煤矿防治水技术ppt课件

*,*,*,一、,科学开采是煤炭工业发展,的,必由之路,*,二、,理念创新引领煤矿瓦斯综合治理,三、技术创新是实现煤与瓦斯共采的关键,*,*,（一）地质保障技术,*,（二）低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术,*,研究发现了首采层瓦斯富集区位于两巷顶板采空侧上方宽,0,30m,，高,8,25m,的环形裂隙区、顶板破碎角,50,对应向上,40,58.7m,的竖向裂隙区。,4,、开发了首采煤层顶板抽采富集区瓦斯技术,(,国家发明专利：,ZL2003113094.1),（二）低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术,*,研究发现首采层卸压开采后，上向卸压范围为走向卸压角,80.8,84.7,，倾向卸压角,83,85,，上向卸压层间距达,10,150m,，采用在被卸压煤层底板弯曲下沉带预先布置巷道钻孔抽采卸压瓦斯的技术方法。抽采率达,65%,以上。,5,、开发了大间距上部煤层抽采被卸压煤层解吸瓦斯技术,(,国家发明专利：,ZL2003113021.6),（二）低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术,*,研究发现多重卸压开采后，下向卸压范围为走向卸压角,99.3,100.1,，倾向卸压角为,102,110.0,，下向卸压距离达,15,100m,，采用预先布置巷道和穿层钻孔抽采卸压瓦斯，瓦斯压力由,3.6MPa,降至,0.2MPa,，透气性系数增大了,570,倍，抽采率达,50%,以上。,6,、开发了多重开采下向卸压增透瓦斯抽采技术,（二）低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术,*,发明开采卸压煤层地面钻孔结构及抽采工艺，研究发现采后,30m,钻孔抽出高浓度瓦斯，单孔流量,8,32m,3,/min,，瓦斯浓度,60,95%,，瓦斯抽采率,64.71%,。,7,、开发了地面布置钻孔抽采被卸压煤层解吸瓦斯技术,(,国家发明专利：,ZL200510040410.X),（二）低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯技术,*,（三）无煤柱煤与瓦斯共采技术,*,（四）井上下立体瓦斯抽采体系,*,（五）贯彻,19,号令关键技术,*,（六）深部开采石门快速揭煤技术,*,（六）防突预测预报指标体系,四、管理创新是推进瓦斯治本的保障,*,五、瓦斯治本之方,应用创新,*,煤矿水害防治技术,王运福,鲁能菏泽煤电开发有限公司培训中心,国际地质学会会员 中国地质学会会员 高级工程师,煤矿水害防治技术王运福,煤矿防治水工作 根本在管理 关键在细节,煤矿防治水工作,提 纲,一、我国煤矿水害类型及分布,二、矿井充水条件分析,三、,矿井水害预测预报技术方法,四、突水事故的应急救援预案,五、数字矿山,与矿井充水条件可视化分析平台,4,提 纲一、我国煤矿水害类型及分布4,我国煤矿水害类型及分布,1,我国煤矿水害类型及分布1,1.,华北石炭二叠纪,煤田的岩溶,裂隙水水害区；,2.,华南晚二叠纪,煤田的岩溶水水害区；,3.,东北侏罗纪,煤田的裂隙水水害区；,4.,西北侏罗纪,煤田的裂隙水水害区；,5,.,西藏、滇西中生代,煤田的裂隙水水害区；,6.,台湾第三纪,煤田的裂隙,孔隙水水害区,一、,我国煤矿水害类型及分布,1.华北石炭二叠纪煤田的岩溶裂隙水水害区；一、我国煤矿水,矿井充水条件分析,2,矿井充水条件分析2,矿井充水条件分析，是矿床水文地质学重要研究内容之一，也是矿井水文地质工作的重要环节之一。,充水“水源”,充水“通道”,充水“强度”,矿井充水,条件分析,内容,二、,矿井充水条件分析,矿井充水条件分析，是矿床水文地质学重要研究,人为充水条件分析,自然充水条件分析,矿井充水,条件分析,根据充水条件特征，可将矿井充水条件分析划分为：,二、,矿井充水条件分析,人为充水条件分析自然充水条件分析矿井充水 根,(,一,),、自然充水条件分析,二、,矿井充水条件分析,承压水,潜水,上层滞水,大气降水,顶板水,底板水,周边水,1.,自然,充水水源,地表水,松散孔隙地下水,基岩裂隙地下水,碳酸盐岩岩溶地下水,(一)、自然充水条件分析二、矿井充水条件分析承压水大气降水顶,点状岩溶陷落柱,2.,自然充水通道,线状断裂（裂隙）,面状裂隙网络,(,局部面状隔水层变薄区,),地震通道,窄条状隐伏露头,二、,矿井充水条件分析,点状岩溶陷落柱2.自然充水通道线状断裂（裂隙）面状裂隙网络地,(,二,),、人为充水条件分析,1.,人为充水水源,老空水,袭夺水,二、,矿井充水条件分析,(二)、人为充水条件分析1.人为充水水源老空水袭夺水二、矿井,封孔质量不佳钻孔,地面岩溶塌陷带,顶板冒落裂隙带,底板矿压破坏带,底板水压导升带,2.,人为,充水通道,顶板抽冒带,顶板切冒带,二、,矿井充水条件分析,封孔质量不佳钻孔地面岩溶塌陷带 顶板冒落裂隙带底板矿压,（三）、充水强度分析,充水强度分析,定量,预测评价,定性分析,二、,矿井充水条件分析,解析法,类比法,统计学方法,数值法,（三）、充水强度分析充水强度分析定量定性分析二、矿井充水条件,矿井水害预测预报技术方法,3,矿井水害预测预报技术方法3,矿井防治水基本原则,现在十六字原则：,预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采,过去八字原则：,有疑必探,先探后掘,三、,矿井水害预测预报技术方法,矿井防治水基本原则现在十六字原则：过去八字原则：三、矿井水害,1,、煤层底板突水预测预报的新方法,“,脆弱性指数法”,煤层底板突水是我国大部分煤矿山在开发过程中普遍面临的工程技术难题。,那么何谓,“,突水系数,”,？,其中：,T,煤层底板突水系数，,MPa,/,m,；,M,隔水段厚度，,m,；,P,隔水段承受的地下水压，,MPa,；底板受构造破坏段突水系数,一般不大于,0.06 MPa/m,，,正常块段,不大于,0.1 MPa/m,（煤矿防治水规定,P109,）。,三、,矿井水害预测预报技术方法,1、煤层底板突水预测预报的新方法“脆弱性指数法”那么何谓“,回采诱发的导升高度,突水主控因素体系,厚度、充填物岩性,单位降深涌水量,平均值、最大值,渗透系数、渗透率,充水含水层,含水层水压,含水层富水性,含水层渗透性,中奥陶统灰岩古风化壳发育及充填情况,厚度等值线图,力学强度高的砂岩层空间沉积位置,脆、塑性岩厚度比,底板隔水岩段,防突性能,隔水岩段关键岩层位置,隔水岩段岩性比例,隔水岩段总厚度,工作面斜长,开采方法与工艺,煤层倾角,矿压破坏发育带,煤层采高与采深,导升发育带,原始导升高度,线密度分布图、单位面积断层迹线的总长度,张性、压性、扭性,点密度分区图,断距、宽度、长度及倾角,充填岩性、胶结程度,地质 构造,断层（裂,隙密集带）,性质,断层分布密度,断层尖灭点、交叉点分布密度,断层规模,断层充填胶结情况,埋深、位置,线密度分区图,褶皱轴密度,褶皱轴埋深,褶皱,密度分布图、不同部位水力性质,岩溶陷落柱,三、,矿井水害预测预报技术方法,回采诱发的导升高度突水主控因素体系厚度、充填物岩性单,因此，我们认为，,40,多年前所提出突水系数法，已无法满足深部带压开采和现代采煤方法提出的要求，对此，提出了煤层底板突水预测预报评价的新方法：,脆弱性指数法,脆弱性指数法,采用的基本模型就是将,具有强大空间信息分析处理功能的,GIS,与可确定底板突水,多种主控因素权重系数的信息,融合,耦合于一体的评价模型，即,式中：,VI,煤层底板突水的脆弱性指数；,Si,第,i,个主控因素对底板突水的“贡献”或相对权重；,Ii,第,i,个主控因素归一化后的无量纲值。,三、,矿井水害预测预报技术方法,因此，我们认为，40多年前所提出突水系数法，,（,3,）工程应用实例,进行实例分析。,图,2.2,构造密度专题层图 图,2.3,隔水层等效厚度专题层图 图,2.4,充水含水层水压专题层图,图,2.5,奥灰古风化壳厚度专题层图 图,2.6,含水层富水性专题层图 图,2.7,断层断距专题层图,图,2.8,矿压破坏带以下脆性岩厚度专题层图 图,2.9,本溪灰岩厚度专题层图,三、,矿井水害预测预报技术方法,（3）工程应用实例 图2.2 构造密度专题层图 图,脆弱性指数,水压,富水性,古风化壳,厚度,构造密度,断层断距,有效隔水层厚度,本溪厚度,破坏带以下脆性岩厚度,连接权重,Wij,Wjk,隐含层,输出层,输入层,应用非线性,ANN,方法，根据大量的已知突水样本，对模型进行训练学习，确定了,8,个因素的权重系数，建立了底板突水评价的脆弱性指数模型。,三、,矿井水害预测预报技术方法,脆弱性指数 水压 富水性 古风化壳厚,+,+,+,+,+,+,底板突水脆弱性分区图（,2,）,奥灰水压专题图,构造密度专题图,奥灰含水层富水性专题图,+,本溪灰岩厚度专题图,奥灰上部古风化壳厚度量化专题图,断层断距专题图,矿压破坏带以下脆性岩厚度量化专题图,隔水层等效厚度量化专题图,三、,矿井水害预测预报技术方法,+底板突水脆弱性分区图（2）奥灰水压专题图构造密度,对各主控因素在突水过程中的灵敏度进行了分析,三、,矿井水害预测预报技术方法,对各主控因素在突水过程中的灵敏度进行了分析三、矿井水害预测预,“,三图双预测法,”,中的,“,三图,“,是指：,顶板冒裂安全性分区图,顶板含水层富水性分区图,顶板突水条件综合评价分区图,三、,矿井水害预测预报技术方法,2,、,煤层顶板突水灾害预测预报,的新方法,“,三图双预测法,”,“三图双预测法”中的“三图“是指：顶板冒裂安全性分区图顶板含,天然状态下工,作面涌水量预测,人为改造状态下工,作面涌水量预测,“,三图双预测法,”,中的,“,双预测,”,是指,：,三、,矿井水害预测预报技术方法,人为改造状态下工“三图双预测法”中的“双预测”是,3,、采掘前方断层小构造预测预报技术方法,采掘前方断层构造预测预报是一个十分困难但与生产安全密切相关的难题。,三、,矿井水害预测预报技术方法,3、采掘前方断层小构造预测预报技术方法三、矿井水害预测预报技,4,矿井涌（突）水水源快速判别及预测预报,三、,矿井水害预测预报技术方法,4 矿井涌（突）水水源快速判别及预测预报 三、矿井水害预测预,突水事故的应急救援预案,4,4,应急救援预案,突水后水灾现场救援与处置,突水前,水灾预测预防预案,四、,突水事故的应急救援预案,应急救援预案突水后水灾现场救援与处置突水前四、突水事故的应急,（一）、突水前水灾预测预防预案,四、,突水事故的应急救援预案,完善防治水工程设施,建立专业抢险救灾队伍,或与专业队伍签订合作协议,健全防治水管理制度,执行防治水有关规程,机构设置和人员,队伍配置及资金,加强职工技术培训,增强抵御水害能力,1,、加强矿井防治水的基础工作,水文地质勘探和防治水预测预报,（一）、突水前水灾预测预防预案四、突水事故的应急救援预案完善,四、,突水事故的应急救援预案,可闻到水的“嘶嘶”声,工作面气温降低矿压增大,发生片帮冒顶及底鼓,煤层变潮湿松软,煤帮现滴水淋水,滴水淋水中可现,少量细砂粒物质,2,、水灾,预兆,硫化氢气味或,PH,值很低的强酸性水,四、突水事故的应急救援预案可闻到水的“嘶嘶”声工作面气温降低,（二）、突水后水灾现场抢险救援与处置,四、,突水事故的应急救援预案,1,、浮标法,2,、水泵标定法,3,、容积法,突水后的,水量估算,（二）、突水后水灾现场抢险救援与处置四、突水事故的应急救援预,四、,突水事故的应急救援预案,被困人员,自救互救,轨道和水管,及时通告,逃生路线,避开主水流,掘进出水处理,受伤现场处理,分区隔离,防止有害气体,躺卧待救,充分利用空间,适度集中,不过度兴奋,适量饮水,四、突水事故的应急救援预案被困人员轨道和水管及时通告逃生路线,判断水灾情况,Text,救援现场的,指挥与处置,分析人员位置,利用压风管,排堵截结合,防止突变环境,注意环境,防止疫情,观测流水,监听金属,适度放炮,防止次生事故,四、,突水事故的应急救援预案,判断水灾情况Text救援现场的分析人员位置利用压风管排堵截结,大家好好休息,大家好好休息一会,大家好好,