煤矿井下探放水基础知识讲座..ppt

9、允许掘进通知书 第六节 矿井水害事故的防治方法 煤层底板突水的防治 工作面底板灰岩水突水特点 采掘工作面压力增大，发生片帮及底板鼓起（底鼓量有时可达500mm以上）。工作面底板产生裂隙并逐渐增大，沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙增大，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（底板活动时水变混浊，底板稳定时水色变清）。有时出现顶底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声，底板发生“底爆”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。 矿井底板突水防治是一项系统工程，涉及水文地质、构造地质和采掘工程等矿井地质与生产的多个方面。 1、查清地质条件。首先要查清灰岩含水层的水文地质条件，包括灰岩含水层的厚度、各层灰岩间的水力联系、灰岩岩溶发育状况和富水性、承压水补给条件、灰岩强径流带的分布、岩溶陷落柱、水文地质单元的边界等。 构造地质条件包括：断层的落差、走向、力学性质和导水性，以及褶曲构造。 2、堵截水源。在查清矿井底板灰岩水补给条件的情况下，如果补给区域比较集中，可以采用地面帷幕注浆截流的办法堵截水源。主要有灰岩强径流带的上游水源、地表降雨补给区水源和河床渗漏水源三类。 3、疏水降压：疏水降压开采分为疏干和降压两种。疏水降压开采是有条件的，只有在水文地质单元较小，水源补给量较少的情况下采用疏水降压开采才能有效。疏水降压一般与帷幕注浆结合进行。疏水降压应着重研究预测、预防和处理岩溶塌陷危害。 4、井下防治水措施。井下防治水措施包含的内容较多，主要有加大矿井抗灾排水能力，在必要部位安设水闸门或独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵，井下探测底板灰岩富水性、断层探水，对底板灰岩含水层进行注浆改造，留设防水煤柱，巷道过断层预注浆加固等。 5、合理选择采煤方法。首先是根据水文地质和工程地质条件，合理安排开采顺序，先开采相对安全的区域；其次是在采区内合理确定区段宽度，采煤工作面的开采宽度越窄，则底板的扰动破坏深度越小，回采相对越安全；最后是合理确定工作面边界和推进方向，尽可能减轻或避免开采对断层的扰动作用。 6、注浆堵水。矿井一旦发生突水灾害，就必须进行注浆堵水。注浆堵水可分为堵静水和堵动水两种情况，注浆材料早期是单纯用水泥，现在已经发展为双液浆加骨料。注浆堵水的关键包括以下三方面内容： （1）准确判断突水点的位置 （2）注浆堵水部位的选择 （3）注浆钻孔的布置 煤层顶板防治水 、顶板松散孔隙含水层突水特点 突水部位开始出现发潮，滴水、淋水逐渐增大，仔细观察可发现水中有少量细砂，水色时清时混，总的趋势是水量、砂量逐渐增大，直至出现大量溃水、溃砂；如果隔离煤柱留设过小，工作面顶板冒落后，裂隙沟通松散孔隙含水层，涌水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时浊。 煤矿层是层状矿体，在平面上层分布面积较大，在剖面上煤层与多个充水层互相沉积，相同赋存。 1、对间接充水含水层，凡煤层采动导水裂隙带范围以外的，必须事前封堵。因此，在这类工作基础上，发展并完善了立井预注浆、工作面预注浆、斜井工作面预注浆和井筒壁后注浆等技术。 2、对可采煤层直接顶板或导水裂隙带涉及影响到的充水含水层，必须坚决疏放。在这类工作基础上，建立并完善了一些技术，主要包括以下两方面： （1）用石门接近充水含水层，大量大者在石门内适当地点修筑安全水闸门，在留有足够岩柱的条件下，在石门内用钻孔群引放含水层的水，以孔口水门控制放水量，确切查明含水层的富水性和疏干范围等；情况复杂者，采用防水试验和地下水长期动态观察等方法，查明地下水补给条件和通道。 （2）在地面或井下实施帷幕注浆，堵截不饿给水源以减少矿井涌水量 3、如果发现在煤田范围内存在各类勘探钻孔，就用黏土浆或水泥砂浆封孔。但由于地下水的流动可以稀释黏土和水泥，或者由于水泥和砂子的密度不同而导致它们的漂浮性不同，在孔内水泥与砂子分离，封孔后一段砂子一段水泥，失去了封孔的作用；或者由于套管止水失效或被服饰，使钻孔导通上、下充水含水层。这些人为作用使矿井水文地质条件复杂化，使煤层顶板（底板）充水含水层涌水量加大，从而使各类钻孔成为沟通多层充水含水层水力联系的人为导水通道，诱发矿井的突水。为了防止这类水害事故，形成了一套完整有效的地面启封或井下封堵钻孔高压水的技术。 4、由于煤层顶板直接充水含水层本身渗透性较差，富水性极不均匀，往往很难一次性大面积疏干，即使分散放水，其水量也十分有限。但在某些特定条件下，其放水量也可高达10m3/min，如岩溶裂隙较为发育的灰岩或厚度较大的砂岩充水含水层，易造成冲垮工作面或淹没工作面等事故。根据这类水患特点，摸索出了针对地质构造提前分阶段、多钻孔、长时间疏放水的防治水方法，实现了安全疏干开采。