××矿区水害现状及防治对策

××矿区水害现状及防治对策摘要三、发生水害的主要原因•1、企业业主责任不落实，防治水机构不健全；•2、煤矿水文地质复杂，在条件不清的情况下盲目开采；•3、防治水技术与相关工作投入不足；•4、水文地质基础工作薄弱，已有水患预兆而未采取措施；•5、矿山防治水专门人才缺乏，现场人员水害防治知识匮乏；•6、超强度开采；•7、越层越界开采（包括破坏防、隔水煤柱开采）；•8、在水体下开采的防护措施不落实；•9、雨季“三防”工作不落实，特别是下雨期间井上下水情无监测、无应急措施等。五、煤矿综合防治水理论与技术•2、水文地质探查（讲）•主要探查：采矿影响到的含水层及其富水性•隔水层及其阻水能力•构造及不良地质体控水特征•老空（窑）分布范围及积水情况•探查范围及工作顺序应由面到点，由大到小，先区域后井田，先采区后工作面。•主要包括区域水文地质勘探，矿井水文地质勘探，采区水文地质勘探，工作面水文地质勘探。•3、水文地质试验•以水文地质理论为基础，以水文地质钻探、抽（放）水试验、底板岩石力学试验为主要手段，探查含水层及其富水性，主要含水层水文地质边界条件，各含水层之间的水力联系等，获取建立水文地质模型的相关资料，评价地下水资源、预测矿井的涌水量，为确定疏排水方案提供重要依据。•4、地球物理勘探技术•主要有：三维地震勘探，瞬变电磁法，高密度、高分辨率电法，直流电法，音频电透，CT透视，无线电波透视法，地质雷达及地震槽波探测等。（略）•三维地震勘探主要用于查明落差大于5米的断层、褶曲以及直径大于20米的陷落柱。•高密度、高分辨率电法：利用现有的井下巷道，探测含水层的深度，含水体范围及异常区，提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面。•直流电法探测技术：属于全空间的电法勘探。主要用于巷道底板富水区的探测、潜在的突水点、老窑积水区、导水构造及陷落柱的探测。•音频电透技术：主要是探测井下工作面的隐伏断层、破碎带、陷落柱的一种实用方法，对含水构造也有明显反映。•钻孔雷达探测技术：是通过钻孔来探测岩体中的导水构造、富水带等。•地震槽波探测技术：用于探明煤层内的变薄带、小断层位置等。•5、地球化学勘探技术•主要通过水质化验、示踪试验等实验方法，利用不同时间、不同含水层的水质差异，确定突水的水源，研究各含水层的水文地质条件，确定各含水层之间的水力联系。•6、综合防治技术（介绍）•基本方针：预防为主防治结合•原则：预测预报有疑必探先探后掘先治后采•预测预报：在查清矿井水文地质条件的基础上，分采区分工作面进行水害分级评价，排除开采活动的盲目性。•有疑必探：在预测预报的基础上，对没有把握的区域或块段进行综合探查，以探明可疑区域。•先探后掘：在综合探查基础上，实施采掘和回采作业。•先治后采：对存在水害威胁的区域，必须采取有效措施，确保水害威胁消除后再组织正常作业。•综合防治技术—“防、堵、疏、排、截”•防：留设防水煤岩柱、建防水闸门、修建防洪水倒灌工程。•堵：超前注浆加固、封堵突水点、底板加固。•疏：疏干老空水、降低承压含水层水位（压）、疏导引流改道。•排：排水供水结合、建立矿井排水系统。•截：截堵河流等地表水体，截堵其它充水水源。•涌水量计算•地下水渗流理论：解析法、数值法•数理统计理论：比拟法、经验公式法、•Q-S曲线法以及相关外推法。•质量守恒定律：水均衡法。六、徐州矿区的地质构造特征•2、主要构造特征•东西向构造：褶皱宽缓，断裂多发生在背斜的南翼，具有北升南降、落差大、角度陡、研展长、以张性断裂为主等特点，是生成较早且长期活动的构造形式，如西矿区的故黄河断裂等，使其煤层不连续、不对称，是划分井田的天然边界。•北东—北北东向构造：褶皱轴向和断裂走向呈北东—北北东向展布，就单一向斜二言，一般西北翼平缓，东南翼较陡以致倒转，并伴生有与褶皱轴大致平行的压性断裂，如东部矿区的F4、F6、F19以及西部矿区的F1等。七、地层与煤层•1、地层•地层与华北各地区基本相似，在前震旦系变质岩系（基底）之上覆盖震旦系，其上有相继沉积寒武系、奥陶系。经加里东构造运动，地壳上升，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统地层。中石炭统直接与中奥陶统呈假整合接触。晚古生界由于海西运动的影响，地壳下降，发生海侵，形成了石炭—二叠系含煤建造。三叠系地壳再次上升，直至白垩系—侏罗系、第三系，最后沉积有第四系地层。2、煤层徐州矿区含煤地层为上石炭太原组（C3t），下二叠系山西组（P1s）与下石盒子组（P1x)。下石盒子组（P1x)：含3-5层煤，其中1、2、3煤为主采煤层。山西组（P1s）：含煤2-6层，其中2-4层为可采或局部可采煤层（编号为6、7、8、9煤）。太原组（C3t）：含煤8-12层，其中可采煤层3-5层（编号为15、17、20、21、22煤）。八、徐州矿区的水害现状（介绍）•矿区所属的井田属于华北型煤田，既受到下伏石炭系太原组灰岩和奥陶系马家沟组灰岩强含水层的威胁和危害；又受到山西组煤层顶板砂岩、下石盒子组奎山砂岩和分界砂岩水的影响，同时还受到来自上覆松散层底部含水层的威胁。根据矿井的充水水源和充水方式以及矿区生产矿井的水文地质条件可分为5类：底板突水型、陷落柱型、顶板溃水型、老塘透水型和钻孔透水型。•1、底板突水型•三河尖矿21102工作面开采时发生底板奥灰水突入，造成淹面、淹采区的水害事故。•卧牛山矿、三河尖矿、龙固矿、唐庄矿、诧城矿开采21煤时受到奥灰水的威胁，其它即将开采太原组煤层的矿井也将受到奥灰水的威胁。•张集矿、权台、张双楼、龙东、王庄、天能龙固及马庄矿开采山西组9煤时存在底板太灰突水的威胁。•2、陷落柱突水型•以张集和张双楼矿为典型。•97年2月18日张集煤矿西翼-300m太原组轨道下山底板突水，瞬时最大突水量24000m3/h，突水水源为奥陶系灰岩水，通道为巷道底板的隐伏陷落柱，造成全矿井被淹。•1997年4月19日张双楼煤矿-290西回风巷开拓时发生陷落柱突水，最大突水量1632m3/h，造成西风井被淹。•张双楼西三、西四采区有9个陷落柱，其它开采太原组煤层的矿井要注意对隐伏陷落柱的探查。•3、顶板溃水型•以权台矿开采下石盒子组3煤和张双楼矿开采山西组7煤时最为突出。•权台矿35215综采工作面开采时受老顶奎山砂岩的影响，开采时工作面最大涌水量达200m3/h；•张双楼煤矿东翼下山采区向斜轴部7107、7109、7111、7113几个工作面回采时都受到了顶板砂岩和分界砂岩水的威胁，最大涌水量达458m3/h，正常涌水量在200m3/h左右。•姚桥、庞庄、韩桥、义安、诧城、夹河、张小楼等矿也都不同程度存在顶板砂岩水的问题。•4、老塘透水型•由于徐州矿区资源日益枯竭，多数矿井都在向深部转移，部分矿井在回收边角残煤，老塘（空）水的问题是各矿都需要面临的共同问题。•韩桥矿闭坑后的老空水对潘家庵煤盆地内各生产矿井(白集、权台、旗山矿）的威胁，姚桥煤矿井下老塘、老硐积水现象比较严重，张双楼煤矿下山开采时受上部老空水的威胁等。•5、钻孔透水型•陈楼、沛城、利国、姚桥、天能马庄、拾屯、张双楼、龙东及张集等9个矿都存在不同程度的钻孔水的隐患。•陈楼矿井田有48个无封孔资料的钻孔；沛城矿区内有44个钻孔未封闭或封闭不合格；利国矿井田北部3个钻孔，有一个钻孔已打到该矿-480采空区；姚桥矿井田范围内未封、封闭不良及封孔资料不详的地质钻孔共计151个；天能马庄矿井田范围内有15个封闭不良的地质钻孔；张双楼矿井田范围内有32个未封或封闭不良钻孔，开采历史上曾出现过两次钻孔突水事故。•6、其它•主要是水体下采煤和矿界防水煤柱问题。•水体下采煤主要集中在大屯煤电公司所属的徐庄、姚桥等矿；•矿界问题涉及的矿井相对较多。•天能陈楼矿西部与安徽沈庄矿，南部与马庄矿；利国矿北部跨入山东省境内开采；瓦庄矿与权台矿；卧牛山矿与九里山矿、夹河矿与大刘矿、卧牛山矿与新河矿、权台矿与旗山权、垞城矿与柳新矿、权台矿与白集矿等，以上矿界煤柱遭不同程度的采掘破坏。九、矿井日常的防治水工作（介绍）1、建立健全煤矿防治水机构和制度•2、编制中长期防治水规划、年度防治水规划、年度防治水应急预案、雨季三防应急预案等。•3、针对矿井采掘生产接续，编制季度、月度水害预报，定期开展水害隐患排查并组织实施防治水工程及日常的探放水工作。•4、强化对采掘工作面的水情及矿井、采区、水平涌水量的监测监控，定期分析其涌水规律。•5、完善日常的防治水专业必备图纸，如矿井综合水文地质图、矿井充水性图、矿井涌水量与水位降水量相关曲线图、矿井综合水文地质柱状图、矿井水文地质剖面图、矿井含水层等水位（压）线图。•6、建立健全防治水技术成果台帐：气象资料台帐、钻孔水位及井泉动态观测台帐、地表水位观测成果台帐、矿井涌水量观测成果台帐、抽（放）水试验成果台帐、井下探放水钻孔台帐、矿井水质分析台帐、封闭不良钻孔台帐、井下突水点台帐等。•7、完善矿井的排水系统。•8、重视推广应用新的防治水技术方法和手段的推广应用。十、徐州矿区当前及今后一段时间煤矿防治水工作的对策（简介）•1、我省煤矿历史突水事故较多，各种类型的的水害事故都出现过，而且伴随着资源的日益枯竭、开采深度、开采强度及开采范围的扩大，水害隐患日益增多，防治水工作面临的形势日趋严峻，但由于受煤矿体制改革、机构精简的影响，防治水专业技术人员流失，大多数矿井防治水方面的技术力量配备不足，人员素质参差不齐，与防治水工作的重要性相比不相适应，建议各级煤矿主管部门及领导加强对煤矿防治水工作的领导及重视，增加防治水方面的投入，加大水害治理的力度，加强对水文人员的技术培训，提高专业人员的技术素质，依靠科技进步，重视推广应用防治水方面新技术、新设备、新工艺，从根本上杜绝各类水害事故的发生，确保矿井的安全生产。•2、由于诸多因素的影响，越界开采现象在部分矿井比较突出，对矿井本身及临近矿井都构成了严重的威胁，针对这一情况，建议上级主管部门组织协调，已经越界的要坚决的退回来，严格按照采矿许可证的范围进行采掘活动，并加强对煤矿尤其是地方煤矿开采活动的监督检查，一旦发现有越界行为，给予严厉的处罚。•3、受奥灰及太原组灰岩水威胁的矿井，应组织开展技术研究，查明奥灰及太原组灰岩的水文地质条件。主要煤层受底板太灰水威胁的矿井，开采之前，要制定专门的疏放水方案，并组织力量对太灰水进行超前疏放，把水位降至安全水头值以下，确保能实现安全带压开采后方能组织生产；开采太原组煤层时要慎重，必须组织专家进行可行性论证并经上级批准后才能从事开采活动，否则，不得进行回采，以避免大的突水事故的发生。•4、老空水的问题在徐州各矿普遍存在，鉴于这种情况，各矿应组织力量定期对井下采空区的范围及其积水情况进行逐一认真地排查，并及时把积水范围和积水量标注在采掘工程平面图和充水性图上，采掘活动接近排查出的积水区时，应严格执行“有疑必探，先探后掘（采）”的探放水原则，确保老空水的隐患解除后才能从事采掘活动；探放水过程中要严格执行相关规定，保证探放水人员的安全。•5、受砂岩水影响较重的矿井，应组织专门技术力量，采取物探和打钻超前放水等措施，研究分析矿区砂岩厚度变化及砂岩富水区域分布，采掘活动过程中的砂岩涌水规律等，确保采掘工作面的安全。•6、各矿应加强矿井防治水方面的技术管理，强化水文地质基础工作，建立健全防治水规章制度，健全水文地质基础台帐和防治水专业必备的图纸等；必须建立正常的年度、季度、月度水害预测预报制度和水害周分析制度，定期排查水害隐患，发现问题及时处理。•7、加大对各矿防治水工作检查、督察力度。•定期组织开展防治水工作大检查，查防治水机构及人员是否配齐；查防治水制度是否完善。查防排水系统与设施是否健全；查防治水专业图纸和台帐是否建立和完善；查水害隐患分析排查是否到位；查规程措施编制是否符合要求，落实是否到位。查雨季三防物资储备及措施、预案的落实情况。•查“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”十六字基本原则和“防、堵、疏、排、截”综合防治措施的落实兑现情况。•谢谢大家！