矿山井下水害的防治方法

技术知识

2021-09-02

并下防水工作比较复杂，要根掘矿井的实际水患，采取具体的防治措施。如矿井在深部开采时，主要的水害是含水层和断层裂隙的水；而浅部开采时，主要水害则是古井老窑和地面水体的水。因此，要根据矿井各自的具体情况，采取相应措施，预防矿井水害的发生。

为了防止井下突然透水事故，结合采掘工作具体情况所采取的防水措施，可以概括为查、探、堵、放四个方面，即查明水源，调查老采空区探水前进超前钻孔隔绝水路，堵挡水源；放水疏干，消除隐患。

矿山井下施工图

(一)掌握矿井水文地质及古井老密分布的情况

(1)对含水层的涌水量及古井老窑的范围、积水情况要详细调查、掌掘在采掘过程中，做到心中有数，防范措施有力。

(2)掌握可能出水的断层与裂隙的分布位置。

(3)在矿井采掘平面图上，，标明隔水矿柱和安全采掘区域的边界，即在图标上标出积水线、探水线和警戒线，这对探放古井老窑积水，有特殊意义。

(4)在井下防水过程中，要将分析水文地质资料和调查、测量老空区范围，及探水、放水、排水等工作，密切结合起来，进行综合防水。

(二)掌握识别透水前的预兆

掌握识别透水前的预兆，是预防井下水害的一个重要措施。根据煤矿的经验，透水前的预兆主要是:

(1)煤层发潮变暗。正常情况下的煤干燥、亮，如有水渗入，会变得潮湿无光泽。遇到这种情况，可将煤壁挖去一薄层，如果仍然发潮变暗，证明附近有积水。

(2)煤壁出汗。因为煤层是隔水层，如果煤层里面或上面存有高压水，会使煤壁湿度低于巷道中空气的温度，煤壁表面就会出现小水珠，像人出汗一样。

(3)煤壁变冷。当人用手抚摸含水煤层时，感到发凉，时间越长感觉越凉。这是因为人体的热量被含水煤层吸收了。

(4)工作面气温降低。煤层含水后，不但煤层温度降低，同时吸收巷道空气中的热量，使空气温度下降。当入进人工作面后就会感到发冷时间越长感觉越冷。

(5)巷道中出现雾气，由于含水煤层温度低当温度较高的风流经过时，便产生冷热交换现象，巷道空气中湿度增加，便出现雾气。

(6)顶、底板异常。因为含水而产生的压力，造成顶板来压，出现淋水、煤壁片帮掉渣、底板鼓起、渗水等。

(7)淋水有特殊变化。淋水突然增大，水呈红色，水味发涩，或有腐臭味和臭鸡蛋味，水混浊及出现煤壁挂红等现象，均是老空积水的象征。断层水和流沙层水常出现甜味，水呈黄色成夹有泥沙溶洞水常略带臭味，水呈黄色。

(8)煤层里发生水叫声。如果煤层附近含水，水就会在果动压力的作用下，产生水气交换的“咕、咕”和“嘶、嘶”的挤水声。

(9)有害气体增加。因为积水区域往往同时积存有害气体，当采掘工作接近积水区域时，空气中瓦斯和二氧化碳含量将增加，井可能出现硫化氢气体

上述预兆是不可能同时出现的，但是，一旦发现有透水预兆，应立即停止工作，采取措施进行处理。如情况危急，则必须立即发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员。

(三)超前探水和放水

当掘进工作面接近含水层、被淹井巷、断层、溶洞、老空积水等地点，或遇有可疑水源，以及打开防水隔离煤柱时，都必须探水前进多年来的实践证明，“有疑必探、先探后掘、边探边掘”是防止矿井水害的正确原则。

1.探放水设计

当打超前钻孔前，必须进行探放水设计设计中除分析积水范围外，对如何进行探放水，要有具体的措施。当打超前钻孔时，探水起点、探水深度和超前距离、帮距等，要根据水文地质资料的可靠程度和积水区的水头压力积水量、岩层和矿体厚度等，在设计中做出明确规定

2.探水时的安全措施

(1)探水巷道应当双巷交替掘进，联络眼间距不宜过大，便于通风和抢险；

(2)探水工作面及其附近巷道的支护工作应加强，必要时可靠近工作面构筑水闸墙，或打上迎面支架，探水作业在墙外或支架外，通过墙上的小孔进行；

(3)钻孔口用套管加固，安设放水阀，并准备好木塞，以便必要时堵孔用；

(4)清理好排水沟，并准备相应容量的水仓和排水设备；

(5)安排好撒人路线，探水地点要设置电话，便与井口调度室联系；

(6)探水地点应设水闸门，以防一旦大量涌水时，迅速关闭；

(7)探水地点应有专人检查有害气体，以防二氧化碳硫化氢和瓦斯大量涌出使人窒息、中毒；

(8)注意观察水情，如发现钻孔水量增大或探水钻钻进时推进手柄松动(快透老空或断层的预兆)，应立即停止打钻，进一步现察如果已经钻透老空或断层水，不要将钻杆退出，应加固套管和钻机附近的支架，做好放水的准备。

3.放水

如果探明有水，对涌水量不大，又无补给水源的积水，要有计划有准备地将水直接放出，解除水的威胁。对有水源补给的积水，靠直接排放是很困难的，如不先堵住补给水源，在短时间内是不可能将水排放完的，甚至长期也排放不完。这时应设法先封堵出水点隔绝水的补给，然后按矿并排水能力，排放积水。

放水时应注意如下事项:

(1)根据探测到的积水区水压、水量，结合矿井水仓储水量和水泵排水能力，控制放水量；

(2)放水时要有专人管理，随时观测水压和水量的变化，并经常检查放水钻孔有无杂物堵塞及有害气体变化情况；

(3)利用钻杆放水时，不要轻易拔出钻杆，只有确认积水已经流净时，再拔出钻杆；

(4)钻眼停止出水时，在巷道下部再打一个钻眼，看是否还有积水，直至确认无积水时，才能进行采掘工作。

(四)防水矿柱

如果探明积水区的水压很高，水量很大，并有大量补给水源，探放水不能消除水患时，可将采掘区域与积水区隔开，在采掘区和积水区中间留设防水隔离矿柱，防止水流人采掘工作面和并巷，造成水害。在下列情况之一时应预留隔水矿柱或隔离矿柱:

(1)在小窑多的矿区内新设计的矿并在小窑下部开采时，上部应留隔水矿柱；

(2)新并(生产并)与被淹的老并之间，应留隔水矿柱；

(3)两个时生产的矿并之间，要留隔离矿注；

(4)含水丰富的断层两侧，都要留防水矿注；

(5)开采矿层的地面，有水库、河流、湖泊等水体时，要预留防水矿注总之，凡是影响矿并安全的水源，都需要留防水矿注，防止水流人并下，造成水灾；

对于该留的防水矿柱，在采掘时不能越过界限，更不能乱采滥掘破坏矿柱。防水矿柱的尺寸，应根据矿层赋存状况、地质构造、围岩性质、开采方法以及岩石移动角等因素，并考虑被隔离水源的压力、水量等情况。

矿山井下施工图

(五)设置水闸门和水闸墙

水闸门一般设在井底车场、并下水泵房和变电所的出入口等地方水闸门是预防性防水设施，由混凝土墙垛、门框及门扇等组成。门扇材料可用木板、木板包铁皮、铁板或钢板制成。

水闸墙是井下防水、截水设施，分临时性和永久性两种临时性水闸墙一般用砖石砌筑；永久性水闸墙则用混凝土或钢筋混凝土构筑。一般多用圆柱面防水墙；水压特别大时，可采用多段混凝土水闸墙。构筑水闸墙地点的岩石应坚固无裂隙水闸墙四周用手镐或风镐掏槽，禁止放炮施工，以防造成裂缝。修筑水闸墙时四周应留灌浆孔，建成后灌入水泥砂浆水闸墙的下部，应设放水管。