一、地面水防治技術(shù) 1. 慎重選擇井筒位置 井口（平硐口）和工業(yè)廣場內(nèi)主要建筑物的標(biāo)高應(yīng)在當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位以上。 2．河流改道 在礦井范圍內(nèi)有常年性河流流過且與礦井充水含水層直接相連,或河水滲漏是礦井的主要充水水源時，可在河流進(jìn)入礦區(qū)的上游地段筑水壩，將河流截斷，用人工另修河道使河水遠(yuǎn)離礦區(qū)。 3．鋪整河底 礦區(qū)內(nèi)有流水沿河床或溝底裂縫滲入井下時，則可在滲漏地段用粘土、料石或水泥鋪墊河底，防止或減少滲漏。 4．填堵通道 礦區(qū)范圍內(nèi)，因采掘活動引起地面沉降、開裂、塌陷而形成的礦井進(jìn)水通道，應(yīng)用粘土、水泥或凝膠予以填堵。 5．挖溝排（截）洪 地處山麓或山前平原區(qū)的礦井，因山洪或潛水流滲入井下構(gòu)成水害隱患或增大礦井排水量，可在井田上方垂直來水方向布置排洪溝、渠，攔截、引流洪水，使其繞過礦區(qū)。 6．排除積水 有些礦區(qū)開采后引起地表沉降與塌陷，長年積水，且隨開采面積增大，塌陷區(qū)范圍越廣，積水越多。此時可將積水排掉，造地復(fù)田，消除水害隱患。 7．加強(qiáng)雨季前的防汛工作 做好雨季防汛準(zhǔn)備和檢查工作是減少礦井水災(zāi)的重要措施。 二、井下防治水技術(shù) 礦井防治水可歸納為“查、探、放、排、堵、截”六個字。 （一）做好礦井水文觀測與水文地質(zhì)工作 1．做好水文觀測工作 （1）收集地面氣象、降水量與河流水文資料（流速、流量、水位、枯水期、洪水期）；查明地表水體的分布、水量和補(bǔ)給、排泄條件；查明洪水泛濫對礦區(qū)、工業(yè)廣場及居民點(diǎn)的影響程度。 （2）通過探水鉆孔和水文地質(zhì)觀測孔、觀測各種水源的水壓、水位和水量的變化規(guī)律，分析水質(zhì)等。 （3）觀測礦井涌水量及季節(jié)性變化規(guī)律等。 2．做好礦井水文地質(zhì)工作 查明礦井水源和可能涌水的通道，為防治水提供依據(jù)。為此必須： （1）掌握沖擊層的厚度和組成，各分層的透水、含水性； （2）掌握斷層和裂隙的位置，錯動距離，延伸長度，破碎帶范圍及其含水和導(dǎo)水性能； （3）掌握含水層與隔水層數(shù)量、位置、厚度、巖性，各含水層的涌水量、水壓、滲透性、補(bǔ)給排泄條件及其到開采礦層的距離，勘探鉆孔的填實(shí)狀況及其透水性能； （4）調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開采范圍、采空區(qū)的積水及分布狀況，觀測因回采而造成的塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度及采動對涌水量的影響； （5）在采掘工程平面圖上繪制和標(biāo)注井巷出水點(diǎn)的位置及水量，老窯積水范圍、標(biāo)高和積水量，水淹區(qū)域及探水線的位置。探水線位置的確定必須報礦總工程師批準(zhǔn)。采掘到探水線位置時，必須探水前進(jìn)。 （二）井下探水 井下探放水是防止水害的重要手段之一，“有疑必探，先探后掘”是防止井下水害的基本原則。 1．探水起點(diǎn)的確定 為了保證采掘工作和人身安全，防止誤穿積水區(qū)，在距積水區(qū)一定距離劃定一條線作為探水的起點(diǎn)，此線即為探水線。通常將積水及附近區(qū)域劃分為三條線，即積水線、探水線和警戒線，并標(biāo)注在采掘工程圖上，如 4-2-1所示。

（1）積水線。即積水區(qū)范圍線，在此線上應(yīng)標(biāo)注水位標(biāo)高、積水量等實(shí)際資料。 （2）探水線。應(yīng)根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件及其資料的可靠程度、采空區(qū)和巷道受礦山壓力破壞等因素確定。進(jìn)入此線后必須進(jìn)行超前探水、邊探邊掘。 （3）警戒線。是從探水線再向外推50～120m 計為警戒線，一般用紅色表示。進(jìn)入警戒線時，就應(yīng)注意積水的威脅。要注意工作面有無異常變化，如有透水征兆，應(yīng)提前探放水，如無異?，F(xiàn)象可繼續(xù)掘進(jìn)，巷道達(dá)到探水線時，作為正式探水的起點(diǎn)。 2．探水鉆孔的布置方式

l）探水鉆孔的主要參數(shù)確定 探水鉆孔的主要參數(shù)有超前距、幫距、密度和允許掘進(jìn)距離。 （1）超前距。探水時從探水線開始向前方打鉆孔，在超前探水時，鉆孔很少一次就能打到老空積水，常是探水一掘進(jìn)一再探水一再掘進(jìn)，循環(huán)進(jìn)行。而探水鉆孔終孔位置應(yīng)始終超前掘進(jìn)工作面一段距離，該段距離稱超前距。如圖 4-2-2所示。

（2）允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水證實(shí)無水害威脅，可安全掘進(jìn)的長度稱允許掘進(jìn)距離。 （3）幫距。為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離。其值應(yīng)與超前距相同，即幫距一般取20m ，有時幫距可比超前距小1～2 m。 （4）鉆孔密度（孔間距）。它指允許掘進(jìn)距離終點(diǎn)橫剖面上，探水鉆孔之間的間距。 2）探水孔布置方式 （1）扇形布置。巷道處于三面受水威脅的地段，要進(jìn)行搜索性探放老空積水，其探水鉆孔多按扇形布置，如圖4-2-3所示。 （2）半扇形布置。對于積水區(qū)肯定是在巷道一側(cè)的探水地區(qū)，其探水鉆孔可按半扇形布置，如圖圖 4-2-4所示。 3．探水與掘進(jìn)之間的配合

（1）雙巷配合掘進(jìn)交叉探水。當(dāng)掘進(jìn)上山時，如果上方有積水區(qū)存在，巷道受水威脅，一般多采用雙巷掘進(jìn)交叉探水，如圖 4-2-5所示。

（2）雙巷掘進(jìn)單巷超前探水。在傾斜煤層中沿走向掘進(jìn)平巷時，一般是用上方巷道超前探水，探水鉆孔呈扇形布置， （3）平巷與上山配合探水。如圖 4-2-6所示。

（4）隔離式探水。如巷道掘進(jìn)前方的水量大、水壓高、煤層松軟和裂隙發(fā)育時，直接探水很不安全，需要采取隔離方式進(jìn)行探水。在掘進(jìn)石門時，可從石門中探放積水，如圖4-3-7（a）所示，或在巷道掘進(jìn)工作面預(yù)先砌筑隔水墻，在墻外探水，如圖4-3-7（b）所示。

4．探水鉆孔的安全裝置 在探放水工作中，在水量和水壓不大時，積水可通過鉆孔直接放出，但在探放水量和水壓都很大的積水區(qū)（包括其它水源）時，為了確保安全，做到有計劃地放水并取得放水資料，必須在孔口裝置安全套管閥門，如圖 4-2-8所示。 5．探放水作業(yè)安全要點(diǎn)

（1）加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支架，背好頂幫，在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板，并清理巷道浮煤，挖好排水溝； （2）在打鉆地點(diǎn)或其附近安設(shè)專用電話，探水地點(diǎn)要與相鄰地區(qū)的工作地點(diǎn)保持聯(lián)系，一旦出水要馬上通知受水害威脅地區(qū)的工作人員撤到安全地點(diǎn)。若不能保證相鄰地區(qū)工作人員的安全，可以暫時停止受威脅地區(qū)的工作； （3）確定主要探水鉆孔的位置時，應(yīng)由測量和負(fù)責(zé)探水人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔方位、角度、鉆孔數(shù)目以及鉆進(jìn)深度； （4）打鉆探水時，要時刻觀察鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)煤層疏松，鉆桿推進(jìn)突然感到輕松，或順著鉆桿有水流出來（超過供水量），都要特別注意。這些都是接近或鉆入積水地點(diǎn)的征兆。 （5）鉆眼內(nèi)水壓過大時，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，必要時還應(yīng)在巖石堅固地點(diǎn)砌筑防水墻，然后方可打開鉆眼放水； （三）疏放排水

1．疏放含水層水 1）地面打鉆抽水 （1）環(huán)狀孔群。如圖 4-2-9所示。 （2）排狀孔群。如圖4-2-10所示。

2）巷道疏水 （1）疏放頂板含水層 如果煤層直接頂板為水量和水壓不大的含水層，常把采區(qū)巷道或采煤工作面的準(zhǔn)備巷道提前開拓出來，利用“采準(zhǔn)”巷道預(yù)先疏放頂板含水層水（圖 4-2-11）。

（2）疏放底板含水層 當(dāng)煤層的直接底板是強(qiáng)充水含水層時，可考慮將巷道布置在底板中，利用巷道直接疏放底板水。如湖南煤炭壩某礦，開采龍?zhí)督M的下層煤，底板為茅口灰?guī)r，它和煤層之間夾有很薄的粘土巖隔水層，原來將運(yùn)輸巷道布置在煤層中，由于水量和水壓都較大，所以巷道難以維護(hù)。如圖 4-2-12所示。 3）井下鉆孔疏水

（1）疏放煤層頂板水

A．在巷道中每隔一定距離向頂板打鉆孔，使頂板水逐漸泄入巷道，通過排水溝向外排出。 B．在巷道中群孔放水。為了防止井下突然涌水，創(chuàng)造良好的作業(yè)條件，必須對煤層頂板水進(jìn)行大面積疏干，在巷道內(nèi)布置一系列群孔疏排地下水，如圖 4-2-13所示。 C．立井泄放孔。建井期間，如有一個井筒已到底，并開鑿了車場、硐室，有一定的排水能力，另一井筒尚在掘進(jìn)，涌水量大、施工困難，這時可從掘進(jìn)中的井筒向下打泄放鉆孔穿透已掘井筒的井底銅室，進(jìn)行泄放。如圖 4-2-14所示。 （2）疏放煤層底板水 2．疏放老空水 （1）直接放水。當(dāng)水量不大，不超過礦井排水能力時，可利用探水鉆孔直接放水。 （2）先堵后放。當(dāng)老空區(qū)與溶洞水或其它巨大水源有聯(lián)系，動力儲量很大，一時排不完或不可能排完，這時應(yīng)先堵住出水點(diǎn)，然后排放積水。 （3）先放后堵。如老空水或被淹井巷雖有補(bǔ)給水源，但補(bǔ)給量不大，或在一定季節(jié)沒有補(bǔ)給。在這種情況下，應(yīng)選擇時機(jī)先行排水，然后進(jìn)行堵漏、防漏施工。 （4）用煤柱或構(gòu)筑物暫先隔離。如果水量過大，或水質(zhì)很壞，腐蝕排水設(shè)備，這時應(yīng)暫先隔離，做好排水準(zhǔn)備工作后再排放；如果防水會引起塌陷，影響上部的重要建筑物或設(shè)施時，應(yīng)留設(shè)防水煤柱永久隔離。 3．疏放水時的安全注意事項 （1）探到水源后，在水量不大時，一般可用探水鉆孔放水；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。 （2）放水前應(yīng)進(jìn)行放水量、水壓及煤層透水性試驗(yàn)，并根據(jù)排水設(shè)備能力及水倉容量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性。 （3）放水過程中隨時注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無有害氣體涌出，有無特殊聲響等，發(fā)現(xiàn)異狀應(yīng)及時采取措施并報告調(diào)度室。 （4）事先定出人員撤退路線，沿途要有良好的照明，保證路線暢通。 （5）為防止高壓水和碎石噴射或?qū)@具壓出傷人，在水壓過大時，鉆進(jìn)過程應(yīng)采用反壓和防噴裝置，并用擋板背緊工作面以防止套管和煤（巖）壁突然鼓出，擋板后面要加設(shè)頂柱和木垛，必要時還應(yīng)在頂、底板堅固地點(diǎn)砌筑防水墻，然后才可放水。 （6）排除井筒和下山的積水前，必須有礦山救護(hù)隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，要停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，采取通風(fēng)措施沖淡有害氣體。 （四）截水 1．防水煤（巖）柱的留設(shè) 目前，在煤礦生產(chǎn)中確定防水煤柱尺寸，主要采用以下方法： 1）經(jīng)驗(yàn)比擬法 此法在目前使用廣泛。即根據(jù)不同情況。選用水文地質(zhì)條件相似的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為設(shè)計防水煤柱的尺寸。 （1）當(dāng)煤層露頭直接被疏松含水層掩蓋時，根據(jù)華北地區(qū)一些煤礦的經(jīng)驗(yàn)，沖積層下急傾斜煤層，應(yīng)留煤柱一般為 80 m，如圖4-2-17a所示；

（2）煤層受斷層切割直接與充水強(qiáng)含水層接觸時，安全防水煤柱寬度應(yīng)不小于 20 米，如圖 4-2-17b 所示； （3）當(dāng)煤層因受逆斷層切割而被強(qiáng)含水層掩蓋時，留設(shè)煤柱應(yīng)考慮煤層開采后的塌陷裂隙，最好不要波及到上部的強(qiáng)含水層，如掩蓋寬度為 L 米，其斷層下盤防水煤柱的寬度要大于 L 米，如圖 4-2-17c所示； （4）當(dāng)巷道接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r，應(yīng)留設(shè) 30—40 m防水煤柱，如圖4-2-17d 所示。 2）分析計算法 （1）煤層直接和強(qiáng)含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬酉嘟佑|（圖 4-2-17b 、d），煤層頂?shù)装鍘r層無突水可能，即防水煤柱主要是順層受壓時，常用以下公式計算煤柱寬度（僅考慮抵抗水壓力）：

（2）低角度斷層使煤層底板巖層與強(qiáng)含水層接觸，如圖 4-2-18所示。在這種情況下，應(yīng)按以下方法計算防水煤柱的尺寸：

第一步，先按煤柱本身不因順層水壓而遭受破壞的情況，計算所需煤柱寬度B_C ，B_C值應(yīng)用（4-2-1）式求得。式中的P 即為圖 4-3-18中的H₁ , H₁是B點(diǎn)的實(shí)際水頭壓力。 第二步，再用煤層底板巖層不發(fā)生突水這一條件來校核煤柱寬度B_C值是否安全。其方法是：從煤柱端點(diǎn) A 作斷層的垂線，與斷層面交于C點(diǎn)，令。然后，用以下公式計算 C 點(diǎn)的安全水頭壓力 H_安 ：

（3）頂?shù)装甯羲畬踊驍鄬訋Ц羲畬用褐鶎挾鹊拇_定
第一步：確定最小安全巖柱厚度(最小垂直距離 ，如圖4-2-19 所示)t可按下式計算：

第二步：當(dāng)計算的安全厚度t小于實(shí)際隔水層厚度時，可不留防水煤柱；否則需按巖柱厚度t、裂隙帶高度h 和巖層移動角β初步定出的煤柱寬度，具體分如圖4-2-19所示的4種情況。

第三步：當(dāng)按巖柱厚度t、裂隙帶高度h 和巖層移動角β所定出的煤柱寬度與按煤柱強(qiáng)度算出的煤柱寬度不等時，取其大者。

2．水閘墻（防水墻） 水閘墻的構(gòu)造如圖4-2-20所示（縱剖而圖）。為了支撐水壓，在巷道頂?shù)装搴蛡?cè)壁開鑿截口槽 1 ，墻上安有放水管 3 和水壓表 2 ，放水管用柵欄 4 加以保護(hù)，防止泥沙堵塞。在水閘墻上還安有細(xì)管 5 ，以供密閉以后從管中放出氣體。

在水壓很大時，則采用多段水閘墻，如圖4-2-21所示。這種水閘墻的截口槽之間隔有一定距離，以加強(qiáng)其堅固性，并在來水方向伸出錐形混凝土護(hù)壁a ，將水壓通過護(hù)壁傳給圍巖，以減少滲水的可能性。 3．防水閘門 （1）防水閘門位置的選擇 （2）防水閘門的分類 （五）礦井注漿堵水 礦井注漿堵水，一般在下列場合使用 （1）當(dāng)涌水水源與強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時。 （2）當(dāng)井巷必須穿過一個或若干個含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，如果不堵住水源將給礦井建設(shè)帶來很大的危害，甚至不可能掘進(jìn)時。 （3）當(dāng)井筒或工作面嚴(yán)重淋水時，為了加固井壁、改善勞動條件、減少排水費(fèi)用等，可采用注漿堵水。 （4）某些涌水量特大的礦井，為了減少礦井涌水量，降低常年排水費(fèi)用，也可采用注漿堵水的方法堵住水源。 （5）對于隔水層受到破壞的局部地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，除采用隔離煤柱外，還可用注漿加固法建立人工保護(hù)帶；對于開采時必須揭露或受開采破壞的含水層，對于溝通含水層的導(dǎo)水通道、構(gòu)造斷裂等，在查明水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，可用注漿帷幕截流，建立人工隔水帶，切斷其補(bǔ)給水源。
關(guān)鍵詞：礦井