防治水MicrosoftPowerPoint演示文稿.pptx

课程安排w煤矿防治水规定w水文地质基础知识w矿井充水条件w矿井防治水措施w水灾应急救援预案w水灾事故案例 一、煤矿防治水有关规定 （一）煤矿防治水规定 （二）煤矿安全规程 （三）防治水安全矿井水文地质基础知识 第一章 地下水的埋藏条件 一、地下水:是埋藏在地壳岩石圈中的水。岩石圈中几乎没有一种岩石是不含水的，但其含水状况却有很大差异。这种差异不仅反应为含水的多少，同时也表现在含水的形态上。二、地下水的循环二、地下水的循环1.自然界的水循环水的循环可分为大循环和小循环两种（图7-1）。地球上的水，是以气态、液态、固态三种形式存在于大气圈、水圈、岩石圈中。2.地下水的概念w地下水是指埋藏在地表以下，储存在岩石空隙中的水。它主要以离子或分子形式、吸附形式、毛细水和重力水等几种形式存在于岩石空隙中（图7-2）。2.3.地下水赋存形态 离子或分子形式存在于岩石或矿物中；吸附形式存在于岩石颗粒表面；毛细水形式存在于细小空隙中；重力水以自由的液态，存在于岩石的非毛细空隙中，可以自由流动。二、岩石的空隙性 岩石的空隙性千差万别，其主要差别突出地表现为它的均匀性，控制均匀性的最根本的因素是岩石空隙的成因。根据空隙的成因，岩石空隙分为：孔隙、裂隙和溶隙。孔 隙w孔隙是指颗粒集合体之间的空隙。它是松软土（粘土、沙土、砂砾）的普遍特征，又是也可见于胶结不好的沉积岩中。孔隙的基本特点是：空隙呈多孔性、相互连通、分布密而均匀，因此具有较均匀的含水性和较好的含水能力。孔隙度(n)衡量孔隙发育程度的指标。裂 隙w裂隙 裂隙是坚硬岩石的普遍特征，显著特征就是不均与性。根据裂隙的成因裂隙可分为：风化裂隙、成岩裂隙、和构造裂隙。裂隙率（kt）衡量裂隙发育程度的指标。溶 隙w 可溶岩被水溶蚀而产生的空隙，称溶隙，又称岩溶或喀斯特。溶隙是石灰岩、白云岩、硬石膏、石膏/盐层等可溶和易溶盐层的普遍特征。自然界溶隙呈溶孔、溶洞、暗河、天然井等多种形式出现。溶隙率（kk）：是衡量溶隙发育程度的指标。三、含水层的划分 （一）含水层划分的基本条件 一个含水层的构成，不仅要求其岩石本身是具有含重力水的性能，而且要求有足够的补给水源，以及能保存这些水的构造条件。1.具有允许水自由进入和 自由流出的空隙；2.有一个起着相对隔水作用的界面，能使含水层中的水体不致流失。3.具有足够的补给来源。（二）含水层与隔水层 岩石能被水透过的性能，称为岩石的透水性。能透水的岩层叫透水层。透水性最好的岩石是喀斯特发育的石灰岩和白云岩，以及空隙大的砾石和砂岩。透水性差，对地下水的运动、渗透起着阻滞或阻隔作用的岩层，称为隔水层或不透水层。透水层和不透水层在自然界是相对的。含水层是指能透水且含有地下水的岩层。四、地下水的分类 人们对地下水提出提出了很多分类方法，其中对煤矿生产有直接意义的有以下两种：1.按地下水的埋藏条件分类 1）上层滞水上层滞水 一般认为上层滞水是指埋藏在离地表不深的饱气带中局部隔水层上的重力水（图7-3）。一般对煤矿生产几乎没有影响。2）潜水）潜水 是指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上，且具有自由水面的重力水。潜水的自由水面，称为潜水面；地表至潜水面的垂距，称为潜水埋藏深度；潜水面至底板隔水层顶面间的距离，称为潜水含水层厚度；潜水面上任一点的标高，称为潜水位（图7-3）。对于煤矿来说，潜水是矿坑充水的重要水源之一，因此必须重视。上层滞水与潜水 3）承压水）承压水 充满于上下两稳定隔水层之间的含水层中的重力水，称为承压水。储存承压水的向斜构造，在水文地质学中通常称为承压水盆地或自流盆地。自流盆地按其水文地质特征可分为补给区、承压区及排泄区三部分（图7-5）。自流水虽是很好的供水水源，但是对矿井开采来说，地下水过大，就会使大量地下水流入井下，甚至造成淹井事故，必须引起高度重视。2.按含水层空隙性质分类 1）孔隙水孔隙水 储存于疏松岩层孔隙中的水。一般情况下，岩石颗粒大而均匀，则含水层孔隙大、透水性好、水量大、运动快、水质好；反之，则正好相反。孔隙水对采矿的影响主要取决于孔隙含水层厚度、岩层颗粒大小及其与煤层的相互关系。2）裂隙水）裂隙水 埋藏于基岩裂隙中的地下水。按成因，岩石的裂隙可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙三种类型，相应的裂隙水也分为三种。3）喀斯特水）喀斯特水 埋藏于溶洞溶隙中的重力水，或称岩溶水，有时也称溶洞水。喀斯特水的水量大、水质好，可作大型供水水源，但喀斯特水对煤矿生产安全构成严重威胁，尤其是喀斯特化岩层厚度巨大时，多是造成矿井重大水患的水源。第二章 矿井充水条件矿井充水条件 在矿井建设和生产过程中，各种类型水源进入采掘空间的过程称为矿井充水；进入到工作面及井巷内的水，称为矿井水。当涌入或溃入井巷的水量大，来势猛时，称为突水。虽然影响矿井充水的因素很多，但形成矿井充水的主要因素，也就是通常所说的矿井充水条件，主要是指矿井水的来源和其渗透通道。一、矿井充水水源及通道1.矿井水的来源a.矿体及围岩空隙中的地下水：主要是孔隙水、裂隙水，岩溶水等。b.地表水源：江河、湖海、池沼、水库等。c.大气降水d.老窖及采空区积水 2.矿井充水通道的分析 岩层的孔隙：这种通道通常存在于疏松未胶结成岩的岩石中，其透水性能取决于孔隙的大小和连通情况。岩层的裂隙：岩层的风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙等都能构成矿井充水的通道。其中对矿井最具威胁的是构造裂隙，它包括各种节理、断层和巨大断裂破碎带等，是矿井充水和透水的主要通道。岩层的溶隙：是指可溶性的碳酸盐类岩石被溶蚀而形成的空隙。在喀斯特发育地区分析矿井充水通道时，应首先研究喀斯特的发育规律。喀斯特主要分布在质纯的可溶性岩石地段。溶隙溶洞主要分布在构造裂隙发育的部位。水循环交替及地壳运动引起喀斯特通道复杂化。除受上述各种规律控制外，还受地壳运动的控制。人工通道：勘探钻孔造成的充水通道。采矿活动造成的断裂。3.影响矿井涌水量大小的因素 矿井充水的水源及充水通道都是控制和影响矿井充水水量大小的因素。此外尚有其它一些因素影响矿井涌水量的大小。1）覆盖层的透水性及煤层围岩的出露条件 覆盖层的透水性能好，补给水量和井下涌水量就大。煤层围岩是透水的，其在地表出露的面积愈大，则接受降水和地表水渗入量就愈大，矿井涌水量就大。2）地形条件的影响 地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度，控制着地表水 和大气降水的汇集。3）地质构造的影响 （1）断裂面的力学性质对矿井涌水量的影响 a.压性断裂面，断裂面紧密，透水性差，相对起隔水作用，对矿井涌水量影响较小。b.张性断裂面，张裂程度大，充填物内孔隙多而大，为地下水的运移赋存创造了良好条件，因此它对矿井涌水量的影响较大。c.扭性断裂面 延展较远，发育深度大，低序次断裂亦较发育，因此对矿井涌水量影响较大。（2）不同构造部位对矿井充水的影响 a.断层端点部位及其两侧的岩层裂隙特别发育，是突水较多的部位。b.断层交叉处附近，其透水性强，导水性好。c.断层密度大的地段，不仅应力集中，且多次受应力作用，因而使岩石破碎，裂隙发育，给地下水的赋存和运移创造了良好条件。d.在断层两断盘相对运动过程中，由于受边界条件和重力的作用，一般上盘低序次断裂及裂隙相应较下盘发育，故在断层上盘易发生突水。二、二、矿井水文地质观测及矿井水文地质观测及水害防治水害防治 （一）矿井水文地质观测 矿井水文地质观测是矿井水文地质工作的主要项目，一般包括两部分内容：地面水文地质观测和井下水文地质观测。1.地面水文地质观测 包括气象观测、地表水观测、地下水观测及采矿后形成的跨落带和导水裂隙带高度的观测等四个方面。a.气象观测 主要是观测降水量，并收集矿区附近气象台的观测资料或设立矿区（井）气象台。b.地表水观测 地表水主要是指江河、溪流、大水沟、湖泊、水库、大塌陷坑积水等。对分布于矿区范围内地表水，都应该对其进行定期观测。c.地下水观测 它是研究地下水动态的重要手段，在矿区建设和生产过程中，应选择一些具有代表性的泉、井、钻孔、被淹井巷以及勘探巷道等作为观测点。d.导水断裂带发育高度的观测 主要是观测煤层采空后，其上覆岩层失去支撑而发生变形、开裂、移动以至跨落所形成的能使水流向采空区的跨落带和断裂带的高度。2.井下水文地质观测a.巷道充水性观测 包括含水层观测、岩层裂隙发育调查及观测、断裂构造观测、出水点观测、出水征兆的观测等。b.矿井涌水量观测 要求要求：观测站一般多布置在各巷道排水沟的出口处、主要巷道排水沟流入水仓处、采区石门排水沟的出口处、井下出水点附近。一般每旬观测一次，水文地质条件复杂的矿井，每旬23次，雨季还应适当增加。方法方法：主要有容积法、浮标法、堰测法、流速仪法，水仓水位观测法和水泵有效功率法等。三、矿井水灾的发生（一）正常涌水量与最大涌水量的概念 1.矿井正常涌水量，是指矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。2.矿井最大涌水量，是指矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的高峰值。在矿井生产和建设过程，地面水与地下水的可能通过各途径流入矿井中。为了维持正常生产与建设、保证人员的安全，矿井必须采取各种措施防止水进入矿井并将已经进入矿井的水及时排至地面。当矿井的涌水量超过了矿井的正常排水能力时，造成矿井水泛滥成灾的现象，叫做矿井水灾。（二）矿井水灾发生的基本条件 1.形成矿井水灾必须具备的2个基本条件;一是存在水源和涌水通道。水源就是流经或积存于井田范围内的地面水和地下水，如大气降水、地表水、含水层水、断层水、老空区积水等；二是涌水通，道就是水源进入矿井的渠道，如井筒、塌陷坑、裂缝、钻孔和溶洞等。2.矿井水灾发生的原因。矿井水灾的根源在于水文地质情况不清、设计不当、措施不力、管理不善和工作人员的思想麻痹、违章作业等。具体来说有以下7个方面的原因。（1）地面防洪措施不当。地面防洪、防水措施不周详或不能认真贯彻执行防洪措施，暴雨、山洪冲破了防洪工程，洪水由井筒或塌陷区裂缝大量灌入井下而造成水灾。（2）井筒设计位置不当。把井筒布置于不良的地质条件中或强含水层附近，施工后在矿山压力和水压的共同作用下，易导致顶底板透水事故。或井筒的井口位置标高低于当地历年最高洪水位，一旦暴雨袭来，山洪暴发就可能导致淹井事故。（3）水文资料不清盲目施工。对井田内的水源的分布情况及其相互连通的关系等水文地质情况不清或掌握不准确就进行盲目施工。致使掘进巷道接近老空区、充水断层、强含水层、溶洞等的水源时，未能事先采取必要的探放水措施，而造成透水淹井事故。（4）工程质量低劣。施工管理不力，施工工程质量低劣，致使井巷塌落、冒顶导通顶底板含水层而发生透水事故。(5)乱采乱掘破坏煤柱.乱采乱掘破坏了防水煤柱或岩柱而造成透水事故。(6)技术差错造成事故。由于对断层附近、生产矿井与报废 矿井之间、采空区与新采区之间是否留设煤柱和确定煤柱尺寸时出现技术差错，该设煤柱的没有设或所留设的煤柱尺寸太小，起不到应有的作用，导致矿井水灾的发生。另外，测量误差或探水钻孔方向偏离，没有准确掌握到水源的位置、范围、水量和水压等技术参数等。（7）麻痹大意，违章作业。不钻孔安设计参数施工，不按规定固定套管，水仓不安时清理，容量减小，水泵没有进行试运转，水泵的排水能力不足，供电系统不可靠等。3.矿井充水的人为条件 （1）人为充水水源）人为充水水源 a.袭夺水袭夺水 由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地由于矿床开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源。下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源。袭夺水源存在下列几种情况；袭夺水源存在下列几种情况；位于矿床地下水排泄区的泉水；位于矿床地下水排泄区的泉水；位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；位于矿床地下水排泄区的地表水（海、湖、河）体；位于矿床地下水位于矿床地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；相邻水文地质单元地下水。相邻水文地质单元地下水。b.老窑水老窑水 老窑水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点：老窑水一般分布在老矿山的浅部，它具有下列充水特点：老老窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；窖水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；老窖水为多年积老窖水为多年积水，水循环条件差，水中含有大量水，水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的气体，并多为酸性水，有较强的腐蚀性。腐蚀性。老窑突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。老窑突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大。（2）人为充水通道）人为充水通道 矿坑充水人为通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干矿坑充水人为通道包括顶板冒落裂隙带、地面岩溶疏干塌陷带和封孔质量不佳钻孔等。塌陷带和封孔质量不佳钻孔等。a.顶板冒落裂隙带顶板冒落裂隙带 采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带是矿坑充水采空区冒落后，形成的冒落带和导水裂隙带是矿坑充水的人为通道，其特点如下：的人为通道，其特点如下：当冒落裂隙带发育高度达到顶当冒落裂隙带发育高度达到顶板充水岩层时，矿坑涌水量将有显著增加，当未能达到顶板板充水岩层时，矿坑涌水量将有显著增加，当未能达到顶板充水岩层时，矿坑涌水无明显变化；充水岩层时，矿坑涌水无明显变化；当顶板冒落裂隙带发当顶板冒落裂隙带发育高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加，同时常伴育高度达到地表水体时，矿井涌水量将迅猛增加，同时常伴有井下涌砂现象。有井下涌砂现象。b.地面岩溶疏干塌陷带地面岩溶疏干塌陷带 随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试随着我国岩溶充水矿床大规模抽放水试验和疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩验和疏干实践，矿区及其周围地区的地表岩溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌溶塌陷随处可见，地表水和大气降水通过塌陷坑充入矿井。有时随着塌陷面积的增大，陷坑充入矿井。有时随着塌陷面积的增大，大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。大量砂砾石和泥砂与水一起溃入矿坑。4.矿床充水强度分析矿床充水强度分析 在自然界分布矿床中，单一充水水源和充水通道是少见在自然界分布矿床中，单一充水水源和充水通道是少见。从水文地质剖面可以看出，矿层（体）上部和下部往往分。从水文地质剖面可以看出，矿层（体）上部和下部往往分布多个充水含水层组。究竟哪个是充水岩层？哪个不是充水布多个充水含水层组。究竟哪个是充水岩层？哪个不是充水岩层？哪个是强充水岩层？哪个是弱充水岩层？回答这些问岩层？哪个是强充水岩层？哪个是弱充水岩层？回答这些问题的方法称为矿床充水强度分析。题的方法称为矿床充水强度分析。根据矿山调查资料表明，矿床开采后矿井充水强度除根据矿山调查资料表明，矿床开采后矿井充水强度除取决于充水含水层的富水性、导水性、厚度和分布面积外，取决于充水含水层的富水性、导水性、厚度和分布面积外，还取决于三个防线。第一防线是充水含水层出露和接受补给还取决于三个防线。第一防线是充水含水层出露和接受补给源的条件；第二防线是充水含水层侧向边界的导水与隔水条源的条件；第二防线是充水含水层侧向边界的导水与隔水条件；第三防线是矿层顶、底隔水岩层的隔水条件。件；第三防线是矿层顶、底隔水岩层的隔水条件。矿井发生水灾事故的可能性总是存在的，但只要我们加强管理，采取针对性措施，杜绝违章，矿井水灾是可以避免的。5.矿井水灾的危害。第三章 矿井防治水措施 第一节 水灾预兆水灾预兆 一、一、一般突水事故可归纳为两种情况，一是突一般突水事故可归纳为两种情况，一是突水量小于矿井最大排水能力，地下水形成稳定的降水量小于矿井最大排水能力，地下水形成稳定的降落漏斗，迫使矿井长期大量排水；另一种是突水量落漏斗，迫使矿井长期大量排水；另一种是突水量超过矿井的最大排水能力，造成整个矿井或局部采超过矿井的最大排水能力，造成整个矿井或局部采区淹没。在各类突水事故发生之前，均可能表现出区淹没。在各类突水事故发生之前，均可能表现出多种突水预兆，下面分别予以介绍。多种突水预兆，下面分别予以介绍。（一）（一）一般预兆一般预兆 （1）煤壁）煤壁“挂汗挂汗”。具有一定压力的水透过煤岩体的细微裂隙而在采掘工作煤。具有一定压力的水透过煤岩体的细微裂隙而在采掘工作煤岩壁上凝结成水珠的现象，称为岩壁上凝结成水珠的现象，称为“挂汗挂汗”。透水预兆中的挂汗与其他原因造成的挂。透水预兆中的挂汗与其他原因造成的挂汗有所不同。透水预兆中顶板挂汗多成尖型水珠，有汗有所不同。透水预兆中顶板挂汗多成尖型水珠，有“承压欲滴承压欲滴”之势；而煤炭自之势；而煤炭自然发火预兆中的挂汗为水蒸气凝结于煤岩壁上所致，多为平形水珠；另外，井下然发火预兆中的挂汗为水蒸气凝结于煤岩壁上所致，多为平形水珠；另外，井下空气中的水分于东低温的煤岩体时，也可能凝结成水珠。区别挂汗现象是否为透空气中的水分于东低温的煤岩体时，也可能凝结成水珠。区别挂汗现象是否为透水预兆的方法是剥离一层煤壁面，仔细观察煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水水预兆的方法是剥离一层煤壁面，仔细观察煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水预兆。预兆。（2）煤壁）煤壁“挂红挂红”。当积水中含有铁的氧化物时，煤帮出现铁锈色水迹；。当积水中含有铁的氧化物时，煤帮出现铁锈色水迹；上述煤岩壁上所挂之上述煤岩壁上所挂之“汗汗”呈暗红色，故称为挂红。呈暗红色，故称为挂红。（3）空气变冷，煤壁发凉。水的导热系数比煤（岩）体大，所以采掘工作）空气变冷，煤壁发凉。水的导热系数比煤（岩）体大，所以采掘工作面接近积水区域时，空气会骤然下降、空气变冷人进入后有凉爽、阴冷的感觉煤面接近积水区域时，空气会骤然下降、空气变冷人进入后有凉爽、阴冷的感觉煤（岩）体的含水量增大时，其导热率增大，所以用手摸煤（岩）壁有发凉的感觉。（岩）体的含水量增大时，其导热率增大，所以用手摸煤（岩）壁有发凉的感觉。但应注意，受地热影响的的矿井，地下水的维度较高，当采掘工作面接近积水温但应注意，受地热影响的的矿井，地下水的维度较高，当采掘工作面接近积水温度较高的积水区时，煤（岩）壁的温度和空气的温度反而升高。度较高的积水区时，煤（岩）壁的温度和空气的温度反而升高。（4）出现）出现“雾气雾气”。当采掘工作面气温较高时从煤岩。当采掘工作面气温较高时从煤岩壁渗出积水就会被蒸发而形成雾气。壁渗出积水就会被蒸发而形成雾气。（5）发出水叫声。含水层或积水区内的高压水在向煤壁）发出水叫声。含水层或积水区内的高压水在向煤壁列席挤压式，与煤壁摩擦会发出列席挤压式，与煤壁摩擦会发出“嘶嘶嘶嘶”声响。有时能听声响。有时能听到空洞泄水声，这是透水的危险征兆，若是煤巷掘进，透到空洞泄水声，这是透水的危险征兆，若是煤巷掘进，透水即将发生。水即将发生。（6）淋水加大，顶板来压，底板鼓起或产生裂隙并出）淋水加大，顶板来压，底板鼓起或产生裂隙并出现渗水。现渗水。（7）出现压力水流（或称水线）。这表明离水源意境）出现压力水流（或称水线）。这表明离水源意境较近，应密切注意水流情况。若出水浑浊，说明水源很近；较近，应密切注意水流情况。若出水浑浊，说明水源很近；若出水清净则水源尚远。若出水清净则水源尚远。（8）工作面有害气体增加，有臭鸡蛋气味既硫化氢气）工作面有害气体增加，有臭鸡蛋气味既硫化氢气味味。这是因为积水区常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有。这是因为积水区常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体逸散出来的缘故。害气体逸散出来的缘故。（9）煤层变潮湿、发暗、松软。原本干燥、光亮的煤）煤层变潮湿、发暗、松软。原本干燥、光亮的煤层由于水的渗入就变得潮湿、暗淡。如果挖去表面一层，层由于水的渗入就变得潮湿、暗淡。如果挖去表面一层，里面仍如此，说明附近有积水。里面仍如此，说明附近有积水。（二）（二）工作面底板灰岩含水层突水预兆工作面底板灰岩含水层突水预兆 （1）工作面压力增大，底板臌起，底臌量可达）工作面压力增大，底板臌起，底臌量可达500mm以上；以上；（2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大；）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，随着裂隙的增）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清；时水变浑浊、底板稳定时水色变清；（4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有“嘶嘶嘶嘶”或刺耳水声；或刺耳水声；（5）底板发生）底板发生“底爆底爆”，伴有巨响，水大量涌，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。出，水色乳白或呈黄色。（三）（三）冲击层水的突水预兆冲击层水的突水预兆 （1）突水部位发潮、滴水，滴水逐渐增大，仔）突水部位发潮、滴水，滴水逐渐增大，仔细观察可发现水中有少量细砂；细观察可发现水中有少量细砂；（2）发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流）发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量、砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；砂量增加，直至流砂大量涌出；（3）顶板发生溃水、溃砂，这种现象可能影响）顶板发生溃水、溃砂，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。到地表，致使地表出现塌陷坑。二、不同水源的透水特点。由于水源类型不同，出现的透水预兆也不尽相同。根据不同的透水预兆，可以判断各类不同的水源，有利于采取相应防治水措施。（1）采空区水。采空区水多属于积水时间长久，水中溶解的杂质多，水量补给较差，一般称为“死水”。其特点是水味发涩，水的酸度大，有臭鸡蛋气味。（2）断层水。在断层附近岩层较为破碎，所以一般出现工作面来压，淋水增大现象。断层水一般补给充足，多属“活水”，很少见到挂红现象，水味发甜。在岩巷掘进遇到断层水，有时能在岩缝中见到“淤泥”，地底部出现射流，水呈现黄色等。（3）冲积层水。在浅部开凿井筒时，常会遇见冲积层水。如果隔离煤柱留得过小，回采工作面顶板冒落后，裂隙沟通冲积层，可能导致涌水事故。其特点是一般开始时涌水量小，随后涌水量逐渐增大；水色发黄夹有沙子。上述预兆，并不是每次透水都全部出现，而只是出现其中几种。由于透水因素错综复杂，有时会出现特殊情况，要认真加以分析分析。采掘工作面出现透水预兆时英采取的措施。规程规定，采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大，顶板来压、底板鼓起或长生裂隙出现渗水、水色发混、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，发出警报、撤出所有受谁还威胁地点的人员。三、透水时的安全措施 （一）透水现场人员的行动原则 当矿井中某地点发生透水时，现场人员一定要发扬临危不惧的精神，沉着冷静果断有序地采取有效措施，妥善处理，具体如下：1.立即报告矿调度室或矿井领导人。2.设法堵住出水点。在班组长或老工人的指挥下，尽量就地取材加固工作面，设法堵住出水点，防止事故继续扩大。3.迅速撤离灾区。如果水势太猛，无法堵住出水点，也来不及加固工作面时，则应有组织地沿着预定的避灾路线迅速撤离至上一水平或地面。切莫惊慌失措误入独头下山巷道；撤离过程中，当发现有硫化氢等有害气体溢出时，要注意防止中毒。4.避难待救。井下人员万一来不及撤至安全地点时，可找一独头上山，暂时避难待救。被困人员应保持镇静，避免体力过度消耗。如果是多人遇难，应发扬团结互助精神，共同克服一切困难，要坚信组织上一定会设法营救，坚信一定能够安全脱险。这是因为涌水使独头巷内空气被压缩，水上不去，因而能保持一段空气柱的缘故。因此，在这种情况下，禁止采用打钻，慎重选择送巷道方法抢救遇难者。否则，空气泄出，使水灌入，造成遇难人员死亡。四、抢救措施 矿调度室和矿井领导接到透水报告后，应迅速采取下列抢救措施：1.立即报告上级有关部门。2.通知矿山救护队做好抢险救灾准备，到达指定位置，随时调用营救遇难人员。3.核查井下工作人员，如发现有人被堵于井下，首先应指定营救措施，即使组织力量，抢救遇难人员，为此，要判断人员可能的躲避地点，根据涌水量和排水能力，估计排水所需时间。当判断有人被堵在高于积水面的独头上山巷道时，必要时刻通过地面钻孔向井下输送食物。4.关闭有关的防水闸门，开动全部排水设备，调动一切人力、物力，争取在最短的时间内排除积水。在关闭防水闸门时，必须查清人员是否全部撤出，对尚未关闭但涌水量增大水面升高时需要关闭的防水闸门，要派专人看守，检查防水闸门是否灵活、严密；清理淤泥，拆除短接道轨，做好准备、待命关闭。5.立即通知泵房人员，将水仓的水位降到最低程度，以争取较长的缓冲时间。6.加强通风，排出透水涌出的有害气体，并经常检查其浓度变化情况。7.地质人员应分析判断突水来源和最大突水量，测量涌水量及其变化，察看水井及地表水体的水位变化，判断突水量的发展趋势，采取必要的措施，防止淹没整个矿井。8.检查维护所有排水设施和输电线路，了解水仓现有容量。如果水中携带大量泥沙和浮煤时，应在水仓进口处的大巷内分段建筑临时挡墙，使其沉淀，减少水仓淤塞。在水泵龙头被堵塞时，应组织人员下水清除龙头上的杂物。9.根据涌水的发展趋势，即使通知受涌水威胁区域的人员，乃至井下所有人员迅速向安全地点转移，直至安全升井。第二节 突水量计算 一、突水后水量估算一、突水后水量估算 发生突水后，水量的估算是一项必不可发生突水后，水量的估算是一项必不可少的工作，根据现场具体条件，迅速而准确少的工作，根据现场具体条件，迅速而准确地对突水水量做出估算，是突水事故处理和地对突水水量做出估算，是突水事故处理和抢救的重要依据。抢救的重要依据。当当突突水水量量增增大大到到不不能能采采用用水水沟沟测测量量时时，可可选选用用大大巷巷中中较较为为平平直直的的一一段段，测测量量大大巷巷内内的的水水流流量量，其其方方法法与在水沟内测量相同。与在水沟内测量相同。采用浮标法测定水量时，系数采用浮标法测定水量时，系数K K可按表可按表7-3-17-3-1选择：选择：第三节 矿矿防治水技术体系矿矿防治水技术体系水害类型底板水害顶板水害老空水水害小煤窑水水害（一）矿井综合防治水技术体系架构矿井综合防治水技术体系架构 矿防治水技术体系基本框架矿防治水技术体系基本框架（二）矿井防治水技术体系说明（二）矿井防治水技术体系说明 对矿井水害的认识应基于探测资料、探查成果、试验结论等一系列具体的信息采集过程；在此基础上，通过对影响矿井水害形成具体因素的分析对水害发生的可能性做出预测，提出对水害威胁程度的评价结论；由于勘探手段、方法的局限性和经费、时间上的限制，要做到准确地掌握矿井水害的特点不是一件容易的事，这就需要对可能存在水害隐患的地质块段布置合适的监测工程，尽可能实时地监测充水要素随着采矿活动的变化情况，从而对突水灾害做出适时预报；与其它灾害事故一样，矿井水害的应急救援预案是各种预防措施的一个必要的、有益的补充，它对于防灾、减灾工作意义重大，是一个不容忽视的重要方面。1矿井水害探测（探查、试验）、预测（评价）、监矿井水害探测（探查、试验）、预测（评价）、监测、应急预案相互统一的技术思路测、应急预案相互统一的技术思路对矿井防治水技术体系的简要说明对矿井防治水技术体系的简要说明 2矿井水害重在预防，防治水技术体系的根本在于查矿井水害重在预防，防治水技术体系的根本在于查清矿井水文地质条件清矿井水文地质条件 水文地质基础研究在防治水工作中的作用主要表现在：水文地质基础研究在防治水工作中的作用主要表现在：q矿井水害类型防治水手段的选择；q含水层赋存特征矿井涌水量的来源及构成；q径流带划分导水陷落柱；q水化学场及其分区水源判别；q构造发育规律导水通道；q水文地质条件的动态分析决定注浆堵水成败的关键；q水文地质异常体注浆加固的主体；q老空水积水范围及积水量疏放的前提条件；q含水层富水性特征、水力联系疏干、降压可行性；q煤层顶板覆岩结构导水裂缝带发育高度；q中间指示层放水试验一种垂向导水构造（陷落柱、断层）定位的有效方法。对矿井防治水技术体系的简要说明对矿井防治水技术体系的简要说明 预测和评价是防治水技术体系的根本所在，评价既包括对水害信息的深度加工，更是对水害形成条件和形成规律的重新认识，对防治水工作具有指导意义。例如：例如：勘探成果、探查成果数字化圈定水文地质异常区；定量水文地质研究矿井涌水量预测、突水预报模型；数据挖掘技术突水数据库的建立及突水知识规则的提取。3预测和评价是防治水技术体系的根本所在预测和评价是防治水技术体系的根本所在对矿井防治水技术体系的简要说明对矿井防治水技术体系的简要说明 “避让”原则留设各类防水煤（岩）柱；“利用”原则带压开采；优化开采工艺工作面布置方向、开采速度、采厚；“预处理”疏水降压、帷幕截流、底板加固、底板改造、河流改道；“利用、适应、改造”相结合的主动的防治水技术思路。4防治水技术体系充分体现由消极被动防水向积极主防治水技术体系充分体现由消极被动防水向积极主动防水转变的思想动防水转变的思想 对矿井防治水技术体系的简要说明对矿井防治水技术体系的简要说明 5防治水技术体系以矿井防治水策略研究为出发点，防治水技术体系以矿井防治水策略研究为出发点，注重基础性、综合性，技术路线与方法统一注重基础性、综合性，技术路线与方法统一 煤矿煤矿深部深部煤炭煤炭资源资源开采开采防治防治水策水策略略 第四节 综合防治水措施 一、探查堵截排疏躲撤 （一）查 查，即查明水源和通道。为了查明水源可可能的涌水通道，应掌握以下情况：1.冲积层的组成及厚度，各分层的含水性及透水性。2.裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破碎带范围、含水情况和导水性能。3.含水层与隔水层的位置、数量、厚度，各含水层的涌水量、透水性及其开采煤层的距离。老窑、古井和现在正在开采的小煤矿的分布、开采范围、开采深度和积水情况，废弃钻孔的处理情况等。5.开采过程中，围岩破坏及地表塌陷情况，观测岩层跨落带、断裂带、沉降弯曲带的高度及其对涌水的影响。（二）堵 堵，即注浆堵水。将专门制备的浆液堵水材料通过钻孔压入地层的裂隙、溶洞、或断层破碎带，使浆液扩张、凝固、硬化，达到充填、堵塞涌水通道、隔离水源的目的。注浆堵水方法简便，效果较好，是防止矿井涌水行之有效的措施，故得到了广泛的应用。一般在下列场合情况下应采用注浆堵水。1.当涌水水源本身水量不大，但与其他强大水源有密切联系，单纯采用排水方法排除矿井涌水成为不可能或不经济时。2.当井筒或巷道必须穿过若干的含水丰富的含水层或充水断层，如果不堵住水源将给矿井建设开来很大危害，甚至不可能进行掘进时。3.当井筒或工作面严重淋水，为加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用时。4.某些涌水量大的矿井，为减少矿井的涌水量，降低常年排水费用是。5.要搞好注浆堵水，首先要制定好方案，严格选择好制作浆液的材料；其次要掌握好注浆工艺，确保抓经质量，只有这样才能保证堵水的效果 （三）截 截，即截水。在探到水源后，由于条件限制无法放水，或者虽能放水但不合理时，便利用防水墙、防水闸门、防水煤柱或岩柱等设施，永久地或临时地截住水源，将采掘区与水源隔开。使局部地点涌水不至于威胁其他区域。1.防水墙 2.防水闸门 3.放水煤柱（岩柱）（四）疏 疏，即疏放水。疏放水就是在探明矿井水源之后，根据水源类型采取不同的疏放水方法，有计划、有准备地将威胁矿井安全生产的水源疏放干，它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施之一。1.疏放水方法 （1）采空区水的疏放方法。a.直接疏放。当水量不大，不超过矿井排水能力时，可利用探水钻孔直接放水。b.先堵后放。当采空区水与溶洞水或其他水源有联系时，动水储量很大，不堵住水源则短时间排不完活不可能排完，这时应先堵出水点，然后排放积水。c.先放后堵。如果采空区水或被淹井巷虽有补给水源，但补给量不大，或在一定季节没有补给。在这种情况下，应选择时机先行排放，然后进行堵漏、防漏施工。先隔后放。当采空区位于不易泄水的山涧或沙滩洼地之下，预计渗水量过大时，应暂时隔离，做好排水准备工作后在排放。（2）含水层疏水方法 （1）地面疏放，地面打钻疏放；（2）利用疏干巷道进行疏放，提前掘进采区巷道疏放；（3）井下钻孔疏放。在疏水巷道中每隔一定距离向含水层打放水钻孔进行疏放。（4）巷道与钻孔结合疏放。第五节第五节 井下防水煤（岩）柱留设井下防水煤（岩）柱留设 一一 防水煤（岩）柱的类型及留设原则防水煤（岩）柱的类型及留设原则在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近采掘时，为防止地表水或地下水溃入工作地点，层附近采掘时，为防止地表水或地下水溃入工作地点，需要留出一定宽度或高度的煤（岩）层不采动，这部需要留出一定宽度或高度的煤（岩）层不采动，这部分煤（岩）层称为防隔水煤（岩）柱或防水煤（岩）分煤（岩）层称为防隔水煤（岩）柱或防水煤（岩）柱。根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同柱。根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的类型。的类型。（一）（一）常用的防水煤（岩）柱类型常用的防水煤（岩）柱类型 (1)断层防断层防水煤（岩）柱：在导水或含水断层两侧，为防止断层水煤（岩）柱：在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设煤（岩）柱，或当断层使煤层与强水溃入井下而留设煤（岩）柱，或当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层水溃入井下而留含水层接触或接近时，为防止含水层水溃入井下而留设的煤柱。设的煤柱。(2)(2)井井田田边边界界煤煤柱柱：相相邻邻两两井井田田以以技技术术边边界界分分隔隔时时，为为防防止止一一个个矿矿井井淹淹没没（由由突突水水或或矿矿井井报报废废引引起起）后后影影响响另另一一个矿井的安全生产而留设的煤柱。个矿井的安全生产而留设的煤柱。(3)(3)上上、下下水水平平（或或相相邻邻采采区区）防防水水煤煤（岩岩）柱柱：在在上上、下下两两水水平平（或或相相邻邻两两采采区区）之之间间留留设设的的防防水水煤煤（岩岩）柱柱。这这种种煤煤（岩岩）柱柱为为暂暂时时性性的的煤煤（岩岩）柱柱，在在上上、下下两两水水平平（或或相相邻邻两两采采区区）开开采采末末期期或或透透水水威威胁胁消消除除后后，这这部部分分煤煤（岩）柱中的煤，仍然可以回收出来。（岩）柱中的煤，仍然可以回收出来。(4)(4)水水淹淹区区防防水水煤煤（岩岩）柱柱：在在水水淹淹区区（包包括括老老窑窑积积水水区区）四四周周和和上上、下下水水平平留留设设的的防防止止水水淹淹区区水水溃溃入入井井下下采采掘掘工作面的煤（岩）柱。工作面的煤（岩）柱。(5)(5)地地表表水水体体防防水水煤煤（岩岩）柱柱：为为防防止止采采煤煤后后地地表表水水经经塌陷裂缝溃入井下而留设的煤（岩）柱。塌陷裂缝溃入井下而留设的煤（岩）柱。(6)(6)冲冲积积层层防防水水煤煤（岩岩）柱柱：为为防防止止采采煤煤后后上上覆覆冲冲积积层层中的强含水层水溃入井下而留设的煤（岩）柱。中的强含水层水溃入井下而留设的煤（岩）柱。(1)(1)在有突水威胁但又不宜疏放（疏放会造成成本大在有突水威胁但又不宜疏放（疏放会造成成本大大提高时）的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。大提高时）的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。(2)(2)防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。为了多采柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。为了多采煤炭，充分利用资源，也可以用采后充填、疏水降压、改造含水煤炭，充分利用资源，也可以用采后充填、疏水降压、改造含水层（充填岩溶裂隙）等方法，消除突水威胁，创造少留煤柱的条层（充填岩溶裂隙）等方法，消除突水威胁，创造少留煤柱的条件。件。(3)(3)留设的防水煤（岩）柱必须与当地的地质构造、水文地质留设的防水煤（岩）柱必须与当地的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护形式式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素互相适应。等人为因素互相适应。(4)(4)一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它一个井田或一个水文地