防治水知识培训课件

《防治水知识》培训讲义
王占武
1、正利煤业基本水文地质条件
1.1、区域水文地质
本区位于宁武煤田西南缘，从地形地貌上看，本井田所处的岚县—静乐山间盆地区域为一个相对独立的地下水系统。

该区域内分布有汾河，其中汾河支流岚河贯穿井田而过，流向为西北向东南。

区域地下含水层主要接受北部、西北部大气降水的入渗补给，地下水总的流向为西北向东南径流，排泄至汾河水库一带。

正利井田范围内为一单斜构造，黄土梁峁地貌形态，位于地下水径流区，地下水由西北向东南径流。

井田内地下水的赋存运动规律受整个系统的补、径、排条件的控制。

1.2、井田主要含水层
1.2.1、松散层孔隙含水层
第三系红土、砾石层以及第四系黄土，大都分布山顶、山坡或低洼处，厚度虽然较大，但都不含水。

岚河河谷的冲积层（Q4），厚1～20m，以砂砾、砂土层为主，含水性好。

附近村落地下水水位较浅，距地表约1～20m。

岩性以砾石、卵石为主，接受地下水和地表水双重补给。

第三系其上部为红色粘土，内有3-5层钙质结核，以上层滞水为主，水量小，常有小泉渗出。

砾石层位于底部，分选不良，有少量岩屑混于其中，因下伏基岩补给条件和所处位置的不同，其富水性变化很大。

河谷内泉水较多，涌水量为0.014～2.97L/s。

1.2.2、上石盒子组砂岩裂隙含水层
上部砂岩厚度及岩相变化较大，主要为灰绿、黄绿色中粗粒砂岩，
地表有小泉水渗出。

底部（K6）砂岩为灰白色中粗粒砂岩。

据井检孔上、下石盒子组含水层混合抽水试验，单位涌水量0.06L/s.m，渗透系数为0.07m/d，水位标高1162.31m，含水层富水性弱。

1.2.3、山西组砂岩裂隙含水层
山西组岩性主要由4-5层灰白色中细粒砂岩组成，平均厚度52m，彼此被隔水层隔开，岩性变化大。

本组含水段主要为砂岩裂隙含水层，含水性微弱。

据ZK2号孔上、下石盒子组、山西组含水层混合抽水试验，单位涌水量0.0494～0.0661L/s.m，渗透系数为0.0227～0.0250m/d，水位标高1167.44m，含水层富水性弱，水质类型为HCO3—Ca·(K+Na) ·Mg，矿化度为218mg/l。

1.2.4、太原组岩溶裂隙含水层
本组岩性主要由泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成，含水层主要为L1、L2、L3石灰岩及K3砂岩。

L2石灰岩较纯，裂隙发育不均，厚2.06～6.80m，平均为3.50m。

层位及厚度变化不大。

L1多为泥灰岩，一般厚0.50m左右，最厚达3m。

据ZK3号孔抽水试验，单位涌水量
0.0009～0.01171L/s.m，水位标高1104.85m，含水层富水性弱。

1.2.5、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层
奥陶系中统石灰岩为本井田主要含水层，由厚层石灰岩、白云质灰岩、豹皮灰岩及薄层钙质泥岩组成。

岩溶发育因岩性、构造裂隙的不同而有极大差异。

富水性受岩溶发育程度及水文地质条件控制，一般来说，构造裂隙发育段，岩溶率增高，富水性增大。

根据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》，确定奥灰静水位标高为1139米。

1.3、充水因素分析
一般影响我公司安全生产的主要水害有：地表水、老窑水、采空积水、承压裂隙水、奥灰岩溶水。

根据井田地质勘探资料及工作面实际揭露情况分析，井下工作面直接充水水源为顶底板承压裂隙水，潜在充水水源为奥灰岩溶水。

1.3.1、地表水及大气降水
地表水：岚河为井田内唯一地表水体，汾河支流，从井田东北部流过。

根据太原煤炭设计院2010年9月提交的《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司葛铺煤矿岚河水文计算书》，我矿三个立井井口标高低于区域内岚河最高洪水线标高，岚河洪流威胁我矿安全生产。

大气降水：葛铺井田降水量小，地表水排泄畅通，各含水层彼此相距较远且被隔水层隔开，地表水，大气降水对含水层补给量甚小。

工作面4-1号煤盖山厚度434米-654米，计算冒落导水裂缝带最大高度为47.9m，基本不会造成地面塌陷，所以地表水对工作面充水影响很小。

1.3.2、老窑水和采空积水
根据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》、地面三维地震勘探资料以及2010年4月以来对周边煤矿开采现状及本井田调查资料分析：我公司井田四邻关系简单，没有小窑破坏区，井田内无历史采空区，工作面采掘不受老窑水和采空积水威胁。

1.3.3、承压裂隙水
开采4-1号煤时，上覆山西组砂岩裂隙水及4-1号煤下部底板砂岩裂隙水为工作面直接充水水源，该含水层段裂隙不发育，补给条件差，地下水以静储量为主，涌水量较小。

采掘过程中将主要表现为工
作面顶板滴水、淋水及底板渗水现象，局部裂隙发育地段顶底板涌水较大。

对工作面回采有一定影响。

通过选择合适的排水系统，加强排水工作，煤层顶板砂岩裂隙水及底板太原组砂岩裂隙水通常不会对工作面安全构成威胁。

1.3.4、奥灰岩溶水
井田内4-1号煤均埋藏在奥灰水静水位以下，属带压开采。

奥灰水静水位标高1139m（据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》），工作面4-1号煤标高为601.5-832.0m，4-1号煤层底板所承受的水压4.57-6.87MPa，奥灰水对4-1号煤层底板突水系数T=0.030-0.045 MPa/m,奥灰水为工作面潜在存水水源，一旦突水将可能造成淹井事故。

根据以上对井田工作面充水因素综合分析，可得出如下结论：1）、地表岚河洪流对我矿安全存在威胁。

2）、4-1号煤顶底板砂岩承压裂隙水是工作面的直接充水水源，对采掘有影响，通常会造成作业环境恶劣，增加排水负担。

通过加强排水通常不会威胁矿井安全生产，不构成严重水患。

3）、奥灰岩溶水为影响工作面安全开采的主要水害，对工作面安全构成潜在威胁。

1.4、矿井水文地质类型
根据山西焦煤发（2010）944号文件《关于下发山西焦煤集团投资有限公司矿井水文地质类型划分报告评审意见书的通知》，正利公司上组煤（4-1#、4#煤）水文地质类型为中等。

2、水害防治
2.1、透水预兆的判别
矿井突水的发生与发展是一个逐渐变化的过程，有的很快，有的很慢。

从开拓工作面开始，发展到突水的时间内，在工作面及其附近显示出的某些异常现象，称为突水预兆。

识别和掌握这些预兆，可以及时采取应急措施，撤离人员，防止伤人事故的发生。

矿井突水前的预兆主要有以下几种：
（1）煤层发潮、发暗。

由于水的渗入，使得煤层变得潮湿、暗淡。

如果挖去表面一层，里面仍如此，说明附近有积水。

（2）巷道壁或煤壁“挂汗”.
具有一定压力的水透过煤岩体的细微裂隙而在采掘工作面煤岩壁上凝结成水珠的现象，称为“挂汗”。

突水预兆中的“挂汗”与其他原因造成的“挂汗”有所不同。

透水预兆中顶板“挂汗”多呈尖形水珠，有“承压欲滴”之势；而煤炭自燃发火预兆中的“挂汗”为水蒸气凝结于煤岩壁上所致，多为平形水珠；另外，井下空气中的水分遇到低温的煤岩体时，也可能凝结成水珠。

区别“挂汗”现象是否为透水预兆的方法是剥离一层煤壁面，仔细观察所暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水预兆。

（3）工作面温度降低，煤壁发凉。

采掘工作面接近有水区域时，温度会骤然下降、空气变冷，人进入后有凉爽、阴冷的感觉。

（4）煤壁“挂红”
这是因为当积水中含有铁的氧化物时，煤壁上所挂之汗呈暗红色，
一般是接近老窑水的征兆。

（5）发出水叫声。

含水层或积水区内的高压水在向煤壁裂隙挤压时，与煤壁摩擦会发出“嘶嘶”声响，说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了，若是煤巷掘进，则突水即将发生。

（6）出现雾气。

当采掘工作面气温较高时，从煤岩壁渗出的积水就会蒸发而形成雾气。

（7）工作面有害气体增加。

这是因为积水区常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体逸散出来的缘故。

（8）顶板来压，淋水加大，如落雨状；底板鼓起或产生裂隙并出现渗水。

（9）出现压力水流。

这表明离水源已经较近，应密切注意水流情况。

若出水浑浊，说明水源很近；若出水清净则水源尚远。

（10）打钻时发觉钻孔底松软或钻孔有水流出，说明接近突水区。

上述征兆并不是每次突水前都会全部出现，有时可能发现一个或几个，极个别情况甚至不出现，因此必须密切注意，认真分析。

2.2、十六字原则与五项措施
《煤矿防治水规定》（安监总局令第28号）第一章总则第三条规定：防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。

防治水十六字原则科学地概括了水害防治工作的基本程序。

“预测预报“是水害防治的基础，是指在查清矿井水文地质条件基础上，运用先进的水害预测预报理论和方法，对矿井水害作出科学分析判断和评价；“有疑必探”是指根据水害预测预报评价结论，对可能构成威胁的区域，采用物探、钻探、化探等综合探测技术手段，查明或排除水害；“先探后掘”是指先综合探测，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工；“先治后采”是指根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施排除水害隐患后，再安排采掘工程，如井下巷道穿越导水断层是必须预先注浆加固方可掘进施工，防止突水造成灾害。

五项治理措施是水害治理的基本技术方法。

“防”主要是指合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等，防隔水煤（岩）柱一旦确定后，不得随意开采破坏；“堵”主要是指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等导水通道；“疏”主要是指探放老空水和对承压含水层（如华北地区奥灰水）进行疏水降压；“排”主要是指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套；“截”主要指加强地表水（河流、水库、洪水等）的截流治理。

2.3加强水害应急救援
水害事故一旦发生，煤矿企业要千方百计减少伤亡和损失。

一是煤矿企业一定根据矿井主要水害类型和可能发生的水害事故，制定水害应急救援预案和现场处置方案。

应急救援内容应当具
有针对性、科学性和可操作性，处置方案应当包括发生不可预见性水害事故时人员安全撤离的具体措施；每年都应当对应急预案进行修订完善，并组织一次救灾演练。

二是现场发现水情的作业人员，应当立即向矿井调度室报告有关突水地点和水情，并通知周围有关人员撤离到安全地点或升井。

采取有效安全措施，分析查找透水原因。

三是矿井调度室接到水情报告后，应当立即启动本矿井水害应急预案，根据来水方向、地点、水量等因素，确定人员安全撤离的路径，通知井下受水患影响地点的人员马上撤离到安全地点或升井，向值班负责人和矿井主要负责人汇报，并将水患情况通报周边所有矿井。

四是水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业，应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备。

主要设备要包括适合矿井救灾的排水泵、排水管路以及配套的电缆等。

大中型企业要储备足够的抢险排水设备和材料；每一个产煤省要建立防排水抢险救援基地。

五是水害事故发生后，矿井应当依照有关规定报告政府有关部门，不得迟报、漏报、谎报或者瞒报。

力争在救援黄金时间内，救出井下被困人员。

3、正利煤业防治水技术管理体系
地测防治水工作是一个系统工程，除了地测部门自身需要做的地质及水文地质条件的查明、预测预报、探放水技术措施（技术支撑）等工作外，也需要公司各相关部门及作业队组密切配合，承担相应的管理
职能和职责。

（管理体系支持）
3.1、技术（资料）支撑
这是做好防治水工作的前提或基础。

只有确切掌握井田的地质及水文地质条件，才能做到心中有数、有的放矢，针对性的采取措施。

两年来，通过实施地质补勘、水文地质补勘、地面三维地震及瞬变电磁勘探等工程以及实际揭露，可以说已基本查明了井田地质及水文地质条件，为防治水工作提供了有效的技术（资料）支撑。

3.2、管理体系的支持
3.2.1、技术管理环节
这一环节主要涉及地测部门的业务本身：
3.2.1.1、地测部门在充分搜集各类地质及水文地质资料的基础上，经过综合分析，对各采、掘工作面提出有指导性的水情水患预测预报；
3.2.1.2、掘进工作面掘进前必须对工作面进行水情水害分析，进行安全评价，确定工作面主要水害类型、水害特点及所要采取的技术措施，回采工作面回采前必须编制专门水文地质情况报告，进行安全评价，以上两种技术文件经公司总工程师组织评审后，报投资公司审核备案，获得许可；
3.2.1.3、严格执行“有掘必探，先探后掘、先治后采”的规定。

对掘进工作面利用物探、钻探、化探等多种手段进行超前探测。

2012年，通过购置新的物探、钻探设备逐步对所有掘进巷道过程实现物探、钻探超前探测全覆盖，改变目前物探为主，钻探为辅的现状。

做到两种手段一起上，相互验证，确保安全。

超前钻探必须由地质科编制钻探设计及施工安全技术措施，总工程师组织审批，生产副总经理组织施工、地测科和安监处组织验收考核。

并严格按批准的探放水措施落实。

3.2.2、制度管理环节
该环节涉及公司各相关部门及队组
3.2.2.1、执行超前钻探安全确认签字移交制度：在实施超前钻探过程中，必须要有掘进队组跟班队长、安全员、瓦检员跟班作业，超前钻探结束后，由掘进队组跟班队长、安全员、瓦检员、钻探队队长、地测科科长共同在超前钻探安全确认签字移交单上签字，确认超前钻探距离和允许掘进距离。

钻探队负责人和工作面施工负责人必须在工作面钻探现场进行书面交接。

不得在其他地点进行交接或口头交接。

3.2.2.2、严格执行允许掘进（停止掘进）通知单制度
根据钻探（物探）结果，地测部门及时对各掘进工作面下发允许掘进（停止掘进）通知单，经地测科长、地测副总签字后生效，并及时送达公司调度室、安监处及作业队组。

由调度室下达停、掘指令，安监处监督执行。

3.2.2.3、严格执行超前探管理牌版、有掘必探大样图、台账填绘制度根据最新一期超前探结果，由地测部门在超前探管理牌版上载明探测手段、探测时间、超前探测距离、允许掘进距离等内容；明确队组技术员根据每天实际进尺准确填写剩余允许掘进距离，做到每日更新，并将牌版悬挂至工作面适宜、醒目的位置，使人人清楚明白。

同时、地测部、调度室、作业队组必须在科队办公室（值班室）、
调度台醒目位置张贴有掘必探大样图、台账，并准确填绘有关内容。

3.2.2.4、执行工作面水情水害监测、汇报制度
明确跟班安全员为本班水情水害监测员，负责观测、记录、汇报本班水情水害情况，并将水情水害监测纳入班评估内容当中。

当作业点出现透水征兆或异常水情时，立即停止作业。

安全员应及时向调度室汇报，调度室通知地测部门，地测部门及时深入现场观测水情、采取水样进行水质化验，确定水源性质。

根据水源性质的不同，采取相应的治理措施。

确定可以生产后，告知调度室，由调度室通知恢复生产。

3.2.2.5、执行定期逐头逐面水害隐患排查制度
每旬进行一次水害隐患排查，重点排查：（1）开掘工作面是否落实“有掘必探”措施；（2）是否严格执行允许掘进（停掘）通知单制度；（3）物探异常区是否经钻探验证；（4）探放水钻孔孔口管长度、质量是否符合规定要求；（5）井下各作业点是否按规程要求放置临时排水设施；（6）采掘作业点是否有透水征兆；（7）各作业地点是否设立避灾路线；（8）各队组是否正确填绘超前探牌版、超前探测大样图和超前探测台帐；（9）各工作面排水系统等是否合理可靠。

等内容。

对查出的水害隐患，四定处理，严格落实责任。

3.2.2.6、定期组织水灾应急演练制度
通过定期组织水灾专项应急演练，可以极大地提高员工的防治水意识和应对水灾水患的能力，最大限度的减少水灾造成的危害。

4、上组煤开采防治水措施
4.1、地表水防治水措施
根据太原煤炭设计院2010年9月提交的《岚河水文计算书》，我矿三个立井井口标高低于区域内岚河最高洪水线标高，岚河洪流威胁我矿安全生产。

我们委托该院编制了《岚河防洪设计》并于2011年1月21日由焦煤集团资源地质部组织专家对设计进行了审查，计划在2012年雨季前按照设计构筑岚河防洪堤坝及工业厂区内部排涝系统，彻底消除地表水水患。

目前，岚河防洪堤坝主体工程已构筑完毕，厂区内部排涝系统正在加紧设计和施工。

在工程未完工之前，我们加强雨季“三防”工作，制定、完善了防洪、防灌井应急救援预案和遭遇极端天气停产撤人制度，与气象部门密切合作，建立了极端天气提前预警机制，疏通厂区内外排洪通道，封堵了电缆沟、暖沟与主副井的连接通道、储备足够的防洪物资，确保不发生灌井事故。

4.2、井下开采上组煤防治水措施
根据4-1、4#煤层突水系数计算结果，本井田上组煤突水系数为0.032—0.058Mpa/m,小于《煤矿防治水规定》正常区段的0.1 Mp/m及底板受构造破坏区段的0.06Mp/m的临界突水系数值，属于相对安全区。

在没有构造导水的情况下带压可采是安全可行的。

防治奥灰突水的关键就是查明各类地质构造赋存及其富水、导水性，采掘作业遇到断层或陷落柱时，有可能受到奥灰水的威胁，因此在这些区域掘进（回采）时，必须采取相应的防治水措施：
4.2.1、加强预测预报，做好水情水害预报工作
地测部门要在充分搜集各类地质及水文地质资料的基础上，经过
综合分析，对各采、掘工作面提出有指导性的水情水患预测预报；
掘进工作面掘进前必须对工作面进行水情水害分析，进行安全评价，确定工作面主要水害类型、水害特点及所要采取的技术措施，回采工作面回采前必须编制专门水文地质情况报告，进行安全评价，以上两种技术文件经公司总工程师组织评审后，报投资公司审核备案，获得许可；
4.2.2、严格执行“有掘必探，先探后掘、先治后采”的规定。

对掘进工作面利用物探、钻探、化探等多种手段进行超前探测。

特别是对断层、陷落柱等构造必须进行钻探验证，查明其赋存状况及其富水导水性。

逐步对所有掘进巷道过程实现物探、钻探超前探测全覆盖，做到两种手段一起上，相互验证，确保安全。

超前钻探必须由地质科编制钻探设计及施工安全技术措施，总工程师组织审批，生产副总经理组织施工、地测科和安监处组织验收考核。

并严格按批准的探放水措施落实。

4.2.2.1、利用高分辨直流电超前探测仪对井下所有掘进工作面进行超前探测
4.2.2.2、钻探：包括施工超前探、疏放水孔、地质孔。

4.2.2.3、回采工作面形成系统后进行无线电波坑透探测，并完成工作面音频电穿透探测。

4.2.2.4、疏放水：
为实现工作面安全回采，掘进期间提前对煤层顶底板水提前预疏放，按设计施工工作面顶底板水疏放孔。

开采4号煤层时，要提前对
上部4-1号煤层采空区积水进行提前疏放。

4.2.2.5、化探
每次工作面出现异常涌水，地测部门都要及时深入井下现场取水样进行水质化验，确定涌水水源性质，并利用取得的水质化验资料不断完善正利煤业水质资料库。

4.3、定期组织水灾应急演练
通过定期组织水灾专项应急演练，可以极大地提高员工的防治水意识和应对水灾水患的能力，最大限度的减少水灾造成的危害。

4.4、其他相关业务部门按照公司防治水绩效考核办法，履行相关的防治水职责。

4.5、对于落差较大的断层、含水丰富的断层、导水的断层、陷落柱都要严格控制，必要时要留设保安煤柱，采取注浆加固、封堵等措施。

4.6、在矿井建设和生产期间要进一步加强水文地质工作，建立、完善井上下水文观测系统，加强水文地质研究，进一步摸清矿井水文地质条件，切实掌握水文地质资料及其规律，为防治水工作提供科学依据，做到防治水有的放矢。

4.7、定期对井底主副水仓进行清理，保证水仓有足够的有效容积。

4.8、保证中央水泵房正常工作，在主排水泵房和变电所硐室与井底车场大巷通道内安设防水密闭门，要保证开闭正常，发挥作用。

4.9、在各采掘工作面都必须配备完善可靠、满足排水能力的排水设施。

4.10、在回采（掘进）工作面接近钻孔前，要严格检查封孔质量，对
于封闭不良或封闭情况不明的钻孔，要采取相应的措施提前探测防止因钻孔导水造成水害事故。

4.11、随着生产的发展，考虑在适宜部位安设防水闸门或强排系统，提高矿井水害防御能力。

4.12、加强员工防治水培训，提高防治水意识
对生产科室，各队组管理人员进行《煤矿防治水规定》的培训，并将《煤矿防治水规定》下发至生产科室各级管理人员以及掘进、机电、通风等队组队长、书记、技术员，达到人手一本。

对普通井下员工进行井田基本水文地质条件、透水征兆的判别、科学自救等方面的培训，增强所有人员的水害安全防范意识。

4.13 排水系统
①中央水仓分为主副水仓，水仓总容量2400m³，其中内水仓700m³，外水仓1700m³。

中央水泵房配备了5台MD280-65X10型主排水泵，3趟Φ245排水管路。

山西煤矿设备技术检测中心对中央水泵房五泵三管进行了联合排水性能测试，五泵三管排水量1200.2 m3/h，远大于矿井涌水量。

5、科学自救：
5.1、遇险不慌争取救援时间
5.1.1、突水初期，在保证自身安全的前提下，应在现场领导和老工人的组织带领下，利用现有的人力物力，迅速进行抢救工作。

如突水地点周围围岩坚硬、涌水量不大，可组织力量，就地取材，加固工作
面，尽快堵住出水点。

5.1.2、在水源情况不明、涌水凶猛、顶帮松散的情况下，决不可强行封堵出水口，以免引起工作面大面积突水，造成人员伤亡，扩大灾情。

5.1.3、必须注意：井下发生突水事故后，绝不容许任何人以任何借口在不佩戴防护器具的情况下冒险进入灾区。

5.1.4、当被困人员无法退出时应进入避难硐室。

在迫不得已时，可
爬上巷道中高地等待救援。

发生事故时，许多被困人员脚蹬巷帮、手抓顶板支护网，脱下外衣斯成条，把身体固定在支架上以免掉入水中。

被困人员互相帮助、互相鼓励，轮流休息值班，集中使用矿灯，这些都是明智的做法。

5.1.5、在被困期间，被困人员要保持良好的精神、心理状态，自信
乐观、意志坚强。

要做好长期待援的准备，除值班外应保持
静卧，以减少体力和氧气消耗。

坚信井上的人会营救他们。

期间，互相安慰、互相鼓励，水位的下降和钻孔的打通都增
强了他们求生的信念。

5.1.6、被困人员应用敲击水管、道轨等方法发出求救信号，指示躲
避位置。

这些呼救信号能够给地面救援人员传递重要信息，
帮助他们及时确定被困人员所处的位置，以便积极采取救援
行动，争取救援时间。

5.1.7、饥饿时，被困人员尽量不要嚼食杂物充饥。

饮水时也应选择。