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1、LOGO采掘工作面地质采掘工作面地质采掘工作面地质采掘工作面地质及防治水技术及防治水技术及防治水技术及防治水技术副总工程师副总工程师研研 究究 员员山东能源肥矿集团山东能源肥矿集团王王 则则 才才汇汇 报报 提提 纲纲地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系一一掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作二二采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质工作三三煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害四四煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术五五如何做好采掘技术管理工作如何做好采掘技术管理工作六六LOGO地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系地质与采掘
2、生产的关系地质与采掘生产的关系一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系地质工作地质工作四阶段四阶段 勘探勘探建井建井生产生产收尾（闭坑）收尾（闭坑）1.地质工作的四个阶段地质工作的四个阶段 一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系地质构地质构造变动造变动煤厚变化煤厚变化水文地质水文地质地温地温地压地压围岩稳定围岩稳定煤与瓦煤与瓦斯突出斯突出岩浆岩与陷岩浆岩与陷落柱破坏落柱破坏地质因素地质因素 2.影响煤矿生产建设的地质因素影响煤矿生产建设的地质因素 一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系 煤系煤系含煤岩系的简称，它是一套含有煤层的沉积岩系。含煤岩系的简称，它是一套含有煤层的
3、沉积岩系。（含煤建造、含煤沉积、含煤地层）如石炭（含煤建造、含煤沉积、含煤地层）如石炭二叠纪煤系的沉积。二叠纪煤系的沉积。煤层煤层含煤岩系中的固体可燃有机岩类。含煤岩系中的固体可燃有机岩类。3.生产过程中常用的地质概念生产过程中常用的地质概念 含水层含水层能透过和给出相当水量的岩层。如砂岩、灰岩能透过和给出相当水量的岩层。如砂岩、灰岩一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系1.煤层结构煤层结构简洁、困难。简洁、困难。2.煤层厚度煤层厚度顶底板之间的垂直距离（总厚度、有益厚度、顶底板之间的垂直距离（总厚度、有益厚度、3.可采厚度）。可采厚度）。4.3.煤层分类：按倾角分（近水平、缓倾、倾、
4、急倾）；煤层分类：按倾角分（近水平、缓倾、倾、急倾）；5.按厚度分极薄（按厚度分极薄（0.30.5m）、薄）、薄 6.（0.511.3m）、中厚）、中厚(1.313.5m)、厚、厚 7.(3.518.0m)、特厚、特厚 (8.0m）；）；8.按稳定性分（稳定、较稳定、不稳定、极按稳定性分（稳定、较稳定、不稳定、极不不9.稳定）；稳定）；10.按形态分（层状、似层状、非层状）。按形态分（层状、似层状、非层状）。11.4.煤层顶底板：干脆上覆于煤层（下伏于煤层）的沉积岩煤层顶底板：干脆上覆于煤层（下伏于煤层）的沉积岩层。层。一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系断层：岩层沿着裂面两侧具有相
5、对位移。断层：岩层沿着裂面两侧具有相对位移。断层要素：断层面，断盘，断层线，断煤交线，断距。断层要素：断层面，断盘，断层线，断煤交线，断距。断层分类：按相对移动的方式：正、逆、平移断层；断层分类：按相对移动的方式：正、逆、平移断层；按与地层产状关系：走向、倾向、斜交、按与地层产状关系：走向、倾向、斜交、顺层断层。顺层断层。断层等级断层等级:大型（大型（30m）中型（）中型（303m）小型（小型（3m）褶皱：岩层在构造力作用下产生塑性变形，出现一系褶皱：岩层在构造力作用下产生塑性变形，出现一系列波状弯曲，其岩层仍旧是连续完整的构造形态称为褶列波状弯曲，其岩层仍旧是连续完整的构造形态称为褶皱，基本
6、单位是褶曲（向斜、背斜）。皱，基本单位是褶曲（向斜、背斜）。一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系 岩浆岩岩浆岩岩浆经侵入或喷出作用后冷凝固结而成的岩石。岩浆经侵入或喷出作用后冷凝固结而成的岩石。分类：深成岩：一般在分类：深成岩：一般在36km以下；以下；浅成岩：地壳较浅处（近地表），岩床、岩墙、浅成岩：地壳较浅处（近地表），岩床、岩墙、岩盘、岩脉等；岩盘、岩脉等；喷出岩：溢出地表，火山锥、岩被、岩流等。喷出岩：溢出地表，火山锥、岩被、岩流等。岩浆岩对煤层的影响：吞噬，变焦等。岩浆岩对煤层的影响：吞噬，变焦等。一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系 陷落柱陷落柱（无炭柱、矸石窝
7、）局部地层中的岩溶塌陷形成（无炭柱、矸石窝）局部地层中的岩溶塌陷形成可溶性岩层：石灰岩、泥灰岩、石膏可溶性岩层：石灰岩、泥灰岩、石膏矿等。矿等。有良好的地下水通道，富含水层与可有良好的地下水通道，富含水层与可溶岩有溶岩有 水力联系。水力联系。地下水源丰富且含有可溶性酸根。地下水源丰富且含有可溶性酸根。有良好的交替排泄条件。有良好的交替排泄条件。形成条件形成条件一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系揭露陷揭露陷揭露陷揭露陷落柱前落柱前落柱前落柱前的预兆的预兆的预兆的预兆 1裂隙和小断层增多；裂隙和小断层增多；2出现煤的氧化；出现煤的氧化；3岩块挤入煤层；岩块挤入煤层；45 淋水增大或水的
8、涌出量增多。淋水增大或水的涌出量增多。煤岩层的产状发生变化；煤岩层的产状发生变化；一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系4.水文地质水文地质孔隙水孔隙水赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙网络之中的水。之中的水。裂隙水裂隙水保存在坚硬岩石裂隙中的地下水。保存在坚硬岩石裂隙中的地下水。岩溶水岩溶水赋存并运移于岩溶化岩层中的水。赋存并运移于岩溶化岩层中的水。一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系 潜水潜水 隔水层隔水层不能透过和给出水量的岩层。如粘土岩不能透过和给出水量的岩层。如粘土岩 承压水承压水充满两个稳定不透水岩层之间的重力水充满两个稳定不透水岩层
9、之间的重力水地表以下第一个具有自由表面的含水地表以下第一个具有自由表面的含水层中的水。层中的水。一一 地质与采掘生产的关系地质与采掘生产的关系突水系数突水系数单位隔水层厚度所承受的水压单位隔水层厚度所承受的水压地下水动态地下水动态地下水随时间的变化过程地下水随时间的变化过程矿井正常矿井正常涌水量涌水量矿井开采期间单位时间内流入矿井水量矿井开采期间单位时间内流入矿井水量矿井最大矿井最大涌水量涌水量矿井开采期间正常情况下矿井涌水量的矿井开采期间正常情况下矿井涌水量的高峰值，主要与人为条件和降压量有关高峰值，主要与人为条件和降压量有关掘进工作面地质及掘进工作面地质及水文地质工作水文地质工作 二二 掘
10、进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作工作面范围与邻区关系。工作面范围与邻区关系。区内煤层产状及地质构造特征。区内煤层产状及地质构造特征。构造对工作面掘进的影响。构造对工作面掘进的影响。煤层结构及变更。煤层结构及变更。煤层顶底板岩性、厚度、物理力学性质。煤层顶底板岩性、厚度、物理力学性质。工作面水文地质条件及防治措施。工作面水文地质条件及防治措施。工作面预料储量。工作面预料储量。其它地质状况：瓦斯、煤尘、地温、地压、岩其它地质状况：瓦斯、煤尘、地温、地压、岩 浆岩等。浆岩等。地质说明书内容地质说明书内容二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作质说明书附图地
11、质说明书附图地质说明书附图 工作面煤层底板工作面煤层底板等高线预测图等高线预测图 预想剖面图预想剖面图 柱状图柱状图 二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作掘掘进进施施工工过过程程中中的的地地质质工工作作煤层赋存及顶底板岩性（上煤层赋存及顶底板岩性（上10m，下，下10m）；）；预料的断裂构造产状变更；预料的断裂构造产状变更；旁边是否有采空压积水、老硐（巷）积旁边是否有采空压积水、老硐（巷）积水等；水等；旁边是否有封孔不良的钻孔等。旁边是否有封孔不良的钻孔等。1.驾驭地质说明书中的有关内容：驾驭地质说明书中的有关内容：二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水
12、文地质工作掘掘进进施施工工过过程程中中的的地地质质工工作作2.地质资料的收集分析与推断：地质资料的收集分析与推断：实际揭露资料与地质说明书供实际揭露资料与地质说明书供应资料的差别；应资料的差别；地质说明书中未供应的资料；地质说明书中未供应的资料；地质预料预报内容的对比分析。地质预料预报内容的对比分析。二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作掘掘进进施施工工过过程程中中的的地地质质工工作作3.巷道掘进对断层的处理：巷道掘进对断层的处理：运输大巷过断层：调向过断层，尽快进入原设计层位；运输大巷过断层：调向过断层，尽快进入原设计层位；采区上下山过断层：挑顶、卧底、变更坡度，必需
13、满足采区上下山过断层：挑顶、卧底、变更坡度，必需满足 运输要求；运输要求；回采巷道过断层：走向工作面一般采区调向过断层倾斜回采巷道过断层：走向工作面一般采区调向过断层倾斜 条带工作面一般采区变更坡度过断层条带工作面一般采区变更坡度过断层断层位置产状精确：依据巷道用途干脆调向或挑顶、卧断层位置产状精确：依据巷道用途干脆调向或挑顶、卧 底过断层底过断层断层位置产状为预料：一是利用物探、钻探探明；断层位置产状为预料：一是利用物探、钻探探明；二是依据巷道用途调向或变更坡二是依据巷道用途调向或变更坡 度过断层。度过断层。二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作掘掘进进施施工工过过程
14、程中中的的地地质质工工作作4.工区技术员与地质技术人员的相工区技术员与地质技术人员的相互协作，供应更多的地质信息。互协作，供应更多的地质信息。二二 掘进工作面地质及水文地质工作掘进工作面地质及水文地质工作掘进工程中的防治水工作掘进工程中的防治水工作1.学习熟悉驾驭掘进工作面四周的水文地质条件（顶底板含水学习熟悉驾驭掘进工作面四周的水文地质条件（顶底板含水层、断裂构造、采空区、老巷、废弃、钻孔等）。层、断裂构造、采空区、老巷、废弃、钻孔等）。2.掘进过程中刚好收集、分析水文地质信息（岩性变更、顶底掘进过程中刚好收集、分析水文地质信息（岩性变更、顶底压力变更、淋水、构造等）。压力变更、淋水、构造等
15、）。3.各项防治水措施是否落实到位（超前探、排泄水、避灾路途各项防治水措施是否落实到位（超前探、排泄水、避灾路途等）。等）。4.两巷贯穿措施的现场落实（贯穿预透单、透巷的基本状况、两巷贯穿措施的现场落实（贯穿预透单、透巷的基本状况、通风排水）。通风排水）。5.掘进工作面复原施工的技术工作（复工通知单、超前探巷的掘进工作面复原施工的技术工作（复工通知单、超前探巷的结论、平安技术措施是否补充完整，实际揭露资料的对比分结论、平安技术措施是否补充完整，实际揭露资料的对比分析等）。析等）。采煤工作面地质及采煤工作面地质及水文地质工作水文地质工作 三三 采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质
16、工作采煤工作面作业规程的编制依据采煤工作面作业规程的编制依据 回采工作面地质说明书回采工作面地质说明书 1.采煤工作面作业规程的编制依据采煤工作面作业规程的编制依据三三 采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质工作回采回采地质地质工作工作1对影响工作面回采的主要地质因素；对影响工作面回采的主要地质因素；23实际资料与预测预报资料的差别；实际资料与预测预报资料的差别；如何应对变化的地质条件。如何应对变化的地质条件。4学习熟悉掌握地质说明书的内容；学习熟悉掌握地质说明书的内容；2.回采过程中的地质工作回采过程中的地质工作三三 采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质工作3.
17、回采工作面对断层的处理回采工作面对断层的处理 断层落差小于煤厚：挑顶、卧底、断层落差小于煤厚：挑顶、卧底、硬过硬过断层落差大于煤厚：一是硬过；断层落差大于煤厚：一是硬过；二是根据断层的走向及对工作面的影二是根据断层的走向及对工作面的影响做辅助巷道等；三是超前处理断层。响做辅助巷道等；三是超前处理断层。普普采采过过断断层层三三 采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质工作根根据据三三维维地地震震勘勘探探资资料料，工工作作面面尽尽 量避开断层；量避开断层；对落差小于煤厚的断层硬过；对落差小于煤厚的断层硬过；对对落落差差大大于于煤煤厚厚的的断断层层辅辅助助切切或或停停 面搬家。面搬家。综
18、综采采过过断断层层3.回采工作面对断层的处理回采工作面对断层的处理 三三 采煤工作面地质及水文地质工作采煤工作面地质及水文地质工作4.回采过程中的防治水工作回采过程中的防治水工作影响工作面生产的水害因素分析（顶底板岩影响工作面生产的水害因素分析（顶底板岩 砂裂隙水、断层裂开带、老空（巷）水、封砂裂隙水、断层裂开带、老空（巷）水、封 孔不良的钻孔等）；孔不良的钻孔等）；防治水措施是否有针对性，是否落实到位；防治水措施是否有针对性，是否落实到位；一旦有险情，应急措施是否快速得到落实。一旦有险情，应急措施是否快速得到落实。LOGO煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害煤矿
19、常见水害类型及危害四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害 19952011年全国煤矿水害事故年全国煤矿水害事故1675起，死亡起，死亡6432人，其中人，其中10人以上的水害事故人以上的水害事故139起，死亡起，死亡2511人，经济损失人，经济损失230多亿人民币。山东省煤矿多亿人民币。山东省煤矿19492011年共发生水害事故年共发生水害事故103起，死亡起，死亡973人。人。今年今年17月份，全国煤矿发生水害事故月份，全国煤矿发生水害事故 7 起，死起，死亡亡 69人，山东煤矿人，山东煤矿17月未发生水害事故。月未发生水害事故。水害事故严重程度水害事故严重程度四四 煤矿常见水害
20、类型及危害煤矿常见水害类型及危害大气降水大气降水地地 下下 水水地地 表表 水水老窑（空）水老窑（空）水按水源按水源划分划分四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害孔 隙 水裂 隙 水岩 溶 水按地下水储水空隙特征分四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害按突水的水源特征分地表洪水水害冲积层水害（Q+N）煤层顶板充水含水层水害煤层底板承压充水含水层水害岩溶陷落柱水害断层裂开带突水水害封孔不良钻孔水害老窑（空）水害 案例1:2007年8月17日新泰华源矿难，死亡172人，并危及相邻名公煤矿死亡9人，共计181人。干脆缘由：突降暴雨。16日4时至18日6时降雨量262.3mm，
21、50年一遇；山洪暴发。东、北、南三面环山，降水易于汇合；河水猛涨。柴纹河最大洪峰流量1840m3/s，行洪实力1089m3/s，水位高出河岸高程0.85m；河岸决口。长65m；水头差5m；洪水淹井。三个冲刷区总面积4.4万m3，第一个直径约50m，深10m；其次个直径80m，深68m；第三个长60m，宽30m，深10m。溃入井下水量1260万m3，砂、石粉、粉煤灰约30万m3。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例2：2000年1月10日，肥城五里垢煤矿在修复3100皮带上山时，三
22、层煤采空区风化基岩自然垮塌，波及到第四系泥砂，造成泥砂突然溃入巷道，将正在修复施工的7名职工埋住死亡；四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例3：2005年5月21日淮北海孜煤矿745工作面溃水，瞬时溃水量3887m3，死亡5人。干脆缘由：顶板聚集的离层水体瞬间溃入工作面。煤层顶板以上50m为厚100m的岩浆岩，工作面推采140m时，软硬岩层产生离层，形成空间并积水。当采动影响到“离层空间”时，大量积水瞬间溃入工作面。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例4：2010年3月1日内蒙神华集团骆驼山煤矿在基建巷道施工中发
23、生奥灰特殊重大突水事故，当班井下共有作业人员77名，有46人相继升井（其中1人死亡，7人受伤），31人被困井下。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害干脆缘由：干脆缘由：垂向隐伏构造已发育至垂向隐伏构造已发育至1616煤层底板旁边，煤层底板旁边，在巷道掘进放炮后，煤层底板隔水层遭到在巷道掘进放炮后，煤层底板隔水层遭到进一步破坏，地应力的重新分布使采动裂进一步破坏，地应力的重新分布使采动裂隙进一步向下延深，在高承压水的作用下，隙进一步向下延深，在高承压水的作用下，诱发诱发1616煤层回风大巷掘进工作面迎头后煤层回风大巷掘进工作面迎头后20m20m左右底板鼓起，有限的隔水层被突破，形左
24、右底板鼓起，有限的隔水层被突破，形成集中过水通道，导致下伏奥陶系灰岩地成集中过水通道，导致下伏奥陶系灰岩地下水突然涌出。下水突然涌出。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害管理缘由：管理缘由：对奥灰水水害没有引起高度重视。对奥灰水水害没有引起高度重视。一是主要水平大巷设计在奥灰顶部；二是一是主要水平大巷设计在奥灰顶部；二是20072007年年1212月月1717日奥灰水淹过一次井；三是日奥灰水淹过一次井；三是浅部平沟矿三次奥灰出水；四是浅部平沟矿三次奥灰出水；四是1616煤下距煤下距奥灰奥灰20m20m左右，水压左右，水压3.8MPa3.8MPa，属受水威逼煤，属受水威逼煤层。层。
25、没有细致落实没有细致落实“有疑必探，先探后有疑必探，先探后掘掘”的原则。的原则。1616煤回风大巷施工过程中，煤回风大巷施工过程中，既没有配备探放水设备，也没有实行超前既没有配备探放水设备，也没有实行超前探查措施。探查措施。技术管理有漏洞。一是未建立地下技术管理有漏洞。一是未建立地下水动态观测网；二是现场技术管理薄弱；水动态观测网；二是现场技术管理薄弱；三是地质及水文地质预报缺乏针对性；四三是地质及水文地质预报缺乏针对性；四是矿井水文地质条件不清。是矿井水文地质条件不清。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害v 施工队伍职工素养差，缺乏对突水征兆的相识，撤人吩咐下达施工队伍职工素养
26、差，缺乏对突水征兆的相识，撤人吩咐下达不刚好坚决。（不刚好坚决。（5 5点点5050分分7 7点点2020分）分）v 现场监理单位没有把好关。对规程把关不严，现场措施落实不现场监理单位没有把好关。对规程把关不严，现场措施落实不到位。到位。v 初步设计把井底车场和主要大巷放在奥灰层位，存在重大隐患。初步设计把井底车场和主要大巷放在奥灰层位，存在重大隐患。v 对施工单位以包代管。（两次汇报都是调度员张燕斌接电话）对施工单位以包代管。（两次汇报都是调度员张燕斌接电话）v 井下无线通讯关键时刻不起作用。（安监员和班长都用固定电井下无线通讯关键时刻不起作用。（安监员和班长都用固定电话向调度室汇报）话向调
27、度室汇报）v 井下避灾路标不清晰，应急管理措施不落实。井下避灾路标不清晰，应急管理措施不落实。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例5：1984年6月2日，开滦范各庄矿2171综采工作面遇隐伏陷落柱，导致高压奥灰水突出，高峰期10小时内的平均突水量12.3万m3/h，20小时沉没300万吨的矿井，死亡11人，经济损失5亿人民币。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例6：2008年8月4日，枣矿山亭实业公司-365探巷断层滞后出水形成巷道积水，造成-365探巷水闸墙溃水，瞬时流量440m3/h，造成2人死亡。干脆缘由
28、：-365探巷揭露F5-1断层（H2528m），滞后出水。长时间积存在巷道内形成承压水，由于水闸墙的施工质量等缘由造成突然溃水。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害案案 例例 分分 析析 案例7：2010年3月28日山西华晋焦煤公司王家岭矿老空透水事故，153名矿工被困，后经近200小时的奋力抢救，115名矿工脱险，38人死亡。追究刑事责任9人，党纪政纪处分30人。四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害相识不足、重视不够、思想麻痹、心存侥幸。相识不足、重视不够、思想麻痹、心存侥幸。不落实不落实“预料预报、有疑必探、先探后掘、先治后预料预报、有疑必探、先探后掘、先治后采
29、采”的防治水原则。的防治水原则。水患排查流于形式，不全面，不细致，不严格，不水患排查流于形式，不全面，不细致，不严格，不细致。细致。防治水措施落实不到位。防治水措施落实不到位。监督管理责任落实不到位。监督管理责任落实不到位。发觉透水征兆不刚好撤出人员。发觉透水征兆不刚好撤出人员。劳动组织管理混乱，以包代管。劳动组织管理混乱，以包代管。机构不健全，缺少专业人员及专业队伍。机构不健全，缺少专业人员及专业队伍。水害事故缘由一般征兆：一般征兆：煤层变潮湿、松软，煤帮出现滴水、淋水，并由小到煤层变潮湿、松软，煤帮出现滴水、淋水，并由小到大，有时出现铁锈色水迹；大，有时出现铁锈色水迹；工作面气温降低或出现
30、雾气及工作面气温降低或出现雾气及H H2 2S S气味；气味；有时听到有时听到“嘶嘶嘶嘶”水声；水声；矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓等现象；矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓等现象；四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害常见的突水征兆底板承压水突水征兆：底板承压水突水征兆：工作面压力增大，底板鼓起，有时可达工作面压力增大，底板鼓起，有时可达0.5m0.5m以上；以上；工作面底板产生裂隙，并渐渐增大；工作面底板产生裂隙，并渐渐增大；沿裂隙或煤帮向外渗水，且渐渐增大，水色沿裂隙或煤帮向外渗水，且渐渐增大，水色浑浊；浑浊；底板裂开，沿裂隙有高压水喷出，并有底板裂开，沿裂隙有高压水喷出，并有“
31、嘶嘶嘶嘶”水声；水声；底板发生底板发生“底暴底暴”，伴有巨响，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白水大量涌出，水色乳白 或呈黄色；或呈黄色；四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害常见的突水征兆冲积层水的突水征兆：冲积层水的突水征兆：突水部位发潮，有滴水，并渐渐增大，突水部位发潮，有滴水，并渐渐增大，有少有少 量细砂；量细砂；发生局部冒顶，水量突增并出现流砂；发生局部冒顶，水量突增并出现流砂；发生大量喷水喷砂，严峻时地表出现塌发生大量喷水喷砂，严峻时地表出现塌陷坑陷坑四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害常见的突水征兆简洁发生底板突水的地段：简洁发生底板突水的地段：断层交叉或汇
32、合处；断层交叉或汇合处；断层尖灭端；断层尖灭端；褶曲轴部；褶曲轴部；小断层密集区；小断层密集区；两条断两条断层相互对扭地段；层相互对扭地段；与导水断层成与导水断层成“入入”字型联接的小断裂带；字型联接的小断裂带；新构造活动猛烈新构造活动猛烈的断裂带；的断裂带；不同力学性质的断层组交汇不同力学性质的断层组交汇处等；处等；四四 煤矿常见水害类型及危害煤矿常见水害类型及危害常见的突水征兆LOGO煤矿水害形成的条件及煤矿水害形成的条件及煤矿水害形成的条件及煤矿水害形成的条件及防治技术防治技术防治技术防治技术五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术条条件件通通 道道 TextTex
33、tText含水层的含水层的富水性富水性（内在因素）（内在因素）水头压力水头压力（动力源）（动力源）五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术含水层的出露含水层的出露和补给条件和补给条件出露面积出露面积影影响响含含水水层层富富水水性性因因素素 地质构造条件地质构造条件水文地质水文地质边界条件边界条件出露地形出露地形覆盖层透水性覆盖层透水性侧向边界条件侧向边界条件断裂断裂（含水层对口或接近）（含水层对口或接近）陷落柱陷落柱（补给通道）（补给通道）褶皱褶皱（轴部张裂隙发育）（轴部张裂隙发育）裂隙裂隙（垂向越流补给）（垂向越流补给）顶底板隔水或透水条件顶底板隔水或透水条件透水边界透
34、水边界弱透水边界弱透水边界隔水边界隔水边界五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术通通 道道人为通道人为通道自然通道自然通道不良钻孔不良钻孔“上三带上三带”（导水裂缝带范围内有含水层）（导水裂缝带范围内有含水层）“下三带下三带”（底板隔水层扰动损伤）（底板隔水层扰动损伤）陷陷 落落 柱柱断断 层层裂裂 隙隙隐伏露头隐伏露头地震裂隙地震裂隙沉缺形成的天窗沉缺形成的天窗地面岩溶塌陷带地面岩溶塌陷带（水流倒灌（水流倒灌）调查当地地形、地貌、基岩露头状况，确定地表分调查当地地形、地貌、基岩露头状况，确定地表分水岭及充水含水层的补给区，计算、评价汇水面积；水岭及充水含水层的补给区，
35、计算、评价汇水面积；驾驭当地历史最高洪水位及最大降雨量，刚好与气驾驭当地历史最高洪水位及最大降雨量，刚好与气象部门联系，预防洪水倒灌；象部门联系，预防洪水倒灌；严格执行严格执行“三下三下”采煤规程，留足岩帽；采煤规程，留足岩帽；有足够的排、泄洪实力。有足够的排、泄洪实力。五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术 1 1 地表水防治地表水防治：克服麻痹侥幸心理，避开疏忽大意；克服麻痹侥幸心理，避开疏忽大意；细致分析老空（窑）积水的调查资料；细致分析老空（窑）积水的调查资料；制定合理有效的防治措施；制定合理有效的防治措施；严密组织探水严密组织探水措施；措施；特殊留意近探近放和
36、贯穿积水巷道特殊留意近探近放和贯穿积水巷道或积水区；或积水区；重视自采自掘采空区、废巷积重视自采自掘采空区、废巷积水的探放；水的探放；重视钻探、物探相互结合。重视钻探、物探相互结合。五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术2 2 老空水防治老空水防治 疏干或封堵截流；疏干或封堵截流；留足防隔水煤（岩）柱，严防冒裂带波及含水层。留足防隔水煤（岩）柱，严防冒裂带波及含水层。防水煤（岩）柱：防水煤（岩）柱：H Hshsh H Hlili+H+Hb b；防砂煤（岩）柱：防砂煤（岩）柱：H Hs s H Hm m+H+Hb b；防塌煤（岩）柱：防塌煤（岩）柱：H Ht t H Hm
37、 m；五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术3 3 孔隙水（松散层水）防治（防治方法）：孔隙水（松散层水）防治（防治方法）：疏干疏干截流截流 封堵封堵留足岩帽留足岩帽或改变采或改变采煤方法等煤方法等五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术4 裂隙水防治（顶底板砂岩水、砾岩水）5 5 岩溶水防治（防治方法）：岩溶水防治（防治方法）：五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术1抽排法：大直径、大排量、直排地面2堵截法：注浆改造、帷幕截流法等3疏降法1抽排法：大直径、大排量、直排地面涌水量预计涌水量预计准确准确水文地质条水文地质条件简
38、单件简单排水能力强排水能力强条件五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术5 5 岩溶水防治（防治方法）岩溶水防治（防治方法）3疏降法补给条件清补给条件清楚楚经济上合理经济上合理有足够的排水有足够的排水能力能力条件五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术5 5 岩溶水防治（防治方法）：岩溶水防治（防治方法）：五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术 就是对威胁矿井安全生产的主要充就是对威胁矿井安全生产的主要充水含水层水，通过专门的工程和技术措水含水层水，通过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进行超前预疏干施在人工受控的条件下进
39、行超前预疏干或疏降水压，进而减少或消除其在生产或疏降水压，进而减少或消除其在生产过程中对矿井安全的威胁。过程中对矿井安全的威胁。定定 义义疏水降压技术疏水降压技术1 1五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术疏水降压技术疏水降压技术1 1 含水层富水性弱，以静储量为主。含水层富水性弱，以静储量为主。裂缝带范围内的含水层。裂缝带范围内的含水层。采掘工程必需揭露含水层。采掘工程必需揭露含水层。含水层水压较高，隔水层厚度小，难以承受矿压含水层水压较高，隔水层厚度小，难以承受矿压 和水压破坏。和水压破坏。含水层富水性强且动态补给量大时，实行先注浆含水层富水性强且动态补给量大时，实
40、行先注浆堵塞，充填过水通道，改造含水层后，再疏水降压。堵塞，充填过水通道，改造含水层后，再疏水降压。适用条件适用条件五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术疏水降压技术疏水降压技术1 1联合联合疏降疏降巷道揭露巷道揭露巷道揭露巷道揭露疏降疏降疏降疏降 井下井下井下井下钻孔钻孔钻孔钻孔 疏降疏降疏降疏降 疏水降压方式疏水降压方式地表地表地表地表抽排抽排抽排抽排水法水法水法水法 五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术疏水降压技术疏水降压技术1 1顶顶板板水水疏疏降降顶板岩层的岩性组合顶板岩层的岩性组合裂缝带高度的预计裂缝带高度的预计影响范围内是否有构造
41、影响范围内是否有构造分析周边含水层的水动态变化分析周边含水层的水动态变化疏疏降降方方式式钻孔疏放钻孔疏放（斜孔）（斜孔）巷道疏放巷道疏放真空泵抽放真空泵抽放底底板板水水疏疏降降底板多层含水层底板多层含水层各含水层是否有水力联系各含水层是否有水力联系（侧向、垂向）（侧向、垂向）分析补给水源层的富水性分析补给水源层的富水性各含水层的水动态变化各含水层的水动态变化疏疏降降方方式式钻孔疏放钻孔疏放巷道疏放巷道疏放真空泵抽放真空泵抽放五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术疏水降压技术疏水降压技术1 1五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术是指通过专门的设备
42、和工程，将预先研是指通过专门的设备和工程，将预先研究配制成的低渗透浆液或骨料在一定压究配制成的低渗透浆液或骨料在一定压力下沿含水层及顶底板裂隙运移、扩散、力下沿含水层及顶底板裂隙运移、扩散、结石、充填、堵塞裂隙通道，从而加固、结石、充填、堵塞裂隙通道，从而加固、加厚底板隔水层，改造岩体（层）的水加厚底板隔水层，改造岩体（层）的水文地质条件，增大有效隔水层厚度，隔文地质条件，增大有效隔水层厚度，隔断连接充水水源与工作面之间的导水通断连接充水水源与工作面之间的导水通道，减少突水几率。道，减少突水几率。定定 义义注浆改造技术注浆改造技术2 2五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治
43、技术充填裂隙置换含水层内的水，使灰岩充填裂隙置换含水层内的水，使灰岩 变为不含水或弱含水（改造）变为不含水或弱含水（改造）堵塞补给通道，截断补给水源（封源）堵塞补给通道，截断补给水源（封源）加固煤层底板，提高隔水层的抗拉强加固煤层底板，提高隔水层的抗拉强 度（加固）度（加固）作作 用用注浆改造技术注浆改造技术2 2五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术下伏含水层富水性中等及以上，单位疏深疏水量下伏含水层富水性中等及以上，单位疏深疏水量 大于大于10m3/hm10m3/hm。疏降效果不明显，突水系数大于疏降效果不明显，突水系数大于0.06MPa/m0.06MPa/m。工作
44、面底板存在导水裂隙带、构造裂开带、薄弱工作面底板存在导水裂隙带、构造裂开带、薄弱 带、陷落柱等。带、陷落柱等。底板含水层之间存在垂向补给通道。底板含水层之间存在垂向补给通道。含水层或构造薄弱带具有良好的可注性。含水层或构造薄弱带具有良好的可注性。疏降效果好，但诱发区域生态环境恶化。疏降效果好，但诱发区域生态环境恶化。注浆改造技术注浆改造技术2 2适用条件适用条件五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术注浆改造技术注浆改造技术2 2地面造浆地面造浆井下注浆井下注浆井下造浆井下造浆井下注浆井下注浆注注 浆浆 方方 法法连续注浆连续注浆注浆效率高注浆效率高效效 果果 好好工艺简
45、洁易操作工艺简洁易操作劳动强度大劳动强度大效效 果果 差差五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术注浆改造技术注浆改造技术2 2注浆工艺及材料注浆工艺及材料方方方方 式式式式钻孔设计钻孔设计钻孔设计钻孔设计与施工与施工与施工与施工材材材材 料料料料连连 续续间间 歇歇引引 流流程程程程 序序序序放放 水水压压 水水扩散半径扩散半径斜斜 长长构构 造造压压 力力 区区异异 常常 区区粘粘 土土水水 泥泥粉煤灰粉煤灰五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术注浆改造技术注浆改造技术2 2注注浆浆工工艺艺五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及
46、防治技术注浆改造技术注浆改造技术2 2A钻钻 孔孔B物物 探探C注浆材料指标注浆材料指标效效 果果检检 查查五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3 通过向含水层注浆，形成人工通过向含水层注浆，形成人工“阻阻水墙水墙”，截断补给含水层的地下水流，截断补给含水层的地下水流，使之易于疏干或疏水降压，使含水层的使之易于疏干或疏水降压，使含水层的承压水头降至平安水头以下，防止突水。承压水头降至平安水头以下，防止突水。定定 义义五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术水文地质条件清楚水文地质条件清楚补给边界清楚补给边界清楚
47、受注层有良好的可注性受注层有良好的可注性受注层具有合适的水动和水化学环境受注层具有合适的水动和水化学环境疏降难度大，成本高疏降难度大，成本高适用条件适用条件帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3浆液在一定注浆压力下流动，扩散，开浆液在一定注浆压力下流动，扩散，开始为紊流状态，直到临界压力，流速减慢，始为紊流状态，直到临界压力，流速减慢，变为层流和阻滞流状态。浆液逐渐凝结，变为层流和阻滞流状态。浆液逐渐凝结，最后停止流动，堵塞裂隙及通道（机械充最后停止流动，堵塞裂隙及通道（机械充塞）。塞）。浆液中
48、的水硬性材料与水之间起化学作浆液中的水硬性材料与水之间起化学作用，在层流到阻滞流的过程中，随时间而用，在层流到阻滞流的过程中，随时间而凝聚，产生强度，加快了充塞堵水过程凝聚，产生强度，加快了充塞堵水过程（化学充塞）。（化学充塞）。帷幕帷幕浆液浆液渗透渗透机理机理五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3采取各种手段查明帷幕区的水文地质条件采取各种手段查明帷幕区的水文地质条件 帷幕带必须是一条帷幕带必须是一条充满充满含水层含水层的的岩体岩体 帷幕区必须是闭合圈帷幕区必须是闭合圈控制浆液扩散半径控制浆液扩散半径适时调整注浆材料及注浆工艺适时
49、调整注浆材料及注浆工艺12345技技术术要要点点五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3应用实例应用实例 针对矿井针对矿井“三面阻水、一面进水三面阻水、一面进水”的水文地质边界的水文地质边界条件，合理选择帷幕截流技术参数，利用井下巷道结合条件，合理选择帷幕截流技术参数，利用井下巷道结合浆液扩散半径布置帷幕注浆钻孔，接受井上下结合的粘浆液扩散半径布置帷幕注浆钻孔，接受井上下结合的粘土水泥浆注浆工艺和群孔注浆、引流注浆、控压注浆等土水泥浆注浆工艺和群孔注浆、引流注浆、控压注浆等工艺，治水效果是明显的，通过在原国家庄煤矿工艺，治水效果是明显
50、的，通过在原国家庄煤矿1700m1700m长长的工程带上施工帷幕，治水效果达到的工程带上施工帷幕，治水效果达到97.9%97.9%。五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3应用实例应用实例 帷幕截流工程布置平面图帷幕截流工程布置平面图五五 煤矿水害形成的条件及防治技术煤矿水害形成的条件及防治技术帷幕截流注浆技术帷幕截流注浆技术3 3应用实例应用实例国家庄井田处国家庄井田处于三面被断层于三面被断层包围、区内小包围、区内小型断裂发育的型断裂发育的地堑向斜构造。地堑向斜构造。F7F7和和F25F25断层断层形成本井田的形成本井田的基本构造形