矿井水害的特征及防治技术(探放水工培训班).ppt

盘县煤矿安全技术培训中心 秦忠雄制作 教学目的与要求 1、熟练掌握孔隙水、裂隙水、岩溶水水害的特征及其防治技术； 2、熟练掌握地表水水害的特征及其防治技术； 3、熟练掌握老空水水害的特征及其防治技术； 4、熟练掌握断层水、陷落柱水、钻孔水水害的特征及其防治技术 第一部分 矿井主要水害的分类 1、孔隙水、裂隙水、岩溶水水害； 2、地表水水害； 3、老空水水害； 4、断层水、陷落柱水、钻孔水水害。 一、孔隙水、裂隙水、岩溶水水害的特征及其防治技术 孔隙水、裂隙水、灰岩岩溶水或其它基岩裂隙水，其埋藏、分布和水动力的性质等都具有明显的不均匀性。 反映在同一含水岩层的不同方向或地段上，水力联系的差异性和水量大小相差极为悬殊。 如煤层顶、底板砂岩水、灰岩水等在某些(或某一)地段对采掘工作面没有任何影响；而在另一些地段却带来不同程度的危害。 为确保矿井安全生产，必须探清含 水层的水量、水压、补给水源等，才能予以治理。 底板厚层灰岩水突出，常给煤矿安全生产造成严重的危害和威胁，而砂岩裂隙水、煤系中薄层灰岩水常常给煤矿造成重大的经济损失。 如1997年2月18日张集矿21煤底板隐伏陷落柱导通奥灰突水，最在突水量达24098m3/h，造成矿井淹没。 如1979年开滦范各庄矿九煤1093工作面，顶板砂岩裂隙含水层突水20m3/min，使综采工作面被淹，日减产2000多t煤，造成很大的经济损失。 1、 地下水动力环境 地下水动力环境，主要指地下水的补、迳、排条件。工作面顶板砂岩涌水量的大小及持续时间，与其关系较为密。 一方面与其埋深有关，砂岩含水层的补给区主要为浅部露头，一般来讲，位于浅部及中深部的砂岩含水层由于补给、迳流条件较好，其富水性相对较强，工作面涌水量大。深部的砂岩水基本上处于滞流区，以静储量为主，其富水性较弱。 另一方面，地下水动力环境与其所处的构造部位有关，导水断裂带、褶曲轴部(尤其是向斜轴部)，地下水的迳流条件较好，处于该部位的砂岩含水层，其富水性亦相对较强，因此位于深部水平的工作面有时也能发生较大涌水量的砂岩含水层突水。 2、构造控水程度 构造复杂程度反映工作面顶板砂岩层的裂隙率及其储水空间的大小。工作面位于构造复杂区，其顶板砂岩层的裂隙率高，储水空间大，顶板垮落后，工作面涌水量较大。反之，如果工作面位于构造简单区，其顶板砂岩层的裂隙率低，储水空间小，顶板垮落后，工作面涌水量较小，甚至无水。 ⑴褶曲控水 褶曲是岩层在应力作用下挤压变形的产物，褶曲形成过程中一般伴生有大量的断裂构造，为地下水的存储、运移提供了便利条件。褶曲形态不同，其控水形式有明显的差异。褶曲控水主要表现在以下几个方面：①背斜核部富水带，②向斜核部构造富水带，③褶曲轴转弯处开侧富水带，④岩层膝折带富水区。 ⑵断裂构造控水 大中型断层既可形成地下水的渗流通道，亦可在其附近产生大量的派生小断层、裂隙，形成断裂富水带。徐州矿区工作面顶板砂岩涌水多数都与断裂构造有关。横向NW—NWW 向的断裂多为正断层，其性质以张扭为主，富水、导水性较纵向断裂好。 ⑶陷落柱控水 陷落柱是由石灰岩、白云岩等可溶性岩层在地下水的溶蚀作用下产生的塌陷现象。陷落柱形成过程中对其围岩产生破坏，并伴生有大量的环状裂隙，使其具有一定的富水性。陷落柱具有垂向穿越各含水层的特点，因此陷落柱的存在对矿区的水文地质条件影响较大。采掘过程中揭露的陷落柱是否涌水，一方面取决于陷落柱形成的时间、规模及其内部充填情况；另一方面取决于采掘工作面揭露的陷落柱的部位。 ⑶砂岩层的岩性 砂岩层的岩性主要指岩石的坚硬程度、颗粒大小、胶结成份。硬度大的岩层脆性大，在构造应力作用下，岩层以破碎的形式释放应力，因而构造裂隙发育，储水量大。颗粒粗的砂岩层，在水的物理化学作用后孔隙度高、储水空间大。胶结物的成份不同的砂岩层，其含水性差异较大。钙质胶结的砂岩含水层，由于受地下水的侵蚀作用，发育有大量的溶穴、溶洞，含水性好。 与砂岩含水层的厚度有关，在其它因素相同的情况下，砂岩层越厚，地下水的储存量越大，涌水量越大，累计出水量亦越大。 如：1998年8月8日，权台矿-800m水平东二采区34225综放工作面推进至215m处，顶板砂岩层突水，最大涌水量达250m3/h，累计出水量45万m3。分析认为，造成该面顶板砂岩涌水量、累计出水量如此之大的原因是多方面的，其中该面顶板砂岩层较之周围的砂岩层厚度大是主要原因之一。 （一）顶板砂岩水防治 1、进行水文地质条件分析，确定矿井防治水的重点区域 一般情况下，井田水文地质条件具有一定的分区性，防治水工作的难度也有明显的差异。因此，应在收集、整理区域、井田水文地质资料的基础上，进行井田水文地质条件分区，明确矿井防治水的重点区域，从而采取针对性的防治措施。 2、应用物探技术进一步查明工作面