第1讲煤矿防治水总论精选文档.ppt
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1、第1讲煤矿防治水总论本讲稿第一页,共五十九页(1 1)矿井水害的定义及一般特点)矿井水害的定义及一般特点 n矿矿井井水水害害是是指指在在煤煤矿矿基基建建和和生生产产过过程程中中地地下下水水涌涌入入采采掘掘空空间间,由由于于排排水水能能力力相相对对不不足足而而造造成成淹淹没没巷巷道道、工工作作面面、采采区区、矿矿井井(不不同同水水平平乃乃至至整整个个矿矿井井)的的现现象象,它它轻轻则则影影响响生生产产,重重则则造造成成人人员员伤伤亡亡的的恶恶性性事事故故,是是煤煤炭炭资资源源开开发发过过程程中中一一种种突突发发性性的地质灾害。的地质灾害。本讲稿第二页,共五十九页n矿井水害是地下水非正常涌入井巷和
2、工作面矿井水害是地下水非正常涌入井巷和工作面的现象,这里,一方面要强调它的突发性,另的现象,这里,一方面要强调它的突发性,另一方面要强调它的灾害性。一方面要强调它的灾害性。本讲稿第三页,共五十九页(2 2)矿井水害的防治思想)矿井水害的防治思想矿矿井井水水害害是是可可以以防防治治的的,只只要要搞搞清清矿矿井井的的充充水水特特征征,并并采采取取适适当当的的工工程程措措施施,不不仅仅可可以以安安全全采采出出受受水水威威胁胁的的煤煤炭炭资资源源,而而且且能能够够提提高高矿矿井井防防治治水水技技术术水水平平,从从而而为为矿矿床床水水文文地地质质学学的的发发展做出积极的贡献。展做出积极的贡献。本讲稿第四
3、页,共五十九页一一般般地地,矿矿井井水水的的防防治治应应当当从从水水文文地地质质条条件件的的分分析析着着手手,即即从从区区域域到到水水文文地地质质条条件件研研究究开开始始,确确定定井井田田在在水水文文地地质质单单元元中中所所处处的的位位置置,重重点点分分析析地地下下水水的的补补给给、径径流流和和排排泄泄条条件件。水水文文地地质质条条件件的的分分析析最最好好以以水水文文地地质质单单元元为为分分析析对对象象,通通过过对对地地下下水水流流场场、水水化化学学场场的的分分析析建建立立水水文地质概念模型。文地质概念模型。本讲稿第五页,共五十九页对对于于井井田田而而言言,应应重重点点分分析析矿矿井井充充水水
4、条条件件,确确定定充充水水水水源源和和导导水水通通道道,对对水水害害类类型型做做出出划划分分,同同时时,对对水水害害威威胁程度做出评价。胁程度做出评价。本讲稿第六页,共五十九页矿井水害防治的工作重点是对水患做出诊断,同时,矿井水害防治的工作重点是对水患做出诊断,同时,应提出具体的防治水措施。事实上,水患应提出具体的防治水措施。事实上,水患诊断诊断、评价评价、防治水防治水措施措施三者缺一不可,三要素共同构成防灾、三者缺一不可,三要素共同构成防灾、减灾的目标路线。减灾的目标路线。本讲稿第七页,共五十九页(3 3)矿井水害类型)矿井水害类型在在长长期期与与煤煤矿矿水水害害斗斗争争的的过过程程中中,积
5、积累累了了大大量量宝宝贵贵的的经经验验,使使得得人人们们对对矿矿井井水水害害类类型型的的认认识识水水平平日日益益提提高高。目目前,对矿井水害类型的划分基本形成如下观点:前,对矿井水害类型的划分基本形成如下观点:本讲稿第八页,共五十九页n按水源类型划分:按水源类型划分:n顶板水顶板水n底板水底板水n老空水老空水 本讲稿第九页,共五十九页n按导水通道划分按导水通道划分 n断层突水断层突水n陷落柱突水陷落柱突水n裂隙岩体突水裂隙岩体突水n封闭不良钻孔突水封闭不良钻孔突水n煤煤(岩岩)柱突水柱突水本讲稿第十页,共五十九页n按水源含水介质类型划分:按水源含水介质类型划分:n孔隙水孔隙水n裂隙水裂隙水n岩
6、溶水岩溶水本讲稿第十一页,共五十九页n科学分类体现了人们对事物认识高度和认识水平,也科学分类体现了人们对事物认识高度和认识水平,也是学科发展水平的标志,希望各位经常运用科学分类是学科发展水平的标志,希望各位经常运用科学分类手段对各自矿井水害类型做出分类并加以细化。手段对各自矿井水害类型做出分类并加以细化。本讲稿第十二页,共五十九页(4)解决煤矿水害问题的切入点解决煤矿水害问题的切入点煤煤矿矿水水害害A.充水水源充水水源B.充水途径充水途径C.充水水量充水水量A A A A、充水水源是否存在,回答有没有水的问题?充水水源是否存在,回答有没有水的问题?充水水源是否存在,回答有没有水的问题?充水水源
7、是否存在,回答有没有水的问题?B B B B、充水途径是否存在,回答水从哪里来的问题?充水途径是否存在,回答水从哪里来的问题?充水途径是否存在,回答水从哪里来的问题?充水途径是否存在,回答水从哪里来的问题?C C C C、充水强度大小,回答有多少水来的问题?充水强度大小,回答有多少水来的问题?充水强度大小,回答有多少水来的问题?充水强度大小,回答有多少水来的问题?本讲稿第十三页,共五十九页矿坑充水水源(按空间位置)矿坑充水水源(按空间位置)顶板水顶板水底板水底板水老空水老空水预预疏疏放放探探查查条条件件放放水水试试验验查查找找条条件件确确定定采采空空区区面面积积及及积积水水范范围围矿井充水水源
8、及其勘探途径矿井充水水源及其勘探途径本讲稿第十四页,共五十九页充水途径充水途径天然通道天然通道人工通道人工通道导导水水裂裂隙隙导导水水断断层层陷陷 落落 柱柱岩岩溶溶塌塌洞洞顶顶板板三三带带底底板板三三带带防防水水煤煤岩岩柱柱不不良良钻钻孔孔点状通道点状通道线状通道线状通道面状通道面状通道充水途径充水途径本讲稿第十五页,共五十九页以不同的通道作为研究对象以不同的通道作为研究对象,形成了不同的勘探和分析评形成了不同的勘探和分析评价方法价方法充水途径的勘探评价方法充水途径的勘探评价方法陷落柱陷落柱:煤煤-岩岩-水水-气综合分析法、中间指示层放水试验气综合分析法、中间指示层放水试验法、三维地震、高密
9、度电法、瞬变电磁法、氡射气法、三维地震、高密度电法、瞬变电磁法、氡射气导水断层:块段放水试验、示踪试验导水断层:块段放水试验、示踪试验上、下三带:顶、底板原位测试、有限元数值模拟、基于统上、下三带:顶、底板原位测试、有限元数值模拟、基于统计学的经验公式的应用计学的经验公式的应用本讲稿第十六页,共五十九页正正常常涌涌水水量量最最大大涌涌水水量量灾灾害害突突水水量量涌水量计算类型涌水量计算类型矿井涌水量计算矿井涌水量计算本讲稿第十七页,共五十九页类类比比法法解解析析法法数数值值法法涌水量计算方法涌水量计算方法矿井涌水量计算矿井涌水量计算统统计计学学方方法法本讲稿第十八页,共五十九页简简 单单中中
10、等等复复 杂杂矿井水文地质类型矿井水文地质类型矿井水文地质类型划分矿井水文地质类型划分防治水工作基础防治水工作基础极极 复复 杂杂本讲稿第十九页,共五十九页突水次数和突水强度呈现上升趋势突水次数和突水强度呈现上升趋势废弃矿井与小窑诱发突水明显上升废弃矿井与小窑诱发突水明显上升对基本水文地质条件认识不清导致的突对基本水文地质条件认识不清导致的突水事故占有较大比例水事故占有较大比例煤矿水害的特点煤矿水害的特点本讲稿第二十页,共五十九页煤矿水害事故多发原因分析煤矿水害事故多发原因分析本讲稿第二十一页,共五十九页相对落后的水害防治技术不能满足生产条件要求相对落后的水害防治技术不能满足生产条件要求隐蔽型
11、导水构造的精细探查技术与装备不足隐蔽型导水构造的精细探查技术与装备不足对人类活动诱发的突水事故防范措施不到位对人类活动诱发的突水事故防范措施不到位缺乏专门的防治水队伍和规范化的水害监管体系缺乏专门的防治水队伍和规范化的水害监管体系现有防治水技术手段利用不够,防治水工作规范化程度低现有防治水技术手段利用不够,防治水工作规范化程度低煤矿水害多发的技术原因分析煤矿水害多发的技术原因分析深矿井开发突水机理及煤层抽冒诱发的采空区透水机理深矿井开发突水机理及煤层抽冒诱发的采空区透水机理有待于研究有待于研究本讲稿第二十二页,共五十九页高水压条件下层状岩体防突高水压条件下层状岩体防突(水水)效应研究效应研究突
12、水条件实时监控与预警技术研究突水条件实时监控与预警技术研究矿井水文地质条件的动态预测方法研究矿井水文地质条件的动态预测方法研究煤矿水害防治技术面临的煤矿水害防治技术面临的热点研究问题热点研究问题矿区矿区(井井)水文地质条件综合勘探技术研究水文地质条件综合勘探技术研究本讲稿第二十三页,共五十九页矿井水文地质条件探查和分析技术要能够满足高矿井水文地质条件探查和分析技术要能够满足高产高效矿井建设与生产在时间与空间上的要求产高效矿井建设与生产在时间与空间上的要求矿井突水条件的监测与预警要具有实时性矿井突水条件的监测与预警要具有实时性目前矿井生产对水害防治技术的迫切要求目前矿井生产对水害防治技术的迫切要
13、求本讲稿第二十四页,共五十九页n(5 5)水文地质条件的探查方法)水文地质条件的探查方法主要包括主要包括:n物探物探n钻探钻探n化探化探n试验试验本讲稿第二十五页,共五十九页n物探方法物探方法主要依据介质的电性、弹性波、磁场主要依据介质的电性、弹性波、磁场强度、重力场的差异对不同介质及其界面进行强度、重力场的差异对不同介质及其界面进行判识,从而满足矿井防治水中对异常地质体的判识,从而满足矿井防治水中对异常地质体的探测要求。探测要求。本讲稿第二十六页,共五十九页n地地震震主主要要探探测测断断层层、陷陷落落柱柱,目目前前主主要要发发展二维地震和三维地震;展二维地震和三维地震;n电法电法含、导水异常
14、的探查,目前主要发展含、导水异常的探查,目前主要发展瞬变电磁法、直流电法、音频电透视、电测瞬变电磁法、直流电法、音频电透视、电测井;井;本讲稿第二十七页,共五十九页n物物探探方方法法具具有有大大范范围围、大大尺尺度度探探查查的的特特点点,但但其其局局限限性性在在于于难难以以克克服服多多解解性性的的缺缺陷陷,往往往需要通过钻探等其它手段来验证往需要通过钻探等其它手段来验证本讲稿第二十八页,共五十九页n钻钻探探方方法法是是通通过过钻钻探探工工程程了了解解地地层层的的结结构构特特点点、含含隔隔水水层层的的空空间间特特征征。钻钻探探方方法法是是各各种种试试验验方方法法赖赖以以实实施施的的基基础础,如如
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