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《防治水知识》培训讲义王占武1、正利煤业基本水文地质条件1.1、区域水文地质本区位于宁武煤田西南缘，从地形地貌上看，本井田所处的岚县—静乐山间盆地区域为一个相对独立的地下水系统。
该区域内分布有汾河，其中汾河支流岚河贯穿井田而过，流向为西北向东南。
区域地下含水层主要接受北部、西北部大气降水的入渗补给，地下水总的流向为西北向东南径流，排泄至汾河水库一带。
正利井田范围内为一单斜构造，黄土梁峁地貌形态，位于地下水径流区，地下水由西北向东南径流。
井田内地下水的赋存运动规律受整个系统的补、径、排条件的控制。
1.2、井田主要含水层1.2.1、松散层孔隙含水层第三系红土、砾石层以及第四系黄土，大都分布山顶、山坡或低洼处，厚度虽然较大，但都不含水。
岚河河谷的冲积层（Q4），厚1～20m，以砂砾、砂土层为主，含水性好。
附近村落地下水水位较浅，距地表约1～20m。
岩性以砾石、卵石为主，接受地下水和地表水双重补给。
第三系其上部为红色粘土，内有3-5层钙质结核，以上层滞水为主，水量小，常有小泉渗出。
砾石层位于底部，分选不良，有少量岩屑混于其中，因下伏基岩补给条件和所处位置的不同，其富水性变化很大。
河谷内泉水较多，涌水量为0.014～2.97L/s。
1.2.2、上石盒子组砂岩裂隙含水层上部砂岩厚度及岩相变化较大，主要为灰绿、黄绿色中粗粒砂岩，地表有小泉水渗出。
底部（K6）砂岩为灰白色中粗粒砂岩。
据井检孔上、下石盒子组含水层混合抽水试验，单位涌水量0.06L/s.m，渗透系数为0.07m/d，水位标高1162.31m，含水层富水性弱。
1.2.3、山西组砂岩裂隙含水层山西组岩性主要由4-5层灰白色中细粒砂岩组成，平均厚度52m，彼此被隔水层隔开，岩性变化大。
本组含水段主要为砂岩裂隙含水层，含水性微弱。
据ZK2号孔上、下石盒子组、山西组含水层混合抽水试验，单位涌水量0.0494～0.0661L/s.m，渗透系数为0.0227～0.0250m/d，水位标高1167.44m，含水层富水性弱，水质类型为HCO3—Ca·(K+Na) ·Mg，矿化度为218mg/l。
1.2.4、太原组岩溶裂隙含水层本组岩性主要由泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成，含水层主要为L1、L2、L3石灰岩及K3砂岩。
L2石灰岩较纯，裂隙发育不均，厚2.06～6.80m，平均为3.50m。
层位及厚度变化不大。
L1多为泥灰岩，一般厚0.50m左右，最厚达3m。
据ZK3号孔抽水试验，单位涌水量0.0009～0.01171L/s.m，水位标高1104.85m，含水层富水性弱。
1.2.5、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层奥陶系中统石灰岩为本井田主要含水层，由厚层石灰岩、白云质灰岩、豹皮灰岩及薄层钙质泥岩组成。
岩溶发育因岩性、构造裂隙的不同而有极大差异。
富水性受岩溶发育程度及水文地质条件控制，一般来说，构造裂隙发育段，岩溶率增高，富水性增大。
根据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》，确定奥灰静水位标高为1139米。
1.3、充水因素分析一般影响我公司安全生产的主要水害有：地表水、老窑水、采空积水、承压裂隙水、奥灰岩溶水。
根据井田地质勘探资料及工作面实际揭露情况分析，井下工作面直接充水水源为顶底板承压裂隙水，潜在充水水源为奥灰岩溶水。
1.3.1、地表水及大气降水地表水：岚河为井田内唯一地表水体，汾河支流，从井田东北部流过。
根据太原煤炭设计院2010年9月提交的《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司葛铺煤矿岚河水文计算书》，我矿三个立井井口标高低于区域内岚河最高洪水线标高，岚河洪流威胁我矿安全生产。
大气降水：葛铺井田降水量小，地表水排泄畅通，各含水层彼此相距较远且被隔水层隔开，地表水，大气降水对含水层补给量甚小。
工作面4-1号煤盖山厚度434米-654米，计算冒落导水裂缝带最大高度为47.9m，基本不会造成地面塌陷，所以地表水对工作面充水影响很小。
1.3.2、老窑水和采空积水根据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》、地面三维地震勘探资料以及2010年4月以来对周边煤矿开采现状及本井田调查资料分析：我公司井田四邻关系简单，没有小窑破坏区，井田内无历史采空区，工作面采掘不受老窑水和采空积水威胁。
1.3.3、承压裂隙水开采4-1号煤时，上覆山西组砂岩裂隙水及4-1号煤下部底板砂岩裂隙水为工作面直接充水水源，该含水层段裂隙不发育，补给条件差，地下水以静储量为主，涌水量较小。
采掘过程中将主要表现为工作面顶板滴水、淋水及底板渗水现象，局部裂隙发育地段顶底板涌水较大。
对工作面回采有一定影响。
通过选择合适的排水系统，加强排水工作，煤层顶板砂岩裂隙水及底板太原组砂岩裂隙水通常不会对工作面安全构成威胁。
1.3.4、奥灰岩溶水井田内4-1号煤均埋藏在奥灰水静水位以下，属带压开采。
奥灰水静水位标高1139m（据《山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司兼并重组资源整合矿井地质报告》），工作面4-1号煤标高为601.5-832.0m，4-1号煤层底板所承受的水压4.57-6.87MPa，奥灰水对4-1号煤层底板突水系数T=0.030-0.045 MPa/m,奥灰水为工作面潜在存水水源，一旦突水将可能造成淹井事故。
根据以上对井田工作面充水因素综合分析，可得出如下结论：1）、地表岚河洪流对我矿安全存在威胁。
2）、4-1号煤顶底板砂岩承压裂隙水是工作面的直接充水水源，对采掘有影响，通常会造成作业环境恶劣，增加排水负担。
通过加强排水通常不会威胁矿井安全生产，不构成严重水患。
3）、奥灰岩溶水为影响工作面安全开采的主要水害，对工作面安全构成潜在威胁。
1.4、矿井水文地质类型根据山西焦煤发（2010）944号文件《关于下发山西焦煤集团投资有限公司矿井水文地质类型划分报告评审意见书的通知》，正利公司上组煤（4-1#、4#煤）水文地质类型为中等。
2、水害防治2.1、透水预兆的判别矿井突水的发生与发展是一个逐渐变化的过程，有的很快，有的很慢。
从开拓工作面开始，发展到突水的时间内，在工作面及其附近显示出的某些异常现象，称为突水预兆。
识别和掌握这些预兆，可以及时采取应急措施，撤离人员，防止伤人事故的发生。
矿井突水前的预兆主要有以下几种：（1）煤层发潮、发暗。
由于水的渗入，使得煤层变得潮湿、暗淡。
如果挖去表面一层，里面仍如此，说明附近有积水。
（2）巷道壁或煤壁“挂汗”.具有一定压力的水透过煤岩体的细微裂隙而在采掘工作面煤岩壁上凝结成水珠的现象，称为“挂汗”。
突水预兆中的“挂汗”与其他原因造成的“挂汗”有所不同。
透水预兆中顶板“挂汗”多呈尖形水珠，有“承压欲滴”之势；而煤炭自燃发火预兆中的“挂汗”为水蒸气凝结于煤岩壁上所致，多为平形水珠；另外，井下空气中的水分遇到低温的煤岩体时，也可能凝结成水珠。
区别“挂汗”现象是否为透水预兆的方法是剥离一层煤壁面，仔细观察所暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水预兆。
（3）工作面温度降低，煤壁发凉。
采掘工作面接近有水区域时，温度会骤然下降、空气变冷，人进入后有凉爽、阴冷的感觉。
（4）煤壁“挂红”这是因为当积水中含有铁的氧化物时，煤壁上所挂之汗呈暗红色，一般是接近老窑水的征兆。
（5）发出水叫声。
含水层或积水区内的高压水在向煤壁裂隙挤压时，与煤壁摩擦会发出“嘶嘶”声响，说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了，若是煤巷掘进，则突水即将发生。
（6）出现雾气。
当采掘工作面气温较高时，从煤岩壁渗出的积水就会蒸发而形成雾气。
（7）工作面有害气体增加。
这是因为积水区常常有瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体逸散出来的缘故。
（8）顶板来压，淋水加大，如落雨状；底板鼓起或产生裂隙并出现渗水。
（9）出现压力水流。
这表明离水源已经较近，应密切注意水流情况。
若出水浑浊，说明水源很近；若出水清净则水源尚远。
（10）打钻时发觉钻孔底松软或钻孔有水流出，说明接近突水区。
上述征兆并不是每次突水前都会全部出现，有时可能发现一个或几个，极个别情况甚至不出现，因此必须密切注意，认真分析。
2.2、十六字原则与五项措施《煤矿防治水规定》（安监总局令第28号）第一章总则第三条规定：防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。
防治水十六字原则科学地概括了水害防治工作的基本程序。
“预测预报“是水害防治的基础，是指在查清矿井水文地质条件基础上，运用先进的水害预测预报理论和方法，对矿井水害作出科学分析判断和评价；“有疑必探”是指根据水害预测预报评价结论，对可能构成威胁的区域，采用物探、钻探、化探等综合探测技术手段，查明或排除水害；“先探后掘”是指先综合探测，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工；“先治后采”是指根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施排除水害隐患后，再安排采掘工程，如井下巷道穿越导水断层是必须预先注浆加固方可掘进施工，防止突水造成灾害。
五项治理措施是水害治理的基本技术方法。
“防”主要是指合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等，防隔水煤（岩）柱一旦确定后，不得随意开采破坏；“堵”主要是指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等导水通道；“疏”主要是指探放老空水和对承压含水层（如华北地区奥灰水）进行疏水降压；“排”主要是指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套；“截”主要指加强地表水（河流、水库、洪水等）的截流治理。
2.3加强水害应急救援水害事故一旦发生，煤矿企业要千方百计减少伤亡和损失。
一是煤矿企业一定根据矿井主要水害类型和可能发生的水害事故，制定水害应急救援预案和现场处置方案。
应急救援内容应当具有针对性、科学性和可操作性，处置方案应当包括发生不可预见性水害事故时人员安全撤离的具体措施；每年都应当对应急预案进行修订完善，并组织一次救灾演练。
二是现场发现水情的作业人员，应当立即向矿井调度室报告有关突水地点和水情，并通知周围有关人员撤离到安全地点或升井。
采取有效安全措施，分析查找透水原因。
三是矿井调度室接到水情报告后，应当立即启动本矿井水害应急预案，根据来水方向、地点、水量等因素，确定人员安全撤离的路径，通知井下受水患影响地点的人员马上撤离到安全地点或升井，向值班负责人和矿井主要负责人汇报，并将水患情况通报周边所有矿井。
四是水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业，应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备。
主要设备要包括适合矿井救灾的排水泵、排水管路以及配套的电缆等。
大中型企业要储备足够的抢险排水设备和材料；每一个产煤省要建立防排水抢险救援基地。
五是水害事故发生后，矿井应当依照有关规定报告政府有关部门，不得迟报、漏报、谎报或者瞒报。
