第14章矿井水害与防治.ppt

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1、1矿井通风与安全矿井通风与安全Mine Ventilation and Safety四川科技职工大学多媒体教学课件四川科技职工大学多媒体教学课件李为民李为民LDYLWMZYLDYLWMZY1303669999213036699992安全工程系安全工程系2 第十四章第十四章 矿井水害与防治矿井水害与防治3141概述在矿井建设与生产过程中，地下水，地表水和雨水等都可能通过各种通道进入矿井，我们把所有流入矿井的水，统称为矿井水。为了保证矿井建设与生产的正常进行，就必须及时地将其排出矿外。当矿井涌水超过正常排水能力时，即酿成水灾，给矿井建设与生产造成严重的后果，甚至威胁着矿工的生命安全。矿井充水的水源

2、主要有：降水、地表水、含水层水、断层水与老空水。如果在矿井开采过程中没有采取积极有效的措施，它们都能造成水灾事故。4在旧中国，我国主要矿山在帝国主义侵占下，进行掠夺式开采，根本不顾防水工作，致使水灾事故经常发生。解放后，党和政府极为重视防治水工作，努力消除煤矿水害，保障安全生产，取得了显着成效。不但基本上防止了重大的水灾事故，而且将旧中国遗留下来的被淹矿井陆续恢复了生产。我国许多煤田水文地质条件比较复杂，有些矿井的可采煤层，由于受矿井水的威胁一时不能开采。因此要多快好省地开发我国的地下资源，除了继承和发展前人的防治水经验外，还应进一步探索与研究新的防治水的方法和手段。5造成矿井水害的原因是多方

3、面的。大量事实证明，主要是由于没有认真贯彻党的安全生产方针，丧失警惕，工作上缺乏调查研究，没有充分依靠群众，做好防治水的工作等主观原因造成的。例如某矿务局19561966年全局发生的多次水灾事故中，由于勘探资料不足，对矿井地质构造、水文情况不清楚而造成的占20，由于没有执行探放水制度，在构造破坏带违章作业，以及注浆质量不高等原因造成的占80。所以，只要牢固树立安全生产思想，从战略上藐视困难，在具体工作中又能认真地对待困难，矿井水害也是可以防治的。6142地面防治水地面防、排水是防止与减少雨水和地表水大量流入矿井的重要措施，是保证矿井安全生产的第一道防线，特别是对于降水和地表水为主要充水水源的矿

4、井，地面防排水尤为重要。地面防水工作必须根据各矿区的地形、地貌及气候条件，采取下列几种措施：1、慎重选择井简位置井口标高应高出当地历年最高洪水位以上。在特殊条件下，确难找到较高的位置或需要在山坡上建筑井筒时，则必须修筑坚实的高台，或在井口附近修筑可靠的泄水沟和防水堤坝，以防止暴雨、山洪直接从井筒灌入井下，造成灾害。7 2、井田范围内的河、湖，沟渠，应尽可能将其疏干，加固河床或迁移至矿区以外例如我国黑龙江省的一个煤矿，将位于该矿井田范围内的黄泥河，移出了矿外，徐州大黄山矿将流经井田范围内的不老河改道。如图13-1所示，河流改道或迁移，可以彻底解除地表水通过裂缝透入井下，但工程量大、投资多，故须进

5、行技术经济比较后再设计施工。同时，还应注意尽量少占农田和对旧河道进行妥善处理，以免重新积水。8如果地形不允许改道，则可将井田范围内的河道取直，以减少渗透通道和减少煤柱损失，或者将河床加固防止渗透。3、填塞漏水通道与排除积水地面的洼地、塌陷裂缝、基岩裂隙、溶洞、废弃钻孔、古井等，都可能直接成为地表水及降水直接或间接流入井下的通道，因此，必须采取防止积水的措施。对于面积不大的洼地、塌陷区，可用粘土填平夯实，并使之高出地面，对于面积较大的塌陷洼地，可以开凿疏水沟渠，修筑围堤，必要时可安设水蔡设备，傲到及时拦水、疏水与排水，使水不能积存下来，对废钻fL、洞穴、古井，应用泥沙，粘土等妥善封闭。94、挖排

6、洪沟位于山麓地区或山前平原的矿井，降水可以形成山洪流入矿区甚至淹没矿井，直接威胁矿井安全。为此，可以在井田边缘垂直于来水方向，挖排洪沟拦住洪水，井利用地形将洪水引出井田以外(图13-2)。如徐州某矿三面受山包围，每到雨季均遭洪水危害，后来在井田外围修了约十多公里的排水沟，消除了洪水威胁，保证了安全生产。105、加强雨季前的防汛工作除了上述技术措施外，还必藕在雨季汛期之前，做好防汛准备工作。地面防水工作，往往分布的面积很广，工程量很大，而且不能有丝毫疏忽。因此领导必须十分重视，充分发动和依靠群众，有领导、有准备、有计划、有步骤地进行。11143井下防治水1、做好矿井地质工作与水文观测工作 为了做

7、好井下防治水工作，首先必须掌握水情(水源和涌水通道等)。为了查明矿井水潭，应掌握以下情况：1)冲积层的厚度和组成，各分层的含水、透水性能；2)断层和裂隙的位置，错动距离，延伸长度，含水、导水的性质，破碎带范围；3)矿井含水层与隔水层的数量、厚度、含水性08。各含水层的涌水量，渗造性以及距开采层的距离；4)老窑的详细情况，如开采时间，开采方法、开采深度、开采范围，积水区域及分布状况等，125)矿井开采以后观测顶板破坏与地表陷落的情况，塌陷带、沉降带的高度，以及分析开采后涌水量的变化，从而判断能否透水。在水文观测方面，一般包括下列内容：1)收集地面气象，降水量与河流水文资料（流速、流量、水位、枯水

8、期、洪水期），查明地表水体的分布范围和水量；2)通过对探水钻孔或水文观测孔中的水压，水位和水量变化的观测，水质的分析，查明矿井水的来梅。矿井水与地下水和地表水的补给关系。通过以上调查研究与观测，便可以基本上掌握井下水文情况，了解矿井水的分布和来源。132、井下探水 为了进一步探明水文情况，确切掌握水源的位置和距离，在采掘工作之前往往需要探水。这是预防透水事故的重要措施。规程第219条规定：“掘进工作面遇到下列情况必须探水前进；1)接近溶洞、含水断层或含水丰富的含水层(包括流沙层、冲积层、风化带等)时；2)接近可能与河流、湖泊、蓄水池、含水层等相通的断层时；3)接近被淹井巷、老空时；4)打开隔离

9、煤柱放水时。探水工作要根据探水地点的水文特点，制订具体措施，并且必须有专人负责管理。14关于探水的起点、超前距离，钻孔直径，钻孔布置等简述如下：1)探水的起点由于积水范围不可0B掌握得很准确，探水的起点至可疑水源必须留出适当的安全距离。探水的起点应根据水文资料的可靠程度与积水区的水头压力，积水量大小，煤层厚度和硬度以及抗拉强度等因素来确定。根据我国一些煤矿的经验，必须在离可疑水源75150米以外开始打探水钻，有时甚至在200米以外就开始打钻。2)钻孔深度与超前距离一般采用边探边掘的方法，即钻孔钻进一定深度后，才掘进巷道，且钻孔深度刘巷道掘进距离应始终保持一段超前距离(图13-3)，以确保掘进工

10、作的安全。1516钻孔的超前距离一般不得小于20米，使工作面前方经常保持不小于20米的保护矿柱。在薄煤层内可适当缩短，但最小不得少于5米。岩层中的探水钻孔则需超前510米。钻孔的深度一般为40米左右。这样每打一次钻，可以连续掘进2030米。3)钻孔直径与数目探水钻孔探到积水区以后，一般情况下即利用探水钻孔排出积水，因此钻孔直径的大小，既要能使积水顺利地流出，又要防止冲垮煤壁，对其要安全地加以控制，故探水钻孔的直径以不大于75mm为宜。钻孔数目应不少于三个，需在工作面前方的中心与上下左右都能起到探水作用。174)探水钻孔的布置探水钻孔布置合理与否，对保障矿井与施工人员安全，节约钻探工程量，提高掘

11、进速度等均有重要影响。布置钻孔时应针对积水资料的可靠程度、积水区周围的地质构造、掘进巷道所在位置与积水区的相对关系以及积水压力的大小，煤层硬度和厚度等条件具体确定。例如，在缓倾斜薄煤层巷道里打探水孔，主要是预防积水从掘进工作面前方或两帮突然涌水。因此，钻孔要布置在巷道中部的位置(图13-4)。在开始探水时，可打7个孔，除中心孔外，在其两侧各打3个孔，以后继续掘进时，可适当减少，但不能少于3个孔。1819在急倾斜薄煤层巷道里打探水钻孔时，主要是防止积水从工作面前方或顶、底板突然涌水。为此，钻孔应布置在工作面中部的垂直位置上(图135)。在中厚或厚煤层巷道里探水时，既要防止掘进工作面前方或两帮突然

12、涌水，又要防止顶，底板突然涌水。所以，钻孔的布置要根据煤层厚度和巷道布置位置来确定。当巷道沿着煤层顶板布置时，钻孔布置如图136a，当巷道沿煤层底板布置时，钻孔布置如图13-6b。20如图13-7所示，某巷道沿断层方向掘进，根据调查资料，积水在断层的另一盘，为了保障掘进巷道时的安全，可以在掘进时向断层方向布置一个钻孔，以作警戒。钻孔尽量打深些，超前距20米，钻孔方向偏向断层。如图13-8所示，探老空积水时，除了保证足够的钻孔深度与超前距离外，还需使探水钻孔有足够的密度。因为老空内巷道极不规则，如果钻孔密度不够，古巷道就可能从钻孔间漏过而发生遣水。老空巷道的宽度一般为3米左右。根据淄博矿区的经验

13、，探水巷道每次前进的终点处，各探水眼之间的距离不得大于3米。21225)探水时的安全措施探水前必须做好下列准备工作与安全措施：(1)探水工作面附近的支架应加固，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架；(2)清理好巷道，保证安全撤退路线畅通无阻。20以上的倾斜巷道要设梯子和扶手；(3)预先准备好有适当断面和坡度的排水沟，使水流畅通。同时应有相应容量的水仓和排水设备，(4)在探水地点要安设电话，在与探水地点有关的区域，亦应设置通讯系统，这样当迎头一旦发现透水而又无法控制时，可立即通知险区人员迅速撤离(预先规定好撤退路线)，(5)打探水钻时，如发现煤、岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时，必须立即

14、停止打钻(不得移动或拨出钻杆)并报告矿调度室。23(6)发现钻孔内放出有害或易燃气体时，必须立即停止打钻，切断电源、撤出人员，采取措施及时处理；(7)在水压较大的地点探水时，要安设套管，使钻杆通过套管进行打钻。套管上安有水压表和阀门，探到水源后，即利用套管放水。3、放水(或疏干)放水(或疏干)就是有计划地将水源的水全部或部分疏放出来，使矿井或个别地段的地下水被疏干，从而彻底消除在采掘过程中发生突然涌水的可能性。这是矿井防治水中最积极、最有效的措施之一。疏干的方法有地面预先疏干、用钻孔疏干和利用巷道疏干三种。24现按不同类型的矿井水，说明其疏干方法与措施：1)疏放老空水排放老空积水，必须根据安全

15、、经济、合理的原则，针对积水区的不同情况，确定不同的放水方案。一般说来有下列几种处理方式：(1)直接放水老空区没有水的补给来源，排放这个区域的积水，矿井的排水负担时，可以直接放水。(2)先堵后放当老空区与溶洞水或其他巨大水源有联系时，其动水储量很大，如不堵住水源，在短时间内是不可能将水排完的，此时就应先堵住出水点，然后再排放积水。(3)先放后堵当被淹井巷有某种地面水或地下水作为直接补给水源，但涌水量又不大，或者在一定季节没有补给。对这种老空水，应选择适当时机先行排水，然后再利用枯水时期兴建必要的防漏工程或堵水工程25老空区位于不易泄水或山涧或河滩洼地，雨季渗水流入老空，或者老空面积很大，水质很

16、坏，容易腐蚀排水设备，这时应暂时隔离，把积水区留到采区末期处理。若老空积水的地区有重要建筑物或其他重要设施，放水后会起到破坏作用，则应留以煤柱进行永久隔离。2)疏放含水层水为了解除煤层上下含水层水对采掘工作的威胁，应尽可能将其预先疏干。疏放方法有巷道疏干法与钻孔疏干法两种。(1)利用巷道疏放含水层水如果煤层顶板有含水层，可把采区巷道提前掘出，使含水层的水通过其空隙与裂隙疏放出来，如图13-9所示。2627在充分掌握煤层顶底板含水层的水压与水量，估计涌水量不会超过矿井正常排水能力的情况下，为了提高疏水效率和改善巷道布置，也可将疏水巷道直接布置在被疏干的含水层中。（2）利用钻孔疏放。若含水层距煤层

17、较远或含水层较厚，这时可在疏水巷道中每隔一定距离向含水层打放水钻孔进行疏干。放水钻孔应选择在比较坚硬的岩石中，孔口要用套加固，如图13-10所示。28淄博等矿区所用的放水套管，如图13-11所示。这种放水套管安装和拆卸都较方便，适用于岩石较为坚硬、水源压力不太大的情况。它的动作原理是：当顺时针方向拧动压力螺丝8时(螺母7和套管9固定)，压力螺丝推动压力盘6和压力臂；。由于背帽1是固定的，因而使胶皮塞2受压膨胀，放水钻孔被胶皮塞填塞。放水时打开2英寸水闽，使水由放水管10放出。三通管12和短接管11在打钻孔时不安装，待打完后再接上。压力表、4分水阀借助测压盖13与三通管12相连接。2930为了做

18、到安全放水，必须注意以下各项：(1)放水前，应估计到积水量和水位标高并要根据矿井的排水能力与水仓容量，研究放水顺序和控制放水孔的流量。这是一项根本性的工作，如不预先做好，盲目放水就有可能引起水患。(2)探到水源以后，在水量不大时，一般可利用探水钻孔放水；水量很大时，则需要另打放水钻孔。放水钻孔的直径一般为5075毫米，眼深不大于70米。放水钻孔的孔口必须安设套管。若媒质松软，水压较大时，还须将巷道全断面进行加固。（3）正式放水之前，应进行放水量，水压及煤层透水性试验，如发现管壁漏水，或放水效果不好等，应及时处理。31(4)放水过程中要随时注意水量的变化，出水的清浊和所含杂质情况，以及有无有害气

19、体涌出和有无特殊声响等，如发现异状应及时采取措施，以防意外事故的发生。(5)应事先规定人员撤退路线。撤退路线应保证畅通，沿途要有良好的照明。4、截水为了使井下局部地点的涌水不致危及其它地区，需要永久或暂时地截住水源，将开采区与水源隔离。截水措施包括构筑防水闸墙，防水闸门和留防水煤柱等。1)水闸墙水闸墙要用很好的不透水材料建筑，并与建造地点的岩层紧密结合。目前一般用混凝土、钢筋混凝土及砖建造。采用速凝水泥砌成的砖水闸墙，可比整体混凝土水闸墙提前达到最终强度，故现场较多采用。32水闸墙的形状有平面形、圆柱形和球形三种。平面形的水闸墙施工容易，但抗压力较小，球面形的水闸墙虽然抗压力大，但施工复杂。故

20、通常多用圆柱形的水闸墙。圆柱形水闸墙系圆柱形侧面的一部分，支撑于岩石中两个掏槽上，并且以凸面朝向充水的空间。水闸墙的构造如图13-12(纵剖面)所示。为了支撑水压力，在巷遭的顶底板和侧壁开凿截口(掏槽)1，墙下安有放水管2和水压表2，放水管用栅栏4加以围护，以防止泥砂堵塞。墙的上部安有细管5，以便在密闭后积水时由其放出气体。33在水压特别大的情况下，水闸墙具有特殊的形状，如图13-13所示。各截口之间隔有一定距离，以免减弱岩石的坚固性，井在承受水压的方向，伸出锥形的混凝土壁a，其目的是为了在水闸墙前部将水匝传给国岩和减少向水闸墙后渗水的可能性。34建筑水闸墙时应注意下列事项：(1)筑墙地点的岩

21、石应坚固，没有裂缝，必要时必须将风化松软或有裂隙的岩石全部除去，然后筑墙。(2)应尽可能选择在小断面巷遭中筑墙，以减少投资，缩短筑墙时间。(3)为避免围岩产生裂缝，水闸墙掏槽时要用风镐或手镐开凿而不用炸药。(4)水闸墙和四周岩层要紧密结合，以防止漏水。为此，应在筑墙的同时插入注浆管，水闸墙筑成后，可由注浆管向四周联结处灌入水泥浆。(5)为了防止水闸墙因受硫酸钙，碳酸钙或氧化钙反应的影响而遭到破坏，可用铝钙水泥构筑水闸墙的前一部分(厚2米左右)。这种水泥的成分为3555的铝和3540的钙，经过8小时凝固，能承受300kgcm2的压力。35水闸墙应有足够的厚度，以确保能支撑涌水的压力。平面形水闸墙

22、在单方向承压的条件下，在承压面的反面可能产生拉力，所以平面形水闸墙的厚度一般不得小于巷道宽度的一半。圆柱形水闸墙的厚度在设计时按圆柱面承压条件计算，但由于在施工时需要预制比较复杂的模板，所以仍做成平面形，只是将圆柱形的弧面“内切”于平面之中，如图1314所示。36圆柱形水闸墙厚度的计算公式是考虑水闸墙截槽处墙体或岩体的抗压强度，用材料力学的方法推导出来的水闸墙厚度S为式中P最大水压，kgcm2；K水闸墙的建筑材料或围岩的允许抗压强度，kgcm2。如果岩石的抗压强度大于建筑材料的抗压强度时，取建筑材料的K值；否则取岩石的K值。各种常用材料与围岩的允许抗压强度见表13-1；r水闸墙的内半径，cm。

23、其大小根据围岩的性质及巷道的宽度b确定：围岩较好时，r=b；围岩较坏时，r=1.5b。此时支承面与巷道中心线的夹角分别为30和20。3738如果按上述公式算得的墙厚太大时，则可将整个水闸墙构筑成两个或数个单独圆柱形墙体，即将整个水闸墙分成数段砌筑。当有。个圆柱形墙体组成时，每个单独闸墙上所承受的压力大致认为近于P/n，则其单个圆柱形墙体厚度3的计算公式为：水闸墙的总厚度s按下式计算：式中n单个圆柱形墙体的数目，一般取n=35。因为段数过多，将增加峒室掘砌的工作量，如段数过少，墙厚过大时，则不好施工。39比较(13-1)与(13-3)式可以看出，按（13-3）式计算的水闸墙总厚度比较小，这是因为

24、多段水闸墙的支承截口较多，承压能力大的缘故。按上述公式计算的水闸墙厚度，还需按水闸墙材料的抗剪强度进行验算，并取最大值式中F水闸墙轴心方向所受总压力，kg；m安全系数，取5已足够；L水闸墙峒室的周边长度，cm；混凝土的抗剪强度(可取混凝土抗压强度的1015)，kgcm2。402)水闸门水闸门设置在发生涌水时需要堵截而平时仍带运输、行人的井下巷道内，例如在井底车场、井下水泵房和变电所的出入口以及有涌水影响的采区之间都应设置水闸门。水闸门是整个矿井在设计与生产过程中不可忽视的重要防水工程。不少矿井就由于预先建筑了水闸门，而避免了淹井事故的发生。41如图13-15所示，水闸门是由混凝土墙垛1、门扇2

25、、放水管3，放气管4和压力表5等部分所组成。门框的尺寸应满足运输的需要，一般宽为0.91.0米以上，高182米。门扇视具体情况可采用单扇或双扇门，门扇的形状有圆形和矩形两种。门的形式通常是平面形，当水压超过2530大气压力时，可采用球面形。无论平面的或球形的门扇，其与门框的接触面都要做成斜的，而且门与门框之间均垫有橡胶或浸过焦油的帆布或铅板，以保证接触严密不漏水。4243水闸门平时是开放的。在需要运输的巷道内，闸门所在位置装设短的活动铁轨，当发生透水时，可迅速将活动铁轨拆除，关闭水闸门。水闸门墙垛部分的厚度计算与水闸墙的计算相同。门扇的厚度，当表压力不超过3040大气压力时，用3565mm的钢

26、板制成，或在工字钢两面焊以一定厚度的钢板，当压力更大时，可用铸铁浇灌而成。水闸门门体的强度必须保。在承受水压时不挠曲，使门扇和门框紧密吻合。443)留防水煤柱对于井上下的各种水源，一般来说应尽可能将其疏干或堵塞中矿井充水的通道，彻底解除水的威胁，但这有时是不可能或不合理的，因此薄要利用一定宽度的煤柱来截住水源。按照有关规程规定，一般在下列情况下需要留防水煤柱，(1)当煤层直接位于地衰水体或含水层之下，而上述水源又无法疏干时；(2)当地表水体或强含水层等通过断层、裂缝与煤层有水力联系时；(3)在被淹井巷上面或下面的煤层与岩层中进行采掘工作，而被淹井巷中的积水不可能排除时；(4)相邻矿井开采同一煤

27、层，必须在矿井分界处留肪水煤柱。如果矿井是以断层分界时，要在断层两侧留有隔离煤柱。45合理确定防水煤柱尺寸的原则是：既能抵抗水的压力，又要尽可能械少煤炭损失。这是一个比较复杂的问题。因为它必须考虑到被隔水源的压力，水量，煤层的赋存状况、地质构造、围岩及煤的性质等各种因素。因此，目前国内外还没有得出一种公认的科学的计算方法。(1)当煤层直接与含水层或充水断层相接触，如果仅考虑抵抗水的压力时，则防水煤柱的宽度a可按下式计算：式中L巷道宽度，m；P水的压力，大气压；K允煤层的允许抗张强度，tm2。K允=K极/m，K极为极限抗张强度，m为安全系数(取25)。46上式是把防水煤柱视作材料力学中的简支梁，

28、略去煤柱自重，按其最大弯曲拉应力来计算煤柱厚度而推导出来的理论公式。计算煤柱厚度而推导出来的理论公式。(2)顶底板隔水层或断层带隔水层的最小安全理论厚度t可按下式计算：式中隔水层岩石的重率，tm3；H煤层顶底板承受的静水压力，tm2；L巷道底板宽度或工作面控顶距，m；K允隔水层的允许抗张强度，tm2。47当采掘工作面在含水层之上时取“_”号；采掘工作面在含水层之下时取“十”号。上式是把隔水层看作均质的双端固定梁，承受水压和隔水层自重的均布载荷而而推导出来的理论公式。用上述公式计算所得的安全隔水层厚度t，如果小于实际隔水层厚度，则可不留防水煤柱，否则按算得的t值，确定采掘工作面的停头位置与煤柱尺

29、寸。48应该强调指出，上述公式都是在假设简化条件后按完整的梁导出的理论公式。实际情况是煤层开采后不同的控顶措施会不同程度地破坏顶底板即梁的完整性。因此，用上述公式来计算巷道的防水煤柱或岩柱，以及缓倾斜煤层回采工作面底板隔水层的厚度还是可以的，但用来计算缓倾斜煤层回采工作面的顶板隔水层或急倾斜煤层回采工作面的顶、底板隔水层，则由于隔水层的完整性遭到破坏，其计算结果是值得怀疑的。由于实际情况的复杂性，故按公式计算的数据必须参照各矿经验加以修正。495、堵水堵水就是将制成的浆液通过管道压入地层裂隙，经凝结、硬化后即起到堵隔水源的目的。注浆堵水的工艺过程和所用设备比较简单，效果较好，它已成为矿山、水工

30、建筑。铁道等方面防治地下水害的有效方法之一。目前在国内外都得到了广泛的应用。注浆堵水，一般在下列条件下应用：1)当老空水或被淹井巷的水与强大水源有密切联系，单纯采用排水的方法排除积水成为不可能或不经济时。2)当井筒或巷遭必须穿过一个或若干个含水丰富的含水层或充水断层，如果不堵住水潭将给矿井建设带来很大的困难与危害，甚至不可能掘进时。503)当井筒或工作面发生严重淋水，为了加固井壁，改善劳动条件，减少排水费用等，可以采用注浆堵水措施。4)某些涌水量特大的矿井，为了减少矿井涌水量，降低常年排水费用，亦可采用注浆的办法以堵住水源。在注浆堵水工程中，合理选择注浆材料十分重要。它关系到注浆工艺、工期、成

31、本及注浆效果。目前国内外应用的注浆材料多种多样，可以分为硅酸盐类与化学类浆液两大类。51硅酸盐类浆液有单纯水泥浆与水泥水玻璃(硅酸钠)浆液两种。由于水泥的来源广、便宜、强度高，所以水泥仍是应用最多的注浆材料。但水泥浆的初凝时间太长，结石率低，而且在动水条件下易被冲走。水泥水玻璃混合浆液的初挺时间可以控制在一分钟以内，而且结石率可达百分之百。化学类浆液材料的种类较多。目前国内外用得较多的是丙凝(MG-646)、铬木素和脲醛树脂等。MG-646的枯度几乎和水一样，凡是水可以渗透到的地层，它都可以渗入。它的凝胶时间可以从几秒到几小时准确控制，并且在凝胶前粘度不变。52采用什么浆液应按注浆堵水的水文地

32、质条件以及施工的要求而确定。在基岩裂隙条件下，进行地面预注浆或井筒工作面预注浆时，由于需要的浆液量多且要求浆液有较高的抗压强度，一般采用水泥浆或水泥水玻璃混合浆。当进行井倚壁后注浆时，需要浆液量小，而且要求凝胶时间快并能准确地控制，一般可用水泥水玻璃浆液、铬木素等。在冲积层注浆时，对于粗砂、中砂可采用水泥水玻璃浆液，对于细砂、粉砂、砂质粘土以及细小裂隙，宜采用可靠性好的各种化学类浆液。对于溶洞、断层，破碎带和突水事故的处理等，目前采用的办法是，先灌注惰性材料，如砂子，炉碴，岩粉、砾石、锯末等，以充填过水通道，缩小过水断面，增加浆液流动阻力，减少跑浆；然后再灌注快凝水泥水玻璃浆液，或采用强度较高

33、的化学浆液材料。53为了取得注浆堵水的预期效果，必须首先查明突水地点，补给水源，溶洞大小，裂隙宽度与分布规律以及断层错裂程度，断层带宽度、岩石破碎情况等，以便制定切合实际的注浆堵水方案。注浆堵水方案主要包括：确定堵水部位，钻孔布置，注浆材料的配比和数量，注浆方法，注浆禹统，施工工艺和方法，堵水效果观测以及安全措施等。54注浆堵水方法可分为动水注浆与静水注浆两种。静水注浆，浆液不易流失，容易控制，但有时为了达到静水状态，必须增加许多辅助工作和工程设施。动水注浆，若地下水流遍不大时，有助于浆液运动扩散，充填空隙，对注浆有利，但如果水流速度过大，则容易冲走浆液，不利于充填固结。因此，在动水注浆时，可

34、根据浆液扩散距离，在浆液中加入适量的促凝剂(水玻璃、氧化钙等)或缓凝剂(磷酸氧二钠、鞣酸钠，木质亚硫酸等)，能取得较好的效果。55144矿井突水及处理1441透水预兆实践证明，井下采掘工作面发生透水之前，一般都有某些征兆。广大煤矿职工在长期与水害斗争的实践中，摸索和总结出的一些透水预兆如下；1、煤层发潮发暗。煤层本来是干燥，光亮的，由于水的渗入，就变得潮湿、暗淡，如果挖去一层，还是这样，说明附近有积水。2、巷道壁或煤壁“挂汗”。这是由于压力水渗过微小裂隙凝聚于岩石和煤层的表面。3、煤层变冷。煤层含水时，能吸收人体较多的热量，所以，用手摸时有发凉感觉。4、顶板来压，淋水加大，或底板鼓起并有渗水。

35、565、出现压力水流(或称水线)。这表明距离水源已经较近，应观察水流情况，如出水清净说明水源较远，出水混浊，说明离水源很近。6、煤层有水挤出井产生“嘶嘶”声，有时尚能听到空洞泄水声。这是属于险期征兆。7、工作面有害气体增加。积水区常有气体散发出来，一般是沼气，二氧化碳和硫化氢等。8、煤壁或巷道挂红，酸度大，水味发涩和有臭鸡蛋味。这是由于积水年久，水中溶解了许多杂质，含铁能使水变成红色，含硫化氢就有臭鸡蛋味，酸性水发涩。57矿井水的类型不同，出现的预兆也不同。1、老空水老空水多半年代很久，水量补给较差，一般属于“死水”。所以，挂红、酸度大，水味发涩，是老空水的特点。2、断层水断层附近岩层较为破碎

36、，故一般出现工作面来压，淋水增大，断层水一般补给比较充分，多属“活水。因此，很少出现挂红，水无涩味。在岩巷中遇到的断层水，有时能在岩缝中见到淤泥，底部出现射流，水呈黄色等。3、溶洞水大多在石灰岩中遇到，有时出现顶板来压，柱窝渗水，裂缝浸水等现象。由于溶洞大部受水长期浸蚀，水呈黄色或灰色，带有臭味，有时也能出现挂红。4、冲积层水在浅部掘进井筒时常遇到冲积层水。如果隔离煤柱过小，在井下回采冒落后，裂隙沟通冲积层，也能遇到冲积层水。冲积层水的特点，一般是开始水小，水色发黄，夹有砂子，以后变大。58以上仅是一般的预兆，有时也会遇到特殊情况，如过断层时有的就没有出现什么预兆，只是压力增大，以后支柱压断，

37、水才下来。又如巷道上方仅是一条盲巷通老空，并有较厚的淤泥隔水。预兆不明显，造成假象，结果当巷道送过去即引起岩石松动、发生突然透水。当发现工作面有涌水预兆或发生大量涌水时，说明已接近积水区，此时不能麻痹大意，应停止作业，井迅速报告矿调度室，采取有效措施，以防止透水事故的发生。591442进水时的措施当井下某地点发生突然透水事故时，现场工作人员除立即报告上级领导外，应发扬临危不惧的革命精神，在班，组长或老工人的指挥下，迅速组织抢救，首先应尽可能就地取材，加固工作面，设法堵住出水点，以防止事故的继续扩大。如果情况危急，水势很猛，无法抢险，则应有组织地沿着规定的避灾路线避开压力水头)迅速撤至上一水平或

38、地面。矿领导接到透水报告以后，应立即通知矿山救护队，同时根据事故地点和可能波及的地区，通知有关人员撒出危险区域，并关闭有关地区的水闸门。60井下人员万一来不及全部撒至安全地点，而被堵在上山独头巷道内，遇难人员应保持镇静，避免体力的过度消耗，等待救援。如果是多人遇难，应发扬团结互助精神，共同克服一切困难，要坚信上级党组织一定会设法全力营救，是能够安全脱险的。井下排水设备，在透尔后应全部启动排水，水泵司机和维修工人必须发扬高度负责精神，坚守岗位，精心看管和维护排水设备，使其始终处于完好状态。611443恢复被淹井巷时的注意事项当矿井或某区域被淹以后，各级领导应准确地查核井下人员，如果发现尚有人员被

39、堵于井下，则应首先制定营救人员的措施。为此，应判断人员可能的躲避地点，并要根据涌水量和排水设备的能力，估计排腺积水的时间。当判断人员被堵于独头上山时，则可根据水源的水位，计算井下积水标高，若水源水位低于独头上山的最高标高，必要时可以通过钻孔向井下输送食物等，否则即不能打钻，以免放走空气降低空气压力，引起水位上升。62排除积水的方法有：1、直接排千法这一方法就是增加排水能力，直接将所透出的全部积水(包括静储量与动储量)加以排干。此法只能用于水量不大或在补给水源有限的情况下；2、先堵后排当井下涌水量(动储量)特别大，用强力排水不可能排干时，则必须先堵住涌水通道，截住补给水源，然后再排水。在整个恢复

40、工作期间，必须十分注意通风工作。因为在被淹井巷内常积存着大量有害气体(CO2、H2S、CH4等)，随着水位的下降，上述气体即大量排出。因此，应事先准备好局扇，随着排水工作的进行，逐段排除有害气体。63此外，排水恢复期间还需采取以下安全措施：1、经常检查瓦斯含量。当井筒空气中瓦斯含量达0.75时，即应停止向井筒输电排水，井加强通风，对井下气体应定期取样分析，拌水时每班取样一次，当水位接近井底时，每二小时取样一次，此时排水看泵人员应由矿山救护队员担任。2、严禁在井筒内戊井口附近用明火灯或有其它火源，以防止井下瓦斯突然大量涌出时引起爆炸。3、在井筒内进行安装排水管或其它工作的人员都必须佩带安全带与自救器。4、在修复井巷时，应特别注意防止冒顶与坠井事故的发生。