煤层底板水害防治技术与方法
防治水综合安全技术措施
防治水综合安全技术措施煤矿水害是矿井五大灾害之一，往往造成突水淹井或淹没整个工作面的恶性事故。
根据矿井水的来源可分为地下水害、地表水害和老窑积水水害。
防治水是防止矿井水害事故发生，减小矿井正常涌水，降低煤炭生产成本，在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。
为防止水害事故给矿井的正常安全生产造成影响，特制定矿井防治水综合安全技术措施。
一、水文地质情况我公司矿区位于沁水盆地南缘低山丘陵区，水文地质单元属延河泉域中北部。
根据含水层岩性和地下水赋存特征，本区地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑盐类裂隙水、碎屑夹碳酸岩类岩溶裂隙水、和碳酸盐岩类岩溶水四种。
1、矿区水文地质条件矿区松散岩孔隙水含水岩组主要赋存于第四系上更新统地层，含水岩组一般厚为0-10米，富水性差，为透水而不含水层；碎屑岩类裂隙水、碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水，富水性弱；碳酸盐岩岩溶水在本区埋深较深，据山西煤田地质勘探144队，1996年提交的本矿地质报告，区域水位标高为450-560米，高于本矿现开采3#煤层底板标高79-122米，3#煤为带压开采，但奥陶系灰岩顶界至3#煤层间距为120余米，可起一定的隔水作用，构成3#煤底板突水危险性小，但该含水层富水性强，具不均匀性，开采过程中，若遇断层，在断裂连通导水的情况下，不排除有突水的可能，因此在开采过程中应坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。
本区与煤层开采有关的地下水类型主要有二叠系、石炭系碎屑及碳酸盐类岩溶水。
1)主要含水层①石炭系、二叠系岩裂隙含水层含水层主要为山西组K7砂岩和下石盒子组底部的K8砂岩。
K7砂岩为山西组与太原组的分界标志层，岩性以中细、中粗粒砂岩为主，局部为粉砂岩，具有近似垂直于层面的裂隙带。
据邻区抽水试验，单位涌水量为0.04-0.3L/S・m，水位标高567.12米，为弱富水含水层。
K8砂岩是山西组与下石盒子组分界标志层，岩性以中细粒岩为主，局部地段为粗砂岩，裂隙较发育。
2024年努力防治煤矿水害(三篇)
2024年努力防治煤矿水害防治煤矿水害的十六字原则针对我国煤矿水文地质复杂和煤矿水害事故频发的实际情况，国家煤矿安全监察局在认真总结各方面教训、归纳提炼各地成功经验、组织专家广泛论证基础上，提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。
“十六字”原则和“五项”措施体现了我们对煤矿水害防治规律性认识的深化，具有十分重要的现实意义。
第一，“十六字”原则科学地概括了水害治理的基本程序水害防治是有规律可循的，水害事故也是可以避免的。
多年来，有关科研机构与煤矿企业密切配合，对水害的突水机理、探查技术、预测预报、预防措施等方面进行了深入的研究和科技攻关，初步掌握了其中的规律，“十六字”原则就是对这一规律的总结和概括。
“预测预报”是水害防治的基础，要在查清矿井水文地质条件的基础上，对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行分析，提出预防处理水害的措施。
“有疑必探”、“先探后掘”是水害防治的关键，在“预测预报”工作的基础上，分析可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明水害隐患，提出水文地质分析报告，确保井下采掘安全。
“先治后采”是水害防治的最终目标，对排查的水害隐患，必须先治理后开采。
第二，“十六字”原则是煤矿企业防治水实践经验的总结我国的大水矿区如肥城、开滦、焦作等多年来一直注重煤矿水害隐患的排查，加大防治水资金投入，对煤层底板含水层进行注浆加固改造、变强含水层为弱含水层或隔水层，已连续多年未发生淹井伤亡事故。
特别是河南省焦作煤业集团，自xx年以来，坚持“预测预报、有疑必探、有掘必探、先探后掘、先治后采”，合理留设各类防水煤（岩）柱，对煤层底板先注浆加固后开采，连续20年未发生大的突水事故和淹井事故。
这些典型经验充分说明，不管水害多么严重，只要尊重科学规律，坚持“十六字”原则，真正把工作做实、做到位，就一定能够防范煤矿重特大水害事故。
煤矿水害防治方法四步走
4、必须安装反水弯装置，防止钻孔水量减少时上覆采空区气体外泄，确保安全疏放水。
同层及上覆近距离采空积水
1、近距离采空积水必须根据预估的水量及水压，留足安全距离超前探放，房柱式开采的必须疏干每个仓房。
2、同层小煤柱采空区必须控制水位不超过现掘巷道底板1米循环放水、掘进，利用高精度压力计或简易连通器等装置，准确监测水位变化。
2、动态分析水量变化，加密补探钻孔，验证疏放效果。
3、在采空区积水无法彻底疏放时，必须准确掌握采空区剩余积水位置、水量、水压等情况，并对其威胁程度进行安全评价。
4、制度专项方案，采取有效措施保障安全，在无法保障安全情况下，严禁组织采掘活动。
探 明
编制专项探放水设计，针对性开展无盲区超前探测
老空、小窑采空积水
1、严格执行“有掘必探”，井下必须开展瞬变电磁、直流电法两种超前物探方法综合探查，相互验证。
2、加密超前钻探，长、短探相结合，灵活补探，确保钻孔密度、超前距和帮距的严密性，避免探测盲区，同时保证积水区最低处必须探通。
3、留足安全距离，至少保证30米超前钻探安全距离。
奥灰水及构造水
1、根据以往水文地质勘探情况，搜集矿井及周边水文观测孔水位、涌水量等信息，结合煤层底板标高及隔水层厚度，绘制承压水等水位线图及突水系数等值线图。
2、通过以往地质、水文地质勘探成果，结合三维地震、CSAMT、坑透、槽波、瞬变电磁、直流电法等物探成果，综合分析采掘面的构造发育情况及含导水情况。
3、根据采空区密闭出水、探放水钻孔出水等情况，结合采掘图纸，分析采空区间连通性，圈定积水位置、范围，预估水压及水量，绘制探放水“三线”。
4、同层小煤柱采空区尤其要收集开帮的水仓、钻窝、调车硐等各类硐室资料，结合巷道测点数据，准确标出硐室位置及规格。
煤矿水害事故隐患及防治措施
煤矿水害事故隐患及防治措施一、煤矿水害的基本知识（一）煤矿水害凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的,增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的水灾,都称为煤矿水害据统计，建国以来，在我国煤矿一次死亡3人以上的重大事故，水害居第三；平均每次事故死亡7.06人，仅次于瓦斯和火灾事故。
对我市而言，水害是特别可能造成重特大事故的主要因素。
矿井水害的类型有以下几种：矿井漏水两来源，包括地下和地面；对症下药定措施，做到防患于未然1、地表水水害：水源为大气降水、地表水体（江、河、湖、水库、沟渠、坑塘等）。
水源通过井口、采动冒落带、岩溶地面塌陷或熔洞、断层带及煤层顶底板封闭不良的旧钻孔充水和导水进入矿井。
例如：1998年闽北地区突发洪灾，地处河流附近的煤矿，因河水暴涨而被淹，造成巨大的经济损失。
2、老空水水害水源是古井、水窑、废巷及采空区的积水。
当采掘工作面接近或沟通时，老空水进入巷道或工作面，造成事故。
这是我市煤矿水害的主要类型。
例如：1997年7月23日永定某矿上部小煤窑采空区透水，死亡3人。
3、孔隙水水害龙永煤田煤系地层岩层含水性属弱——中等，但受大气降水补给明显，受其影响，表现为季节性4-9月份涌水量明显增大。
4、岩溶水水害龙永煤田煤系地层中无灰岩，但受构造影响，直接与栖霞灰岩接口，由断裂沟通岩溶水进入矿井造成水害。
例如：龙岩某基建井受岩溶水的严重影响，不得不在投资1300多万元，被迫下马。
5、裂隙水水害水源为砂岩，砾岩等裂隙含水层的水，常受地表水或其它含水层补给，通过冒落带，断裂带，采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水，或者封孔不良的老钻孔导水进入巷道或工作面。
二、《煤矿安全规程》对矿井防治水的主要规定1、煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。
煤矿企业必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图上标出其井田位置，开采年限、积水情况。
2、水文地质条件复杂的矿井，必须针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测，水害预测分析，并制定相应的“查、探、防、堵、截、排”等综合防治措施。
煤矿防治水管理办法及实施细则
煤矿防治水管理办法及实施细则第一章矿井水害防治责任体系为了加强对矿井防治水工作的统一领导，明确岗位和管理职责，确保防治水工作有序开展,矿决定成立防治水管理工作领导小组。
组长：副组长：成员：办公室设在生产技术部，由生产技术部部长兼任办公室主任，相应技术人员专职负责防治水具体工作.各级管理人员及业务部室按其分工不同对防治水管理负有相应的责任.一、矿长是防治水工作的的第一责任人，全面负责我矿防治水工作。
二、矿总工程师具体负责防治水的技术管理工作。
组织制定水害防治技术方案，对矿井防治水定期专门研究、解决水害防治工作中的问题,监督并检查水害防治工作的落实情况.三、生产技术部在总工程师的领导下，负责全矿防治水具体业务技术的工作。
（一）矿井地质及水文地质基础资料的搜集整理；（二)编制矿井中长期水害防治规划和年度工作计划并组织实施；（三）水情水害的预测预报；(四)矿井防治水技术方案的编制和报批，防治水工程施工安全技术措施的编写、检查落实及质量验收；（五）矿井生产所需各类地质图件及地质说明书的编制。
四、安全检查部负责监督检查矿井防治水工作，主要包括“雨季三防”的检查治理工作。
五、设备管理部负责井下排水设施、探放水设备的管理，负责矿井排水设备、探放水设备的检查、维护等工作。
六、通风灭火部监管矿井灌浆及脱水情况,并适时进行统计、分析。
通风灭火队负责各项水文地质探查及防治水工程的施工并保证其工程质量，同时对井上下注浆操作规程进行编制、报批和贯彻执行。
第二章日常工作管理制度第一节防治水技术管理制度为了更好地防止我矿在生产过程中水害事故的发生，建立健全矿井防治水制度，加强矿井水患的科学管理，推动矿井安全有序发展,根据相关规程规定，结合我矿实际情况，特制定本管理制度：一、生产技术部要加强矿井防治水基础工作，搜集、整理好矿井水文地质资料并建档保存，及时提供生产所需的各种水文地质资料,满足矿井安全生产需要。
二、生产技术部负责编制井下探放水方案、设计、技术报告，并经矿总工程师审批同意后发放给相关部门组织实施，同时履行签字程序并留底。
煤矿水害及防治
01
煤矿水害原因分析
自然原因
01
降雨量
煤矿所在区域的降雨量会影响地 下水位的变化，进而影响煤矿的 水害风险。
02
03
地形地貌
含水层
煤矿所在区域的地形地貌会影响 地下水的流动和聚集，如低洼地 带或山间谷地等。
煤矿所在区域的含水层类型、厚 度、分布范围等因素都会影响地 下水的流动和涌水量。
人为原因
在煤矿建设和开采前，应对矿区的水文地质条件进行详细 的勘查和评估，了解地下水的分布、水量、水位等参数， 为防治水患提供科学依据。
建立完善的排水系统
煤矿应建立完善的排水系统，包括排水沟、排水泵、排水 管道等设施，确保能够及时有效地将地下水排出矿外。
加强员工培训和管理
煤矿应加强对员工的培训和管理，提高员工对防治水患的 认识和意识，掌握相关的防治技能和处理措施。
煤矿水害及防治
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目录
• 煤矿水害概述 • 煤矿水害原因分析 • 煤矿水害防治技术 • 煤矿水害案例分析 • 煤矿水害预防措施建议 • 结论与展望
01
煤矿水害概述
煤矿水害定义
煤矿水害是指矿井在建设和生产 过程中，受自然或人为因素的影 响，进入矿井或与矿井有关的水
流造成的危害。
提高矿井排水能力
优化矿井排水系统，选用高效节能的排水设备，提高排水效率。
定期对排水设备进行检查和维护，确保设备运行正常，防止因设备故障导致排水 不畅。
建立完善的水患应急预案
制定水患应急预案，明确应对突发水 患的组织、人员、物资和技术保障措 施。
储备必要的应急救援物资和设备，确 保在突发水患时能够及时投入使用。
水文地质预测预报技术适用于 各种类型的地下水防治工程， 如煤矿、隧道、水利工程等。
煤矿防治水措施.
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化，特别是兼并重组后，由于地质资料不清，煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重，给矿井水害防治工作带来极大困难，因此，煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题，所以，搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有：大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种：（一）地表水水害：主要水源为大气降水、地表水体（江河、水库、沟渠等）；（二）老空水水害：主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水；（三）孔隙水水害：主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
（四）裂隙水水害：主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水；（五）岩溶水水害：主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等；二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度（涌水量）。
（一）水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础，以水文地质钻探、抽（放）水试验、底板岩石力学试验为主要手段，探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术（1）地震勘探：包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面：查明落差大于5米的断层；查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱；探测采空区和岩浆浸入体。
（2）瞬变电磁探测技术：是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况，老窑及其积水多少的主要手段。
（3）高密度高分辨率电阻率法探测技术：是地面及其地下洞体的首选方法。
（4）直流电法探测技术：属于全空间电流勘探，可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面：巷道底板富水性探测；底板隔水层厚度，原始导高探测；掘进头和侧帮超前探测，导水构造探测；潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
煤层开采对底板的破坏规律及其水害防治技术
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系是决定矿井底板水害发生与否的关键因素 ，团柏煤矿 １ ０煤开采对底 板的破坏范 围为 １ １ ２ｒ ５ ｎ～ ｍ，基 于煤矿水
第 ３ 卷第 ３ ０ 期
、０ －０ ，ｌ３ Ｎｏ． ３
辽宁工程技术大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｕ ａ ｏ ｉｏ ｉｇＴ ｃ ｎ ｃ ｌ ｉｅｓｔ （ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｏ ｍ ｌ ｆ ａ ｎｎ ｅ ｈ ｉａ ｖ ｒｉ Ｌ Ｕｎ ｙ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅ） Ｓ
２ １ 年 ６月 ０１
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煤矿水害防治技术管理制度
煤矿水害防治技术管理制度
是指煤矿中针对水害防治技术的管理措施和规定。
其目的是确保煤矿水害防治工作的科学性、规范性和有效性，有效预防和控制煤矿水害事故的发生。
煤矿水害防治技术管理制度通常包括以下内容：
1. 水害防治组织机构：明确水害防治工作的组织机构和责任分工，确定水害防治工作的负责人和相关人员。
2. 水害防治技术规定：包括水害防治的基本原则、技术标准和要求、技术方案和方法等，确保水害防治工作的科学性和规范性。
3. 水害防治工作计划：制定水害防治的年度、季度、月度计划，明确水害防治工作的目标和任务。
4. 水害防治技术培训：组织水害防治技术培训，提高相关人员的水害防治技术水平。
5. 检查和评估机制：建立水害防治工作的检查和评估机制，定期检查煤矿水害防治工作的实施情况，对水害防治效果进行评估。
6. 应急预案：制定水害防治应急预案，明确水害事故应急处理措施和责任分工。
7. 监测和预警系统：建立煤矿水害监测和预警系统，及时掌握水文地质情况和水害预警信息，采取相应的水害防治措施。
8. 安全教育和宣传：开展水害防治安全教育和宣传，提高员工的水害防治意识和技能。
煤矿水害防治技术管理制度的制定和实施可以有效地减少煤矿水害事故的发生，保障煤矿生产的安全和稳定。
煤矿开采的水害治理方案
汇报人：可编辑
2023-12-31
目录
CONTENTS
• 引言 • 煤矿水害类型与成因分析 • 水害治理原则与技术措施 • 案例分析 • 结论与建议
01 引言
背景介绍
我国煤炭资源丰富，但开采过程中面临诸多挑战，其中水害是影响煤矿安全的重要 因素之一。
随着开采深度的增加，矿井突水事故频发，给矿工生命安全和煤炭生产带来严重威 胁。
水害治理已成为煤矿安全生产的重要环节，需要采取有效的措施来预防和应对矿井 水害。
水害对煤矿开采的影响
矿井突水事故可能导致人员伤亡 和财产损失，严重影响煤矿的正
常生产和运营。
水害会导致矿井巷道变形、坍塌 ，甚至淹井，增加煤炭开采成本
和难度。
水害还会影响采煤设备的正常运 行，降低生产效率，并对矿区生
态环境造成一定程度的破坏。
加强员工培训和教育，提高员工的水 害防治意识和技能。
技术措施细分
01
02
03
地面防水
采取地面防水措施，如修 建防水堤、铺设防水材料 等，防止地表水流入矿坑 。
井下排水
设置合理的排水系统，确 保井下水能够及时排出。
注浆堵水
通过注浆技术，对矿区的 水源进行封堵，防止水害 的发生。
04 案例分析
某矿区顶板水害治理案例
02 煤矿水害类型与成因分析
顶板水害
总结词
顶板水害是由于煤层顶板含水层 中的地下水压过大，突破煤层顶 板而形成的水害。
详细描述
顶板水害通常发生在煤层开采过 程中，由于采空区顶板岩层破坏 ，导致地下水或地表水通过裂隙 进入矿坑。
底板水害
总结词
底板水害是由于煤层底板含水层中的 地下水压过大，突破底板而形成的水 害。
煤矿防治水安全技术措施1
煤矿防治⽔安全技术措施1矿井防治⽔措施为了更好地贯彻执⾏《煤矿防治⽔规定》切实抓好矿井防治⽔⼯作。
确保安全⽣产，特根据我矿实际编制矿井防治⽔措施及⽔害预警程序。
⼀、建⽴健全防治⽔领导机构1、成⽴了矿井防治⽔⼯作领导组矿长 : 郭爱权总⼯ : 马锡友成员 : 闫志刚、黄明光、王占东、曹继伟、李清⾂、郝达来、刘学全、史永成、朱彩飞、赵强⼆、地形地貌井⽥内的地形特征为东北⾼,西南低,地形标⾼为1160m～1260m,⾼差为100m。
以风积沙漠地貌为主，呈波状起伏，微地貌形态有新⽉形沙丘、沙垄等，流⽔地貌分布在井⽥西部的乌兰⽊伦河，河流两侧可见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，第四系萨拉乌素组湖积地层多为风蚀地貌。
三、地表⽔系区内地表⽔系较发育，主要河流为位于井⽥西部的乌兰⽊伦河及位于井⽥东南部的乌兰⽊伦河⽀流～考考赖沟，乌兰⽊伦河发源于鄂尔多斯市巴定沟，流径鄂尔多斯市、伊⾦霍洛旗，于陕西省神⽊县汇⼊黄河，全长228km，流域⾯积8706km2，内蒙古境内长117km，流域⾯积3041 km2，为常年径流，年平均流量为337mm3，其中净⽔304 mm3，年含砂量44Mt，据黄河⽔利委员会所设王道恒塔⽔⽂站历年观测成果，该河最⼤洪流量为9760m3/s（1976.8.2），贫⽔期流量⼀般为3.13m3/s。
最低侵蚀基准⾯为1228.23m，最⾼洪⽔位为1238.66m。
考考赖沟发源于⼯作区中北部，呈东北～西南⾛向，全长约6km，⾄⽯圪台井⽥东南⾓流⼊乌兰⽊伦河，该溪为常年性地表径流，流量⼀般为0.158m3/s，⾬季有所加⼤，是神东煤炭公司的供⽔⽔源地。
四、⽓象本区⽓候属于半⼲旱、半沙漠的⾼原⼤陆性⽓候，冬季严寒，夏季炎热，春季多风，秋季凉爽，全年少⾬，昼夜温差⼤，⽆霜期短。
降⾬量多集中于每年7、8、9三个⽉，年降⾬量为100.8～593.5mm，年蒸发量为2297.4～2833.7 mm,是降⽔量的4～5倍。
⽓温最⾼为36.6℃ (1975年7⽉16⽇),最低为-30.1℃(1974年12⽉14⽇)，年平均⽓温为6.2℃。
煤矿开采过程中底板突水及防治措施
煤矿开采过程中底板突水及防治措施摘要：防治水工作在煤矿采煤过程中非常重要。
其危害性仅次于瓦斯突出事故，针对存在水患矿井，必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则进行探放水，如果要想预防矿井底板突水，首先要弄清矿井底板突水的机理和原因，其次弄清矿井水分布特征以及突水的主要影响因素，从而进行防治。
关键词：煤矿开采；底板突水；防治引言：文章主要针对我国煤矿开采过程中出现的底板突水问题为切入点，重点提出了详细的防治措施，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.煤矿开采过程中底板突水机理、原因及防治措施我国某地区煤田的煤炭资源正在日趋紧缺，而国内建设对矿产资源的需求逐年增加。
其中的石炭—二叠系煤田，煤层厚度相对稳定，煤质资源优良，为缓解该煤田资源匮乏，尽最大可能多地进行开采，该区域矿井将逐步向深部延拓，更要开采受水威胁较为严重的下组煤，尤其矿井开采受底板灰岩裂隙岩溶水的威胁较为严峻，因此弄清该煤田区域矿井水分布特征以及下组煤底板灰岩富水性与突水机制是必须要去做的。
1.1矿区综合水文地质特征太原组灰岩自北向南含水性由弱到强，华北断块内黄淮平原新生界松散沉积层下部的河流相和山麓冲积相砂砾含水层，是矿井充水的重要水源。
石炭—二叠纪煤系的基底基本是中奥陶统碳酸盐岩，寒武奥陶碳酸盐岩是区域富水性最丰富的含水层，其是造成矿井水危害的主要水源之一。
下伏本溪地层，下段为页岩、砂岩、砂质页岩，底部为粘土层，其具有隔水性；中间部分厚层页岩夹着砂岩，也具有相对隔水；上段为砂岩、灰岩及砂质页岩。
综合分析认为：该采场的矿床为多层含水层以及立体充水地质结构，分别存在于以下含水层：（1）中奥系含水层组：溶蚀裂隙发育以及原始节理，其承压水头高，富水性强，该含水层是上覆煤层开采隐患较多的底板突水水源。
（2）煤系含水层组：具有地表水体补给或强含水层的群岩溶含水层，厚层状的砂岩裂隙充水层，一般都具有高承压的水头，易造成突水事故。
煤矿水害防治技术
2019年3月28日13时40分左 右，王家岭矿20191工作面回风 巷掘进头发生导通老空积水区透 水事故,选成153名矿被淹，经过 急时抢救，115人被救，38人遇 难。
山东“8.17”特大地表 水灾事故
2019年8月17日，山东省华源 矿业有限公司发生洪水淹井事故， 死亡172人，与其相邻的名公煤矿 也被洪水淹没，致使9名矿工遇难。 本次事故共造成181人遇难。
矿井防治水原则规定，必须做好水害分 析预报和充水条件分析，有疑问必须探测，先 探后掘，先治后采。
而作为王家岭矿探人员的王益在3月24日、 25日的探测时，已经从探测数据发现掘进前 方异常。
但他没有和技术负责人商量，就根据个人 经验作出“在探测区域内可以正常掘进”的探 测成果表。
这份有“问题”的探测成果表， 在矿区指挥部工程部竟是“一路绿 灯”。
移动期间和移动稳定后的上覆岩层，按其破坏程 度的不同，大致可分为垮落带、裂隙带、弯曲带。
图3.1 上覆岩层移动、变形和破坏分带 1——垮落带；2——导水裂缝带；3——弯曲下
沉带
（2）煤层覆岩破坏“两带”高度计算
冒落带高度计算公式
坚硬
Hm2.11 0 M 0M 162.5
中硬
Hm4.71 0 M 0M 1
Hli5.010 M 0M 8.03.0
Hli20 M10 Hli10 M5
覆岩岩性分类标准
覆岩岩性 坚硬 中硬 软弱 极软弱
单向抗压强度 （MPa） 40～80
20～40
主要岩石名称
石英砂岩、石灰岩、砂质页 岩、砾岩
砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、 页岩
10～20
泥岩、泥质砂岩
<10
铝土岩、风化泥岩、粘土、 砂质粘土
煤矿井下水害分析及防治措施
煤矿井下水害分析及防治措施发表时间：2020-12-24T07:35:49.073Z 来源：《防护工程》2020年27期作者：李飞跑[导读] 在煤矿开采生产过程中，矿井水害常是煤矿安全生产的一个重要影响因素，不仅造成煤矿生产工作巨大损失，还会造成煤矿群死群伤事故。
为了减少水害安全事故的发生，保障煤矿安全生产，采取科学有效的水害隐患分析及防治工作显得尤为重要。
李飞跑库车市榆树岭煤矿有限责任公司榆树岭煤矿新疆库车 842000摘要：在煤矿开采生产过程中，矿井水害常是煤矿安全生产的一个重要影响因素，不仅造成煤矿生产工作巨大损失，还会造成煤矿群死群伤事故。
为了减少水害安全事故的发生，保障煤矿安全生产，采取科学有效的水害隐患分析及防治工作显得尤为重要。
关键词：煤矿井下水害；成因分析；防治措施1 矿井水灾的危害井下水灾可引起顶板淋水、巷道积水，使井下工作环境潮湿且空气流通不畅，尤其在开采深度较深的矿井，其温度较高。
若环境潮湿空气流通不畅则作业环境十分恶略，严重影响作业人员的效率及身体健康，水灾还可引起瓦斯的积聚及硫化氢气体中毒等现象，井下机电设备在潮湿环境中运转也会影响其使用性能及使用寿命。
可见井下水灾不仅导致人员作业的不适感增加，也降低了井下机电设备的运行性能，极大地恶化了井下的作业环境。
2 煤矿井下水害成因 2.1 矿压作用矿压作用是引发水害的常见原因。
在采煤过程中，矿压会破坏底板的导水带，并使较小的断面逐渐变成大的断裂带，阻水结构慢慢发展成一个特殊的导水道。
此外，阻水岩体也会受到损害。
这些活动都降低了岩体的阻水性能，提升了井下透水发生的可能性，造成严重的水害事故。
2.2 含水区域与导水通道作用一是具有含水区域如含水岩层、采空区积水、断层含水等，二是具有导水通道。
导水通道又可分为天然导水通道和人为因素形成的导水通道，天然导水通道主要为断层破碎带形成的裂隙，断层的存在可使其附近围岩破碎，完整性差从而形成导水裂隙。
煤矿水害知识及其防治措施
目
录
一、煤矿水害知识概述
二、我省煤矿水害防治存在的问题
CONTENTS
三、水害事故典型案例及防治措施
PART 01 煤矿水害知识概述
（一）煤矿水害的特点
煤矿水害是指煤矿在生产、建设过程中，地面水和地下水通过各种通道 涌入矿井,当矿井涌水量超过正常排水能力并给矿山建设或生产带来影响或灾 害的过程与结果。
直流电法
属于全空间电法勘探，可 在地面及井下使用。主要 应用在以下4个方面: ①巷道底板富水区探测; ②底板隔水层厚度、原始 导高探测; ③掘进头和侧帮超前探测， 导水构造探测;④潜在突 水点、老窑积水区、陷落 柱探测。
水文物探
音频电穿透
由于探测深度的限制，一般 只应用于井下。 主要探查: ①采煤工作面内及底板下 100m内的含水构造及其富水 区域平面分布范围、并进行 富水块段深度探测;②工作面 顶板老窑、陷落柱、松散层 孔隙内含水情况及平面分布 范围探测; ③掘进巷道前方 导水、含水构造探测;④注浆 效果检查。
水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的煤矿五大灾害之一，其严重 程度仅次于瓦斯列第二位。根据相关资料显示，新中国成立以来全国煤矿一 次死亡30人以上特别重大水害事故就有21次，死亡人数高达1144人，其中不 乏一次死亡百人的事故。2006年以来，国家安全监察总局对矿井水灾防治工 作监管力度加大，我国煤矿水害事故呈现出逐年减少的趋势，但水害事故依 然严峻。
（二）煤矿水害事故多发的原因分析
(4)防治水措施不落实
一些矿井超层越界、非法违法违规开采，甚至在隔壁矿井的保安煤柱、防水煤柱滥 采滥挖；探放水措施不落实，用煤电钻代替探水钻机，达不到探水距离；雨季防洪 截流措施不到位，灾害性天气预警预防机制不健全，对影响矿井安全的废弃老窑、 地面塌陷坑、堤防工程等巡视检查不够；一些矿井虽然制定了防治水措施，但根本 不落实，只是为了应付检查。
煤矿水害防治 第3部分：地面区域治理
煤矿水害防治第3部分:地面区域治理1 范围本文件规定了煤矿底板承压水地面区域治理的技术路线、水文地质条件分析、区域超前探查治理、效果验证和安全评价。
本文件适用于开采煤层底板存在隐伏导水构造，或者受富水性中等、强底板含水层威胁，需进行地面区域超前探查治理的矿井。
2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
地面区域治理 surface regional control在地面施工定向多分支钻孔，对一定区域内的煤层底板含水层或者隔水层进行超前探查与注浆治理，封堵煤层底板与下伏含水层间的导水通道，增强隔水层阻水能力或改造含水层富水性的技术。
随钻测井 logging while drilling随钻测量钻孔轨迹参数、工具面角和地质参数，对地层特性进行评价。
钻井液 drilling fluid钻井过程中用以携带和悬浮钻屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻探与钻具、传递流体动力等多种功能满足钻井需要的各种循环流体的总称。
钻时 drilling time钻进单位进尺所用的时间。
套管试压 casing pressure test为检验套管的强度和螺纹的密封性，在固井后对钻孔中的套管柱进行试压的作业。
自然伽马测井 natural gamma-ray logging；沿孔壁测量岩层的自然伽马射线强度，以研究岩层划分和地层对比的测井方法。
[来源：GB/T 15663.1-2008，11.31，有修改]4 技术路线1水文地质条件分析，区域超前探查治理，效果验证与安全评价。
5 水文地质条件分析根据物探、钻探成果和生产揭露资料，分析矿井太灰含水层、奥灰含水层水文地质特征，评价太灰、奥灰含水层富水性及其水力联系，断层及开采煤层底板隐伏构造发育情况及其导（富）水性，提出水害防治方案。
6 区域超前探查治理设计说明书a)区域探查治理工程概况，包括项目来源、治理范围、治理可行性和必要性，水文地质条件分析、综合治理思路、治理目的层位、预期目标；b)治理工程方案设计，包括地面主孔、分支孔、检验孔布置，工程量与工期，检验和评价方法。
煤层底板水害防治制度
煤层底板水害防治制度煤层底板水害是指煤层底板与下伏地层之间的地下水渗透通过煤层底板形成的灾害。
煤矿生产中常常会遇到此类问题，严重威胁着工人的生命安全以及煤矿生产的正常运转。
因此，煤层底板水害防治制度的完善与执行十分重要。
本文将从以下几个方面阐述煤层底板水害防治制度。
煤层底板水害的形成原因煤层底板水害的形成原因主要分为以下几个方面：1.煤层底板渗透系数大，含水量高，降雨量大。
2.煤层底板下伏地层渗透系数小，水压大，导致水流向煤层底板。
3.煤层底板与下伏地层之间存在裂隙、断层等通道，便于水流通。
煤层底板水害的危害1.直接威胁煤矿生产安全和稳定，影响煤炭产量。
2.煤矿生产面积缩小，工人活动空间变小，劳动强度增大。
3.巨大水压影响井下设备的安全与正常使用。
煤层底板水害防治制度煤层底板水害防治制度需要从多个方面来进行防治：预防煤矿必须制定并执行科学合理的采矿方案、支护方案和排水方案,以降低因为采煤带来的煤层底板水害的风险。
监测煤矿通过对煤层底板水位、水压等指标的监测，及时掌握井下情况，及时采取防止煤层底板水害扩散的技术措施。
支护在煤层底板上支护加固，防止煤层底板因为采矿引起的掌子带、裂隙扩大，减少地下水渗漏，从而降低煤层底板水害的风险。
排水当出现底板水害时，及时采取排水措施降低地下水位，减少水压和渗透，增加底板支撑能力和稳定性，防止面积扩大。
煤层底板水害防治的未来展望煤层底板水害得到有效控制离不开新科技的应用。
传感器技术、自适应控制技术、激光扫描仪、人工智能等技术的进步和应用，将为煤层底板水害的预警、监测、防治提供更好的手段和管理效率。
结论煤层底板水害的防治是煤矿运行中必须重视的工作。
只有制定合理的防治制度，采取合适的技术措施，才能保障煤矿生产的正常有序运转，同时也能保障工人生命安全。
煤矿水害事故预防措施及注意事项
煤矿水害事故预防措施及注意事项
(一)矿井水害的预防措施
预防水害的预防措施可以概括为防、排、探、放、疏、截、堵7个字。
防：即井上下防水设施及防水措施;
排：即井下排水设施和排水力量;
探：即井巷探水;
放：即对老空区积水、可疑水源实行放水，或超前放出顶板水;
疏：即疏水降压或疏干有害含水层;
截：即留设各种防水煤柱隔阻有害水源;
堵：即注浆堵住水口，或加固裂隙带，充填溶改变含水层，加固底板度。
(二)探放水留意事顶
1、探水与掘进如何协作
(1)双巷掘进交叉探水。
当掘进上山时，假如上方有积水区，则巷道三面受水威逼，一般实行双巷掘进交叉探水。
双巷之间每隔50m左右掘一条联络巷，作为平安躲避地点。
一巷探水时，另一巷掘进，两巷探水与掘进相互交叉进行，直至巷道达到设计终点而结束。
(2)双巷掘进单巷超前探水。
在倾斜煤层中掘进巷时，一般是用上方巷道超前探水的方式。
(3)平巷与上山协作探水：在同一煤层内，上部掘进上山，
此时应先探水掘进平巷，然后再掘进上山，这样可避开上山掘进的危急性，又可削减上山掘进的探水工作量。
(4)隔离式探水。
在水量大、水压强、煤层松软和节理发育的状况下，直接探水很担心全，需要实行隔离方式进行探水，如掘石门时，在石门中预先探放积水;或在巷道掘进迎头砌隔水墙，在墙外探水;此外，当相邻的煤层间距大于20m 时，还可采纳隔离层打孔的方法，探放另一煤层的老空积水。
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矿井水害治理技术（灾后恢复）
探查+封堵+追排水 三位一体
带压开采防治水技术体系
矿井防治水技术体系 探测—预测—监测—应急预案 探测：矿井水文地质条件、矿井充水条件； 预测：突水危险源识别与评价； 监测：突水条件、前兆现象； 探测—基础； 预测—关键； 监测—不可少； 应急—（做）补充
带压开采定义
带压开采定义
• 带（水）压开采(简称“带压开采”)，带压开采或称限压开采，广义上讲， 带压开采是指开采煤层底板岩溶含水层中承压水头高度高于回采工作面水平 条件下的回采；狭义上讲，是指开采有底板突水危险的工作面时，采用特殊 措施保证安全采煤。
研究岩溶水形成、赋存和动运动规律，预测岩溶水突入矿坑的途径以及 可能可能发生突水的部位
防排水设施
排水系统
• 峰峰一矿某次发生150m3/min突水，排水能力仅45m3/min，导致淹井 • 峰峰一矿1960淹井，堵水排水费用可建立排水能力为120m3/min的排水基 地5处 • 焦作演马庄矿1977年南区-50m水平发生突水，突水量100m3/min以上， 矿井累计涌水量达220m3/min，由于排水能力大，未发生淹井 • 排水能力增量可参考当地或条件相似矿井突水量 • 增加直通式排水孔 • 采用潜水泵排水 • 大水矿井：水流系统与运输系统分开，设置专用流水巷道 • 沉淀处理：铁篦+沉淀池+溢水墙+清仓用煤水泵
底板破坏深度与工作面斜长统计关系
煤层底板突水预测
下三带理论
导水破坏带（h1）深度的确定—统计公式法
煤层底板突水预测
强渗通道说
“强渗通道说”
• 中国科学院地质研究所与开滦矿务局共同实践的结果 • 底板水文地质结构存在与水源沟通的固有的富水和强渗通道，当采掘工程 揭穿时，即可能发生突水 • 底板中不存在这种固有的强渗通道，但在工程应力、地壳应力及地下水的
突水监测
原位应力监测
9103工作面突水危险性评价
东庞矿9103工作面底板承受奥灰最大水压2.58MPa 各孔测试结果中最小地应力的最低值为4.0MPa 突水指数I=2.58/4.0=0.0645＜1 9103工作面正常地段不会发生奥灰突水
带压开采防治水技术体系
带压开采防治水技术措施
防排水设施
排水系统自动化
• 排水系统自动化控制
水位自动观测、实时显示 根据水位高低安排水泵启动台数 当工作水泵发生故障时，自动切换并启动备用水泵
是提高排水系统可靠性、防止淹井事故的重要措施 确保安全、提高泵运行经济性、节省劳动力
防排水设施
防水密闭设施
• 水闸门
由门扇、门框组成 湖南煤矿设计研究院—可以设计承受不同水压水闸门系列 弧形墙面和平面墙面 无水作业和带水作业
T
P M
T
P M CP
T
P M h1 h2
煤层底板突水预测
突水系数法
部分矿区临界突水系数
注：临界突水系数已经包括矿山压力对底板的破坏作用，是一个综合性指标
煤层底板突水预测
突水系数法
临界突水系数
• 临界突水系数随深度增加
注：1个标准大气压=101325Pa
煤层底板突水预测
突水系数法
隔水层阻水能力研究
矿井水文地质条件改造技术 防排水设施 突水监测
多参数监测 原位应力监测
带压开采防治水技术体系
基本概念
力源与突水类型
• 力源
水压、矿压、地应力
• 底板突水类型
巷道突水和采场突水（按工程类型） 实时突水和滞后突水（按突水时间） 按突水量峰值
• 时间规律
老顶一、二次和周期来压的时段 地应力影响最大的时间（每年2~4月份） 地下水位达到峰值的时间
采场底板突水规律
采场底板突水规律
• 许多煤矿的实践经验证明
凡是掘进时就发生的突水的地段，回采时必然突水 回采时发生突水的采区，在掘进时却未曾发生突水 安全回采的采区，掘进时更安全
临界隔水层厚度计算公式
“下三带”理论
• 山东矿业学院与井陉矿务局经过多年实际观测并结合室内模 型试验及有限元计算后提出的 • 开采煤层底板与顶板覆岩一样存在着三带，从煤层往下分别 是底板破坏带（ h1）、完整岩石带（ h2 ）、承压水导高带 （ h3 ） • 当采矿引起的“三带”发生时，其第Ⅱ带保护层带（ h2 ）厚 度很薄甚至完全没有时，则必定造成开采不够安全直至引起 突水
径流强度越大，突水量峰值越大
华北21个矿区突水资料表明，强径流带及边界大断层中多发生大 或特大型突水；中等径流带断层中多发生中、小型突水；弱径流 带中小断层多发生小型突水
基本概念
标准大气压
1标准大气压=101325Pa=0.101325MPa =0.101325MPa×100m/MPa =10.1325m ≈10m 1标准大气压=76厘米高水银柱所产生的压强 =1033.6厘米高水柱所产生的压强 =1.013巴（bar）
对断裂构造的导水性、隔水层薄弱带进行预测和探查
测绘法、压水试验、放水试验、示踪试验、地下水动态观测与分析
带压开采定义
带压开采作用
• 延长老矿井的服务年限，节约大量新井基建经费 • 节约排水费用，降低吨煤生产成本 • 避免因大量排水引起的地面塌陷现象 • 保护水资源
煤层底板突水预测
突水系数法
突水系数的演变
含水层水文地质条件研究
放水试验
井下放水试验技术
• 放水试验是一种钻孔试验技术，由分布于井上、下的放水孔 和观测孔组成，放水孔布置在煤矿井下巷道中，一般地，要 求最好布置在未来疏水降压的中心附近，观测孔一般围绕放 水孔，根据井巷工程条件，可以是井下水压观测孔，也可以 是井上水位观测孔，以能够控制疏水降压漏斗的展布形态为 原则
>50m3/min， 特大突水 20~50m3/min 大型突水 5~20m3/min 中型突水 <5m3/min 小型突水
基本概念
再论底板突水的力源—“水源”
• 静水压力越大，底板突水机率越高
峰峰二矿采-90m以上“山青”煤时，隔水底板（40~45m）承受静水 压力2.15MPa，但采至-90~-170m水平的“山青”煤时，静水压力增 至2.15~2.94MPa，发生6次突水
防排水设施
防水设施
• 排水基地+防水设施=不淹井 • 发生超过排水基地排水能力突水时→关闭水闸门→保住基 地→防止恶性水害事故 • 大水矿井：排水基地+防水设施+措施→水患煤层开拓 • 井陉三矿设立三道防水线
在中央泵房四周用水闸墙、水闸门与所有巷道隔绝 用水闸门将矿井各生产区加以隔离 阶段之间留设临时防水煤柱，如60m、80m等
突水系数等值线图
• 用于评价煤层底板在承压水作用下岩体的稳定性 • 根据钻孔的水压值和隔水层厚度，通过内插法绘制 • 对断层带单独计算突水系数，分段标注 • 选用临界突水系数，圈定可能突水的危险地段
煤层底板突水预测
理论计算法
H安
M2 2 K P 2 M L
临界水压（头）计算公式
L2 2 L4 8 KhL2 L2 L 2 L2 8 Kh tc 4K 4K
共同作用下，沿袭底板岩体结构和水文地质结构中的有的薄弱环节发生变
形、破坏，形成新的贯穿性强渗通道而诱发突水 • 前者称为原生通道突水，后者称为次生通道突水
采场底板突水规律
采场底板突水规律
• 空间规律
采场底板突水常发生在矿山压力最大的老顶第一、二次来压和 “收作线”附近 矿山压力局部集中地段，如局部煤柱、悬顶处、两个同时采面应 力迭加处等地段易突水 采掘面、切眼、巷道交叉处等剪应力较大的点易突水
已发生突水危害的
专门性注浆堵水措施，切断其水力联系通道
垂 向 导 水 构 造
垂 向 导 水 构 造
矿井水文地质条件改造技术
水文地质条件改造技术
帷幕截流技术:沿地下水集中补给通道断面布置注浆钻孔， 建造帷幕状人工阻水体截断地下水流的一种治水方法 60年代初，徐州青山泉矿恢复被淹矿井 60年代中期，焦作演马庄矿露头区截断隐伏天窗渗漏 70年代，湖南水口山铅鋅矿解决疏干塌陷 山东新汶、枣庄解决河床渗漏、保护泉水资源 河北峰峰、山东张马屯铁矿减少矿坑涌水量
• 突水危险性预测及评价
安全区、过渡区、危险区
工Leabharlann 措施 注浆加固 全面注浆改造 降压
• 建立强大的排水基地 • 分区隔离开采 • 改进采煤方法及工艺—减小工作面斜长，条带开采、房柱 式开采、充填开采
带压开采防治水技术体系
矿井防治水技术体系 矿井水害预防技术
探测+预测（评价）+监测+预治理 四位一体
矿井水文地质条件改造技术
帷幕截流设计内容
确定帷幕线位置和帷幕尺寸（长、宽、高） 布孔：孔序、孔排、孔距 注浆材料选择 造浆系统、注浆泵 注浆参数设计和注浆过程控制
矿井水文地质条件改造技术
帷幕截流构筑的基本条件
过水断面狭窄 不透水边界 受注层具有良好的可灌注性 实施帷幕截流工程后具有明显的经济和社会效益
突水监测
多参数监测
突水监测
多参数监测
多参数监测
突 水 监 测
突水监测 采动应力测试
原位应力监测
测试钻孔布置原则：一般布置在工作面下巷。根据顶板初次来 压的一半距离经验值，其余各孔的位置应以初次来压与周期来 压的距离经验值为依据，兼顾底板构造情况依次布置 钻孔结构及施工技术要求：钻孔俯角应在30－40°之间，且垂 直下巷，并延伸至工作面煤层之下，其深度视工作面底板隔水 层厚度而定 孔数：采动应力测试孔一般为3－4个， 测点布置：采动应力测试孔所布测点应以能探测到采动效应相 关参数为宜