煤矿五大灾害讲义.docx

第一课 矿井涌水是威胁 来源通道要清楚    矿井涌水量有大有小，完全没有涌水的矿井是很少的。矿井涌水给建井、掘进、采煤以及机电设备的管理等都带来一定的困难。为了排除井下涌水，就要修建水仓，安设水泵，安设水闸门，挖砌水沟，形成一个完整的排水系统。如果排水系统不畅通，矿井涌水任意流淌，井西到处是水，既恶化了井下环境，又不利于文明生产。    井下排水要安设水泵，排水要消耗大量的电能。常年不停地大量排水要花费大量的电费，从而增加了煤炭生产的成本。    有些矿井水还有很强的腐蚀性，尤其对金属材料及机电设备的腐蚀更为明显，这对矿井生产是非常不利的。    如果井下发生了突水或者透水事故，问题就更严重了，有可能淹没采区或矿井，造成财产的重大损失。有时还会造成人员的伤亡，这就带来更大的不幸。    矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。因此，每一个井下工人都应该了解一些矿井水的知识，以及发生透水时的避灾路线。大家共同做好矿井水防治工作，杜绝水灾事故的发生。    做好防治水工作，应该摸清矿井水文地质情况，在此基础上，制订出与矿井水做斗争的措施。    矿井涌水常见的来源有以下几种：    地表水 大气降水的渗入或流入，往往是开采地形低洼且埋藏较浅的煤层的主要水源，在雨季表现得尤为明显；地面上的河流、湖泊、水库、池塘水，也会渗入和流入井下成为矿井水。地表水能否成为矿井水源，除了开采深度条件外，还与地层构造和采煤方法有关。    地下水 有些岩层具有空隙、裂隙或溶洞并含有地下水，我们把它叫作含水层。流沙层和砾石层中的水叫孔隙水，石灰含水层中的水叫溶洞水，砂岩中的水属于裂隙水。地下水是可以流动的，并不断接受地表水的补给，开采越深水压越高、裂隙溶洞越大含水也越丰富，它是井下最直接、最常见的水源。当井下巷道或回采工作面一旦揭露这些含水层时，水便会突出，危害性较大。    老空水 过去采过的小煤窑以及矿井里废弃的旧巷道，常常有很多积水。当采掘工作面与它们打透时，很短时间内会有大量积水涌入，来势凶猛，造成透水事故，破坏性很大。    断层水 岩层断裂叫断层。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。    井下发生的水灾，有时是一种水源造成的，有时是几种水源同时造成的，并且要有通道把水释放出来。因此，我们要把矿井水的来源与通道都搞清楚，做到心中有数，就可以防患于未然。第二课 认识清楚矿井水 几种水灾要知道    水量的多少是用体积来衡量的，一般以立方米为单位，水量少时用升为单位（1立方米=1000升）。    水的流量就是单位时间内流水的多少，一般以每小时流多少立方米计算，写作立方米/时，也有用立方米/分、升/秒计算流量的。清水的密度是一吨/立方米，也就是说，1立方米水的质量恰好是一吨。    不同地点的水位高度不一样，水位高度叫水头，不同水位高度之间的差值叫水头差，有了水头差水才能流动。水对物体是有压力的，单位面积上压力的大小叫压强。水压力的法定计量单位叫作“帕”，直观来讲，0.102毫米厚的清水压力等于一“帕”，显然，这个单位用起来显得太小，实际应用中我们把“帕”增大百万倍，叫做“兆帕”，一兆帕相当于102米水柱对物体产生的压力值。液体压强的大小只与水的密度和水头值有关。液体压力的大小与被压物体的方向无关。水对物体的总压力，既与水的压强大小有关，还与物体受水压力的总面积的大小有关，面积越大，受的压力也越大。总压力的大小等于水的压强乘以受压的面积。含水成对底板的总压力就是用这个方法计算的。例如，煤层间的承压含水层水压强是1兆帕，那么它 在隔水层1平方米面积上的压力就是1000千牛（102吨）。如果水压增至20兆帕，面积增加到10平方米，那么隔水层承受的压力总和为20兆牛（2040吨）。    承压含水层一旦在井下被钻孔或巷道揭露，它的涌水两与水压成正比。水压越大，涌水量越大。    煤层开采得越深，开采面积越大，受水威胁也越大。    开采江、河、湖、水库等地表水影响范围的煤层时，一旦雨季因洪水爆发水位高出拦洪堤坝或冲毁井口围堤，水便会直接由井口灌入井下。    井筒在冲积层或强含水层中开凿时，如果事先不进行处理，就会涌水，特别是沙砾层，水沙会一齐涌出，严重的会造成井壁坍塌、沉陷、井架偏斜。    在顶板破碎的煤层中掘进巷道，因放炮或支护不好发生冒顶；或回采工作面上部防水岩柱尺寸不够，当冒落高度和导水裂缝与河湖等地表水或强含水层沟通时，会造成透水。    巷道掘进时与断层另一盘强含水层打通，就会造成突水。断层带岩石破碎，各种破裂面及石灰岩裂隙溶洞较发育，突水威胁较大。    由于采掘地点离含水层太近，隔水岩柱的抗压强度小，抵抗不住静水压力和矿山压力的共同作用，巷道掘进后经过一段时间的变形，引起底板破碎承压水突然涌出。    石灰岩溶洞塌落柱内部，岩石破坏，胶结不良，往往构成岩溶水的垂直通道。当巷道与它掘通时，会引起几个含水层水同时大量涌入，造成淹井。    地质勘探时打的钻孔封孔质量不好，就成为各水体之间的垂直联系通道，当巷道或采面与这些钻孔相遇时，地表水或地下水就会经钻孔进入矿井，造成强烈涌水。    回采工作面或巷道遇到老空或旧巷道的积水区时，会在很短时间里涌出大量的水，也是煤矿常见且破坏性很大的一种水灾。有时也会造成人员伤亡。第三课 矿井水灾有原因 井下出水有征兆    发生矿井水灾的根源，在水文情况不同、设计不当、措施不力或管理不善；人的思想麻痹也是一个原因。具体来说有以下几个方面：    地面防洪、防水措施不周详，或有了措施不认真执行，暴雨山洪冲破了防洪工程，致使地面水灌入地下；    水文地质情况不清，井巷接近老空、充水断层、陷落柱、强含水层，未事先探放水，盲目施工，造成突水淹井或人参事故；井巷位置设计不合理，接近强含水层等水源，施工后在矿山压力和水压共同作用下，发生顶底板透水；乱采乱掘，破坏了防水煤、岩柱，或者施工质量低劣，平巷掘进腰线忽高忽低，造成顶板冒落，接通了强含水层透水；积水巷道位置测量错误或资料遗漏、不准，新掘巷道与它打通；或是巷道掘进的方向与探水钻孔的方向偏离，超出了钻孔控制范围，就可能与积水区掘通；井下未构筑防水闸门，或虽有防水闸门但未顺利及时关闭，在矿井发生突水的情况下，不能起堵截水的作用；井下水泵房的水仓不按时清理，致使容量减少，或者水泵的排水能力不足，在矿井发生突水时，涌水量大于排水能力，而且持续的时间很长，采取临时措施也无法补救时，矿井就可能被淹没。    只要我们搞清水灾发生的原因，有针对性地采取措施，加强管理，矿井水灾是完全可以避免的。    煤层或岩层出水之前，一般都有一些征兆，如工作面变得潮湿，顶板滴水或淋水，岩石膨胀、底板鼓起，工作面压力增大，片帮冒顶，巷道断面缩小，支架变形等等。此外，比较明显的征兆还有：煤层里有“吱吱”的水叫声，甚至有向外滋水的现象，这是因为附近有压力大的含水层湖或积水区，水从煤层的裂缝向外挤出造成的。    煤层挂汗，就是煤层上结成小水珠，说明前面有地下水。    工作面发潮，甚至有淡淡的雾气，由于水分蒸发吸热而使空气变冷，一进去就有阴凉的感觉，前面不远可能有地下水。    如果闻到工作面有臭几7蛋气味，用舌头尝渗出来的水感到发涩，把水珠放在手指间摩擦有发滑的感觉，就可以肯定前面有老空水；另外，老空水发红，很像铁锈水，如果发现煤壁上挂红，也是出水信号。以上说的这些征兆，并不是每个工作面透水之前都一定要全部出现，有时可能发现一两个，个别情况下征兆不明显，这就要求我们仔细观察，认真辨别。如果事先发现了这些征兆，就应该把它们的位置在采掘工程图上标示出来，并与地质测量部门取得联系，请他们进一步探察清楚。    如果在掘进或采煤过程中突然出现了出水征兆，有透水危险，要采取果断措施，撤离人员，躲避到安全地点，并及时向矿调度汇报。第四课 井下突水有特征 地面治水莫忽视    煤矿井下有时会发生各种不同的突水现象，突水有大有小，情况各有不同。一旦遇有不正常出水现象，我们就应当注意它的特点，以便分析判断水源，尽早采取措施：    老空水涌出 一般都从上而下，水有色有味。有浅红、浅黄、浅灰等颜色。由于老空水在地下封闭积存时间较长，流出时有臭味。用嘴品尝，不清淡，不清爽，有涩味。突出时瞬时水量很大，其后水量迅速减小。    地表水渗入井下 其颜色随地表水的颜色而定，雨季洪水渗入井下一般混黄，有时带有泥沙或地面的杂物，洪水来临时水量变大，雨水过后水变清，水两渐小。    含水层突水 由于自然条件千差万别，其出水情况多种多样。弱含水层突水一般从岩层裂缝中涌出，水量小，水质透明清澈，无味，水量达到一定数值后开始稳定，如果不进行封堵，词水会变成长年流水，从而增加矿井涌水量。    强含水层突水多发生在深部，工作面靠近断层、岩层破碎带、陷落柱周围。强含水层突水一般也有水量由大变小的过程，有的先产生底鼓，从岩石裂隙中渗水，随底鼓和岩石裂缝加大水量变大，水有压力，翻水，由于周围岩石的摩擦开始水呈灰色，时而变清，时而变灰白色低板稳定后变清，水无色无味，清凉可口。随突水口通道加大，水量急剧上升，随高压水的大量喷出会再次造成岩层破裂，并伴有岩层的水交杂产生的巨响。这时在现场人员要尽快撤离。    为了防止或减少大气降雨汇集的水和地表水涌入工业场地，或通过渗透屋进入地下，首先要对地面水进行防治。这是一项经常性的工作，特别是在每年雨季前，对于防洪防汛工作更要引起高度的重视。    地面防治水首先要掌握地表水的变化规律，有针对性地在地面修筑一些防排水工程，包括填塞通道、排除积水、河流改道、修建水库及排洪道等，可以概括为“疏、防、排、蓄”几个方面：    疏 如果矿井四周是山，降水和地表水流不出去，可以开凿邂洪隧洞，把矿区内的汇集水流疏通到矿区以外。    防 在矿井设计时，井口和工业广场地应该选择在不受洪水威胁的地点，井口和工业场地内建筑物的高度，必须高于历年最高洪水位；矸石、土方、炉灰等堆积物必须避开山洪、河流的冲刷方向，以免冲刷到工业场地建筑物附近或淤塞沟渠和河道。矿区受山洪威胁时，在山坡上应修建防洪沟堵截山洪。矿区地表的塌陷区要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠和河流，应该整谱河底或改道。报废的地面钻孔要及时封好，防止地表水流入井下。    排 对于洪水季节河水有倒流现象的矿区，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水倒灌时用水泵向外排水。    蓄 在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少对矿井的威胁。第五课 隔离煤柱可防水 防水闸门要设置    井下留隔离煤柱，可以防止地下水涌如矿井，同时还可以预防火与瓦斯事故的蔓延。防止煤柱大致可以分为以下几种：    井田边界隔离煤柱 相邻两个矿井或井田之间不允许沟通，应该留隔离煤柱。这样，一旦有一个矿井发生突水淹井事故，邻近矿井不致受到影响。井田之间的煤柱大都是人为设置的，有些是以断层为界的隔离煤柱。当矿井人为划分边界时，煤柱中心线就是矿井的边界；以断层为两井田边界时，断层两侧各留一定的煤柱作为各自的开采边界。    与被淹井巷的隔离煤柱 井下有时有局部积水或被淹井巷，当积水很多不易排干时，也要留设煤柱，使生产区与被淹区隔开。    冲积层煤柱 井下采掘工作面有时离冲积层或地表水很近，而冲积层又往往有水及流沙。在这种情况下，采掘工作面必须与冲积层保持一定的距离，因此要留设一定的煤柱。    断层防水煤柱 断层的落差有大有小。当落差达到一定数值时，一盘的煤层就可能与另一盘含水层接触，同时断层本身也可能含水，所以断层两侧有时也要留一定尺寸的煤柱。    其他防水煤柱 在采掘过程中，如接近水量较大的钻孔，含水的陷落柱等也要留煤柱。    防水煤柱是起防水作用的，无论何时，未经批准不许胡采乱掘，如果煤反向开帮，在煤柱内挖水窝、躲避洞等，都是十分危险的。    有突水淹井危险的矿井，或有突水危险的地区，都要设置水闸门。闸门平时是打开的，一旦井下发生水灾即关闭。在井底车场两端设置防水闸门，以便恢复矿井生产，保护井筒、井底车场和排水设施；在有突水危险的地区设置防水闸门，是为了在采区或巷道突水时，阻挡水流，进行分区隔离，防止灾情扩大，保证其他地区正常生产。    煤矿安全规程第273条规定：防水闸门前后一段巷道必须砌券。防水闸门来水一方一册1525米处应设有挡物的箅子门。附近的铁轨和架空线要做成活结的，可以随时拆卸。通过防水闸门的风管、水管、电缆孔不准漏水。放水放应设置在水沟一侧的下方，放水管的外端应安设放水阀门。    防水闸门的铁门四周要镶有软垫，当铁门关闭时门与门框可以完全接触，不产生缝隙。软垫一般用橡胶、紫铜、或特制软合金做成。平时，井下工作人员一定要爱护它。    为顺利关闭闸门，在水闸门的外侧可安设小绞车、钢丝绳和滑轮，这些东西都是关门时使用的，不要损坏它们。    在正常生产期间，要定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得 有石块、木料、矿车的堵塞物，要保证铁门随时关闭。    矿井突水后，关闭水闸门是一件关键性措施，不经领导决定，任何人不得随意关闭铁门。在关门之前，水闸门内的所有人员必须全部撤出，人数必须清点无误，电源应全部切断。经过处理或突水量变小需要打开水闸门的时候，必须有专门措施，有领导有指挥地进行。第六课 防水闸门会开关 井下排水要搞懂     有了施工良好的防水闸门，人们可以放心地开采受水害威胁的煤层了。然而，一旦开采地区出了大水，需要我们关闭水闸门时，我们很顺利地把水闸门关上吗？实践中没那么简单。    平时水闸门都是大大敞开的，而且门扇的一边还紧靠门轴一侧的巷道帮。定期检查水闸门时，人们站在门扇近处推推拉拉很是自如。而一旦大水涌出，水闸门处水深流急，关门必须用绳索拉拽才能完成，而且必须事先在门轴的另外一侧门框固定一个铁钩，绳索通过铁钩，在水闸门外用力拉拽，这样水闸门才能启动，实现与门框的关闭。事先未固定铁钩，出水后关门之前应在适当位置迅速打一锚杆栓牢铁钩也能关门。在没有铁钩的情况下，临时制作一个简易人字架或三角架顶住绳索使绳索弯曲，这样也可将闸门关闭。在关闭水闸门的一瞬间，必须保证门框处不能有任何杂物，杂物一旦塞住门缝，再想重新关门将十分困难。    水害消除后，需打开水闸门进入淹没区重新恢复生产。开门之前一定要把水闸门内的积水放空，放水是由打开闸门两侧大口径放水管阀来完成的。然而水闸门内存有高压积水，水阀一经打开，高压水高速喷出，喷射极远并伴有水的吼叫声，开阀人无法从窄小的巷道撤出。为解决放水孔喷射问题，应在开阀之前先在放水阀外延长大口径放水管路，将放水管口延长至巷道有岔口处。这样，当水闸门内的水位降下来之后，再用顶镐将门扇顶开，水闸门才能顺利打开。    矿井涌水使井下环境恶化，为了保证 的顺利进行，就需要把矿井水排到地面。排水的主要设备有水泵、水管和配电设备，井下还需要修筑水仓、泵房。在发生水灾时，这些设施还起应急的作用。    水泵 必须有工作备用和检修的水泵。要求水泵从两个方向保证安全：第一，工作水泵应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，即工作水泵的能力相当于正常涌水两的13.2倍；第二，工作和备用水泵应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。水文地质条件复杂的矿井，可根据情况另外增设水泵。    水管 水管必须与水泵的排水能力相适应，有工作和备用的管。即使在涌水量很小的矿井，也必须敷设两趟水管。    配电设备 应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。有的矿井涌水连共小，不重视配电设备和水泵的配套，这样，一旦矿井涌水量增大，备用水泵无法开动，造成水害。    水仓 主要水仓必须有两个，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。书仓的进口处要设置箅子阻挡杂物；水仓中的淤泥每年至少清理两次，其中在雨季前必须清理一次，以保证水仓的有效容量。    上面说的水泵、水管、配电设备等主要排水设备，都要经常检查和维护，特别在每年雨季前，必须全面检修一次，以保证其安全运行。第七课 井下探水很重要 探水之前要设计    在有水害威胁的矿井，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，是防止井下水害事故的有效措施。在有水害威胁的地区进行采掘工作，都要坚持超前钻探，千万不可粗心大意。   煤矿安全规程第286条规定：井下生产过程中，采掘工作面遇到下面任何一种情况时，必须确定探水线进行探水：    1、接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时；    2、接近溶洞、导水断层、含水层或导水陷落柱时；    3、打开隔离煤柱放水时；    4、接近有出水可能的钻孔时；    5、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时；    6、接近有水灌浆区时；    7、接近其他可能出水地区时。    探放水工作因该有探水设计，探水设计应体现以下几方面原则：首先要科学探放，对水情的分析要科学，探放水的方法也要科学；二是要安全可靠，探放水在“有疑必探，先探后掘”的原则下，确保征服水害，做到万无一失；三是要经济合理，争取用尽量少的工程量，最简捷的巷道工程完成探水、开拓、掘进等生产准备任务；四是要争取高效，在多方协调下，合理安排，争取尽快完成探水任务不影响工期。    探水设计大致应包括如下三方面内容：    1、探水地区的水文地质情况分析。由探放水技术人员调查区域资料，提出水害性质、受水威胁的范围和程度、划定水害威胁边界、估算涌水量和总涌水量，划定探水线、设计出要留设的防水煤柱尺寸。此外，还要分析放水后对地面的影响，地表是否会产生下沉，是否产生塌陷坑以及建筑物破坏的情况。    2、根据水害性质由开采技术人员设计开拓方案及防水方案。其中有：探水区的开拓方案；巷道布置及施工顺序；巷道断面支护形式；流水水沟大小；流水路线；临时排水设施；水闸门及水阀墙的位置；放水的允许放水量；人员避灾路线及预防有害气体的措施等。    3、在上述巷道布置的基础上，设计探水孔的钻探施工方案。探水施工内容包括：每次探水的位置；确定探水超前距；确定每次探水的孔数、孔的方向及角度；孔径管的设计和安装马蹄工放水所需要的时间。    探放水设计经研究批准后，要严格按设计施工。第八课 探水作业要安全 水区要安孔口管     井下探水是用钻机进行的。探水作业的好坏，不仅直接关系到探水人员的安全，而切影响到探放水周围地区甚至整个矿井的安全。所以，应该按照煤矿安全规程的要求，施工中特别注意以下事项：探水工作要加强支护，防止高压水冲垮煤壁及支架；事先检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在出水时是使水仓有相当大溶剂的缓冲余地；在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水情及时向矿井调度室汇报；探水工作面要经常检查瓦斯，发现瓦斯超过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体；在水压较大的地点探水时，应预先开掘安全躲避硐，规定好联络信号及人员的避灾路线；大钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，不要移动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。还应派人监视水情和报告狂井调度室，不得擅自放水。如果情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理；探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人；钻眼内水压过大时，应该采用反压、防压和安设防喷装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。    对水量和水压都较大的积水区或含水层打钻，都要做孔口管，以便安水门控制水量。    孔口管是固定在孔口的一段钢管，它必须固定在坚硬完整的岩层内。孔口管的安装固定是一件比较细致的工作，它的过程是这样的：钻机固定之后，先打一大孔，孔深与孔口管长度一致，先将孔内冲洗干净，注入水泥浆液，2将孔口管放入孔内，放好以后将管固定，待水泥浆凝固，即可在孔口管内探水钻进。    水平孔和上斜空的孔口管安装顺序是：钻机先按设计方向钻一打孔，孔深比管长3米左右，将管插入孔内，固定不动，在孔外用水玻璃和水泥将管口固定死，并需要在孔口管上方另留一个小管。然后用挤浆泵从孔口管的四周压入水泥浆。当稠水泥浆从小管跑出时，即将小管关闭，这时挤浆泵继续开动，达到一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固后，孔口管即安装完毕。    孔口管作成后即可扫孔。扫孔超过孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检查孔口管的强度。如发现漏水，或达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。    水压力不大的地方，也可以安装简易孔口管。即先打一个3米左右深的钻孔，在钻孔底部放一到圆形胶圈，将胶圈压紧，可起防水作用，然后在孔口管出打上长铁楔，把管子固定。如果还怕不牢固，可以在孔口管口加设一道挡板。用点柱紧紧地支牢，防止套管冲出。第九课 钻孔毁坏可补救 上山放水要小心     煤矿井下一般都有水文地质钻孔，这里包括水量大的高压供水孔、放水孔以及在竟下揭露未封孔的老旧勘探孔。这些钻空穿透了煤田中的强含水曾，有时会发生毁坏，造成大量出水。    大水量水文地质钻空毁坏的原因很多，有的是因为采掘活动使底板岩层产生移动，产生裂隙，孔口管失起作用；有的是因为孔口管各节之间接缝连接不牢；有的是因为钻孔管长度不够。当然，钻孔内水压高、水量大也是重要原因。钻孔一经破坏，地下水便从钻孔周围大量涌出。    处理这些毁坏钻孔使其停止涌水，关键是恢复孔口管的原有功能。底板破裂大量涌水的钻孔，可以采用高压泵向孔内压入充填物的办法处理，这些充填物可以是锯末、棉丝、麻丝、布条等。如果钻孔无保留价值，也可以直接向孔内投入铁砂、铅条等物，减小水流喷射速度，然后注入带有速凝剂的水泥浆，将孔封死。    对于孔口管断裂、底板鼓起并严重破碎的大水量高压喷水钻孔，最有效的办法是采用挖井法处理。    就是用提台抽水量大的水泵，对准钻孔抽水，使钻孔周围水位下降，再沿钻孔向下挖井，一直挖到孔口管断处，使已经断裂的孔口管重新对接。准确对接之后，将破损的孔口钢管再行焊接。焊好后，将挖下的小井再用混凝土牢牢回填。这样，钻孔又可以完好使用。    对无孔口管的喷水钻孔，也可以利用抽水挖井的办法处理。抽水后，向下挖井并埋入新的孔口管，等待回填的混凝土凝固之后，用注浆泵将孔封掉，或完好保留做供水之用。    采掘煤层有老空威胁的地区上山掘进必须探水，因为水害威胁较大，施工必须十分小心。    按探水设计，上山煤巷掘进的探水空应布置成扇形，扇形群孔每组之间的夹角不能太大，也不能太小，一般以10度到15度为宜。中间的沿巷道前进方向一组，两侧各两组，煤层厚度大于两米时一般孔数不少于3个，煤厚增大时孔数还要增加。沿顶板掘进的煤巷，探水孔除有平行顶板的钻孔外，其余钻孔应依次向下斜，并最少有一个孔见到煤层底板。沿煤层底板掘进的巷到，钻孔应依次向上斜，并保证要有一个钻空见到煤层底板。    探水钻探过程中应时刻注意钻孔内情况，发现煤岩变软，钻杆推进突然感到轻松，或顺钻杆出水啊大时，要特别注意，立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果拔出钻杆，钻眼会被流水冲大，水量无法控制，造成透水事故。    当探水孔小于孔深5米时孔内大量出水，说明距离积水已经很近；如果孔内水压很大，水流喷射很远，必须马上将钻机钻杆固定，在巷道正前打牢点柱，保护煤壁和顶板，不使煤壁被水冲垮。人员应尽快撤离现场，另选安全地点对此处积水进行放探。    探水过程中如果发现钻孔透老空无水，应立即检查是否有有害气体喷出，如果瓦斯或其他有害气体浓度超过煤矿安全规程规定，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。第十课 上山掘进要谨慎 平巷下山也当心    探水地区上山是掘进防水的重点，应十分谨慎。    探水地区上山掘进一般布置成双巷，即甲乙两条上山分别交替探水前进。两上山之间距离不能过大，两者之间每隔一定距离用联络巷接通。上山正放炮时，人员必须躲入联络巷内。上下两联络眼之间的距离不应大于放炮母线的长度。如果两联络眼之间的距离较大，应在适当位置掘躲避硐，躲避硐方向应向上山方向适当倾斜，长度必须适当。    上山巷道的支护应严格按作业规程要求施工，不论煤巷还是岩巷，支架柱底必须深入柱窝，支架的扎角必须合适。巷道内的浮煤浮渣 及时清理装运，后路不能有障碍，电缆和风筒必须挂起，工具设备材料摆放整齐。    上山探水巷道掘进，正在掘进过程中应随时丈量巷道的实际进度，与探水地点的标记及通知单中的允许长度进行核对，防止实际掘进距离超过允许掘进的距离，以保证安全。    钻机探水后的上山掘进还应用长扦子适当补探。钻机探水钻孔群是呈善形分布的，控制的面积较大。钻孔打得很远。但是，随着掘进巷道的前进，探水孔之间的距离就会越大，巷道有可能进入两钻孔之间的空白区，这是探水的盲区，积水老巷有可能被漏掉。在这种情况下，掘进巷道应用长扦子对正前或斜前方打眼补探，这样可以防止意外事故发生。    上山掘进巷道如果在打炮眼时沿扦子向外流水，应及时停止作业。水压大时，扦子不要拔出，西药另做其他探放措施。    在倾斜煤层中掘进平巷一4，一般都采用双巷掘进、单巷超前探水的方法。也就是用上方靠近老空的巷到超前探水，超前下巷一段距离。探水钻孔一般向正前方和上帮方向打孔。巷道坡度多采用正坡施工，为使水流畅通，不要随意改变坡度。探水区平巷，一定要按设计腰线施工，如果腰线掌握不好，容易产生积水，严重时还能堵死巷道。如果煤层倾角很小，所有平巷都应探水，探水控数量也应增多。在平巷掘进过程中遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘钻探水，不可冒险掘过断层。    下山巷道掘进，除注意工作面和两帮来水外，要特别防止背后出水。同一采区同时有很多掘进巷道在施工，在高处施工的掘进工作面或探水孔，必须保证下山工作人员安全时，下山工作面应停止工作，不得有人员停留。下山巷到如果在老空区内掘进，也要适当向两帮打探水孔，巷道两帮的支护要加强，防止片帮出水。为了确保下山掘进的安全，应当先掘高处靠近老空的巷道，减少或消除水害的威胁，避免人身事故。    回采工作面一般不容易出水。因此常常被人们忽视。但在长壁沿走向开采的情况下，一旦发生工作面出水，上安全出口同时也被堵住，这时工作面的人员无路可退，所以，必须保证工作面特别是上顺槽的规格质量，上安全出口要畅通无阻。第十一课 避开突水危险带 带压开采是方法     强含水层、含水断层带、含水的陷落柱，这些都是井下发生突水危险的自然条件，我们需要采取措施，处理和避开它们。    1、探断层 在井下各生产地区探清周围存在的断层位置、断层落差的大小，对于防止出水是很重要的，探清断层带是否有水，断层另外一侧强含水层的位置也是十分重要的。经钻探之后，如果证实断层带本身不含水，距离含水层又比较远，那么采掘工作面是比较安全的。    2、穿越断层 如果巷道需要穿过断层到另一盘进行采掘，着就需要探清另一盘的含水层位置，水量大小，必要时要对另一盘的含水曾进行放水降压。为防止采掘后断层带挠动引发出水，对穿越断层带一段巷道的底板进行砌券加固，防止含水层水沿断面涌出。    3、远离断层 如果断层另一侧强含水位置很高，巷道水平穿越有困难，这就应该提早抬高巷道标高，从远离含水曾的高处穿越断层。如果巷道掘进方向与断层走向平行，而另一册有强含水曾，此时应确定安全距离，并每隔一定距离垂直巷道探测断层位置，随之调整巷道位置，避免巷道掘入或接近另一盘的强含水层。    4、避开陷落柱 对防水而言，陷落柱是个危险体 ，遇到含水陷落柱十分危险。目前，我们的办法只有远离它。对于深部的采掘工作面我们采用物探仪器无线电透视仪大面积进行煤层透视，发现陷落柱存在，则应避开另选安全地方生产。    此外，还应该十分注意或避开大面积底板岩层破坏地段，诸多小断层交叉或交汇地段等可能出水的地方。    带压开采是防治水的一种方法。实质上就是利用隔水层的隔水性能，带着水压进行开采的一种方法。它的优点是不修建防治水工程，就可以预测出许多带压开采的安全区，并顺利地把煤炭开采出俩。我国的许多煤矿，煤层底板下有丰富的高压地下水，因此，带压开采具有实用价值。    比如，某一个煤层，它的下部有一个强承压含水层，煤层未开采之前，含水层中水的压力压向上方；当含水层上部的煤层采空之后，岩层的原始应力平衡状态遭到破坏，如果含水层的顶板隔水层抵挡不住下部的强大压力，隔水层就要变形，产生底鼓，随之出现裂缝，造成工作面底板出水。如果通过预测得知，煤层底板隔水层能抵挡住下部含水层的强大压力，水不能从煤层底板突出，然后把煤炭安全地采出来，带压开采便算成功了。    带压开采能否成功，决定于三个因素：    1、承压含水层压力的大小及水量的多少；    2、隔水层厚度及岩层强度，被开采煤层与含水层间的距离越大，出水可能性越小；    3、开采地区地质构造及采煤活动对隔水层的破坏情况，隔水层如果是完整的，断层、裂隙不发育，那么高压水突出的可能性就小。    在带压采煤工作时，放顶工作要快，控顶距越小越好，以便减小地压；工作面内不准丢煤柱，也不要残留木垛、点柱等支撑物；注意底板变化，如有异常应停止采煤和放顶；保持排水设备完好；现场所有人员必须熟悉避灾路线。第十二课 疏干降压防突水 注浆堵水也有效    随着矿井向深部开采，承压含水层的水头压力越来越大。当在高水压条件下带压开采不能实现时，为了预防承压水突然涌出，就要对含水层采取疏干或降压措施。    疏干，就是把含水层中的水位降到生产工作面标高以下，这样，工作面生产就不再受承压水的威胁了。    可是，疏干采煤只有在含水层水量较小的情况下才能实现；有些含水层水量很大，对这样的含水层强行疏干，会加大排水量，甚至根本无法疏干。对水量大的含水层可以采用少量放水，适当降低水位的办法，使水位保持在工作面以上一定的高度，即使工作面能正常回采，又不致使水突破煤层底版。这样的采煤方法就叫作降压采煤法。    降压采煤是一项困难而复杂的工作，它要研究隔水层厚度、强度、节理裂隙情况，矿山压力对隔水层的破坏情况，还要研究含水层降压的可能性。只有这些条件都能满足采煤要求时，降压采煤才能实现。    打钻放水是降压采煤常用的方法，可以在一个地点集中打钻放水，也可以分散在多水平、多巷道大范围打钻放水。除放水孔以外，还要有一定数量的观测孔，以便了解和控制水压。    降压采煤有时也可能发生突水，所以除了保证有足够的排水能力外，采用将压方法采煤的工作面，采煤时也要注意及时放顶，减少控顶距，防止底版出水。放水孔打开之后就不要随意关闭。工作面上下出口一定要保持通畅。当工作面发现出水征兆时，应停止推进，及时汇报，采取措施加以处理。    注浆堵水是防止矿井涌水而行之有效的措施。我国用注浆法与地下水作斗争已经有四十多年的历史，方法简便，效果较好，得到了广泛的应用。    注浆堵水，就是把配制好的浆液（水泥浆液、水泥水玻璃浆液或化学浆液），用注浆泵压入地层空隙中，使浆液扩散、凝固、硬化，起到堵、截补给水源的作用。目前，注浆应用在以下几方面：井筒注浆 井筒常要通过一个或几个含水层，含水层的水就会进入井筒，给建井带来困难和危害。为此，在井筒开凿之前先从地面打钻孔，对含水层进行预先注浆；或者在井同掘进工作面距含水层一定距离的地方停止掘进，从工作面预先进行注浆。这样，就在井筒四周造成一道隔水屏障，使井筒能安全、顺利地通过含水层。土国井筒已凿砌完毕而井壁漏水，也可以对井壁进行注浆堵水。    巷道堵漏 为减少矿井涌水量，对煤矿井下大量存在的小出水点也要进行封堵。这些出水点水压、水量不大，可以用打入简单注浆管的办法解决。做法是：用短而细的水管一根，其外侧螺旋状焊上铅条，裹以粗麻后用力打入钻好的小孔内，用高压注浆泵向孔内注如水泥浆，直到出水点停止出水为止。这种办法对一些大的硐室、大交叉点、砌券巷道等处的淋水、漏水都很有效。    帷幕截流 有的煤矿为了减少矿井涌水量，采用帷幕截流注浆法建造一个隔水墙，切断水源的补给通路，把水拦截在井田之外。第十三课 封堵突水有诀窍 水体下面也采煤     目前，矿井大小突水时有发生，对于已经突水的突水点我们经常采用封堵的方法来处理。如何人封堵？这里面大有诀窍。    封堵任何透水、漏水和流水通道，首先必须懂得堵水材料的性能，特别是要懂得这些材料的排列顺序和方向。例如，我们用同样数量比例的石子、沙子和黏土，把它们按不同顺序摆放在漏水的容器内，然后在它们的上面倒入同样数量的清水，我们发现，黏土在上面，石子在下面的容器不漏水，而石子在上面黏土在下面的容器，黏土被冲走沙子也被冲走，只剩下石子，水大量流失。这种现象在我们生活中经常见到。    在煤矿大水量的突水点的封堵过程中，也都利用这种原理进行封堵突水点或水流通路。在煤矿突水点的封堵过程中，首先必须用大量的大块石、大比重的固体材料投放到突水点的外围，俗称固料投放，也叫骨料投放，它起到降低水的流速、支撑隔水材料的作用。有了足够的骨料，再在骨料的来水一侧投入小一级的阻水材料粗沙或细沙，最后在突水点附近投以大量的水泥等阻水物质，这样就可以将大水量的突水点封堵成功。    我国北方一次特大矿井突水，在封堵突水点和过水巷道时，采用三段式的堵水顺序。例如对大断面高流速的过水巷道，在水流的下游段实行顶板爆破，投入栏栅、下尼龙布、水泥包、大块料石等挡水材料。接着在中段投入阻水材料砂石和水泥浆。在这两段阻水体成功实现阻水的基础上，在来水的方向紧靠前两段再注入大量的水泥浆，并施以高压，使水泥渗入裂隙和孔隙。从而可以封堵住全部漏水。煤层处在地表水和地下含水层的下面，开采这些煤炭有很多困难。为了充分利用地下资源，增加煤炭产量，就必须解决水体下及含水层下安全开采的问题。    煤层采空后，上面的岩层就要冒落。如果冒落形成的裂隙影响到顶板以上的含水层甚至地表，就成为含水层水或地表水进入井下通道。根据多年大量观测和研究，顶板岩层的破坏可分为“三带”：    冒落带 采煤后顶板开始冒落，直到上部岩层能够被支撑在冒落后堆积其俩的岩块之上为止。如果冒落带高度达到采空区上方的含水曾或地表水时，就要发生突水事故了。    导水裂隙带 冒落带上方的岩层产生大量的裂隙，而切下部裂缝大，越往上裂缝越小，这一带内，水仍然可以在裂缝中流动。这一带的高度影响到含水层和地表水时，矿井涌水量就会急剧增加。    弯曲下沉带 从导水裂缝带往上，岩层发生平缓弯曲，只有一些小的裂隙，但这些裂隙不与井下相通。如果在弯曲下沉带内或弯曲下沉带以上的地面有水体，采煤时就不会流入井下工作面了。    从事水体下采煤，关键是搞清和控制导水裂缝带的高度，使它不要与水体相通。采煤时应严格控制采高，工作面的支架严格按规定的高度支撑。现场工作人员应随时注意顶板变化，如有淋水变大、水变浑、有流沙等现象时应及时汇报，出现危险征兆时要及时撤人。用充填法采煤的工作面，一定要保证充填质量。第十四课 预测预报房水害 一旦突水要避灾     矿井水害可以预测预报吗？回答是：水害完全可以预测预报的。    正规的生产矿井，每个矿井都有正规的地质报告，地质报告中重要的一部分内容就是水文地质资料，其中对矿井内外地表水和地下水的情况都有详尽的了解和论述。矿井生产中嵋个采区、每个采掘工作面、每个井下工程开工前都有由防治人员提供的地质说明书。在采掘人员进行采掘设计和施工安排时，