巷道通过含水层的施工方法课件.pptx
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1、2022年4月23日1本节主要内容 一、概述一、概述 二、地面防治水二、地面防治水 三、井下防治水三、井下防治水 四、突水事故处理四、突水事故处理2022年4月23日2 一、概述 1.广东兴宁市大兴煤广东兴宁市大兴煤矿矿“8.7”特别重大透水事特别重大透水事故故 2005年年8月月7日,广东日,广东梅州兴宁大兴煤矿发生严梅州兴宁大兴煤矿发生严重透水事故,造成重透水事故,造成123名名矿工被困井下。经过矿工被困井下。经过23天天日夜抢救,仅找到日夜抢救,仅找到6具遗体。具遗体。原因:顶着水库采煤,倾原因:顶着水库采煤,倾角大,抽冒导通。角大,抽冒导通。 (一)近年来发生的特大突水事故(一)近年来
2、发生的特大突水事故2022年4月23日3 2.山西左云新井煤矿山西左云新井煤矿5.18特别重大透水事故特别重大透水事故 2006年年5月月18日日19时时36分,山西省大同市左云分,山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿发生特别重大透水事故,造成县张家场乡新井煤矿发生特别重大透水事故,造成56人死亡,直接经济损失人死亡,直接经济损失5312万元。万元。 直接原因:采空区附近作业,未采取探放水措直接原因:采空区附近作业,未采取探放水措施,破坏安全煤柱。施,破坏安全煤柱。2022年4月23日4 2005年年12月月2日日23时时40分,河南省洛阳市分,河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生特别新安县寺沟煤矿发
3、生特别重大透水事故,造成重大透水事故,造成35人死亡,人死亡,7人下落不明,人下落不明,直接经济损失直接经济损失973万元。万元。 直接原因:非法进入直接原因:非法进入矿井边界煤柱,导通老窑矿井边界煤柱,导通老窑水及地表水。水及地表水。 3.河南洛阳新安寺沟煤矿河南洛阳新安寺沟煤矿12.2特别重大透水事特别重大透水事故故2022年4月23日5 2007年年7月月29日日8时时30分左右,河南陕县支建分左右,河南陕县支建矿业有限公司支建煤矿东矿业有限公司支建煤矿东风井发生透水事故,风井发生透水事故,69人人被困,后经抢救,被困矿被困,后经抢救,被困矿工全部获救。工全部获救。 直接原因:因河床水直
4、接原因:因河床水通过采空区涌入井下造成,通过采空区涌入井下造成,透水量透水量3000立方米。立方米。 4. 4.河南省陕县支建煤矿东风井透水事故河南省陕县支建煤矿东风井透水事故2022年4月23日6 2010年年3月月1日日7时时29分分, 内蒙神华乌内蒙神华乌海能源有限公司骆驼海能源有限公司骆驼山煤矿,山煤矿,16层回风巷层回风巷掘进工作面发生透水掘进工作面发生透水事故,造成事故,造成32人死亡。人死亡。 直接原因:在施直接原因:在施工中井下工中井下16号煤层掘号煤层掘进工作面底板奥灰水进工作面底板奥灰水突水。突水。5.神华集团神华集团“3.1”骆驼山煤矿透水事故骆驼山煤矿透水事故2022年
5、4月23日7 2010年年3月月28日日14时时30分许,山西王家岭煤矿发分许,山西王家岭煤矿发生透水事故,生透水事故,153人被困,人被困,115人获救,人获救,38人遇难。人遇难。 直接原因:没有严格执行探放水规定,导通老空直接原因:没有严格执行探放水规定,导通老空水。水。6.山西王家岭煤矿透水事故山西王家岭煤矿透水事故2022年4月23日87.开滦范各庄矿水患治理开滦范各庄矿水患治理 1984年年6月月2日,开滦范各庄日,开滦范各庄2171综采工作面综采工作面发生世界采矿史上罕见的发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故,陷落柱突水事故,最大瞬最大瞬时水量达时水量达648 m/min,致使范
6、各庄及周边,致使范各庄及周边3对矿井对矿井被很快淹。为救灾复矿,调集了全球最权威的专家被很快淹。为救灾复矿,调集了全球最权威的专家和世界上最大的水泵进行抢险,地面注浆封堵工程和世界上最大的水泵进行抢险,地面注浆封堵工程的规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工的规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工作历时近一年,直接和间接损失超过作历时近一年,直接和间接损失超过5亿元。亿元。2022年4月23日92022年4月23日10(二)我国煤矿水害区分布及特征(二)我国煤矿水害区分布及特征 1.华北石炭二叠纪煤田的岩溶华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区;裂隙水水害区; 2.华南晚二叠纪煤田的岩溶
7、水水害区;华南晚二叠纪煤田的岩溶水水害区; 3.东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区;东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区; 4. 西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区;西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区; 5. 西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害区;西藏、滇西中生代煤田的裂隙水水害区; 6. 台湾第三纪煤田的裂隙台湾第三纪煤田的裂隙孔隙水水害区。孔隙水水害区。2022年4月23日11我国煤矿水害区分布及特征我国煤矿水害区分布及特征2022年4月23日12充水充水“水源水源”充水充水“通道通道”充水充水“强度强度”水源:大气降水、地水源:大气降水、地表水、地下水、老窑表水、地下水、老窑水等。水等。通道:陷落柱、断裂通道:陷落
8、柱、断裂带、隐伏露头、顶板带、隐伏露头、顶板冒落带、地面岩溶疏冒落带、地面岩溶疏干塌陷带、封孔质量干塌陷带、封孔质量不良的钻孔等。不良的钻孔等。(三)矿井充(涌、突)水条件(三)矿井充(涌、突)水条件2022年4月23日13 1.矿井水的来源矿井水的来源 形成水害的前提是必须要有水源。矿井水的来形成水害的前提是必须要有水源。矿井水的来源主要有以下几种:源主要有以下几种: 地表水地表水 大气降水渗入或流人,往往是开采地形低洼且大气降水渗入或流人,往往是开采地形低洼且埋藏较浅煤层的主要水源,在雨季表现得尤为明显。埋藏较浅煤层的主要水源,在雨季表现得尤为明显。地面河流、湖泊、水库、池塘水也会渗入和流
9、人井地面河流、湖泊、水库、池塘水也会渗入和流人井下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源,除开采下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源,除开采深度条件外还与地层构造和采煤方法有关。深度条件外还与地层构造和采煤方法有关。 地下水地下水2022年4月23日14 有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水,有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水,我们把它叫做我们把它叫做含水层含水层。流砂层和砾石层中的水叫。流砂层和砾石层中的水叫孔孔隙水隙水,石灰岩含水层中的水叫,石灰岩含水层中的水叫溶洞水溶洞水,砂岩中的水,砂岩中的水属于属于裂隙水裂隙水。地下水是可以流动的并不断接受地表。地下水是可以流动的并不断接受地表
10、水的补给,开采越深水压越高、裂隙溶洞越大、含水的补给,开采越深水压越高、裂隙溶洞越大、含水越丰富,它是井下最直接、最常见的水源。井下水越丰富,它是井下最直接、最常见的水源。井下巷道或采煤工作面一旦揭露这些含水层,水便会发巷道或采煤工作面一旦揭露这些含水层,水便会发生突出,危害性较大。生突出,危害性较大。 老空水老空水 过去采过的小煤窑以及矿井废弃的旧巷道常常过去采过的小煤窑以及矿井废弃的旧巷道常常2022年4月23日15有很多积水。当采掘工作面与它们打透时,很短时有很多积水。当采掘工作面与它们打透时,很短时间内会有大量水涌人,来势凶猛,造成透水事故,间内会有大量水涌人,来势凶猛,造成透水事故,
11、破坏性很大。破坏性很大。 断层水断层水 岩层断裂形成断层,有的断层带内会积存水。岩层断裂形成断层,有的断层带内会积存水。断层还常将不同的含水层连通,有的甚至与地表水断层还常将不同的含水层连通,有的甚至与地表水相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时,相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时,断层水便会涌出。断层水便会涌出。 2.透水事故的易发地点透水事故的易发地点 水灾事故通常也叫透水事故。透水事故的易发水灾事故通常也叫透水事故。透水事故的易发2022年4月23日16地点有:地点有: (1)接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱等地点。等地点。 (
12、2)接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿的地点。煤矿的地点。 (3)接近可能与河床、湖泊、水库、蓄水池、水接近可能与河床、湖泊、水库、蓄水池、水井等相近的断层破碎带的地点。井等相近的断层破碎带的地点。 (4)打开隔离煤柱放水的地点。打开隔离煤柱放水的地点。 (5)接近可能出水的钻孔的地点。接近可能出水的钻孔的地点。 (6)接近有水的灌浆区的地点。接近有水的灌浆区的地点。2022年4月23日17 矿井发生透水前,一般都有一些异常的表现:矿井发生透水前,一般都有一些异常的表现: 1.挂红挂红 在煤在煤(岩岩)裂隙表面附着有暗红色的水锈。裂隙表面附着有暗红
13、色的水锈。 2.挂汗挂汗 煤煤(岩岩)壁上凝结有水珠,说明此时巷道接近积水壁上凝结有水珠,说明此时巷道接近积水区。但有时空气中的水分遇到低温煤区。但有时空气中的水分遇到低温煤(岩岩)壁也会挂汗,壁也会挂汗,这是一种假象。所以,遇到挂汗时,要辨别真伪,这是一种假象。所以,遇到挂汗时,要辨别真伪,其辨别方法是剥去一薄层,观察新暴露面是否也有其辨别方法是剥去一薄层,观察新暴露面是否也有潮气,若有则是透水预兆。潮气,若有则是透水预兆。(四)矿井发生透水前的预(四)矿井发生透水前的预兆兆2022年4月23日18 3.煤壁变冷煤壁变冷 工作面接近大量积水时,气温骤降,煤壁发凉,工作面接近大量积水时,气温骤
14、降,煤壁发凉,人一进去就有阴冷的感觉,时间愈长愈感到阴凉。人一进去就有阴冷的感觉,时间愈长愈感到阴凉。 4.出现雾气出现雾气 当巷道温度很高时,积水渗到煤壁后引起蒸发当巷道温度很高时,积水渗到煤壁后引起蒸发而形成雾气。而形成雾气。 5.水叫水叫 采煤工作面若在煤壁、岩层内听到采煤工作面若在煤壁、岩层内听到“吱吱吱吱”的的水叫声,说明已接近高压积水区。若是煤巷掘进,水叫声,说明已接近高压积水区。若是煤巷掘进,2022年4月23日19则透水即将发生,这时必须立即发出警报,撤出所则透水即将发生,这时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁的人员。有受水威胁的人员。 6.顶板淋水加大顶板淋水加大 这表明已接
15、近积水区。这表明已接近积水区。 7.顶板来压,底板鼓起。顶板来压,底板鼓起。 8.水色发浑,有臭味水色发浑,有臭味 这是接近老空区积水的象征。这是接近老空区积水的象征。 9.工作面有害气体增加工作面有害气体增加 积水区向外散发出瓦斯、二氧化磷和硫化氢等积水区向外散发出瓦斯、二氧化磷和硫化氢等有害气体。有害气体。2022年4月23日20 10.裂缝出现渗水裂缝出现渗水 如果出水清净,则离积水区较远;若出水浑浊,如果出水清净,则离积水区较远;若出水浑浊,则离积水区已近。则离积水区已近。2022年4月23日21 1.发生水灾事故后,应立即组织撤出受灾区和发生水灾事故后,应立即组织撤出受灾区和灾害可能
16、波及区域的全部人员。灾害可能波及区域的全部人员。 2.迅速查明水灾事故现场和突水情况,组织有迅速查明水灾事故现场和突水情况,组织有关专家和工程技术人员分析形成水灾事故的突水水关专家和工程技术人员分析形成水灾事故的突水水源、矿井充水条件、过水通道、事故将造成的危害源、矿井充水条件、过水通道、事故将造成的危害及发展趋势,采取针对性措施,防止事故影响的扩及发展趋势,采取针对性措施,防止事故影响的扩大。大。 3.坚持以人为本的原则,在水灾事故中若有人坚持以人为本的原则,在水灾事故中若有人员被困时,应制定并实施抢险救人的办法和措施,员被困时,应制定并实施抢险救人的办法和措施,矿矿(五)矿井水灾事故的应急
17、处置(五)矿井水灾事故的应急处置2022年4月23日22山救护和医疗卫生部门做好救助准备。山救护和医疗卫生部门做好救助准备。 4.根据水灾事故抢险救援工程的需要,做好抢根据水灾事故抢险救援工程的需要,做好抢险救援物资准备和排水设备及配套系统的调配和组险救援物资准备和排水设备及配套系统的调配和组织协调工作。织协调工作。 5.确认水灾已得到控制并无危害后,方可恢复确认水灾已得到控制并无危害后,方可恢复矿井正常生产状态。矿井正常生产状态。2022年4月23日23(六)矿井水害类型(六)矿井水害类型 1.矿井水害名词矿井水害名词 矿井突水:矿井突水:凡因井巷、工作面与含水层、被淹凡因井巷、工作面与含水
18、层、被淹没巷道地表水体或含水的裂隙带、溶洞、陷落柱、顶没巷道地表水体或含水的裂隙带、溶洞、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,称为水事故,称为矿井突水矿井突水。 矿井水害:矿井水害:凡影响生产、威胁采掘工作面或矿凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没井安全的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井水,都称为的矿井水,都称为矿井水害矿井水害。2022年4月23日24 2.矿井水害类型矿井水害类型 地表水水害地表水水害 老空水水害老空水水害 孔隙水水害孔隙水水害 裂隙水水害裂隙水水害
19、 岩溶水水害(薄层灰岩、岩溶水水害(薄层灰岩、厚层灰岩)厚层灰岩) 注意:注意:多数矿井水害往往多数矿井水害往往是由是由23种水源造成的,单一种水源造成的,单一水源的矿井水害很少。水源的矿井水害很少。2022年4月23日25预测预报:预测预报:通过相应的地通过相应的地质工作队矿井水文地质条件进质工作队矿井水文地质条件进行分采区、分工作面进行评价行分采区、分工作面进行评价圈定安全区、临界危险区和危圈定安全区、临界危险区和危险区。险区。有疑必探:有疑必探:在预测预报的在预测预报的基础上,对没有把握的区域或基础上,对没有把握的区域或块段采用物探、化探、钻探等块段采用物探、化探、钻探等方法进行综合探查
20、,以探明水方法进行综合探查,以探明水害疑点或可疑作业区域。害疑点或可疑作业区域。先探后掘:先探后掘:在综合探查的在综合探查的基础上,在确保巷道掘进或工基础上,在确保巷道掘进或工作面回采没有水患威胁时,可作面回采没有水患威胁时,可实施掘进及回采作业。实施掘进及回采作业。先治后采:先治后采:在综合探查的在综合探查的基础上对有水害隐患区域,必基础上对有水害隐患区域,必须采取有针对性的措施,直至须采取有针对性的措施,直至完全消除水害威胁后才能组织完全消除水害威胁后才能组织正常作业。正常作业。(七)矿井水害防治技术(七)矿井水害防治技术 1.矿井防治水的基本方针矿井防治水的基本方针 煤矿水害防治以煤矿水
21、害防治以“预测预报、有疑必探、先探预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采后掘、先治后采”为基本原则,并根据矿井水害实际为基本原则,并根据矿井水害实际情况制定相应的情况制定相应的“防、堵、疏、排、截防、堵、疏、排、截”综合防治措综合防治措施。施。 2022年4月23日26防防留设煤柱、改变采煤方法留设煤柱、改变采煤方法堵堵超前注浆封堵、封闭或加固隔水层超前注浆封堵、封闭或加固隔水层疏疏疏干冲水源、疏水降压疏干冲水源、疏水降压排排安全可靠的排水系统、资源综合利用安全可靠的排水系统、资源综合利用截截沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施沟渠、堤坝、防水帷幕等截流措施 根据矿井水害实际情况制定相应的根据矿井水
22、害实际情况制定相应的 “ “防、防、堵、疏、排、截堵、疏、排、截”综合防治措施综合防治措施2022年4月23日272.2.矿井防治水的基本技术路线矿井防治水的基本技术路线 矿井建设中(前):矿井建设中(前):应进行矿井水文地质综合勘探,查清矿井的水文应进行矿井水文地质综合勘探,查清矿井的水文地质条件;预测评价矿井涌水量,进行矿井防排水系统的设计。在此基础地质条件;预测评价矿井涌水量,进行矿井防排水系统的设计。在此基础上根据矿井的未来上根据矿井的未来( (如如5 5年年) )采掘计划制定矿井的总体防治水规划,确定不同采掘计划制定矿井的总体防治水规划,确定不同阶段防治水项目。阶段防治水项目。 开采
23、过程中:开采过程中: 应建立水害安全保障体系,包括物探、钻探、注浆设备、应建立水害安全保障体系,包括物探、钻探、注浆设备、排水设施、水闸门、水闸墙、防治水组织结构、安全避灾路线等,以及巷排水设施、水闸门、水闸墙、防治水组织结构、安全避灾路线等,以及巷道掘进前方超前探测、采区采面精细探查,以查清掘进头、采区及工作面道掘进前方超前探测、采区采面精细探查,以查清掘进头、采区及工作面的水文地质条件,并对有突水危险的工作面进行突水监测,根据监测结果的水文地质条件,并对有突水危险的工作面进行突水监测,根据监测结果及时调整优化防治水方案,编写救灾预案。及时调整优化防治水方案,编写救灾预案。 闭井前:闭井前:
24、要对矿井闭井安全条件进行评价,制定矿井关闭过程安要对矿井闭井安全条件进行评价,制定矿井关闭过程安全措施,监测拟关闭废井与邻近矿井水情水况,制定废弃矿井水防范措施。全措施,监测拟关闭废井与邻近矿井水情水况,制定废弃矿井水防范措施。并将废弃矿并采空区准确地标绘在地质图、采掘工程平面图等图纸上,同并将废弃矿并采空区准确地标绘在地质图、采掘工程平面图等图纸上,同时将相关资料报送上级管理部门进行备案。时将相关资料报送上级管理部门进行备案。2022年4月23日28二、地面水防治二、地面水防治2022年4月23日29(一)地面防洪调查(一)地面防洪调查 煤矿企业必须查清矿区及其附近的地煤矿企业必须查清矿区及
25、其附近的地面水流系统的汇水情况、疏水能力和有关面水流系统的汇水情况、疏水能力和有关水利工程的情况,掌握当地历年降水量和水利工程的情况,掌握当地历年降水量和最高洪水位的资料,建立疏水、防水和排最高洪水位的资料,建立疏水、防水和排水系统。调查研究时,要掌握以下情况:水系统。调查研究时,要掌握以下情况: 1.掌握矿区地形条件。掌握矿区地形条件。(河流分布、(河流分布、已有防水工程、低洼地带、煤层和含已有防水工程、低洼地带、煤层和含水层露头、地表塌陷裂缝等)水层露头、地表塌陷裂缝等) 2.掌握当地历年的降水量和最高洪掌握当地历年的降水量和最高洪水位。水位。2022年4月23日30(二)地表水防治措施(
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