矿井水害防治课件.ppt

矿井水害防治技术现状　　　　　　及展望 矿井水害是指在煤矿基建和生产过程中地下水涌入采掘空间，由于排水能力相对不足而造成淹没巷道、工作面、采区、矿井(不同水平乃至整个矿井)的现象，它轻则影响生产，重则造成人员伤亡的恶性事故，是煤炭资源开发过程中一种突发性的地质灾害。 矿井水害是地下水非正常涌入井巷和工作面的现象，这里，一方面要强调它的突发性，另一方面要强调它的灾害性。 矿井水害的防治思想 矿井水害是可以防治的，只要搞清矿井的充水特征，并采取适当的工程措施，不仅可以安全采出受水威胁的煤炭资源，而且能够提高矿井防治水技术水平，从而为矿床水文地质学的发展做出积极的贡献。 一般地，矿井水的防治应当从水文地质条件的分析着手，即从区域到水文地质条件研究开始，确定井田在水文地质单元中所处的位置，重点分析地下水的补给、径流和排泄条件。水文地质条件的分析最好以水文地质单元为分析对象，通过对地下水流场、水化学场的分析建立水文地质概念模型。 对于井田而言，应重点分析矿井充水条件，确定充水水源和导水通道，对水害类型做出划分，同时，对水害威胁程度做出评价。 矿井水害防治的工作重点是对水患做出诊断，同时，应提出具体的防治水措施。事实上，水患诊断、评价、防治水措施三者缺一不可，三要素共同构成防灾、减灾的目标路线。 矿井水害类型 在长期与煤矿水害斗争的过程中，积累了大量宝贵的经验，使得人们对矿井水害类型的认识水平日益提高。目前，对矿井水害类型的划分基本形成如下观点： 按水源类型划分： 顶板水 底板水 老空水 按导水通道划分 断层突水 陷落柱突水 裂隙岩体突水 封闭不良钻孔突水 煤(岩)柱突水 按水源含水介质类型划分： 孔隙水 裂隙水 岩溶水 科学分类体现了人们对事物认识高度和认识水平，也是学科发展水平的标志。  （1）老空水的定义及特点 为了保证正常生产，煤炭开采过程中，需要对涌入井下的地下水排出地面，这时排水费用作为煤炭开采成本的一部分计入其销售成本之中，采掘作业完成后，留下大量的废弃巷道和采煤空间，对涌入的地下水一般不再排放，这时，采空区内聚集着大量的地下水，称为老空水。 老空水对采煤的威胁主要表现在同层老空水上水平对下水平的威胁，邻层老空水浅部对深部的威胁，邻矿老空水对本矿的威胁。 由于老空水往往积水体积大，隔水煤岩柱不足以抵抗静水压力的情况下容易发生透水事故，而且来势凶猛，经常形成群死群伤的恶性事故。 老空水对采煤的威胁主要表现在同层老空水上水平对下水平的威胁，邻层老空水浅部对深部的威胁，邻矿老空水对本矿的威胁。 由于老空水往往积水体积大，隔水煤岩柱不足以抵抗静水压力的情况下容易发生透水事故，而且来势凶猛，经常形成群死群伤的恶性事故。 近年来，采空水造成的透水事故时有发生，在所有煤矿水害事故中占据主要位置，媒体多有报道，产生十分恶劣的社会甚至是政治影响。为此，党和政府及社会各界十分关注这一影响安全生产大局的煤矿水害问题，在国家煤矿安全生产监察局多次组织的水害防治技术研讨会上均将老空水防治列为扭转安全生产大局的主要目标。 面对老空水防治的严峻形势，科技部将“十一五”攻关的主题确定为“矿井老空区探测与水害防治关键技术及装备”，这些行动足以看出国家对预防和治理由老空水诱发的恶性透水事故的力度。 （2）老空水的探查 对于老空水的防范，关键是确定积水范围和积水水量，可以采取两条途径：一是煤矿开采有着准确的井上下对照图，采空区范围往往比较可靠；二是采空区积水范围往往没有精确的测绘资料，只能靠探查手段来解决问题了。 前者对于国有大中型煤矿来说很容易做到，对于地方小煤矿来说，问题就不那么简单了，就需要通过钻探和物探相结合的方法解决老空水探查问题。实际工作中，必须以钻探为主，物探配合，物探资料必须慎重验证鉴定，确保其可靠性。 下面举例说明老空水探查中的部分经验及教训： ①某矿开采浅部的10#煤，大片的老空水已经被探放出来，进入老空区回收残留煤阶段，遇一块30m见方的煤柱，从四周老洞观察无积水，上距20m的9#煤也已证明无积水，但是煤柱的一侧却有发潮现象。 当时普遍认为，该煤层距地表仅60m，地面又是排水沟，是排水沟的水沿风化及采动裂隙下渗造成煤壁发潮的，周围的煤壁也比较潮湿就是例证，30m见方的煤柱内绝对不会有老空水。 当时探与不探的争论很大，由于分管探水工作的领导思想坚定，决定打钻探水，结果放出水量200多吨，事后发现煤柱内残留一口60m的古井，有约0.3MPa的水压，如有人员在附近作业，必然会发生伤亡事故。 ②某矿欲从9#煤施工一反上山石门穿透7#煤，据调查资料，石门透煤点100m外有老空积水，两煤层间距33m， 反上山石门倾角23?，斜长85m,设计上山掘进60m，距7#煤10m左右的位置超