井下透水預防
作者：煤礦安全生產網
2008-04-02 23:12
來源：煤礦安全生產網
1． 礦井下透水的種類 （1） 老空水：在礦井中分布最廣，對人身的危害最大，02manbetx.com
教訓也最多。 （2） 鑽孔水：是勘探工作中遺留下來的問題。一般情況下，打鑽以前，地麵彙水區，地下含水層以及洞窯性的喀斯特溶洞岩層都與煤層上下隔絕，但在鑽探以後，這些岩層便互相貫通了。因此，當井巷碰到鑽孔時，往往會有大量的水湧出。有時采掘工作麵雖離鑽孔還有一定的距離，但鑽孔水也會將煤壁衝潰，造成穿水的02manbetx.com
。 （3） 裂縫水：常以兩種形式出現：一種是新型礦井開采水平較深，受雨水影響較小，但上下層的含水量較大。如遇隔水層不夠厚或開采方法，頂板管理不夠合理等，都能引起隔水層破裂，造成嚴重的頂板淋水現象，影響生產的順利進行。另一種是土窯複建時所遭受的裂縫水害，一般說來土窯附近都難免有大小不等麵積的塌陷區，形成盆地，這些地區雨水彙集，順塌陷裂縫浸入井下，造成井下排水困難。 （4） 地麵水：對井下威脅最大的是山洪暴發，因為它會造成灌井02manbetx.com
。另外，地麵河流，湖泊，池沼等水的下滲會使采區地麵的裂縫擴展，造成透水02manbetx.com
。 （5） 地下水：主要是指含水層及有溶洞岩層的來水，這些水一經透出也往往造成淹井。 （6） 斷層水：由於地質變化，出現斷層以後，往往將含水層的水溝通起來，當井巷遇到斷層時就有大量水透出。 （7） 層間水：岩層露頭部分，受長期的風化作用，裂紋特別發達，因而水就會由岩層的露頭流入，形成層間水，層間水常常隨著透水岩層的傾斜、標高和構造等條件的不同，有很大變化。一般來說，平緩岩層的補給水，比垂直岩層多，山穀露頭的滲水比山嶺露頭多，破碎地帶又往往形成蓄水帶。 2． 礦井透水的規律和現象 按照一般的透水規律，積水區水頭越高，壓力就越大，因此，在處理水頭高的積水時，必須采取化整為零的辦法，將高水頭和積水分成若幹段，一段一段地放水。現在普遍采用的“分段下行探放水”的方法，可避免一次處理時煤壁被壓破的危險。實踐證明，凡是與地麵上下彙水區互相貫通，互為補給水源的老空、斷層裂縫等，都必定有水，因此，遇到有補給水源的老空、斷層、裂縫、鑽孔時，特別要提高警惕，並采用周密的防水措施，防止透水。 礦井透水事先都有預兆，可根據八種不同的透水象征，辨別其是否有透水的危險。 （1） 發潮：煤本身是不透水的東西，但當受到一定壓力的水的作用，仍會有部分的水分浸到煤體裏去。因此，當采掘工作麵臨近積水區時，就會發現局部的或大麵積的發潮現象，這種發潮現象不完全是由於接近水區的緣故，遇到底板岩層為透水岩層時，也常使煤體有發潮現象。 （2） 發汗：當工作麵接近積水區時，因受水壓作用，通過煤的層理、節理、水就透過煤壁並聚成水球現象，看起來就象人出汗一樣。 這裏必須指出，上述兩種象征，無論發潮和發汗，有時都會出現假象，這種發潮和發汗的真假，往往采用“淺剝皮”的辦法加以鑒別，就是將發潮或發汗的煤麵，剝去一薄層，觀察探試新暴露的煤層是否也發潮，如果發潮，就證明這是透水象征。 （3） 流水或滴水：這種現象是發汗進一步發展的結果，證明工作地點與積水區的距離越來越近了，也證明隔水煤牆越來越軟，隔水性越來越差，抗壓能力越來越少，總的情況越來越嚴重。這時必須百倍警惕，加緊處理。 （4） 掛紅：這種現象往往是流水現象出現後產生的。這種現象說明水內含有鐵的氧化物，或硫鐵礦物等，出現“掛紅”一般認為是接近老空積水的象征。 （5） 空氣變冷：工作麵接近大量積水區以後，影響工作麵氣溫降低，感到發涼。 （6） 硫化氫氣味加大：二硫化氫氣體也是老空區的產物。因此，當工作麵接近老空區時，有時可嗅到硫化氫的氣味。 （7） 水叫：一般有兩種聲音：一種是：“嘶嘶”的聲音，這種聲音，很象低沉的雷鳴聲或不開鍋的聲音，這是因為水位有了變動或受滾動岩石撞擊影響的結果。 （8） 鑽孔底發軟或出水。用探水鑽或釺子探水時，如發現鑽孔底發軟，鑽屑發潮，就說明釺子快到積水區，如繼續鑽就有出水可能。 上述現象都是接近積水區（或老空）的征兆，要特別注意采取措施，嚴防積水突出造成危害。鑒別老空水有以下幾種辦法：用手指蘸水搓動有潤滑感覺；用鼻嗅有腐臭；有時夾雜著臭雞蛋的氣味，用口嚼有澀味；有腐朽質的沉澱物及懸浮物，詳細觀察比較時，會發現它的透明度較低；化驗03manbetx
時，耗氧量大，有機質氧化時所耗氧氣越明，證明有機質越多。 3． 預防礦井透水的兩大措施第一， 組織措施（1） 教育井下職工必須熟悉透水象征，發現透水象征時須立即彙報給值班人員，並上報主管領導，未經研究03manbetx
和提出安全措施，同時也未確定水源以前，不得繼續作業。 （2） 組織專人對探水點或淋水地點逐日進行觀察，並記錄變化情況，作出03manbetx
比較，如有明顯變化，不得繼續作業。 （3） 必要時組織專業探水隊，專門進行探水工作，並直接由礦長領導，製定探水製度，切實貫徹有象征必探的原則。 （4） 對井田範圍以內的老空要詳細進行調查，並將調查資料繪在地麵與井下對照圖上，詳細標明老空分布範圍和積水數量，並慎重劃出老空警戒線。同時，要反複慎重地核實過的有關資料。 第二，技術措施： （1） 分段下行探水法：探放水是解除水害威脅的最主要的措施。因為這種方法既適應水頭低的老空水，也適應水頭高的積水采用化整為零的方法放盡，如果對水頭很高的積水采用“端底”的方法作一次處理時，危險就會大大增加。因此，采用“分段下行探水法”把高水頭的積水分為若幹段，從上而下地依次探放。這樣每次探放所遇到的水頭高度就能控製在安全限度以內。而且這個方法的采用與斜井片盤開拓程序可以完全一致起來。即使是在堅井開采的情況下，采取這一方法，也是符合客觀規律的。 （2） 鑽孔的布置與鑽孔數目的確定。當工作地點發現有透水象征而決定探水時，首先要解決的問題是鑽眼怎樣布置，鑽孔數如何確定。解決這些問題必須根據煤層厚度、傾角大小、巷道與頂底板的關係是平巷還是上下山及其斷麵大小等具體情況來確定。根據不同情況大體可分為以下幾種方法：①如果煤層不厚（2.0米以下），而斜角又比較平緩時，所作的巷道，無論是平巷或是上下山，鑽孔的布置都可以采用比較簡單的方法進行。即在巷道中布置一個與頂底板平行的鑽孔，另外在巷道兩幫各布置一個與擋頭成45°角的鑽孔，以控製從兩幫透水的可能；②在厚煤層裏送道時情況就比較複雜，如果巷道是沿著頂板送時，那麼探孔就應多設幾個。就是說，一方麵要探明正前方及兩幫有無老空，另一方麵還要探明前下方有無隱患；如果巷道是沿底板前進時，探眼必須是既能探明正前方（包括兩幫）的情況，又能探明前上方（包括兩幫）有無老空存在。如果巷道開在煤層腹部，需探水時，探眼的布置就應照顧到更多方麵，無論正前方、前上方、前下方以及各方麵兩幫都應控製住才成。③如在立槽厚煤層內送道時，情況又所不同：除正前及下幫要布置探眼外，前下方、前上方及下幫上下角均應成有放射形的方向布置探眼。總之，應根據巷道及煤層的具體情況，參考當時當地的有關調查資料來確定探眼的布置方法。關於探眼數目的確定，也是根據各種不同情況來決定。無論在任何條件下，都應掌握一條，就是用最少的探眼達到全麵控製透水的目的。 （3） 掌握安全超前距離。關於探眼的超前距離問題，安全01manbetx
上有明文規定。01manbetx
要求探水的超前距離至少要保持20米。但在實際執行中，特別是沒有探水設備或者探水設備不足的單位，往往不能達到這一要求。對這些單位來說，深入摸清當地過去透水經驗就顯得非常重要，這主要是從過去透水事件中查清煤牆被突破的厚度，當時突破煤牆的水頭高度以及煤質等。參考這些情況來規定探水工作的超前距離。如有的單位規定“探四進一保持三”的意思是說，探深四米、掘進一米、保持三米超前離。 （4） 放水問題：在進行探水時就應該做了一切放水工作的準備。隻有將積水放出以後，才能徹底清除水害危脅，擴大采區，多采煤。如果所探放的積水情況已調查很清楚，應及早在探水巷道內安排適當地點接好放水管。放水管的安裝方法是把帶有截水門的放水管裝在錐形的混凝土圓柱中。為使放水管能固定在混凝土圓柱中，管子外套要備有錐形環。這樣，裝好以後，將鑽杆通過帶有水門的放水管進行鑽眼工作。鑽進時為了保證安全，必須在工作麵附近裝設不透水的帶門的隔水牆，門要向來水的方向開啟，隔水牆也可以不帶門，直接設在工作麵的前麵，在這種情況下，鑽眼工作就要在牆外進行。但無論哪種隔水牆都必須裝有放水管。以便關閉後放水之用。在接近個別積水區或湧水量大的含水層時，都可以采用這種方法，這種辦法的探眼深度可以縮小到3-5米。如果預計積水量不大時，則可以不用放水管，但要事先預備好長約1.5-2.0米的錐形木塞。 4． 排水設施 （1） 排水溝：用途是把各個工作地點的水彙集到井底水倉，以便再由井底水倉排到地麵。為了保證水能從水溝自動流出，水溝應向井底方向傾斜，其傾斜度一般為0.003-0.005。水溝的形態通常多掘成梯形，並布置在巷道的一側，但也有的礦井把水溝設計在巷道中間。在堅硬而不受水衝刷的岩石中，水溝不必鑲砌，但在鬆散煤層或岩石中，則須加鑲砌。鑲砌的方法大體上有以下幾種：木槽鑲砌，水溝挖好後做成大小適宜的木槽，安置在水溝內，這種方法是最適於小型煤礦采用；磚砌；混凝砌。 無論采用哪種方法鑲砌，為了便於行人能過，並避免水溝阻塞，都要在水溝上麵鋪蓋板。 （2） 水倉：其作用是將各種彙集到井下的水暫時容納起來，以便設法將水排至地麵。水倉對保證礦井安全起很大作用。每當雨季或積水區被穿時，就會湧了大量積水。如有水倉，便可起緩衝作用，使井底不致於立即被淹沒。這樣礦工們可以利用時機安然升井。如果沒有水倉的緩衝作用，礦井又無安全出口，透出的水就會很快把井底封頂，造成事故。 水倉的容積01manbetx
要求：要能容納礦井8小時的最大湧水量，比如，某礦井的最大湧水量為5噸/分，那麼1小時就出水300噸，這樣，這個礦井的水倉容積至少要有24000立方米才合要求。 水倉的鑲砌方法與水溝大致相同，如果水倉開在堅固而不受水衝刷和易風化的岩石中時，可以不考慮鑲砌成支架。如果水倉開在煤層內，則需要用支架支護；如果使用期限很長，還需要用磚石或混凝土砌鑲，以便節省維修費用。 5． 三種流量的簡易測定方法 （1） 用容器測定流量：通常是用一個一定容積的木箱或木桶作為測定水的流量的工具。測定方法很簡單，隻須將欲測的水流導至做好的箱內或桶內，計出流滿水箱和水桶的時間，這樣就可以算出這股水的流量。例如，測定流量的木箱容積是8立方米，從水流導致箱內起到箱內流滿水為止，共經二分鍾時，那麼這股水的流量當為1.5立方米/分。 （2） 用三角堰測定流量（90°角的三堰），其流量可用下式求出： Q=1.343H2.47（升/秒） 式中：H——水頭高（厘米） 用三角堰時，最小水頭應不小於4厘米，再小就不精確了，最大水頭不要大於1.0米，堰高P＜sub＞1＜/sub＞不應小於0.2米，用三角堰測量的精度為±1—2%。 （3） 用無堰流槽測定流量。根據水頭的大小，用木板作出適當大小的流水槽，其長度不要小於2米，使水流進槽內，另用浮標放在水麵上，測定水流速度，用下列式計算流量： Q=6.89V·A 式中：Q——流量（立方米/秒）；V——水流速度（米/秒）； A——水流斷麵積（平方米）。 例：水流通過無堰水槽，其速度為10米/秒，槽寬為0.3米，水頭高為0.15，試求流量為多少？ 解：利用公式Q=0.89V·A V=10米/秒 A=0.3×0.15=0.045 代入公式即： Q=0.98×10×0.045=0.441 立方米/秒
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