防突水安全技术措施

防突水安全技术措施

为认真贯彻落实《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的有关要求，深刻汲取同煤集团姜家湾煤矿“4.19”重大事故教训，为做好我矿防治水工作，本着“安全第一、预防为主、综合治理”的工作原则，防治水措施，确保安全生产确保安全生产，特根据我矿实际编制矿井防突水安全技术措施。

一、矿井水害事故易发生的地点

我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。在生产过程中与地表水、地下水或老空水沟通时，就会发生突水事故。

1、采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。若导水裂缝带高度到达地表，与地表的季节性河流、塌陷坑贯通，也会造成突水事故。

2、采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔，穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力，也会造成透水事故。

3、掘进工作面在掘进过程中，遇到情况不清的老窑水、采空区水、老巷道积水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水、砂岩水等，同样是易发生透水事故的地点。

二、突水因素分析

采掘过程中，造成底板突水的因素是多方面的，是多种因素综合作用的结果．根据现场实际观测及有关理论分析，认为影响底板突水的因素主要有以下几个方面。

1.矿压

采矿过程中的矿山压力，对工作面底板具有严重的破坏作用，产生新裂隙，并“活化”原有断裂，导致底板突水．

随着采煤工作面的推进，底板任一断面总是经历超前支撑压力压缩破坏、采后悬顶卸压膨胀破坏、采空区周边剪切破坏、最后顶板冒落压实的再受压过程．其中采空区卸压膨胀及其周边剪切对底板破坏最严重，产生的裂隙最多．

矿压对底板的破坏程度是不一样的．根据现场观测，工作面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大，工作面周围煤体的支撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值，煤层底板最易造成破坏，底板最易突水。矿压对底板的破坏作用与工作面顶板岩性有关．工作面顶板岩层越不易冒落，矿压对底板的破坏作用越明显，工作面越易出水．矿压的破坏作用不显著，与底板出水不明显．所以对顶板不易冒落的工作面要及时采取措施，减少矿压的破坏作用．

2.断裂

断裂构造是突水的主要因素之一，综合分析其作用主要有：

(1)断裂构造的存在破坏了底板完整性，降低了底板的强度．

(2)断层上下两盘错动的结果，缩短了煤层与含水层的距离，甚至使煤层与含水层直接对口．

(3)断裂带破碎、软弱，易形成导水通道．

(4)断层带充水成为充水带，更使水文地质条件复杂化．

一般情况下，在断层交叉复合部位、尖灭端、拐弯处、向斜轴部、转折端及隐伏裂隙存在的工作面因应力集中，易造成底板破坏突水，是预防的重点．

3.隔水层

隔水层对突水起阻挡作用，其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的．厚度越大，越不易出水．其岩性组合及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素．当煤层底板岩层软硬相间时，不易形成裂隙；当底板岩层自近(煤层)而远，强度由弱到强时，岩层间易形成采动裂隙。煤层到底板含水层之间的距离由采矿破坏深度、有效隔水层厚度及导高三部分组成(导高是承压水沿煤层底板导水裂隙上升的高度)．起阻水作用的主要是有效隔水层厚度．如果矿压对底板破坏深度大，导高又大，则有效隔水层厚度相对减小，工作面底板就容易出水．因而我们只有采取防治水措施，减少矿压对底板的破坏深度，减小导高，才能增加有效隔水层厚度，预防出水。

4.含水层

含水层的富水性及水压对工作面底板突水具有重要作用。含水层的富水性是突水大小的物质基础，它决定着突水后水害的规模及对矿井的威胁程度．富水性与其岩溶裂隙发育程度、迳流条件、构造发育情况及埋藏深度等因素有关。

含水层的水压是工作面底板突水的动力，表现为静水压力及动水压力两种形式．未突水前表现为静水压力，静水压力对隔水层裂隙具有顶劈扩大作用，水压愈高，作用愈显著；出水后承压水头降低，含水层的水位能转化为动能，这是以动水压力为主．其作用主要表现在出水后，裂隙被冲刷扩大，充填物质不断被带走，通道越来越畅通，出水量越来越大。

综上所述，造成工作面底板突水的因素很多，但概括起来主要有矿压、断裂、隔水层、含水层4个方面．针对以上突水因素，因地制宜，采取相应的防治水措施，就能有效地预防出水．

三、工作面底板突水防治

根据以上分析，结合矿区实际，我们认为搞好底板突水防治主要从以下几个方面入手。

1、采取措施，减少矿压对底板的破坏作用

缩短工作面斜长．工作面斜长对底板的影响，实际上是矿压对底板的破坏深度问题．工作面斜长越大，压力越大，底板采动破坏深度增加，工作面底板越易出水．据有关资料推导，工作面斜长与底板破坏深度可用如下关系式表示

H=0.5L0.7

式中：H——采矿破坏深度，m；L——工作面斜长，m．

根据煤矿工作面斜长与突水关系，我们认为在不影响产量、回收率等问题的基础上，受奥灰水威胁的工作面斜长应不超过500 m．

2、注浆改造是预防工作面突水的有效措施

该技术通过地面注浆站集中造浆、注浆，井下施工注浆孔向介于煤层和奥灰强含水层之间的薄层灰岩注浆，是预防突水的综合防治水技术，注浆改造作用及特点表现在以下几个方面：

(1)改变了含水层的富水性．在注浆压力作用下，浆液沿裂隙扩散、沉析、结石，使奥灰岩溶裂隙基本上为粘土水泥浆充填，富水性大大减弱，甚至不含水。

(2)切断奥灰的补给通道．注浆过程中，在注浆压力作用下，浆液奥灰的联系通道向下扩散、沉析、缩小或堵塞通道断面，减少或切断了奥灰对徐灰的补给通道。

(3)加固了底板隔水层，提高其强度。

(4)注浆改造可消除导高，增加有效隔水层厚度．通过注浆改造，浆液能有效地充填含水层至隔水层的导水裂隙，消除导高，使原来含水、导水的裂隙带变成纯隔水层，增加了有效隔水层厚度，对预防出水极为有利。

3、预防断裂出水

根据前面分析，断裂是造成工作面底板突水的主要因素之一．“逢突必断”已成为人们的共识．预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一．具体内容包括以下几个方面：

(1)全面分析区域构造特征，研究断裂展布规律．根据每个面的巷道揭露情况及钻探资料，查明工作面断裂分布情况，为预防断裂出水提供依据。