某礦水災防治安全技術措施
水災防治方針：以防為主 防治結合
水災防治原則：當前與長遠 局部與整體 地面與井下 防治與利用相結合
綜合治水措施: 防、疏、堵、截、排
一. 地面防治水
1. 合理確定井口位置
2. 整治河流
3. 堵塞地面導水通道
4. 修筑截水溝
5. 防止地表積水
6. 加強地面防治水工程的檢查
有關《規程》規定見第141頁 第254、255、256條
二. 井下防治水
(一) 水文觀測和礦井地質工作
1. 水文觀測工作
⑴收集地面氣象、降水量和河流等水文資料;
⑵通過探水孔和水文觀測孔，觀測各類水源的水壓，水位和水量變化規律，分析水質，查明各水源之間的關系;
⑶觀測礦井涌水量的季節變化規律等。
2. 礦井地質工作
⑴沖積層的厚度、組成、富水性、透水性;
⑵斷層和裂隙的位置、斷距、破碎帶范圍、導水性等;
⑶含水層和隔水層的數量、位置、厚度、厚度變化和隔水層三帶的劃分情況;
⑷老空水情況及老空的上、下三帶情況;
⑸開采過程中圍巖的破壞情況;
⑹陷落柱的賦存情況;
⑺勘探鉆孔的封孔情況等。
(二) 井下防治水技術
1. 井下探放水
2. 疏(放)水降壓
(1) 疏放老空水
①直接放水;
②先堵后放;
③先放后堵;
④先隔后放。
(2) 疏放含水層
①地面疏放水;
②巷道疏干頂板水;
③鉆孔疏放頂板水;
④鉆孔疏放底板水;
⑤泄水巷疏放底板水;
⑥隔水層中存在弱含水層時注漿提升安全水頭值;
⑦截源堵截水。
(3) 疏放水注意事項
①放水前，根據預計的積水量、水位標高、水倉容量和排水能力等，作出放水設計并報上級批準;
②探到水源后，水量不大時，一般可用探水孔放水;水量很大時，需另打放水鉆孔。放水鉆孔直徑一般為50-75mm,孔深不大于70m;
③正式放水前，應進行放水量、水壓試驗，以便擬定放水順序和控制放水量，做到安全放水;
④放水過程中要隨時注意水量變化、出水的清濁和雜質情況，設專人檢查硫化氫、二氧化碳和瓦斯等有害氣體涌出情況，注意有無特殊響聲，如發現異常狀況應及時采取措施處理并報告調度室;
⑤在放水設計中應規定好人員撤退路線，并保證路線暢通，沿途應有良好照明。
3.防水隔離煤柱
留設原則：既能抵抗水壓，又盡量減少煤炭損失
附錄三 防隔水煤(巖)柱的尺寸要求
一、煤層露頭防隔水煤(巖)柱的留設
煤層露頭防隔水煤(巖)柱的留設，按下列公式計算：
1.煤層露頭無覆蓋或被黏土類微透水松散層覆蓋時：
Hf= Hk+Hb (3-1)
2.煤層露頭被松散富水性強的含水層覆蓋時(圖3-1)：
Hf=HL+Hb (3-2)
式中 Hf--防隔水煤(巖)柱高度，m;
Hk--采后垮落帶高度，m;
HL--導水裂縫帶最大高度，m;
Hb--保護層厚度，m;
α--煤層傾角，(°)。
根據式(3-1)、式(3-2)計算的值，不得小于20 m。式中Hk、HL的計算，參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》的相關規定。
圖3-1 煤層露頭被松散富水性強含水層覆蓋時防隔水煤(巖)柱留設圖
二、含水或導水斷層防隔水煤(巖)柱的留設
含水或導水斷層防隔水煤(巖)柱的留設(圖3-2)可參照下列經驗公式計算：
≥20 m
式中 L--煤柱留設的寬度，m;
K--安全系數，一般取2-5;
M--煤層厚度或采高，m;
p--水頭壓力，MPa;
Kp--煤的抗拉強度，MPa。
圖3-2 含水或導水斷層防隔水煤(巖)柱留設圖
三、煤層與強含水層或導水斷層接觸防隔水煤(巖)柱的留設
煤層與強含水層或導水斷層接觸，并局部被覆蓋時(圖3-3)，防隔水煤(巖)柱的留設要求如下：
圖3-3煤層與富水性強的含水層或導水斷層接觸時防隔水煤(巖)柱留設圖
1.當含水層頂面高于最高導水裂縫帶上限時，防隔水煤(巖)柱可按圖3-3a、圖3-3b留設。其計算公式為：
L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)
2.最高導水裂縫帶上限高于斷層上盤含水層時，防隔水煤(巖)柱按圖3-3c留設。其計算公式為：
L=L1+L2+L3=Ha(sinδ-cosδcotθ)+
(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m (3-4)
式中 L--防隔水煤(巖)柱寬度，m;
L1，L2，L3--防隔水煤(巖)柱各分段寬度，m;
HL--最大導水裂縫帶高度，m;
θ--斷層傾角，(°);
δ--巖層塌陷角，(°);
M--斷層上盤含水層層面高出下盤煤層底板的高度，m;
Ha--斷層安全防隔水煤(巖)柱的寬度，m。
Ha值應當根據礦井實際觀測資料來確定，即通過總結本礦區在斷層附近開采時發生突水和安全開采的地質、水文地質資料，計算其水壓(p)與防隔水煤(巖)柱厚度(M)的比值(Ts=p/M),并將各點之值標到以Ts=p/M為橫軸，以埋藏深度H0為縱軸的坐標紙上，找出Ts值的安全臨界線(圖3-4)。
Ha值也可以按下列公式計算：
式中 p--防隔水煤(巖)柱所承受的靜水壓力，MPa;
Ts--臨界突水系數，MPa/m;
10--保護帶厚度，一般取10 m。
圖3-4 Ts和H0關系曲線圖
本礦區如無實際突水系數，可參考其他礦區資料，但選用時應當綜合考慮隔水層的巖性、物理力學性質、巷道跨度或工作面的空頂距、采煤方法和頂板控制方法等一系列因素。
四、煤層位于含水層上方且斷層導水時防隔水煤(巖)柱的留設
在煤層位于含水層上方且斷層導水的情況下(圖3-5)，防隔水煤(巖)柱的留設應當考慮2個方向上的壓力：一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力;二是斷層水在順煤層方向上的壓力。
圖3-5煤層位于含水層上方且斷層導水時防隔水煤(巖)柱留設圖
當考慮底部壓力時，應當使煤層底板到斷層面之間的最小距離(垂距)，大于安全煤柱的高度(Ha)的計算值，并不得小于20 m。其計算公式為
≥20 m
式中 α--斷層傾角，(°);
其余參數同前。
當考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時，按附錄三之二計算煤柱寬度。
根據以上兩種方法計算的結果，取用較大的數字，但仍不得小于20 m。
如果斷層不導水(圖3-6)，防隔水煤(巖)柱的留設尺寸，應當保證含水層頂面與斷層面交點至煤層底板間的最小距離，在垂直于斷層走向的剖面上大于安全煤柱的高度(Ha)時即可,但不得小于20 m。
圖3-6煤層位于含水層上方且斷層不導水時防隔水煤(巖)柱留設圖
五、水淹區或老窯積水區下采掘時防隔水煤(巖)柱的留設
1.巷道在水淹區下或老窯積水區下掘進時，巷道與水體之間的最小距離，不得小于巷道高度的10倍。
2.在水淹區下或老窯積水區下同一煤層中進行開采時，若水淹區或老窯積水區的界線已基本查明，防隔水煤(巖)柱的尺寸應當按附錄三之二的規定留設。
3.在水淹區下或老窯積水區下的煤層中進行回采時，防隔水煤(巖)柱的尺寸，不得小于導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和。
六、保護地表水體防隔水煤(巖)柱的留設
保護地表水體防隔水煤(巖)柱的留設，可參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》執行。
七、保護通水鉆孔防隔水煤(巖)柱的留設
根據鉆孔測斜資料換算鉆孔見煤點坐標，按附錄三之二的辦法留設防隔水煤(巖)柱，如無測斜資料，應當考慮鉆孔可能偏斜的誤差。
八、相鄰礦(井)人為邊界防隔水煤(巖)柱的留設
1.水文地質簡單型到中等型的礦井，可采用垂直法留設，但總寬度不得小于40 m。
2.水文地質復雜型到極復雜型的礦井，應當根據煤層賦存條件、地質構造、靜水壓力、開采上覆巖層移動角、導水裂縫帶高度等因素確定。
1)多煤層開采，當上、下兩層煤的層間距小于下層煤開采后的導水裂縫帶高度時，下層煤的邊界防隔水煤(巖)柱，應當根據最上一層煤的巖層移動角和煤層間距向下推算(見圖3-7a)。
2)當上、下兩層煤之間的垂距大于下煤層開采后的導水裂縫帶高度時，上、下煤層的防隔水煤(巖)柱，可分別留設(見圖3-7b)。
HL—導水裂縫帶上限;H1、H2、H3—各煤層底板以上的靜水位高度;γ—上山巖層移動角;β—下山巖層移動角;Ly、L1y、L2y—導水裂縫帶上限巖柱寬度;L1—上層煤防水煤柱寬度;L2,L3—下層煤防水煤柱寬度
圖3-7多煤層地區邊界防隔水煤(巖)柱留設圖
導水裂縫帶上限巖柱寬度Ly的計算，可采用下列公式：
≥20 m
式中 Ly--導水裂縫帶上限巖柱寬度,m;
H --煤層底板以上的靜水位高度，m;
HL--導水裂縫帶最大值，m;
Ts--水壓與巖柱寬度的比值，可取1。
九、以斷層為界的井田防隔水煤(巖)柱的留設
以斷層為界的井田，其邊界防隔水煤(巖)柱可參照斷層煤柱留設，但應當考慮井田另一側煤層的情況，以不破壞另一側所留煤(巖)柱為原則(除參照斷層煤柱的留設外，尚可參考圖3-8所示的例圖)。
L-煤柱寬度;Ls,Lx-上、下煤層的煤柱寬度;Ly-導水裂縫帶上限巖柱寬度;Ha、Has、Hax-安全防水巖柱厚度;HL-導水裂縫帶上限;p—底板隔水層承受的水頭壓力
圖3-8以斷層分界的井田防隔水煤(巖)柱留設圖
4.帷幕注漿和注漿堵水
⑴應用的幾種情況
①井筒掘進前遇有多層近距離的含水層，每層Q﹥10m3/h時，
則地面預注漿;
②井筒掘進前遇有多層間距較大的含水層，且單層Q﹥10m3/h時，應短探、短注、短掘;
③井筒掘進前遇有一層含水層，且Q﹤10m3/h時，則通過后注漿堵水;
④堵大突水點恢復被淹礦井;
⑤截源堵水減小礦井涌水量;
⑥井巷過含水層或導水斷層時。
(2)地質調查內容
①與工程有關的斷裂構造的確切位置、產狀等;
②各含水層因斷裂產生的位移和對接情況;
③工程地段含水層的分布、埋深、層數厚度及它們之間的水力聯系情況;
④地下水流速、流向;
⑤含水層的裂隙及發育部位或區段;
⑥隔水層或隔水邊界的確切位置，以便圈定工程范圍和選定注漿層位和深度。
(3)開展堵水前、注漿過程中、堵水后三個階段的水文動態觀測
(5)連通實驗
(6)利用鉆孔和被淹礦井作抽(排)水試驗，通過工程前后排水資料對比，判定堵水效果
(7)進行不同目的的壓水試驗
①沖洗裂隙通道，擴大注漿半徑，提高注漿效果;
②測定巖層單位吸水量，具體了解巖層滲透性，為選擇漿液材料、濃度和注漿壓力提供依據;
③帷幕注漿或井筒注漿時，編制出帷幕滲透剖面圖為設計注漿孔提供依據。
5.防水墻
(1)適用范圍：隔絕積水老空、有透水可能的斷層、溶洞造成的泥沙石塊泄出等。
(2)建防水墻需滿足的要求：
①圍巖堅固;
②防水墻有足夠的強度和耐腐蝕性;
③墻基與圍巖結合緊密，不透水、不變形、不位移;
④裝放水管和水壓表。
(3)水閘墻的種類及使用
①平面型：木質、臨時性、用于掩護永久性閘墻的施工;
②圓柱形：永久性、用于高而窄的巷道
③楔型：永久性
6.水閘門(防水閘門、密閉門、控制閘門)
(1)用于以下情況
①井底車場;
②泵房、變電所;
③突水危險區域;
④探水時設臨時水閘門。
(2)水閘門的形狀：矩形和圓形
(3)日常維護和管理
②半年一次關閉試驗，其中雨季前一次
③關閉閘門的工具和配件，有專人專門地點存放，不得挪用或丟失。
(2)水閘門的關閉
先內后外、先深后淺
(3)防水閘門的開啟
先外后內、先淺后深
4帷幕注漿和注漿堵水
(1)應用的幾種情況
(2)地質調查內容
(3)開展堵水前、注漿過程中、堵水后三個階段的水文動態觀測
(4)連通實驗
(5)利用鉆孔和被淹礦井作抽排水試驗
(6)進行不同目的的壓水試驗
5.防水墻
(1)適用范圍;隔絕積水老空，有透水可能的斷層溶洞造成的泥沙石塊泄出等。
(2)防水墻需滿足的要求。
(3)水閘墻的種類及使用
①平面型
②圓柱形
③楔型
6水閘門
其形狀有矩形和圓形
(1)日常維護和管理
b) 半年一次關閉試驗，其中雨季前一次
c) 關閉閘門的工具和配件，有專人專門地點存放，不得挪用或丟失。
(2)水閘門的關閉
(3)防水閘門的開啟
