特大突水点涌水量：
Q>30m3／min。
三、矿井水灾发生必须具备的基本条件
2p56-58
矿井水灾发生必须具备的两个基本条件:
一是必须有充水水源，二是必须有充水通道。
两者缺一不可，所以说要避免矿井水灾的发生，只需切断上述两个条件或其中一个条件即可。
1.水源
造成矿井水害的水源主要有大气降水、地表水、地下水（含水层水、岩溶陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等）。
如图4-1-1所示。
（1）大气降水。
从天空降到地面的雨和雪、冰、雹等溶化的水，称为大气降水。
大气降水，一部分再蒸发上升到天空；一部分留在地面，即为地表水；另一部分流入地下，即形成地下水。
大气降水、地表水、地下水，实为互相补充，互为来源，形成自然界中水的循环（图4-1-2）。
（2）地表水。
地球表面江、湖、河、海、水池、水库等处的水均为地表水，它的主要来源是大气降水，也有的来自地下水。
煤矿在开采浅部煤层时，地表水经过有关通道会进入煤矿井下，形成水患，给生产和建设带来灾害。
（3）潜水。
埋藏在地表以下第一个隔水层以上的地下水（图4-1-3）称为潜水。
潜水一般分布在地下浅部第四纪松散沉积层的孔隙和出露地表的岩石裂隙中,主要由大气降水和地表水补给。
潜水不承受压力，只能在重力作用下由高处往低处流动。
但潜水进入井下，也可能形成水患。
（4）承压水。
处于两个隔水层中间的地下水，称为承压水（或称自流水），如图4-1-4所示。
承压水具有压力，能自喷。
自流井和喷泉都是承压水形成的。
煤矿地层中，石灰岩裂隙及溶洞中的水为承压水，它具有很大的压力和水量，对煤矿生产威胁极大。
（5）老空积水。
已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。
它很像一个“地下的水库”，一旦巷道或回采工作面接近或沟通了积水老空区，则会发生水灾。
老空积水往往带有酸臭味。
因此，在井下遇到酸臭味涌水时，要警惕老空积水的危害。
（6）断层水。
处于断层带中的水，称为断层水。
断层带往往是许多含水层的通道，因此，断层水往往水源充足，对矿井的威胁极大。
1960年峰峰一矿，由于断层煤柱尺寸太小，断层水大量涌出，涌水量达150m3/min，淹没全矿，直到1970年才恢复生产。
2.矿井水灾的通道
水源与煤矿井下巷道等工作场所的通道是多种多样的，主要有：
（1）煤矿的井筒。
地表水直接流入井筒，造成淹井事故。
地下水穿透井巷壁进入井下，也能给煤矿建设和生产造成重大灾害。
（2）断层裂隙。
断层带往往是许多地下含水层的通道，有时断层带也与地表水相通，将地表水引入井下。
（3）采后塌陷坑。
煤层开采后，使上覆岩层产生裂隙，地表发生沉陷，所造成的裂隙可成为大气降水或地表水渗入矿井的良好通道。
此外，煤层顶板岩石在回采前为隔水层，但在开采后产生塌陷裂隙，则可成为透水层。
（4）石灰岩溶洞陷落柱。
石灰岩溶洞顶部岩石破碎垮落，往往形成竖直的通道，当采掘工作接近到此处时，常发生突水事故，造成重大损失。
开滦范各庄矿特大透水事故就是此类通道所致。
（5）古井老塘及封堵不严的钻孔。
历史上采掘遗留下的废弃的井筒和巷道以及地质勘探过程中没封或封的质量不好的钻孔，不但可以形成地下水源，而且可以成为地下水流入矿井的良好通道，将地下水或地表水引入井下巷道中。
如：
蛟河煤矿六井在1955年回采工作面接近1953年打的钻孔时，就造成突水事故，5个采掘工作面全部被淹没。
四、矿井水灾的影响因素
影响水源进入矿井井巷造成水灾的因素可分为自然的和人为因素。
（一）自然因素
1.地形。
盆形洼地，降水不易流走，大多渗入井下，补给地下水，容易成灾。
2.围岩性质。
围岩为松散的砂、砾层及裂隙、溶洞发育的硬质砂岩、灰岩等组成时，可赋存大量水，这种岩层属强含水层或强透水层，对矿井威胁大；围岩为孔隙小、裂隙不发育的粘土层、页岩、致密坚硬的砂岩等，则是弱含水层或称隔水层，对矿井威胁小。
当粘土厚度达5米以上时，大气降水和地表水几乎不能透过。
3.地质构造。
地质构造主要是褶曲和断层。
褶曲可影响地下水的储存和补给条件，若地形和构造一致，一般是背斜构造处水小，向斜构造处水大；断层破碎带本身可以含水，而更重要的是断层作为透水通路往往可以沟通多个含水层或地表水，它是导致透水事故的主要原因之一。
4.充水岩层的出露条件和接受补给条件。
充水岩层的出露条件，直接影响矿区水量补给的大小。
充水岩层的出露条件包括它的出露面积和出露的地形条件。
前者限定接受外界补给水量的范围，显然，出露面积愈大，则吸收降水和地表水的渗入量就愈多，反之则少；后者指出露的位置、地形的坡度及形态等，它关系到补给水源的类型和补给渗入条件。
（二）人为因素
1.顶板塌陷及裂隙。
煤层开采后形成的塌陷裂缝是地表水进入矿井的良好通道。
如淮南某矿由于地表塌陷区的积水突然涌入矿井，使涌水量达1344～3853m3／昼夜。
2.老空积水。
废弃的古井和采空区常有大量积水。
3.未封闭或封闭不严的勘探钻孔。
地质勘探工作完毕后，若钻孔不加封闭或封闭不好，这些钻孔便可能沟通含水层，造成水灾。
肥域矿务局陶阳矿，在未封闭钻孔前，全矿涌水量曾达855t／h。
封闭18个钻孔后，全矿总涌水量减少到163.28t／h。
五、造成矿井水灾的主要原因
总结过去发生的矿井水灾，往往是安全思想不牢，思想麻痹，从而情况不明，措施不当所致。
其主要原因可归结如下几个方面：
（1）地面防洪、防水措施不当或管理不善，地表水大量灌入井下，造成水灾；
（2）水文地质情况不清，井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含水层以及打开隔离煤柱，未执行探放水制度，盲目施工，或者虽然进行了探水,但措施不当；。
（3）井巷位置设计不当。
如将井巷置于不良地质条件中或过分接近强含水层等水源，导致施工后因地压和水压共同作用而发生顶、底板透水；
（4）施工质量低劣，致使矿井井巷严重塌落、冒顶、跑砂，导致透水；
（5）乱采乱掘，破坏防水煤岩柱造成突水；
（6）测量错误，导致巷道穿透积水区；
（7）无防水闸门或虽有而管理、组织不当，造成透水时无作用而淹井；
（8）排水设备能力不足或机电事故造成；
（9）排水设施平时维护不当。
如水仓不按时清挖，突水时煤、岩块堵塞水井，致使排水设备失去效用而淹井等。
第二节矿井防治水
一、地面水防治技术
地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水和地表水渗入矿井。
对于以降水和地表水为主要水源的矿井，地面防治水尤为重要，是矿井防水的第一道防线。
根据矿区不同的地形、地貌及气候，应从下列几方面采取相应的措施。
1.慎重选择井筒位置
井口（平硐口）和工业广场内主要建筑物的标高应在当地历年最高洪水位以上。
在特殊情况下，确难找到较高的位置或需要在山坡上开凿井筒时，必须在井口来水方向修筑坚实高台，并在其附近修筑可靠的泄水沟和拦水堤坝，以防暴雨、山洪从井口灌入井下，造成灾害。
2．河流改道
在矿井范围内有常年性河流流过且与矿井充水含水层直接相连、河水渗漏是矿井的主要充水水源时，可在河流进入矿区的上游地段筑水坝，将原河流截断，用人工另修河道使河水远离矿区。
若因地形条件不允许改道，而河流弯曲较多时，可在井田范围内将河道截弯取直，缩短河道流经矿区的长度，以减少河水下渗量。
河流改道虽可彻底解除河水透入井下之患，但工程大，费用高，应做技术经济比较后再设计施工。
3．铺整河底
矿区内有流水沿河床或沟底裂缝渗入井下时，则可在渗漏地段用粘土、料石或水泥铺垫河底，防止或减少渗漏。
如四川南桐煤矿长兴灰岩出露地表且沟谷发育，通过铺整河底，修筑人工河床，雨季时矿井涌水量减少了30％～50％，节省了大量的排水费用。
整铺河床防漏的一般做法是：
清理河底后铺25cm以上黄土（或灰土，由石灰和黄土拌和而成）并压实作垫层，起隔水防漏作用；其上为伸缩层，铺设20cm砂、石（砂、石比约为3:
7），以防止底层翻浆；上层用水泥沙浆及碎石构筑，厚度35cm以上，能抵御流水冲刷。
4．填堵通道
矿区范围内，因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷而形成的矿井进水通道，应用粘土、水泥或凝胶予以填堵。
对较大的溶洞或塌陷裂缝，其下部充填碎石和砂浆，上部盖以粘土分层夯实，且略高出地面以防积水。
5．挖沟排（截）洪
地处山麓或山前平原区的矿井，因山洪或潜水流渗入井下构成水害隐患或增大矿井排水量，可在井田上方垂直来水方向布置排洪沟、渠，拦截、引流洪水，使其绕过矿区。
6．排除积水
有些矿区开采后引起地表沉降与塌陷，长年积水，且随开采面积增大，塌陷区范围越广，积水越多。
此时可将积水排掉，造地复田，消除水害隐患。
7．加强雨季前的防汛工作
做好雨季防汛准备和检查工作是减少矿井水灾的重要措施。
矸石、炉灰、垃圾等杂物不得堆放在山洪、河流冲刷到的地方，以免冲到工业广场和建筑物附近，或淤塞河道、沟渠。
二、井下防治水技术
井下水害来势凶猛，俗有“水老虎”之称。
矿井防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。
（一）做好矿并水文观测与水文地质工作
水文地质工作是各项防治水工作的基础和依据。
1．做好水文观测工作
（1）收集地面气象、降水量与河流水文资料（流速、流量、水位、枯水期、洪水期）；查明地表水体的分布、水量和补给、排泄条件；查明洪水泛滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。
（2）通过探水钻孔和水文地质观测孔、观测各种水源的水压、水位和水量的变化规律，分析水质等。
（3）观测矿井涌水量及季节性变化规律等。
2．做好矿井水文地质工作
查明矿井水源和可能涌水的通道，为防治水提供依据。
为此必须：
（1）掌握冲击层的厚度和组成，各分层的透水、含水性；
（2）掌握断层和裂隙的位置，错动距离，延伸长度，破碎带范围及其含水和导水性能；
（3）掌握含水层与隔水层数量、位置、厚度、岩性，各含水层的涌水量、水压、渗透性、补给排泄条件及其到开采矿层的距离，勘探钻孔的填实状况及其透水性能，
（4）调查老窑和现采小窑的开采范围、采空区的积水及分布状况，观测因回采而造成的塌陷带、裂隙带、沉降带的高度及采动对涌水量的影响；
（5）在采掘工程平面图上绘制和标注井巷出水点的位置及水量，老窑积水范围、标高和积水量，水淹区域及探水线的位置。
探水线位置的确定必须报矿总工程师批准。
采掘到探水线位置时，必须探水前进。
（二）井下探水
井下探放水是防止水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原则。
当采掘工作面遇到下列情况之一时，必须探水，确认无突水危险后，才能前进：
①接近水淹井巷、老空、老窑或小窑时；②接近含水层、导水断层、陷落柱时；③接近可能出水钻孔和各类防水煤柱时；④接近可能与地表水体相通的断裂破碎带或裂隙发育带时；⑤上层采空区积水，在两层间垂直距离小于采高40倍或巷高10倍的下层采掘工作以及采掘工作面有明显出水征兆时；
接近有水或稀泥的灌浆区时；
接近其它可能出水地区时。
1．探水起点的确定
为了保证采掘工作和人身安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水的起点，此线即为探水线。
通常将积水及附近区域划分为三条线，即积水线、探水线和警戒线，并标注在采掘工程图上，如4-2-1所示。
积水线：
即积水区范围线。
在此线上应标注水位标高、积水量等实际资料。
警戒线：
积水线外推60m计委警戒线，一般用红色表示。
进入警戒线后必须进行超前探水、边探边掘。
探水线：
应根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料的可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏等因素确定。
进入此线后必须停止掘进，进行探放水。
对探水线有如下规定：
①对本矿井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区如边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过1MPa时，探水线至积水区最小距离：
煤层中不小于30m；岩层中不小于20m；②对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置时，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m；③对有图纸资料的小窑，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m；对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故；
掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m；
石门揭开含水层前，探水线至含水层最小距离不得小于20m。
2．探水钻孔的布置方式
探水钻孔布置原则是它既要保证安全生产，又要确保不遗漏积水区，还要求探水工程量最小。
l）探水钻孔的主要参数确定
探水钻孔的主要参数有超前距、帮距、密度和允许掘进距离。
（1）超前距。
探水时从探水线开始向前方打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到老空积水，常是探水一掘进一再探水一再掘进，循环进行。
而探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距。
如图4-2-2所示。
在煤层中一般应保持超前距20m，在薄煤层中可缩短，但不得小于8m；在岩层中一般应保持超前距5～10m。
（2）允许掘进距离。
经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。
（3）帮距。
为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离。
其值应与超前距相同，即帮距一般取20m，有时帮距可比超前距小1-2m。
（4）钻孔密度（孔间距）。
它指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距。
一般不超过3m，以免漏掉积水区。
2）探水孔布置方式
（1）扇形布置。
巷道处于三面受水威胁的地段，要进行搜索性探放老空积水，其探水钻孔多按扇形布置，如图4-2-3所示，探水钻孔之间的平面夹角一般为70～150，使巷道掘进方向及左右两侧需要保护的煤层空间均有钻孔控制。
（2）半扇形布置。
对于积水区肯定是在巷道一侧的探水地区，其探水钻孔可按半扇形布置，如图图4-2-4所示。
半扇形的钻孔向巷道探水的一侧撒开，使巷道一侧需要保护范围内的煤层空间有钻孔控制。
探水钻孔布置应考虑地质条件，如煤层走向的变化及夹石分布规律，以免判断错误。
钻孔布置应考虑矿井排水能力，巷道坡度及断面等因素。
探水孔的直径，应根据水量大小而定，一般为75mm。
若水量很大，需放水时间很长，可以适当加大孔径或增加孔数。
3．探水与掘进之间的配合
在井下受水威胁的地段，探水必须与巷道掘进施工管理密切配合，才能取得良好的防治效果，主要配合方式有：
（1）双巷配合掘进交叉探水。
当掘进上山时，如果上方有积水区存在，巷道受水威胁，一般多采用双巷掘进交叉探水，如图4-2-5所示。
双巷之间大约每隔50m左右掘一联络巷，作为安全躲避地点。
掘进工作面的探水钻孔应呈扇形布置，其探水方式是一巷探水时，另一巷向前掘进，两巷探水时与掘进相互交叉进行，直至巷道达到设计终点而结束。
（2）双巷掘进单巷超前探水。
在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时，一般是用上方巷道超前探水，探水钻孔呈扇形布置，
（3）平巷与上山配合探水。
如图4-2-6所示，如在同一煤层内，上部掘进水平巷道，下部需向上方开掘上山。
在这种情况下应先探水掘进平巷，然后再进行上山的施工，这样既可避免上山掘进时突水的危险性，又能减少上山掘进时的探水工作量。
（4）隔离式探水。
如巷道掘进前方的水量大、水压高、煤层松软和裂隙发育时，直接探水很不安全，需要采取隔离方式进行探水。
在掘进石门时，可从石门中探放积水，或在巷道掘进工作面预先砌筑隔水墙，在墙外探未，如图4-3-7所示。
另外，当相邻的煤层之间的间距大于20m时，还可采用隔层打孔的方式，探放另一煤层的老空积水。
4．探水钻孔的安全装置
在探放水工作中，在水量和水压不大时，积水可通过钻孔直接放出，但在探放水量和水压都很大积水区（包括其它水源）时，为了确保安全，做到有计划地放水并取得放水资料，必须在孔口装置安全套管阀门，如图4-2-8所示，用以控制放水量，并可防止钻孔被水冲刷扩大，在初透积水时，安企套管还可用来测定水头压力。
在孔口安装安全套管时，先用大口径钻头扩孔至一定深度（根据水压大小而定），下套管后，在套管外围灌注水泥，待水泥凝固后再用小直径钻头钻进，直至全部钻透老空为止，然后退出钻具，在安全套管的外露部分装上压力表、水阀门和导水管等。
5．探放水作业安全要点
井下探放水作业直接与水害作斗争，不仅关系到探放水人员的安全，也关系到探放水地段甚至全矿的安危。
为此，要按照《规程》的有关规定，在安钻探水前后，严格遵守下列事项：
（1）加强钻孔附近的巷道支架，背好顶帮，在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板，并清理巷道浮煤，挖好排水沟；
（2）在打钻地点或其附近安设专用电话，探水地点要与相邻地区的工作地点保持联系，一旦出水要马上通知受水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。
若不能保证相邻地区工作人员的安全，可以暂时停止受威胁地区的工作；
（3）确定主要探水钻孔的位置时，应由测量和负责探水人员亲临现场，共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目以及钻进深度；
（4）打钻探水时，要时刻观察钻孔情况，发现煤层疏松，钻杆推进突然感到轻松，或顺着钻杆有水流出来（超过供水量），都要特别注意。
这些都是接近或钻入积水地点的征兆。
遇到这种情况要立即停止钻进，进行检查并由有经验的同志监视钻孔和水情变化。
这时还不要随意移动或拔出钻杆，因为移动钻杆，高压水可能把钻杆顶出来，碰伤人员；拔出钻杆，钻孔即为积水流出的通道，钻孔会越冲越大，造成透水事故。
如果水量水压较大，喷射较远，必须马上固定钻杆，背紧工作面，加固煤壁及顶底板；
（5）钻眼内水压过大时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，必要时还应在岩石坚固地点砌筑防水墙，然后方可打开钻眼放水；
（三）疏放排水
疏放排水是指在井下布置专门的放水或吸水钻孔，或专门的疏水巷道，有计划、有步骤地降低充水含水层的水位和水压，均衡矿井涌水量，改善井下作业条件，并局部疏干地下水，为煤层开采创造必要的安全条件。
根据不同类型的水源，可采取不同的疏放水方法与措施。
1．疏放含水层水
1）地面打钻抽水
在地面打钻利用潜水泵或深井泵抽排，以降低地下水位。
它适合于埋藏较浅、渗透性良好的含水层。
抽水钻孔可采取环状孔群和排状孔群两种布置方式：
（1）环状孔群。
如图4-2-9所示，用于补给水来自四周及开凿立井井筒时，达到预先疏干待掘含水层的目的，为凿井创造无水施工的条件，徐州大屯煤矿建设指挥部曾经采用过这种方法。
（2）排状孔群。
当补给方向来自一侧或有集中的补给通道时，可在进水地段垂直水流方向布置排状孔群抽水拦截。
广东茂名金塘露天矿曾采用排状抽水孔群与疏水巷道结合的方法，如图4-2-10。
2）巷道疏水
巷道疏水需要先行探水，摸清水情，预算出涌水量，准备好疏放水泵及防水闸门后，掘进疏水巷道，使其顶板含水层的水通过孔隙或裂隙疏放出来。
（1）疏放顶板含水层
如果煤层直接顶板为水量和水压不大的含水层，常把采区巷道或回采工作面的准备巷道提前开拓出来，利用“采准”巷道预先疏放顶板含水层水（图4-2-11）。
如山东某矿，其太原群中的第21煤层直接顶板为第12层含水灰岩，为了疏干顶板岩层“12灰”的水，就充分利用第21煤层提前掘出的“采准”巷道进行疏放，等到煤层开采时，采区涌水量减少了70-80％。
除采用“采准”巷道外，也可将疏水巷道直接布置在被疏干的含水层中，以提高疏放效果。
例如焦作矿务局的朱村、李封等矿，均将疏水巷道直接布置在煤层顶板L8灰岩内疏水降压，效果良好。
这是一种经济有效的方法，既不需要专门的设备和额外的巷道工程，又能保证疏放水的效果。
不过，在利用采准巷道疏放顶板水时，应注意以下两点：
A．采准巷道提前掘进的时间，应根据疏放的水量和速度而定，超前的时间过长会影响采掘计划平衡，造成巷道长期闲置，有时会增加巷道维修工作量；如果超前时间太短又会影响疏放地下水的效果。
B．当疏放强含水层的顶板水时，应视水量的大小，要考虑是否要扩大水仓容量和增加排水设备。
（2）疏放底板含水层
当煤层的直接底板是强充水含水层时，可考虑将巷道布置在底板中，利用巷道直接疏放底板水。
如湖南煤炭坝某矿，开采龙潭组的下层煤，底板为茅口灰岩，它和煤层之间夹有很薄的粘土岩隔水层，原来将运输巷
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