矿井灾害防治技术(第四章 水灾)

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1、第四章矿井水灾防治目录第一节基本概念及理论概述第二节矿井防治水第三节矿井突水事故处理复习题问题思考第一节基本概念及理论概述主要内容一、矿井水灾及其对生产的影响二、矿井充水程度指标三、矿井水灾发生必须具备的基本条件四、矿井水灾的影响因素五、造成矿井水灾的主要原因矿井水对生产的影响主要表现在以下几方面：（1）由于矿井水的存在，在采掘工作面可能出现淋水，使空气湿度明显增加，顶板破碎，对劳动条件及生产效率影响很大；（2）由于矿井水的存在，在生产中必须进行排水，水量越大，排水费用越高，势必增加煤炭生产成本；（3）矿井水对各种金属设备、钢轨和金属支架等，均有腐蚀作用，这就缩短了生产设备

2、的使用寿命；（4）当井下突然涌水或其水量超过矿井排水能力时，则会造成矿井水灾，给生产带来严重影响。一、矿井水灾及其对生产的影响二、矿井充水程度指标生产矿井常用含水系数（KB）或矿井涌水量(Q)两个指标来表示矿井充水程度。1.含水系数含水系数又称富水系数，它是指生产矿井在某时期排出水量Q（m3）与同一时期内煤炭产量P的比值，即矿井每采1t煤的同时，需从矿井内排出的水量。含水系数KB的计算公式为：KB=Q/P（4-1-1）根据含水系数的大小，将矿井充水程度划分为以下4个等级：①充水性弱的矿井：KB<2m3／t；②充水性中等的矿井：KB=2～5m3／t；③充水性强的矿井：KB=5～1

3、0m3／t；④充水性极强的矿井：KB>10m3／t。2.矿井涌水量矿井涌水量是指单位时间内流入矿井的水量，用符号Q表示，单位为m3／d、m3／h、m3／min。根据涌水量大小，矿井可分为以下4个等级：①涌水量小的矿井：Q<2m3／min；②涌水量中等的矿井：Q=2～5m3／min；③涌水量大的矿井：Q=5～15m3／min；④涌水量极大的矿井：Q>15m3／min。3.矿井突水点突水量等级划分其等级标准是：①小突水点涌水量：Q≤1m3／min；②中等突水点涌水量：1m3／min

4、Q>30m3／min。三、矿井水灾发生必须具备的基本条件图4-1-1煤矿常见的水源1.常见的矿井水源（1）大气降水（图4-1-2）图4-1-2自然界中水的循环（2）地表水地球表面江、湖、河、海、水池、水库等处的水均为地表水，它的主要来源是大气降水，也有的来自地下水。煤矿在开采浅部煤层时，地表水经过有关通道会进入煤矿井下，形成水患，给生产和建设带来灾害。（3）潜水埋藏在地表以下第一个隔水层以上的地下水（图4-1-3）称为潜水。图5-1-3潜水1—潜水面；2—潜水层；3—第一隔水层；0-0’—基准面（测量高程水准面）（4）承压水处于两个隔水层中间的地下水，称为承压水（或称自流水），

5、如图4-1-4所示。图4-1-4承压水1—含水层；2—隔水层；3—地下水流向；4—自流井；5—喷泉；6—断层；a—补给区；b—承压区（分布区）；c—排泄区；0-0’—基准面（测量水准面）；H—静止水位；P—承压水头（5）老空积水已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。（6）断层水处于断层带中的水，称为断层水。2.矿井水灾的通道水源与煤矿井下巷道等工作场所的通道是多种多样的，主要有：（1）煤矿的井筒；（2）断层裂隙；（3）采后塌陷坑；（4）石灰岩溶洞陷落柱；（5）古井老塘及封堵不严的钻孔；四、矿井水灾的影响因素影响水源进入矿井井巷造成

6、水灾的因素可分为自然因素和人为因素。（一）自然因素1.地形盆形洼地，降水不易流走，大多渗入井下，补给地下水，容易成灾。2.围岩性质围岩为松散的砂、砾层及裂隙、溶洞发育的硬质砂岩、灰岩等组成时，可赋存大量水，这种岩层属强含水层或强透水层，对矿井威胁大；围岩为孔隙小、裂隙不发育的粘土层、页岩、致密坚硬的砂岩等，则是弱含水层或称隔水层，对矿井威胁小。当粘土厚度达5米以上时，大气降水和地表水几乎不能透过。3.地质构造地质构造主要是褶曲和断层。4.充水岩层的出露条件和接受补给条件充水岩层的出露条件直接影响矿区水量补给的大小。充水岩层的出露条件包括它的出露面积和出露的地形条件。（二）人为因

7、素1.顶板塌陷及裂隙2.老空积水3.未封闭或封闭不严的勘探钻孔五、造成矿井水灾的主要原因总结过去发生的矿井水灾，往往是安全思想不牢，思想麻痹，从而情况不明，措施不当所致。其主要原因可归结如下几个方面：（1）地面防洪、防水措施不当或管理不善，地表水大量灌入井下，造成水灾；（2）水文地质情况不清，井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含水层以及打开隔离煤柱，未执行探放水制度，盲目施工，或者虽然进行了探水，但措施不当；（3）井巷位置设计不当；（4）施工质量低劣，致使矿井井巷严重塌落、冒顶、跑砂，