防治水教案课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,城镇煤矿探放水培训教程,授课人：雷军祥,城镇煤矿探放水培训教程授课人：雷军祥,1,目 录,第一节 第一节 矿井充水水源,第二节 影响矿井充水程度的主要因素,第三节 矿井突水特征,第四节 矿井排水系统,第五节 井下探放水的概念,第六节 探放水工程,目 录第一节 第一节 矿井充水水源,2,第一节 矿井充水水源,一、天然充水水源,矿井的充水天然水源主要有大气降水、地表水、地下水三种水源。,1、大气降水,大气降水是地下水的主要补给来源，所有矿井充水都直接或间接地与大气降水有关。但这里所讲大气降水水源，是指对矿井直接充水的大气大气降水水源。,以大气降水补给为主的煤层矿床埋藏特点:开采煤层时其主要充水岩层（组）是裸露的或者其覆盖层很薄；煤层埋藏较浅；开采的煤层处于分水岭和地下水位以上的地段,。,第一节 矿井充水水源,3,大气降水充水特点：大气降水是矿井地下水的主要补给来源。所有的矿井充水，都直接或间接受到大气降水的影响。对于大多数生产矿井而言，大气降水首先渗入地下，补给充水含水层，然后再涌入矿井。,以大气降水为主要充水水源的矿井，其涌水量变化有如下规律：矿井充水程度与地区降水量大小、降水性质、强度和入渗条件有关。如长时间的降雨对入渗有利，矿井涌水量大，反之，则矿井涌水量就小；矿井涌水变化与当地降水量变化过程相一致，具有明显的季节性和多年周期性变化规律；同一矿井，随着开采深度的增加，涌水量峰值出现时间滞后。这是由于随着开采深度的增加岩层透水性减弱和补给距离增加所致。,大气降水充水特点：大气降水是矿井地下水的主要补给来源。所有的,4,2、地表水,在有大型地表水体分布（河流、水库、水池）的矿区，查清天然条件下和矿井开采后的地表水对矿井开采的影响，是矿区水文地质勘探和矿井水文地质工作的头等大事，是评价矿井开采价值的重要内容。地表水不仅可能造成矿井突然涌水，严重情况下会导致水沙同时溃入矿井。,地表水能否进入井下，由一系列的自然因素和人为因素决定，主要取决于巷道距地表水体的远近、水体与巷道之间的地层及构造条件和所采用的开采方法。一般来说，矿体距地表水体愈近影响愈大，充水愈严重，矿井涌水量愈大。若矿井充水水源为常年存在的地表水体时，则地表水体越大，矿井涌水量越大，且稳定，淹井时不易恢复；而季节性地表水体为充水水源时，对矿井涌水量的影响则随季节性变化；另外，地表水体所处地层的透水性强弱，直接控制矿井涌水量的大小，地层透水性好，则矿,2、地表水,5,井涌水量大，反之则小。当有断层带沟通时，则易发生灾难性的突水。同样，不适当的开采方法，也会造成人为的裂隙，从而增加沟通地表水渗入井下的通道，使矿井涌水量增加。,3、地下水,围岩地下水充水类型划分：根据充水岩层性质不同可分为：砂砾石孔隙充水矿井，坚硬岩层裂隙充水矿井，岩溶充水矿井。根据矿层与充水岩层接触关系不同可分为：直接充水矿井，间接充水矿井。根据矿层与充水岩层相对位置不同可分为：顶板水充水矿井，底板水充水矿井，周边水充水矿井。,矿井由表土层至含煤地层间存在有众多的含水层，但并非所有含水层中的地下水都参与矿井涌水，即使参与矿井充水的含水层，它们的充水程度也有很大的差别，故必须对矿体周围含水层按对矿井充水程度加以区分。在煤矿生产中，井巷直接揭露或穿,井涌水量大，反之则小。当有断层带沟通时，则易发生灾难性的突水,6,过的含水层和煤被开采后经冒裂带及底板突水等途径直接向矿井进水的含水层称直接充水含水层。那些与直接与充水含水层有水力联系，但只能通过直接充水含水层向矿井充水的含水层称间接含水层，它是直接充水含水层的补给水源。对天然条件和开采时都不能进入井巷的地下水，则不属于充水水源，仅属于矿区内存在的地下水。,流入矿井的地下水由两部分组成，即储存量和动储量。储存量是指充水岩层空隙中储存水的体积，即巷道未揭露含水层时其实际储存的地下水。动储量是指充水岩层获得的补给水量。它是以一定的补给与排泻为前提，以地下径流的形式，在充水岩层中不断进行水交替,。,过的含水层和煤被开采后经冒裂带及底板突水等途径直接向矿井进水,7,矿井在开采初期，进入矿井的地下水以储存量为主，随着较长期的降压疏放，动储量逐渐取代了储存量而进入矿井。因此，以消耗储存量为主的矿井，在排水初期就会出现最大涌水量，随着储存量的消耗，涌水量就逐渐减少，以至很快疏干。相反，如果以消耗动储量为主，则排水初期涌水量较小，以后随着开采巷道的不断扩大，并随着降落漏斗的形成而趋于稳定。由此可见，二者相比，储存量较易疏干，而动储量则往往是矿井充水的主要威胁。这里要特别强调岩溶水。岩溶水源在我国华北和华南的许多矿区较为常见。如华北石炭二叠纪含煤地层厚度达数百米，假整合于岩溶比较发育的奥陶系石灰岩强含水层之上。就郑州矿区而言，多次发生的重大突水事故，其直接或间接水源绝大多数多为石灰岩含水层中的岩溶水。岩溶水源突水的一般特点是：水压高、水量大、来势猛、涌水量稳定，不易疏干，危害性大其突水规律受岩溶发育程度及规律的控制。,矿井在开采初期，进入矿井的地下水以储存量为主，随着较长期的降,8,二、人为充水水源,1、袭夺水,由于矿井开采，降落漏斗不断扩展，人工流场强烈改造矿区天然地下水流场，人工地下水流场获得新的补给水源称为袭夺水源。袭夺水源存在下列几种情况；位于矿井地下水排泄区的泉水；位于矿井地下水排泄区的地表水体（湖、河、水库）；位于矿井地下水迳流带内的排泄区一侧相邻含水层；相邻水文地质单元地下水。,2、老窑及采空区积水 古代及近期的采空区及废弃巷道，由于长期停止排水而使地下水集聚。当采掘工作面接近它们时，其内积水便会成为矿井充水的人为水源。它们具有下列特点：水以静储量为主，静储量与采空区分布范围有关；老窑水为多年积水，,二、人为充水水源,9,水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的腐蚀性；老窖突水一般水势迅猛，硫化氢气体危害性大；采空区积水成为突水水源时，来势猛，易造成严重水害事故；当与其它水源无联系时，易于疏干，若与其它水源有联系时，则可造成量大而稳定的涌水。,综上所述并结合城镇矿区的实际，该矿区矿井充水可来自不同水源。一般以煤系地表裂隙水充水为主，兼有其他水源。,第二节 影响矿井充水程度的主要因素,矿井的充水程度取决于一系列自然地理、地质和人为因素，上面我们讨论,安全在心中 生命在手中,水循环条件差，水中含有大量H2S气体，并多为酸性水，有较强的,10,了矿区充水水源种类，充水通道性质和发育强弱等，就郑州矿区而论，影响矿井涌水量大小的因素还有井田边界条件、疏降深度、开发强度等因素。,1、井田水文地质边界条件,井田边界条件对矿井地下水的补给和涌水量大小有控制意义，研究井田边界性质（透水、弱透水、隔水），可以确定矿井地下水动储量和提供防治水的方向。,2、矿井地下水疏降深度的影响,矿井地下水疏降深度主要指矿井生产中的开拓开采水平。对以底板水为主要水源的岩溶充水矿床，开拓水平虽不能反映地下水位实际降低值，但在一定程度上反映了地下水位降深的相对大小。我们知道矿井涌水量大小是与地下水位降低成正,了矿区充水水源种类，充水通道性质和发育强弱等，就郑州矿区而论,11,比的，因此，矿井疏降深度不同反映在矿井涌水量上也不一样，即疏降深度愈大，矿井涌水量也愈大。,3、开采因素对矿井涌水量的影响,矿井开拓掘进巷道的布置、开采方法、顶板管理方法等对矿井涌水量大小都有影响，据郑州矿区具体条件，开采因素主要表现为巷道开拓长度与开采面积大小对矿井涌水量的影响，一般来说，随着开拓巷道长度的增加与开采面积的增大，矿井涌水量明显增加。,宁绕百丈远，不冒一步险,比的，因此，矿井疏降深度不同反映在矿井涌水量上也不一样，即疏,12,第三节 矿井突水特征,一、矿井突水特征,研究矿井突水特征是为矿井防治水提供依据。淮北矿区多次矿井突水资料表明，太原群灰岩岩溶水未疏放前突水矛盾主要表现在工作面。灰岩水疏放后，工作面突水基本减少，突水主要表现在开拓、掘进的大巷中，在巷道掘进时，突水点、突水带往往与断层或张性裂隙发育有关，各矿矿井突水点主要分布在下列构造部位：,1、正断层的上盘：本矿区广泛发育着东西或北西西向正断层，上盘在相对下降过程中，产生较多的张裂隙，因此正断层上盘灰岩富水性强。,2、断层交叉处：断层交叉部位往往是应力集中区且岩石破碎最为严重的地段，因此，这种地段极易突水。,3、构造裂隙密集发育段：任何坚硬的岩层（如本区的灰岩）都发育着不同性质和不同规模的裂隙，特别是溶蚀裂隙，往往是突水通道。,4、底板隔水层构造变薄或原生变薄部位：隔水层厚度对抵抗地下水压起着关键的作用，因此隔水层变薄处突水经常发生。,第三节 矿井突水特征,13,5、小背斜轴部：此部位裂隙发育密集，且多为张性裂隙，易于突水。,6、小向斜褶皱两侧：向斜核部由于两翼向核部流动的砂泥岩充填了横张裂隙、扭动裂隙，所以透水性弱，相反向斜两侧裂隙充填性差，富水性相对较强。,二、矿井突（透）水前的征兆,矿井突水，是因为井下采掘活动破坏岩体天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。矿井突水这一现象的发生与发展是一个逐渐变化的过程，有的表现很快（一两天或更短），有的表现较慢（采掘后半个月或数日），这与工作面具体位置、采场地质情况、水压力和矿山压力大小有关。从开拓工作面开始,，,5、小背斜轴部：此部位裂隙发育密集，且多为张性裂隙，易于突水,14,发展到突水时间内，在工作面及其附近显示出某些异常现象，这些异常统称为突水预兆。识别和掌握这些预兆，可以及时采取应急措施，撤离险区人员，防止伤人事故。突水前的预兆有以下几种：,1、煤壁挂红。这是因为水中含有铁的氧化物，在通过煤层或岩层裂隙时，在裂隙表面如果出现暗红色水锈，一般认为巷道接近积水区。,2、煤壁挂汗。当采掘工作面接近积水区时，因水在自身压力作用下，通过煤岩裂隙缝透过煤岩壁，聚成水珠，俗称煤壁挂汗。,3、空气变冷。工作面接近积水区时，气温骤然下降，煤壁发凉，人一进去有阴冷的感觉，时间越长就越感到阴凉。,4、发生雾气。当巷道内温度很高时，积水渗到煤壁后，引起蒸发而形成雾气。,5、在采掘面中，若在煤壁、岩层内听到“吱吱”的水叫声时，表明因水压大、水向裂隙中挤压发出的响声，,发展到突水时间内，在工作面及其附近显示出某些异常现象，这些异,15,说明离水体不远即将突水，这时必须立即发出警报，撤出所,有受水威胁地点的人员。,6、底板鼓起。底鼓有两种原因：一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用的结果，这是突水预兆；另一种是受矿山压力单方面作用而产生底鼓，一般不突水。当发生底鼓时，要监视底鼓的发展变化，并报告矿调度室。经技术人员调查