劳动社《矿井通风与安全（第二版）》-A10-3104矿井通风课件第五章

第五章矿井水灾防治 §5-1矿井水源§5-2矿井防治水§5-3矿井透水事故的处理§5-4矿井水的开发利用*概述矿井建设和生产过程中，常有渗水或涌水现象，这种水量如果超过矿井正常排水能力，矿井采场巷道可能会被淹，造成矿井水灾。导致生产中断，采矿设备、设施被淹，人员伤亡。据历史资料统计，矿井内发生的各类事故中，平均每起事故死亡人数，透水事故最多，因此，做好矿井水灾事故的防治工作极为重要。*§5-1矿井水源*一、矿井涌水的水源1．地面水源（1）大气降水大气降水对矿井涌水量的影响，有着明显的地区差别和季节性特点：1）大气降水量大的地区，矿井的涌水量也较大；大气降水量少的地区，矿井的涌水量也较少。2）同一矿井不同季节涌水量不同，雨季时矿井涌水量增大，旱季时减少。*（2）地水地表水是指位于地球表面的江河、湖泊、沼泽、水库、池塘、洼地等聚积的水源。它可以通过井巷、塌陷裂缝、断层、裂隙、溶洞和钻孔等直接流入井下，造成水灾。地表水直接流入矿井及作为地下水的补给水源流入矿井*2．地下水源（1）含水层水含水丰富的岩层称为含水层，如流沙层、砂岩层、砾岩层和具有喀斯特溶洞的石灰岩层等。当掘进巷道穿透含水层或回采工作面放顶后所形成的岩石裂缝与这些含水层相通时，含水层水就将涌入矿井。含水层水的特点是水压高、水量大、来势猛，特别是当它与地面水源连通时，对矿井生产的威胁更大。实际电路电路图*（2）断层水断层破碎带内的积水称为断层水。当掘进巷道或回采工作面与之沟通时，就可能造成涌水事故。特别时当断层与地面水源或含水层沟通时造成水灾的危害将更大。实际电路电路图*3．老空水废弃的井巷、古井、小窑和采空区内的积水称为老空水。老空水的特点是水压力大，积水量多，来势凶猛，且常伴有大量的有害气体（二氧化碳、硫化氢等）。如果开采时与之相通，就会造成透水事故，有害气体将使人中毒。所以，当井田范围内有老空积水时，应特别注意防治。实际电路电路图*二、造成矿井水灾的原因1．水文资料不清盲目2．井筒位置不当3．地面防洪措施不当4．施工质量差5．乱采乱掘破坏防水煤拄或不留防水煤柱6．技术差错造成事故7．麻痹大意强行违章实际电路电路图*§5-2矿井防治水*一、地面防治水要做好地面防治水工作，首先要掌握地表水的性质、特点及变化规律，其次要掌握本矿区的地形、地貌及当地气候条件，要研究确定防治水措施及防排水。地面防治水措施可以概括为6个字，即“排、疏、堵、填、蓄、查”。1．排排，即排泄山洪、排放积水。挖沟排洪*2．疏疏，即疏干或迁移地表水源。*3．堵堵，指加固河床堵渗漏，灌注浆液堵通道。4．填填，是指充填、平整洼地。5．蓄蓄，是指在井口和工业场地上游的有利地形建筑水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量，减少降雨对矿井的威胁。6．查查，是指加强地面防水工程的检查。*二、井下防治水1．查查，即查明水源和通道。为了查明水源和可能涌水的通道，应掌握以下情况。（1）冲积层的组成及厚度，各分层的含水性及透水性。（2）裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破碎带范围、含水情况和导水性能。（3）含水层与隔水层的位置、数量、厚度，各含水层的涌水量、透水性及其与开采煤层的距离。*2．测测，即做好水文观测工作。（1）收集当地气象、降水量和河流水文资料（流速、流量、水位、枯水期和洪水期等）；查明地表水体的分布、水量的补给、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观测孔，观测各种地下水源的水位、水压和水量变化，分析水质，查明矿井水的来源及其补给关系。（3）观测矿井涌水量及其季节性变化规律等。*3．探探，即井下探水。（1）坚持“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”的防治水原则。（2）必须探水前进的情况1）接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时。2）接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。3）打开隔离煤柱放水时。*4）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的导水通道时。5）接近有出水可能的钻孔时。6）接近水文地质条件不清的区域时。7）接近有积水的灌浆区时。8）接近其他可能突（透）水的区域时。（3）探水作业参数1）探水的起点。2）钻孔深度与超前距离。3）钻孔直径与数目。4）钻孔布置。*（4）探水作业的安全措施1）加强钻场附近的巷道支护。2）清理巷道，挖好排水沟。3）在打钻地点或其附近安设专用电话。4）测量和防探水人员亲临现场确定探水孔参数。5）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。6）钻孔内水压过大时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。*7）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，采取措施，进行处理。8）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。9）钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》有关规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。*4．放放即疏放水。疏放水就是在探明矿井水源之后，根据水源的类型采取不同的疏放水方法，有计划、有准备地将威胁矿井安全生产的水源疏放干，它是防止矿井水灾最积极、最有效的措施。（1）疏放水方法1）老空水疏放方法①直接放水。②先堵后放。③先放后堵。④先隔后放。*2）含水层水疏放方法①地面疏放。②利用疏干巷道疏放。③利用钻孔疏放。④巷道与钻孔结合疏放。（2）疏放水注意事项1）探到水源后，水量不大时，一般可用探水孔放水；水量很大时，需另打放水钻孔。2）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量。*3）放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好。若水量突然变化时，必须及时处理，并立即报告矿调度室。4）排除井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。5）在放水设计中，应规定好人员撤退路线，并保证路线畅通，沿途照明良好。*5．截截，即截水。（1）防水墙防水墙是井下防水、截水的一种设施。用于隔绝积水区（水源）或有透水危险的区域。（2）防水闸门防水闸门类似风门。*（3）防水煤（岩）柱对于井上下的各种水源，在一般情况下都应尽量疏干或堵塞其入井通道，彻底解除水的威胁，但这样做有时是不合理或不可能的，因此采取留设一定宽度防水煤（岩）柱的方法来截住水源。1）相邻矿井的分界处，必须留有防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防水煤柱。2）井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联系的导水断层、裂隙（带）、陷落柱时，必须找出其确切位置，并按规定留设防水煤（岩）柱。*6．堵堵，即注浆堵水。（1）当涌水水源本身水量不大，但与其他强大水源有密切联系，单纯采用排水的方法排除矿井涌水成为不可能或不经济时。（2）当井筒或巷道必须穿过若干个含水丰富的含水层或充水断层，如果不堵住水源将给矿井建设带来很大危害，甚至不可能进行掘进时。（3）当井筒或工作面严重淋水，为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用时。（4）某些涌水量特大的矿井，为了减少矿井的涌水量，降低常年排水费用时。*§5-3矿井透水事故的处理*一、透水预兆实践证明，采掘工作面发生透水之前一般都有预兆。1．一般预兆（1）煤、岩壁“挂汗”（2）煤壁“挂红”（3）空气变冷，煤壁发凉（4）出现雾气（5）发出水叫声（6）底板鼓起并出现渗水（7）出现压力水流（或称水线）（8）工作面有害气体增加（9）煤层发潮、发暗*2．不同水源透水预兆的特点由于水源的类型不同，出现的透水预兆也不尽相同。根据不同预兆，可以判断各类不同水源，有利于我们采取相应防治措施。（1）老空水老空水多属于积水时间长久，水中溶解的杂质多，水量补给较差，一般称为“死水”。（2）断层水在断层附近岩层较为破碎，所以一般出现工作面来压，淋水增大现象。断层水一般补给比较充足，多属“活水”，很少见“挂红”，水味不涩而发甜。（3）冲积层水在浅部掘凿井筒时，常会遇到冲积层水。*3．采掘工作面出现透水预兆时应采取的措施采掘工作面出现透水预兆时，应按《煤矿安全规程》的规定，立即采取措施。相关法规《煤矿安全规程》第288条规定：采掘工作面或者其他地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或者裂隙渗水、钻孔喷水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时，应当立即停止作业，撤出所有受水患威胁地点的人员，报告矿调度室，并发出警报。在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。*二、透水时的措施1．透水现场人员的行动原则（1）立即报告矿调度室或矿井领导人。（2）设法堵住出水点（3）迅速撤离险区（4）避难待救2．抢救措施矿调度室和矿井领导人接到透水报告后，应迅速采取相关抢救措施。（1）立即报告上级有关部门。（2）通知矿山救护队做好抢险救灾准备，到达指定位置，随时调用营救遇难人员。*（3）准确核查井下工作人员，如发现有人被困于井下，首先应制定营救措施，及时组织力量，抢救遇险人员。（4）关闭有关的防水闸门，开动全部排水设备，调动一切人力、物力，争取在最短的时间内排出积水。（5）立即通知泵房人员，将水仓的水位降到最低程度，以争取较长的缓冲时间。（6）加强通风，排出透水带来的有害气体，并经常检查其浓度变化情况。（7）地质人员应分析判断突水来源和最大突水量，测量涌水量及其变化，察看水井及地表水体的水位变化，判断突水量的发展趋势，采取必要的措施，防止淹没整个矿井。*（8）检查维护所有排水设施和输电线路，了解水仓现有容量。（9）根据涌水的发展趋势，及时通知受威胁人员。三、恢复被淹井巷1．排除被淹井巷积水的方法（1）直接排干法（2）先堵后排法2．恢复被淹井巷的注意事项（1）保持良好通风，经常检查有害气体含量。（2）严禁在井筒内和井口附近使用明火（3）佩带安全带和自救器。（4）注意防止发生冒顶与坠井事故。*§5-4矿井水的开发利用*一、矿井水开发的经济价值1.通过对矿井水资源的研究，可利用矿井水开发饮用矿泉水。2.利用矿井水开发、利用地热资源，夏季可以制冷，冬季可以供暖。二、矿井水在矿井深部开采的降温作用利用矿井各水平现有涌水，通过热量提取系统从中提取冷量，然后利用提取的冷量与工作面高温空气进行换热作用，降低工作面的环境温度，其系统流程如图***********************************