水灾防治(第1章)PPT文件格式下载.ppt

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建立专业的探放水队伍，配备探放水技术装备；

必须建立完善的矿井主排水系统；

制定年度和季度水灾防治计划、汛期防洪计划，为防治水工作做好充分的思想准备、物质准备和组织准备。

第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,华北各矿区在水灾防治策略方面基本上理清了思路，认真贯彻“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，确立了以疏放结合的带压开采为主的防治水策略，肥城、焦作、永城及郑州等矿区近几年大力开展了对二1煤底板进行注浆改造方面的研究，部分矿区在底板改造方面取得重大研究成果，并逐步得到了推广应用。

第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,存在问题：

1矿井水灾防治专业技术人员严重缺乏，对水灾防治工作的重大问题研究深度不够；

2煤矿对水灾防治工作的认识不够深入，投资力度不够，安全技术措施落实不到位；

3水文地质工作不规范；

对矿井水文地质的变化情况掌握不够，对未来水灾隐患预测不够；

对矿井主要的突水水源、各含水层的涌水特性、涌水量及突水压力认识模糊，对带压开采所存在的潜在危险认识不足；

4个别煤矿对井田内的地质构造掌握不清，对矿井的突水机理、容易发生突水的区域、矿井涌水量随季度的变化规律、承受水压的大小认识不足；

5相当一部分煤矿主排水系统及次级排水系统存在缺陷，主排水管路没有实现并联，没有实现双线路供电；

矿井主水仓容量不够；

6一些煤矿没有坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，物探工作基本没有进行，钻探工作不够规范，探水过程中的安全技术措施不够完善，存在盲目掘进，盲目开采的现象；

7部分矿区注浆堵水工作开展得不够及时，注浆堵水技术普及率太低，专业技术人员短缺，水灾治理不够及时，造成了很大的经济损失。

第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,三、煤矿水灾事故频繁发生的根本原因,1水灾防治技术手段推广应用不够，防治水资金投入不足，矿井水文地质基础工作薄弱等。

2防治水技术手段落后，矿井水灾条件预测的准确度不够是造成矿井水害的根本原因。

3没有研制出对于含水构造和涌水通道进行准确探查的技术装备，对矿井导水通道的位置、分布、含水性、导水性等的探测不准确是导致灾难性水灾事故的直接原因。

水源、水量、导水通道是煤矿水灾产生的三大因素，矿井水文地质工作的核心内容就是要查明这三大因素。

含水层对水源和水量起决定作用，其补给和排泄条件具有区域性和面状分布的特点，易于查明和预测分析；

导水通道（断层、陷落注、不良封闭钻孔等）具有显著的局部性和难以预测性，大多数灾害性突水都起因于对导水通道的不可预知性。

越层越界等非法开采的人类活动所诱发的突水条件和水害隐患，是造成了老空、老窑突水的根本原因。

实时监控与预测预报技术装备落后，也是造成特大型水害的因素。

第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,四、矿井安全生产对水灾防治技术的基本要求,煤矿安全生产对防治水技术提出了新的要求，主要表现在：

第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,矿井水文地质条件的探查和水文地质信息的分析与管理技术，必须满足现代化矿井建设与生产在时间与空间方面的要求。

煤层顶、底板含水导水构造的探测精度和探测深度，必须满足现代化矿井采掘工作在速度和空间尺度方面的要求。

矿井充水因素的预测预报，必须实现适时性和定量性。

五、煤矿水灾防治技术发展所面临的问题,1.加强对现代采矿条件下矿井底板水突出机理的研究2.加强对现代采矿条件下煤层底板隔水层隔水性能的研究3.加强对导水构造探查技术装备研发4.加强对煤层底板水灾监控预警技术与装备研究5.加强对重大水灾事故快速处理技术与装备的研究,第一章中国煤矿水灾概况第一节煤矿水灾及其防治现状,第二节中国煤矿水灾的区域性特征,第一章中国煤矿水灾概况第二节中国煤矿水灾的区域性特征,根据各矿区不同水文地质特征、矿井涌水特点、水灾事故发生频率以及水灾事故对矿井生产的危害程度，可将我国煤矿划分为6个矿井水灾区。

由上可见，我国矿井水灾主要分布在华北和华南两地区，矿井水文地质条件极为复杂，水灾十分严重。

另外，第四系水、地表水所造成的水灾，不同程度地存在于各大类型区内。

其中黄淮平原煤田第四系冲积层厚度可达500800m，表土层中流沙层厚度可达400m左右，且富含水，第四系潜水可造成严重的矿井水灾事故，在开采过程中，流砂溃入并淹没矿井事故较多。

第一章中国煤矿水灾概况第二节中国煤矿水灾的区域性特征,第三节矿井水灾的基本类型,造成矿井水灾的水源有:

第一章中国煤矿水灾概况第三节矿井水灾的基本类型,地下水按储水空隙特征又分为:

孔隙水裂隙水岩溶水等。

由于造成矿井水灾事故的充水水源可能是单一的，也可能是由两种以上水源构成的，故矿井水灾类型是按某一种水源或以某一种水源为主命名的，一般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类。

其中岩溶水灾又按含水层的厚度细分为薄层灰岩水灾和厚层灰岩水灾两类。

矿井水灾的基本类型,1.地表水水灾水源是大气降水、地表水体（江河、湖泊、水库、坑塘、泥石流等）。

水源通过井口、开采形成的冒裂带、岩溶塌陷坑、断层带及封闭不良钻孔充水或导水进入矿井。

2.老窑水水灾水源是老窑、小窑、废巷及采空区积水。

当巷道接近或遇到老窑积水区时，往往在短时间内涌出大量老窑水，来势凶猛，具有很大的破坏性，常造成恶性事故。

3.孔隙水水灾水源是第三系、第四系松散层中的孔隙水。

当煤层被第四纪松散含水的流砂层、砂层、砂砾层、卵石层所覆盖，在接近浅部煤层风化带开采时，隔水煤柱留设不够，回采后水、砂、泥溃入井下；

超限出煤，破坏煤岩柱或在煤岩柱中开拓巷道、硐室，破坏了隔水煤岩柱的完整性；

长时间渗水，冒顶坍塌，使冲积层水或流砂、流泥溃入井下，淤塞巷道甚至造成淹井。

4.裂隙水水灾水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。

这种水灾多发生在华北地区开采二叠纪山西组煤层、侏罗纪煤层以及华南地区开采侏罗纪的煤层中。

5.灰岩岩溶水水灾（薄层和厚层）水源主要太原群薄层灰岩岩溶水。

这种水灾以河南、河北、山东、江苏居多。

这些地区太原群煤层的顶底板均有薄层灰岩含水层存在，如L1L4、L7L8等，多以降压开采为主。

第一章中国煤矿水灾概况第三节矿井水灾的基本类型,第四节,矿井水文地质工作的主要内容和技术方法,一、矿井水文地质工作的主要内容,不同目的，在不同阶段所进行的矿井水文地质勘探的任务和目的有所不同。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,

（一）区域水文地质工作的主要内容,查明矿区区域水文地质条件，确定矿区所处的水文地质单元的位置，查明矿区发育的主要含水层及各个含水层地下水的补给、径流、排泄条件，区域地下水对矿区的补给关系，矿区地表水系及气象因素与地下水的相互关系及对开采的影响。

查明矿区含（隔）水层的岩性、厚度、产状，分布范围、边界条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。

查明矿区对矿井充水有影响的构造破碎带的位置、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性、沟通各含水层以及地表水之间相互补给关系，分析构造破碎带及其可能诱发突水的地段，提出开采中对含、导水构造的防治方案原则性建议。

查明对开采有影响的地表水分布范围、水位、流量、流速及其季节性动态变化规律。

查明煤层顶、底板主要含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性，含水层之间的水力联系情况，断裂与裂隙发育程度、位置、导水性以及沟通各含水层的情况，分析不同的采矿方式对隔水层可能造成的破坏情况。

对老矿区应重点调查废弃矿井、小煤窑、老空区的分布位置、范围、埋藏深度、积水和塌陷情况，与地表及其他富含水的含水层之间的水力联系情况；

大致圈定采空区，估算积水量，提出开采中对老空水的防治措施建议。

在水文地质条件勘探的基础上，根据采掘条件和采掘规划，建立矿井涌水量预测预报模型，选择适合矿井水文地质条件的涌水量预测和计算方法，对全矿井涌水量、分水平涌水量、分采区涌水量进行计算预测。

为矿井防排水系统和能力设计提供基础资料。

对于深部开采的矿井，查明主要充水含水层的富水性及导水断裂破碎带向深部的变化规律。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,

（二）矿井水文地质工作的主要内容,查明采区、工作面范围内含水层的富水性、补给条件、分布规律及其控制因素。

查明采区、工作面范围内存在的隐伏导水构造，查明高压水在底板隔水层中的原始导升高度及其分布，查明第四系底部存在的古冲沟、剥蚀冲刷带及其分布规律。

查明采区、工作面范围内顶底板隔水层厚度、岩性及其组合规律、稳定性、综合阻抗水压的能力及其所承受的水压力。

根据工作面回采条件和岩石力学性质，计算分析回采过程和回采完成后对顶底板隔水层的破坏特征和破坏程度。

计算分析采掘过程中采区或工作面的涌水量、涌水特征，为工作面防治水技术措施设计提供依据。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,（三）对不同类型充水水源矿井应重点查明的问题,1.孔隙充水矿床查明含水层的成因类型、分布、岩性、厚度、结构、粒度、胶结程度、富水性、渗透性及其变化；

查明含（隔）水层的组合关系，各含水层之间、含水层与弱透水层以及与地表水之间的水力联系；

评价流砂层的疏干条件、降水和地表水对矿床开采的影响，评价矿井疏水后对地表环境条件的影响。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,2.裂隙充水矿床查明裂隙含水层的裂隙性质、成因、发育程度、分布规律、充填情况及其富水性；

岩石风化带的深度和风化程度；

构造破碎带的性质、形态、规模，与其他含水层及地表水的水力联系；

裂隙含水层与其相对隔水层的组合特征。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,3.喀斯特充水矿床查明喀斯特发育与岩性、构造等因素的关系，喀斯特在空间的分布规律、喀斯特空隙的充填程度和充填物胶结情况、喀斯特发育深度的变化规律、有无陷落柱存在及其导含水性，地下水主要径流带及其分布规律。

对以溶隙、溶洞为主的喀斯特充水矿床，应查明上覆松散层的岩性、结构、厚度、或上覆岩石风化层的厚度、风化程度及其物理力学性质，分析在疏干排水条件下产生突水、突泥、地面塌陷的可能性，塌陷的程度与分布范围以及对矿井充水的影响。

对以暗河管道为主的喀斯特充水矿床，着重查明喀斯特洼地、漏斗、落水洞等的位置及其与暗河之间的联系，暗河发育与岩性、构造等因素的关系，暗河的补给来源、补给范围、补给量、补给方式及其与地表水的转化关系，暗河水系与矿体之间的相互关系及其对矿床开采的影响。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,（四）对不同类型充水方式的矿井应重点查明的问题,1.含水层为直接充水类型的矿床查明直接充水含水层的富水性、渗透性，地下水的补给来源、补给边界、补给途径和地段，直接充水含水层与其他含水层、地表水、导水断裂的关系。

当直接充水含水层裸露时，还应查明地表汇水面积及大气降水的入渗补给强度。

2.含水层为顶板间接充水类型的矿床查明直接顶板隔水层或弱透水层的分布、岩性、厚度及其稳定性、岩石的物理力学性质和水理性质、裂隙发育情况、受断裂构造破坏程度，分析主要充水含水层地下水通过构造进入矿井的可能充水水量。

3.含水层为底板间接充水类型的矿床查明承压含水层地下水的径流特征，主要富水区段及其空间分布，主采煤层与含水层之间隔水岩层的岩性、厚度、组构关系及其变化规律，岩石的物理力学性质和水理性质，分析论证煤层开采后对底板隔水层会造成的破坏和扰动及其可能诱发的突水条件，分析论证可能产生底板突水的可能性及其分布地段。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,二、矿井水文地质工作的基本原则,矿井水文地质工作应结合矿区的具体水文地质条件，针对矿井主要水文地质问题及其水害类型做到有的放矢。

从区域着眼，立足矿区、矿井，把矿区、矿井水文地质条件和区域水文地质条件有机地结合起来进行统一、系统的分析研究，确保区域控制、矿区及井田查明。

在水文地质条件勘探方法的选择上，应坚持重点突出、综合配套的原则。

无论是地面勘探或是井下勘探，都应把勘探工程的短期试验研究和长期动态监测研究有机地结合起来，把矿井地质工作与水文地质工作有效地结合起来。

物探应着重于对地下水系统和构造的宏观控制，钻探应对重点区域进行定量分析，并为专门水文地质试验和防治水工程设计提供条件和基础信息。

水文地质勘探工程的布置，应尽量构成对勘探区地质与水文地质有效控制的剖面，既控制地下水的补给、径流、排泄条件，又要控制开采后地下水系统与流径可能发生的变化，特别是导水通道的形成与演化。

进行抽放水试验时，主要放水孔宜布置在主要充水含水层的富水段或强径流带上。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,三、矿井水文地质工作的主要技术与方法,水文地质条件探查是一切水文地质工作的重要基础。

常规的水文地质条件探查工作是在相应的普查、详查及精查阶段进行的。

随着生产发展的需要，矿井水文地质条件探查工作出现了两个较大的转变：

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,一是研究对象从大到小，即从区域、矿区到采区、工作面的转变；

二是研究工作从地面到井下的转变。

与这些转变随之而来的是探查内容的变化和相应的技术方法的变化。

这些变化从某种意义上来说，是一次“质”的飞跃。

到目前为止，矿井防治水工作者在水文地质条件探测方面已积累了大量的经验，形成了较为成熟、系统的探查技术方法。

这些转变和变化的重要性在于：

一是探查工作从“宏观”到“微观”，即从面、区到点的变化，使人们能从更精确、更深层次去研究和认识问题；

二是从井上到井下的转变，使得探查工作更具有专门的目的性和实用性，可以直接服务于煤矿井下生产。

（一）区域水文地质勘探技术与方法,1.区域自然地理、地质与水文地质条件写实分析方法,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,矿区水文地质条件勘探最基本、最前期的工作，宏观了解区域水文地质条件，选择和实施专项水文地质勘探工程的依据。

（一）区域水文地质勘探技术与方法,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,2.化探方法通过分析研究地下水的化学组成及其赋存和运移空间的地球化学环境信息而达到认识地下水补给、径流和排泄条件的目的。

多元连通（示踪）试验技术与方法。

氧化还原电位技术与方法。

环境同位素技术与方法。

水化学宏量及微量组分分析技术与方法。

溶解氧分析技术与方法。

水文地球化学模拟技术与方法。

3.地球物理勘探方法根据对矿区不同岩土体组分的物性差异、电性差异、磁性差异、传波性差异等的勘探和研究，进而达到研究和认识矿区地质结构、水文地质结构、主要构造的分布与特征、地层的富水性与导水性的目的。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,微流速测定技术与方法。

井下直流电法技术与方法。

频率测深技术与方法。

瑞利波地震勘探技术与方法。

瞬变电磁法技术与方法。

槽波地震勘探技术与方法。

高分辨地震勘探技术与方法。

探地雷达技术与方法。

4.专门水文地质试验技术与方法通过人为地激励和扰动地下水系统，并观测地下水系统在不同激励和扰动条件下的响应和变化，进而达到分析和研究含水层的富水性、导水性、补给条件、不同含水层之间的水力联系、地质构造的导水性和隔水性等水文地质信息。

最常用的专门水文地质试验技术与方法有：

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,单孔或群孔抽水试验技术与方法。

大口径钻孔集中强力抽水试验技术与方法。

地下水位动态观测技术与方法。

钻孔压水试验技术与方法。

钻杆试验技术与方法。

脉冲干扰技术与方法。

5.水文地质条件定量模拟、计算和分析技术方法对各种勘探手段所获得的地质、水文地质信息进行集成、处理和研究的过程。

最常用的矿井水文地质条件定量模拟、计算和分析技术方法有：

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,地质统计与规律趋势分析技术与方法。

相似条件比拟技术与方法。

物理模拟技术与方法。

计算机数值模拟技术与方法。

地下水动力学解析计算分析技术与方法。

网络模拟技术方法。

人工智能与专家系统诊断技术与方法。

（二）矿井水文地质勘探技术与方法,1.井巷地质、水文地质条件写实分析,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,主要是对井下已经揭露的地质与水文地质现象进行观察、测量、统计计算等分析研究，从而达到认识和了解矿井水文地质条件的目的。

常用的写实分析技术方法有：

井巷地质现象与水文地质现象素描。

井巷地质现象与水文地质现象地质摄影。

地质构造与裂隙测量、地质统计与地质作图。

井下突水点水量、水压、水温、水化学组成及其动态变化规律的观测与分析。

矿山压力及其他动力地质现象的观测与分析。

2.井巷化探方法,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,3.矿井地球物理勘探方法,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,4.井上、下专门水文地质试验技术与方法,第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,主要是利用井下揭露的地质与水文地质环境，通过在井下施工的专门工程人为地激励和扰动地下水系统，并利用井上下水文地质观测系统监测地下水系统在不同激励和扰动条件下的响应和变化。

井下单个钻孔或群孔抽水试验技术与方法。

井下单个或群孔放水试验技术与方法。

主要充水含水层预疏水降压可行性试验技术与方法。

地下水位动态和水压动态监测技术与方法。

钻孔压水试验和注浆试验技术与方法。

井下钻孔原位应力与采动应力测试技术与方法。

工作面顶底板破坏规律与地下水侵入突出规律监测试验技术与方法。

思考题,1.我国煤矿水灾事故特点表现在那些方面？

2.简述我国煤矿水灾事故频繁发生的根本原因。

3.我国煤矿水灾防治技术发展所面临的问题有哪些？

4.我国煤矿水灾事故有哪些区域性特征？

5.简述矿井水文地质工作的主要内容。

6.矿井水灾事故有那些基本类型？

7.简述矿井水文地质工作的基本原则。

第一章中国煤矿水灾概况第四节矿井水文地质工作的主要内容和和技术方法,