煤礦井下探防水概述

煤礦井下探防水概述
一概述

　?。ㄒ唬┨剿哪康模禾剿抵覆傻V過程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂?shù)装濉?cè)幫和前方的含水構(gòu)造（包括陷落柱）、含水層、積水老窯等水體的具體位置、產(chǎn)狀等，其目的是為有效的防治礦井水害做好必要的準(zhǔn)備。

　　（二）探水的原則：采掘工作必須執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則，因而遇到下列情況之一時(shí)，必須探水。

　　(1)接近水淹的井巷、老空、老窯或小窯時(shí)。

　　(2)接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、含水裂隙密集帶、溶洞和陷落柱時(shí)，或通過它們之前。

　　(3)打開隔離煤柱放水前。

　　(4)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)。

　　(5)接近可能涌（突）水的鉆孔時(shí)。

　　(6)接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)。

　　(7)采動(dòng)影響范圍內(nèi)有承壓含水層或含水構(gòu)造，或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清，可能突水時(shí)。

　　(8)接近礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地段，采掘工作有涌（突）水預(yù)兆或情況不明時(shí)。

　　(9)采掘工程接近其它可能涌（突）水地段時(shí)。

二探放老空水

　　小煤窯或礦井采掘的廢巷老空積水，其幾何形狀極不規(guī)則，積水量大者可達(dá)數(shù)百萬立方米，一旦采掘工作面接近或揭露它們時(shí)，常常造成突水淹井及人身傷亡事故，故必須預(yù)先進(jìn)行探放老空水。

　?。ㄒ唬┨椒潘こ淘O(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)探放水巷道推進(jìn)的工作面和周圍的水文地質(zhì)條件，如老空積水范圍、積水量、確切的水頭高度（水壓）、正常涌水量，老空與上、下采空區(qū)、相鄰積水區(qū)、地表河流、建筑物及斷層構(gòu)造的關(guān)系等，以及積水區(qū)與其它含水層的水力聯(lián)系程度。

　　(2)探放水巷道的開拓方向、施工次序、規(guī)格和支護(hù)形式。

　　(3)探放水鉆孔組數(shù)、個(gè)數(shù)、方向、角度、深度和施工技術(shù)要求及采用的超前距與幫距。

　　(4)探放水施工與掘進(jìn)工作的安全規(guī)定。

　　(5)受水威脅地區(qū)信號(hào)聯(lián)系和避災(zāi)路線的確定。

　　(6)通風(fēng)措施和瓦斯檢查制度。

　　(7)防排水設(shè)施，如水閘門、水閘墻等的設(shè)計(jì)以及水倉、水泵、管路和水溝等排水系統(tǒng)及能力的具體安排。

　　(8)水情及避災(zāi)聯(lián)系匯報(bào)制度和災(zāi)害處理措施。

　　(9)附老空位置及積水區(qū)與現(xiàn)采區(qū)的關(guān)系圖、探放水孔布置的平面圖和剖面圖等。

　?。ǘ┨椒爬峡账脑瓌t：探放老空水除了要遵循上述的探放水原則外，還應(yīng)遵循下述探放老空水的具體原則。

　　(1)積極探放。當(dāng)老空區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老空區(qū)內(nèi)積水不會(huì)過分加重礦井排水負(fù)擔(dān)、且積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時(shí)，這部分積水應(yīng)千方百計(jì)地放出來，以徹底解除水患。

　　(2)先隔離后探放。與地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補(bǔ)充的老空水；老空的積水量較大，水質(zhì)不好（酸性大），為避免負(fù)擔(dān)長(zhǎng)期排水費(fèi)用，對(duì)這種積水區(qū)應(yīng)先設(shè)法隔斷或減少其補(bǔ)給水量，然后再進(jìn)行探水，若隔斷水源有困難無法進(jìn)行有效的探放，則應(yīng)留設(shè)煤巖柱與生產(chǎn)區(qū)隔開，待到礦井生產(chǎn)后期再進(jìn)行處理。

　　(3)先降壓后探放。對(duì)水量大、水壓高的積水區(qū)，應(yīng)先從頂、底板巖層打穿層放水孔，把水壓降下來，然后再沿煤層打探水鉆孔。

　　(4)先堵后探放。當(dāng)老空區(qū)為強(qiáng)含水層水或其它大小水源水所淹沒，出水點(diǎn)有很大的補(bǔ)給量時(shí)，一般應(yīng)先封堵出水點(diǎn)，而后再探放水。

三探放斷層水

　?。ㄒ唬┨椒艛鄬铀脑瓌t：凡遇下列情況必須探水：

　　(1)采掘工作面前方或附近有含（導(dǎo)）水?dāng)鄬哟嬖冢唧w位置不清或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。

(2)采掘工作面前方或附近預(yù)測(cè)有斷層存在，但其位置和含(導(dǎo)）水性不清，可能突水時(shí)。

(3)采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)（即等于安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值），在掘進(jìn)工作面前方和采面影響范圍內(nèi)，是否有斷層情況不清，一旦遭遇很可能發(fā)生突水時(shí)。

(4)斷層已為巷道揭露或穿過，暫時(shí)沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動(dòng)影響下，有可能引起突水，需要探明其深部是否已和強(qiáng)含水層連通，或有底板水的導(dǎo)升高度時(shí)。

(5)井巷工程接近或計(jì)劃穿過的斷層淺部不含（導(dǎo)）水，但在深部有可能突水時(shí)。

(6)根據(jù)井巷工程和自設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求，必須探明斷層時(shí)。

(7)采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?0m時(shí)。

(8)采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00m時(shí)。

(9)采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。

　　(10)采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明，含水層水壓又大于2～3MPa時(shí)。

四探放陷落柱水

煤層底板為厚層石灰?guī)r的華北型煤日，由于導(dǎo)水陷落柱的存在，使某些處于上覆地層本來沒有貫穿煤系基底強(qiáng)含水層的中、小型斷層或一些張裂隙，成為水源充沛、強(qiáng)富水的突水薄弱帶，一旦被揭穿，將引起突水。若導(dǎo)水陷落柱直接突水，其后果就更嚴(yán)重。例如1984年開灤范各莊礦2171工作面陷落柱突水的最大涌水量達(dá)2053m3／min，使該大型礦井在21h內(nèi)被全部淹沒，成為世界采煤史上最大的一次突水。有的陷落柱不導(dǎo)水，有的導(dǎo)水。

五導(dǎo)水鉆孔的探查與處理

礦區(qū)在勘探階段施工的各類鉆孔，往往能貫穿若干含水層，有的還可能穿透多層老空積水區(qū)甚至含水?dāng)鄬拥?。若封孔或止水效果不好，人為溝通了本來沒有水力聯(lián)系的含水層或水體，使煤層開采的充水條件復(fù)雜化。山東肥城礦區(qū)的原“中一井”，因地質(zhì)勘探階段的鉆孔封孔質(zhì)量不好，將中奧灰水導(dǎo)入煤系薄層灰?guī)r，致使開采上組煤時(shí)礦井涌水量很大，且長(zhǎng)期達(dá)不到疏水降壓的目的，礦井一直無法投產(chǎn)，被迫改為“水文地質(zhì)試驗(yàn)井”，補(bǔ)做了10余年的水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作，將有懷疑的鉆孔一一作了啟封，最終才解決了這一人為造成的水文地質(zhì)問題。淄博夏莊煤礦附近的一個(gè)礦，穿越煤系地層打奧灰供水孔時(shí)，因套管止水質(zhì)量不好，巖溶承壓水沿鉆孔上升后，使該礦七層煤殘留煤柱遭到破壞，礦井突然增加12m3／min的涌水量，該礦幾乎被淹。有的礦的施工地質(zhì)孔將上層煤的老空積水大量導(dǎo)入正在生產(chǎn)的下層煤采區(qū)，也曾造成嚴(yán)重的水害。因此，必須采取有效的措施防止產(chǎn)生導(dǎo)水鉆孔，封閉確已存在或有懷疑的導(dǎo)水鉆孔。

六探放含水層水

　　由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動(dòng)力條件等都具有明顯的不均勻性，煤層頂、底板砂巖水、巖溶水等在某些（或某一）地段對(duì)采掘工作面沒有任何影響，而在另一些地段卻帶來不同程度的危害。為確保礦井安全生產(chǎn)，必須探清含水層的水量、水壓和水源等，才能予以治理。

　　防治煤層頂、底板含水層的水害，既要從整體上查明水文地質(zhì)條件，采取疏干降壓或截源堵水等防治措施，又要重視井下采區(qū)的探查。井下探查往往是疏干降壓或截源、堵水等措施的先行步驟和重要依據(jù)。如無水或補(bǔ)給量很小，通過探查孔放水即能達(dá)到降壓或疏干的目的；若補(bǔ)給水源豐富，水量大，需要通過井下“大流量、深降深”的放水試驗(yàn)和物、化探方法的配合，查明條件后才能采取相應(yīng)的防治方法。因此，井下探放含水層水是礦井防治水的基本工作內(nèi)容之一。