煤矿探放水作业ppt课件.ppt

第六章 矿井水害及其预防,第一节 矿井水水源,水害的危害：1、通过初步统计，矿井各种灾害平均每次事故的死亡人数为：瓦斯5.54人，火灾0.56人，水灾5.58人，冒顶1.18人。可以看出瓦斯和水灾每起的死亡率最高，数字惊人。2、各种灾害的损失面大。平均每起事故计算结果是瓦斯11.52万元/起，火灾13.61万元/起，水灾16.00万元/起，冒顶3.22万元/起。其中水灾害的损失最高。3、各种灾害的工作日损失统计为瓦斯16954工日，15500工日，水灾18590工日，冒顶5222工日，以水灾工作日损失最多。,一、综述：,我国95%都是地下开采，煤矿水灾是煤矿建设和生产的主要灾害之一。由于我国煤田水文地质条件极为复杂，煤矿突水事故时有发生，它不仅严重破坏煤矿的正常建设和生产，造成巨大的经济损失，而且还时刻威胁矿工的生命安全。 矿山水害是指矿山在建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过某种途径进入矿井并给矿山的建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。矿山水害的形成和发生是建立在特定的环境和条件之上的。,二、矿井水水源,这些水源可能从各种通道和岩层裂隙渗透进入矿井，当进入煤矿的水量超过矿井的正常排水能力时，就会酿成淹井事故。,（一）大气降水 1、大气降水按空间位置分为：高空水和低空水。高空水包括雨、雪、冰雹等；低空水包括露水、雾气、霜降等。 2、从大气降水对矿井的充水途径和对矿井生产的影响来进行划分，可分为直接影响和间接影响。,直接影响,涌水量大小与降水量、降水强度、频率及延续时间密切相关。涌水量有明显的季节变化。涌水量“高峰”与降水“高峰”大致吻合。涌水量随井巷深度增加显著减小。,间接影响,涌水量增加有明显的季节性涌水量“高峰”滞后降水“高峰”几天至十几天，滞后时间长短决定于含水层的导水性、软解压、补给区的远近；随开采深度增加，降水影响会显著减小。,大气降水的时间,我国大部分矿区雨季多集中在69月份,（二）地表水,地表水主要是指矿区附近的江河、湖泊、池潭、水库和塌陷坑的积水以及雨水、冰雪融化后汇集的水。 1、矿井水的充水途径 （1）洪水冲毁井口围堤，直接灌入井下。 （2）通过地表水体下松散岩层，基岩含水层露头渗入井巷。通过采后顶板冒带贯通、地表塌陷裂缝渗入。 （3）通过构造破碎带、老窑直接溃入。,2、地表水对生产矿井的主要影响,地表水对矿井的充水程度取决于井巷距离地表水体的远近以及地表水体下岩层的岩性、厚度和构造情况；地表水作为充水水源经常构成定水头的洪水边界，因此动水量稳定，不易疏干。当地表水贯通岩溶断裂带时，往往会造成淹井事故。,（三）地下水,地下水主要是指含水层和老空水。1、含水层水 含水层：当岩层中有孔隙、裂隙或溶隙并含有地下水时。 含水层分为潜水和减压水。 a、潜水：当顶板为透水层，地板为隔水层时称之为潜水，其空隙形式多为孔隙水。 b、减压水：当顶底板均为隔水层时称之为减压水。其空隙形式多为溶隙水、裂隙水。,2、对煤矿安全生产的影响,潜水由于属松散岩层，岩石颗粒小，含水量低，遇潜水层往往会形成泡沙。承压水岩地表无出露，补给水源差，且埋藏浅，为裂隙水时，则易疏干。若承压水地表出露范围大，补给水源丰富，且埋藏深，为溶隙水时，则井巷涌水量季节变化大，雨后涌水量猛增，产生很大的水压、水量，对矿井造成严重威胁,（四）老空水,老空水依据积水的特征分为老窑水和淹没的采空废井巷积水。小窑老空水一般积存时间长，水量补给差，属于“死水”，所以有“挂红”、酸度大、水味发涩的特点。小窑、老空水多以静贮量为主，犹如地下水库，一旦突水，来势凶猛，涌水量大，破坏性强。但涌水持续时间短，易疏干。老空水酸度大，不能饮用，而且对井下轨道、金属支架、钢丝绳等金属设备有腐蚀作用。老空水透出一般伴有有害气体的涌出。,（四）老空水,1、老空水的积水特征 （1）积水水源主要是降水通过露头带采后地表塌陷裂缝渗入； （2）积水量决定于采空区大小，一般为静储量。 （3）水压大小取决于井巷与老窑位置的相对高差。 （4）积水空间位置和范围不易确定。,2、淹没采空区废井巷积水的特征,1、积水水源主要是含水层的渗入；2、积水空间位置和范围较容易查清；3、相邻井巷或深部矿井排水时能部分疏干。,3、老空水对生产矿井的影响,1、吐水迅猛、冲溃力大、破坏性强；2、一般为静储量，突水时水量、水压下降快、易疏干。3、水呈酸性，腐蚀过强。,5地质构造 大量流入矿井的水往往和区域地质构造形态有关。断层破碎带常是地下水的通道和聚积区，沿断层破碎带可沟通各个含水层，并与地表水发生水力联系，是造成突然大量涌水的原因，如图二所示。,图二断层破碎带引起涌水示意图 1含水层 2煤层,但是，也不是所有的断层都能造成矿井突水事故，一般来说，断层破碎带本身储存的水量并不是很大，主要是与地表水、含水层有沟通，地下水压力很大，当有足够力量突破断层破碎带和隔水层底板时才会引起突水，对煤矿生产造成威胁，如图三所示。,图三断层涌水示意图 1含水层 2煤层,此外，涌水也与断层本身透水性有直接关系，根据许多矿井的经验证明，多数逆断层透水性差，正断层透水性强，如果在矿井中有多条断层，断层的交叉处是最容易发生突水事故的位置。如果断层破碎带充填的是较细的柔性颗粒岩石，如泥岩、粘土、煤粉等，经后期胶结牢固，也可能起到隔水的作用。,矿井水灾防治是煤矿安全生产的重要环节，矿井水灾已成为仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害。因此，进行水文地质研究，降低矿井水给矿井建设和生产带来的危害，实现煤矿安全生产，对于煤矿工作来说，有着重要的实际意义。我国为做好防治水灾害工作专门出台了煤矿防治水规定。充分说明政府对该项工作的重视程度。共十章，142条。,一、 矿井水的概念第一节 概念 在矿井建设和生产过程中，以各种形式涌入井筒、巷道和工作面的大气降水、地表水、地下水、老窖积水称为矿井水。当矿井涌水量超过矿井的正常排水能力，而造成矿井水泛滥成灾的现象称为矿井水灾。评价矿井的充水程度有两个指标：矿井含水系数和矿井涌水量。由于矿井的地质条件和岩石性质不同，各矿井的充水程度也不相同。矿井水给煤矿的安全生产带来影响，必须搞清矿井充水的水文地质特征，以便选择合理的开采方法，选择经济合理的安全措施，以防止矿井水灾的发生。,第二节 矿井水的来源 矿井水的来源，决定于一系列的自然因素和人为因素。分析研究这些因素以后，才有可能采取防止矿井水灾发生的必要措施。一、矿井充水的自然因素 矿井充水的自然因素包括：大气降水、地表水、地形、基岩出露程度、岩石成分、覆盖层的作用、地质构造和埋没的古代地形等,1大气降水 大气降水是矿井充水主要因素之一。除了一部分被蒸发和随河流流走以外，另一部分则沿着岩石的孔隙、裂隙渗入矿井。 大气降水在不同地区、不同季节、不同开采深度对矿井充水的影响也不相同。在降雨量少的西北地区，矿井涌水量就小；在降水量多的南方地区，矿井涌水量就大即使在同一个地区内，由于大气降水量是随着季节变化的，矿井涌水量一般也随之发生周期性的变化。在一般情况下，矿井涌水量是随开采深度的增加而减小；也有的矿井，其涌水量却随开采深度的增加而增加，这是由于开采的愈深，水文地质条件愈加复杂的原故。,2地表水 地表水位于矿井附近或直接分布在矿井以上的地表水，如河流、湖泊、水溏、水库等是矿井充水重要因素。在这种情况下，地表水直接或间接地通过岩石的孔隙、裂隙、岩溶等进入矿井，如河南义马矿区的个别井田在小浪底水库附近开采，受地表水威胁很大，故必须进行多项的水文地质工作，开采时采取必要的安全生产措施。,3地形 地形对矿井充水有很大的影响，同时也影响地下水的循环条件及含水层埋藏的深度，位于当地侵蚀基准面以上的矿井、通常是涌水小的矿井或无水矿井。在同一地质条件下，位于低标高地区，如河谷，冲沟或低地，可能是涌水量大的矿井。如果四周地形高而中间为低平的盆地时，在雨季积水量大，地表排泄条件不好，地表水可大量补给煤系地层中的含水层，使矿井强烈充水；反之在地形较陡的情况下，降水大部分形成地表水流流走，补给地下水量就少，如图一所示。,图一地形对大气降水补给含水层的影响示意图 1地表 2含水层,4基岩出露程度、岩石成分和覆盖层的作用 如果煤层或基岩岩层出露于地表，其中又有透水岩层，因而能大量吸收地表水，随着巷道掘进，地表水可大量进入矿井；如果煤层或岩层上面存在弱透水层或不透水层，如粘土层或砂质粘土层覆盖，并且厚度稳定，至少在5m以上，则大气降水和地表水基本不能进行渗透；如果覆盖层是透水砂层，则水几乎都可渗入。当煤层顶板为良好隔水层时，可以把水隔开。但在某些地区由于开采地段顶板冒落，并在上部形成裂隙时，地表水可大量进入下部的透水层或巷道中去。,我国华北地区多有基岩出露，坚硬岩层裂隙和岩溶现象显著，成为水的天然聚积区域，矿井如果不对其加以防治，就会造成大量的水涌入矿井。有时裂隙和石灰岩溶洞是地表水流入矿井的通道，涌水量也会急剧增加。 岩石成分也影响充水程度、胶结很好的沉积岩，如细砂岩、粉砂岩、页岩、泥灰岩等是弱透水层或隔水层，可以有效地阻挡地表水和大气降水的渗透，使矿井充水较小。,在石灰岩溶洞发育的矿井中，其充水性很强，对开采的影响很大。如我国华北石炭二叠纪煤田，在其煤系底部为奥陶纪石灰岩，石灰岩中存在大量的岩溶水，如果不及时采取措施，就有可能突然涌入矿井，造成矿井被淹事故。由此可见，在石灰岩溶洞发育的地区，必须调查清楚石灰岩溶洞的分布情况，研究生成过程，以及其补给、循环和排泄的关系，开采时，必须事先探放水，并在危险地区留设防水煤柱等措施,二、矿井充水的人为因素 矿井充水的人为因素，包括旧淹没巷道，未封闭的钻孔及不正确的开采方法等1旧淹没巷道 旧淹没巷道在老窑或者废弃的巷道中，积存着大量的地下水，一旦揭露旧巷道，就会造成严重水患，老窑和旧巷涌水时，常带有大量碎屑物和酸性水，能破坏巷道设施和开采设备。2未封闭的钻孔,当钻孔未封闭或者封孔质量不符合规定要求时，钻孔可成为地下水的自然通道，巷道掘进遇到钻孔时会造成大量涌水。3不正确的开采方法 如巷道布置不合理、采煤方法不正确、不能很好排出矿井水的采空区等，都可能造成大量的水流入巷道。当采空区顶板采用垮落法进行采煤时，常引起地表下沉，造成裂隙漏斗，如果破坏了隔水层，地下水就会涌入工作面。此外，在断层含水区由于放炮震动或发生冒顶事故时，也会发生涌水现象，有时会造成突然涌水。如图四所示,图四 开采后覆岩破坏形成覆岩破坏三带、地下水沿裂隙进入工作面造成水灾害,在河谷地区或水体下采煤时，要特别注意巷道设计的合理性，选择正确的采煤方法，防水措施一定要严密周全。 所有矿井的井口，都必须布置在历年最高洪水位以上，以免造成洪水灌入井下。,根据造成煤矿水害的水源进行分类，我们把煤矿水灾害分成四种类型。1、地表水灾害 大气降水，江河，湖泊等，从井口或采区冒落列席带，断层钻孔等进入，如：平顶山市一小煤矿，洪水直接进入井筒。如：洛阳市新安寺沟煤矿，河水直接与井下的护河煤柱沟通，造成淹井事故。2、老空水灾害 即：古井、小窑、废巷几采空区积水，采掘工作面与之接近或沟通，使水体进入巷道或工作面，造成事故的，这是无论在国有重点、国有地方及乡镇小煤矿是最多的水害事故，都一一发生过。,3、孔隙或裂隙水灾害 属第三系、第四系松散含水层孔隙水，有的为顶板砂岩的含水层水；流沙水或泥沙等；有的为地表补给水。当采空区冒落，裂隙导通后，或采面底板破裂或钻孔封孔不良，造成突水淹采面采区，或是淹井的事故。如：永煤集团的陈四楼、车集煤矿，郑煤集团的米村、裴沟矿等等。4、岩溶水灾害 这主要是属于薄层或是厚层灰岩水灾害，在我省是二1煤以下的七灰、八灰水，采动后，使得水系导通工作面，造成淹井等事故。我省的焦煤集团、荥巩煤田、禹州煤田的水害，主要是石炭二叠纪的奥灰水，或寒武纪的寒灰水。如：焦煤、荥阳的王河、平禹的新峰、梁北煤矿等，都是受到这种水的影响。,四、国内外现状,1、国内现状 在突水机理与突水分析方面，提出了“突水系数”、“等效隔水层”和底板隔水层中的“原始导高”等概念，经多年的试验观测与研究，认为底板突水机理是“含水层富水性、隔水层厚度及其存在的天然裂隙与水压、矿压（采动活动影响）等因素的综合作用结果”。对突水分析采用了统计学方法，力学平衡和能量平衡方法。同时，开始应用井下物探技术。如坑道透视法、井下电法、氡气测定法等来探测充水水源和充水通道，并在研究、验证预测突水量的数字模型方面有了较大的进展。,在煤矿水灾害防治技术方面，煤矿水灾害防治技术主要有疏干降压和堵水截流等方法。 疏干降压是我国煤矿防治水灾害的主要技术措施，而堵水截流是我国煤矿防治水灾害的重要方法。,2、国外现状 采用主动防护法，即采用地面垂直钻孔，用潜水泵专门疏干含水层水。德国就研制了高扬程（700m）、大排量（5000m3/h）、大功率（2000kw）的潜水泵，并且采用电脑自动控制来防水灾害。 在堵水截流方面也有很大的发展，开挖，护壁，清渣，疏水作业，是当前国外先进的堵水截流技术。另外利用挖沟机在松散层中修建帷幕，建造地下帷幕方法也愈来愈受到重视。,第三节 矿井水害事故的防治原则和措施,十六字原则“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”。五项综合治理措施：“防、堵、疏、排、截”。,一、矿井防治水的“十六字”原则,1、“十六字”原则科学地概括了水害治理的基本程序。2、“十六字”原则是煤矿企业防治水实践经验的总结。3、“十六字”原则体现了预防为主、关卡前移的要求。,二、矿井防治水的“五项”措施,防：主要指合理留设各类防水煤柱；堵：主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层；疏：主要指探访老空水和对承压含水层进行疏水降压；排：主要指完善矿井排水系统。截：主要指加强地表水的截流治理,第四节 矿井水害事故的防治方法,一、煤层底板突水的防治,矿井底板突水防治是一项系统工程，涉及水文地质、构造地质和采掘工程等矿井地质与生产的多个方面。1、查清地质条件。首先要查清灰岩含水层的水文地质条件，包括灰岩含水层的厚度、各层灰岩间的水力联系、灰岩岩溶发育状况和富水性、承压水补给条件、灰岩强径流带的分布、岩溶陷落柱、水文地质单元的边界等。 构造地质条件包括：断层的落差、走向、力学性质和导水性，以及褶曲构造。,2、堵截水源。在查清矿井底板灰岩水补给条件的情况下，如果补给区域比较集中，可以采用地面帷幕注浆截流的办法堵截水源。主要有灰岩强径流带的上游水源、地表降雨补给区水源和河床渗漏水源三类。,3、疏水降压：疏水降压开采分为疏干和降压两种。疏水降压开采是有条件的，只有在水文地质单元较小，水源补给量较少的情况下采用疏水降压开采才能有效。疏水降压一般与帷幕注浆结合进行。疏水降压应着重研究预测、预防和处理岩溶塌陷危害。,4、井下防治水措施。井下防治水措施包含的内容较多，主要有加大矿井抗灾排水能力，在必要部位安设水闸门或独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵，井下探测底板灰岩富水性、断层探水，对底板灰岩含水层进行注浆改造，留设防水煤柱，巷道过断层预注浆加固等。,5、合理选择采煤方法。首先是根据水文地质和工程地质条件，合理安排开采顺序，先开采相对安全的区域；其次是在采区内合理确定区段宽度，采煤工作面的开采宽度越窄，则底板的扰动破坏深度越小，回采相对越安全；最后是合理确定工作面边界和推进方向，尽可能减轻或避免开采对断层的扰动作用。,6、注浆堵水。矿井一旦发生突水灾害，就必须进行注浆堵水。注浆堵水可分为堵静水和堵动水两种情况，注浆材料早期是单纯用水泥，现在已经发展为双液浆加骨料。注浆堵水的关键包括以下三方面内容： （1）准确判断突水点的位置 （2）注浆堵水部位的选择 （3）注浆钻孔的布置,二、煤层顶板防治水,煤矿层是层状矿体，在平面上层分布面积较大，在剖面上煤层与多个充水层互相沉积，相同赋存。1、对间接充水含水层，凡煤层采动导水裂隙带范围以外的，必须事前封堵。因此，在这类工作基础上，发展并完善了立井预注浆、工作面预注浆、斜井工作面预注浆和井筒壁后注浆等技术。,2、对可采煤层直接顶板或导水裂隙带涉及影响到的充水含水层，必须坚决疏放。在这类工作基础上，建立并完善了一些技术，主要包括以下两方面： （1）用石门接近充水含水层，大量大者在石门内适当地点修筑安全水闸门，在留有足够岩柱的条件下，在石门内用钻孔群引放含水层的水，以孔口水门控制放水量，确切查明含水层的富水性和疏干范围等；情况复杂者，采用防水试验和地下水长期动态观察等方法，查明地下水补给条件和通道。 （2）在地面或井下实施帷幕注浆，堵截不饿给水源以减少矿井涌水量,3、如果发现在煤田范围内存在各类勘探钻孔，就用黏土浆或水泥砂浆封孔。但由于地下水的流动可以稀释黏土和水泥，或者由于水泥和砂子的密度不同而导致它们的漂浮性不同，在孔内水泥与砂子分离，封孔后一段砂子一段水泥，失去了封孔的作用；或者由于套管止水失效或被服饰，使钻孔导通上、下充水含水层。这些人为作用使矿井水文地质条件复杂化，使煤层顶板（底板）充水含水层涌水量加大，从而使各类钻孔成为沟通多层充水含水层水力联系的人为导水通道，诱发矿井的突水。为了防止这类水害事故，形成了一套完整有效的地面启封或井下封堵钻孔高压水的技术。,4、由于煤层顶板直接充水含水层本身渗透性较差，富水性极不均匀，往往很难一次性大面积疏干，即使分散放水，其水量也十分有限。但在某些特定条件下，其放水量也可高达10m3/min，如岩溶裂隙较为发育的灰岩或厚度较大的砂岩充水含水层，易造成冲垮工作面或淹没工作面等事故。根据这类水患特点，摸索出了针对地质构造提前分阶段、多钻孔、长时间疏放水的防治水方法，实现了安全疏干开采。,以上四个方面说明，煤田勘探阶段获取的资料，必须要与矿井建设，生产阶段所得到的信息相结合，实现井上、井下三维立体勘探。,三、老空水的防治,1、老空水防治原则（1）人员再紧，探放水工作也必须有专人负责。（2）有疑必探。存有疑点没有把握的采掘地点必须严密探水，探水影响采掘工程的进展，可采取其他措施补救。（3）水小也不能大意，哪怕只有一吨老空水，也要严格按制度施工，确实把水探放出来才能生产。,2、老空水的防治方法老空积水的主要防治方法是“探放”，放与不放，何时探放，怎样探放，这些均是很值得探讨研究的课题，需要从安全生产的全局出发，根据矿井和老空积水的具体条件，权衡利弊，做出战略性决策和安排。（1）当老空积水与地表水、强充水含水层存在水力联系且有较大的经常性补给水量时，应防止绕流和渗漏，采取“先隔后放”的策略，避开地表水和强充水含水层的威胁，留待矿区后期处理，以减轻矿井长期的排水压力。留设的防隔水煤柱要适当加大、绝对可靠，并在整体开拓部署上创造今后合理回收的有利条件。（2）在必须采用探放水方法才能查明老空积水条件的情况下，应该清楚地意识到，探放水的区域就是危险区域。因此，必须全盘考虑设置水闸门（墙）、安全撤人通道和通向地面的两个以上安全出口，考虑流水和排放瓦斯的具体路线与措施，加强和维护排水系统，以保证足够的排水能力，确定适当的放水量和放水时间，以避开雨季和其他原因形成的矿井涌水高峰期，加强地面防洪，防治隐蔽古井筒或采动裂隙突然塌陷灌水，预计地表可能出现的沉陷斑裂情况，分析对建筑物的影响等。,（3）因地制宜，提出科学合理和确保安全的探放水设计。（4）在全面了解和掌握老空积水周围情况的基础上，制定具体措施及时了解周围的采掘工程与积水区关系的变化，抓住重点，既警惕近处又要防止远处水害的出现。,四、地表水害的防治,1、危险区的确定和预防 根据以往经验和现有技术装备，具体探测与预控的内容主要包括以下几点： （1）根据当地条件事前认真分析隐蔽古井和岩溶漏斗的分布规律，事前圈定危险区，采取相应的截洪、排洪措施和必要的抗灾抢险准备。 （2）要防治矸石、剥离土石方堆积在这种危险区内，增加治理和抢险的难度。 （3）要防止将涵洞或泄洪沟渠修筑在这种危险区内。 （4）根据真空吸蚀原理，可向这些危险区打一定的钻孔，揭露老空区或岩溶裂隙，避免造成地下水流动出现真空，产生巨大负压，强化塌陷。 （5）打一定钻孔进行地下水动态监测，根据地下水水位升降和相关的补给条件，分析地下可能存在的充水和充气空间。 （6）进行地表物探，查明老空区和岩溶裂隙分布状况，有条件时可圈定隐蔽古井筒或岩溶漏斗位置，以便进一步查证治理。,2、地表水害防治工作应注意的主要问题（1）充分调查当地的地形、地貌条件，编制地形地质图和基岩地形地质图，掌握基岩充水含水层出露及隐伏露头情况，正确确定地表分水岭、充水含水层的补给区，计算评价每一水系或排（防）洪沟渠的汇水面积，结合实际情况，进行矿井充水条件分析。（2）掌握不同降水强度下的地表和地下径流模数，一般要根据一定流域范围的岩层条件，进行连续几个水文年的小流域水均衡观测，以便取得实际资料。通常水利部门拥有比较全面的观测资料。（3）根据煤层开采的“上三带”理论和导水冒落裂隙带发育高度规律以及开采盆地岩移塌陷规律，确定采动盆地裂缝角影响范围内的含（隔）水层的破坏情况，分析地表水和大气降水的入渗补给条件和范围，结合井上、下实际观测资料，设计地表防治水的具体工程。,（4）要充分利用当地气象资料，根据大气降雨规律及降雨强度，比较准确地预测防（排）洪渠、堤坝、桥涵的瞬时流量，以确定防（排）洪的标准和断面。（5）掌握和圈定矿区历史最高洪水位的洪水淹及范围，并做好汛期前的调查和汛期中的巡回观察。（6）根据水利工程的要求，设计沟渠堤坝的抗洪强度和排泄能力。,第七章 井下探放水技术工艺,第一节 井下探放水的相关规定,探放水包括探水和防水两个方面,探水：指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等，其目的是为有效地防治矿井水做好必要的准备。防水：指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出。,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（1）矿井必须做好水害分析预报和充水条件分析，坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防水原则。 探水或接近积水地区掘进前或排放被淹井巷的积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。 探水孔的布置和超前距离，应当根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（2）采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水：接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。打开隔离煤柱防水时。接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相同的断层破碎带时。接近有出水可能的钻孔时。接近有水的灌浆区时。接近其他可能出水的地区时。 经探水确认无突水危险后，方可前进。,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（3）煤系底部有强承压含水层并有突水危险的工作面，在开采前，必须编制探放水设计，明确安全措施。（4）安装钻机探水前，必须遵守下列规定：加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。在打钻地点或附近安设专用电话。测量人员和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（5）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。（6）钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。（7）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（8）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水；探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体，并要监视防水全过程，核对放水量，知道老空水放完为止。 钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过煤矿安全规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。,煤矿安全规程对井下探放水做了如下规定：,（9）钻孔防水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制防水流量；防水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。（10）排除井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。 排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。,第二节 井下探放水设计,采掘工作面探水前，必须编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水设计由地测部门提出，煤矿总工程师审定，严格按设计进行探放水。井下探放水的设计应包含下列内容。,一、分析水文地质情况，确定积水线、探水线和警戒线,1.水文地质分析内容 a.老窑、老空积水分析内容。 b.老采空区积水分析内容。 c.未封或虚封导水钻孔分析内容。 d.含水断层分析内容。 e.煤层底板的强含水层。,一、分析水文地质情况，确定积水线、探水线和警戒线,2.确定积水线、探水线、警戒线 根据水源分析情况，在采掘“工程平面图”上按水源的范围确定积水线，在积水线的基础上平等外推60150m而划定探水线，警戒线是在探水线的基础上平等外推50150m而划定。,二、根据水害性质设计开拓方案及防水方案,1、探水区的开拓方案；2、巷道布置及施工顺序；3、巷道断面及支护形式；4、排水沟设计；5、排水线线路设计；6、设置临时排水设施；7、水闸门及水闸墙的设置8、计算允许放水量；9、人员避灾路线及预防有害气体的措施等。,三、设计探水孔的钻探施工方案,1、每次探水孔的钻探位置。 每次探水孔的位置由探水的深度、探水超前距和巷道允许掘进的距离而定。,（一）超前距离。探水时从探水线开始向前方打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到积水目标区，常是探水一掘进一再探水一再掘进，循环进行；探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距，如下图所示。,一、钻孔参数,（二）允许掘进距离。经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。（三）帮距。为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距；其值应与超前距相同，帮距一般取20 m，有时帮距可比超前距小12 m。,一、参数确定,（二）允许掘进距离。经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。（三）帮距。为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距；其值应与超前距相同，帮距一般取20 m，有时帮距可比超前距小12 m。（四）钻孔密度（孔间距）。钻孔密度是指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距。,一、探放水钻孔参数确定,（一）扇形布置。巷道处于三面受水威胁的地段，要进行搜索性探放积水目标区，其探水钻孔多按扇形布置，如下图所示。,二、探放水钻孔布置方式,（二）半扇形布置。对于积水区肯定是在巷道一侧的探水地区，其探水钻孔可按半扇形布置，如下图所示。,二、探放水钻孔布置方式,第三节 探访老空水,小煤窑和矿井采掘的废巷老空积水，其几何形状极不规则，积水量大者可达数百万立方米，一旦采掘工作面接近或揭露它们时，常常造成突水淹井及人身伤亡事故，故必须探防老空水。,3月28日13时40分左右，华晋焦煤有限责任公司王家岭矿发生透水事故。事故发生时井下共有261人作业，截至3月29日6时25分，已有108人升井，尚有153人被困井下。,3月28日胡锦涛总书记、温家宝总理作出重要指示，要求采取有力措施，调动一切力量和设备，千方百计抢救井下人员，严防发生次生事故。受胡锦涛总书记、温家宝总理委派，张德江副总理已赶赴事故现场，指导抢险救援工作。,3月28日23时50分许，张德江抵达王家岭矿，查看事故现场，了解事故救援情况。他要求把抢救井下被困人员工作放在第一位，抢时间，争速度，调动各种资源，实施科学救援。他代表党中央、国务院亲切慰问了救援人员，并勉励大家发扬连续作战的精神，不辞辛苦，争分夺秒，尽快解救被困人员。他嘱咐大家，在救援时一定要注意安全。,3月28日骆琳、赵铁锤、国家煤矿安监局副局长兼总工程师王树鹤率国家安全监管总局工作组连夜赶赴事故现场，指导事故抢救和调查处理工作。,3月29日1时许，出事煤矿水位已不再上涨。抢救工作正在紧张有序地进行。目前现场救援的主要工作包括排水、压风和寻找被困人员，同时要防止相关次生灾害的发生。各地支援王家岭透水事故救援工作的抽水设备正在运输途中。救援人员将达一千多人。,3月30日华晋焦煤公司王家岭煤矿“3.28”透水事故抢险救援艰难取得进展，井下透水水位几天来第一次出现下降，截止3月30日18时，累计排水量1.5万立方米，井下水位下降150毫米。目前，井下共有6台水泵运行，排水能力645平方米每小时。另有4台水泵在井下往水仓倒水。,3月31日国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于华晋焦煤有限责任公司王家岭矿“328”透水事故的通报，初步分析事故，提出六条要求。,3月31日上午，国家安全监管总局局长骆琳，国家安全监管总局副局长、国家煤矿安监局局长赵铁锤，国家煤矿安监局副局长兼总工程师王树鹤与山西省省长王君，副省长、抢险救援指挥部总指挥陈川平等一道下井，现场查看水泵管路安装情况。,4月1日9点18分经过抢险人员的不懈努力，打孔排水工作进行的地面垂直打孔，2号孔一次成功打通，这个钻孔定位精准，打在了灾区巷道上方，井筒风流明显，这是抢险以来和灾区的第一个真正通道，意义重大。目前正在安装工业电视，探测井下情况，并准备好了营养食品，一旦与井下取得联系，就投送营养品，为被困人员提供支持。,4月2日14时10分，山西王家岭矿难过去120小时，井下传来敲击声，发现有生命迹象。工作人员往井下输送360袋营养液，以及两封信。,4月3日12时15分起，救援人员向井下输送防爆电话，希望听到被困人员的声音或生命迹象。国家安全监管总局局长骆琳，山西省省长王君手持电话苦等，听筒内没有回音。,4月3日22：00左右，安全监管总局局长骆琳再一次来到2号垂直钻孔施工工地。图为骆琳正在钻井现场仔细察看送入井下的工业视频探头传来的视频音频信号。,4月3日22：00左右，安全监管总局局长骆琳再一次来到2号垂直钻孔施工工地。图为骆琳正在察看将要运输到井下的工业视频探头。,4月3日13时，“328”王家岭透水事故抢险指挥部派出7名救护人员和6名潜水员到井下探测搜寻被困人员。潜水人员将携带工业电视等设备，试图潜水拍摄井下环境，为井下救援展开前期工作。,4月4日华晋焦煤公司王家岭矿透水事故第八天，抢险指挥部成三个搜救小分队下井搜救井下被困矿工，与他们一同下井的还有6名潜水员。截至4日12时，王家岭煤矿透水事故抢险救援现场已排水13.2万立方米，水位下降10.2米。在2号垂直钻井口，安装的工业电视视频头对井下情况拍摄，看到的打眼位置是干燥的。这表明，这个地方的工作面完全可以有人存活下来。,4月4日22时24分，井下救援人员传来消息，发现回风巷里有矿灯闪烁，距离大概有300米远，说明有被困矿工在求救。指挥部立即作出决定，抢险救援队员乘橡皮筏进入回风巷，把幸存的人员（矿灯晃动处）营救出来。,4月5日零点40分左右，王家岭矿难被困矿工获救，第一批9名被困矿工被抬出井口。 张宝顺、骆琳、王君、陈川平、王树鹤等向被救矿工表示了真切的慰问，要求医护人员全力以赴救治每一名获救矿工。4月5日1点24分，首批获救人员依次被救护车送到山西河津铝厂医院，医务人员已经对其做全面检查。,4月5日凌晨，安全监管总局局长骆琳、山西省省委书记张宝顺亲切慰问被成功营救出井的矿工。,第一名王家岭“3.28”煤矿事故中被困矿工就是从这扇门中被成功营救出来，它被大家喻为“生命之门”。,骆琳在救援现场宣读了张德江副总理从北京发来的电报。张德江副总理代表党中央、国务院，代表胡锦涛总书记、温家宝总理向获救矿工表示亲切慰问，向所有参加救援的同志们致以崇高敬意。他希望一线参加抢险救援的同志们再接再厉，争分夺秒，继续加大救援力度，全力以赴解救被困矿工。,4月5日，在王家岭“3.28”煤矿透水事故抢险救援现场，有115名被困矿工获救出井。图为国家安全监管总局局长骆琳紧紧握住一名获救矿工的手说，矿工兄弟，你安全了，你回家了。,4月5日，在王家岭“3.28”煤矿透水事故抢险救援现场，有115名被困矿工获救出井。图为国家安全监管总局局长骆琳在救援现场，动容地拉住一名救护队员的手说，师傅们你们辛苦了，谢谢你们！,4月5日17时04分，王家岭煤矿“328”透水事故第二批受困人员有106人出井。目前出井受困人员数达到115人。仍有38人被困。救援工作仍在继续紧张进行。,