1、LOGO采掘工作面地質采掘工作面地質及防治水技術及防治水技術副總工程師副總工程師研研 究究 員員山東能源肥礦集團山東能源肥礦集團王王 則則 才才匯匯 報報 提提 綱綱地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系一一掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作二二采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面地質及水文地質工作三三煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害四四煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術五五如何做好采掘技術管理工作如何做好采掘技術管理工作六六LOGO地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系地質工作地質工作

2、四階段四階段 勘探勘探建井建井生產生產收尾（閉坑）收尾（閉坑）1.地質工作的四個階段地質工作的四個階段 一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系地質構地質構造變動造變動煤厚變化煤厚變化水文地質水文地質地溫地溫地壓地壓圍巖穩定圍巖穩定煤與瓦煤與瓦斯突出斯突出巖漿巖與陷巖漿巖與陷落柱破壞落柱破壞地質因素地質因素 2.影響煤礦生產建設的地質因素影響煤礦生產建設的地質因素 一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 煤系煤系含煤巖系的簡稱，它是一套含有煤層的沉積巖系含煤巖系的簡稱，它是一套含有煤層的沉積巖系。（含煤建造、含煤沉積、含煤地層）如石炭。（含煤建造、含煤沉積、含煤地層）如石炭二疊紀

3、煤系的沉積。二疊紀煤系的沉積。 煤層煤層含煤巖系中的固體可燃有機巖類。含煤巖系中的固體可燃有機巖類。3.生產過程中常用的地質概念生產過程中常用的地質概念 含水層含水層能透過和給出相當水量的巖層。如砂巖、灰巖能透過和給出相當水量的巖層。如砂巖、灰巖一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 煤層結構煤層結構簡單、復雜。簡單、復雜。 煤層厚度煤層厚度頂底板之間的垂直距離（總厚度、有益厚度、頂底板之間的垂直距離（總厚度、有益厚度、 可采厚度）。可采厚度）。 3. 煤層分類：煤層分類：按傾角分按傾角分（近水平、緩傾、傾、急傾）；（近水平、緩傾、傾、急傾）； 按厚度分按厚度分極薄（極薄（0.30.5

4、m）、薄）、薄 （0.511.3m）、中厚）、中厚(1.313.5m)、厚、厚 (3.518.0m)、特厚、特厚 (8.0m）； 按穩定性分按穩定性分（穩定、較穩定、不穩定、極不（穩定、較穩定、不穩定、極不 穩定）；穩定）； 按形態分按形態分（層狀、似層狀、非層狀）。（層狀、似層狀、非層狀）。4.煤層頂底板：直接上覆于煤層（下伏于煤層）的沉積巖層。煤層頂底板：直接上覆于煤層（下伏于煤層）的沉積巖層。 一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系斷層斷層：巖層沿著裂面兩側具有相對位移。：巖層沿著裂面兩側具有相對位移。斷層要素：斷層面，斷盤，斷層線，斷煤交線，斷距。斷層要素：斷層面，斷盤，斷層線

5、，斷煤交線，斷距。斷層分類：斷層分類：按相對移動的方式按相對移動的方式：正、逆、平移斷層；：正、逆、平移斷層； 按與地層產狀關系按與地層產狀關系：走向、傾向、斜交、：走向、傾向、斜交、 順層斷層。順層斷層。斷層等級斷層等級:大型（大型（30m）中型（）中型（303m） 小型（小型（3m）褶皺褶皺：巖層在構造力作用下產生塑性變形，出現一：巖層在構造力作用下產生塑性變形，出現一系列波狀彎曲，其巖層仍然是連續完整的構造形態稱系列波狀彎曲，其巖層仍然是連續完整的構造形態稱為褶皺，基本單位是褶曲（向斜、背斜）。為褶皺，基本單位是褶曲（向斜、背斜）。一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 巖漿巖巖

6、漿巖巖漿經侵入或噴出作用后冷凝固結而成的巖石。巖漿經侵入或噴出作用后冷凝固結而成的巖石。 分類：深成巖：一般在分類：深成巖：一般在36km以下；以下； 淺成巖：地殼較淺處（近地表），巖床、巖墻、淺成巖：地殼較淺處（近地表），巖床、巖墻、 巖盤、巖脈等；巖盤、巖脈等； 噴出巖：溢出地表，火山錐、巖被、巖流等。噴出巖：溢出地表，火山錐、巖被、巖流等。巖漿巖對煤層的影響：吞噬，變焦等。巖漿巖對煤層的影響：吞噬，變焦等。 一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 陷落柱陷落柱（無炭柱、矸石窩）局部地層中的巖溶塌陷形成（無炭柱、矸石窩）局部地層中的巖溶塌陷形成可溶性巖層：石灰巖、泥灰巖、石膏可溶性

7、巖層：石灰巖、泥灰巖、石膏礦等。礦等。有良好的地下水通道，富含水層與可有良好的地下水通道，富含水層與可溶巖有溶巖有 水力聯系。水力聯系。地下水源豐富且含有可溶性酸根。地下水源豐富且含有可溶性酸根。有良好的交替排泄條件。有良好的交替排泄條件。形成條件形成條件一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 1裂隙和小斷層增多；裂隙和小斷層增多；2出現煤的氧化；出現煤的氧化；3巖塊擠入煤層；巖塊擠入煤層；45淋水增大或水的涌出量增多。淋水增大或水的涌出量增多。煤巖層的產狀發生變化；煤巖層的產狀發生變化；一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系4.水文地質水文地質孔隙水孔隙水賦存于松散沉積物顆粒

8、構成的孔隙網絡賦存于松散沉積物顆粒構成的孔隙網絡之中的水。之中的水。裂隙水裂隙水保存在堅硬巖石裂隙中的地下水。保存在堅硬巖石裂隙中的地下水。巖溶水巖溶水賦存并運移于巖溶化巖層中的水。賦存并運移于巖溶化巖層中的水。一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系 潛水潛水 隔水層隔水層不能透過和給出水量的巖層。如粘土巖不能透過和給出水量的巖層。如粘土巖 承壓水承壓水充滿兩個穩定不透水巖層之間的重力水充滿兩個穩定不透水巖層之間的重力水地表以下第一個具有自由表面的含水地表以下第一個具有自由表面的含水層中的水。層中的水。一一 地質與采掘生產的關系地質與采掘生產的關系突水系數突水系數單位隔水層厚度所承受的

9、水壓單位隔水層厚度所承受的水壓地下水動態地下水動態地下水隨時間的變化過程地下水隨時間的變化過程礦井正常礦井正常涌水量涌水量礦井開采期間單位時間內流入礦井水量礦井開采期間單位時間內流入礦井水量礦井最大礦井最大涌水量涌水量礦井開采期間正常情況下礦井涌水量的礦井開采期間正常情況下礦井涌水量的高峰值，主要與人為條件和降壓量有關高峰值，主要與人為條件和降壓量有關掘進工作面地質及掘進工作面地質及水文地質工作水文地質工作 二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作工作面范圍與鄰區關系。工作面范圍與鄰區關系。區內煤層產狀及地質構造特征。區內煤層產狀及地質構造特征。構造對工作面掘進的影響。構

10、造對工作面掘進的影響。煤層結構及變化。煤層結構及變化。煤層頂底板巖性、厚度、物理力學性質。煤層頂底板巖性、厚度、物理力學性質。工作面水文地質條件及防治措施。工作面水文地質條件及防治措施。工作面預計儲量。工作面預計儲量。其它地質情況：瓦斯、煤塵、地溫、地壓、巖其它地質情況：瓦斯、煤塵、地溫、地壓、巖 漿巖等。漿巖等。地質說明書內容地質說明書內容二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作質說明書附圖地質說明書附圖地質說明書附圖 工作面煤層底板工作面煤層底板等高線預測圖等高線預測圖 預想剖面圖預想剖面圖 柱狀圖柱狀圖 二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作

11、掘進施工掘進施工過程中的地質工作過程中的地質工作煤層賦存及頂底板巖性（上煤層賦存及頂底板巖性（上10m，下，下10m）；）；預測的斷裂構造產狀變化；預測的斷裂構造產狀變化；附近是否有采空壓積水、老硐（巷）附近是否有采空壓積水、老硐（巷）積水等；積水等；附近是否有封孔不良的鉆孔等附近是否有封孔不良的鉆孔等。1.掌握地質說明書中的有關內容：掌握地質說明書中的有關內容：二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作掘進施工掘進施工過程中的地質工作過程中的地質工作2. 地質資料的收集分析與判斷：地質資料的收集分析與判斷： 實際揭露資料與地質說明書提實際揭露資料與地質說明書提供資料的差別

12、；供資料的差別；地質說明書中未提供的資料；地質說明書中未提供的資料；地質預測預報內容的對比分析地質預測預報內容的對比分析。二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作掘進施工掘進施工過程中的地質工作過程中的地質工作3.巷道掘進對斷層的處理：巷道掘進對斷層的處理： 運輸大巷運輸大巷過斷層：調向過斷層，盡快進入原設計層位；過斷層：調向過斷層，盡快進入原設計層位；采區上下山采區上下山過斷層：挑頂、臥底、改變坡度，必須滿足過斷層：挑頂、臥底、改變坡度，必須滿足 運輸要求；運輸要求；回采巷道回采巷道過斷層：走向工作面一般采區調向過斷層傾斜過斷層：走向工作面一般采區調向過斷層傾斜 條帶工

13、作面一般采區改變坡度過斷層條帶工作面一般采區改變坡度過斷層斷層位置產狀斷層位置產狀準確準確：根據巷道用途直接調向或挑頂、臥：根據巷道用途直接調向或挑頂、臥 底過斷層底過斷層斷層位置產狀為斷層位置產狀為預測預測：一是利用物探、鉆探探明；：一是利用物探、鉆探探明； 二是根據巷道用途調向或改變坡二是根據巷道用途調向或改變坡 度過斷層。度過斷層。二二 掘進工作面地質及水文地質工作掘進工作面地質及水文地質工作掘進施工掘進施工過程中的地質工作過程中的地質工作4.工區技術員與地質技術人員的相工區技術員與地質技術人員的相互配合，提供更多的地質信息。互配合，提供更多的地質信息。二二 掘進工作面地質及水文地質工作

14、掘進工作面地質及水文地質工作掘進工程中的防治水工作掘進工程中的防治水工作學習熟悉掌握掘進工作面周圍的水文地質條件（頂底板含水學習熟悉掌握掘進工作面周圍的水文地質條件（頂底板含水層、斷裂構造、采空區、老巷、廢棄、鉆孔等）。層、斷裂構造、采空區、老巷、廢棄、鉆孔等）。掘進過程中及時收集、分析水文地質信息（巖性變化、頂底掘進過程中及時收集、分析水文地質信息（巖性變化、頂底壓力變化、淋水、構造等）。壓力變化、淋水、構造等）。各項防治水措施是否落實到位（超前探、排泄水、避災路線各項防治水措施是否落實到位（超前探、排泄水、避災路線等）。等）。兩巷貫通措施的現場落實（貫通預透單、透巷的基本情況、兩巷貫通措施

15、的現場落實（貫通預透單、透巷的基本情況、通風排水）。通風排水）。掘進工作面恢復施工的技術工作（復工通知單、超前探巷的掘進工作面恢復施工的技術工作（復工通知單、超前探巷的結論、安全技術措施是否補充完整，實際揭露資料的對比分結論、安全技術措施是否補充完整，實際揭露資料的對比分析等）。析等）。采煤工作面地質及采煤工作面地質及水文地質工作水文地質工作 三三 采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面作業規程的編制依據采煤工作面作業規程的編制依據 回采工作面地質說明書回采工作面地質說明書 1.采煤工作面作業規程的編制依據采煤工作面作業規程的編制依據三三 采煤工作面地質及水文地質工

16、作采煤工作面地質及水文地質工作1對影響工作面回采的主要地質因素；對影響工作面回采的主要地質因素； 23實際資料與預測預報資料的差別；實際資料與預測預報資料的差別； 如何應對變化的地質條件。如何應對變化的地質條件。 4學習熟悉掌握地質說明書的內容；學習熟悉掌握地質說明書的內容； 2.回采過程中的地質工作回采過程中的地質工作三三 采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面地質及水文地質工作3.回采工作面對斷層的處理回采工作面對斷層的處理 斷層落差小于煤厚：挑頂、臥底、斷層落差小于煤厚：挑頂、臥底、 硬過硬過斷層落差大于煤厚：一是硬過；二斷層落差大于煤厚：一是硬過；二是根據斷層的走向及對工作面的影響是根

17、據斷層的走向及對工作面的影響做輔助巷道等；三是超前處理斷層。做輔助巷道等；三是超前處理斷層。 普普采采過過斷斷層層三三 采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面地質及水文地質工作根據三維地震勘探資料，工作面盡根據三維地震勘探資料，工作面盡 量避開斷層；量避開斷層；對落差小于煤厚的斷層硬過；對落差小于煤厚的斷層硬過；對落差大于煤厚的斷層輔助切或停對落差大于煤厚的斷層輔助切或停 面搬家。面搬家。綜綜采采過過斷斷層層3.回采工作面對斷層的處理回采工作面對斷層的處理 三三 采煤工作面地質及水文地質工作采煤工作面地質及水文地質工作4.回采過程中的防治水工作回采過程中的防治水工作影響工作面生產的水害因素分析

18、（頂底板巖影響工作面生產的水害因素分析（頂底板巖 砂裂隙水、斷層破碎帶、老空（巷）水、封砂裂隙水、斷層破碎帶、老空（巷）水、封 孔不良的鉆孔等）；孔不良的鉆孔等）；防治水措施是否有針對性，是否落實到位；防治水措施是否有針對性，是否落實到位；一旦有險情，應急措施是否迅速得到落實。一旦有險情，應急措施是否迅速得到落實。 LOGO煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害 19952011年全國煤礦水害事故年全國煤礦水害事故1675起，死亡起，死亡6432人，其中人，其中10人以上的水害事故人以上的水害事故139起，死亡起，死亡2511人，經濟損失

19、人，經濟損失230多億人民幣。山東省煤礦多億人民幣。山東省煤礦19492011年共發生水害事故年共發生水害事故103起，死亡起，死亡973人。人。今年今年17月份，全國煤礦發生水害事故月份，全國煤礦發生水害事故 7 起，死起，死亡亡 69人，山東煤礦人，山東煤礦17月未發生水害事故。月未發生水害事故。水害事故嚴重程度水害事故嚴重程度四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害大氣降水大氣降水地地 下下 水水地地 表表 水水老窯（空）水老窯（空）水按水源按水源劃分劃分四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害孔 隙 水裂 隙 水巖 溶 水按地下水儲水空隙特征分四四 煤礦常見水害類型

20、及危害煤礦常見水害類型及危害按突水的水源特征分地表洪水水害沖積層水害（Q+N）煤層頂板充水含水層水害煤層底板承壓充水含水層水害巖溶陷落柱水害斷層破碎帶突水水害封孔不良鉆孔水害老窯（空）水害 案例案例1:20071:2007年年8 8月月1717日新泰華源礦難，死亡日新泰華源礦難，死亡172172人，并危人，并危及相鄰名公煤礦死亡及相鄰名公煤礦死亡9 9人，共計人，共計181181人。人。 直接原因：直接原因：突降暴雨。突降暴雨。1616日日4 4時至時至1818日日6 6時降雨量時降雨量262.3mm262.3mm，5050年一遇；年一遇；山洪暴發。東、北、南三面環山，山洪暴發。東、北、南三面

21、環山，降水易于匯集；河水猛漲。柴紋河最大洪峰流量降水易于匯集；河水猛漲。柴紋河最大洪峰流量1840m1840m3 3/s/s，行洪能力行洪能力1089m1089m3 3/s/s ，水位高出河岸高程，水位高出河岸高程0.85m0.85m；河岸決口；河岸決口。長長65m65m；水頭差；水頭差5m5m；洪水淹井。三個沖刷區總面積洪水淹井。三個沖刷區總面積4.44.4萬萬m m3 3，第一個直徑約第一個直徑約50m50m，深，深10m10m；第二個直徑；第二個直徑80m80m，深，深6 68m8m；第；第三個長三個長60m60m，寬，寬30m30m，深，深10m10m。潰入井下水量。潰入井下水量126

22、01260萬萬m m3 3，砂、，砂、石粉、粉煤灰約石粉、粉煤灰約3030萬萬m m3 3。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例2：2000年1月10日，肥城五里垢煤礦在修復3100皮帶上山時，三層煤采空區風化基巖自然垮塌，波及到第四系泥砂，造成泥砂突然潰入巷道，將正在修復施工的7名職工埋住死亡；四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例3：2005年5月21日淮北海孜煤礦745工作面潰水，瞬時潰水量3887m3，死亡5人。直接原因：頂板聚集的

23、離層水體瞬間潰入工作面。煤層頂板以上50m為厚100m的巖漿巖，工作面推采140m時，軟硬巖層產生離層，形成空間并積水。當采動影響到“離層空間”時，大量積水瞬間潰入工作面。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例4：2010年3月1日內蒙神華集團駱駝山煤礦在基建巷道施工中發生奧灰特別重大突水事故，當班井下共有作業人員77名，有46人相繼升井（其中1人死亡，7人受傷），31人被困井下。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害直接原因直接原因： 垂向隱伏構造已發育至垂向隱伏構造已發育至1616煤層底板附近，在巷道掘進放炮煤層底板附近，在巷道掘進放炮后

24、，煤層底板隔水層遭到進一步破壞，地應力的重新分布后，煤層底板隔水層遭到進一步破壞，地應力的重新分布使采動裂隙進一步向下延深，在高承壓水的作用下，誘發使采動裂隙進一步向下延深，在高承壓水的作用下，誘發1616煤層回風大巷掘進工作面迎頭后煤層回風大巷掘進工作面迎頭后20m20m左右底板鼓起，有左右底板鼓起，有限的隔水層被突破，形成集中過水通道，導致下伏奧陶系限的隔水層被突破，形成集中過水通道，導致下伏奧陶系灰巖地下水突然涌出。灰巖地下水突然涌出。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害管理原因管理原因： 對奧灰水水害沒有引起高度重視。一是主要水平大對奧灰水水害沒有引起高度重視。一是主要水

25、平大巷設計在奧灰頂部；二是巷設計在奧灰頂部；二是20072007年年1212月月1717日奧灰水淹過一次日奧灰水淹過一次井；三是淺部平溝礦三次奧灰出水；四是井；三是淺部平溝礦三次奧灰出水；四是1616煤下距奧灰煤下距奧灰20m20m左右，水壓左右，水壓3.8MPa3.8MPa，屬受水威脅煤層。，屬受水威脅煤層。 沒有認真落實沒有認真落實“有疑必探，先探后掘有疑必探，先探后掘”的原則。的原則。1616煤回風大巷施工過程中，既沒有配備探放水設備，也沒有煤回風大巷施工過程中，既沒有配備探放水設備，也沒有采取超前探查措施。采取超前探查措施。 技術管理有漏洞。一是未建立地下水動態觀測網；技術管理有漏洞。

26、一是未建立地下水動態觀測網；二是現場技術管理薄弱；三是地質及水文地質預報缺乏針二是現場技術管理薄弱；三是地質及水文地質預報缺乏針對性；四是礦井水文地質條件不清。對性；四是礦井水文地質條件不清。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害v 施工隊伍職工素質差，缺乏對突水征兆的認識，撤施工隊伍職工素質差，缺乏對突水征兆的認識，撤人命令下達不及時果斷。（人命令下達不及時果斷。（5 5點點5050分分7 7點點2020分）分）v 現場監理單位沒有把好關。對規程把關不嚴，現場現場監理單位沒有把好關。對規程把關不嚴，現場措施落實不到位。措施落實不到位。v 初步設計把井底車場和主要大巷放在奧灰層位，

27、存初步設計把井底車場和主要大巷放在奧灰層位，存在重大隱患。在重大隱患。v 對施工單位以包代管。（兩次匯報都是調度員張燕對施工單位以包代管。（兩次匯報都是調度員張燕斌接電話）斌接電話）v 井下無線通訊關鍵時刻不起作用。（安監員和班長井下無線通訊關鍵時刻不起作用。（安監員和班長都用固定電話向調度室匯報）都用固定電話向調度室匯報）v 井下避災路標不清晰，應急管理措施不落實。井下避災路標不清晰，應急管理措施不落實。 四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例5：1984年6月2日，開灤范各莊礦2171綜采工作面遇隱伏陷落柱，導致高壓奧灰水突出，高峰期10小時內的平均

28、突水量12.3萬m3/h，20小時淹沒300萬噸的礦井，死亡11人，經濟損失5億人民幣。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例6：2008年8月4日，棗礦山亭實業公司-365探巷斷層滯后出水形成巷道積水，造成-365探巷水閘墻潰水，瞬時流量440m3/h，造成2人死亡。直接原因：-365探巷揭露F5-1斷層（H2528m），滯后出水。長時間積存在巷道內形成承壓水，由于水閘墻的施工質量等原因造成突然潰水。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害案案 例例 分分 析析 案例7：2010年3月28日山西華晉焦煤公司王家嶺礦老空透水事故，153名礦工被

29、困，后經近200小時的奮力搶救，115名礦工脫險，38人死亡。追究刑事責任9人，黨紀政紀處分30人。四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害認識不足、重視不夠、思想麻痹、心存僥幸。不落實“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則。水患排查流于形式，不全面，不細致，不嚴格，不認真。防治水措施落實不到位。監督管理責任落實不到位。發現透水征兆不及時撤出人員。勞動組織管理混亂，以包代管。機構不健全，缺少專業人員及專業隊伍。水害事故原因一般征兆：一般征兆： 煤層變潮濕、松軟，煤幫出現滴水、淋水，并由小煤層變潮濕、松軟，煤幫出現滴水、淋水，并由小到大，有時出現鐵銹色水跡；到大，有時出

30、現鐵銹色水跡； 工作面氣溫降低或出現霧氣及工作面氣溫降低或出現霧氣及H H2 2S S氣味；氣味； 有時聽到有時聽到“嘶嘶嘶嘶”水聲；水聲； 礦壓增大，發生片幫、冒頂及底鼓等現象；礦壓增大，發生片幫、冒頂及底鼓等現象；四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害常見的突水征兆底板承壓水突水征兆：底板承壓水突水征兆：工作面壓力增大，底板鼓起，有時可達工作面壓力增大，底板鼓起，有時可達0.5m0.5m以上；以上；工作面底板產生裂隙，并逐漸增大；工作面底板產生裂隙，并逐漸增大；沿裂隙或煤幫向外滲水，且逐漸增大，水色渾濁；沿裂隙或煤幫向外滲水，且逐漸增大，水色渾濁；底板破裂，沿裂隙有高壓水噴出，

31、并有底板破裂，沿裂隙有高壓水噴出，并有“嘶嘶嘶嘶”水聲；水聲；底板發生底板發生“底暴底暴”，伴有巨響，水大量涌出，水色乳，伴有巨響，水大量涌出，水色乳白白 或呈黃色；或呈黃色；四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害常見的突水征兆沖積層水的突水征兆：沖積層水的突水征兆： 突水部位發潮，有滴水，并逐漸增大，有少突水部位發潮，有滴水，并逐漸增大，有少 量細砂；量細砂； 發生局部冒頂，水量突增并出現流砂；發生局部冒頂，水量突增并出現流砂； 發生大量噴水噴砂，嚴重時地表出現塌陷坑發生大量噴水噴砂，嚴重時地表出現塌陷坑四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害常見的突水征兆容易發生底板

32、突水的地段：容易發生底板突水的地段： 斷層交叉或匯合處；斷層尖滅端；褶曲斷層交叉或匯合處；斷層尖滅端；褶曲軸部；小斷層密集區；兩條斷層相互對扭地段；軸部；小斷層密集區；兩條斷層相互對扭地段；與導水斷層成與導水斷層成“入入”字型聯接的小斷裂帶；新字型聯接的小斷裂帶；新構造活動強烈的斷裂帶；不同力學性質的斷層組構造活動強烈的斷裂帶；不同力學性質的斷層組交匯處等；交匯處等；四四 煤礦常見水害類型及危害煤礦常見水害類型及危害常見的突水征兆LOGO煤礦水害形成的條件及煤礦水害形成的條件及防治技術防治技術五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術條條件件通通 道道 TextTextTe

33、xt含水層的含水層的富水性富水性（內在因素）（內在因素）水頭壓力水頭壓力（動力源）（動力源）五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術含水層的出露含水層的出露和補給條件和補給條件出露面積出露面積影影響響含含水水層層富富水水性性因因素素 地質構造條件地質構造條件水文地質水文地質邊界條件邊界條件出露地形出露地形覆蓋層透水性覆蓋層透水性側向邊界條件側向邊界條件斷裂斷裂（含水層對口或接近）（含水層對口或接近）陷落柱陷落柱（補給通道）（補給通道）褶皺褶皺（軸部張裂隙發育）（軸部張裂隙發育）裂隙裂隙（垂向越流補給）（垂向越流補給）頂底板隔水或透水條件頂底板隔水或透水條件透水邊界透水邊界

34、弱透水邊界弱透水邊界隔水邊界隔水邊界五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術通通 道道人為通道人為通道天然通道天然通道不良鉆孔不良鉆孔“上三帶上三帶”（導水裂縫帶范圍內有含水層）（導水裂縫帶范圍內有含水層）“下三帶下三帶”（底板隔水層擾動損傷）（底板隔水層擾動損傷）陷陷 落落 柱柱斷斷 層層裂裂 隙隙隱伏露頭隱伏露頭地震裂隙地震裂隙沉缺形成的天窗沉缺形成的天窗地面巖溶塌陷帶地面巖溶塌陷帶（水流倒灌（水流倒灌） 調查當地地形、地貌、基巖露頭情況，確定地表分調查當地地形、地貌、基巖露頭情況，確定地表分水嶺及充水含水層的補給區，計算、評價匯水面積；水嶺及充水含水層的補給區，計算

35、、評價匯水面積； 掌握當地歷史最高洪水位及最大降雨量，及時與氣掌握當地歷史最高洪水位及最大降雨量，及時與氣象部門聯系，預防洪水倒灌；象部門聯系，預防洪水倒灌； 嚴格執行嚴格執行“三下三下”采煤規程，留足巖帽；采煤規程，留足巖帽； 有足夠的排、泄洪能力。有足夠的排、泄洪能力。五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術 1 1 地表水防治地表水防治： 克服麻痹僥幸心理，避免疏忽大意；認真克服麻痹僥幸心理，避免疏忽大意；認真分析老空（窯）積水的調查資料；制定合理有效分析老空（窯）積水的調查資料；制定合理有效的防治措施；嚴密組織探水措施；特別注意近的防治措施；嚴密組織探水措施；特別

36、注意近探近放和貫通積水巷道或積水區；重視自采自掘探近放和貫通積水巷道或積水區；重視自采自掘采空區、廢巷積水的探放；重視鉆探、物探相互采空區、廢巷積水的探放；重視鉆探、物探相互結合。結合。 五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術2 2 老空水防治老空水防治 疏干或封堵截流；疏干或封堵截流； 留足防隔水煤（巖）柱，嚴防冒裂帶波及含水留足防隔水煤（巖）柱，嚴防冒裂帶波及含水層。層。 防水煤（巖）柱：防水煤（巖）柱：H Hshsh H Hlili+ H+ Hb b； 防砂煤（巖）柱：防砂煤（巖）柱：H Hs s H Hm m+ H+ Hb b； 防塌煤（巖）柱：防塌煤（巖）柱：

37、H Ht t H Hm m；五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術3 3 孔隙水（松散層水）防治（防治方法）：孔隙水（松散層水）防治（防治方法）： 疏干疏干截流截流 封堵封堵留足巖帽留足巖帽或改變采或改變采煤方法等煤方法等五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術4 裂隙水防治（頂底板砂巖水、礫巖水）5 5 巖溶水防治（防治方法）：巖溶水防治（防治方法）：五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術1抽排法：大直徑、大排量、直排地面2堵截法：注漿改造、帷幕截流法等3疏降法1抽排法：大直徑、大排量、直排地面涌水量預計涌水量預計準確準確

38、水文地質條水文地質條件簡單件簡單排水能力強排水能力強條件五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術5 5 巖溶水防治（防治方法）巖溶水防治（防治方法）3疏降法補給條件清補給條件清楚楚經濟上合理經濟上合理有足夠的排水有足夠的排水能力能力條件五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術5 5 巖溶水防治（防治方法）：巖溶水防治（防治方法）：五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術 就是對威脅礦井安全生產的主要就是對威脅礦井安全生產的主要充水含水層水，通過專門的工程和技充水含水層水，通過專門的工程和技術措施在人工受控的條件下進行超前術措施在

39、人工受控的條件下進行超前預疏干或疏降水壓，進而減少或消除預疏干或疏降水壓，進而減少或消除其在生產過程中對礦井安全的威脅。其在生產過程中對礦井安全的威脅。定定 義義疏水降壓技術疏水降壓技術五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術疏水降壓技術疏水降壓技術 含水層富水性弱，以靜儲量為主。含水層富水性弱，以靜儲量為主。 裂縫帶范圍內的含水層。裂縫帶范圍內的含水層。 采掘工程必須揭露含水層。采掘工程必須揭露含水層。 含水層水壓較高，隔水層厚度小，難以承受礦壓含水層水壓較高，隔水層厚度小，難以承受礦壓 和水壓破壞。和水壓破壞。 含水層富水性強且動態補給量大時，采取先注漿含水層富水性強

40、且動態補給量大時，采取先注漿堵塞，充填過水通道，改造含水層后，再疏水降壓。堵塞，充填過水通道，改造含水層后，再疏水降壓。適用條件適用條件五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術疏水降壓技術疏水降壓技術聯合聯合疏降疏降巷道揭露巷道揭露疏降疏降 井下井下鉆孔鉆孔 疏降疏降 地表地表抽排抽排水法水法 五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術疏水降壓技術疏水降壓技術頂頂板板水水疏疏降降頂板巖層的巖性組合頂板巖層的巖性組合裂縫帶高度的預計裂縫帶高度的預計影響范圍內是否有構造影響范圍內是否有構造分析周邊含水層的水動態變化分析周邊含水層的水動態變化疏疏降降方方式式

41、鉆孔疏放鉆孔疏放（斜孔）（斜孔）巷道疏放巷道疏放真空泵抽放真空泵抽放底底板板水水疏疏降降底板多層含水層底板多層含水層各含水層是否有水力聯系各含水層是否有水力聯系（側向、垂向）（側向、垂向）分析補給水源層的富水性分析補給水源層的富水性各含水層的水動態變化各含水層的水動態變化疏疏降降方方式式鉆孔疏放鉆孔疏放巷道疏放巷道疏放真空泵抽放真空泵抽放五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術疏水降壓技術疏水降壓技術五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術是指通過專門的設備和工程，將預先是指通過專門的設備和工程，將預先研究配制成的低滲透漿液或骨料在一研究配制成的低滲

42、透漿液或骨料在一定壓力下沿含水層及頂底板裂隙運移、定壓力下沿含水層及頂底板裂隙運移、擴散、結石、充填、堵塞裂隙通道，擴散、結石、充填、堵塞裂隙通道，從而加固、加厚底板隔水層，改造巖從而加固、加厚底板隔水層，改造巖體（層）的水文地質條件，增大有效體（層）的水文地質條件，增大有效隔水層厚度，隔斷連接充水水源與工隔水層厚度，隔斷連接充水水源與工作面之間的導水通道，減少突水幾率。作面之間的導水通道，減少突水幾率。定定 義義注漿改造技術注漿改造技術五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術充填裂隙置換含水層內的水，使灰巖充填裂隙置換含水層內的水，使灰巖 變為不含水或弱含水（改造）變為

43、不含水或弱含水（改造）堵塞補給通道，截斷補給水源（封源）堵塞補給通道，截斷補給水源（封源）加固煤層底板，提高隔水層的抗拉強加固煤層底板，提高隔水層的抗拉強 度（加固）度（加固）作作 用用注漿改造技術注漿改造技術五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術下伏含水層富水性中等及以上，單位疏深疏水量下伏含水層富水性中等及以上，單位疏深疏水量 大于大于10m10m3 3/hm/hm。疏降效果不明顯，突水系數大于疏降效果不明顯，突水系數大于0.06MPa/m0.06MPa/m。工作面底板存在導水裂隙帶、構造破碎帶、薄弱工作面底板存在導水裂隙帶、構造破碎帶、薄弱 帶、陷落柱等。帶、陷落

44、柱等。底板含水層之間存在垂向補給通道。底板含水層之間存在垂向補給通道。含水層或構造薄弱帶具有良好的可注性。含水層或構造薄弱帶具有良好的可注性。疏降效果好，但誘發區域生態環境惡化。疏降效果好，但誘發區域生態環境惡化。注漿改造技術注漿改造技術適用條件適用條件五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術注漿改造技術注漿改造技術地面造漿地面造漿井下注漿井下注漿井下造漿井下造漿井下注漿井下注漿注注 漿漿 方方 法法連續注漿連續注漿注漿效率高注漿效率高效效 果果 好好工藝簡單易操作工藝簡單易操作勞動強度大勞動強度大效效 果果 差差五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治

45、技術注漿改造技術注漿改造技術注漿工藝及材料注漿工藝及材料方方 式式鉆孔設計鉆孔設計與施工與施工材材 料料連連 續續間間 歇歇引引 流流程程 序序放放 水水壓壓 水水擴散半徑擴散半徑斜斜 長長構構 造造壓壓 力力 區區異異 常常 區區粘粘 土土水水 泥泥粉煤灰粉煤灰五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術注漿改造技術注漿改造技術注注漿漿工工藝藝五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術注漿改造技術注漿改造技術鉆鉆 孔孔物物 探探注漿材料指標注漿材料指標效效 果果檢檢 查查五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截

46、流注漿技術 通過向含水層注漿，形成人工通過向含水層注漿，形成人工“阻阻水墻水墻”，截斷補給含水層的地下水流，截斷補給含水層的地下水流，使之易于疏干或疏水降壓，使含水層使之易于疏干或疏水降壓，使含水層的承壓水頭降至安全水頭以下，防止的承壓水頭降至安全水頭以下，防止突水。突水。定定 義義五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術水文地質條件清楚水文地質條件清楚補給邊界清楚補給邊界清楚受注層有良好的可注性受注層有良好的可注性受注層具有合適的水動和水化學環境受注層具有合適的水動和水化學環境疏降難度大，成本高疏降難度大，成本高適用條件適用條件帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術五五 煤礦

47、水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術漿液在一定注漿壓力下流動，擴散，開漿液在一定注漿壓力下流動，擴散，開始為紊流狀態，直到臨界壓力，流速減慢，始為紊流狀態，直到臨界壓力，流速減慢，變為層流和阻滯流狀態。漿液逐漸凝結，變為層流和阻滯流狀態。漿液逐漸凝結，最后停止流動，堵塞裂隙及通道（機械充最后停止流動，堵塞裂隙及通道（機械充塞）。塞）。漿液中的水硬性材料與水之間起化學作漿液中的水硬性材料與水之間起化學作用，在層流到阻滯流的過程中，隨時間而用，在層流到阻滯流的過程中，隨時間而凝聚，產生強度，加快了充塞堵水過程凝聚，產生強度，加快了充塞堵水過程（化學充

48、塞）。（化學充塞）。帷幕帷幕漿液漿液滲透滲透機理機理五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術采取各種手段查明帷幕區的水文地質條件采取各種手段查明帷幕區的水文地質條件 帷幕帶必須是一條帷幕帶必須是一條充滿充滿含水層含水層的的巖體巖體 帷幕區必須是閉合圈帷幕區必須是閉合圈控制漿液擴散半徑控制漿液擴散半徑適時調整注漿材料及注漿工藝適時調整注漿材料及注漿工藝12345技技術術要要點點五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術應用實例應用實例 針對礦井針對礦井“三面阻水、一面進水三面阻水、一面進水”

49、的水文地質邊界的水文地質邊界條件，合理選擇帷幕截流技術參數，利用井下巷道結合條件，合理選擇帷幕截流技術參數，利用井下巷道結合漿液擴散半徑布置帷幕注漿鉆孔，采用井上下結合的粘漿液擴散半徑布置帷幕注漿鉆孔，采用井上下結合的粘土水泥漿注漿工藝和群孔注漿、引流注漿、控壓注漿等土水泥漿注漿工藝和群孔注漿、引流注漿、控壓注漿等工藝，治水效果是明顯的，通過在原國家莊煤礦工藝，治水效果是明顯的，通過在原國家莊煤礦1700m1700m長長的工程帶上施工帷幕，治水效果達到的工程帶上施工帷幕，治水效果達到97.9%97.9%。五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿

50、技術應用實例應用實例284 63-09 63-22 79-4 N403-1 N501 N奧4 N506 N503 420 -80西大巷N508F隆 H=7-10mW10N417 N507 E30E18G4G6D42A2A3B5B5C1D1B1E5D2E6B2D3E2C2E7D4E8E1 E3A1D5C3D6B3E9E10D7C4E4D8D9C5D10C6D11C7D12D13D14C8D15A4D16C9C39D72A19D71C38D70B20A18C36B19D65C35D64A17D63C34D62B18D61C33D60A16D59C32D58B17D57C31E14D56A15D55

51、C30D54B16D53C29D52A14D51E15C28D50B15D49C27D48A13D47C25A12C40B12D41C21D40A10D39C20D38B11D37E22C19D36A9D35D34B10C17A8C16D30B9D29C15A7C14B8D25C13D24A6D23C12B7C11A5D19C10D18B6D17A11C24B14C26E26E25E24E23C37E13C18D26D27E16E17D31E19D66C23D45放4放5C22G2D33E27E28E32D32E31D21D28E12E20E21E29E42D67D68D69B13D44E11

52、E38E44E43E48E41C42C41E37D43E35E33D46E39E46E45E36E34E40E47F3 H=30-90mG1幕F7 H=100-195mN411 W13帷截工流程阻 水 邊 界阻 水 邊 界阻 水 邊 界 帷幕截流工程布置平面圖帷幕截流工程布置平面圖五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術應用實例應用實例-90-70-50-110F7 H=100 195m四 灰8 煤9 煤10 煤五 灰奧 灰奧 灰-90-70-50-110F7-1 H=60m國家莊井田處國家莊井田處于三面被斷層于三面被斷層包圍、區內小包圍、

53、區內小型斷裂發育的型斷裂發育的地塹向斜構造。地塹向斜構造。F7F7和和F25F25斷層斷層形成本井田的形成本井田的基本構造形態基本構造形態地塹構造。地塹構造。 五五 煤礦水害形成的條件及防治技術煤礦水害形成的條件及防治技術帷幕截流注漿技術帷幕截流注漿技術應用實例應用實例西部煤層露頭區、西北部西部煤層露頭區、西北部F3F3斷層、東北部隆莊斷層及斷層、東北部隆莊斷層及NF1NF1斷層斷層均為阻水邊界均為阻水邊界, ,東南部東南部F7F7、F7-1F7-1斷層是一進水邊界斷層是一進水邊界, ,補給充沛補給充沛在井下先后進行了在井下先后進行了7 7次大流量、大降深放水試驗和次大流量、大降深放水試驗和1 1次示蹤試驗次示蹤試驗第三次試驗利用全部第三次試驗利用全部1616個四灰孔進行放水，歷時個四灰孔進行放水，歷時816816小時小時, ,穩定放水量穩定放水量1255m1255m3 3/h,/h,放出水量放出水量102.4102.4萬萬m m3 3 利用數值法求得補給區的水文參數利用數值法求得補給區的水文參數, ,并預計了四灰涌水量并預