探放水工程设计

探放水虽然是防止水害的重要方法之一，但 这项工作并不能把所有的水害威胁都能探明。例 如，断层滞后的突水。必须在全面分析水文地质 资料之后，才能做出有无可能发生水害的结沦。 对小窑老空充水区，充水巷道，导水断层，强 含水层，陷落柱，老钻孔等需探放水的地区，都 必须确定探水警戒线，并准确地绘制在采掘工程 平面图上。当开拓掘进工程到达警戒线时，必须 先探后掘。大同矿务局规定在采前应编制探放水 工程设计，平顶山矿务局规定探放水工作必须有 专人负责，严格掌握探水钻孔的超前距离。
深、施工顺序以及对孔口管、钻孔结构的规格与 深度的设计要求和有关安全技术措施。如设计探 放水巷道，主要包括：探水巷道的位置、断面规 格、支护形式、坡度及施工工序 设计还包括：允许安全水头值和疏降水头值 计算，疏降动、静储量和影响半径计放水过程中 的观测系统、地表观测网、井下测压网孔。探放 水工程的供电、排验工作。设计中还应包括安全 施工措施、避水路线、排水能力、新增排水能力， 水闸门和排水系统设计。探放水领导和劳动组织 系统和劳动组织设计，整个工程及单项工程费用 概算。
(1)与其他水源无联系的：由于它不与固定 水源(巨大含水层、老空水、地表水体等）相联 系，而成为孤立的含水断裂带。这种水可以有巨 大的水头压力，但一般水的储量大。如发生突然 涌水，通常是开始水量大，以后逐渐减少甚至干 涸，对采矿工作无多大向，一般不需采取复杂的 措施。在这类断裂带中，有的是断层带本身透水， 有的断层本身及其一侧或两侧破碎带皆透水。它 们在透水后的动态变化规律是一样的，但在防探 水工上则有差别。
采掘工作面除了根据作业规程进行有计划的探放水 工作外，遇到下列情况之一时,必须制订和采取探放水 措施，探水前进： (1)接近水淹的或情况不明的井巷、老空、老窑或小 煤矿时， (2)接近含水断层、导水断层、溶洞和“自然井”时， (3)接近或需要穿过强含水层时， (4)接近未封闭或封闭不良的导水钻孔时， (5)接近各类防水煤柱或打开隔离煤柱放水时， (6)接近水文地质复杂或水文地质条件不清的区域， 或有出水征兆时，
琉干、危害性较大。其突水规律受岩溶发育程度 和规律控制。 因此说，地下水往往是矿井涌水最直接、最 常见的主要水源。突水量的大小及其变化，则取 决于围岩的富水性和补给条件。地下水流入矿井 通常包括静储量和动储量两部分。开采初期或水 源补给不充沛的情况下，往往是以静储量为主。 随着生产的发展，长期排水和采掘范围不断扩大， 静储量不断被消耗，动储量的比例就相对增加。
回采工作面初次顶板冒落时大量顶板砂岩水溃 入井下造成水害。因此需探放顶板砂岩水，具体探 放方法见《矿井水文地质规程》第28、35条。当预 计涌水量较大时应在浅部布设专门泄水巷道进行疏 水降压，尽可能把泥灰岩水 疏降到底板以下，切 断地下水通道。需开掘疏水巷时应有专门设计，并 报局审批”。大同矿务局规定“新井、新水平、新 区 的首采工作面应特别注重提前做好探放水工作”。
裂隙水：往往是在采掘工作面揭露含裂隙水的岩层 时，这种地下水就流入工作面。其一般特点是：水 量虽小，但水压往往很大。当裂隙水和其他水源无 水力联系时，在多数情况下，涌水量会逐渐减小， 乃至干涸，反之，涌水量便会逐渐增加，造成突水 事故。 溶洞水：这种水源在我国华北和华南许多矿区较 为常见。如华北石炭二叠纪地层，假整合于岩溶比 较发育的奥陶系或寒武系石灰岩强含水层之上。不 少矿区发生的重大突水事故，其直接或间接水源绝 大多数皆为石灰岩含水层中的溶洞水。这类水源的 突水特点是一般是水压高、水量大、来势猛、涌水 量稳定、不易
第一节
概述
在一些生产矿井井田范围内，存有充水的小窑 老空、含水断层、富含水层及封孔不良的充水钻孔 等。在采掘工作接近这些水体时，就可能发生地下 水突然涌入井巷的事故。为了消除这些隐患，要求 在采掘过程中探明工作面前方的水情，若有水时， 应根据水量大小，有控制地将水放出，而后再进行 采掘工作，以保证安全生产。 为杜绝重大水害事故，保证职工生产安全，保 护国家资源和财产不受损失，保证煤炭生产持续稳 定地发展，原煤炭工业部于1986年9月9日颁发了 《煤矿防治水工作条例》，
上述是几种常见的主要水源。在实践中常 有由一种水源起主导作用而多种水源混合的涌 水事例。因此，在编制探放水工程设计中，在 分析矿井涌水水源时，必须要充分做好调查研 究，找出它们的主次关系。
二、矿井的涌水通道
水源和涌水通道是构成矿井涌水的两个方面。 涌水通道分为以下三种： (一)岩层的孔隙 单纯的孔隙水，只有在煤层围岩是大颗粒的松散 岩层并有固定的强大的补给水源围岩本身是饱和的 流砂层时，才能谴成灾害性的突水。 (二)岩层的裂隙 岩层的风化裂隙、成岩裂隙，构造裂隙都能构 成矿井涌水的通道。对矿井涌水具有普遍而严重威 胁的是构造裂隙(断裂)，其中包括各种节理、断层 和巨大的断裂破碎带。当掘工作面接近或相遇这些 不同数量、不同性质、不同规模和不同时期所形成
(7)上层采空区有积水，在下层进行采掘工作， 两层间垂直距离小于回采工作面采厚的40倍或小于 掘进巷道高度的10倍时， (8)接近有水或有稀泥的灌浆区时， (9)采掘地点受顶底板承压含水层的威胁，其岩 柱厚度小于计算的安全值时。 除了上述各种情况需要进行超前探水之外，有 些矿区根据本矿区水文地质条件的特殊性或历史上 发生水害的实际经验，制定有适合本矿区的探放水 具体规定。如：平顶山矿务局规定“五矿、七矿， 十一矿范围内开采浅部已组煤层时，顶板砂岩含水 层与(不整合超覆其上的第三纪)泥灰岩含水层水力 联系密切。

(1)由矿领导或设计部门根据矿井年度生产计 划安排提出需要探放水工程的设计任务书，按照 任务书的要求和探放水地区位置、生产安排、开 采方式和生产日期安排，编制探放水工程设计。 (2)地测部门接到探放水工程设计任务书后， 要组织有关人员广泛细致的收集探放水区域及邻 区的地质及水文地质资料、煤层顶底板、灰岩岩 溶裂隙、砂岩裂隙发育程度，老窑老空积水情况 及范围、确切的水头高度、积水量、上下层采空 区关系等资料，进行综合研究分析和整理，并将 各项资料填绘在有关图纸上。
的构造断裂，与它们有关的水源则往往会通过 它们导入井下，造成水灾，而遇见最多、危险 性最大是各种中、小型断裂。

表6-2-1 隔 水 的 断 裂 带 透 水 的 Ⅱ 断 裂 带
断裂带透水类型划分表 1.天然隔水开采后仍然隔水 2.天然隔水开采后仍然透水的
1
1.与其他水源无联系
2.与其他水源有联系
1)本身透水 2)本身及两侧皆透水
在编制矿井探放水工程设计中正确的判断矿井 涌水来源，对于矿井探放水工作将具有十分重要 意义。 1 岩石空隙中的地下水 煤层围岩中大小不等，性质不同的空隙，常 含有地下水，当有通道与采掘空间连通时，就会 成为井下涌水的水源。 根据含水岩层空隙性质不同，可分为孔隙水、 裂隙水和溶洞水； 孔隙水：多在开采松散岩层的下伏煤层时遇到 这些水源。例如开滦矿务局有的矿井就曾经发生 过水、砂突入矿井的事故。
5）提出符合《煤矿安全规程》和《矿井水文 地质规程》、《煤矿防治水工作条例》的技术和安 全措施。 6）设计中的附图： （1）矿井充水性图或采区亢水性图， （2）水文地质剖面图， （3）相关曲线图： （4）防治水工程设计平面布置图， （5）单项工程设计图。
第二节 水文地质条件
为编制好探放水工程设计，按照设计内容 的要求，首先应简述一下设计地段所处的区域 或井田水文地质单元的位置，并简述地质及水 文地质概况。 一、 矿井涌水条件 矿井涌水的几种主要水源。 在形成矿井涌水的过程中，必须有某种水源 的补给，这些水源可以通过一个或数个途径来， 它可以是赋存于岩石空隙中的地下水，或是老 窑水、地表水，也可以是大气降水直接滲入。
二、探放水工程设计的主要内容
1) 简述设计区域的地质、水文地质概况及 其与邻区的关系。主要水害性质、充水因素。 2)指出存在何种危险性，并提出分析预测 的依据。对含水层、导水断层或“自然井”等， 要预测其位置、水压和可能的涌水量，对老空、 矸子窑要圈出积水范围，估算出积水量，并指 出积水区标高。 3）纸上标明受水威胁区的范围和划出探水 起始线(或称警戒线)的位置。 4）提出探放水的具体要求。主要包括：钻 孔的位置、孔数、分组、间隔、方向、倾角、 孔
3．大气降水的渗入
大气降水是很多矿井涌水的经常补给水源之一。 大气降水的渗入量，与该地区的气候、地形、岩石 性质、地质构造等因素有关。当其成为矿井涌水水 源时，有如下规律， (1)矿井涌水的程度与地区降水量大小、降水性 质、强度和延续时间有相应关系，降水量大和长时 间降水对渗入有利，因此矿井涌水量也大。一般来 说，我国南方矿区受降水的影响要大于北方的矿区。 (2)矿井涌水量随气候具有明显的季节性变化， 但涌水量出现高峰的时间则往往比雨季后延。 (3)大气降水的渗入量随开采深度的增加而减少， 即同一矿井不同的开采深度差别很大。

(3)首先编制探放水工程方案设计。要以最 少的工作量，最快的速度，最佳探水手段，编 制两种以上探放水工程设计方案，并向有关领 导和单位汇报，组织专家学者和有经验的工程 技术人员进行咨询和技术论证。根据咨询和论 证意见，征得矿总工程师同意，按最佳方案编 制探放水工程设计。 为预防凡有探放水工程，必 须由矿地测科编制探放水工程设计，并报矿总 工程师组织审批，必要时报矿务局审批。
一、探放水工程设计的程序步骤

根据矿井生产需要和年度采掘计划，矿井在 采掘过程中不断地遇到亢水小窑、老空、含水 断层、灰岩岩溶裂隙及封闭不良钻孔等，当采 掘工作面接近这些水体时有可能发生地下水突 出造成预料不到的突水事故。为消除这些隐患， 要求在采掘过程中采用探放水方法，探明工作 面前方水情。在有水的情况下，根据水量大小 有控制的将水放出，然后再进行采掘工作。在 进行探放水之前，必须编制探放水工程设计。 设计编制程序步骤如下：
有垂直水力联系 有水平水力联系 垂直,水平联系皆有
各类型水文地质特点概述如下(表6—2-1)： 第1类：隔水的断裂带，主要是指断裂带本身及 其两侧的含水层无水力联系而言。开采后的表现可 分为两种： (1)开采后仍能起隔水作用的。 (2)开采后透水的；指开采后在静水压力和矿山压 力作用下，促进断裂带进一步破或因其中的疏散填 物被冲蚀掉而变为透水。即开采过后一段时间，始 发生底鼓、破、塌帮、继之发生“迟到”突水。 第Ⅱ类：透水的断裂带多数是张性和张扭性裂， 少数是压性和压扭性断裂。根据是否有补给水源， 又可分为两种：