我国煤矿水害特点及防治新技术
煤矿防治水安全技术措施
6、清理井下排水沟、储水仓，保障水沟畅通，水仓达到应有容量。
(1)采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成为了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带与裂隙带遇到强含水层或者老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。若导水裂缝带高度到达地表，与地表的季节性河流、塌陷坑贯通，也会造成突水事故。
(2)采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔，穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防X措施不力，也会造成透水事故。
(2)断层水普通通道较远，补给较充分，多属“活水〞。水无涩味而发甜，如果在岩巷中遇到断层水，水呈黄色，有时在岩缝中可见到淤泥。
(3)含水层水普通都具有很高的压力，水量充足。水中无涩臭味，水色发黄，有泥沙流出。
(4)如是石灰岩溶洞中的积水涌出，水呈黄鱼或者灰色，有时带有臭味。
(5)地表水一旦涌人地下，其水量很大，破坏力极强。水中混有大量的泥沙，有时还会夹带许多动植物或者其他杂物。在普通情况下，水中无其他异味。
(2)如是老空水涌出，使所在地点的有毒有害气体浓度增高时，现场职工应即将佩戴好隔离式自救器或者压缩氧自救器在未确定所在地点的空气成份能否保证人员的生命安全时，禁止任何人随意摘掉自救器的口具和鼻夹。
2、迅速汇报
突水事故发生后，现场与附近地点工作的人员，在脱离危险后，应在可能的情况下迅速观察和判断突水的地点，涌水的程度，现场被困人员的情况等，并即将向矿井调度室报告，同时，应尽可能利用通知其他可能受到威胁区域的人员发出警报，与时通知撤离。
防治水综合安全技术措施
防治水综合安全技术措施煤矿水害是矿井五大灾害之一，往往造成突水淹井或淹没整个工作面的恶性事故。
根据矿井水的来源可分为地下水害、地表水害和老窑积水水害。
防治水是防止矿井水害事故发生，减小矿井正常涌水，降低煤炭生产成本，在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。
为防止水害事故给矿井的正常安全生产造成影响，特制定矿井防治水综合安全技术措施。
一、水文地质情况我公司矿区位于沁水盆地南缘低山丘陵区，水文地质单元属延河泉域中北部。
根据含水层岩性和地下水赋存特征，本区地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑盐类裂隙水、碎屑夹碳酸岩类岩溶裂隙水、和碳酸盐岩类岩溶水四种。
1、矿区水文地质条件矿区松散岩孔隙水含水岩组主要赋存于第四系上更新统地层，含水岩组一般厚为0-10米，富水性差，为透水而不含水层；碎屑岩类裂隙水、碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水，富水性弱；碳酸盐岩岩溶水在本区埋深较深，据山西煤田地质勘探144队，1996年提交的本矿地质报告，区域水位标高为450-560米，高于本矿现开采3#煤层底板标高79-122米，3#煤为带压开采，但奥陶系灰岩顶界至3#煤层间距为120余米，可起一定的隔水作用，构成3#煤底板突水危险性小，但该含水层富水性强，具不均匀性，开采过程中，若遇断层，在断裂连通导水的情况下，不排除有突水的可能，因此在开采过程中应坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。
本区与煤层开采有关的地下水类型主要有二叠系、石炭系碎屑及碳酸盐类岩溶水。
1)主要含水层①石炭系、二叠系岩裂隙含水层含水层主要为山西组K7砂岩和下石盒子组底部的K8砂岩。
K7砂岩为山西组与太原组的分界标志层，岩性以中细、中粗粒砂岩为主，局部为粉砂岩，具有近似垂直于层面的裂隙带。
据邻区抽水试验，单位涌水量为0.04-0.3L/S・m，水位标高567.12米，为弱富水含水层。
K8砂岩是山西组与下石盒子组分界标志层，岩性以中细粒岩为主，局部地段为粗砂岩，裂隙较发育。
煤矿水害及防治
根据水源不同，煤矿水害可分为地下水害和地面水害两种。 地下水害是指来自煤层上方和下方的地下水涌入矿井，地面 水害是指来自地面河流、湖泊、水库等的水流入矿井。
煤矿水害的危害性
人员伤亡
煤矿水害发生时，往往会造成人 员伤亡，尤其是地下水害，由于 没有明显的预警，人员往往来不 及躲避，导致淹溺等事故发生。
发现并解决潜在的水害风险。
完善水害治理方案
02
根据排查结果，制定或完善水害治理方案，明确治理目标、措
施和责任人。
落实治理措施
03
按照治理方案，逐一落实各项治理措施，确保水害得到有效治
理。
水害应急预案的制定与实施
编制应急预案
结合矿区实际情况，编制水害应急预案，明确应 急响应流程、职责和措施。
宣传与培训
地面积水对水害的影响
地面积水是指在煤矿地表低洼处积累的雨水、雪水等。这些积水通常与地下水存 在一定的联系，可能通过地表裂隙或松散岩土层进入矿井。地面积水的存在不仅 增加了矿井内的湿度和压力，还可能引发地面塌陷等次生灾害。
03
煤矿水害预防措施
建立健全防治水工作体系
1 2
建立完善的管理制度
制定有关防治水工作的规章制度，明确责任分 工，确保防治水工作的有效实施。
建立专业的技术团队
加强防治水技术人员的培训和引进，提高技术 团队的综合素质和业务能力。
3
开展水害风险评估
对矿区的水害风险进行评估，制定相应的防范 措施，确保矿区安全。
加强水文地质勘探与观测
做好水文地质勘探工作
对矿区的水文地质条件进行详细勘探，了解地下水的分布、 水量、水位等信息。
加强水文地质资料收集与分析
案例二：某矿井水害治理的成功经验
2024年努力防治煤矿水害(三篇)
2024年努力防治煤矿水害防治煤矿水害的十六字原则针对我国煤矿水文地质复杂和煤矿水害事故频发的实际情况，国家煤矿安全监察局在认真总结各方面教训、归纳提炼各地成功经验、组织专家广泛论证基础上，提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。
“十六字”原则和“五项”措施体现了我们对煤矿水害防治规律性认识的深化，具有十分重要的现实意义。
第一，“十六字”原则科学地概括了水害治理的基本程序水害防治是有规律可循的，水害事故也是可以避免的。
多年来，有关科研机构与煤矿企业密切配合，对水害的突水机理、探查技术、预测预报、预防措施等方面进行了深入的研究和科技攻关，初步掌握了其中的规律，“十六字”原则就是对这一规律的总结和概括。
“预测预报”是水害防治的基础，要在查清矿井水文地质条件的基础上，对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行分析，提出预防处理水害的措施。
“有疑必探”、“先探后掘”是水害防治的关键，在“预测预报”工作的基础上，分析可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明水害隐患，提出水文地质分析报告，确保井下采掘安全。
“先治后采”是水害防治的最终目标，对排查的水害隐患，必须先治理后开采。
第二，“十六字”原则是煤矿企业防治水实践经验的总结我国的大水矿区如肥城、开滦、焦作等多年来一直注重煤矿水害隐患的排查，加大防治水资金投入，对煤层底板含水层进行注浆加固改造、变强含水层为弱含水层或隔水层，已连续多年未发生淹井伤亡事故。
特别是河南省焦作煤业集团，自xx年以来，坚持“预测预报、有疑必探、有掘必探、先探后掘、先治后采”，合理留设各类防水煤（岩）柱，对煤层底板先注浆加固后开采，连续20年未发生大的突水事故和淹井事故。
这些典型经验充分说明，不管水害多么严重，只要尊重科学规律，坚持“十六字”原则，真正把工作做实、做到位，就一定能够防范煤矿重特大水害事故。
煤矿老空水防治
24
探放老空水的技术途径与原则： 1．查明老空区积水情况。 2．探放老空积水。 3、探放水施工与掘进工作的安全措施制定 4、防排水设施，如水闸门、水闸墙等的设计以及水仓、水泵、
1 地表水体 大气降水
种类2 河流
种类3
补给通 道
湖泊 地裂缝
2 采空区周围 地下含水层 储导水断裂带
地裂缝
3
临近的其它 老窑水体
新采空区
老采空区
地裂缝
4 共同补给源
地表水
采空区周围的 含水层等
地裂缝
10
特点2: 地表地形条件复杂
省
煤田面 积（km2）
地点
煤系地层
赋存环境（地形）
河 北 省
70013“国家煤矿安监局科技装备司” 普查 报告，仅2005年以来，累计取缔非法生产煤 矿、非法采煤窝点5.4万处次，关闭各类小煤 矿1.6万余处。
随着兼并重组力度的加大，遗留了大量未有 效处置的采空区。
18
三、老空水防治的技术途径与方法
《煤矿安全规程》从制度、人员、装备以及防治水规划、 矿井水文地质类型划分、水文地质条件勘探等方面做了具体的 规定，明确提出了探放老空水的技术要求和技术方法。
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瑞瑞瑞
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煤矿开采的水文地质特征与水害防治
演练应模拟真实场景，注重实战 效果，并对应急预案进行检验。
开展水害防治培训，提高员工对 水文地质特征和水害防治知识的
了解和掌握。
05 水害防治管理措施
水害防治责任制
建立水害防治工作责任制，明确各级 管理人员和工作人员的职责，确保水 害防治工作的有效实施。
制定水害防治工作计划和方案，明确 工作目标、任务和措施，确保水害防 治工作的有序开展。
突水具有突发性强、来势迅猛、难以预测等特点，容易造成人员伤亡和财产损失。
底板突水
总结词
底板突水是由于地下水或采空区积水通过底板裂隙或薄弱层，突破底板防水层而进入矿坑的现象。
详细描述
底板突水通常发生在矿坑开采过程中，由于地下水位较高或采空区积水过多，当矿层被采动后，底板 承受的压力超过其极限承载能力，导致底板裂隙或薄弱层扩张，水通过防水层薄弱处进入矿坑。底板 突水具有较大的破坏性，容易造成矿坑淹没和人员伤亡。
03 水害防治技术
超前探放水
目的
注意事项
通过超前探放水，了解工作面前方的 水文地质情况，为后续开采提供安全 保障。
应遵循“预测预报、有疑必探、先探 后掘、先治后采”的原则，确保工作 面的安全。
方法
利用钻孔、物探等手段，在工作面前 方一定范围内进行超前探测，了解含 水层、导水通道等水文地质特征。
注浆加固
水害监测监控系统
建立完善的水害监测监控系统，对矿 区的水文地质条件、地下水动态、矿 井涌水等进行实时监测和监控。
对监测数据进行分析和处理，及时发 现异常情况，采取有效措施进行处置 ，防止水害事故的发生。
水害防治科技创新
加强水害防治科技创新，研究开发新技术、新方法和新设备 ，提高水害防治工作的科技含量和水平。
煤矿水害防治新技术与新装备-董书宁
过程治理 局部治理 井下治理 措施防范 治水为主
源头预防 区域治理
井上下治理
工程治理 治保结合
三专： 专业人员 专门队伍 专用设备
两探： 物探 钻探 一撤： 撤人
“五个转变”
“三专两探一撤”
2.煤矿水害防治技术概述
水害防治 技术
水害预防 技术
水灾治理 技术
10
2.煤矿水害防治技术概述
水害预防技术
（1）物探技术
地面发射，孔 中接收
可探查钻孔周 围30~50m范围 内含水异常体
信号衰减小 抗干扰能力强 空间定位准
地-孔瞬变电磁法
3.煤矿水害预防新技术与新装备 1）水患探测探查技术
（2）钻探技术
近水平定向钻探技术(探水、注浆)
地面大口径钻探技术（救援）
3.煤矿水害预防新技术与新装备 1）水患探测探查技术
（1）物探技术
常用的煤矿物探技术包括弹性波技术和电磁波技术两大类。
弹性波技术
电磁波技术
根据不同地层的物性 差异，探测地层厚度变化 及地质构造等。
常规三维地震 高密度全数字三维地震 槽波 瑞利波 微震 ……
根据不同介质的电阻率 差异，探查地层富水性。
瞬变电磁法 直流电法 高密度电法 音频电透视 坑透 ……
回风巷道
高家堡41103工作面
断层
3.透射槽波探测：
工作面形成后，探测工作面内部透射距离600m
回风巷道
葫芦素21102 赵庄5312
刘桥一陷矿落41柱7 运输巷道
陷落断柱层煤厚变薄带 断层 煤厚变薄带
3.煤矿水害预防新技术与新装备 1）水患探测探查技术
（1）物探技术
三维音频电透视法
采用音频发射、等频接收技术，抗干扰能力强，透视距离 为400m左右
矿山水害及其防治技术范文
矿山水害及其防治技术范文随着矿山开采规模的不断扩大和人们对矿产资源需求的增加，矿山水害问题也日益突出。
矿山水害是指矿山地下水在矿井中蓄积和涌入，对矿山开采工作造成威胁或影响的现象。
矿山水害不仅给矿山的安全生产带来威胁，还会对周围环境造成严重的污染。
因此，矿山水害的防治技术是矿山安全生产的重要环节。
矿山水害的成因主要有矿井地下水涌入、矿体渗水及地下水外溢等。
在矿山开采过程中，由于地下水位的升高以及矿体的渗透性，地下水会通过渗流途径涌入矿井中，导致矿井水位急剧上升。
当矿井水位超过一定的高度时，就会引发矿山水害。
此外，当地下水位超过地面，或者降雨过多、排水不畅等情况下，地下水会发生外溢，形成地表水害。
针对矿山水害问题，矿山防治技术可以从减少地下水涌入、加强矿体防渗和提高水的排泄能力等方面进行防治。
首先，可以采取地下水涌入降水技术。
通过钻孔、封堵隔水层、降低矿井排水水位等措施，减少地下水涌入矿井的数量和速度，降低矿井水位，从而减少矿山水害的发生。
此外，可以采取矿体防渗技术，包括矿体护壁、停采堰塞体、封闭停采矿井等措施，阻止地下水渗透到矿井中，避免矿山水害的产生。
同时，要加强矿山排水系统的建设，提高排泄水的能力，确保矿井内外的水位平衡，避免矿山水害的发生。
除了以上的技术措施外，还可以采用现代科技手段来预测和预防矿山水害的发生。
基于遥感技术和地理信息系统等手段，可以实时监测和分析矿山地下水位、水质及渗流方向等变化，提前预警矿山水害的发生，及时采取相应的应急措施。
例如，利用电测法、超声波检测法等技术手段，可以对矿井地下水位进行实时监测，及时发现地下水涌入和水位异常上升的情况，以便及时采取排水和降水措施，避免矿山水害的发生。
总之，矿山水害是矿山开采工作中面临的一个重要问题，对矿山的安全生产和环境保护都有着重要的影响。
通过采取地下水涌入降水技术、矿体防渗技术、加强排水系统建设及利用现代科技手段等措施，可以有效预防和控制矿山水害的发生。
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1）应急救援
地面大口径钻探技术
救援提升装备
美国雪姆钻机
救援提升装备的特点:
● 集救援舱和提升设备于一体 ● 车载式快速救援装备，机动灵活性好，响应速度快 ● 安全性和可靠性高、功能齐全
救援舱
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.2 灾后治理技术
2）探查测试
物探技术
• 三维地震 • 直流电法 • 瞬变电磁法 • 高密度电法
探测成果
探测现场
2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
1）探测探查—物探
（2）小窑老空水范围电法造影技术
类似于医学中血管造影技术
可用于估算老空充水范围
煤矿充水巷道
血管造影
（3）煤矿井下槽波地震勘探技术 传播距离远、能量强 、波形特征易于识别 可用于探测煤层内异 常体
2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
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煤矿水害防治技术与装备新进展
2
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展
水害预防技术
水害防治 技术
灾后治理技术
探测探查 模拟实验 预测预报 超前治理
应急救援 探测探查 快速复矿 根治水患
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
1）探测探查—物探
（1）高密度全数字三维地震技术 覆盖次数高、采集面元小 数字检波、数字传输、数字记录 高保真度、高分辨率、高信噪比 最大程度地提高地震勘探精度
连续电法系统
t t4 3t t2
1 监测富水性变 化-监测是否已 出现富水异常
微震系统
光纤传感器系统(应变、
-60
水温、水压)
-70
-60
-80
-70
-90
-80
-90
监测岩石破裂过 程-监测导水通道
是否已形成
监测岩层变形，地下水
水压、水温的指标变化 -监测水源是否导升
底板水害监测预警系统
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
2）模拟实验
离层透水二维模拟实验
陷落柱突水三维模拟实验
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
3）预测预报—微震监测 微震动态监测 顶板“三带” 底板“三带” 断层破碎带 …………
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
3）预测预报—监控预警
应用： 冀中 能源 集团 葛泉 煤矿
4）超前治理—底板水害超前治理 井下定向钻进及注浆改造（加固）底板含（隔）水层
特点：
无效孔段短，盲区小 井下巷道中布置钻场， 在注浆层位埋深较大时 ，优先考虑该项技术
应用：
焦作赵固一矿、韩城桑 树坪矿等
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
4）超前治理—底板水害超前治理
特点：
地面超前区域注浆改造底板灰岩含水层
钻探技术 • 定向钻进技术
• 分支钻进技术
化探技术 • 水质快速判别
• 示踪试验
参数测试
• 钻孔取芯 • 岩石物理力学测试 • 原位地应力测试
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.2 灾后治理技术
3）快速复矿（封堵巷道）
动水大通道突水钻孔控制注浆封堵技术
动水大通道突水钻孔控 制注浆封堵技术是一种 新的利用钻孔进行突水 通道封堵技术，可实现 携袋钻进、双液注浆、 孔底混合、袋内固结， 抛袋分离（保浆袋注浆 ）。在水量较大、水流 较快时，这种方法不但 可以快速封堵巷道，而 且可以节省大量的浆液
我国煤矿水害特点及防治新技术
1
汇报提纲
1 我国煤矿水害的特点 2 煤矿水害防治技术与装备新进展 3 煤矿水害防治工作存在的问题 4 煤矿水害防治技术发展趋势 5 顺层孔区域治理水害技术重点工程实例
2
我国煤矿水害的特点
1
3
1.我国煤矿水害的特点
1.1 水害事故现状
煤矿水害是与瓦斯和粉尘爆炸、煤与瓦 斯突出、顶板冒落、火灾并列的五大灾 害之一
220m
引进美国技术装备，原用于石油部门 径向射流造孔速度快（灰岩中100m仅需 要10多分钟），与注浆工程衔接良好。 在冀中能源集团邢台矿开展示范工程。
18
2.煤矿水害防治技术与治理 地面径向射流造孔注浆改造灰岩含水层
19
2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.2 灾后治理技术
1）探测探查—钻探
近水平定向钻探技术(探水、注浆)
地面大口径钻探技术
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
1）探测探查—化探
水质全分析 同位素分析 连通试验 突水水源快速识别系统
矿井充水水源快速识别仪
车载移动水化学实验室
车载离子色谱仪
12
2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
东北侏罗纪 煤田裂隙水
水害区
3
阴山构造带
贺 兰 山 构
秦岭 造
带
川 滇 构 造 带
1
构造带
2
华南晚二叠 世煤田岩溶 水水害区
6
台湾古近纪煤 田裂隙孔隙水
水害区5
1.我国煤矿水害的特点
1.3 煤矿水害主要类型
按水源划分
地表水害 地下水害 (顶板、底板） 老空水害
按通道划分
天然通道： 导水裂隙引发水害 导水断层引发水害 导水陷落柱引发水害 岩溶塌洞引发水害 人为通道： 顶板三带引发水害 底板三带引发水害 防水煤岩柱失效引发水害 封闭不良钻孔引发水害 扰动裂隙或断层引发水害
地面施工定向分支钻孔，地 面注浆，实现了超前、区域 治理水患 一主孔，多分支 可适用于高硬度、高水压地 层钻进
注浆材料：水泥、粉煤灰等
应用：
峰峰九龙矿、淮北朱庄矿
120° 110m
2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.1 水害预防技术
4）超前治理—底板水害超前治理 地面径向射流造孔注浆改造灰岩含水层
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2.煤矿水害防治技术与装备新进展 2.2 灾后治理技术
4）根治水患（封堵水源通道）
导水陷落柱水泥-骨料反过滤快速封堵技术
垂直钻孔注粗颗 粒骨料
定向钻孔注水泥 浆液
骨料和水泥浆液 在陷落柱体内相 向混合固结
23
3 我国煤矿水害防治工作存在的问题
24
3.我国煤矿水害防治工作存在的问题
尽管近年来水害事故数量及死亡人数总 体呈下降趋势，但水害形势依然严峻
近5年煤矿重大以上灾害事故分布情况
2000～2014年煤矿水害事故起数与死亡人数统计图
4
1.我国煤矿水害的特点
1.2 水害分区特征
西北侏罗纪煤田 裂隙水水害区
4
昆仑
5
西藏滇西中生 代煤田裂隙水
水害区
华北石炭二叠 纪煤田岩溶裂 隙水水害区