不同条件下采空区积水情况分析
采空积水的防治
汇报人： 2024-01-04
目录
• 采空积水的基本概念 • 采空积水的原因及分析 • 采空积水的预防措施 • 采空积水的治理方法 • 案例分析与实践 • 未来展望与研究方向
01
采空积水的基本概念
采空积水的定义
01
采空积水是指在采煤过程中形成 的地下水体，通常位于矿井或采 空区的下方。
实时监测与预警系统
安装水位监测仪器
在矿区周围和矿井内部设置水位监测 仪器，实时监测地下水位变化情况， 及时发现异常情况。
建立预警系统
根据监测数据和历史数据，建立预警 系统，对可能发生采空积水的情况进 行预警，以便及时采取应对措施。
04
采空积水的治理方法
地面防水工程
地面防水工程是采空积水防治的重要措施之一，主要通过修 建防水堤、水坝等建筑物，拦截和导流地下水，防止采空区 积水进入矿坑。
03
建立采空积水防治信息共享平台，促进信息交流和资源共享，
提高防治工作效率。
加强国际合作与交流
参加国际学术会议
积极参加国际采空积水防治学术 会议，了解国际前沿动态，分享 中国经验。
合作开展技术研究
与国际先进技术团队合作，共同 开展采空积水防治技术研究，提 高中国在该领域的国际影响力。
引进国外先进技术
地下水位
地下水位的高低直接影响 采空积水的形成，水位高 时更容易形成积水。
水文地质条件
水文地质条件复杂的地区 ，地下水流动复杂，采空 积水形成的风险较高。
03
采空积水的预防措施
合理规划采矿区域
避免在易积水区域进行采矿活动
在采矿前应对矿区进行详细的地质勘查，了解地下水文条件，尽量避免在地下 水位较高或存在强含水层的区域进行采矿。
科兴米山煤业采空区积水分析及水害防治
各 采空 区及 采空 破 坏 区 预 测积 水 量 统 计 结果 见
表 ｌ 采空区及采空破坏 区预测积水量统计表
采空区
采 Ｉ
矿、 石桥 口煤矿、 米西煤矿、 泰鑫煤矿批准开采 ３号煤 层， 目前 均 已关闭 ， 煤矿兼 并 重组 整合 后 ， 井下 资 源归
属科兴米 山煤业 ， 目前井 田内有 采 空面积 １ ７ｋ ２ ． ｍ 。 ２
本 次整合的主体矿井米 山煤矿井下建有独立完 善的排水系统， 矿坑涌水采用一级排水 ， 具体如下 ： 井 下距 井 底 ６０ｍ设 主 水 仓 （ 量 ２０ｍ ） 副 ０ 容 ０ ３和 水仓 （ 容量 ２０ｍ ） ０ ３；主水泵房安装有 ３台 ３ — ８７ Ｄ Ａ ｘ
型水 泵 ， 两趟排 水管路 由中央水 泵 房经 巷道 及井 筒敷 设 至地 面工 业广 场排水 沟 ， 中一 趟 （０ ｌ ６０ｍ） 其 １０ｆ ｉ ８ ｍ， 钢管沿 主井敷 设 ，作 为 工作排 水管 ，一 趟 （０ ｍ， １０ｍ ７０ 钢管 沿风井 敷设 ， 为备 用排水 管 。 ２ ｍ） 作
小计
１２００ ９ ７ ４
５ ｌ ５ ｌ ５ ５
整合前各矿内 ３ 号煤层 中存在大面积的采空 区 和采空破坏区 ，采空区中原有生产巷道留有排水 出 口， 位置高于采空区的积水可 由排水 口自巷道导人水
仓后 集 中排 出 ， 但低 于排水 口凹处 的存 在积水 。
经估算 ， 号煤层 中采空区和采空破坏 区积水 面 ３ 积为 １ ７ ｍ ， ． ｚ ２ ｋ 积水量 ５ １ ５ ３ １ ５５ ， ｍ 故该矿在生产中仍 应坚 持 “ 测 预报 、 预 有掘 必探 、 先探 后 掘 、 治 后采 ” 先 的
Ｓ ＨＡＮ ＡＴ Ｒ Ｒ ＸＩＷ Ｅ ＥＳ ＵＲＣ ０ ＥＳ
G2-3101工作面采空区积水量说明
G2-3101工作面采空区积水量说明
一、概况
高头窑煤矿G2-3101工作面位于2-3煤大巷南翼，煤层倾角0～5°，平均煤厚3.1米。
该工作面2013年5月13日回采完毕。
二、G2-3101工作面采空区积水量估算
根据G2-3103工作面运输顺槽内密闭流水情况分析：G2-3101工作面采空区积水线位置在G2-3103工作面1500米附近。
根据采空区积水量计算公式计算该段积水范围内水量：
Q 积=K•M•F/cosα
Q 积采空积水区静储量，m3。
K 采空区充水系数，0.3-0.5。
M 采厚，m。
F 采空积水面积，m2。
α煤层倾角，（°）。
根据我矿煤层顶板岩性主要为泥岩、砂质泥岩，遇水膨胀，充水性相对较小，所以K值取0.3。
M取4.0米。
由于该段积水范围内煤层属于简单的单斜煤层所以该段采空积水面积等于该段采空区面积F值为115360m2。
该段积水范围长412米，高差6米，所以α取0.83°。
经计算对G3-1101工作面采空区内积水量约为
138445m3。
1502采空区积水探放设计分解
1502采空区积水探放水设计说明一、目的依据1504回风顺槽迎面左帮，距1502采空区留有12米的煤柱，1502采空区内有存积水。
对施工的1504回风槽掘进构成威胁。
为消除这一威胁，要求巷道在掘进过程中采用探放水方法，超前探明掘进工作面前方和左帮的水情，并根据水量、水压大小有控制地将水放出，而后再进行采掘作业，以保证安全生产。
二、概况（一）探放水工作面周围地质及水文地质情况概述1、积水范围1502采空区积水上线标高：+1427米，下线标高：+1381米。
东以1502切眼为界，西以1502停采线为界。
2、积水量由上积水范围得出1502采空区积水量为12629m3。
具体积水量计算如下：积水范围上为1502回风顺槽下帮，下为1502运输顺槽下帮，右为切眼，左为1410m水平。
平均煤厚2.3，倾角10°，平面积21630m2。
积水计算公式：Q采=αcos FMK⨯⨯（m3）；式中Q采——采空区积水量；K——采空区的充水系数，取值0.25；M——采空区的平均采高线或煤厚（m）；F——采空积水区的水平投影面积（m2）；——煤层倾角（°）；当K取0.25时，将上述参数代入公式得：12629m3。
3 水头高度1502采空区积水上界限为1410m标高，1502运输顺槽最低点底板标高为1381m，水头高度为29m。
4、积水水源积水水源为1502工作面采空区及顶、底板水。
5、出水量及正常涌水量1502采空区在原临时水仓密闭前留设反水槽，反水槽涌水量较小；在1502工作面回采过程中，1202采空区水已基本疏干，预计有较小的淋滴水。
（二）探放水方案、方法选择及依据探放1502采空区积水采取在煤巷中施工探放水工程，即在1504回风顺槽（风4号导线点）前20m处开始在里帮施工钻孔，按垂高每5米施工一个钻孔，进行打钻探放水（具体位置见附图），1504回风顺槽距原1502运输顺槽煤柱13m，在1504回风顺槽施工过程中，巷道里帮煤层干燥，未出现水珠及淋水现象。
井田范围内及周边矿井采空区位置和积水情况调查报告及安全技术措施
前言根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》和《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》(试行)的有关规定，我矿每季度结合本矿实际采掘布置情况，对矿井的水文地质、排水设施、涌水点情况、水源井、井筒、矿井采空积水、积气以及火区情况进行调查分析并提出了切实可行的安全技术措施。
对井田周边矿井（关闭或生产矿井）情况调查时充分利用查阅资料、图纸分析、走访调查等手段进行分析是否对我矿有威胁。
将调查结果形成书面报告，报告编写人、地测防治水科长、地测副总、矿总工程师、矿长签字后，存档备查。
并将调查结果标注在矿井充水性图和采掘工程平面图上。
井田范围内及周边矿井采空区位置和积水情况调查分析报告及安全技术措施一、基本概况山西柳林xxxxxx焦煤有限公司是山西xxxx焦煤集团有限公司所属的主体矿井之一，位于柳林县城东南方向，距县城***km的**村，行政区隶属于柳林镇。
柳（林）—石（楼）公路从井田内工业广场边通过，和1.5公里外的307国道连接。
工业广场距孝（义）—柳（林）铁路穆村站约3km，交通便利。
矿井井田面积*******平方公里，地理坐标：东经*********，北纬**********。
批准开采4-10号煤层，现开采4号、5号煤层。
生产能力120万吨/年。
为证照齐全有效的合法生产矿井。
二、矿井采掘布置情况目前，我矿采掘布置主要集中在轨道下山大巷北翼及南行人大巷以东。
矿井在4号煤层集中轨道下山北翼布置一个*****综采工作面；5号煤层三采区布置一个******综采工作面和两个掘进工作面。
三、水文地质简述1、水力性质井田边界为人为划定，地表大部被黄土覆盖，沟谷有上石盒子组零星出露。
井田地质构造简单，沿边界无自然河流及构造，采掘揭露的F1断层，落差约8m，近东西走向，东延伸到东边界，并且沿西南方向落差逐渐减小，并逐步消失。
因其落差小，不致沟通各含水层之间水力联系。
地表水系属黄河水系。
三川河是区内最大的一级黄河支流，它的上游是北川河、东川河和南川河，据井田以西的后大成水文站1956～1980年观测资料，三川河平均年径流量2.88亿m3，平均径流模数2.23L/s·km2，洪水期最大流量为2260m3/s。
东河煤矿采空区积水充水系数的浅析
东河煤矿2207采空区积水充水系数的浅析太原煤气化东河煤矿杨云锦，山西临汾，041207太原煤气化东河煤矿王艳龙，山西临汾，041207摘要：在矿井水害防治水，为了能够准确估算采空区积水，对有目的、有计划的对采空区积水进行疏放有着重要的实际意义，而对我矿在地测防治水方面需要解决的是：周边小窑采空区积水和我矿已经回采完的工作面，由于地势问题采空区积水大多积存在向斜构造的轴部，这些积水大多都是在因为在生产中随着回采使顶板冒落后上覆岩层中的含水层中的水随着裂隙渗入采空区中，而在其采空区两侧新布置工作面时，在掘进巷道生产过程中采空区中的积水会随着煤层顶底板渗入掘进巷道中，如果采空区中积水较多，且压力大时在掘进巷道时会带来危害，因此在防治水中我们应该对此采空区积水带来的安全隐患加以重视，因此设计探放水措施对其采空区积水进行疏放水，疏放前首先对采空区积水进行估算，而估算的准确与否，主要取决于采空区积水充水系数的选择，而采空去积水充水系数不同的地区有不同的数值，这就需要我们地质工作者在工作中通过实践予以测定。
1、引言在矿井生产中，现在透水事故频频发生，形势非常严重，而形成这种现状的原因主要是在煤矿安全生产中，没有把地测防治水的重要性和迫切性贯彻到具体生产实践中，再加上煤价不断攀升，在巨大利益驱使下非法超层越界开采等都是带来透水事故频频发生重要原因，同时给防治水工作带来很大难度。
为了深刻吸取我矿“ 2.24”透水事故的教训，在“有掘必探”的同时，必须对我矿开拓和掘进中遇到的已经回采的，充水性好具有形成老空区积水的向斜构造中，以及周边小窑充水性好形成的采空巷道和采空塌陷区等重点疑似区域进行疏放水，以保证矿井的安全生产；需要明确的是，安全技术并不能杜绝所有突水或透水事故的发生，它的作用只在于最大限度的防范，以及将受到突水或透水事故的影响降到最低，我矿制订了2209运输巷疏放2207工作面采空区积水设计，对疏放的采空区积水的水量进行监测，最后根据公式（Q总=KMF/COS A计算得出采空区积水充水系数。
煤矿采空区积水防治措施
煤矿采空区积水防治措施【摘要】煤矿经过开采后形成的空区容易形成积水，且严重影响煤矿开采安全。
本文详细阐述了煤矿采空区积水的成因、主要特征以及积水预测方法，并且针对空区积水的主要特征提出了有效的积水防治措施。
【关键词】煤矿;采空区积水;防治措施煤矿经过长时间的大量开采，容易出现许多的采空区，而且对其没有采取必要的措施，所以其中地势较低的采空区容易出现积水，积水的采空区严重威胁煤矿开采工程的安全。
1煤矿采空区积水的形成原因和主要特征（1）采空区积水的形成原因及来源。
随着煤矿开采时间的延长，相应的就会出现越来越多的采空区域，由于工程进度的原因，其周围往往还有很多其他的矿井。
经过相关的资料查询以及实际的工作经验积累，积水主要来源主要有以下几类：①地下水：有些煤矿所处地带的地下水资源丰富，容易造成采空区积水;②降水：有些煤矿所处区域降水量丰富，当雨季来临时出现大量且连续的降水，使得煤矿区域的水量加大，低洼区积水，从而造成采空区积水;③地质条件：有些煤矿区域的水文地质条件独特，采空区积水可能是第四系冲击含水层所致;④日常生活排水：煤矿周边区域居民日常生活用水排放，可能回流到煤矿采空区低洼处形成积水。
（2）煤矿采空区积水流入的通道。
经过煤矿采空区积水案例的研究，煤矿采空区积水流入通道主要有以下几类：①开采导致的裂缝：开采使得煤层顶板脱落，越来越多的裂缝形成，或者岩层的质地坚硬且脆，施工过程中导致裂缝不断地增多、加大，最后延伸至地表，使地表水流入到采空区;②地质运动导致出现断层：煤矿所处区域发生地质运动，岩层之间出现断裂，当实施开采工作时，地下水沿着断裂的岩层就流入到了煤矿采空区域;③钻孔没有完全封闭：煤矿开采工作实施过程中需要进行钻孔作业，钻孔本身没有问题，但是钻孔之后需要按照相关的标准进行钻孔的封堵，因为有的钻孔可能打通了与含水层之间的通路，如果不能及时的封闭这些钻孔，那么含水层中的水就会慢慢的渗入到采空区或者煤层，经过长时间的积累，形成了煤矿采空区积水。
煤矿采空区积水疏放措施
煤矿采空区积水疏放措施背景和意义煤矿采空区是指煤矿开采中所留下的空洞区域，随着采煤的进展，煤矿采空区的体积会逐渐增大。
在开采过程中，如果处理不当，煤矿采空区会给矿井安全生产带来极大的威胁，甚至可能引起矿井灾害。
煤矿采空区的一个突出问题，就是积水问题。
为了保证矿井的安全生产，煤矿必须采取适当的措施解决煤矿采空区积水问题。
这篇文章将介绍煤矿采空区积水疏放措施。
疏放措施1.自然疏放法自然疏放法是指通过自然地引流或渗漏来实现煤矿采空区的疏水。
这种方法需要选用地形落差较大，地下水位高的地段进行排汇，并通过对采空区域周边岩体的强化治理，利用岩层的分层结构和地质构造形成地下水自然向下流动的通道。
此方法具有成本低、维护简单、安全可靠的优点，但是受地质条件和天气等自然因素影响较大。
2.人工疏放法人工疏放法是指通过人工开挖疏管、挖防渗沟等手段来疏通、排放采空区的积水。
在人工疏放方法中，首先需要挑选适宜的放水区域，通过开挖、钻孔等手段在煤矿采空区域的高处，修建集水井、放水沟等排水设施，将采空区内的积水收集到集水井内，通过封闭式水封进行自流式放水，也可使用泵站将积水输送到地面对其进行集中处理。
此方法方式较为灵活，适用于不同地质条件和不同形状的采空区，但是施工和设备投入成本较高，要求施工人员具有一定的专业知识。
3.储煤废弃采空区技术对于已有储煤废弃采空区的煤矿，可以采用这种方法。
储煤废弃采空区技术是将高机能储煤和采空区治理有机结合，为积水处理提供空间。
通过煤矿采空区的深度挖掘充填和加固，形成废弃采空区储煤，利用储煤动态平衡原理达到储煤的效果，同时疏通排放采空区积水。
此方法可以节约土地资源，而且可以与煤层气开发相结合，可谓一举多得，但是需要高超的填筑技术和资金投入大。
结论在采煤过程中，必须对煤矿采空区积水问题进行妥善的处理，以确保矿井的安全生产。
根据煤矿所处地质背景、水文地质条件和煤层拱稳定性等方面的差异，选择适合自己煤矿的疏放措施是非常关键的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
采空区积水不规则分布对探放水工作的影响浅析
刘彦军张福雨
（龙煤鹤岗矿业公司兴山煤矿）
摘要：兴山煤矿近几年通过在探放水工作中的实际情况，发现采空区的积水不全是积存于原工作面最低点。
因为采空区顶板垮落，沉陷造成部分地点堵塞，水流不畅，不能自然流至最低点，在堵塞区域形成积水，这在某种程度上改变了探放水工作的传统观念。
关键词：防治水积水区分布针对性方案
1前言
兴山矿作为一个开采近百年的老矿井，井田范围内废弃井筒、巷道不计其数，露头的隔水煤柱已开采完毕，随开采延伸，区内采空区增多并形成积水区，并通过裂隙与地面导通。
兴山矿防治水工作的重点也是老空区积水的探放，但是在工作中我们逐渐发现，探放水钻孔的涌水量并不像我们预计的那样，施工至最低点的涌水量大，其他钻孔涌水量小。
而最近一次探放水施工的过程让我们证实了一些猜想：采空区的积水不一定全部积存于原工作面的最低点。
2采空区积水区域分析
2.1工作面最低点处积水
大多数的采空区积水均积存于原工作面的最低点，这是大家普遍认可的，是由水的流动性决定的。
尤其是单斜工作面的采空区积水基
本上全部积存于工作面的最低点。
这是因为单斜工作面顶板垮落较规范，而单斜工作面一般采取俯采的方法，顶板随工作面推进逐步垮落，直至停采线附近。
这样的垮落方式不会在工作面的其他部位形成堵塞，造成水流不畅，回采完毕后，水流自然流淌至最低点，如果没有出口则形成积水区。
这类积水区相对较好处理，目标明确，只要钻孔施工至最低点就可解除水患。
如中左27层施工时，在材料道对上覆22层采空区进行探放，上覆22层工作面总体上看是一个单斜工作面，最低点位置、标高清楚，前期已在机道施工了一阶段探放水钻孔，基本查清了采空区积水位置，所以最终方案只需向最低标高处施工探放水钻孔即可达到放水目的，解除水患。
中左27层对上覆22层采空区积水探放示意图
2.2工作面低洼处积水
受地质构造影响，工作面并不一定是单斜构造，比如受褶曲构造影响，在工作面内形成低洼点；受断裂构造影响在工作面内形成低洼点。
这些低洼点一般分布不规则，一般不在停采线附近，水流积存形成积水区，这类积水区也是我矿最常见的一种，也是我矿探放水工作的重点和难点。
这类积水区的探放需要挑选适合的地点，并且要求施工钻孔较高的精准度。
因为这类积水区很多均处于工作面内部，施工的探放水钻孔距离较长，增加了钻孔的施工难度。
如北部区前组30层回采工作面上方两带高度内存在27层、18层采空区，根据资料分析这两个采空区内均存在低洼点，由于低洼点所处位置原因，探放水钻孔长度将近200米，给施工带来极大难度，精度无法保证，工作量极大增加。
北部区前组30层探放水方案平面图但是在施工完探放水钻孔后出现了新的问题，根据探放水方案设
计与测斜结果综合分析，在探放18层采空区积水的几个有效钻孔中，钻至标高-1.7米的钻孔初始涌水量0.2立方米/小时，而钻至标高-0.7米的钻孔初始涌水量达到5立方米/小时。
这与我们预计的不同，经过我们仔细分析后得出初步结论是采空区顶板垮落和底板变形造成部分区域标高发生变化使积水区位置偏离原工作面最低点。
而在结合对三水平南二石门前组22层的探放水实例分析后，我们发现这两个区内存在低洼点的采空区积水竟然全部不在最低点（区内低洼点）。
但因为前组22层区内低点是由断层造成的，断层可能有导水效果，水流顺断层带导出未在低洼点造成积水。
2.3工作面不规则积水
这类采空区积水是最没有规律，也是最难处理的，以南一石门
30层上段探放水工作为例。
南一石门30层工作面采取分层开采，上部存在邻区二水平五石门30层采空区，在上段30层一分层掘进期间就开始对上部30层采空区进行探放水工作，当时均对原工作面最低点施工探放水钻孔。
二分层掘进期间重新对上部30层采空区进行探放水，方案设计仍是对采空区低点施工探放水验证钻孔，经测斜验证钻孔施工至设计位置，达到设计目的。
南一石门30层上段探放水钻孔平面图
但是随着二分层材料道施工，工作面出现淋水现象，当时分析水源可能为上覆29-3层采空区补给水通过裂隙带导入（上覆29-3层已进行探放水，经验证无积水区）。
材料道施工完毕后淋水现象一直持续，防治水人员观测到探放水钻孔出水量变小，经研究后对二分层探放水钻孔进行透孔，透孔后涌水量出现明显增大，但是材料道淋水未减小，根据淋水点位置我们补充施工了探放水钻孔，钻透时最大涌
水量达30立方米/小时（3号钻孔），其余钻孔涌水量也均在1立方米/小时以上。
补充探放水方案平面图
但是根据资料可知，这几个点在原采空区中均不是低点，而是处在一个下山巷道中，下山巷道的最低点就是我们上阶段进行探放的区域，那么为什么会在这几个区域形成积水呢？通过查找资料与咨询参与二水平五石门30层工作面施工的人员，我们发现了一些问题。
这几个点在平面上看是处在一条下山巷道内，理论上应该是一溜下坡，但是据测量及技术员回忆，这条下山中应该存在几个平台，并不是一溜下坡。
由于时间相隔较长，已不能确定平台的具体位置，但是应该就在这几淋水点对应的区域附近。
根据这一情况，结合采空区顶板垮落特点，我们猜测因该是在这些平台附近顶板垮落比较好，对平台上。