地面至基岩风化带下10m左右 使用井筒：每季度观测一次井筒上口与周边地表沉降量，每10天观测一次井筒下口水量；风井井筒利用每年的矿井停产检修时间，调查一次井壁质量与出水点水量对调查、观测结果及时进行对比分析和核实，当井筒出水量达到6m3/h及以上时，制定方案进行注浆处理四、水害防治措施,2、不同水害治理措施,灰岩水害： 开采受底板灰岩水威胁的煤层，对灰岩水害的防治，应根据赋存条件、直接充水灰岩含水层富水性、控水构造等具体水文条件采取不同的水害防治方法与措施，但概括起来，可以总结为疏水降压、注浆改造、注浆改造与疏水降。