演马庄煤矿断层突水特征及其预测预报方法
矿井水灾的预测和突水预兆
编号：AQ-JS-00790( 安全技术)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑矿井水灾的预测和突水预兆Prediction of mine flood disaster and water inrush omen矿井水灾的预测和突水预兆使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
1．矿井水灾的预测矿井水灾的预测是指矿井在开采前，根据地质勘探的水文地质资料及专门进行的水害调查资料，确定矿井水灾的危险程度，并编制矿井水灾预测图。
(1)矿井水灾危险程度的确定①用突水系数来确定矿井水害的危险程度。
突水系数是含水层中静水压力(kPa)与隔水层厚度(m)的比值，其物理意义是单位隔水层厚度所能承受的极限水压值。
②按水文地质的影响因素来确定矿井水害的危险程度。
该方法是按水文地质的复杂程度将矿区的水害危险程度划分为5个等级。
(2)矿井水灾预测图的编制。
根据隔水层厚度和矿区各地段的水压值，计算某开采水平的突水系数，编制相应比例的简单突水预测图，然后根据矿区突水系数的临界值，圈定安全区和危险区。
水灾预测图的另一种编制方法是在开采平面图上圈定地下水灾的等级区域，据此制定最佳矿井规划和防治水害的措施，加强危险区域的监测，保证安全生产。
2．矿井突水预兆矿井突水过程主要决定于矿井水文地质及采掘现场条件。
一般突水事故可归纳为两种情况：一种是突水水量小于矿井最大排水能力，地下水形成稳定的降落漏斗，迫使矿井长期大量排水；另一种是突水水量超过矿井的最大排水能力，造成整个矿井或局部采区淹没。
在各类突水事故发生之前，一般均会显示出多种突水预兆。
(1)一般预兆：①煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。
煤矿突水水源判别与水量预测方法综述
第40卷 第3期 煤田地质与勘探Vol. 40 No.32012年6月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Jun . 2012收稿日期: 2011-10-30作者简介:杨海军(1986—), 男, 四川广安人, 硕士研究生, 从事水文地质研究.文章编号: 1001-1986(2012)03-0048-07煤矿突水水源判别与水量预测方法综述杨海军1,2，王广才1,2(1. 中国地质大学水资源与环境学院，北京 100083； 2. 生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北 武汉 430074)摘要: 突水严重制约着煤矿安全生产。
突水灾害的防治是涉及多学科多方法的系统工程。
矿井突水水源快速判别和矿井涌水量准确预测是突水灾害防控的重要环节。
从矿区地质环境精细探测、地下水循环交替特征和数学模型研究及应用等方面，总结了国内外煤矿突水预测的主要进展。
对判别突水水源和预测涌水量的各种方法进行探讨，概述了各种方法的原理、应用现状及其适用条件。
关 键 词：煤矿突水；预测；判别；涌水量；模型中图分类号：P641.4; TD74 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2012.03.012Summarization of methods of distinguishing sources and forecasting inflow ofwater inrush in coal minesYANG Haijun, WANG Guangcai(1. School of Water Resources and Environment , China University of Geosciences , Beijing 100083, China ;2. State Key Laboratory for Biogeology and Environmental Geology , Wuhan 430074, China )Abstract: Water inrush seriously restricts the safe production of coal mine. The prevention and control of water inrush disaster is a systematic engineering which involves many disciplines and methods. Distinguish-ing sources of water inrush quickly and forecasting water inflow accurately are important links for the pre-vention and control of mine water inrush. In terms of fine investigation of geology environment of mine, the research on the characteristics of circulation and alternation of groundwater, and the research and application of mathematical models, the paper summed up the main domestic and international progress in prediction of coal mine water inrush, and discussed various methods of distinguishing sources of water inrush and fore-casting water inflow, and summarized the theory, application status and application conditions of the methods. Key words: coal mine water inrush; forecasting; distinguishing; water inflow; model我国是煤矿水害多发的国家，突水造成的直接经济损失一直排在各类煤矿灾害之首，特别是华北石炭-二叠系煤田和南方晚二叠系煤田受岩溶水的威胁严重，突水事故频繁[1]，亟待解决。
矿井水灾的预测和突水预兆
矿井水灾的预测和突水预兆随着现代社会的迅速发展，资源开采一直是人们关注的重点之一。
而矿井作为重要的资源开采基地，其安全问题也引起了广泛的关注。
其中，矿井水灾和突水是矿井安全事故中最为常见的情况之一，特别是突发水灾更是给井下工人带来了巨大的威胁。
因此，如何预测矿井水灾和突水预兆，成为了当前矿井安全工作中的重要问题之一。
一、矿井水灾的预测方法矿井水灾是指矿井内部水体超过其排水能力，造成井下环境突然改变，甚至导致生命财产损失的安全事故。
为了预测矿井水灾的发生，目前常用的方法主要有以下几种：1.水位监测法：一般会在井下设立水位测量点，并通过实时监测井下水位的变化，及时发现和预测矿井水灾的发生。
2.气体检测法：利用井下“瓦斯站”等设备，检测井下的气体含量和组成等信息，从而推测矿井水灾的情况。
3.声波检测法：根据声波的传播速度和路径，检测井下的水体状况，并结合井下实际情况进行分析，推测矿井水灾的可能发生。
通过以上方法的综合运用，可以有效地提高矿井水灾的预测准确率。
二、突水预兆的识别方法突发水灾是指未被预测到的突然发生的水灾。
突水预兆的识别，对于及时采取应对措施、最大程度降低损失具有重要意义。
因此，常用的突水预兆识别方法主要有以下几种：1.地质构造分析法：通过对矿区地质构造的分析，识别地质断层、水文圈等对突水有一定影响因素，提前预判突水风险。
2.井下环境监测法：通过井下环境的气体、水质、温度等参数的实时监测，发现井下环境的异常变化，从而推测突水风险。
3.声波检测法：通过矿井中声波的传播路径和速度等特征，判断井下水体状况，从而推测矿井的突水风险。
综上所述，预测矿井水灾和突水，虽然其中所包含的技术领域十分广泛，但仍然需要不断地探索、创新和完善，使得其应用更具普及性和实用性，以更好地保障矿工们的安全。
矿井突水的预兆
矿井突水的预兆矿井突水是矿井安全中常见的灾害之一，一旦发生，往往会造成重大的人员伤亡和财产损失。
因此，如何在事前发现矿井突水的预兆，将其及时控制和处置，是矿井生产安全管理中的关键措施之一。
在本文中，我们将探讨矿井突水的预兆和控制方法。
矿井突水的预兆矿井突水的预兆表现形式多种多样，但常见的预兆主要有以下几个方面：地质构造矿井突水的发生往往与地质构造有关。
有些矿井在遇到某些构造时容易出现突水，因此，在勘探、设计和施工中，要充分了解地质构造特点，做好预防措施。
煤层煤层是矿井突水的主要来源。
煤层裂隙与伸展构造等均可作为矿井突水的通道。
此外，煤层瓦斯指标也是矿井突水的重要指标之一。
矿井地质环境矿井地质环境包括地下水和岩层等。
地下水是矿井突水的重要来源之一，而岩层的稳定性直接影响矿井突水的发生。
矿井内部环境矿井内部环境主要包括采掘工作、支护工程和通风等方面。
采掘工作的升降速度和采掘工艺等因素都可能影响矿井突水，因此需要进行科学合理的管理。
支护工程的质量和实时监测也是防止矿井突水的重要手段。
煤与瓦斯煤与瓦斯作为矿井生产的主要物质，其存在也是矿井突水的重要原因之一。
煤尘、瓦斯检测指标的异常波动常常表明煤与瓦斯的压力和储量等出现了问题。
矿井突水的控制方法针对矿井突水的各种预兆，下面将从多个方面阐述矿井突水的控制方法。
信息化管理信息化管理是预防矿井突水的重要手段之一。
矿井生产安全管理中的信息化管理主要包括煤炭信息化、安全信息化、环保信息化、物流信息化等。
这些信息化系统可协助管理员工及时掌握矿井生产状况，实时分析信息数据，并及时采取应对措施。
机械设备管理机械设备是矿井生产的重要保障。
机械设备管理包括设备更新、维修和保养等。
只有机械设备能够正常运转，才能保障矿井生产的连续性和稳定性。
支护管理采煤过程中支护质量的优劣直接影响矿井的稳定性。
支护管理应从设计上规划，制定完善的支护方案，做好支护工程的实时监测，并加强维修保养。
演马庄矿煤与瓦斯突出灾害监控预警技术研究
演马庄矿煤与瓦斯突出灾害监控预警技术1、演马庄矿煤与瓦斯突出预警系统概况演马庄矿主采二1煤层为严重突出煤层，煤层瓦斯含量8.27m3/t～25.31m3/t，瓦斯压力0.48～1.22MPa，煤的坚固性系数0.16～1.27，煤层透气性系数0.2～0.457 m2/MPa2·d。
自建井至今共发生煤与瓦斯突出39次，始突标高-50m。
演马庄矿前期已经进行了煤与瓦斯突出综合预警技术研究，建立有煤与瓦斯突出综合预警系统，为煤与瓦斯突出突出灾害监控预警技术的应用示范提供了良好的基础。
本次将在演马庄矿已有的煤与瓦斯突出综合预警系统基础上，一方面对综合预警数据库及预警平台进行升级改造，使其满足监控预警需求，另一方面将对瓦斯参数自动获取、突出参数自动获取、物探信息获取等技术进行集成，构建起煤与瓦斯突出监控预警系统；同时依据现有演马庄矿二1赋存情况，掌握其瓦斯赋存规律，编绘演马庄矿二1煤层的瓦斯地质图。
煤与瓦斯突出灾害监控预警技术应用示范的总体方案如图1所示。
图1 煤与瓦斯突出监控预警技术示范方案2、演马庄矿煤与瓦斯突出预警数据库及预警平台升级改造在分析研究演马庄矿现有的突出预警综合数据库存在的问题与不足基础上，基于监控预警数据存储需求，采用面向主题的数据库设计模式，设计各主题数据存储模式，编制数据字典；然后基于监控预警模型需要，设计对应的数据挖掘模型，据此设计数据库的存储过程、函数；最后根据数据库逻辑模式，设计实现物理数据库，并进一步测试数据库性能、完备性、安全性。
根据煤与瓦斯突出灾害监控预警功能需求，结合各相关动态参数在平台上展现方式要求，对演马庄矿现有的综合预警平台进行升级改造，实现煤与瓦斯突出灾害监测预警功能如图2所示。
图2 监控预警平台界面4、演马庄矿煤与瓦斯突出灾害相关信息在线监测及自动获取技术应用示范煤与瓦斯突出监控预警系统的物理结构如图3所示，各种监测信息分别通过不同的途径上传到监控预警信息采集服务器，经采集服务器对数据进行整合后进一步上传到监控预警服务器。
演马庄矿第四季度防突措施计划.
演马庄矿第四季度防突措施计划一、矿井基本概况演马庄矿隶属焦作煤业（集团）有限责任公司，位于焦作市东部约20公里，东邻九里山矿井田，西接韩王井田，北起二1煤层隐伏露头线，南到凤凰岭断层。
井田走向长4.3～7.5km，倾斜宽0.9～3.1km，井田面积为14.87km2，可采储量4574.42万t，矿井开拓方式为立井多水平上下山，回采方式为后退式走向长壁分层开采，全部垮落法管理顶板。
演马庄矿由武汉煤矿设计院设计，1958年建井，1961年4月投产，设计生产能力45万吨/年，矿井经多次改扩建，目前核定生产能力90万吨/年，剩余服务年限27年。
根据2012年矿井瓦斯等级鉴定报告，2012年演马庄矿绝对瓦斯涌出量为80.22m3/min，相对瓦斯涌出量97.15 m3/t，为煤与瓦斯突出矿井。
经抚顺煤科院的鉴定，煤尘不具爆炸性，煤层不具自燃倾向性。
无地温异常。
演马庄矿为中央边界与两翼对角混合式通风方式，抽出式通风方法；主、副井和东四斜井进风，东、西两个风井回风。
东、西风井均安装两台主要通风机，（东风井安装两台BDK618-8-No.28型对旋式通风机，西风井安装两台FBCDZ618-8-No.28型对旋式通风机），其中一台运转，一台备用。
二、采掘作业地区计划采煤工作面：第四季度采煤工作面有：27131工作面（上段）、25093工作面。
27131工作面（上段）可采储量15.39万吨，剩余可采储量9.98万吨。
25093工作面可采储量3.58万吨，剩余可采储量2.03万吨。
共计划日产1000吨。
煤巷掘进工作面：第四季度掘进工作面分别为，27131下切眼计划掘进92m；二五煤柱切眼计划掘进107m;27112回风巷（上）计划掘进140m。
区域治理巷道：0m。
瓦斯抽采钻孔：计划钻孔进尺30125m。
其中：27191回风抽采巷施工穿层钻孔进尺3375m；27151运输巷顶板瓦斯抽采巷施工穿层钻孔17900m；27下山底板轨道施工穿层钻孔进尺1850m;27131工作面施工顺层钻孔7000m。
矿井突水的预测预报
大量突水资料统计分析得出的，我国一些突水资料丰富的矿
区总结出的 TS 值见表 1。 表 1 我国一些矿区的临界突水系数
矿区
临 界 突 水 系 数 /MPa·m
峰峰、 邯郸 焦作 淄博 井陉
0.06~0.076 0.060~0.100 0.060~0.140 0.060~0.150
突水系数是通过长期生产实践总结出的一种规律性认 识，在煤矿生产实践中得到了广泛的应用，对评价与预测煤 矿底板突水起到了积极的作用。但也存在一些问题：
70 到 80 年代，人 们 发 现 利 用 突 水 系 数 进 行 突 水 预 测 预
报不准确，究其原因，一个根本问题是未考虑矿压对底板的
破坏因素。 因此煤炭科学研究总院西安分院水文所对式（ 1）
进行了 2 次修改，修改后的表达：
Σ T= P = M-CP
n
P Mi δi -CP
（ 2）
i=1
式中 CP — ——矿压破坏深度，m；
（ 1） 具 有 突 出 危 险 煤 层 或 高 瓦 斯 煤 层 。仅 用 增 大 风 量 的 办法来稀释瓦斯，在技术上不合理，经济上不合算。
（ 2） 岩 层 的 工 程 地 质 条 件 较 好 。工 程 地 质 条 件 能 够 满 足 倾斜高抽巷的布置，并且工作面采过后不会很快被破坏。
（ 3） 煤 层 埋 藏 较 深 的 矿 井 。地 面 钻 孔 抽 采 方 法 在 技 术 上 难以实现，或经济上不合理的矿井。
图 1 矿井突水预测预报方法 2.1 矿井突水的中长期预报[1]
综上所述，矿井突水的中长期预报研究非常活跃，其主
要是对矿井突水的空间预报（ 可预报至空间点） ，根据其发展
技术
第 29 卷
煤矿工人安全知识—水害的预测预报与突水时怎样避灾
煤矿工人安全知识—水害的预测预报与突水时怎样避灾一、水害是可以猜测预报的矿井水害可以猜测预报吗?回答是：水害是完全可以猜测预报的。
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状况都有详尽的了解和论述。
矿井生产中每个采区、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制定和施工安排时，都有防治水的内容，即具体的防治水制定和措施，这就使井下防治水有了重要前提和确保。
经过多年的研究和施行，我国矿井防治水的技术和仪器设备水平都有了很大的进步，可以用较先进的设备和仪器勘探地下的水文地质条件；可以用物探的方法探测含水层和水体的存在；可以用放水试验的方法确定采煤区的突水条件；可以用联通试验的方法确定地下水的运动规律……。
所有这些都为矿井水害的猜测预报提供可能和条件。
此外，我国务生产矿井都总结并执行了一套完整的防治水管理制度，这些制度概括起来有：(1)防治水资料的编制和审批制度。
所有地质水文地质报告、各类地质水文地质说明书、各项防治水措施都要按业务权限逐级进行审批。
(2)严格的防治水检察制度。
多年来我们已经完善了一整套防治水检查制度，大到整个矿区的防治水规划，小到掘进头的防治水措施，细而不漏。
(3)防治水害猜测预报制度。
对水害状况按年、按季、按月或旬定期发送通知单，对重点水害地区不定期随时发送通知单。
二、突水时怎样避灾井下一旦发生突水事故，在场的工作人员应马上将灾情向矿井调度室汇报。
人员必须听从班组长指挥，迅速撤退。
俗话说：“人往高处走，水往低处流〞。
突水时，人员应撤退到上一个水平或地面。
技术人员在制定有水害威胁地区的安全措施时，应包括人员的避灾路线。
这条路线选好之后，应向这个地区的所有人员进行落实，在平常还要利用上下井的机会让工人多熟悉几次。
在巷道交岔点应设有路牌，并设有灯光照明，上山独头巷道的路牌上应标有“此路不通〞的字样。
矿井突水预测理论方法及监测技术总结
矿井突水预测理论方法及监测技术总结摘要：本文详细阐述了矿井突水征兆和突水水源的识别方法，并总结了近年来矿井突水推测的理论方法及监测技术。
关键词：矿井突水突水征兆突水推测监测我国经济连续高速进展与国家安全战略离不开能源和矿产资源的强有力支撑，而地下开采方式是目前我国获得多种能源资源与矿产资源的重要途径。
随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，矿井突水问题日益严峻，专门是近几年，矿井突水事故频繁发生，给人民生命财产造成重大缺失，严峻阻碍和制约着矿山的安全生产。
因此，开展采动条件下矿井突水推测预报理论及监测技术研究，关于采动岩体突水推测与防治、开采方法的改进、安全度的评判具有重大理论意义和实际价值。
1 矿井突水征兆从开拓工作面开始，进展到突水的期间内，在工作面及其邻近往往会显现一些征兆。
a. 承压水与承压水有关断层水突水征兆：①工作面顶板来压、掉渣、冒顶、支架倾倒或折梁断柱现象；②底软膨胀、底膨张裂。
这种征兆多随顶板来压之后发生，且较普遍，在采掘面围岩内显现裂缝，当突水量大、来势猛时，会伴有“底爆”响声；③先出小水后出大水也是较常见的征兆；④采场或巷道内瓦斯量显著增大。
b.冲积层水突水征兆：①突水部位岩层发潮、滴水，且逐步增大，认真观看可发觉水中有少量细砂；②发生局部冒顶，水量突增并显现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清、时混；③发生大量溃水、溃砂，这种现象可能阻碍至地表，导致地表显现塌陷坑。
c.老窑水突水征兆：①煤层发潮、色暗无光；②煤层“挂汗”；③采掘面、煤层和岩层内温度低“发凉”；④在采掘面内若在煤壁、岩层内听到“吱吱”的水呼声时，表征因水压大，水向裂隙中挤压发出的响声，说明离水体不远了，有突水危险；⑤老窑水一样呈红色，含有铁，水面泛油花和臭鸡蛋味。
2 矿井水源的识别采掘过程中发觉突水征兆，及时警告并采取必要防范措施，以减缓或防止突水事故发生。
矿井突水后，如何查清水源，达到有针对性的治理，则是矿井显现突水后的一个重要问题。
煤矿水灾预测方案
煤矿水灾预测方案煤矿水灾是指地下煤矿在开采作业中，煤层地下含水层或水体泉目下的水突然或逐渐涌入掘进空间，导致采区水的超涨、泥石流、火灾、瓦斯、透水以及危及生产和事故发生的一种突发事件。
煤矿水灾是煤矿安全生产中常见的安全隐患之一，对于预防和控制煤矿水灾具有重要意义。
煤矿水灾的预测指标为了实现对煤矿水灾的预测，需要明确相应的预测指标。
一般来说，可采用以下主要预测指标：1. 岩爆、顶板、底板1.岩爆岩爆是指煤体中某一部分受到应力集中，瞬间发生破裂挤出和飞出的现象，破裂面称为岩爆面。
发生岩爆后，煤体中会出现孔隙和微裂隙，使水从地下渗透到采空区内，导致采空区内降水水平上升或者超涨。
因此，岩爆是预测煤矿水灾的重要指标之一。
2.顶板煤矿采掘过程中，顶板的稳定性一旦受到破坏，就会引起采空区内大量岩屑倾倒和层理板块的崩落，这些倾倒和崩落物质的填充让采空区出现新的通道，从而加剧地下水的渗漏。
因此，顶板的稳定状况也是预测煤矿水灾的重要指标之一。
3.底板底板是指煤矿的煤层下方的岩层，通过对底板的水文地质分析可以预测底板可能发生的断层、滑动或溃塌等破坏情况。
底板破坏后，不仅会导致采区地面塌陷，还会影响地下水的流动，从而增加煤矿水灾的风险。
2. 钻孔监测钻孔是一种十分有效的监测手段，通过钻取不同深度的孔眼，可以利用钻孔地质信息和水文地质数据对煤层底部的水文地质情况进行分析和研究。
钻孔监测可以通过监测钻孔孔壁裂隙情况、采水能力和水位变化，来预测采区地下水的运动状态和水位、水压变化情况。
3. 超前钻沟带超前钻沟带是在采前开掘煤矿时，先进行的一种开采前准备工作，其主要目的是为了对煤层及其下方的基岩进行探测，了解煤层下部的地质情况，识别潜在的灾害隐患区域，为后续的采煤作业提供地质环境和基础支撑。
通过越过预测的潜在灾害区域，可以更好地保证煤矿开采的安全性。
煤矿水灾的预防与控制在煤矿安全生产过程中，及时预测、预防和控制煤矿水灾是保障煤矿生产安全的重要措施。
突水微震监测预警技术在演马庄煤矿的应用
收稿日期：2012－09－01作者简介：赵麦来（1977—），男，河南焦作人，助理工程师，1997年毕业于焦作煤炭工业学校，现从事煤矿防突工作。
突水微震监测预警技术在演马庄煤矿的应用赵麦来，王飞，王尧(河南煤业化工集团焦煤公司演马庄煤矿，河南焦作454000)摘要：演马庄煤矿属于典型的煤与瓦斯突出和突水矿井，突水隐患严重威胁着矿井的安全生产。
为了防治突水危害，利用高精度BMS 微地震监测技术对矿井突水危险性进行实时预测预报。
在该矿27111工作面布置测点，共监测到52个有效微震事件，并在此基础上对煤层顶底板破裂规律及岩体裂隙场分布规律进行了分析，提出了该工作面的防治水建议。
关键词：顶底板；微震监测；突水中图分类号：TD745．2文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）12－0100－05Application of Microseismic Monitoring Warning Technology of Water Inrush in Yanmazhuang Coal MineZhao Mailai ，Wang Fei ，Wang Yao（Yanmazhuang Coal Mine of Jiaozuo Coal Industry Company of HNCC ，Jiaozuo 454000，China ）Abstract ：Yanmazhuang Coal Mine is a typical mine shaft with water inrush ，coal and gas outburst danger．Water inrush has become a threat to the safe production of the coal mine．To prevent the hazard of water inrush ，high precision BMS microseismic monitoring tech-nology was used for real-time water inrush risk monitoring ，measuring points were designed on 27111working face ，52effective seismic events were monitored ，the laws of coal seam roof and floor crack ，the distribution of fracture were analysed ，too．Finally ，water prevention countermeasures were proposed for 27111working face．Keywords ：roof and floor ；microseism monitoring ；water inrush焦作矿区北部为太行山区，裸露的寒武、奥陶系灰岩岩溶裂隙发育，降水及地表水沿岩溶裂隙及断层破碎带向下渗透，成为矿区水的补给水源。
煤层断层透水风险的物探超前预报
煤层断层透水风险的物探超前预报当地表水和地下水通过断层等地质构造涌入矿井，而涌水量超过矿井的正常排水能力时，会造成煤矿严重的透水事故。
文章从断层构造的特点及类型发出，介绍了煤层断层透水超前物探设备及方法，就如何防止煤矿透水事故的发生，提出了三种不同的断层超前探水技术。
标签：煤层断层；透水；物探在漫长的地质发展过程中，地壳在内、外力地质作用下，不断运动演变，所遗留下不同的地质构造，地质构造规模各有不同，复杂大型的地质构造也是由一些基本构造形态组合而成的，如褶曲和断层。
断层构造作为地质构造中的一类，是地壳运动、变化的具体表现。
断层构造的形成，是由于受地应力的作用，使地壳发生剧烈的运动而导致地层发生断裂、错位的结果。
断层一直是干扰正常煤矿生产活动的危险因素，严重制约着煤炭企业产出，也给矿工的生命安全造成极大地隐患。
因此，如何降低断层构造对煤矿安全生产的影响，并合理利用断层为生产服务，是一项具有重要意义的工作。
1 断层构造的特点及类型走向、倾向和倾角是用来描述地质构造在空间的位置。
岩体受地壳运动的作用，受力变形达到一定程度后，在其内部产生了许多断裂面，使岩石丧失了原有的连续完整性，称为断裂构造。
断裂构造可分为两种类型：节理和断层。
岩体受力断裂后，如断裂面两侧的岩块发生了显著位移，则这种构造现象称为断层。
断层规模大小不一，相对位移也不相同。
1.1 断层要素1.1.1 两侧的岩体发生相对位移的断裂面，称为断层面。
地壳中的断裂变动，往往不是局限在一个断层面上进行的，而是沿着许多破裂面运动，因此，断层面不是一个面，而是一个带（即断层带）。
断层规模越大，这个带就越宽，破坏性质越复杂，破坏程度也越严重。
大断层带有时可宽达数十米至数百米，它的长度差别也很大，长者可达数公里至数千公里。
在断层面上常可找到一些断裂错动的证据，例如断层擦痕、断层泥、断层角砾岩、糜棱岩等。
1.1.2 断层线是断层面与地面的交线，表示断层的延伸方向。
矿井突水的预兆与应急措施ppt课件
根据矿井突水的具体情况，制定相应的救援方案，包括救援人员的组织、救援 设备的配置、救援路线的规划等。
组织人员撤离危险区域
撤离通知
及时向矿井内的所有人员发出撤离通知，告知突水的危险性 和撤离的必要性。
组织撤离
组织人员有序撤离危险区域，确保所有人员的安全撤离。
及时向有关部门报告情况
报告内容
安全培训
加强矿工的安全培训，提 高他们对突水的认识和应 对能力。
技术水平
提高矿工的技术水平，使 他们能够正确操作设备、 判断危险情况并及时采取 措施。
应急演练
定期组织应急演练，提高 矿工在应对突水时的应急 反应能力。
03
矿井突水的应急措施
立即启动应急预案
启动应急预案
一旦发现矿井突水的迹象，应立即启动应急预案，组织应急救援队伍，明确各 部门的职责和任务。
建立健全矿井安全管理制度
制定安全规程
隐患排查
制定详细的安全操作规程，包括作业 规程、应急预案等，确保矿工在遇到 突水时能够迅速、正确地应对。
建立隐患排查制度，及时发现并处理 可能引发突水的隐患。
定期检查
定期对矿井进行安全检查，包括设备 、设施、通风等方面，确保矿井安全 运行。
提高矿工安全意识和技术水平
预防措施不足
分析在预防矿井突水事件方面存在的不足和缺陷，包括地质勘探、 水文监测、排水设施等方面。
展望未来如何更好地预防和应对矿井突水事件
加强地质勘探工作
完善水文监测体系
提高地质勘探的精度和深度，对矿区的水 文地质条件进行全面了解，为预防矿井突 水事件提供科学依据。
建立完善的水文监测体系，对矿区的水文 情况进行实时监测和预警，及时发现和处 置潜在的水患。
“煤矿安全生产课件：煤矿突水灾害及应急预案”
安全培训
加强工人的安全意识和应急处置技能，确保他 们能够正确应对突发状况。
应急预案
制定科学合理的应急预案，明确责任分工和应 急响应措施，提高突水灾害应对效能。
风险评估
定期进行风险评估和综合评价，及时发现和解 决潜在的突水隐患。
煤矿突水灾害的应急预案编制
1
成立应急管理小组
确定应急管理小组的组成和职责，并
煤矿安全生产课件：煤矿 突水灾害及应急预案
在这个课件中，我们将深入探讨煤矿突水灾害的基本情况，突水原因，预警 与预测，以及应对措施。我们还将介绍应急预案的编制和实际应用示例。一 起来了解煤矿突水灾害的严重性和有效对策。
煤矿突水灾害基本情况
潜在危险性
煤矿突水灾害是指矿井煤层开采过程中突发 或长期存在的水在矿井内的充注、喷涌和涌 流造成的灾害。
山西晋能集团突水事故
因应急预案科学且紧密配 合，事故中伤亡人数得到进行抢 险，有效挽救了被困工人， 并最终成功转危为安。
煤矿突水灾害的救援措施
1 抗洪排涝
2 救援技术操作
使用专业的抗洪设备和方法进行排涝，降 低水位和压力。
根据突水现场情况，运用适当的救援技术 进行抢险和救援。
灾害风险评估
2
制定相关管理制度和工作流程。
对煤矿突水灾害的风险进行评估，制
定相应的应急预案。
3
应急资源准备
确保所需的应急资源，如救援队伍、
应急演练与培训
4
设备和物资，得到及时准备。
定期组织应急演练和培训，提高应急 响应的效能和工人的安全意识。
煤矿突水灾害的应用示例
江苏大唐矿业突水事故
通过快速实施应急预案， 成功避免了事故发展扩大， 保障了工人的安全。
演马庄矿水文地质特征浅析
Value Engineering• 109 •演马庄矿水文地质特征浅析Brief Analysis on Hydrogeological Characteristics of Yanmazhuang Mine吴斌强W U B in-q ia n g(河南焦煤能源有限公司演马庄矿，焦作454171)(Yanmazhuang Mine of Henan Jiaozuo Coal Energy Co.,Ltd.,Jiaozuo454171, China)摘要：本文以演马庄矿区域及矿井水文地质为浅析对象，对矿井充水条件、充水状况及主要含水层进行分析，总结了矿井建井以 来的突水点特征并提出了防范措施，为矿井安全生产提供了技术保障。
A bstract:In this paper,taking Yanmazhuang Mine and its hydrogeology as objects,to make a analysis of the mine water filling condition,water filling situation and the main aquifers,to summarize the characteristics of water inrush points since the mine construction and to put forward the preventive measures,in order to provide technical guarantee for the safe production of the mine.关键词：水文地质；充水条件;含水层；突水点特征Key words:hydrogeology；water filling condition；aquifer；characteristics of water inrush points中图分类号:P641.1 文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)13-0109-03〇引言演马庄矿处于北东向太行山背斜的东南翼，断裂构造 发育，各含水层之间水力联系密切，水文地质条件极为复 杂，自建井以来共发生lm3/m in以上突水事故47次，最大 突水量达320m3/min，淹地区2次，淹井2次。
煤矿地质灾害特征及预测方法
煤矿地质灾害特征及预测方法煤矿地质灾害属于地质灾害中较为严重的灾害之一，当出现塌方、突水、瓦斯突出等事故，严重威胁矿区作业人员以及周边群众的生命财产安全。
本文就此分析了我国煤矿常见的地质灾害，并进一步探讨了为降低煤矿地质灾害应当采取的应对措施，具有一定借鉴意义，以供同行探讨。
标签：煤矿；地质灾害；对策1 煤矿地质灾害的现状煤矿地质灾害主要是指人类在进行煤炭开采过程中遇到的各种安全问题，其中会涉及到地质环境的恶化和生命财产的损失。
地质灾害分为很多种，煤矿地质灾害只是其中的一小部分，却也是自然灾害中最为严重的。
煤矿贮藏在偏远的深山之中，开采难度极高，过度开采会在一定程度上加剧水土的流失，从而会造成地质表层的塌陷和山体的滑落。
煤矿开采而造成的地质灾害已经数不胜数，开采煤矿时会进行深层排水，這样会造成地下水资源的大幅度减少，严重则会造成水资源的大量匮乏。
煤矿资源隐藏在偏远的深山之中，强行开采必然会引发地壳的震动、岩浆侧漏和煤气爆炸。
2 煤矿地质灾害的预防措施2.1 提高认识，着力抓好煤矿安全生产工作各级都要从思想上重视煤矿安全生产，要从维护人民群众的根本利益及国家改革发展的大局出发，坚持以人为本，正确处理安全、生产、效益的关系；落实主体责任，改进煤矿安全生产工作，坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立安全生产的长效机制。
2.2 开展矿区地质情况调查矿区地质情况是发生各类地质灾害的地质背景，由于开采活动导致灾害加速，导致灾害程度增加。
所以要充分调查矿区内地形地貌、构造特点，了解地质灾害点的分布规律并采取措施，最大限度防患于未然，减少地质灾害的发生。
2.3 滑坡、地面塌陷地质灾害的预防措施滑坡、地面塌陷地质灾害是煤矿重要的地质灾害之一，不容忽视。
因此，针对可能发生的滑坡地质灾害，我们可以构建抗滑工程，利用挡墙、抗滑桩等措施进行预防；同时也要注意排水工程的建设，由于水是形成滑坡及崩塌的重要作用因素，在进行地表排水时，主要以拦截和旁引为主，用截、排水沟将地表水引入天然沟谷。
演马庄矿水文地质特征浅析
演马庄矿水文地质特征浅析吴斌强【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)013【摘要】In this paper, taking Yanmazhuang Mine and its hydrogeology as objects, to make a analysis of the mine water filling condition, water filling situation and the main aquifers, to summarize the characteristics of water inrush points since the mine construction and to put forward the preventive measures, in order to provide technical guarantee for the safe production of the mine.%本文以演马庄矿区域及矿井水文地质为浅析对象,对矿井充水条件、充水状况及主要含水层进行分析,总结了矿井建井以来的突水点特征并提出了防范措施,为矿井安全生产提供了技术保障.【总页数】3页(P109-111)【作者】吴斌强【作者单位】河南焦煤能源有限公司演马庄矿,焦作454171【正文语种】中文【中图分类】P641.1【相关文献】1.朝川矿水文地质特征浅析 [J], 姚倩2.发耳二矿水文地质特征及矿井涌水量预算浅析 [J], 刘秀珍3.江西省修水县洞下钒矿矿区水文地质特征浅析 [J], 胡公祥4.山西省西铭矿矿井水文地质特征浅析 [J], 刘云云5.山西省西铭矿矿井水文地质特征浅析 [J], 刘云云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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收稿日期:2005-04-10 作者简介:管恩太(1964-),男,河南封丘人,高级工程师,中国矿业大学(北京)地质工程博士生,主要研究方向为高承压水上采煤水害综合控制技术。
演马庄煤矿断层突水特征及其预测预报方法管恩太1,2(11中国矿业大学(北京),北京 100083;21焦作煤业(集团)公司,河南焦作 454002) 摘 要:论文用充分的突出实例分析和论证了断裂构造对矿井底板突水的影响,详细分析了断层对导水、贮水、缩短煤层与含水层间距及降低底板隔水层强度等突水因素所起的作用。
在此基础上,提出了进行底板突水中、短期预测预报的方法。
关键词:断裂构造;底板突水;预测预报 中图分类号:TD745 文献标识码:A 文章编号:1671-0959(2005)0720043203Characteristics of Floor W ater Irruption of F ault and ForcastMethods in Yanmazhu ang Coal MineGUAN En -tai 1,2(11China Univercity of Mining and Technology (Beijing ),Beijing 100083;21Jiaozuo Coal Mine Group Limited ,Jiaozuo 454002)Abstract :This paper analyses and proves the effect of fracturing structure to floor water irruption in coal mines with completely and typical examples.It analyses the effect of fault to transmissibility ,storage ,shortening the coal to aquifer and other elements.Based on this point ,the middle 2short 2term forcast methods in floor water irruption are put forward.K eyw ords :fracturing structure ;floor water irruption ;predict and forcast0 引 言矿井突水对煤矿生产的影响和危害是众所周知的。
演马庄矿奥陶系(O 2)和石炭系灰岩(L 2、L 3和L 8)岩溶十分发育,富水性强,加之断裂构造十分复杂,曾发生多次突水事故,其中小型突水(Q max <1m 3/min )7次,中型突水(Q max=1～10m 3/min )7次,大型突水Q max >30m 3/min )5次,最大突水量达320m 3/min ,多次造成全井被淹(见表1)。
表1 演马庄矿特大型突水简况突水时间突水点位置标高/m最大突水量/m 3・min -1水源断层落差/m19641913012121工作面-5489L 801966112118西大巷正前-69165214L 82131977181201441工作面-52120L 8、L 24019791319二一轨道下车场-196240L 2、O 28198515117二一轨道下车场-196320L 2、O 28 对历次突水的研究表明,本矿区的底板突水受多种因素的控制,其中最主要的影响因素是断裂构造。
对大型突水,尤其是导致淹井的突水,无一例外地都与断层的影响作用有关。
在不同的地质和水文地质条件下,断层对突水的影响在不同的特点。
分析和研究在各种情况下的断层突水机理,对防治矿井水害有十分重要的意义。
1 演马庄井田构造特征焦作煤田的区域构造位置处于不同的构造单元的交接处。
从西南伸入本区的是近东西走向的嵩箕构造带;西北部是相对较宽缓的山西中隆起,东部为N E 和NN E 正方向发育的伸展构造区。
本井田处于北东向太行山背斜和东南翼。
井田内的构造以断裂为主,且多为高角度正断层。
构造展布方向有三组,即N E —NN E 向、近EW 向和NW 向1区内主要断层有凤凰岭断层、九里山断层、马坊泉断层和方庄断层等。
演马庄矿正处于凤凰岭断层与九里山断层的交汇处(见图1)。
区内次级构造十分发育,断层密度较大,区内地层被34 2005年第7期 煤 炭 工 程 研究探讨 图1 演马庄矿构造位置与主要突水点分布示意图切割为若干断块致使灰岩含水层岩溶发育,富水性较强,为矿井的多次突水提供了水源条件。
2 断裂构造对突水的影响与机理211 断层缩短了煤层与含水层之间的距离当断层切过煤层和含水层时,断层两盘的位移会使煤层底板与对盘含水层之间的相对位置和距离发生变化。
许多情况下会使两者之间的距离缩短,使隔水层的有效厚度减小,有时甚至使煤层与含水层直接接触。
在这种情况下,如果采掘工作面揭露或接近断层带,就会使原来处于封闭状态的承压水突然涌出而形成突水,煤层与含水层之间的距离缩短多少则取决于断层的断距(落差)和断层的倾角。
21111 断层落差影响断层落差大小的不同可使断层两盘的煤层与含水层之间产生不同的接触关系。
如隔水层有效厚度变小,使煤层与含水层直接接触,使煤层与含水层的距离增大等。
它们都有可能引起突水,但突水时的来水方向显然不一样,在本井田内,前两种多在中、小型断裂,比较常见,突水的次数较多,其它几种情况相对较少。
由于断层使隔水层有效厚度变小而引起的突水事故很多。
如在掘进1441回风巷时,掘至80m处见一断层落差为315m,走向为N E48°,继续掘进10m又见断层,落差13m,于是停止掘进,改从1441西配风巷往上横贯,掘进50m后又见断层,向下退移24m向东作1441工作面回风巷时,于1977年8月19日掘至223m时发生底鼓突水。
开始时水量仅为012m3/min后逐渐增大到120m3/min,造成严重后果。
1441工作面原距底板L8含水层18m,距L3,为60m,距L2为90m,距奥灰105～120m。
由于断层落差影响,改变了断层两盘煤层与含水层的相对关系,使工作面距对盘L3仅30m,距对盘奥灰仅77m。
再加上该处位于断层交叉处,水压也较大(P=1118MPa),所以导致发生特大型突水。
21112 断层倾角的影响井田内断层在平面上和垂向上多数位置变化较大。
断层面倾角的变化也会改变煤层与含水层之间的关系,使两者之间的距离变短而引起突水。
如冯营矿1301工作,位于夏庄断层的上盘。
原推测断层倾角为70°,留设防水煤柱37m,隔水层厚40m。
实际上,该断层在深部突水剖面示意图变小,仅55°～60°。
这样就使煤柱的实际长度减少了,仅为18m,隔水层仅29m (见图2),在1178MPa水压力的作用下导致突水,突水达92178m3/min,造成了淹井。
图2 工作面突水剖面示意图212 断层的导水贮水作用由于构造的作用,断层带的岩性一般比较破碎,在充填胶结松散的情况下,断层破碎带具有良好的导水性和贮水性。
当断裂规模较大时,断裂带本身贮存的水就相当可观。
如果断层同时切穿多个含水层或与含水层有较好的水力联系。
就会对矿井形成较大的威胁。
断裂构造导水的意义主要有两个方面。
一方面,断层破碎带及旁侧理解裂隙可以把含水层中的承压水向含水层以上导开致一定高度,形成原始导高,使隔水层的有效厚度减小。
有时甚至直接将水导致煤层,使隔水层在局部地段完全失去阻水作用。
据测试结果表明,在本矿区,断层带附近的原始导高最大可达20m左右,并呈“带状”或“束状”分布。
使一些在正常条件下不突水的地方产生突水。
如12031工作面,隔水层厚度为20m,水压仅为0172MPa,却因断层和原始导高的影响而发突水,突水为11189m3/min。
另一方面,当断裂规模较大,同时切穿多个含水层时,断层的作用会使各含水层之间发生水力联系,形成相互补给,突水时水将大大增加,易于发生淹井事故。
例如,在-200水平东大巷二一轨道下车场掘进时,遇一落差8m的断层,在停止掘进进行加固时发生突水。
由于该断层使L8、L2和奥灰三个主要含水层沟通,突水时最大水量240m3/ min,仅68min就使-200水平被淹没,4小时30分后全井被淹。
突水后,全矿各含水层的水位都受波及,L8的水位下降了2m,L2下降最大35m,奥灰水的降落漏斗沿凤凰岭断层扩展竞达23km以上。
213 断裂构造的破坏降低了岩层的强度在断裂构造形成时,断裂带影响范围内岩性破碎,形成断裂构造破坏带的断裂构造破坏影响带。
它的存在破坏了隔水层岩层的完整性,降低了岩层的强度。
一般断层破碎带的强度只有正常地段的30%左右,尤其是在断层交叉处等断层密度较大的地方,破坏程度更高,使隔水层承受44 研究探讨 煤 炭 工 程 2005年第7期 水压力的能力大大降低,突水事故特别容易发生。
在焦作矿区,一般正常地段的临界突水系数值为1,但在断层带只有0145。
韩王、演马庄等矿位于凤凰岭断层和九里山断层的交汇处,断层发育密度,监界突水系数一般为013～0145,因而突水次数也明显高于其它矿区,约占东部六矿的50%左右。
3 矿井底板突水的预测预报方法矿井突水的预报是煤矿防治水工作中的一个十分重要的环节。
长期以来,针对这一课题已开展了大量的研究工作,并取得了一系列的重要成果。
此研究总的来说可以归为三类:一类似水压为主要突水因素,主要考虑承压含水层的水压力对隔水层的作用,如斯列萨烈夫理论,突水系数等;一类以矿压为主要因素,试图通过研究底板隔水层矿压和采动破坏作用下的隔水层变形、破坏特征来认识突水规律;另一类则考虑与突水有关的各个方面的因素,通过应用多源信息复合方法,建立多因素的突水预测模型来实现突水的预测预报。
此研究工作对深化矿井突水的认识无疑是十分有意义的。
但是,大量研究表明,矿井底板突水实质上是多因素综合作用的结果,其中断裂构造的作用十分重要。
由于对一个矿区的地质和水文地质条件的认识是随着勘查和生产过程而不断深入的,因而在某一特定的时期内,对矿井突水的条件和影响因素的认识从某种意义上说是具有一定程度的不确定性,尤期是断裂构造。
因此,任何一种方法都难以做到对矿井突水的准确预报。
从矿井防治水工作的实践性角度出发,矿井突水预测应采用多种手段相结合的方法。
笔者认为,采用多源信息复合方法建立多因素突水预测预报模型,可以对矿区或井田进行中期预报和突水危险性分区预侧,从多因素共同作用的角度提出突水危险性较大的区段。
在此基础上,结合地面或井下物探手段,井下超前探水手段,对上述预报中的重点区段进行验证。
这样,既可以保证面上的宏观控制,又可以充分揭露重点区段的水文地质问题,从而达到有效防治矿井突水的目的。