矿井地下水防治前沿技术

[s1]5.2矿井防治水5.2.1前沿技术（1）矿井地下水的排水疏干技术在调查和探测到水源后，最安全的方法是预先将地下水源全部或部分疏放出来。疏干方法有3种：地表疏干、井下疏干和井上下相结合疏干。①地表疏干。在地表向含水层内打钻，并用深井泵或潜水泵从相互沟通的孔中把水抽到地表，使开采地段处于疏干降落漏斗水面之上，达到安全生产的目的。②井下疏干。当地下水源较深或水量较大时用井下疏干的方法可取得较好的效果。根据不同类型的地下水，有疏放老孔积水和疏放含水层水等方法.。自上世纪70 年代以来，国外相关领域取得了一定的发展。在水文地质条件综合探查方面，基本都采用地面物探和钻探验证的方法，井下探查技术还不够成熟；在疏水开采技术方面，含水层预先疏干降压方法在矿井防治水中占有主导地位。疏干排水是世界各国在矿山开发中应用最广泛的一种防治水技术，国外大多采用联合疏干法或地表疏干法。如前苏联的列别金和斯托伊林露天矿，采用地下排水巷道和直通式放水孔以及水平排水钻孔进行联合疏干。国内自20 世纪 70 年代以来，煤矿防治水主要遵循了防治结合的原则，以查清水文地质条件为基础，因地制宜，针对不同的水文地质问题，采取不同的防治措施，防治水方法多种多样，有疏有堵、有疏堵结合。在疏干降压技术方面，有地表疏干，也有井下疏干，也有井上、下联合疏干。发展方向是：矿井排水疏干技术方面，为适应矿井高强度开采和高水平组织矿山生产的需要，将朝着缩短疏干系统基建时间、施工高度机械化、改善疏干技术经济指标及采用新技术方向发展。这其中，在疏干系统设计时，将运用计算机对参数进行优化，确定各种不同疏干装置数量和出水量的最佳配合。（2）矿井地下水探放技术生产矿井周围常存在许多充水小窑、老窑、富水含水层以及断层等。当采掘工作面接近这些水体时，可能发生地下水突然涌入矿井，产生水灾事故。为了消除隐患，生产中使用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制地安全排除，以保证采掘工作面安全生产。但在很多情况下，由于受勘探手段和客观认识能力的限制，对地下水含水条件掌握不够清楚，不能确保没有水害威胁，这就需要推断出可能产生水害的疑问区，并采取措施。当巷道到含水体一定距离或在疑问区进行掘进时，必须坚持超前钻探，探明情况或将水放出，消除威胁后，再掘进，保证矿井安全生产。为此，《规程》第255条规定：“矿井必须做好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。”实践证明，有疑必探，先探后掘的原则是防止煤矿井下水害事故的基本保证。在有水害威胁的地区进行采掘时，都应遵循这一原则，绝不可疏忽大意。在积水区范围外进行探放水。为了确保采掘工作和人身安全，防止误穿积水区，在采掘工作面与积水区之间必须保持适当的距离，并以此作为探水的起点，这条开始探水的边界线叫探水线。发展方向是：矿井探放水方面，随着地质、水文地质等基础学科的发展，矿区水文地质研究程度必将得到进一步加深，其中含水介质空间、含水层之间水力联系、地下水补排变化等研究必将深化。对矿井突水机制、矿井水来源、分配比例将趋向于采用定量分析，探索和发展更为精确的矿井涌水量计算方法，应用许多新的探测手段。（3）矿井水的隔离与堵截在探查到水源后，由于条件所限无法放水，或者能放水但不合理，需采取隔离水源和堵截水流的防水措施。①隔离水源。隔离水源的措施可分为留设隔离煤(岩)柱防水和建立隔水帷幕带防水两类方法。隔离煤(岩)柱防水。为防止煤(矿)层开采时各种水流进入井下，在受水威胁的地段留一定宽度或厚度的煤(矿)柱。防水煤(矿)柱尺寸的确定应考虑到含水层的水压、水量、所开采煤(矿)的机械强度、厚度等因素及有关规定，并通过实践综合确定。隔水帷幕带。隔水帷幕带就是将预先制好的浆液通过由井巷向前方所打的具有角度的钻孔，压入岩层的裂缝中，浆液在孔隙中渗透和扩散，再经凝固硬化后形成隔水的帷幕带，起到隔离水源的作用。由于注浆工艺过程和使用的设备都较简单，效果也好，因此国内外均认为它是矿井防治水害的有效方法之一。②矿井突水堵截。为预防采掘过程中突然涌水而造成波及全矿的淹井事故，通常在巷道一定的位置设置防水闸门和防水墙。发展方向是：开发各种速凝早强浆、廉价充填浆、非石油来源的高分子浆液等注浆材料；研制和开发专业化、机组化、系列化、自动化的注浆设备；进一步发展综台注浆法的注浆工艺，并对注浆过程实施自动化监控；研制和开发各种更为先进的注浆检仪表。开发超前探水机具、大型排水设备；采用新工艺；运用各种先进探测手段及仪器。（4）矿山排水井下主要排水设备，至少应由同类型的3台泵组成。工作泵应能在20h内排出一昼夜的正常涌水量：除检修泵外，其他水泵在20h内排出一昼夜的最大涌水量。井筒内应装备2条相同的排水管，其中1条工作，1条备用。水仓应由两个独立的巷道系统组成。涌水量大的矿井，每个水仓的容积，应能容纳2～4h井下正常涌水量。一般矿井主要水仓总容积，应能容纳6h～8h小时的正常涌水量。煤矿则必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h小时内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70％。工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25％。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留一定数量的水泵位置。必须有工作、备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h小时内排出矿井24h的正常涌水量。工作水管和备用水管的总能力，应能配合工作水泵和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。主要水仓必须有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。发展方向是：研发更为先进、设计更合理的大功率排水泵，能更有效、更迅速的排水。（5）矿井地表水治理①合理确定井口位置。井口标高必须高于当地历史最高洪水位，或修筑坚实的高台，或在井口附近修筑可靠的排水沟和拦洪坝，防止地表水经井筒灌入井下。②填堵通道。为防雨雪水渗入井下，在矿区采取填坑、补凹、整平地表或建不透水层等措施。矿区范围内，因采掘活动而引起地面沉降、开裂、塌陷等，经查明是矿井进水通道时，应用粘土或水泥填堵，对较大的塌陷洞或塌陷裂缝，下部填碎石，上部盖以粘土分层夯实，且略高出地表，以防积水。③整铺河床。河流的某一段经过矿区，而河床渗透性强，可导致大量河水渗入井下，在漏失地段用粘土、料石或水泥修筑不透水的人工河床，以制止或减少河水渗入井下。④河流改道。矿区范围内有常年性河流且与矿井直接充水含水层接触，河水渗透量大，是矿井的主要充水水源，会给生产带来影响。属该情况可在河流进入矿区的上游地段构筑水坝，将原河流截断，用人工河道将河水引出矿区。若因地形条件不允许改道，而河流又很弯曲，可在井田范围内将河道截弯改直，缩短河流经过矿区的长度，减少河水下渗量。⑤修筑防洪堤隔绝水源。当矿区含煤地层中的可采煤层距离冲积层水及地表很近时，而且在潜水含水层下部具有稳定隔水层的情况下，地表水与冲积层水随时都有灌入矿井的危险。为了有效地防止地表水涌入矿井，河南宜洛矿区修筑了规模较大的防水堤。⑥修筑排（截）水沟。山区降水以后以地表水或潜水的形式流入矿区，地表有塌陷裂缝时，会使矿区涌水量大大增加。在这种情况下，可在井田外缘或漏水区的上方迎水流方向修筑排水沟，将水排至影响范围之外。发展方向是：运用各种先进探测手段及仪器，开发大型探水机具、排水设备。对矿井突水机制、矿井水来源、分配比例将更加精确化，探索和发展更为科学的矿井涌水量计算方法，应用许多新的探测手段。5.2.2发展目标（1）探测技术与装备推进探测技术与装备升级。井下物探技术尽管现有技术与装备种类繁多，但是由于煤矿井下特有的非半空间、非全空间条件下物探技术的[s2]基础理论研究比较薄弱，且煤矿井下存在较为严重的电磁干扰环境等[s3]，导致煤矿井下电磁法勘探存在多解性、漏报率与误报率偏高等问题。“十三五”期间要按照集团的新一轮发展规划要求，通过对新矿集团深部开采不同地质条件的分析，探讨以近源距瞬变电磁、可控源大地电磁、复电阻率技术为主的综合探测方法对新矿集团不同地质条件的深部岩层及含导水构造地面探测的可行性，通过理论分析与方法创新，形成一套复杂地质条件下深部岩层含导水构造精细勘察理论与技术方法[s4]。推广应用以高分辨率三维地震勘探技术为核心的精细物探技术及其他高精度、数字勘探技术，提高井田的勘探精度，为老区矿井深部开采设计、新区矿井建设提供服务依据。（2）矿井防治水关键技术的突破“十三五”期间要按照集团的新一轮发展规划要求，对影响煤矿安全的关键问题进行重大技术攻关，开展基于综合探测方法的含导水构造精细勘察理论与技术、强富水巨厚松散层厚煤层开采水害防治技术、黄河北煤田下组煤开采徐、奥[s5]灰突水机理及防治技术研究、相邻矿井老空水害防治技术研究、超深矿井岩溶水富水规律、突水模式及徐奥灰水综合防治与综合利用技术研究、老区矿井CORS系统技术应用及研究、多含水层复合充水矿井水害综合防治技术、掘进巷道构造及富水性超前探测及在线预警技术等项目的研究，在重点技术和重大问题中取得突破，研发具有企业自主知识产权和达到国际先进水产业发展的重大科研成果，使矿井防治水技术走在国内同行业的前列。（3）创新技术、工艺，推动矿井水害治理“十三五” 研究利用新的勘察探测技术，提高防治水力度、降低水害发生几率；探索富水规律、突水模式，研究更有效的防治水技术，减少水害的发生，为煤矿生产提供强有力的保障。推广应用相邻矿井老空水害、掘进巷道构造及富水性超前探测及在线预警技术等，共计投资4.201亿元。（4）针对性的研究与治理继续开展地表水害综合治理技术研究，重点对存在地表、老空、顶底板水害及周边小煤矿水害的矿井进行研究分析，在安全评价的基础上，采取防、堵、疏、截、排的综合防治措施，分期分批，彻底治理。开展“黄河北煤田后组煤试采水害防治技术研究”，实现济阳、赵官矿下组煤承压[s6]水上安全开采、解放受水威胁储量，降低万吨掘进率，缓解生产接续，提高矿井产能。开展“三下一上”煤炭开采技术研究，对“三下压煤”开采，积极探索采用能控制和减缓采动岩体运动的采煤方法，包括均厚开采、分层间歇开采、条带开采、充填开采等，提高资源回收率；对承压水上煤层开采，要积极开展徐奥灰富水性探查、地质构造发育、底板隔水层能力、含水层水压、矿山压力对底板破坏深度等的研究，解放受水威胁煤炭资源，延长老区矿井服务年限。加大对新巨龙大涌水规律、高温水害防治研究力度，降低三灰突水危险性和矿井涌水量，保证矿井安全生产。针对新疆伊犁矿区、内蒙鲁新矿井实际，开展矿井围岩为泥岩、砂岩处于半胶结状态，在开采扰动及浸水作用下，形成泥沙状态构成溃泥、溃砂威胁的复杂条件下，进行开采方案、防治水方案研究，确保安全开采。[s7]5.2.3重点不断扩张和开采深度不断加大，各矿井受水害威胁程度日益严重。“十三五”期间重点提高矿井防治水技术和探测方法水平，对一批影响矿井防治水关键问题以及探测方法进行科技攻关。矿井防治水技术：要在影响煤矿安全生产的关键问题进行科技攻关，如：强富水巨厚松散层厚煤层开采水害防治技术、多含水层复合充水矿井水害综合防治技术、黄河北煤田下组煤开采徐、奥灰突水机理及防治技术研究。有针对性的对特定的突出问题进行探索，如：相邻矿井老空水害防治技术研究、老区矿井CORS系统技术应用及研究、掘进巷道构造及富水性超前探测及在线预警技术。探测方法与规律：通过分析井田水文地质条件和主要水害影响因素，从急需解决的防治水问题出发，在规划水文地质钻探'物探'化探等基础上，以导水陷落柱'导水断层和采空区水的探查及防治'巷道和工作面采掘过程中水害预防和治理为重点，采用井上、下立体综合探查手段，以最终达到实现煤层安全开采的目的。如：超深矿井岩溶水富水规律、突水模式及徐奥灰水综合防治与综合利用技术研究、基于综合探测方法的含导水构造精细勘察理论与技术。一、新矿矿井防治水现状及存在的问题（一）矿井水害现状1、生产矿井面临的水害类型日趋多样和复杂。一方面老区多数矿井浅部古空、闭坑地方小煤矿采掘范围不清，积水情况不明，而各矿浅部排水系统已回撤或报废，水害隐患增多；另一方面矿井水文地质勘探程度低，煤层顶底板含水层富水性、富水区域未查明，补给方式不清；再者矿井浅部建设的防水设施随着服务年限的增加可靠性变差，存在安全隐患；还有部分相邻地方矿井随着资源的逐渐枯竭，超层越界、破坏矿井安全隔离煤柱、地表煤层露头及河床煤柱，加上水库蓄水、放水改变了地表水系流量原有的规律，造成汛期矿井涌水量变化幅度较大，发生地表溃水的危险性增大。存在地表水害隐患的矿井有：老区协庄矿、华恒矿业、华泰矿业；省外伊犁一矿、鲁新煤矿。存在古空、老空水害隐患的矿井有：孙村矿、良庄矿业、协庄矿、华恒矿业、翟镇矿、盛泉矿业、华泰矿业、水帘洞矿、黑沟矿。存在相邻煤矿老空水害隐患的矿井有：孙村矿、协庄矿、华丰矿、华恒矿业、华泰矿业、水帘洞矿。西边界沈村煤矿已停采，西边界老空水威胁增大。顶、底板水害隐患较严重的矿井有：良庄矿业、（潘西矿、东港矿）、华丰矿、华泰矿业、协庄矿、华恒矿业、、济阳能源、赵官能源。特别是济阳能源六采区开拓巷道过断层，断层落差大、矿井水压大，受承压水威胁大。2、老区后组煤开采底板水害、新井煤层开采顶底板水害防治研究投入不足以往矿井水文地质勘探工作投入较少，矿井水文观测系统不健全，矿井水文地质条件未查清。老区后组煤开采底板水害、新井煤层开采顶底板水害防治研究投入不足，在目前开采深度条件下，工作面开采顶底板破坏和隔水层隔水能力、对矿压和高水压共同作用下的突水机理研究尚未建立完整的理论，给矿井安全生产造成巨大压力。3、矿井疏、排水系统能力不足老区矿井由于部分水泵老化，排水效率降低，加上矿井排水系统多为接力排水，系统复杂，矿井排水能力受到较大限制，致使矿井抵御水害的能力下降，一旦突水将不能满足矿井抗灾能力要求。尤其是水害威胁比较严重的下山采区，在采区疏排水系统不完善的情况下盲目投产，极易形成严重的水害隐患。目前水文地质条件较复杂以上的有9个，有10个矿井（孙村矿、良庄矿、华丰矿、协庄矿、、潘西矿、、、济阳矿、赵官矿）曾经发生过大小不等的突水。近年来，由于开采深度的增加及后组煤开采强度的加大，矿井周边小煤矿关闭数量增多，矿井面临的水害形势尤为严峻。（二）“十二五”取得的科技成果针对矿区防治水方面存在的重点和难点，“十二五”期间主要开展了《大采深大跨度综放工作面防治水技术研究》、《复杂水文地质条件矿区水害综合防治技术研究》、《井田水文地质勘探方法及成果评价研究》、《矿井水害预报预警系统研究》等课题研究，积极实施矿区水害综合治理工作，矿区水文观测系统得到加强完善，矿井水害实现了实时监测和预报预警，每年解放受水威胁煤炭储量3500余万吨，安全采出受水威胁煤炭330万吨。华恒“矿井极薄弱边界加固防渗疏控技术研究”、万祥“超千米深井承压水上煤层开采奥灰水害防治关键技术”、盛泉“封闭掩埋型井田承压水动态规律研究”、赵官“基于信息融合技术的赵官矿井水文地质条件分析及突水预测”等技术均达到国际先进水平；新巨龙2301工作面顶底板突水得到有效治理，保障了工作面安全开采。（三）主要技术问题和面临的挑战1、深部煤层底板突水机理认识和研究不足随着煤矿向深部延伸开采，煤矿开采的水文地质条件变得越来越复杂，水害隐患越来越严重，以往对煤层底板突水机理的认识已不能满足深部煤层开采水害防治工作的需求。开展超深矿井岩溶水富水规律、突水模式及徐奥灰水综合防治与综合利用技术研究。主要进行：一是超深矿井徐奥灰岩溶富水性规律。研究在超深矿井上覆岩层垂向高压条件下，徐奥灰岩溶裂隙在纵向、横向上的演化规律，以及控制这些变化的主要因素，揭示超深部徐奥灰岩溶通道，岩溶陷落柱形成机理，阐明应力场和渗流场耦合条件下徐奥灰岩溶富水性规律。二是超深矿井徐奥灰底板突水模式。研究在超高地应力、超高矿山压力及超高含水层水压条件下，工作面开采过程中徐奥灰水突出的主要控制因素，以及各种因素在三场耦合超高压条件下对徐奥灰突水影响作用，建立多场耦合条件下的徐奥灰突水模式模型，揭示超深矿井徐奥灰底板突水机理。三是超深矿井徐奥灰水综合防治及利用技术。结合超深矿井开采的工艺及技术，研究超深矿井不同地质及水文地质条件下徐奥灰水防治和综合利用技术。目标是实现孙村、华恒、潘西等矿井工作面超高承压水水体上煤层的安全开采，为解放新汶煤田深部及莱芜煤田深部下组煤的安全开采奠定理论和技术保障基础，将取得重大的经济和社会效益。2、探测技术与装备存在问题井下物探技术尽管现有技术与装备种类繁多，但是由于煤矿井下特有的非半空间、非全空间条件下物探技术的基础理论研究比较薄弱，且煤矿井下存在较为严重的电磁干扰环境等，导致煤矿井下电磁法勘探存在多解性、漏报率与误报率偏高等问题。地面物探技术受探测距离、地形影响等，探测精度相对较低。例如，三维地震技术可以查明落差大于5m的断层、长轴直径30m以上的陷落柱、老窑采空区的范围，但该技术受地质条件的制约较大，随着探测深度增加其探测精度相应降低，对小型陷落柱、小断层、采掘巷道等探测精度仍然不够；地面瞬变电磁技术由于受地形影响大、深度定位精度低以及低阻屏蔽等问题的存在，同样难以实现对小型陷落柱、奥灰顶部富水性等的精确探测。3、开展基于综合探测方法的含导水构造精细勘察理论与技术。主要进行包括：巨厚第四系下深部岩层及含导水构造地面探测、采空区高阻屏蔽下深部灰岩及含导水构造地面探测、黄河北煤田强含水灰岩井下精细探测、含导水构造井下大距离精细探测理论与方法研究，进行井下与地面立体探测、多技术方法综合探测多参数优化处理与解释方法研究及含导水构造及含水地层综合探测技术方法的工业性试验。目标是通过对新矿集团深部开采不同地质条件的分析，探讨以近源距瞬变电磁、可控源大地电磁、复电阻率技术为主的综合探测方法对新矿集团不同地质条件的深部岩层及含导水构造地面探测的可行性，通过理论分析与方法创新，形成一套复杂地质条件下深部岩层含导水构造精细勘察理论与技术方法。新建矿井伊犁一矿、鲁新矿井等煤系上覆为强富水厚松散层，胶结程度差，结构松散，富水性强。煤层埋藏浅，厚煤层开采导水裂隙带波及地表，地表潜水、煤层顶底板承压水均对煤层开采造成威胁，拟开展强富水巨厚松散层厚煤层开采水害防治技术研究。4、煤矿水害监测监控技术在数据采集系统、数据处理技术、可视化技术等方面仍然面临一些技术难题。如：突水监测预警阈值难以确定；老空透水、隐伏导水陷落柱突水等重大突水灾害在掘进、回采过程中难以精确监测等。二、“十三五”期间矿井科技发展思路及目标认真及上级一系列文件、指示精神，煤炭增产规划，实现安全生产的大目标，以安全生产系统评价为总抓手，以系统改造升级为突破口，积极推广新技术、新装备，借助大专院校、科研院所的专业优势，对影响煤炭生产的重大技术问题进行科技攻关，探索矿井富水规律和突水模式，针对性的研究、推广新技术，杜绝重大突水伤亡事故，实现煤矿安全高效生产。在规划期内，要针对性的解决集团各个矿井遇到的突水问题，如：存在地表水害隐患的矿井有：老区协庄矿、华恒矿业、华泰矿业；省外伊犁一矿、鲁新煤矿。存在古空、老空水害隐患的矿井有：孙村矿、良庄矿业、协庄矿、华恒矿业、翟镇矿、盛泉矿业、华泰矿业、水帘洞矿、黑沟矿。存在相邻煤矿老空水害隐患的矿井有：孙村矿、协庄矿、华丰矿、华恒矿业、华泰矿业、水帘洞矿。西边界沈村煤矿已停采，西边界老空水威胁增大。顶、底板水害隐患较严重的矿井有：良庄矿业、（潘西矿、东港矿）、华丰矿、华泰矿业、协庄矿、华恒矿业、、济阳能源、赵官能源。特别是济阳能源六采区开拓巷道过断层，断层落差大、矿井水压大，受承压水威胁大。对影响煤矿安全开采的关键问题进行重大技术攻关，在强富水巨厚松散层厚煤层开采水害防治技术、黄河北煤田下组煤开采徐、奥灰突水机理及防治技术研究、超深矿井岩溶水富水规律、突水模式及徐奥灰水综合防治与综合利用技术研究、基于综合探测方法的含导水构造精细勘察理论与技术、多含水层复合充水矿井水害综合防治技术、相邻矿井老空水害防治技术研究等方面实现突破，矿井防治水技术水平要走在国内同行业的前列，切实为煤炭生产提供强有力的保障。三、“十三五”期间矿井防治水重点科技任务（一）重大科技项目项目名称：强富水巨厚松散层厚煤层开采水害防治技术时间安排：2017年～2020年项目内容：（1）工作面布置优化：根据水往低处流的原理，改革传统的巷道布置方式，将辅助巷道布置在工作面的下部，实现煤水分流，减少工作面一旦积水对回采的影响。(2)减少开采对顶板含水层的扰动：a、加快工作面推进速度，工作面推进速度过慢，顶板岩层损伤程度严重，降低了顶板裂隙自动闭合能力，不利于控制导水裂隙带高度；b、地质构造区域降低采厚，降低采厚可有效减小导水裂隙带高度，防止在地质构造区域裂隙带突然增加，沟通松散含水层。（3）多阶段立体式疏排水技术：a、掘巷期间探放水；b、钻孔预抽顶板含水层；c、工作面强力排水；d、采空区后方泄水巷排水，通过以上四种工作面顶板水防控技术，可有效控制工作面顶板水对回采的影响。项目名称：黄河北煤田下组煤开采徐、奥灰突水机理及防治技术研究时间安排：2018～2020项目内容：（1）突水机理：底板破坏带直接贯穿整个隔水层，只存在底板破坏带，底板破坏带发育高度大，可直接达到奥灰含水层。当承压含水层水头压力大于使岩体破裂时的临界液压压力时，奥灰水直接突破底板进入矿井，这种类型的突水一般水量较大；底板破坏带高度达到徐灰，奥灰原始导高及采后导高带高度达到徐灰，使得底板破坏带与原始导高及采后导高带相沟通。当承压含水层水头压力大于使岩体破裂时的临界液压压力时，承压水就会沿通道进入矿井，造成突水，这种突水较小。（2）防治技术： 1)在开采前，必须编制探放水设计，明确安全措施;当开拓到设计水平，只有在建成防、排水系统后，方可开始向有突水危险区域开拓掘进；2)对区内断层，特别是规模较大的断层必须探水前进，对区内导水断层应预留防水煤柱，严重的可采取两盘预注浆或局部疏水降压等措施；3)对于有效隔水层厚度较薄的区域，应采取含水层改造和隔水层加固措施，改造奥灰上部古风化壳或加固隔水层，以提高相对隔水层和有效隔水层的强度；4)对水头压力较大的采区，当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水压值小于实际水压值时，采取疏水降压的方法，根据具体情况和工作经验，把承压含水层的水头值降到隔水层能承受的安全水头值以下，并制订安全措施，或采取注浆加固底板、留设防水煤柱以增加抗灾强排能力；5)建议主要运输巷和回风巷布置在不受水威胁的层位中，并以石门分区隔离开采；6)对奥灰含水层建立地下水动态观测系统，每次降大到暴雨时和降雨后，应及时观测井下水文变化情况，制定雨季防治水措施。（二）重点科技项目项目名称：超深矿井岩溶水富水规律、突水模式及徐奥灰水综合防治与综合利用技术研究时间安排：2018年～2020年项目内容：（1）富水规律：岩溶发育和富水性在不同的层段上有所不同，但整体上岩溶发育随着深度的增加呈现减弱趋势。（2）突水模式：一般情况下，煤层埋深越大，底板承受的水压力值越大，在相对隔水层浅部和深部变化不大的情况下，底板突水系数就越高，突水的概率就越大。但由于深部的岩溶发育减弱，所以突水并非与埋深或者水压力的增大呈正比关系。往往表现为在一定深度内，水压力值与煤层底板突水呈正比，但随着开采深度的增加，岩溶发育程度减弱，底板突水概率反而减小。（3）徐奥灰水综合防治与综合利用技术：底板注桨改造技术，疏水降压开采，继续完善矿井水文地质观测系统，条带开采，留设断层煤柱，帷幕截流，整铺河底。项目名称：基于综合探测方法的含导水构造精细勘察理论与技术时间安排：2016年～2018年项目内容：目前，国内外用于煤矿井下突水构造探测的物探方法主要有矿井直流电法、无线电波透视法、音频电透视法及矿井地质雷达法等。（1）矿井直流电法：直流电法勘探是以煤、岩层的导电性差异为基础，通过人工向地下供稳定电流，观测大地电流场的分布规律，从而确定岩、矿体物性(如贫、富水区域)的分布规律或地质构造(如断层、裂隙发育区)的特征。（2）无线电波透视法：根据电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩层和煤层的电性(电阻率p和介电常数e)不同而对电磁波的吸收不一致的原理，来探测待采工作而内的地质异常体。在工作而的一侧向另一侧发射电磁波，当在波前进的方向上遇到低阻异常体(如断层、陷落柱、含水裂隙等)时，电磁波在界而上产生反射和折射作用，造成能量被吸收或完全屏敝，使信号显著减弱或收不到信号，从而形成一个“阴影区”，即为所要探测的异常体的位置和范围。（3）矿井地质雷达法：采用高频脉冲电磁波定向发射，电磁在传播途中遇到不同电性分界而或不均匀地质体产生反别(回波)，在时间域识别回波并确定其旅行时间，从而确定界面或地质体的空间位置。（4）音频电透视法：该方法是以岩石、矿石的电性差异为基础的。在井下工作而一条巷道的供电电极通入地下的稳定电流，流经不同的岩层、矿体或地质构造时，在工作而另一条巷道内观测到的电流场将发生变化。研究这种电流场的变化规律，便可以确定工作而底板以下一定深度内(约为工作而采宽的1 /2)不同地质构造的形态和规模。（5）瞬变电磁法：利用不接地回线(大回线磁偶源)或接地回线(电偶源)向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，测量地下介质的感应电磁场(二次场)随时间的变化，该二次场的大小及衰减快慢与地下地质体有关。根据二次场衰减曲线特征，来分析、预测探测范围内隐伏含水构造的发育情况。由于该方法是纯二次观测，故与其它电性勘探方法相比，具有体积效应小、纵横向分辩率高、对低阻体反映灵敏等优点而且矿井瞬变电磁法定向性好，可用于井下全方位探测(既可以用于掘进头前方，也可以用于巷道侧帮、煤层顶底板探测等)，且探测距离大。（6）地理信息系统：该技术运用现代先进的地理信息系统知识，依据煤矿生产过程中所能收集到的大量但廉价的煤层开采信息和矿井构造分析与物探资料以及钻探成果等，采用了一套全新的多源地学信息复合叠加研究思路，首次建立了矿井小构造预报的地理信息系统物理概念模型，总结提出了具体的预报工作程序和研究方法，开辟了一个应用潜力十分广阔的小构造预报的新的研究领域。项目名称：多含水层复合充水矿井水害综合防治技术时间安排：2016年～2018年项目内容：窗体顶端项目内容：本项目在分析煤矿水文地质条件和以往突水资料的基础上，对采区主采煤层、底板砂岩含水层的富水性及水害危险性进行预测和评价。通过经验公式法、现场探测法和数值模拟法，对煤层顶、底板破坏深度进行研究，获得本区主采煤层顶、底板破坏带发育深度的认识，针对采区受水害威胁程度及可能出现的危害类型，提出合理的防治水技术途径和措施。项目名称：相邻矿井老空水害防治技术研究时间安排：2016年～2017年项目内容：（1）查明矿井水文地质等基木情况；（2）合理布置采区巷道和采掘工作面，使采区巷道和采掘工作而位置符合安全距离要求，隔断导水通道；（3）开展安全技术论证，并制定防治水技术措施，防止沟通邻近积水体，确保安全开采；（4）采用物探技术，通过物探测试，可以查明一定的地质单元的空间结构、性质和状态，特别是老空区的积水情况；（5）探放老空水的若干关键技术，从根源上消除老空水害的主要途径是排放老空水；（6）防隔水煤(岩)柱的留设与维护，为防比老空水溃入井下采掘工作而，应在老空水四周和上、下水平留设防隔水煤(岩)柱。并开展深入研究保障矿井安全生产不受水害威胁。项目名称：掘进巷道构造及富水性超前探测及在线预警技术时间安排：2016年～2019年项目内容：目前，应用于水害超前探测研究的方法主要有矿井瞬变电磁法、矿井直流电法及矿井地质雷达等方法，但各有优缺点，本项目在此基础上进行超前探测系统软件及硬件系统研发设计工作，进一步实现掘进巷道构造及富水性超前探测及在线预警，以便在巷道掘进过程中能提前预知水情，及时采取措施防止恶性水害的发生，确保矿山安全和高产高效。（三）科技推广项目项目名称：老区矿井CORS系统技术应用及研究时间安排：2016年～2018年项目内容：CORS系统是利用全球导航卫星服务系统、计算机、数据通信和互联网络等技术，在局部区域按几十公里半径覆盖范围建立起来的有一固定UNSS站组成的连续运行参考站系统。建设过程分为以下几个阶段：（1）外业踏勘与基准站选址，保障基准站的长期稳定运行和便于维护；（2）基准站观测墩施工；（3）基准站软硬件设备安装。将CORS技术应用于老区矿井，可节省大量的人力、物力、财力，提高数据精度和工作效率，可实现实时监测、监控，可有效防止水害以及其它灾害的发生，为老区煤矿的安全生产提供有力保障。四、保障措施1、加强煤矿防治水基础工作。矿井要建立健全防治水基础地质资料，要有完备的井田地质报告、矿井设计，地质报告，并有相应的防治水内容。矿井要及时编制矿井充水性图、矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图、矿井综合水文地质剖面图等有关图件，图件内容要真实可靠并实现数字化。建立矿井涌水量观测成果、气象资料等有关基础台账，为防治水决策提供科学依据。2、认真落实防治水各项措施。一是对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，进行充水条件分析，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。二是对受水害威胁的区域，要编制探放水设计，严格按设计进行探放水。井下探放水应当使用专用探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。在探水钻孔钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，监测水情。如发现情况危急，应当立即组织所有水害威胁区域的人员撤到安全地点，然后采取安全措施进行处理。三是加强职工安全知识教育培训，一旦发现井下出现裂缝渗水、顶板来压、水质变化等突水征兆时，要立即报告矿调度室，果断采取停产撤人措施，突出抓好“调度员10项应急处置权和3分钟通知到井下所有人员”规定落实。特别强调煤矿主要负责人必须对紧急情况下停产撤人实行逐级授权，调度室值班人员及井下各级管理干部在接到险情报告或发现可能出现的灾害时，要采取先处置后汇报措施；职工发现险情有权通知危险区域人员先撤人，后汇报。3、加强受水威胁采区、工作面评价工作，确保受水威胁煤炭生产安全所有受水威胁采区、工作面必须严格遵循“水文补勘－开采预评价－采区设计－采区开拓－放面－工作面物探－钻探验证、疏水降压－工作面防水安全评价”的工作程序，所有受水威胁采区、工作面只有在防水安全评价安全的前提下方可投产。威胁采区、工作面的含水层富水性强，目前疏水降压效果不明显，采取措施后仍不能保证开采安全的工作面，本着“安全第一、生产第二”的原则与尊重科学与事实的原则要暂缓开采。4、积极开展水害隐患排查治理。一是建立预测预报制度。矿井要对生产区域的地质构造情况、水情、水害管理进行预测预报。二是矿井掘进回采前要查明水害并进行治理。采用钻探、物探和化探等方法查清掘进巷道或回采工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情况，提出水文地质情况分析报告和水害防范措施。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取留设隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得掘进、回采。三是要认真排查与矿井连通的采煤塌陷坑是否填平压实；井口标高低于当地历年最高洪水位的矿井是否采取防范措施；违法违规开采防水保护煤柱的矿井是否采取了加固和阻隔工程措施；井田范围内及周边已关闭的废弃煤矿是否充满填实；矿井防排水系统是否完善等。对排查出的隐患，要落实责任，限期完成。4、强化水害应急救援。一是煤矿企业应当根据矿井主要水害类型和可能发生的水害事故，制定水害应急救援预案和现场处置方案。应急预案内容应当具有针对性、科学性和可操作性，处置方案应当包括发生不可预见性水害事故时人员撤离的具体措施；每年都应当对应急预案进行修订完善，并组织1次救灾演练。二是发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。三是水文地质条件复杂的煤矿企业，应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备。主要设备要包括适合矿井救灾的排水泵、排水管路以及配套的电缆等。储备足够的抢险排水设备和材料。四是建立重大水害隐患及时撤人制度。煤矿企业都要建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确撤人的指挥部门和人员以及撤人的程序等，24小时降雨量超过50ｍｍ，以及发现暴雨洪水灾害严重、可能引发淹井时，必须立即撤人。五是要完善井下职工的“六条生命线”（通讯联络系统、压风自救系统、供水管路系统、监测监控系统、紧急避险系统）。着力推进井下泵房远程监控集控、安全语音广播系统，着力抓好井下人员定位、考勤系统的管理与维护，确保正常运行，紧急情况下能够发挥作用。