奥灰水害
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨1. 引言1.1 背景介绍煤矿奥灰水带压开采水害是煤矿开采过程中面临的重要问题之一。
随着我国煤矿开采技术的不断发展，深部煤矿开采水害问题愈发突出。
奥灰水是指一种具有卓越的导水能力的含矿层，当煤矿开采穿越奥灰水带时，水会突然涌入矿井，造成严重的水害事故，给矿山生产和安全带来极大的威胁。
面对这一严峻的挑战，煤矿开采企业需要深入研究奥灰水带压开采水害的原因，并探讨有效的治理技术，以减轻水害给矿山生产造成的影响。
本文将结合实际案例分析，探讨奥灰水带压开采水害探查及治理技术，旨在为煤矿开采水害防治提供科学依据和技术支撑。
通过对奥灰水带压开采水害的深入研究和分析，可以更好地指导煤矿开采实践，减少事故发生的概率，保障矿工的生命安全和矿山的可持续发展。
在未来，该技术的应用前景也将更加广阔，为煤矿开采带来更多的机遇和挑战。
1.2 问题阐述煤矿奥灰水带压开采是煤矿生产中常见的一种工艺，但在这个过程中往往会遇到水害问题，给矿井的安全生产带来了一定的隐患。
奥灰水带压开采水害问题主要表现为矿井底部或工作面出现大量水涌入，给生产作业和矿工的人身安全带来威胁，严重影响生产效率和经济效益。
当前针对奥灰水带压开采水害的治理技术还存在一定的局限性和挑战，需要进一步探讨和研究。
本文旨在通过对煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术进行深入探讨，总结经验教训，提出解决方案，为煤矿生产中遇到水害问题的解决提供参考，促进矿井安全生产和高效开采。
2. 正文2.1 煤矿奥灰水带压开采水害原因分析煤矿奥灰水带压开采水害是指在煤矿开采过程中，由于煤层内部存在高压含水层（奥灰水），开采作业导致该含水层释放出水，从而引发地下水涌入矿井和工作面，造成水害问题。
这种水害具有突发性、破坏性大的特点，严重影响了矿井的安全生产。
1. 奥灰水层水压过高：煤层内部的奥灰水层水压较高，一旦开采，压力会得到释放，导致水位上升，反过来影响矿井和工作面的稳定性。
奥灰水防治措施
奥灰水防治措施
本井田内该含水层富水性强、及井田内8号煤层全部等压，5、5-1号煤层基本全区等压（见各煤层矿井充水性图）。
经过计算可知，各煤层最大突水系数均小于底板受构造破坏块段突水系数最大值（临界值）0.06Mpa/m。
一般情况下没有奥灰水突水危险。
但井田内断层发育，断层导通了奥灰水，一旦开采连通断层，奥灰水会沿断层进入工作面，发生水害事故。
为了确保我矿安全生产、特制定以下防奥灰水突水专项措施。
一、在开采各煤层临进井田带压区时，要预留防水煤柱，
5、5-1号煤层防水煤柱的宽度预留30m，8号煤层防水煤柱的宽度预留40m。
二、加强井下物探工作，和钻探工作，查明勘探阶段及物探阶段未查明的导水构造的产状要素及延伸、发育情况。
三、加强井下疏水降压工作，使奥灰水位的标高低于最低开采标高，放水钻孔的孔径不得大于75mm。
四、8号煤井底车场、主排水泵房、中央变电所的出入口设置水闸门。
五、加强井下排水工作，每年雨季来临前做一次主排水泵、备用排水泵的联合排水试验。
同时彻底清理主、副水仓及排水沟渠的淤泥及悬浮物，保证主、副水仓容量满足要求，排水沟渠畅通无阻。
六、加强安全教育培训，使所有井下作业人员掌握透水事故的预兆，任何人员一旦发现透水预兆立即向调度室汇报。
七、加强水害做应急救援演练，使所有应急救援队员做到召之能来，来之能战，战则能胜。
一旦发生预想不到的水害事故，应立即启动《水害事故专项应急预案》。
砂石煤业生产技术科
二0一一年。
奥灰水对马家沟煤矿深部开采的危害因素分析
收稿日期：2011－01－15作者简介：刘德民（1972—），男，河北唐山人，1996年毕业于焦作工学院，高级工程师，现任唐山马家沟矿业有限责任公司总工程师，主要从事矿井水灾害防治、矿井通风和瓦斯防治方向的研究。
奥灰水对马家沟煤矿深部开采的危害因素分析刘德民（唐山马家沟矿业有限责任公司，河北唐山063021）摘要：马家沟煤矿开采深度超过700m ，且矿井水文地质条件复杂，矿井突水防治工作十分艰巨。
通过分析影响马家沟煤矿深部开采的主要突水水源特征及其影响因素，弄清了各个影响因素的权重，使矿井水害防治“有的放矢”。
关键词：矿井水害；深部开采；含水层中图分类号：TD745文献标识码：B文章编号：1671－749X （2011）05－0028－020引言矿井突水灾害是煤矿生产中重要灾害之一，随着煤矿开采深度的逐年增加，地层深部层压水害对煤矿生产的危害程度有增加的趋势。
马家沟煤矿开办于1908年，具有近百年的开采历史，现开采水平大都在－700m 以下，并具有地质构造复杂，含水地层多的特点。
所以矿井水害的防治是十分艰巨和紧迫的任务。
分析马家沟煤矿深部开采的主要突水水源的影响因素，对该矿开采深部煤层的防突水工作保证安全生产具有重要指导意义。
1奥灰突水发生的部位及突水因素分析1．1奥灰突水发生的部位断层部位：由于断裂的影响，总是有一侧缩短了煤层与奥灰水体的距离，同时由于邻近断层部位的节理、裂隙发育和断层破碎带的存在，都使岩石的阻抗能力大大降低。
所以，断层（特别是断层的交叉）部位最易发生突水事故。
陷落柱部位：奥灰古岩溶的存在及其塌落拱的不断发展，含煤地层中常存有由各种破碎岩石充填的陷落柱，它抗压强度低，有时其本身就是一个导水体，当采矿活动直接遇到它时，常发生突水事故。
地层岩石较完整的部位：随着采矿深度的逐步延深，隔水层所承受的奥灰水压力越来越大，一旦这种承受能力低于安全值时，必然发生突水事故。
1．2突水因素分析富水性和含水层的水头：位于煤层顶底板下中奥陶统含水层是影响下组煤开采的主要含水层，承压水进入采掘空间，如果含水层压力过大则承压水就会对水平面形成一个高压力区，使岩层抬动位移或臌胀，导致突水。
矿井主要水害类型
矿井主要水害类型
1、老空水害
矿井开采多为下山开采，盲巷和采空区积水点多，加之地质条件复杂，极易形成老空积水，对采掘工作面有直接威胁，若隐患排查不到位、煤柱留设不足、探放措施执行不力，易发生老空突水事故。
2、四灰水害
四灰局部接受五灰和奥灰的直接补给，水压高，水量大。
随着矿井开采深度的不断延深，煤层底板破坏深度逐渐加大，煤层底板有效隔水厚度减小，若疏降效果不理想，受采动影响，在矿山压力和水压的共同作用下，容易发生底板突水事故，对矿井安全生产威胁极大。
3、底板五灰岩溶承压水及奥灰水害
五灰上距煤10间距小（一般16-20M），水压高，富水性强且不均匀，加之五灰、奥灰之间间距小（3.75-11.86M），奥灰水以水平或垂直补给五灰，若五灰含水层疏降和注浆改造效果差，奥灰承压水预防措施不利，容易发生底板突水事故，对下组煤开采存在着严重威胁。
4、断层水害
煤田内地质构造复杂，隐伏构造发育，断裂构造对煤系底层切割严重，破坏了岩层的完整性，降低了有效隔水层厚度，且断层面岩层破碎，裂隙发育，往往和强含水层沟通，当采掘工作面接近或穿过断层时，承压水易沿断层破碎带导出，造成突水事故。
5、钻孔水害
地面勘探施工的地质孔和水文孔，如封堵质量不合格，若该钻孔
穿过含水层，就成为导水通道，当采掘工作面接近或碰到钻孔就会造成突水事故。
6、相邻煤矿矿井水水害
7、地表水水害
由于常年开采，矿井周围存有塌陷区积水、池塘积水，并受大气降水补给，若盲目开采，保护岩帽留设不足，防水措施不力，采矿冒裂带一旦和空隙含水层沟通，易造成地表水溃入井下，发生人员伤亡、财产损失等较大事故。
告成煤矿奥灰水害及综合防治技术
告成煤矿奥灰水害及综合防治技术种义锋,谈安彬,王贵召,李元品(郑州煤业集团告成煤矿,河南登封452477)摘 要:介绍了告成煤矿井田地质构造、水文地质特征和奥灰水害情况,并根据告成煤矿的水害特点及矿井的实际情况,针对性地提出了综合防治技术措施。
关键词:奥灰水害;综合防治;技术中图分类号:T D745 文献标识码:B 文章编号:1003-496X (2006)12-0028-021 矿井概况郑煤集团告成煤矿位于河南省登封市东南部,生产规模为中二型,主要开采二叠系山西组二1煤层,开采方式为地下开采,开拓方式为立井开拓。
告成煤矿设计生产能力为90万t,设计服务年限为73.6a,于1999年9月正式投产,2001年达产。
目前,告成煤矿的主要开采采区为-110m 水平13采区,采矿方法为倾斜长壁放顶煤采煤方法。
其准备采区为-240m 水平21采区。
2 井田地质构造特征2.1 煤层本井田主采煤层为山西组的二1煤,其走向为近北东向,倾向近北西向,煤层厚度0～18.23m ,平均厚度为4.86m ,倾角为0°～23°。
井田内二1煤层大部分受到滑动构造的影响,滑动构造铲蚀煤层,造成煤层厚度变化较大,出现多处薄(无)煤带,煤层赋存极不稳定。
同时,煤层的原生结构遭到破坏,层理不清晰,滑面、摩擦镜面及擦痕比较明显,揉搓现象较严重,煤层呈粉状,组织疏松,抗碎强度特低,属极软煤层。
2.2 井田地质构造告成井田因受区域构造的控制与影响,构造上具有2个特点:一是因处于北西向的嵩山与五指岭平移断层之间,地层呈北东走向。
二是因位于芦店滑动构造西部,井田大部分受滑动构造的影响,地质条件十分复杂。
井田曾受过2次滑动构造的影响,芦F 1滑动构造基本沿煤层顶板穿过。
滑动构造是在区域构造的控制下受重力作用而形成的大型复杂构造,其下伏系统称为下盘,上伏系统称为上盘。
上、下盘之间为滑动构造带。
滑动构造上、下盘呈角度不整和关系。
煤层底板奥灰水害治理方案研究
煤层底板奥灰水害治理方案研究卓聪志【摘要】针对古书院矿15#煤三盘区首采工作面面临的底板奥灰水害威胁问题,提出了采用疏水降压和底板注浆改造两种治理方案,从经济和技术角度进行对比,最终得出疏水降压适用于该矿井低水压但隔水层较薄条件下的奥灰水害治理,为矿井奥灰水害治理提供依据,同时对相似条件下底板奥灰水害防治具有参考意义.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2017(041)007【总页数】4页(P7-10)【关键词】底板水害;奥灰含水层;疏水降压;注浆改造【作者】卓聪志【作者单位】西山煤电(集团)有限责任公司通风处,山西太原 030053【正文语种】中文【中图分类】TD745古书院煤矿位于山西省晋城市，是典型的华北型煤田开采区域。
依据岩性及空间赋存与分布特征，井田内含水层自下而上依次分为：奥陶系中统岩溶裂隙含水层组、石炭系灰岩岩溶裂隙含水层组、二叠系砂岩裂隙含水层、第四系冲积层孔隙含水层。
矿井上组煤开采基本结束，逐渐进入下组煤15#煤的回采工作。
由于15#煤三盘区范围内出现煤层底板奥灰含水层带压情况，且底板隔水层厚度较薄，水文地质条件较为复杂，煤层底板奥灰水突水危险性较大。
针对该水害特征，结合矿井地质及水文地质条件，提出相应的奥灰水害防治措施，对确保矿井安全生产具有重要意义。
古书院矿15#煤三盘区首采工作面位于井田西北部，为井田首个奥灰含水层带压开采工作面。
煤层底板本溪组隔水层承受奥灰水压为0～0.63 MPa，本溪组隔水层厚度6.7～20.3 m. 根据《煤矿防治水规定》中提出的突水系数法进行突水系数值计算，其数学表达式见式(1)：式中：T—突水系数，MPa/m；P—底板隔水层承受的水压，MPa；M—底板隔水层厚度，m.通过对水压和隔水层厚度的分析，得出15#煤层底板突水系数等值线图，见图1.由图1可以看出，工作面多数区域突水系数均小于0.06，突水危险性较小。
但是，由于该工作面煤层底板隔水层薄，在底板矿压破坏深度影响下隔水层隔水能力完全缺失，突水系数值不能很好地反应该条件下水害危险程度，工作面回采前需采取相应水害防治措施。
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨随着我国煤炭工业的不断发展，煤矿的开采水害问题也日益突出。
奥灰水带压开采是指在煤矿开采中，由于煤层下部存在高压水系，导致煤层底部的水文地质条件复杂，使得开采水害更加突出的一种开采方式。
探查和治理奥灰水带压开采水害已成为当前煤矿生产中亟待解决的技术难题。
一、奥灰水带压开采水害的成因奥灰水带压开采水害主要由以下几个方面的因素引起：1. 水系条件复杂：奥灰水带压开采通常发生在煤层下部岩溶地质区域，地下水位较深，地下水流动规律复杂，导致煤层底部水文地质条件复杂，易发生水害。
2. 采矿工作面开采规模大：奥灰水带压开采多发生在采煤工作面规模相对较大的煤矿，由于开采规模大，挖掘范围广，导致大量地下水被破坏从而充实到矿井中。
3. 围岩条件较差：奥灰水带压开采区域的围岩条件一般较差，地下水体储量丰富，如遇到地下水体，易引发水害。
以上这些因素都对奥灰水带压开采水害起到了重要的作用。
为了对奥灰水带压开采水害的情况进行及时的探查，目前采用的主要技术手段有：1. 地质雷达技术：地质雷达技术可以快速、准确地探测地下水体的位置、深度和体积等信息，为矿井开采提供科学依据。
2. 地震勘探技术：地震勘探技术可以获取地下水体及围岩的地震反射、折射信息，通过解释反射波和折射波的速度和幅度变化，来判断地下水体的位置、形态和体积等信息。
3. 井下水文地质观测：井下水文地质观测是指通过在矿井井下实施水文地质勘探，获得矿井井下水位、水压、水质和水文地质条件等信息。
以上这些技术手段可以快速、准确地探查奥灰水带压开采水害的情况，为治理提供依据。
1. 地下水文地质条件分析：对奥灰水带压开采区域的地下水文地质条件进行全面分析，了解地下水位、水压和水质等情况。
2. 井下水封隔堵技术：对已发生的地下水体进行封堵，防止地下水体进入矿井和煤层中，减少开采水害的发生。
3. 井下排水技术：采用井下排水技术将地下水体排出井下，减少地下水影响矿井生产的程度。
梧桐庄矿奥灰水水害分析及综合治理
３ 奥 陶系水 害的综合治理
３１ 奥陶系灰岩含水层水害的综合治理 ．
采取的治理方案是 ：增加矿井排水能力 ，增强 矿井抵抗水灾能力 ，完善矿井各含水层的动态观测 系统 ，采 用立 体 的综合 勘 探 技术 ，超 前查 明影 响矿 井或 采 区 的导 水构 造 、导 水 裂 隙 、导 水 陷落 柱 以及
时采 取 防治 对 策 ，为矿 井 安 全生 产 提 供 水 文 资料 。 针对 影 响矿井 安全 的重 大水文 地 质 问题 ，组 织水 文
地质人 员进 行 了科技 攻关 ，并 建立 了重 大 防 治水 工
程 项 目责任 制 和科学 研究 项 目负责 制 ，对 防 治水 工 程 实行 了专 业化 管理 。
了一 条水 害综 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 治理 方 法 ，并 收 到 了显著 成效 。
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虎维岳说，我国亟须建立针对不同地质条件的矿山“奥灰水”防治科研体系，使今后防治“奥灰水”灾害不再“懊悔”。否则，西北干旱地区的“地下暗河”可能会成为新的煤矿事故源头。[1]
神华骆驼山煤矿透水事故抢险救援指挥部新闻发言人兰毅说，封堵井下水源是一个世界性难题，国内缺乏相应的经验。当年范各庄煤矿堵漏工程就用了近1年时间。此次堵漏工程计划要向井下投送大约5000立方米的材料，预计4月4日竣工，但是谁也不敢保证பைடு நூலகம்够如期完成堵水任务。
据专家分析，随着煤炭开采层次“向下”发展，开采深度逐渐加大，深藏地下的“奥灰水”突水几率也在增加。而相关的科研体系，越来越显得跟不上形势的需要。
奥灰水
奥陶纪（Ordovician Period，Ordovician），地质年代名称，（原始的脊椎动物出现）是古生代的第二个纪，开始于距今5亿年，延续了6500万年。 奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。在板块内部的地台区，海水广布，表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育，在板块边缘的活动地槽区，为较深水环境，形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。
记者连日来在现场看到，通风竖井口的两台每小时抽水上千立方米的水泵昼夜不停地排水，所排之水在地面上紧急挖开的导流渠中形成十多米宽、数米深的“清水河”，弯弯曲曲地在旷野中流向远方。
“我搬到这儿已经40多年了，从来没听说地下还有这么多的水。”2010年67岁的当地羊倌张侯栓说，在他的记忆中，这里常年干旱无雨，人们请钻井队打水井时，往往得钻上百米深，有时还寻找不到水脉。
张侯栓老人怎么也想不到，就在这个年降水量只有100毫米、蒸发量达300多毫米的干旱地区，地下400多米处的奥陶纪灰岩层中却潜藏着巨大的水源。正是这“奥灰水”，使得此次矿难营救中总是有抽不完的水。
“这么大的涌水量，在西北干旱地区的煤矿透水事故中是第一次。”中国煤炭科学研究总院西安研究院副院长、中国煤矿水害防治专业委员会副主任虎维岳在事故现场接受本刊记者采访时说，这次透水事故是奥陶纪灰岩水害，也就是人们通常所说的“地下暗河”惹的祸。
为汲取“骆驼山煤矿奥灰水灾害透水事故”的教训，内蒙古煤矿安全监察局日前提出“四个重新”的决定，以预防煤矿水害。一是重新审查设计，对矿井设计存在缺陷的一律要重新补充设计；二是重新审查《安全专篇》，对缺乏防水措施或措施不细不全的一律要重新补充；三是重新检查防治水工程，对工程不到位或存在缺陷的一律要重新进行施工；四是重新检查防治水措施，凡措施不健全、不落实的一律重新修订完善。[1]
4危害煤矿
位于内蒙古自治区乌海市境内在建的神华集团骆驼山煤矿，2010年3月1日7时29分发生透水事故。事发时，31人被困井下。 尽管大规模的矿难营救工作随即展开，但井下疯狂的涌水将31名工人兄弟吞噬得不见了踪影，也将一个生僻的名词“冲”在世人面前——“奥灰水”。它让2万多人次救援力量在14天奋战之后，无奈地宣告结束。
3事故源头
在神华骆驼山煤矿透水事故封堵井下水源工程中，一台钻机打通地面与井下巷道的钻孔后抽取钻杆时，钻孔喷起八九米高的水柱。水压极大的“奥灰水”，再次显示了它的威力。
实施井底水源封堵工程的施工人员，利用最先打通的一个钻孔于2010年3月14日凌晨开始往井下巷道输送速凝水泥、石子、石岩、水玻璃等原料混合而成的灌浆，截至2010年3月28日已累计投料2003立方米。但是，对于是否能够很快实现堵截水源的问题，技术人员表示“不好说”。
1简介
2灾害
3事故源头
4危害煤矿
1简介
“奥陶纪”是地质年代名称，是古生代的第二纪。奥陶纪灰岩层形成于4亿至5亿年前，当时的地质层基本属于浅海环境，是地质史上海侵蚀最广泛的时期之一，含水量非常丰富。奥灰水为奥陶纪形成的灰岩中所含的水。奥陶纪开始于距今5亿年，延续了6500万年。奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。在板块内部的地台区，海水广布，表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育，在板块边缘的活动地槽区，为较深水环境，形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。
逃生出来的杨学林等7名矿工说，当时他们往通风竖井方向跑，身后轰隆隆的水声像打闷雷般地席卷而来，很恐怖。[1]
研究认为，中国西北地区的新疆、青海、甘肃西部以及宁夏和内蒙古西部地区，主要开采的煤层形成于1.4亿至1.9亿年前的采侏罗纪，这些地区气候干燥、降水量小，矿区地下水补给能力差，矿坑涌水量小。因此，人们预防煤矿瓦斯危害的意识，远远强于对煤矿水害的防范。[1]
2灾害
内蒙古自治区煤矿安全监察局局长曹安雅说，他们对乌海市和其相邻的鄂尔多斯市境内的调查显示，两市受奥陶纪灰岩水害威胁和影响的煤矿有32处，其中乌海市有21处，鄂尔多斯市鄂托克旗有11处。这些煤矿井下巷道距奥陶纪灰岩含水层已很近。
接受《瞭望》新闻周刊采访的专家提醒，中国须警惕西北旱区煤矿“奥灰水”灾害。否则，在煤炭资源富集的西北，“地下暗河”可能会成为新的煤矿事故发生的源头。
抽不完的“奥灰水”，透水事故发生后，在2万多人次14天的营救之后，未发现井下受困人员及生命迹象。经国家矿山医疗中心和抢险救援指挥部医疗组专家反复研究认为，井下被困人员已无生还可能，于2010年3月14日停止了搜救工作。随之，为早日入井寻找失踪人员，抢险救援指挥部将井下水源封堵工程列为第一要务。