矿井水灾防治4ebix.docx

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1、第四章矿矿井水灾灾防治煤矿在建建设和生生产过程程中，常常常受到到水的危危害，轻轻则影响响生产，给给管理带带来困难难，重则则淹井伤伤人，往往往会造造成严重重经济损损失甚至至人身伤伤亡事故故。我国国是世界界主要产产煤国受受水害危危害最严严重的国国家之一一，开滦滦范各庄庄矿19984 年特大大突水事事故最大大涌水量量高达220533 m33/miin ，为为有记载载的世界界采矿史史上突水水水量之之最，造造成经济济损失近近5 亿亿元，损损失煤炭炭产量近近8.55 Mtt 。据据统计，目目前受水水害威胁胁的矿井井约占国国有重点点煤矿矿矿井总数数的488以上上。本章在介介绍矿井井水文地地质有关关基本理理论

2、的基基础上，重重点介绍绍矿井水水灾防治治技术及及矿井水水灾的处处理。第一节 基本本概念及及理论概概述一、矿井井水灾及其其对生产产的影响响在矿井建建设与生生产过程程中，矿矿区内的的大气降降水、地地表水、地地下水通通过各种种通道涌涌入井下下的水称称为矿井井涌水。我我们把矿矿井涌水水量超过过矿井正正常的排排水能力力，影响响矿井安安全生产产、增加加吨煤成成本和使使矿井局局部或全全部被淹淹没的矿矿井涌水水事故，统统称为矿矿井水灾灾。通常，煤煤矿水灾灾由于来来势猛、水水量大，在在正常生生产中突突然发生生，一旦旦防范不不力或排排水能力力不足时时，往往往会造成成较大的的损失和和危害。因因此，矿矿井水灾灾主要是

3、是指矿井井突水（透透水），即即煤矿在在正常生生产中突突然发生生的涌水水现象。矿井水对对生产的的影响主主要表现现在以下下几方面面：(1）由由于矿井井水在采采掘工作作面可出出现淋水水，使空空气湿度度明显增增加，顶顶板破碎碎，对劳劳动条件件及生产产效率影影响很大大。 (2）由由于矿井井水的存存在，在在生产中中必须进进行排水水，水量量越大，排排水费用用越高，势势必增加加煤炭生生产成本本。(3）矿矿井水对对各种金金属没备备、钢轨轨和金属属支架等等，均有有腐蚀作作用，这这就缩短短了生产产设备的的使用寿寿命。 (4）当当井下突突然涌水水或其水水量超过过矿井排排水能力力时，则则会给生生产带来来严重影影响，轻轻

4、者可造造成矿井井局部停停产，重重者则可可造成全全矿被淹淹。此外，一一些矿井井由于受受水威胁胁，煤层层开采时时，不得得不留设设相当规规模的安安全煤柱柱；甚至至有的井井田煤层层情况虽虽然理想想，适合合开采，但但是由于于水文地地质条件件复杂，一一时也难难以建井井和生产产，直接接影响煤煤炭资源源的开采采和利用用。二、矿井井充水程程度指标标生产矿井井常用含含水系数数（KB ）或或矿井涌涌水量(Q)两两个指标标来表示示矿井充充水程度度。1. 含含水系数数含水系数数又称富富水系数数，它是是指生产产矿井在在某时期期排出水水量Q（mm3）与同同一时期期内煤炭炭产量PP(t)的比值值。即矿矿井每采采1t煤煤的同时

5、时，需从从矿井内内排出的的水量。含含水系数数KB的计算算公式为为：KB = Q/P （4-1-1）根据含水水系数的的大小，将将矿井充充水程度度划分为为以下44 个等等级：充水性性弱的矿矿井：KKB 100 m33t 。2. 矿矿井涌水水量矿井涌水水量是指指单位时时间内流流入矿井井的水量量，用符符号Q 表示示，单位位为m33d 、m33h、mm3miin。根据涌水水量大小小，矿井井可分为为以下44个等级级：涌水量量小的矿矿井：QQ 155 m33miin。3. 矿矿井突水水点突水量量等级划划分矿井突水水的突水水量大小小差异很很大，对对矿井的的危害程程度也不不相同。根根据我国国矿井突突水情况况，1

6、9984 年5 月,煤煤炭工业业部对矿矿井突水水点突水水量做了了等级划划分。其其等级标标准是：小突水水点涌水水量：QQ1m3miin； 中等突突水点涌涌水量：1 mm3miin Q 10 m3miin ；大突水水点涌水水量：110 mm3miin 300m3miin。 三、矿井井水灾发发生必须须具备的的基本条条件2p566-588矿井水灾灾发生必必须具备备的两个个基本条条件:一一是必须须有充水水水源，二二是必须须有充水水通道。两两者缺一一不可，所所以说要要避免矿矿井水灾灾的发生生，只需需切断上上述两个个条件或或其中一一个条件件即可。图4-1-1 煤矿常见的水源1.水源源造成矿井井水害的的水源主

7、主要有大大气降水水、地表表水、地地下水（含水层水、岩溶陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等）。如图4-1-1 所示。（1）大大气降水水。从天空空降到地地面的雨雨和雪、冰冰、雹等等溶化的的水，称称为大气气降水。大大气降水水，一部部分再蒸蒸发上升升到天空空；一部部分留在在地面，即即为地表表水；另另一部分分流入地地下，即即形成地地下水。大大气降水水、地表表水、地地下水，实实为互相相补充，互互为来源源，形成成自然界界中水的的循环（图图4-1-2 ）。图4-1-2 自然界中水的循环图4-1-3 潜水1潜水面；2潜水层；3第一隔水层；0-0基准面（测量高程水准面）（2）地地表水。地球表表面江、湖湖、河

8、、海海、水池池、水库库等处的的水均为为地表水水，它的的主要来来源是大大气降水水，也有有的来自自地下水水。煤矿矿在开采采浅部煤煤层时，地地表水经经过有关关通道会会进入煤煤矿井下下，形成成水患，给给生产和和建设带带来灾害害。（3）潜潜水。埋藏在在地表以以下第一一个隔水水层以上上的地下下水（图图4-1-33 ）称称为潜水水。潜水水一般分分布在地地下浅部部第四纪纪松散沉沉积层的的孔隙和和出露地地表的岩岩石裂隙隙中,主主要由大大气降水水和地表表水补给给。潜水水不承受受压力，只只能在重重力作用用下由高高处往低低处流动动。但潜潜水进入入井下，也也可能形形成水患患。图4-1-4 承压水1含水层；2隔水层；3地

9、下水流向；4自流井；5喷泉；6断层；a补给区；b承压区（分布区）；c排泄区；0-0基准面（测量水准面）；H静止水位；P承压水头（4）承承压水。处于两两个隔水水层中间间的地下下水，称称为承压压水（或或称自流流水），如如图4-1-4 所所示。承承压水具具有压力力，能自自喷。自自流井和和喷泉都都是承压压水形成成的。煤煤矿地层层中，石石灰岩裂裂隙及溶溶洞中的的水为承承压水，它它具有很很大的压压力和水水量，对对煤矿生生产威胁胁极大。（5）老老空积水水。已经采采掘过的的采空区区和废弃弃的旧巷巷道或溶溶洞，由由于长期期停止排排水而积积存的地地下水，称称为老空空积水。它它很像一一个“地下的的水库”，一旦旦巷道

10、或或回采工工作面接接近或沟沟通了积积水老空空区，则则会发生生水灾。老老空积水水往往带带有酸臭臭味。因因此，在在井下遇遇到酸臭臭味涌水水时，要要警惕老老空积水水的危害害。（6）断断层水。处于断断层带中中的水，称称为断层层水。断断层带往往往是许许多含水水层的通通道，因因此，断断层水往往往水源源充足，对对矿井的的威胁极极大。119600 年峰峰峰一矿矿，由于于断层煤煤柱尺寸寸太小，断断层水大大量涌出出，涌水水量达1150mm3/miin ，淹淹没全矿矿，直到到19770 年年才恢复复生产。2. 矿矿井水灾灾的通道道水源与煤煤矿井下下巷道等等工作场场所的通通道是多多种多样样的，主主要有：（1）煤煤矿的

11、井井筒。地表水水直接流流入井筒筒，造成成淹井事事故。地地下水穿穿透井巷巷壁进入入井下，也也能给煤煤矿建设设和生产产造成重重大灾害害。（2）断断层裂隙隙。断层带带往往是是许多地地下含水水层的通通道，有有时断层层带也与与地表水水相通，将将地表水水引入井井下。（3）采采后塌陷陷坑。煤层开开采后，使使上覆岩岩层产生生裂隙，地地表发生生沉陷，所所造成的的裂隙可可成为大大气降水水或地表表水渗入入矿井的的良好通通道。此此外，煤煤层顶板板岩石在在回采前前为隔水水层，但但在开采采后产生生塌陷裂裂隙，则则可成为为透水层层。（4）石石灰岩溶溶洞陷落落柱。石灰岩岩溶洞顶顶部岩石石破碎垮垮落，往往往形成成竖直的的通道，

12、当当采掘工工作接近近到此处处时，常常发生突突水事故故，造成成重大损损失。开开滦范各各庄矿特特大透水水事故就就是此类类通道所所致。（5）古古井老塘塘及封堵堵不严的的钻孔。历史上上采掘遗遗留下的的废弃的的井筒和和巷道以以及地质质勘探过过程中没没封或封封的质量量不好的的钻孔，不但可以形成地下水源，而且可以成为地下水流入矿井的良好通道，将地下水或地表水引入井下巷道中。如：蛟河煤矿六井在1955 年回采工作面接近1953 年打的钻孔时，就造成突水事故，5 个采掘工作面全部被淹没。四、矿井井水灾的的影响因因素影响水源源进入矿矿井井巷巷造成水水灾的因因素可分分为自然然的和人人为因素素。（一）自自然因素素1.

13、地形形。盆形洼洼地，降降水不易易流走，大大多渗入入井下，补补给地下下水，容容易成灾灾。2.围岩岩性质。围岩为为松散的的砂、砾砾层及裂裂隙、溶溶洞发育育的硬质质砂岩、灰灰岩等组组成时，可可赋存大大量水，这这种岩层层属强含含水层或或强透水水层，对对矿井威威胁大；围岩为为孔隙小小、裂隙隙不发育育的粘土土层、页页岩、致致密坚硬硬的砂岩岩等，则则是弱含含水层或或称隔水水层，对对矿井威威胁小。当当粘土厚厚度达55米以上上时，大大气降水水和地表表水几乎乎不能透透过。 3.地质质构造。地质构构造主要要是褶曲曲和断层层。褶曲曲可影响响地下水水的储存存和补给给条件，若若地形和和构造一一致，一一般是背背斜构造造处水

14、小小，向斜斜构造处处水大；断层破破碎带本本身可以以含水，而而更重要要的是断断层作为为透水通通路往往往可以沟沟通多个个含水层层或地表表水，它它是导致致透水事事故的主主要原因因之一。4. 充充水岩层层的出露露条件和和接受补补给条件件。充水水岩层的的出露条条件，直直接影响响矿区水水量补给给的大小小。充水水岩层的的出露条条件包括括它的出出露面积积和出露露的地形形条件。前前者限定定接受外外界补给给水量的的范围，显显然，出出露面积积愈大，则则吸收降降水和地地表水的的渗入量就愈愈多，反反之则少少；后者者指出露露的位置置、地形形的坡度度及形态态等，它它关系到到补给水水源的类类型和补补给渗入入条件。（二）人人为

15、因素素1.顶板板塌陷及及裂隙。煤层开开采后形形成的塌塌陷裂缝缝是地表表水进入入矿井的的良好通通道。如如淮南某某矿由于于地表塌塌陷区的的积水突突然涌入入矿井，使使涌水量量达1334438553 mm3昼夜夜。2.老空空积水。废弃的的古井和和采空区区常有大大量积水水。 3.未封封闭或封封闭不严严的勘探探钻孔。地质勘勘探工作作完毕后后，若钻钻孔不加加封闭或或封闭不不好，这这些钻孔孔便可能能沟通含含水层，造造成水灾灾。肥域域矿务局局陶阳矿矿，在未未封闭钻钻孔前，全全矿涌水水量曾达达8555 th 。封封闭188个钻孔孔后，全全矿总涌涌水量减减少到1163.28 th 。五、造成成矿井水水灾的主主要原因

16、因总结过去去发生的的矿井水水灾，往往往是安安全思想想不牢，思思想麻痹痹，从而而情况不不明，措措施不当当所致。其其主要原原因可归归结如下下几个方方面：(1)地地面防洪洪、防水水措施不不当或管管理不善善，地表表水大量量灌入井井下，造造成水灾灾；(2)水水文地质质情况不不清，井井巷接近近老空积积水区、充充水断层层、陷落落柱、强强含水层层以及打打开隔离离煤柱，未未执行探探放水制制度，盲盲目施工工，或者者虽然进进行了探探水,但但措施不不当；。(3)井井巷位置置设计不不当。如如将井巷巷置于不不良地质质条件中中或过分分接近强强含水层层等水源源，导致致施工后后因地压压和水压压共同作作用而发发生顶、底底板透水水

17、；(4)施施工质量量低劣，致致使矿井井井巷严严重塌落落、冒顶顶、跑砂砂，导致致透水；(5) 乱采乱乱掘，破破坏防水水煤岩柱柱造成突突水；(6)测测量错误误，导致致巷道穿穿透积水水区；(7)无无防水闸闸门或虽虽有而管管理、组组织不当当，造成成透水时时无作用用而淹井井；(8)排排水设备备能力不不足或机机电事故故造成；(9)排排水设施施平时维维护不当当。如水水仓不按按时清挖挖，突水水时煤、岩岩块堵塞塞水井，致致使排水水设备失失去效用用而淹井井等。第二节矿矿井防治治水一、地面面水防治治技术地面防水水是指在在地表修修筑各种种防排水水工程，防防止或减减少大气气降水和和地表水水渗入矿矿井。对对于以降降水和地

18、地表水为为主要水水源的矿矿井，地地面防治治水尤为为重要，是是矿井防防水的第第一道防防线。根根据矿区区不同的的地形、地地貌及气气候，应应从下列列几方面面采取相相应的措措施。1.慎重重选择井井筒位置置井口（平平硐口）和和工业广广场内主主要建筑筑物的标标高应在在当地历历年最高高洪水位位以上。在在特殊情情况下，确确难找到到较高的的位置或或需要在在山坡上上开凿井井筒时，必必须在井井口来水水方向修修筑坚实实高台，并并在其附附近修筑筑可靠的的泄水沟沟和拦水水堤坝，以以防暴雨雨、山洪洪从井口口灌入井井下，造造成灾害害。2河流流改道在矿井范范围内有有常年性性河流流流过且与与矿井充充水含水水层直接接相连、河河水渗

19、漏漏是矿井井的主要要充水水水源时，可可在河流流进入矿区的的上游地地段筑水水坝，将将原河流流截断，用用人工另另修河道道使河水水远离矿矿区。若若因地形形条件不不允许改改道，而而河流弯弯曲较多多时，可可在井田田范围内内将河道道截弯取取直，缩缩短河道道流经矿矿区的长长度，以以减少河河水下渗渗量。河河流改道道虽可彻彻底解除除河水透透入井下之之患，但但工程大大，费用用高，应应做技术术经济比比较后再再设计施施工。3铺整整河底矿区内有有流水沿沿河床或或沟底裂裂缝渗入入井下时时，则可可在渗漏漏地段用用粘土、料料石或水水泥铺垫垫河底，防防止或减减少渗漏漏。如四四川南桐桐煤矿长长兴灰岩岩出露地地表且沟沟谷发育育，通

20、过过铺整河河底，修修筑人工工河床，雨雨季时矿矿井涌水水量减少少了300550，节省省了大量量的排水水费用。整铺河床床防漏的的一般做做法是：清理河河底后铺铺25 cm 以上黄黄土（或或灰土，由由石灰和和黄土拌拌和而成成）并压压实作垫垫层，起起隔水防防漏作用用；其上上为伸缩缩层，铺铺设200 cmm砂、石石（砂、石石比约为为3 : 7 ） ，以以防止底底层翻浆浆；上层层用水泥泥沙浆及及碎石构构筑，厚厚度355 cmm以上，能能抵御流流水冲刷刷。4填堵堵通道矿区范围围内，因因采掘活活动引起起地面沉沉降、开开裂、塌塌陷而形形成的矿矿井进水水通道，应应用粘土土、水泥或或凝胶予以以填堵。对对较大的的溶洞或

21、或塌陷裂裂缝，其其下部充充填碎石石和砂浆浆，上部部盖以粘粘土分层层夯实，且且略高出出地面以以防积水水。5挖沟沟排（截截）洪地处山麓麓或山前前平原区区的矿井井，因山山洪或潜潜水流渗渗入井下下构成水水害隐患患或增大大矿井排排水量，可可在井田田上方垂垂直来水水方向布布置排洪洪沟、渠渠，拦截截、引流流洪水，使使其绕过过矿区。6排除除积水有些矿区区开采后后引起地地表沉降降与塌陷陷，长年年积水，且且随开采采面积增增大，塌塌陷区范范围越广广，积水水越多。此此时可将将积水排排掉，造造地复田田，消除除水害隐隐患。7加强强雨季前前的防汛汛工作做好雨季季防汛准准备和检检查工作作是减少少矿井水水灾的重重要措施施。矸石

22、、炉炉灰、垃垃圾等杂杂物不得得堆放在在山洪、河河流冲刷刷到的地地方，以以免冲到到工业广广场和建建筑物附附近，或或淤塞河河道、沟沟渠。二、井下下防治水水技术井下水害害来势凶凶猛，俗俗有“水老虎虎”之称。矿矿井防治治水可归归纳为“查、探探、放、排排、堵、截截”六个字字。（一）做做好矿并并水文观观测与水水文地质质工作水文地质质工作是是各项防防治水工工作的基基础和依依据。1做好好水文观观测工作作（1）收收集地面面气象、降降水量与与河流水水文资料料（流速速、流量量、水位位、枯水水期、洪洪水期）；查明地地表水体体的分布布、水量量和补给给、排泄泄条件；查明洪洪水泛滥滥对矿区区、工业业广场及及居民点点的影响响

23、程度。（2）通通过探水水钻孔和和水文地地质观测测孔、观观测各种种水源的的水压、水水位和水水量的变变化规律律，分析析水质等等。（3）观观测矿井井涌水量量及季节节性变化化规律等等。2做好好矿井水水文地质质工作查明矿井井水源和和可能涌涌水的通通道，为为防治水水提供依依据。为为此必须须：（1）掌掌握冲击击层的厚厚度和组组成，各各分层的的透水、含含水性；（2）掌掌握断层层和裂隙隙的位置置，错动动距离，延延伸长度度，破碎碎带范围围及其含含水和导导水性能能；（3）掌掌握含水水层与隔隔水层数数量、位位置、厚厚度、岩岩性，各各含水层层的涌水水量、水水压、渗渗透性、补补给排泄泄条件及及其到开开采矿层层的距离离，勘

24、探探钻孔的的填实状状况及其其透水性性能，（4）调调查老窑窑和现采采小窑的的开采范范围、采采空区的的积水及及分布状状况，观观测因回回采而造造成的塌塌陷带、裂裂隙带、沉沉降带的的高度及及采动对对涌水量量的影响响；（5）在在采掘工工程平面面图上绘绘制和标标注井巷巷出水点点的位置置及水量量，老窑窑积水范范围、标标高和积积水量，水水淹区域域及探水水线的位位置。探探水线位位置的确确定必须须报矿总总工程师师批准。采采掘到探探水线位位置时，必必须探水水前进。（二）井井下探水水井下探放放水是防防止水害害的重要要手段之之一，“有疑必探探，先探探后掘”是防止止井下水水害的基基本原则则。当采采掘工作作面遇到到下列情情

25、况之一一时，必必须探水水，确认认无突水水危险后，才才能前进进： 接近近水淹井井巷、老老空、老老窑或小小窑时； 接近近含水层层、导水水断层、陷陷落柱时时； 接近近可能出出水钻孔孔和各类类防水煤煤柱时； 接近近可能与与地表水水体相通通的断裂裂破碎带带或裂隙隙发育带带时； 上层层采空区区积水，在在两层间间垂直距距离小于于采高440倍或或巷高110倍的的下层采采掘工作作以及采采掘工作作面有明明显出水水征兆时时；接近有有水或稀稀泥的灌灌浆区时时；接近其其它可能能出水地地区时。1探水水起点的的确定图 4-2-1 积水线、探水线和警戒线为了保证证采掘工工作和人人身安全全，防止止误穿积积水区，在在距积水水区一

26、定定距离划划定一条条线作为为探水的的起点，此此线即为为探水线线。通常常将积水水及附近近区域划划分为三三条线，即即积水线线、探水水线和警警戒线，并并标注在在采掘工工程图上上，如4-2-1所示示。积水线：即积水水区范围围线。在在此线上上应标注注水位标标高、积积水量等等实际资资料。警戒线：积水线线外推660m计计委警戒戒线，一一般用红红色表示示。进入入警戒线线后必须须进行超超前探水水、边探探边掘。探水线：应根据据积水区区的位置置、范围围、地质质及水文文地质条条件及其其资料的的可靠程程度、采采空区和和巷道受受矿山压压力破坏坏等因素素确定。进进入此线线后必须须停止掘掘进，进进行探放放水。对探水线线有如下

27、下规定：对本矿矿井采掘掘工作造造成的老老空、老老巷、硐硐室等积积水区如如边界确确定，水水文地质质条件清清楚，水水压不超超过1MMPa 时，探探水线至至积水区区最小距距离：煤煤层中不不小于330m ；岩层层中不小小于200m ；对本矿矿井的积积水区，虽虽有图纸纸资料，但但不能确确定积水水区边界界位置时时，探水水线至推推断积水水区边界界的最小小距离不不得小于于60mm ；对有图图纸资料料的小窑窑，探水水线至积积水区边边界的最最小距离离不得小小于600m ；对没有有图纸资资料可查查的小窑窑，必须须坚持有有疑必探探，先探探后掘的的原则，防防止发生生透水事事故；掘进巷巷道附近近有断层层或陷落落柱时，探探

28、水线至至最大摆摆动范围围预计煤煤柱线时时的最小小距离不不得小于于60mm；石门揭揭开含水水层前，探探水线至至含水层层最小距距离不得得小于220m 。图 4-2-2 探水钻孔的主要参数示意图2探水水钻孔的的布置方方式探水钻孔孔布置原原则是它它既要保保证安全全生产，又又要确保保不遗漏漏积水区区，还要要求探水水工程量量最小。l）探水水钻孔的的主要参参数确定定探水钻孔孔的主要要参数有有超前距距、帮距距、密度度和允许许掘进距距离。图 4-2-3 扇形探水钻孔（1）超超前距。探探水时从从探水线线开始向向前方打打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到老空积水，常是探水一掘进一再探水一再掘进，循环进行。而探

29、水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距。如图4-2-2所示。在煤层中一般应保持超前距20m，在薄煤层中可缩短，但不得小于8m；在岩层中一般应保持超前距5 10m 。（2）允允许掘进进距离。经经探水证证实无水水害威胁胁，可安安全掘进进的长度度称允许许掘进距距离。（3）帮帮距。为为使巷道道两帮与与可能存存在的水水体之间间保持一一定的安安全距离离，即呈呈扇形布布置的最最外侧探探水孔所所控制的的范围与与巷道帮帮的距离离。其值值应与超超前距相相同，即即帮距一一般取220m ，有时时帮距可可比超前前距小 1-22 m。（4）钻钻孔密度度（孔间间距）。它它指允许许掘进距距离终点点横剖面

30、面上，探探水钻孔孔之间的的间距。一一般不超超过3mm ，以以免漏掉掉积水区区。2）探水水孔布置置方式（1）扇扇形布置置。巷道处处于三面面受水威威胁的地地段，要要进行搜搜索性探探放老空空积水，其其探水钻钻孔多按按扇形布布置，如如图4-2-33所示，探探水钻孔孔之间的的平面夹夹角一般般为 770 1150 ，使巷巷道掘进进方向及及左右两两侧需要要保护的的煤层空空间均有有钻孔控控制。（2）半半扇形布布置。对于积积水区肯肯定是在在巷道一一侧的探探水地区区，其探探水钻孔孔可按半半扇形布布置，如如图图4-22-4所示示。半扇扇形的钻钻孔向巷巷道探水水的一侧侧撒开，使使巷道一一侧需要要保护范范围内的的煤层空

31、空间有钻钻孔控制制。图 4-2-4 半扇形探水钻孔探水钻孔孔布置应应考虑地地质条件件，如煤煤层走向向的变化化及夹石石分布规规律，以以免判断断错误。钻钻孔布置置应考虑虑矿井排排水能力力，巷道道坡度及及断面等等因素。探探水孔的的直径，应应根据水水量大小小而定，一一般为775 mmm 。若若水量很很大，需需放水时时间很长长，可以以适当加加大孔径径或增加加孔数。3探水水与掘进进之间的的配合图 4-2-5 上山巷道探水掘进施工方式在井下受受水威胁胁的地段段，探水水必须与与巷道掘掘进施工工管理密切切配合，才能能取得良良好的防防治效果果，主要要配合方方式有： （1）双双巷配合合掘进交交叉探水水。当掘掘进上山

32、山时，如如果上方方有积水区存在在，巷道道受水威威胁，一一般多采采用双巷巷掘进交交叉探水水，如图图4-22-5所示。双双巷之间间大约每每隔 550 mm左右掘掘一联络络巷，作作为安全全躲避地地点。掘掘进工作作面的探探水钻孔孔应呈扇扇形布置置，其探探水方式式是一巷巷探水时时，另一巷巷向前掘掘进，两两巷探水水时与掘掘进相互互交叉进行，直至巷巷道达到到设计终终点而结结束。（2）双双巷掘进进单巷超超前探水水。在倾斜煤煤层中沿沿走向掘掘进平巷巷时，一一般是用用上方巷巷道超前前探水，探探水钻孔孔呈扇形形布置， 图 4-2-6 平巷与上山互相配合探水（3）平平巷与上上山配合合探水。如图4-2-6所示，如在同一

33、煤层内，上部掘进水平巷道，下部需向上方开掘上山。在这种情况下应先探水掘进平巷，然后再进行上山的施工，这样既可避免上山掘进时突水的危险性，又能减少上山掘进时的探水工作量。图 4-2-7 利用石门探水和墙外探水a 一石门探水， b 一墙外探水（4）隔隔离式探探水。如如巷道掘掘进前方方的水量量大、水水压高、煤煤层松软软和裂隙隙发育时时，直接接探水很很不安全全，需要要采取隔隔离方式式进行探探水。在在掘进石石门时，可可从石门门中探放放积水，或或在巷道道掘进工工作面预预先砌筑筑隔水墙墙，在墙墙外探未未，如图图4-33-7所所示。另另外，当当相邻的的煤层之之间的间间距大于于20mm时，还还可采用用隔层打打孔

34、的方方式，探放另一一煤层的的老空积积水。 4探水水钻孔的的安全装装置在探放水水工作中中，在水水量和水水压不大大时，积积水可通过钻钻孔直接接放出，但在探放水量和水压都很大积水区（包括其它水源）时，为了确保安全，做到有计划地放水并取得放水资料，必须在孔口装置安全套管阀门，如图 4-2-8所示，用以控制放水量，并可防止钻孔被水冲刷扩大，在初透积水时，安企套管还可用来测定水头压力。图 4-2-8 放水钻孔孔口安全装置1 一钻杆， 2 一150 钻孔， 3 一水泥， 4 一筋条，5 一89 钢管， 6 一水压表， 7 一水阀门在孔口安安装安全全套管时时，先用用大口径径钻头扩扩孔至一一定深度度（根据据水压

35、大大小而定定），下下套管后后，在套套管外围围灌注水水泥，待待水泥凝凝固后再再用小直直径钻头头钻进，直直至全部部钻透老老空为止止，然后后退出钻具，在在安全套套管的外外露部分分装上压压力表、水水阀门和和导水管管等。5探放放水作业业安全要要点井下探放放水作业业直接与与水害作作斗争，不不仅关系系到探放放水人员员的安全全，也关关系到探探放水地地段甚至至全矿的的安危。为为此，要要按照 规规程 的有关关规定，在在安钻探探水前后后，严格格遵守下下列事项项： ( 1 ）加强强钻孔附附近的巷巷道支架架，背好好顶帮，在在工作面面迎头打打好坚固固的立柱柱和拦板板，并清理理巷道浮浮煤，挖挖好排水水沟；( 2）在在打钻地

36、地点或其其附近安安设专用用电话，探水地地点要与与相邻地地区的工工作地点点保持联联系，一一旦出水水要马上上通知受受水害威威胁地区区的工作作人员撤撤到安全全地点。若若不能保保证相邻邻地区工工作人员员的安全全，可以以暂时停停止受威威胁地区区的工作作；( 3 ）确定定主要探探水钻孔孔的位置置时，应应由测量量和负责责探水人人员亲临临现场，共共同确定定钻孔方方位、角角度、钻孔数目以及及钻进深深度； ( 4 ）打钻钻探水时时，要时时刻观察察钻孔情情况，发发现煤层层疏松，钻钻杆推进进突然感感到轻松松，或顺顺着钻杆杆有水流流出来（超超过供水水量），都都要特别别注意。这这些都是是接近或或钻入积积水地点点的征兆兆。

37、遇到这种种情况要要立即停停止钻进进，进行行检查并并由有经经验的同同志监视视钻孔和和水情变变化。这这时还不不要随意意移动或或拔出钻钻杆，因因为移动动钻杆，高高压水可可能把钻钻杆顶出出来，碰碰伤人员员；拔出出钻杆，钻钻孔即为为积水流流出的通通道，钻钻孔会越越冲越大大，造成成透水事事故。如如果水量量水压较较大，喷喷射较远远，必须须马上固固定钻杆杆，背紧紧工作面面，加固固煤壁及及顶底板板；( 5 ）钻眼眼内水压压过大时时，应采采用反压压和防喷喷装置的的方法钻钻进，必必要时还还应在岩岩石坚固固地点砌砌筑防水水墙，然然后方可可打开钻钻眼放水水； （三）疏疏放排水水图 4-2-9 环状孔群1疏水前水位；2疏

38、水后水位疏放排水水是指在在井下布布置专门门的放水水或吸水水钻孔，或或专门的的疏水巷巷道，有有计划、有有步骤地地降低充充水含水水层的水水位和水水压，均均衡矿井井涌水量量，改善善井下作作业条件件，并局局部疏干干地下水水，为煤煤层开采采创造必必要的安安全条件件。根据据不同类类型的水水源，可可采取不不同的疏疏放水方方法与措措施。1疏放放含水层层水1）地面面打钻抽抽水在地面打打钻利用用潜水泵泵或深井井泵抽排排，以降降低地下下水位。它它适合于于埋藏较较浅、渗渗透性良良好的含含水层。抽抽水钻孔孔可采取取环状孔孔群和排排状孔群群两种布布置方式式：（1）环环状孔群群。如图4-22-9所示示，用于于补给水水来自四

39、四周及开开凿立井井井筒时时，达到到预先疏疏干待掘掘含水层层的目的的，为凿凿井创造造无水施施工的条条件，徐徐州大屯屯煤矿建建设指挥挥部曾经经采用过过这种方方法。图 4-2-10 排状孔群（2）排排状孔群群。当补补给方向向来自一一侧或有有集中的的补给通通道时，可可在进水水地段垂垂直水流流方向布布置排状状孔群抽抽水拦截截。广东东茂名金金塘露天天矿曾采采用排状状抽水孔孔群与疏疏水巷道道结合的的方法，如如图4-2-110。2）巷道道疏水巷道疏水水需要先先行探水水，摸清清水情，预预算出涌涌水量，准准备好疏疏放水泵泵及防水水闸门后后，掘进进疏水巷巷道，使使其顶板板含水层层的水通通过孔隙隙或裂隙隙疏放出出来。

40、图 4-2-11 巷道疏水（1）疏疏放顶板板含水层层如果煤层层直接顶顶板为水水量和水水压不大大的含水水层，常常把采区区巷道或或回采工工作面的的准备巷巷道提前前开拓出出来，利利用“采准”巷道预预先疏放放顶板含含水层水水（图4-2-111）。如山山东某矿矿，其太原群群中的第第 211 煤层层直接顶顶板为第第12 层含水水灰岩，为为了疏干干顶板岩层层“12 灰”的水，就就充分利利用第 21 煤层提提前掘出出的“采准”巷道进进行疏放放，等到煤煤层开采采时，采采区涌水水量减少少了 770-80 。除除采用“采准”巷道外外，也可可将疏水水巷道直直接布置置在被疏疏干的含含水层中中，以提提高疏放放效果。例例如

41、焦作作矿务局局的朱村村、李封封等矿，均均将疏水水巷道直直接布置置在煤层层顶板LL8 灰灰岩内疏疏水降压压，效果果良好。这是一种种经济有有效的方方法，既既不需要要专门的的设备和和额外的的巷道工工程，又又能保证证疏放水水的效果果。不过过，在利利用采准准巷道疏疏放顶板板水时，应应注意以以下两点点：A采准准巷道提提前掘进进的时间间，应根根据疏放放的水量量和速度度而定，超超前的时时间过长长会影响响采掘计计划平衡衡，造成成巷道长长期闲置置，有时时会增加加巷道维维修工作作量；如如果超前前时间太太短又会会影响疏疏放地下下水的效效果。 图 4-2-12 底板含水层中的疏放水巷道1 一灰岩原始水位， 2 一疏放水

42、巷道，3 一石灰岩含水层， 4 一石门B当疏疏放强含含水层的的顶板水水时，应应视水量量的大小小，要考考虑是否否要扩大大水仓容容量和增增加排水水设备。（2）疏疏放底板含水水层当煤层的的直接底底板是强强充水含含水层时时，可考考虑将巷巷道布置置在底板板中，利利用巷道道直接疏疏放底板板水。如如湖南煤煤炭坝某某矿，开开采龙潭潭组的下下层煤，底底板为茅茅口灰岩岩，它和和煤层之之间夹有有很薄的的粘土岩岩隔水层层，原来来将运输输巷道布布置在煤煤层中，由由于水量量和水压压都较大大，所以以巷道难难以维护护。后来来将运输输巷道直直接布置置在煤层层底板茅茅口灰岩岩的岩溶溶发育带带中，图图4-22-122所示，既既收到

43、了了很好的的疏放水水的效果果，也解解决巷道道布置在在煤层中中经常垮垮落的问问题。然然而，这这种方法法只有在在矿井具具有足够够的排水水能力时时才能使使用，否否则在强强含水层层中掘进进巷道将将是不可可能的。3）井下下钻孔疏疏水（1）疏疏放煤层层顶板水水图 4-2-13 丛状布置钻孔在煤层上上部含水水层的水水量与水水压较大大时，为为了避免免回采后后顶板突突水，可可在计划划疏放降降压的不不突水部部位先掘掘巷道，然然后在巷巷道中每每隔适当当距离向向含水层层打钻。预预先疏放放顶板水水，降低低水头压压力，为为采掘工工作创造造安全条条件。其其方式有有如下33种：A在巷巷道中每每隔一定定距离向向顶板打打钻孔，使

44、使顶板水水逐渐泄泄入巷道道，通过过排水沟沟向外排排出。B在巷巷道中群群孔放水水。为了了防止井井下突然然涌水，创创造良好好的作业业条件，必必须对煤煤层顶板板水进行行大面积积疏干，在在巷道内内布置一一系列群群孔疏排排地下水水，如图 4-22-133所示。图 4-2-14 打入式过滤管1 一导水管， 2 一真空装置， 3 一导水渠C立井井泄放孔孔。建井井期间，如如有一个个井筒已已到底，并并开凿了了车场、硐硐室，有有一定的的排水能能力，另另一井筒筒尚在掘掘进，涌涌水量大大、施工工困难，这这时可从从掘进中中的井筒筒向下打打泄放钻钻孔穿透透已掘井井筒的井井底铜室室，进行行泄放。应该主意意的是，井下钻孔疏水

45、，当钻孔穿过含水沙层或承压含水层，孔壁可能塌陷堵塞时，应下筛管。打孔至终孔时立即将打入式过滤器的滤管沿钻孔压入含水层，泄放孔上口应设过滤罩。如图4-2-14所示。 ( 22 ）疏疏放煤层层底板水水图 4-2-15 底板排状钻孔1静水位；2降落曲线；3疏水孔在煤矿采采掘中煤煤层底板板是否突突水，主主要取决决于水压压的大小小与底板板岩层的的抗张能能力，而而岩层的的抗张能力力又和底底板岩层层厚度、抗抗张强度度及容重重有关，凡凡是水压压大 于于底板抗抗张能力力的，都都要考虑虑采取措措施防止止突水。防止底板板突水的的途径主主要有两两个方面面，一方方面是加加强底板板岩层抵抵抗破坏坏的能力力，其具具体技术术

46、措施有有注浆堵堵水、留留设防水水煤柱及及保护煤煤皮等，用用以加强强底板隔隔水层的的抗张能能力；另另一方面面是设法法减少地地下水的的破坏能能力，其其措施是是在底板板布置钻钻孔（图图4-22-155），疏水水降压。图 4-2-16 巷道隔水底板安全水头对于底板板水疏放放降压，其其方法与与疏放顶顶板水基基本相同同，即在在要疏水水降压的的地段，在在巷道中中每隔一一定距离离，向下下打疏干干钻孔，从从钻孔中中抽出底底板含水水层水，使使之形成成“降落漏漏斗”，逐步步降低承承压含水水层的静静止水位位，从安安全角度度来说，只只要底板板的静止止水位降降到安全全水位以以下，即即可达到到防治底底板水的的目的。可可见，

47、安安全水位位是衡量量疏水效效果的标标志，安安全水位位用安全全水头高高度来表表示，如如图4-2-116所示示。2疏放放老空水水（1）直直接放水水。当水量量不大，不不超过矿矿井排水水能力时时，可利利用探水水钻孔直直接放水水。（2）先先堵后放放。当老空空区与溶溶洞水或或其他巨巨大水源源有联系系，动力力储量很很大，一一时排不不完或不不可能排排完，这这时应先先堵住出出水点，然然后排放放积水。（3）先先放后堵堵。如老空空水或被被淹井巷巷虽有补补给水源源，但补补给量不不大，或或在一定定季节没没有补给给。在这这种情况况下，应应选择时时机先行行排水，然然后进行行堵漏、防防漏施工工。（4）用用煤柱或或构筑物物暂先隔隔离。如果水水量过大大，或