不同条件下采空区积水情况分析
采空积水的防治
汇报人： 2024-01-04
目录
• 采空积水的基本概念 • 采空积水的原因及分析 • 采空积水的预防措施 • 采空积水的治理方法 • 案例分析与实践 • 未来展望与研究方向
01
采空积水的基本概念
采空积水的定义
01
采空积水是指在采煤过程中形成 的地下水体，通常位于矿井或采 空区的下方。
实时监测与预警系统
安装水位监测仪器
在矿区周围和矿井内部设置水位监测 仪器，实时监测地下水位变化情况， 及时发现异常情况。
建立预警系统
根据监测数据和历史数据，建立预警 系统，对可能发生采空积水的情况进 行预警，以便及时采取应对措施。
04
采空积水的治理方法
地面防水工程
地面防水工程是采空积水防治的重要措施之一，主要通过修 建防水堤、水坝等建筑物，拦截和导流地下水，防止采空区 积水进入矿坑。
03
建立采空积水防治信息共享平台，促进信息交流和资源共享，
提高防治工作效率。
加强国际合作与交流
参加国际学术会议
积极参加国际采空积水防治学术 会议，了解国际前沿动态，分享 中国经验。
合作开展技术研究
与国际先进技术团队合作，共同 开展采空积水防治技术研究，提 高中国在该领域的国际影响力。
引进国外先进技术
地下水位
地下水位的高低直接影响 采空积水的形成，水位高 时更容易形成积水。
水文地质条件
水文地质条件复杂的地区 ，地下水流动复杂，采空 积水形成的风险较高。
03
采空积水的预防措施
合理规划采矿区域
避免在易积水区域进行采矿活动
在采矿前应对矿区进行详细的地质勘查，了解地下水文条件，尽量避免在地下 水位较高或存在强含水层的区域进行采矿。
科兴米山煤业采空区积水分析及水害防治
各 采空 区及 采空 破 坏 区 预 测积 水 量 统 计 结果 见
表 ｌ 采空区及采空破坏 区预测积水量统计表
采空区
采 Ｉ
矿、 石桥 口煤矿、 米西煤矿、 泰鑫煤矿批准开采 ３号煤 层， 目前 均 已关闭 ， 煤矿兼 并 重组 整合 后 ， 井下 资 源归
属科兴米 山煤业 ， 目前井 田内有 采 空面积 １ ７ｋ ２ ． ｍ 。 ２
本 次整合的主体矿井米 山煤矿井下建有独立完 善的排水系统， 矿坑涌水采用一级排水 ， 具体如下 ： 井 下距 井 底 ６０ｍ设 主 水 仓 （ 量 ２０ｍ ） 副 ０ 容 ０ ３和 水仓 （ 容量 ２０ｍ ） ０ ３；主水泵房安装有 ３台 ３ — ８７ Ｄ Ａ ｘ
型水 泵 ， 两趟排 水管路 由中央水 泵 房经 巷道 及井 筒敷 设 至地 面工 业广 场排水 沟 ， 中一 趟 （０ ｌ ６０ｍ） 其 １０ｆ ｉ ８ ｍ， 钢管沿 主井敷 设 ，作 为 工作排 水管 ，一 趟 （０ ｍ， １０ｍ ７０ 钢管 沿风井 敷设 ， 为备 用排水 管 。 ２ ｍ） 作
小计
１２００ ９ ７ ４
５ ｌ ５ ｌ ５ ５
整合前各矿内 ３ 号煤层 中存在大面积的采空 区 和采空破坏区 ，采空区中原有生产巷道留有排水 出 口， 位置高于采空区的积水可 由排水 口自巷道导人水
仓后 集 中排 出 ， 但低 于排水 口凹处 的存 在积水 。
经估算 ， 号煤层 中采空区和采空破坏 区积水 面 ３ 积为 １ ７ ｍ ， ． ｚ ２ ｋ 积水量 ５ １ ５ ３ １ ５５ ， ｍ 故该矿在生产中仍 应坚 持 “ 测 预报 、 预 有掘 必探 、 先探 后 掘 、 治 后采 ” 先 的
Ｓ ＨＡＮ ＡＴ Ｒ Ｒ ＸＩＷ Ｅ ＥＳ ＵＲＣ ０ ＥＳ
G2-3101工作面采空区积水量说明
G2-3101工作面采空区积水量说明
一、概况
高头窑煤矿G2-3101工作面位于2-3煤大巷南翼，煤层倾角0～5°，平均煤厚3.1米。
该工作面2013年5月13日回采完毕。
二、G2-3101工作面采空区积水量估算
根据G2-3103工作面运输顺槽内密闭流水情况分析：G2-3101工作面采空区积水线位置在G2-3103工作面1500米附近。
根据采空区积水量计算公式计算该段积水范围内水量：
Q 积=K•M•F/cosα
Q 积采空积水区静储量，m3。
K 采空区充水系数，0.3-0.5。
M 采厚，m。
F 采空积水面积，m2。
α煤层倾角，（°）。
根据我矿煤层顶板岩性主要为泥岩、砂质泥岩，遇水膨胀，充水性相对较小，所以K值取0.3。
M取4.0米。
由于该段积水范围内煤层属于简单的单斜煤层所以该段采空积水面积等于该段采空区面积F值为115360m2。
该段积水范围长412米，高差6米，所以α取0.83°。
经计算对G3-1101工作面采空区内积水量约为
138445m3。
煤矿采空区积水防治措施
煤矿采空区积水防治措施【摘要】煤矿经过开采后形成的空区容易形成积水，且严重影响煤矿开采安全。
本文详细阐述了煤矿采空区积水的成因、主要特征以及积水预测方法，并且针对空区积水的主要特征提出了有效的积水防治措施。
【关键词】煤矿;采空区积水;防治措施煤矿经过长时间的大量开采，容易出现许多的采空区，而且对其没有采取必要的措施，所以其中地势较低的采空区容易出现积水，积水的采空区严重威胁煤矿开采工程的安全。
1煤矿采空区积水的形成原因和主要特征（1）采空区积水的形成原因及来源。
随着煤矿开采时间的延长，相应的就会出现越来越多的采空区域，由于工程进度的原因，其周围往往还有很多其他的矿井。
经过相关的资料查询以及实际的工作经验积累，积水主要来源主要有以下几类：①地下水：有些煤矿所处地带的地下水资源丰富，容易造成采空区积水;②降水：有些煤矿所处区域降水量丰富，当雨季来临时出现大量且连续的降水，使得煤矿区域的水量加大，低洼区积水，从而造成采空区积水;③地质条件：有些煤矿区域的水文地质条件独特，采空区积水可能是第四系冲击含水层所致;④日常生活排水：煤矿周边区域居民日常生活用水排放，可能回流到煤矿采空区低洼处形成积水。
（2）煤矿采空区积水流入的通道。
经过煤矿采空区积水案例的研究，煤矿采空区积水流入通道主要有以下几类：①开采导致的裂缝：开采使得煤层顶板脱落，越来越多的裂缝形成，或者岩层的质地坚硬且脆，施工过程中导致裂缝不断地增多、加大，最后延伸至地表，使地表水流入到采空区;②地质运动导致出现断层：煤矿所处区域发生地质运动，岩层之间出现断裂，当实施开采工作时，地下水沿着断裂的岩层就流入到了煤矿采空区域;③钻孔没有完全封闭：煤矿开采工作实施过程中需要进行钻孔作业，钻孔本身没有问题，但是钻孔之后需要按照相关的标准进行钻孔的封堵，因为有的钻孔可能打通了与含水层之间的通路，如果不能及时的封闭这些钻孔，那么含水层中的水就会慢慢的渗入到采空区或者煤层，经过长时间的积累，形成了煤矿采空区积水。
某煤矿采空区积水疏放措施
某煤矿采空区积水疏放措施引言随着煤炭开采的不断推进，煤矿采空区的面积日益增大，积水问题也逐渐凸显出来。
某煤矿的采空区积水问题日益突出，需要采取相应的措施进行疏导。
本文将介绍某煤矿采空区积水疏放措施的详细内容。
积水原因分析采空区积水是由多种因素综合作用的结果。
一方面，地下水源丰富，采空区地下水渗漏和渗透压作用使得采空区形成低洼地形。
另一方面，采空区底板下沉，形成大面积的坑洼，也容易积蓄水。
问题严重性采空区积水对煤矿生产和安全造成极大的威胁。
它不仅使煤矿井下湿度增大，影响作业人员的身体健康，而且会加大煤矿顶板、煤柱压力，从而增加地质灾害发生的风险。
同时，采空区积水还会对煤矿环境造成极大的污染，对周围人民群众的生活、工作、生产等产生不良影响。
疏放措施在对某煤矿采空区积水原因进行分析的基础上，应根据其特点，制定相应的疏放措施。
具体措施如下：采取综合治理措施在进行疏水工作时，首先应该采取综合治理措施。
可以通过采用灌浆、补强支护、加固陷落柱等措施，增强采空区的稳定性，降低地下水位，在源头上遏制采空区积水的发生。
采用人工泵水疏导人工泵水是一种较为常见的疏导方法。
在选择抽水设备时，应根据采空区大小、积水情况、水泵品牌、水泵的具体参数等多方面考虑，选择最为合适的抽水设备进行抽水作业。
采用持续泄水法持续泄水法是一种将积水持续排放到地面外部的方法。
通过使用管道，将采空区内的积水输送到地面外部，达到减少采空区内积水量的效果。
在使用持续泄水法时，要考虑周围环境的影响，避免对周围环境造成污染。
提高管理水平提高煤矿管理水平，对减少采空区积水也有极大的帮助。
应该加强对煤矿工人的培训，提高煤矿安全意识和应急能力，合理安排生产任务，增强井下管理的协调性。
结语通过对某煤矿采空区积水问题的分析和综合治理技术策略的探讨，可以看出采空区积水问题是可以得到一定程度解决的。
只要合理制定相应的措施，加强管理，并注重对泵站水泵的维护及预防性保养，就可以使积水问题得到有效的解决。
煤矿采空区积水疏放措施
煤矿采空区积水疏放措施背景和意义煤矿采空区是指煤矿开采中所留下的空洞区域，随着采煤的进展，煤矿采空区的体积会逐渐增大。
在开采过程中，如果处理不当，煤矿采空区会给矿井安全生产带来极大的威胁，甚至可能引起矿井灾害。
煤矿采空区的一个突出问题，就是积水问题。
为了保证矿井的安全生产，煤矿必须采取适当的措施解决煤矿采空区积水问题。
这篇文章将介绍煤矿采空区积水疏放措施。
疏放措施1.自然疏放法自然疏放法是指通过自然地引流或渗漏来实现煤矿采空区的疏水。
这种方法需要选用地形落差较大，地下水位高的地段进行排汇，并通过对采空区域周边岩体的强化治理，利用岩层的分层结构和地质构造形成地下水自然向下流动的通道。
此方法具有成本低、维护简单、安全可靠的优点，但是受地质条件和天气等自然因素影响较大。
2.人工疏放法人工疏放法是指通过人工开挖疏管、挖防渗沟等手段来疏通、排放采空区的积水。
在人工疏放方法中，首先需要挑选适宜的放水区域，通过开挖、钻孔等手段在煤矿采空区域的高处，修建集水井、放水沟等排水设施，将采空区内的积水收集到集水井内，通过封闭式水封进行自流式放水，也可使用泵站将积水输送到地面对其进行集中处理。
此方法方式较为灵活，适用于不同地质条件和不同形状的采空区，但是施工和设备投入成本较高，要求施工人员具有一定的专业知识。
3.储煤废弃采空区技术对于已有储煤废弃采空区的煤矿，可以采用这种方法。
储煤废弃采空区技术是将高机能储煤和采空区治理有机结合，为积水处理提供空间。
通过煤矿采空区的深度挖掘充填和加固，形成废弃采空区储煤，利用储煤动态平衡原理达到储煤的效果，同时疏通排放采空区积水。
此方法可以节约土地资源，而且可以与煤层气开发相结合，可谓一举多得，但是需要高超的填筑技术和资金投入大。
结论在采煤过程中，必须对煤矿采空区积水问题进行妥善的处理，以确保矿井的安全生产。
根据煤矿所处地质背景、水文地质条件和煤层拱稳定性等方面的差异，选择适合自己煤矿的疏放措施是非常关键的。
采动影响区老空积水原因分析
收稿日期:2005-07-20 作者简介:张军工(1960-),男,硕士,高级工程师,中国矿业大学(北京校区)在读博士,现在济宁二号煤矿主要从事矿压方面的研究。
采动影响区老空积水原因分析张军工1,2(11中国矿业大学(北京校区),北京 100011;21兖矿集团济宁二号煤矿,山东济宁 272072) 摘 要:水害是煤矿的主要灾害之一,老空水又是煤矿防治水的重点对象,受矿山压力的影响,老空区的积水呈动态变化,规律很难掌握。
论文根据济宁二号煤矿二采区3上、3下煤层4个工作面的探放水情况,分析了上层煤老空区积水变化原因,总结了矿山压力在防治水中的重要影响,为防治水工作积累了经验。
关键词:矿山压力;防治水;工作面;老空区积水 中图分类号:TD32;TD74 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2005)1020035203 水害是煤矿的主要灾害之一,严重威胁矿井的安全生产,老空水又是煤矿生产建设中最危险的水害之一,老空水积水区的空间位置一般都很隐蔽,在开采中由于受矿山压力的影响,老空积水量以及范围是动态变化的,故掌握动压区的积水情况难度更大。
本文通过济宁二号煤矿二采区四个工作面的探放水情况,分析了矿山压力在防治水工作中的作用,查明了积水原因及规律,为做好矿井的防治水工作积累了经验。
1 概 况111矿井简介济宁二号煤矿位于山东省济宁市境内,是一对设计生产能力400万t/a 的特大型矿井,于1997年11月8日投产,现开采3上和3下煤层,其中二、九采区开采3上、3下两层煤,其余采区只开采3下煤层,3上煤层不可采。
目前矿井已有28个工作面回采结束,其中3上煤层2个,3下煤层26个。
由于煤层褶曲多、工作面起伏变化大,因此老空区积水情况复杂。
112 水文地质3煤层直接充水含水层主要为3煤顶底板砂岩,由3上煤层顶板砂岩、3下煤层顶板砂岩及3下煤底板砂岩组成,为粗、中、细粒长石石英砂岩,硅质、泥质胶结,局部钙质胶结。
矿井采空区积水量的研究
矿井采空区积水量的研究背景介绍矿井是人类在地下开采矿产资源的重要设施，采矿过程中会挖空矿井内的矿石，形成采空区。
采空区由于被采空，失去了原有的支撑作用，产生崩塌、沉降等现象。
同时，矿井内的地下水也会不断涌入采空区形成积水。
积水不仅对矿井工作造成安全隐患，而且还浪费了有限的水资源。
因此，对矿井采空区积水量进行研究，具有重要的实际意义。
矿井采空区积水量的影响因素矿井采空区积水量与多种因素有关。
文献中对影响矿井采空区积水量的影响因素进行了总结。
矿井深度矿井深度是影响矿井采空区积水量的重要因素。
矿井深度越深，地下水压力越大，其向矿井采空区渗透的速度也会随之增加。
矿井状况矿井状况是影响矿井采空区积水量的重要因素。
坍塌、断层、褶皱等地质构造都会对矿井的水文地质条件产生影响，影响矿井采空区积水量。
降雨量降雨量是影响矿井采空区积水量的重要因素。
气候条件异常或者降雨量较大时，可能会导致地下水流动速度加快，增大矿井采空区积水量。
矿井水文地质条件不同的矿井具有不同的水文地质条件，矿井的水文地质条件对其采空区积水量有显著的影响。
矿井采空区积水量的测量方法从实际应用角度上来看，准确测量矿井采空区积水量是非常重要的。
可用以下测量方法实现。
物理方法物理方法是测量矿井采空区积水量的传统方法。
它主要通过测量矿井内地下水面的高度差来计算积水量。
该方法简单易行，但存在误差较大的弊端。
系统方法系统方法是一种测量矿井采空区积水量的新方法。
它基于计算机技术和物联网技术，实现了对矿井内地下水流状态的实时监测。
由于其高效、智能化，可以较精确地测量矿井采空区积水量。
矿井采空区积水量的控制方法对矿井采空区积水量进行有效的控制，可以保障矿井工作的安全稳定。
目前主要的控制方法有以下几种。
开采方式在矿井开采的过程中，选择合适的开采方式可以有效的控制采空区积水量。
常见的开采方式有分段开采、分层开采、留柱开采等方式。
抽水降水抽水降水是其中一种效果比较显著的控制方法。
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不同条件下采空区积水情
况分析
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
采空区积水不规则分布对探放水工作的影响浅析
刘彦军张福雨
（龙煤鹤岗矿业公司兴山煤矿）
摘要：兴山煤矿近几年通过在探放水工作中的实际情况，发现采空区的积水不全是积存于原工作面最低点。
因为采空区顶板垮落，沉陷造成部分地点堵塞，水流不畅，不能自然流至最低点，在堵塞区域形成积水，这在某种程度上改变了探放水工作的传统观念。
关键词：防治水积水区分布针对性方案
1前言
兴山矿作为一个开采近百年的老矿井，井田范围内废弃井筒、巷道不计其数，露头的隔水煤柱已开采完毕，随开采延伸，区内采空区增多并形成积水区，并通过裂隙与地面导通。
兴山矿防治水工作的重点也是老空区积水的探放，但是在工作中我们逐渐发现，探放水钻孔的涌水量并不像我们预计的那样，施工至最低点的涌水量大，其他钻孔涌水量小。
而最近一次探放水施工的过程让我们证实了一些猜想：采空区的积水不一定全部积存于原工作面的最低点。
2采空区积水区域分析
工作面最低点处积水
大多数的采空区积水均积存于原工作面的最低点，这是大家普遍认可的，是由水的流动性决定的。
尤其是单斜工作面的采空区积水基本上全部积存于工作面的最低点。
这是因为单斜工作面顶板垮落较规范，而单斜工作面一般采取俯采的方法，顶板随工作面推进逐步垮落，直至停采线附近。
这样的垮落方式不会在工作面的其他部位形成堵塞，造成水流不畅，回采完毕后，水流自然流淌至最低点，如果没有出口则形成积水区。
这类积水区
相对较好处理，目标明确，只要钻孔施工至最低点就可解除水患。
如中左27层施工时，在材料道对上覆22层采空区进行探放，上覆22层工作面总体上看是一个单斜工作面，最低点位置、标高清楚，前期已在机道施工了一阶段探放水钻孔，基本查清了采空区积水位置，所以最终方案只需向最低标高处施工探放水钻孔即可达到放水目的，解除水患。
中左27层对上覆22层采空区积水探放示意图
工作面低洼处积水
受地质构造影响，工作面并不一定是单斜构造，比如受褶曲构造影响，在工作面内形成低洼点；受断裂构造影响在工作面内形成低洼点。
这些低洼点一般分布不规则，一般不在停采线附近，水流积存形成积水区，这类积水区也是我矿最常见的一种，也是我矿探放水工作的重点和难点。
这类积水区的探放需要挑选适合的地点，并且要求施工钻孔较高的精准度。
因为这类积水区很多均处于工作面内部，施工的探放水钻孔距离较长，增加了钻孔的施工难度。
如北部区前组30层回采工作面上方两带高度内存在27层、18层采空区，根据资料分析这两个采空区内均存在低洼点，由于低洼点所处位置原因，探放水钻孔长度将近200米，给施工带来极大难度，精度无法保证，工作量极大增加。
北部区前组30层探放水方案平面图
但是在施工完探放水钻孔后出现了新的问题，根据探放水方案设计与测斜结果综合分析，在探放18层采空区积水的几个有效钻孔中，钻至标高-1.7米的钻孔初始涌水量0.2立方米/小时，而钻至标高-0.7米的钻孔初始涌水量达到5立方米/小时。
这与我们预计的不同，经过我们仔细分析后得出初步结论是采空区顶板垮落和底板变形造成部分区域标高发生变化使积水区位置偏离原工作面最低点。
而在结合对三水平南二石门前组22层的探放水实例分析后，我们发现这两个区内存在低洼点的采空区积水竟然全部不在最低点（区内低洼点）。
但因为前组22层区内低点是由断层造成的，断层可能有导水效果，水流顺断层带导出未在低洼点造成积水。
工作面不规则积水
这类采空区积水是最没有规律，也是最难处理的，以南一石门30层上段探放水工作为例。
南一石门30层工作面采取分层开采，上部存在邻区二水平五石门30层采空区，在上段30层一分层掘进期间就开始对上部30层采空区进行探放水工作，当时均对原工作面最低点施工探放水钻孔。
二分层掘进期间重新对上部30层采空区进行探放水，方案设计
仍是对采空区低点施工探放水验证钻孔，经测斜验证钻孔施工至设计位置，达到设计目的。
南一石门30层上段探放水钻孔平面图
但是随着二分层材料道施工，工作面出现淋水现象，当时分析水源可能为上覆29-3层采空区补给水通过裂隙带导入（上覆29-3层已进行探放水，经验证无积水区）。
材料道施工完毕后淋水现象一直持续，防治水人员观测到探放水钻孔出水量变小，经研究后对二分层探放水钻孔进行透孔，透孔后涌水量出现明显增大，但是材料道淋水未减小，根据淋水点位置我们补充施工了探放水钻孔，钻透时最大涌水量达30立方米/小时（3号钻孔），其余钻孔涌水量也均在1立方米/小时以上。
补充探放水方案平面图
但是根据资料可知，这几个点在原采空区中均不是低点，而是处在一个下山巷道中，下山巷道的最低点就是我们上阶段进行探放的区域，那么为什么会在这几个区域形成积水呢通过查找资料与咨询参与二水平五石门30层工作面施工的人员，我们发现了一些问题。
这几个点在平面上看是处在一条下山巷道内，理论上应该是一溜下坡，但是据测量及技术员回忆，这条下山中应该存在几个平台，并不是一溜下坡。
由于时间相隔较长，已不能确定平台的具体位置，但是应该就在这几淋水点对应的区域附近。
根据这一情况，结合采空区顶板垮落特点，我们猜测因该是在这些平台附近顶板垮落比较好，对平台上方区域形成阻隔，造成积水。
3结论
因为资料较少，我们只总结出这三种类型，而且原因分析也比较粗糙，尚能深入、具体的总结出这些不同类型积水区的形成原因。
我们将在工作中继续收集资料，摸索、分析，争取得出具体的、完整的结论。
南一石门30层上段的实例给我们的触动很大，一定程度上颠覆了我们对探放水工作的传统认识，严肃的说是给我们敲响了警钟，告诫我们在探放水工作中一定要与时俱进，
不断探索，学习，总结经验，提高自身素质与业务水平。
下一步我们在工作中必须针对这些情况制定方案。
而在出具解除水患报告时更应该综合分析，采用钻探测斜结合物探结果的方法，确定水患是否解除。