
《煤矿底板水害讲》PPT课件.ppt
55页煤矿水害及其防治技术煤矿水害及其防治技术虎虎 维维 岳岳研研 究究 员员博士生导师博士生导师煤炭科学研究总院西安研究院煤炭科学研究总院西安研究院第一部分第一部分煤矿水害的基本特点煤矿水害的基本特点及其形成机理及其形成机理近近1010年来我国煤矿水害基本情况年来我国煤矿水害基本情况 在过去的在过去的1010年里,共发生各类矿井水害年里,共发生各类矿井水害事故事故14001400余起,死亡近余起,死亡近60006000人,经济损失人,经济损失高达高达3535亿元人民币每生产百万吨原煤因水亿元人民币每生产百万吨原煤因水害死亡达害死亡达0.3750.375人,因水害造成经济损失达人,因水害造成经济损失达20002000万元人民币其中作为中国主要煤炭万元人民币其中作为中国主要煤炭生产基地的华北华东地区受水害威胁的煤炭生产基地的华北华东地区受水害威胁的煤炭资源占已探明资源量的资源占已探明资源量的2727%% 近年来煤矿水害事故的基本特征近年来煤矿水害事故的基本特征1 1-乡镇煤矿-乡镇煤矿 2 2-国有地方煤矿-国有地方煤矿 3 3-国有重点煤矿-国有重点煤矿 水害类型和水害事故水害类型和水害事故的分布极不均匀。
根的分布极不均匀根据近年来水害最为严据近年来水害最为严重的重的20052005年资料分析,年资料分析,企业技术水平、管理企业技术水平、管理水平和装备水平较差水平和装备水平较差的乡镇煤矿水害事故的乡镇煤矿水害事故发生频次明显高于国发生频次明显高于国有矿井有矿井 特征特征1 1::特征特征2 2::1 1-小窑老空水-小窑老空水 2 2-灰岩水-灰岩水 3 3-其他水源水-其他水源水 近年来煤矿水害事故的基本特征近年来煤矿水害事故的基本特征就主要矿井水水害就主要矿井水水害的突水源而言,采的突水源而言,采空区及废弃的充水空区及废弃的充水小煤窑水成为主要小煤窑水成为主要突水水源其次为突水水源其次为岩溶含水层水,其岩溶含水层水,其他类型水源所占比他类型水源所占比例较少例较少 近年来煤矿水害事故的基本特征近年来煤矿水害事故的基本特征特征特征3 3::1 1-掘进巷道水害-掘进巷道水害 2 2-工作面水害-工作面水害 3 3-其他水害-其他水害 就主要矿井水害所发生采掘位就主要矿井水害所发生采掘位置而言,主要突水灾害发生在置而言,主要突水灾害发生在矿井采掘巷道的迎头,由于掘矿井采掘巷道的迎头,由于掘进过程中遇到隐伏导水构造造进过程中遇到隐伏导水构造造成不同水源的水突入矿井。
其成不同水源的水突入矿井其次是采煤工作面突水,主要是次是采煤工作面突水,主要是回采过程中遇到工作面内部隐回采过程中遇到工作面内部隐伏的点状导水构造(陷落柱、伏的点状导水构造(陷落柱、封闭不良钻孔等)和顶底板采封闭不良钻孔等)和顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通矿扰动诱发的导水破裂带导通不同水源水突入矿井其他采不同水源水突入矿井其他采掘活动所引起的矿井突水灾害掘活动所引起的矿井突水灾害较少较少 煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 对人类采矿工程活动所诱发的突水事故防范措施不到位,对人类采矿工程活动所诱发的突水事故防范措施不到位,特别是对于采空区积水及其关闭废弃的小煤窑积水特征及其特别是对于采空区积水及其关闭废弃的小煤窑积水特征及其潜在的突水危险性认识不足,矿井关闭过程中的水文地质工潜在的突水危险性认识不足,矿井关闭过程中的水文地质工作及其关闭后对地下水活动条件的预测预报和监测监控不到作及其关闭后对地下水活动条件的预测预报和监测监控不到位,导致对废弃矿井采掘空间分布情况及其积水淹没情况不位,导致对废弃矿井采掘空间分布情况及其积水淹没情况不清楚,防水煤岩柱留设不足或缺乏必要的防水煤岩柱,从而清楚,防水煤岩柱留设不足或缺乏必要的防水煤岩柱,从而形成了巷道掘进过程中直接或间接揭露采空区积水而造成矿形成了巷道掘进过程中直接或间接揭露采空区积水而造成矿井突水灾害。
该类型突水突发性强,冲击力大,往往造成瞬井突水灾害该类型突水突发性强,冲击力大,往往造成瞬间淹井和惨重的人员伤亡间淹井和惨重的人员伤亡 对废弃矿井及老空水危险性认识不足对废弃矿井及老空水危险性认识不足煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 对隐蔽型导水构造探知能力不够对隐蔽型导水构造探知能力不够 现有的针对隐蔽型导水构造的超前精细探查预测技术与装备现有的针对隐蔽型导水构造的超前精细探查预测技术与装备不足隐蔽型导水构造是指无明显的地表出露和地质显现特征,不足隐蔽型导水构造是指无明显的地表出露和地质显现特征,发育于岩层内部的较小规模的地质构造,主要包括隐伏断层、发育于岩层内部的较小规模的地质构造,主要包括隐伏断层、局部构造破碎带、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等,他们是沟通矿局部构造破碎带、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等,他们是沟通矿区充水水源与矿井采掘工程之间的主要导水通路,在矿井采掘区充水水源与矿井采掘工程之间的主要导水通路,在矿井采掘过程中必须超前探知该类隐伏导水构造并进行必需的治理和防过程中必须超前探知该类隐伏导水构造并进行必需的治理和防范措施后才能予以揭露和通过,大量的突水事故来自掘进巷道范措施后才能予以揭露和通过,大量的突水事故来自掘进巷道前方说明对该类导水构造的探测预报和防治不到位,探测工程前方说明对该类导水构造的探测预报和防治不到位,探测工程不足或探测精度不够,造成掘进巷道与隐伏导水构造不期而遇不足或探测精度不够,造成掘进巷道与隐伏导水构造不期而遇形成矿井突水灾害。
形成矿井突水灾害 煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 煤矿水害防治技术、装备薄弱,水害安全管理水平低煤矿水害防治技术、装备薄弱,水害安全管理水平低下许多矿井特别是乡镇煤矿缺乏专门的矿井水文地质专下许多矿井特别是乡镇煤矿缺乏专门的矿井水文地质专业人员和必需的矿井水害探测防治装备,对矿井水害防治业人员和必需的矿井水害探测防治装备,对矿井水害防治的重要性认识和管理不到位,在矿井水文地质条件不清的的重要性认识和管理不到位,在矿井水文地质条件不清的条件下盲目生产是导致矿井水害事故发生的根本原因虽条件下盲目生产是导致矿井水害事故发生的根本原因虽然矿井突水条件十分复杂,但通过科学必要的防治水技术然矿井突水条件十分复杂,但通过科学必要的防治水技术工作完全可以大幅度降低水害发生的条件近年来煤矿水工作完全可以大幅度降低水害发生的条件近年来煤矿水害的基本特点充分说明了加强矿井防治水技术与管理工作害的基本特点充分说明了加强矿井防治水技术与管理工作的有效性的有效性 防治水技术力量和管理水平较差防治水技术力量和管理水平较差 防水煤岩柱的留设不合理,造成断层或其他含水体水突防水煤岩柱的留设不合理,造成断层或其他含水体水突入矿井。
对于一些大型导水断裂,由于断层两盘的牵引裂入矿井对于一些大型导水断裂,由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育,该类断层(断层带)除了具有导水性质外,隙广泛发育,该类断层(断层带)除了具有导水性质外,其断裂带本身就是一个含水体,有些断层两盘的导水裂隙其断裂带本身就是一个含水体,有些断层两盘的导水裂隙带十分发育,且具有一定的宽度,在断层防水煤岩柱留设带十分发育,且具有一定的宽度,在断层防水煤岩柱留设过程中,往往注意了掘进停头到断层面的距离而忽视了断过程中,往往注意了掘进停头到断层面的距离而忽视了断层两侧导水破碎带的存在,导致了因防水煤岩柱留设不足层两侧导水破碎带的存在,导致了因防水煤岩柱留设不足而诱发的矿井水害由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而诱发的矿井水害由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导的而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导的位置 煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 防水煤岩柱留设不合理防水煤岩柱留设不合理煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 对断层及陷落柱的水文地质性质认识不深对断层及陷落柱的水文地质性质认识不深由构造断裂形成的断层破碎带,往由构造断裂形成的断层破碎带,往往具有较好的透水性,会形成矿坑往具有较好的透水性,会形成矿坑充水的良好通道。
对于一些巨大的充水的良好通道对于一些巨大的断裂,由于断层两盘的牵引裂隙广断裂,由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育,该类断层(断层带)除了泛发育,该类断层(断层带)除了具有导水性质外,其断裂带本身就具有导水性质外,其断裂带本身就是一个含水体,因而还具有充水水是一个含水体,因而还具有充水水源的性质由于断层面或断层牵引源的性质由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾的裂隙带导水而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导害在矿井突水事故中占有绝对主导的位置的位置B B 下通式导水下通式导水C C 上通式导水上通式导水A A 全通式导水全通式导水煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 突突水水通通道道具具有有隐隐蔽蔽性性和和难难以以探探知知性性::陷陷落落柱柱的的形形成成原原因因决决定定了了其其具具有有点点状状导导水水构构造造的的特特点点,,尽尽管管有有些些陷陷落落柱柱的的直直径径可可达达数数百百米米,,但但和和整整个个地地质质结结构构体体相相比比,,其其仍仍具具有有很很强强的的局局部部性性,,特特别别是是在在陷陷落落柱柱的的周周边边区区域域,,地地层层层层序序仍仍保保持持着着正正常常状状态态,,这这就就形形成成了了通通过过地地层层层层序序和和构构造造形形态态分分析析预预测测陷陷落落柱柱变变的的十十分分困困难难,,甚甚至至不不可可能能,,陷陷落落柱柱的的隐隐蔽蔽性性和和难难以以探探知知性性,,决决定定了了陷陷落落柱柱突突水水具具有有突突发发性性和和难以防范性。
难以防范性煤矿水害成因与致灾机理煤矿水害成因与致灾机理 控制煤矿水害频发的关键措施控制煤矿水害频发的关键措施 加强废弃关闭矿井和老空区的矿床水文地质研究工作加强废弃关闭矿井和老空区的矿床水文地质研究工作在生产阶段的矿井往往是地下水的排在生产阶段的矿井往往是地下水的排泄区,大量的地下水在矿井生产过程泄区,大量的地下水在矿井生产过程中被排放,部分含水层会因矿井排水中被排放,部分含水层会因矿井排水而疏干一旦矿山关闭废弃后,地下而疏干一旦矿山关闭废弃后,地下水的循环运动规律会被打破,废弃矿水的循环运动规律会被打破,废弃矿井因停止排水而被地下水淹没,废弃井因停止排水而被地下水淹没,废弃矿井被污染的地下水会逐渐补给在矿矿井被污染的地下水会逐渐补给在矿井采掘阶段已经疏干的洁净含水层或井采掘阶段已经疏干的洁净含水层或直至溢出地表地下水位的抬升会极直至溢出地表地下水位的抬升会极大的改变矿区区域性水文地质、工程大的改变矿区区域性水文地质、工程地质与环境地质条件地质与环境地质条件 控制煤矿水害频发的关键措施控制煤矿水害频发的关键措施 进一步研究规范对防水煤岩柱的正确留设进一步研究规范对防水煤岩柱的正确留设首先要确定采掘停头距断层影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与断首先要确定采掘停头距断层影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与断层影响带外边界的最近距离位置,根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的层影响带外边界的最近距离位置,根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度(如图中的安全煤柱厚度(如图中的L LR R和和L LX X),),然后根据煤层与断层的空间位置关系及回然后根据煤层与断层的空间位置关系及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度L L,,如果直接根据水压和煤层的如果直接根据水压和煤层的阻水能力计算煤柱留设宽度阻水能力计算煤柱留设宽度L L。
必然会导致煤柱留设厚度的不足必然会导致煤柱留设厚度的不足 控制煤矿水害频发的关键措施控制煤矿水害频发的关键措施 进一步研究规范对防水煤岩柱的正确留设进一步研究规范对防水煤岩柱的正确留设导水陷落柱防水煤柱厚度的确定方法与断层防水煤柱的留设方法一样,对于陷落柱导水陷落柱防水煤柱厚度的确定方法与断层防水煤柱的留设方法一样,对于陷落柱防水煤柱的留设,必须要考虑其周边垮落影响破裂带宽度及煤层与陷落柱的空间产状防水煤柱的留设,必须要考虑其周边垮落影响破裂带宽度及煤层与陷落柱的空间产状关系,首先要确定采掘停头距陷落柱影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与陷关系,首先要确定采掘停头距陷落柱影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与陷落柱影响带外边界的最近距离位置,根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤落柱影响带外边界的最近距离位置,根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度(如图中的柱厚度(如图中的L LR R),),然后根据煤层与陷落柱空间位置关系、陷落柱外围导水裂隙然后根据煤层与陷落柱空间位置关系、陷落柱外围导水裂隙带的宽度及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度带的宽度及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度L L。
正确理解和应用突水系数概念正确理解和应用突水系数概念控制煤矿水害频发的关键措施控制煤矿水害频发的关键措施 对残对残余水余水压的压的理解理解与应与应用用 第二部分第二部分煤矿底板水害的基本概念煤矿底板水害的基本概念煤矿水害的基本概念及控制因素煤矿水害的基本概念及控制因素 煤矿水害是指煤矿在建设开发煤矿水害是指煤矿在建设开发过程中,不同形式、不同水源的过程中,不同形式、不同水源的水通过特定的途径进入矿坑,并水通过特定的途径进入矿坑,并给矿山建设或生产带来影响和灾给矿山建设或生产带来影响和灾害的过程与结果害的过程与结果影响煤矿水害的三大因素影响煤矿水害的三大因素煤煤矿矿水水害害充水水源充水水源充水途径充水途径充水水量充水水量A A A A、、、、 充水水源是否存在,如果存在,有何特征充水水源是否存在,如果存在,有何特征充水水源是否存在,如果存在,有何特征充水水源是否存在,如果存在,有何特征B B B B、、、、 充水途径是否存在,如果存在,属何类型充水途径是否存在,如果存在,属何类型充水途径是否存在,如果存在,属何类型。
充水途径是否存在,如果存在,属何类型C C C C、、、、 充水强度如何,一旦出水有何后果充水强度如何,一旦出水有何后果充水强度如何,一旦出水有何后果充水强度如何,一旦出水有何后果煤矿底板水害的基本概念煤矿底板水害的基本概念 煤矿底板水害是指发育于主要煤矿底板水害是指发育于主要开采煤层底板直接或间接开采煤层底板直接或间接含水层含水层中的水在矿井采掘过程中通过天中的水在矿井采掘过程中通过天然或人为扰动的然或人为扰动的导水通道导水通道进入矿进入矿井并给矿井带来灾害的过程与结井并给矿井带来灾害的过程与结果果常见的底板水充水水源常见的底板水充水水源奥陶系奥陶系灰岩水灰岩水薄层灰薄层灰岩水岩水底板砂底板砂岩水岩水复合含复合含水层水水层水基本特点:基本特点: 高承压、非均质、高承压、非均质、与构造发育特征联系密切、垂与构造发育特征联系密切、垂向越流作用明显向越流作用明显常见的底板水充水途径常见的底板水充水途径天然通道天然通道人为通道人为通道导导水水裂裂隙隙导导水水断断层层陷陷 落落 柱柱底底板板三三带带隔隔水水层层损损伤伤不不良良钻钻孔孔基本特点:基本特点:隐蔽性强、分布无明显隐蔽性强、分布无明显规律、滞后活化特征突出规律、滞后活化特征突出底板水害的基本特点底板水害的基本特点1 1、突发性强,无明显前兆、突发性强,无明显前兆2 2、水量增速快,灾害控制难度大、水量增速快,灾害控制难度大3 3、突水往往具有时滞性,容易造成误解、突水往往具有时滞性,容易造成误解4 4、突水量与过水通道有相互促进现象、突水量与过水通道有相互促进现象 第三部分第三部分煤矿底板水害的形成与评价煤矿底板水害的形成与评价煤矿底板水害的形成条件煤矿底板水害的形成条件 ◈ ◈ 含水层的富水性是发生底板突水的内在因含水层的富水性是发生底板突水的内在因素,它决定着突水水量的大小及突水量的动态变素,它决定着突水水量的大小及突水量的动态变化特征化特征。
◈ ◈ 水压力的存在是驱动含水层水流入矿坑的水压力的存在是驱动含水层水流入矿坑的动力动力 ◈ ◈ 而底板破坏所形成的破裂或天然导水通道而底板破坏所形成的破裂或天然导水通道则是地下水得以流动的通路和咽喉则是地下水得以流动的通路和咽喉 ◈ ◈ 只有当三者同时存在并达到某种特殊组合只有当三者同时存在并达到某种特殊组合时,才能发生底板突水时,才能发生底板突水 常见底板水害类型常见底板水害类型-陷落柱导水-陷落柱导水常见底板水害类型常见底板水害类型--断层导水断层导水常见底板水害类型常见底板水害类型-底板损伤导水-底板损伤导水煤矿底板水害探查的关键任务煤矿底板水害探查的关键任务 ◈ ◈ 含水层的基本性质及其埋藏条件含水层的基本性质及其埋藏条件 ◈ ◈ 开采煤层与含水层之间隔水层的开采煤层与含水层之间隔水层的 性质及其综合阻抗水能力性质及其综合阻抗水能力 ◈ ◈ 含水层水压及其分布与动态含水层水压及其分布与动态 ◈ ◈采矿扰动规律及其水岩作用机理采矿扰动规律及其水岩作用机理斯列萨列夫公式斯列萨列夫公式计算临界水压力和临界隔水层厚度的著名公式计算临界水压力和临界隔水层厚度的著名公式评价底板隔水层稳定性的基础理论评价底板隔水层稳定性的基础理论采矿扰动与矿压破坏理论采矿扰动与矿压破坏理论底板破坏突水模式示意图底板破坏突水模式示意图评价底板隔水层防突水能力的下三带理论评价底板隔水层防突水能力的下三带理论 T=P/M T=P/M-MI-MIII=P/MII 突突水水系系数数公公式式的的演演变变评价底板隔水层防突水能力的突水系数理论评价底板隔水层防突水能力的突水系数理论典型矿区底板突水性与隔水层厚度关系典型矿区底板突水性与隔水层厚度关系水头衰减的试验结果水头衰减的试验结果 实实践践与与测测试试资资料料表表明明,,矿矿压压作作用用下下的的底底板板破破坏坏深深度度一一般般为为6 6~~1414mm,,灰灰岩岩水水的的导导升升高高度度一一般般为为3 3~~7 7mm,,不不难难看看出出,,上上下下两两个个破破坏坏带带厚厚度度之之和和为为9 9~~2121mm,,这这一一结结果果和和目目前前实实际际观观测测到到的的突突水水条条件件隔隔水水层层厚厚度度相相一一致致。
由由此此可可见见,,准准确确查查明明矿矿压压破破坏坏带带和和导导升升裂裂隙隙带带厚厚度度是是预预测测底底板板突突水水条条件件的的关关键键因因素素这这一一认认识识的的建建立立对对于于正正确确理理解解为为什什么么大大量量的的传传统统突突水水系系数数概概念念下下认认为为是是突突水水危危险险区区的的矿矿床床资资源源得得以以安安全全开开采采具有重要意义具有重要意义重新认识突水系数的概念重新认识突水系数的概念 第三部分第三部分煤矿底板水害的防治技术煤矿底板水害的防治技术 底板水害水文地质工作需要底板水害水文地质工作需要查明和回答的关键问题查明和回答的关键问题水水源源与与水水量量隔隔水水层层厚厚度度与与阻阻水水能能力力水水压压及及其其变变化化导导水水构构造造原原始始应应力力与与采采动动应应力力矿矿压压及及其其破破坏坏规规律律底板水害预防与治理措施底板水害预防与治理措施防排水系统防排水系统监测探测系统监测探测系统预报预警系统预报预警系统灾害治理系统灾害治理系统泵泵房房水水仓仓隔隔离离泄泄水水避避灾灾路路线线掘掘进进巷巷道道超超前前探探工工作作面面底底板板穿穿透透探探井井下下出出水水化化学学探探物物理理相相似似模模拟拟预预报报计计算算机机数数学学模模拟拟预预报报回回采采过过程程适适时时监监测测预预报报底底板板三三带带探探测测突突水水水水源源快快速速判判别别系系统统移移动动式式高高效效注注浆浆系系统统截流注浆防治矿井水害的基本概念截流注浆防治矿井水害的基本概念 截流注浆防治矿井水害技术系指通过专门的设备和工程,截流注浆防治矿井水害技术系指通过专门的设备和工程,根据具体的矿井水文地质条件和水害类型与特点,将预先研根据具体的矿井水文地质条件和水害类型与特点,将预先研究配制成的低渗透浆液或骨料注入含水层、隔水层中的空隙、究配制成的低渗透浆液或骨料注入含水层、隔水层中的空隙、断裂破碎带、岩溶陷落柱、井巷或突(出)水口等,并使之断裂破碎带、岩溶陷落柱、井巷或突(出)水口等,并使之与围岩固结成不透水(或微透水)的、具有一定强度的整体与围岩固结成不透水(或微透水)的、具有一定强度的整体而起到堵塞过水通道、充填导含水空隙、降低受注岩体渗透而起到堵塞过水通道、充填导含水空隙、降低受注岩体渗透性、增大岩石强度和隔(阻)水作用的一种矿井水害防治技性、增大岩石强度和隔(阻)水作用的一种矿井水害防治技术方法。
该技术可广泛地应用于术方法该技术可广泛地应用于封堵井下突水口(点)以恢封堵井下突水口(点)以恢复被淹矿井、阻截水源含水层对矿井充水的补给以减少矿井复被淹矿井、阻截水源含水层对矿井充水的补给以减少矿井运行排水量、变含水层为隔水层以增加煤层顶底板有效隔水运行排水量、变含水层为隔水层以增加煤层顶底板有效隔水层的厚度、隔断连接充水水源与矿井之间的导水通道以避免层的厚度、隔断连接充水水源与矿井之间的导水通道以避免矿井突发性突水灾害等矿井突发性突水灾害等 掘进巷道前掘进巷道前方导水断层方导水断层注浆改造工注浆改造工作示意图作示意图 井下封堵突水井下封堵突水断层进水口工断层进水口工程示意图程示意图 截流注浆防治矿井水害的典型类型截流注浆防治矿井水害的典型类型 地面导斜注浆封地面导斜注浆封堵陷落柱突水原堵陷落柱突水原理示意图理示意图 地面注浆封堵过地面注浆封堵过水巷道原理示意水巷道原理示意图图 截流注浆防治矿井水害的典型类型截流注浆防治矿井水害的典型类型 底板含水层注浆底板含水层注浆改造技术示意图改造技术示意图 井下隔水层破碎井下隔水层破碎带注浆加固原理带注浆加固原理示意图示意图 截流注浆防治矿井水害的典型类型截流注浆防治矿井水害的典型类型 a a..矿矿井井主主要要充充水水含含水水层层的的动动态态补补给给水水量量大大且且稳稳定定,,采采用用疏疏水水技技术术难难以以使使含水层水位大幅度降低或所需的疏水量太大以至于在经济上不合理;含水层水位大幅度降低或所需的疏水量太大以至于在经济上不合理; b b..矿矿井井水水补补给给通通道道位位置置明明确确且且相相对对集集中中,,只只要要阻阻断断局局部部导导水水通通道道就就可可使使整个矿井的补给水量大幅度减少;整个矿井的补给水量大幅度减少; c c..矿矿井井充充水水含含水水层层又又是是本本区区主主要要或或唯唯一一的的供供水水水水源源含含水水层层,,而而客客观观条条件件又又不不具具备备实实现现矿矿井井水水排排供供结结合合技技术术方方案案,,在在煤煤炭炭资资源源开开发发的的过过程程中中要要求求充充分保护水源地和含水层。
分保护水源地和含水层 d d..矿矿区区生生态态环环境境脆脆弱弱,,环环境境对对矿矿井井充充水水含含水水层层的的依依赖赖性性强强,,一一旦旦含含水水层层水位明显下降会诱发区域生态环境恶化或其它工程地质灾害水位明显下降会诱发区域生态环境恶化或其它工程地质灾害 e e..实实施施注注浆浆的的目目标标含含水水层层或或构构造造薄薄弱弱带带应应具具有有良良好好可可注注性性条条件件这这种种可可注注性性条条件件包包括括受受注注层层的的吸吸浆浆量量、、浆浆液液在在受受注注层层内内的的运运移移与与扩扩散散性性、、浆浆液液的的凝结与稳定性等凝结与稳定性等 f.f.受注层具有合适的受注层具有合适的水动力和水文地球化学环境条件,水动力和水文地球化学环境条件,能够确保注浆固能够确保注浆固结体的强度稳定性和抗渗稳定性,以满足工程的使用寿命结体的强度稳定性和抗渗稳定性,以满足工程的使用寿命 适用于注浆方法进行矿井水害防治的基本水文地质条件适用于注浆方法进行矿井水害防治的基本水文地质条件 所谓疏水降压防治矿井水害技术就所谓疏水降压防治矿井水害技术就是对威胁矿井安全生产的主要充水含是对威胁矿井安全生产的主要充水含水层水,通过专门的工程和技术措施水层水,通过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进行超前预疏干在人工受控的条件下进行超前预疏干或疏降水压,进而减少或消除其在矿或疏降水压,进而减少或消除其在矿山建设和生产过程中对矿井安全的威山建设和生产过程中对矿井安全的威胁。
其基本内容可划分为疏干和疏水胁其基本内容可划分为疏干和疏水降压两大方面降压两大方面 疏水降压防治矿井水害的基本概念疏水降压防治矿井水害的基本概念疏水降压防治矿井水害的典型类型疏水降压防治矿井水害的典型类型 地面群地面群孔疏水孔疏水井下巷井下巷道疏水道疏水疏水降压防治矿井水害的典型类型疏水降压防治矿井水害的典型类型 井下专井下专用疏水用疏水巷疏水巷疏水工作面工作面顺槽疏顺槽疏水水疏水降压防治矿井水害的典型类型疏水降压防治矿井水害的典型类型 地面直地面直通式疏通式疏水水井下上井下上仰式疏仰式疏水水疏水降压防治矿井水害的典型类型疏水降压防治矿井水害的典型类型 井下下井下下行式疏行式疏水水压力传压力传递式井递式井下疏水下疏水 疏水降压防治矿井水害技术的适用条件疏水降压防治矿井水害技术的适用条件 1 1.. 矿矿井井主主要要充充水水含含水水层层属属于于自自身身充充水水含含水水层层由由于于矿矿井井的的主主要要工工程程活活动动位位于于含含水水层层之之中中,,或或者者说说矿矿井井的的采采掘掘活活动动将将直直接接揭揭露露充充水水含含水水层层,,含含水水层层中中的的水水无无法法躲躲避避,,早早晚晚都都要要被被释释放放。
为为了了减减少少或或消消除除采采掘掘过过程程中中大大量量的的水水短短时时间间涌涌入入矿矿井井给给矿矿井井正正常常生生产产与与建建设设带带来来影影响响或或超超过过矿矿井井设计的排水能力而造成淹井事故,需要在人工受控条件下预先对含水层水进行疏放设计的排水能力而造成淹井事故,需要在人工受控条件下预先对含水层水进行疏放 2 2..矿井矿井主要充水含水层属于直接充水含水层主要充水含水层属于直接充水含水层当含水层作为煤层的直接顶板或底板时,当含水层作为煤层的直接顶板或底板时,一一旦旦巷巷道道进进入入煤煤层层或或工工作作面面回回采采后后,,由由于于缺缺乏乏工工程程层层位位与与含含水水层层之之间间的的隔隔水水保保护护层层,,含含水水层层中中的的水水会会直直接接进进入入巷巷道道或或工工作作面面给给矿矿井井生生产产造造成成影影响响或或灾灾害害在在这这种种水水文文地地质质条条件件下下,,往往往往需需要要采用预疏水技术防治矿井水害采用预疏水技术防治矿井水害 3 3..矿矿井井主主要要充充水水含含水水层层以以静静储储水水量量为为主主,,动动态态补补给给量量有有限限以以静静储储水水量量为为主主的的矿矿井井充充水水含含水水层层发发生生矿矿井井充充水水时时,,往往往往是是瞬瞬间间冲冲击击水水量量大大,,后后期期水水量量迅迅速速衰衰减减甚甚至至干干枯枯,,当当矿矿井井生生产产诱诱发发该该类类含含水水层层突突((透透))水水时时,,往往往往在在总总出出水水量量有有限限的的条条件件下下给给矿矿井井带带来来严严重重灾灾害害,,采采用用预预先先疏疏水水技技术可以有效的消减峰值水量而达到消除矿井水害的目的。
术可以有效的消减峰值水量而达到消除矿井水害的目的 4 4..煤煤层层顶顶板板间间接接含含水水层层与与煤煤层层之之间间隔隔水水层层的的厚厚度度小小于于工工作作面面顶顶板板冒冒落落带带与与裂裂隙隙带带高高度度在在这这种种条条件件下下,,尽尽管管煤煤层层顶顶板板存存在在着着隔隔水水层层,,但但隔隔水水层层的的厚厚度度小小于于工工作作面面回回采采后后冒冒裂裂带带高高度度,,一一旦旦工工作作面面回回采采后后,,含含水水层层中中的的水水必必然然通通过过冒冒裂裂带带导导入入矿矿井井为为了了减减少少初初次次冒冒裂裂后后来来自自顶顶板板的的峰峰值值水量,通常在工作面回采之前,通过井上或井下专门的疏水工程进行含水层水的预疏放水量,通常在工作面回采之前,通过井上或井下专门的疏水工程进行含水层水的预疏放 5 5..煤层底板存在高承压含水层,且煤层底板存在高承压含水层,且煤层与含水层之间的隔水层厚度较薄,煤层与含水层之间的隔水层厚度较薄,在自然状态下隔水在自然状态下隔水层不能阻抗高压水的破坏和侵入在这种条件下,可通过疏放水技术降低含水层中的压力水头层不能阻抗高压水的破坏和侵入在这种条件下,可通过疏放水技术降低含水层中的压力水头以达到实现带压开采的条件。
以达到实现带压开采的条件 注意事项:注意事项:1 1、水文地质与矿床水文地质的概念;、水文地质与矿床水文地质的概念;2 2、水文地质条件分析与防治水工程的关系;、水文地质条件分析与防治水工程的关系;3 3、防治水技术工程与矿井采掘规划;、防治水技术工程与矿井采掘规划;4 4、防治水工作的动态化与时效性防治水工作的动态化与时效性谢谢 谢谢2008年年3月月联系:联系:029--87850082 13709215073。
