还剩28页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
地下矿山防治水培训课件课程目标与目录了解地下矿山水害特点与危害掌握防治水基本原理与技术措施强化应急管理与案例分析能力掌握矿山水害的基本概念、类型及其分学习矿井排水系统设计原理,了解防治通过典型案例分析,学习突发水害的应布特征,认识水害对矿山安全生产的严水的关键技术和方法,掌握设备操作与急处置流程,培养应急响应能力,提升重影响,建立水害防治意识维护要点,提高实际操作能力水害防控的系统思维培训内容框架矿山水害基础知识应急预案与管理••水文地质条件分析典型案例分析••排水系统设计与维护法规与管理制度••防治水技术与方法技术创新与发展••水害监测与预警•矿山水害基本概念矿井水害定义与类型矿井水害分布特征矿井水害是指在矿山开采过程中,因地下水或地表水侵入矿井而导致的安全事故及其危害根据水源特点和发生我国矿山水害分布具有明显的地域性和地质条件依赖性机制,可分为华北、东北地区岩溶水害、含水层突水较为常见•老窑水害采空区积水或废弃巷道中的积水突然涌入华东、华南地区季节性水害、地表水渗漏问题突出•岩溶水害岩溶裂隙、溶洞中的水突然涌入矿井西部地区断层导水和地质构造带水害较多•含水层突水开采过程中揭露含水层造成的突水地表水害地表水体(河流、湖泊等)渗入或涌入矿井地下矿山水害类型分类上层滞水潜水主要分布在松散堆积层中,水量有限但渗透性强影响特具有自由水面的地下水,主要补给来源为大气降水特征点季节性变化明显,雨季易形成汇流区水位随季节变化,受气象条件影响大••垂直渗透为主,常导致顶板淋水含水量较大,流动性强••通常含沙量较大,易造成巷道淤塞多分布在矿区浅部,与地表水有水力联系••承压水地表水存在于两个隔水层之间的地下水,具有压力水头危害性包括河流、湖泊、水库等地表水体对矿山的影响通过裂隙、断层渗入矿井•水压高,一旦突破,涌水量大且突发性强•暴雨期间形成洪水冲击矿井入口•形成高压水柱,破坏力极强•废弃露天采坑积水下渗•持续时间长,难以控制•常见突水类型剖析突水是地下矿山最危险的水害形式之一,常见类型包括断层导水型突水沿断层面快速涌入,水量大且突发老窑水突水与废弃采空区相连引发的突水岩溶导水型突水岩溶通道导水,水质含钙高顶底板突水因开采扰动导致顶底板导水通道形成含水层揭露型突水开采过程中直接揭露含水层地下矿山水文地质基础矿区水文地质条件水文地质勘查方法矿区水文地质条件是防治水工作的基础,主要包括为掌握矿区水文地质条件,常用以下勘查方法地层条件各地层岩性、厚度、分布特征钻探取样分析岩层特性,进行抽水试验构造条件断层、褶皱、裂隙发育程度物探电法、地震等探测含水构造水文条件地表水系分布、降水情况水文观测监测地下水位、流量变化水文地质单元含水层、隔水层、导水构造带等示踪试验确定地下水流向和联系各水层渗透特性水文地质制图绘制水文地质图和剖面图不同岩层的渗透性能决定了水流特征和防治水难度岩层类型渗透系数m/d渗透特性砂砾石层10-100极强砂岩
0.1-10中等碎裂灰岩1-50强页岩
0.001-
0.1弱完整花岗岩
0.001极弱矿井水害危害分析水害对矿山生产的多维度危害月65%80%3-6人员伤亡事故设备损毁率停产时间根据统计,矿山突水事故造成的人员伤亡占矿山事故总伤亡的以上,是威胁矿突发性水害会导致井下电气设备、机械设备短路损坏,运输系统瘫痪,通风系统失严重水害事故后,矿山平均停产时间达个月,直接经济损失巨大除直接损失65%3-6工生命安全的主要因素之一大量涌水会导致井下人员溺水、被冲走或被困,救援效据统计,大型突水事故中设备损毁率高达,恢复生产周期长,成本高外,还包括延误生产计划、违约赔偿等间接损失,对企业可持续发展造成严重影响80%难度极大经济损失比重分析矿区环境污染隐患矿山水害造成的经济损失主要包括矿井水害不仅影响生产安全,还会引发一系列环境问题设备设施损失约占总损失的矿井排水含有大量悬浮物、重金属等污染物•25%-30%•排水抢险成本约占大量排水可能导致地表水体污染•15%-20%•停产损失约占排水不当引发的地面沉降和塌陷•40%-45%•恢复生产投入约占地下水位变化导致的生态系统破坏•10%-15%•以某金属矿为例,一次中等规模突水事故直接经济损失达到万元,间接损失超过万元因此,防治水投入虽大,23005000但与潜在损失相比具有显著的经济效益矿井排水系统基本原理集水系统泵站系统管路系统负责收集矿井各处涌水并汇集到水仓主要包括提升水仓积水至地表或上一级泵站构成要素负责输送泵站提升的水至排放点主要包括•巷道排水沟断面积应满足最大涌水量•主泵房安装主排水泵和控制设备•管道材质多为钢管,直径根据流量确定•集水井设置在低洼处,用于收集局部涌水•水泵通常采用多级离心泵•阀门控制水流方向和流量•主水仓容量应满足24小时正常涌水量•电气控制包括启停控制和保护装置•管路附件包括支架、减震装置等•备用设备按规定配置一定比例的备用泵•测量装置流量计、压力表等排水能力与涌水量匹配原则矿井排水系统设计必须遵循以下原则
1.正常排水能力≥最大正常涌水量×
1.
12.事故排水能力≥最大可能涌水量
3.水仓容量≥24小时正常涌水量
4.排水设备采用三多一少原则多台数、多级次、多回路、少故障排水系统的设计应考虑矿井涌水量的季节性变化,特别是雨季最大涌水量可能是枯水期的3-5倍系统设计应考虑极端情况下的排水需求,确保安全可靠矿井排水系统设计布局原则与示意图矿井排水系统设计应遵循以下原则分区原则根据矿井开采深度和涌水分布进行分区排水集中原则各区域水汇集到主水仓,统一排出梯级原则深部矿井采用多级泵站接力排水安全原则泵房位置应避开采空区和主要运输通道经济原则合理布置,减少管路长度和阻力损失主要参数选型排水系统关键参数选型依据参数名称选型依据水泵流量最大正常涌水量的
1.1-
1.5倍水泵扬程静扬程+动力损失+余量10-15%水泵台数工作泵+备用泵不少于1台管道直径保证流速在
1.5-
3.0m/s范围内水仓容量不小于24小时正常涌水量地质环境对系统设计影响不同地质环境下的设计调整断层发育区•增大水仓容量•提高排水能力•设置专门的防突水措施岩溶发育区•采用多级备用系统•设置应急排水通道•加强预测预报煤层气丰富区排水设备使用与维护多级离心泵潜水泵管网系统适用于高扬程排水需求,效率高但结构复杂维护要点适用于深井抢险和临时排水,安装简便注意事项输送矿井水的动脉系统,布置合理性影响整体效率维护重点定期检查轴承温度和润滑确保电缆完好无损定期检查管道磨损和锈蚀•••监测密封水系统状态防止长时间干转检测阀门的密封性•••防止空转和汽蚀现象定期检测绝缘性能定期清理管内沉积物•••排水设备常见故障及处理故障现象可能原因处理方法水泵不出水吸入管路漏气、叶轮堵塞检查密封性、清理叶轮水泵流量不足转速低、叶轮磨损、管道阻力大检查电机、更换叶轮、清理管道水泵振动异常轴不平衡、轴承损坏、安装不良动平衡校正、更换轴承、调整安装水泵过热过载运行、润滑不良、冷却不足检查工况、添加润滑油、改善冷却管道漏水焊缝开裂、法兰松动、管道腐蚀焊接修复、紧固法兰、更换管段阀门失效密封面磨损、阀杆变形、垫片损坏修整密封面、更换阀杆、更换垫片涌水源识别与管理涌水源调查方法涌水量测定与动态分析精确识别涌水源是防治水工作的关键第一步,常用调查方法包括涌水量的准确测定对排水系统设计至关重要现场观测法直接观察水流特征、水质、水温等容积法适用于小流量测定,精度高水文地质分析法结合地质资料分析水源类型堰流法使用三角堰或矩形堰测量钻探揭露法通过钻孔直接揭露含水层流速仪法测定断面流速计算流量示踪剂试验法投放示踪剂追踪水流路径示踪剂稀释法适用于复杂环境同位素分析法测定水中同位素组成判断水源在线监测系统实时记录涌水量变化水化学分析法根据水质特征判断水源类型涌水动态分析需关注以下指标涌水类型特征表现水化学特征
1.涌水量的时间变化规律(日变化、季节变化)
2.涌水量与降雨量的相关性浅层地下水受季节影响大,水温低矿化度低,硬度小
3.涌水量与开采强度的关系深层承压水水压高,稳定性强矿化度高,氯离子含量高
4.涌水量与地下水位的对应关系岩溶水涌水量大,波动性强钙镁离子含量高,碳酸盐型老窑水水质浑浊,有矿物质沉淀铁锰含量高,常呈酸性地表水与地下水关系大气降水1初始水源地表水系2河流、湖泊、水库浅层地下水3潜水含水层深层地下水4承压含水层矿井涌水5影响矿山安全的直接水源地表水渗漏与突水风险地表汇水系统调查地表水体对矿山构成的主要风险包括全面调查矿区地表汇水系统,包括垂直渗透风险当矿体上覆地层为透水层,地表水可垂直渗入矿井•绘制地表水系图,标明河流、湖泊位置及流向边界渗入风险矿区边界与地表水体相邻,通过导水断层渗入•确定集水面积和汇水路径采空区连通风险采空区上覆岩层破裂,形成导水通道•调查历史最高水位和洪水位洪水直接入侵风险洪水淹没井口,直接进入矿井•分析地表水体与地下水的水力联系风险评估应考虑以下因素•评估地表水体对矿井的影响程度
1.地表水体与矿体的空间位置关系
2.隔水层的完整性和厚度
3.导水构造的发育程度
4.采矿活动对上覆岩层的扰动程度
5.历史上是否有类似突水事件地下防水控制技术封堵地下水源方法防渗帷幕及注浆工艺巷道防水与井壁修复针对已发现的地下水源或导水通道进行封堵建立大范围的防水屏障,隔断水源与矿井的联系加强矿井巷道和井筒自身的防水能力水泥灌浆法向裂隙或孔洞灌注水泥浆液,形成隔水屏障帷幕灌浆沿矿体边界布置灌浆孔,形成连续防水帷幕超前预注浆掘进前对前方含水区域进行注浆处理化学注浆法注入化学浆液,如聚氨酯、水玻璃等分段压力注浆按深度分段进行,保证注浆效果防水支护采用混凝土衬砌、喷射混凝土等防水支护高压旋喷灌浆利用高压旋转喷射形成防水柱复合式帷幕结合多种方法形成多重屏障防水材料应用使用防水布、防水板、防水涂料等冻结法利用人工冻结形成临时水障定向钻孔注浆针对特定导水构造进行精准注浆堵漏修复技术针对已渗水部位的修复技术常用注浆材料性能对比注浆材料适用条件优点缺点普通水泥裂隙宽度
0.1mm价格低,施工简单渗透性差,硬化慢水玻璃中小裂隙,流速不大凝结快,成本适中强度低,耐久性差聚氨酯有水流的裂隙遇水膨胀,止水效果好价格高,对环境有害环氧树脂干燥裂隙强度高,耐久性好成本高,要求干燥环境注浆施工工艺流程前期勘察确定注浆区域和注浆参数钻孔布置根据地质条件设计钻孔位置和深度浆液配制根据地质条件选择合适的浆液配比压力注浆按设计压力和流量进行注浆防治水探查技术进展地球物理勘探法利用物理场的变化探测地下水分布电法勘探利用含水层与周围岩层电阻率差异•电阻率法测量岩层电阻率分布•激发极化法探测导水构造•瞬变电磁法探测深部含水层地震勘探利用地震波在不同介质中传播特性差异•反射法识别地层界面和断层•折射法确定含水层厚度•面波法探测浅层结构地质雷达利用电磁波在不同介质中的反射特性•适用于浅部探测,分辨率高•可探测空洞、裂隙和含水层钻孔测水与水文监测新方法通过钻孔直接获取水文信息声波测井探测裂隙和孔洞发育程度电导率测井判断水质和含水层位置流速测井测定不同深度的流速变化光学成像测井直观观察井壁裂隙分段压水试验测定不同深度岩层透水性实时监控与数据分析系统建立矿井水文信息综合监测系统•在线监测网络•水位自动监测系统•涌水量实时监测•水质在线分析•微震监测预警•大数据分析平台•数据采集与存储•趋势分析与预测•异常识别与报警•水文模型自动更新•可视化管理系统排水设计与现场实施现场典型布置图排水施工规范根据不同矿山特点,排水系统布置有多种形式防排水系统设计流程施工过程必须严格遵循相关规范集中式排水系统适用于涌水集中的矿井科学的防排水系统设计应遵循以下流程•《煤矿安全规程》中关于排水系统的要求分散式排水系统适用于多点涌水的大型矿井
1.水文地质条件调查与分析•《金属非金属矿山安全规程》排水相关条款分区式排水系统按开采深度或区域分别排水
2.涌水量预测与计算•《矿井通防设计规范》排水系统设计标准中央式排水系统所有涌水汇集到中央水仓统一排出
3.确定防排水系统类型和布局•《矿井防治水技术规范》中的技术要求
4.核心设备选型与参数计算•企业内部的施工工艺标准
5.管网设计与水力计算
6.安全性评估与优化
7.应急备用系统设计
8.技术经济比较与方案确定排水系统设计关键参数计算排水系统设计中需要计算的核心参数包括正常涌水量Q正=Q地下水+Q生产用水+Q其他最大可能涌水量Q最大=Q正常×K安全系数水泵流量Q泵≥
1.1×Q正常水泵扬程H=H静+H动+H余量水泵功率P=ρgQH/η水仓容量V≥24小时正常涌水量管道直径D=4Q/πv,v为流速,一般取2-3m/s设计中应特别注意安全系数的选取,通常•水文地质条件简单安全系数取
1.2-
1.3•水文地质条件中等安全系数取
1.3-
1.5•水文地质条件复杂安全系数取
1.5-
2.0矿山突水应急预案应急预案编制预警机制按照分级响应、分类管理原则编制突水应急预案,内容包括预案适用范围、组织机构与职责、预警与信息报告、建立四级预警机制蓝色(可能发生)、黄色(较大可能)、橙色(极有可能)、红色(即将发生),明确各级预应急响应、应急保障、后期处置等警条件、信息发布和响应措施应急物资响应流程配备充足的应急物资大功率排水设备、防水材料、应急照明、通讯设备、救生器材、个人防护装备等,定期检查制定标准化响应流程突水发现→信息上报→启动预案→人员撤离→应急抢险→事态控制→善后处理→调查评估,维护,确保可用性每个环节明确责任人和时限要求应急组织体系与职责完善的应急组织体系是有效应对突水事故的保障应急指挥部总指挥、副总指挥、成员(安全、生产、技术负责人)应急救援组负责人员搜救、紧急排水和现场抢险技术支持组分析事故原因,提供技术方案后勤保障组提供物资、设备和生活保障医疗救护组伤员救治和心理疏导通讯联络组保障信息传递和外部联络治安疏散组现场秩序维护和人员疏散各组职责必须明确,人员配备合理,保证24小时应急值守建立内部联动机制和外部协作机制,与当地应急管理部门、医疗机构建立联系渠道,必要时可迅速获得外部支援雨季三防措施雨季防洪防水具体操作雨季是矿山水害的高发期,必须采取综合性三防(防洪、防水、防塌方)措施•地表防洪措施•排查井口、工业广场周边排水系统•清理排水沟、截水沟、沉淀池•检查修缮防洪堤、挡水墙•加高井口围墙,防止洪水直接进入•井下防水措施•增加排水泵备用台数•扩大水仓容量•检修排水管路,确保畅通•加强防水闸门检查维护•准备应急排水设备和材料•防塌方措施•加强边坡监测和加固•检查巷道支护状况•对易受水侵蚀区域进行特殊加固历年极端气象数据分析分析历史气象数据,掌握当地降雨规律•统计近30年最大日降雨量和持续降雨量•分析降雨强度与矿井涌水量的相关性•确定临界降雨量和预警值•建立降雨-涌水预测模型防治水案例分析
(一)某铁矿突水事故案例分析事故基本情况2018年3月,某铁矿在-380米水平开拓过程中,掘进工作面突然发生大量涌水,涌水量达到800m³/h,导致掘进工作面被淹,3名作业人员被困事故起因分析地质原因•工作面前方存在未探明的岩溶发育带•导水断层与工作面相交•上部老窑存在大量积水管理原因•前期水文地质勘探不充分•掘进过程中未按规定进行超前探水•发现水量异常时未及时停工检查技术原因•排水系统能力不足•未设置防水闸门•应急排水设备不足事故处理措施应急响应•立即启动突水应急预案•撤离危险区域人员•组织专业救援队伍排水抢险•紧急调配大功率水泵12台•铺设临时排水管路•增设水仓容量人员救援•确定被困人员位置•开辟救援通道•成功救出3名被困人员防治水案例分析
(二)某煤矿老窑积水突水事件1背景2020年5月,某煤矿在开采过程中意外揭露老窑,导致大量积水(约10万立方米)涌入采掘工作面应对措施采用探放结合,以探为主,先探后放,边探边放,有序放水的原则,成功实施了老窑积水治理2某金矿岩溶水害治理案例关键技术采用定向钻孔精确探测老窑范围,建立三维模型,科学布置放水钻孔,控制放水速度,确保安全有序排放背景某金矿位于岩溶发育区,矿体下部存在丰富的岩溶承压水,对开采构成严重威胁应对措施实施预先疏放、压力转换、水位控制的综合治理方案某铜矿断层涌水防治案例3关键技术通过地面长距离定向钻孔,提前疏放岩溶水,降低水头压力;建立水位监测网络,实时监控水位变化;采用分区开采、留设防水coal柱等措施,背景某铜矿在开拓-520米水平时,遇到强导水断层,涌水量达到450m³/h,威胁矿山安全确保采矿过程中的安全应对措施采用帷幕注浆+定向堵水+超前探测的综合防治方案关键技术沿断层两侧布置帷幕注浆孔,形成防水屏障;对断层破碎带实施化学注浆加固;采用物探与钻探相结合的方法进行超前探测,实现了断层涌水的有效控制国内典型堵水、泄水案例除上述案例外,近年来我国矿山防治水还有以下典型案例某煤矿采空区水害治理采用三带一通道治理模式,即探查带、隔离带、治理带和疏排通道,成功处理了200万立方米采空区积水某铁矿突水应急处置利用快速堵水材料和移动排水设备,成功处置了井下突发涌水事故某钾盐矿溶腔治理采用高压旋喷注浆技术,成功治理了采矿过程中形成的溶腔评估与改进建议通过案例分析,总结以下改进建议勘探阶段加强水文地质勘探,特别是老窑、断层、岩溶等关键区域设计阶段留设足够的防水coal柱,合理确定开采顺序,考虑水文地质条件的影响施工阶段严格执行三专两探一撤(专门的探放水设计、专门的探放水队伍、专门的安全措施、物探、钻探、紧急撤退预案)管理阶段建立水文监测系统,实时监控水情变化法律法规与管理要求国家矿山安全相关法规矿山防治水工作必须严格遵守国家相关法律法规《中华人民共和国安全生产法》明确企业安全生产主体责任《中华人民共和国矿山安全法》规定矿山企业防治水的基本要求《煤矿安全规程》详细规定煤矿防治水的具体技术要求•第四章专门规定了防治水要求•明确了探、放、堵、排、截、监六字方针《金属非金属矿山安全规程》规定了金属非金属矿山防治水要求《矿井防治水技术规范》提供了防治水工作的技术标准《防治水计划编制规定》明确了防治水计划的编制要求防治水管理责任体系矿山防治水管理责任体系应包括矿长负责制矿长是防治水工作第一责任人分级负责制各级管理人员在职责范围内负责专业防治水机构设立专门的防治水管理部门专职防治水人员配备符合要求的专业技术人员岗位责任制明确各岗位防治水职责防治水管理制度建设防治水领导机构防治水技术机构防治水执行机构设立矿山防治水领导小组,由矿长任组长,总工程师任副组长,成员包括各部门负责人负责审定防治设立防治水专业技术机构,由总工程师直接领导,配备水文地质、采矿、机电等专业人才,负责制定防设立专职防治水队伍,负责日常探放水、排水系统维护、水情监测等工作队伍人员应具备相应技能,水计划、组织重大水害隐患治理、协调解决防治水重大问题治水技术方案、组织技术培训、开展技术攻关配备必要的设备和工具,确保各项防治水措施落实涉及岗位及职责划分防治水工作涉及的关键岗位及职责岗位主要职责矿长全面负责防治水工作,保障资源投入总工程师负责技术管理,审核技术方案防治水工程师编制防治水计划,制定技术措施水文地质工程师水文地质勘探、分析和预测排水系统管理员负责排水系统运行和维护探放水工执行探放水作业,记录水情数据采掘工作面负责人执行采掘工作面防治水措施防治水档案与台账建立完善的防治水档案管理系统基础档案•水文地质资料•防治水规划和计划•排水系统图纸动态档案•水情监测记录•探放水记录•隐患排查和治理记录绩效考核与激励机制设备档案•排水设备台账建立科学的防治水绩效考核制度•设备维护保养记录考核指标•设备检测检验报告•水害事故发生率•隐患排查率和治理率•防治水措施执行率•排水系统运行稳定性•防治水培训完成率防治水人员安全培训培训内容与形式防治水人员培训应覆盖以下核心内容理论知识•水文地质基础知识•防治水法律法规•矿井水害类型与特征•防治水技术与方法•排水系统原理与维护操作技能•探放水作业规程•排水设备操作与维护•注浆堵水技术操作•监测设备使用方法•应急处置技能安全防护•个人防护装备使用•水害逃生与自救•应急救援知识•事故案例分析培训形式多样化•课堂授课系统学习理论知识•现场教学实地了解排水系统•技能实操掌握操作要领多样化教学方法•案例分析从历史事故中学习•考核评估检验培训效果采用多种教学方法提高培训效果多媒体教学利用视频、动画展示复杂概念VR虚拟现实模拟突水场景,提高应急处置能力模型演示通过物理模型展示水害形成机制分组讨论通过小组讨论解决实际问题角色扮演模拟应急响应过程中的角色分工远程培训利用网络平台开展线上学习实践操作与现场演练强化实践环节,提高实际操作能力设备操作训练•排水泵启停操作•阀门开关调节防治水设备操作实操排水泵操作规程注浆设备操作要点监测系统操作流程排水泵操作应遵循以下步骤注浆设备操作关键环节水文监测系统操作要点
1.启动前检查轴承温度、润滑油状态、电缆连接
1.设备组装连接高压管路、检查密封性
1.传感器安装水位、流量、压力传感器布置
2.启动程序开启出水阀、启动电机、观察电流表
2.浆液配制按比例混合、搅拌均匀
2.数据采集参数设置、采样频率调整
3.运行监控定期检查流量、压力、温度、振动
3.压力控制逐步提高压力、观察吸浆量
3.系统校准定期校准确保数据准确性
4.停机程序先停电机、后关闭出水阀
4.异常处理管路堵塞、压力突变的应对措施
4.数据分析趋势分析、异常识别
5.应急处置过载、过热、异常振动的处理方法
5.设备清洗操作完成后的清洗和维护
5.报警处理报警响应和确认流程电气及机械设备安全规程故障处理实训操作防治水设备必须严格遵守安全规程常见故障处理方法训练电气安全故障现象处理方法•所有电气设备必须有可靠接地•井下电气设备必须使用防爆型水泵不出水检查进水管道、排气、检查电机转向•禁止带电操作和检修设备水泵振动异常检查轴承、叶轮平衡、调整联轴器•潮湿环境必须使用防水插头和电缆•电气柜门必须锁闭,非专业人员禁止开启电机过热检查负载、通风条件、相序是否正常机械安全注浆压力不稳检查管路密封、调整注浆速度•操作前检查转动部件防护装置•严禁徒手触摸运转中的设备监测数据异常校准传感器、检查信号传输线路•高压设备操作必须两人配合自动控制失效检查控制器、传感器、切换到手动模式•设备维修必须切断电源并挂警示牌•使用工具必须符合安全要求典型操作流程演示个人防护重点演示以下操作流程隐患排查与治理流程隐患排查隐患登记采用多种方法全面排查水害隐患建立规范的隐患登记制度•现场检查巡查排水系统和关键部位•隐患描述位置、类型、严重程度•资料分析研究水文地质资料和历史记录•风险评估分析可能造成的后果•监测预警分析监测数据异常变化•隐患分级一般隐患或重大隐患•专家评估邀请专家进行专项检查•建立台账录入隐患管理系统总结反馈治理方案及时总结经验并进行反馈制定科学的隐患治理方案•案例分析总结治理经验教训•技术措施针对性技术解决方案•制度完善修订相关管理制度•资源配置人员、设备、材料准备•技术创新改进防治水技术方法•进度安排明确治理时间节点•培训推广将经验纳入培训内容•责任分工落实责任部门和人员验收评估实施治理对治理结果进行验收评估严格按方案实施隐患治理•技术验收测试治理技术效果•施工准备技术交底、安全措施•资料验收检查治理记录完整性•过程控制关键环节监督检查•专家评估邀请专家进行评估•质量管理确保治理效果•综合验收形成验收结论•进度控制按计划推进工作重要隐患部位筛查标准重点排查以下关键部位的水害隐患地质构造带•断层破碎带导水性强,易形成突水通道•褶皱轴部岩层破碎,渗透性增强•岩溶发育区溶洞、溶隙发育,富水性强矿井关键部位•井筒与含水层交汇处容易形成涌水点•主要运输巷道积水会影响生产和安全•采掘工作面直接面临突水风险•老采空区边界可能存在积水或导水通道排水系统薄弱环节水文监测与动态管理监测点布置原则水文监测点布置应遵循以下原则全面性原则覆盖各类水文要素•地下水位监测点•涌水量监测点•水质监测点•水压监测点代表性原则选择典型位置•各含水层的特征位置•主要导水构造带•重要防治水工程部位•主要排水系统节点可靠性原则确保数据准确•监测点结构合理•仪器设备可靠•定期校准维护经济性原则在保证效果的前提下控制成本•合理确定监测点密度•优化监测频率•采用适宜的监测技术根据矿山规模和水文地质复杂程度,合理确定监测点数量•小型矿山不少于5-10个监测点•中型矿山不少于10-20个监测点在线数据采集与分析•大型矿山不少于20-30个监测点建立自动化水文监测系统•复杂条件矿山可适当增加监测点数量数据采集系统•自动化传感器水位、流量、压力、水质•数据采集器定时采集数据•传输网络有线或无线传输数据处理系统•数据筛选去除异常值•数据转换单位换算、标准化处理•数据存储建立数据库数据分析系统•趋势分析监测数据变化趋势•相关分析不同参数之间的关系•预警分析超限预警和趋势预警•模型分析建立水文模型技术创新与智能化防治自动化排水监控系统智能预警平台新材料在防水中的应用实现排水系统的智能化管理构建多层次的水害预警系统采用新型材料提高防水效果•水泵远程启停控制根据水位自动控制水泵运行•多源数据融合整合水文、气象、开采等数据•高分子注浆材料渗透性强,强度高•运行参数实时监测监测流量、压力、功率等参数•模型预测建立水文地质模型,进行动态预测•纳米防水材料微孔封堵效果好•故障自动诊断识别设备异常并发出警报•AI分析利用机器学习识别异常模式•智能膨胀材料遇水自动膨胀堵水•节能优化运行根据涌水量智能调节泵组组合•可视化展示3D可视化展示水情变化•生态环保材料降低环境影响•维护提醒设备运行时间到达阈值自动提醒维护•分级预警根据风险等级自动发布预警信息•复合防水材料综合多种材料优点智能化防治水技术架构构建感知-传输-分析-决策-执行的智能防治水体系感知层•物联网传感器网络•视频监控系统•人工巡检数据采集传输层•矿井通信网络(有线+无线)•数据传输协议•边缘计算节点分析层•大数据平台•水文地质模型•人工智能算法决策层•专家决策支持系统•预警决策系统•应急响应系统执行层•自动控制系统•机器人作业系统•远程操控系统创新技术应用案例国内外矿山智能防治水技术应用实例某大型煤矿智能排水系统防治水技术考核与测评核心考核内容与标准防治水技术人员考核应涵盖以下核心内容理论知识考核•水文地质基础知识地下水类型、运动规律•法律法规标准相关法规、标准及规程•防治水技术探放水、堵水、排水等技术•设备原理水泵、注浆设备等工作原理•应急管理应急预案编制和执行流程实际操作考核•设备操作水泵、钻探、注浆设备操作•工艺实施探放水、注浆堵水等工艺实施•故障处理常见故障识别和排除方法•数据分析水文监测数据解读和分析•应急处置模拟突水等应急情况处置管理能力考核•计划编制防治水计划制定能力•组织协调现场作业组织协调能力•风险评估水害风险识别和评估能力•技术决策应急状态下的决策能力培训效果抽测采用多种方式评估培训效果书面测试•闭卷考试检验基础理论掌握程度•开卷考试评估分析和解决问题能力•案例分析评估综合应用能力现场抽测•随机抽查不预先通知的现场技能测试•模拟演练设置模拟场景进行测试•操作比赛组织技能操作竞赛成果展示•技术方案编制防治水技术方案•改进建议提出工作改进建议突发水害事故应急演练演练策划与流程设计1科学策划是成功演练的基础演练目标确定明确演练要检验的内容和达到的目标2应急分队分工情景设计设计符合矿山实际的突水情景,包括突水位置、涌水量、可能影响范围等角色设置确定各参演人员的角色和职责演练中各应急分队的主要职责流程编排设计完整的演练流程,包括发现突水、报告、响应、处置等环节指挥协调组负责现场指挥、信息收集、决策下达评价标准制定演练评价标准,明确考核点抢险救援组负责人员搜救、临时堵水、紧急排水技术支持组分析水源、提供技术方案现场实战演练要点3物资保障组调配应急设备和物资演练实施过程中的关键要点医疗救护组伤员救治和转移逼真性模拟环境尽可能接近实战,增加实战感警戒疏散组人员疏散和现场警戒突发性参演人员不提前告知具体突发点综合性综合检验人员、设备、物资、预案的协同能力4演练评估与改进全程记录全过程记录演练情况,为后续评估提供依据演练结束后的评估与改进安全控制设置安全监督员,确保演练安全评估会议召开演练评估会,分析演练情况问题梳理总结演练中发现的问题和不足改进措施针对问题制定改进措施预案修订根据演练情况修订完善应急预案定期复训针对薄弱环节进行专项训练典型演练情景设计根据矿山实际情况,可设计以下典型演练情景采掘工作面突水情景•情景描述采掘工作面揭露导水断层,突然涌水量达到300m³/h•重点检验现场人员应急撤离、临时堵水措施、应急排水启动老窑水突水情景•情景描述开拓巷道意外揭露老窑,涌水量迅速增大至500m³/h•重点检验突水源判断、应急堵水、增援人员调动排水系统故障情景•情景描述主排水泵房因电气故障全部停运,水位快速上升•重点检验备用系统启动、故障排除、临时排水措施暴雨引发地表水灌入情景•情景描述强降雨导致地表水沿井筒灌入矿井•重点检验地表截水措施、井下人员撤离、应急抢险近期防治水最新进展三维水文地质建模定向钻进技术人工智能预测利用先进地质建模软件,结合钻探、物探等多源数据,建立精确的三维水文地质模型,实现对矿区水文地质采用高精度定向钻进设备,实现对特定水源的精准探测和定向疏放该技术可以控制钻孔轨迹,到达指定目应用深度学习算法,建立矿井涌水量预测模型通过对历史水文数据、气象数据、开采数据等的分析,预测条件的精细化表达该技术可以直观展示含水层分布、断层走向、岩溶发育等特征,为防治水决策提供科学标位置,有效减少钻孔数量,提高探放水效率目前最新设备可实现钻深1000米以上,定位精度±2米以未来涌水量变化趋势,提前采取防控措施实际应用表明,AI预测模型的准确率可达85%以上,为防治水决依据内策提供重要参考行业前沿技术动态国内外矿山防治水领域的最新技术进展高分子材料注浆技术•新型环保型高分子注浆材料,具有渗透性强、固化快、强度高等特点•适用于各类裂隙性含水层的封堵•可降低对地下水环境的污染无人机水文调查技术•利用无人机搭载多光谱相机、热成像设备等•快速获取大范围地表水文信息•识别地表水体、渗漏点和异常区域智能机器人排水技术•研发专用排水机器人,可进入人员难以到达的区域•具备自主导航、障碍识别、远程控制功能•可在危险环境下进行排水作业水害风险智能评估系统•基于GIS和大数据技术•综合评估水害风险等级•自动生成风险分区图和防治建议总结与培训回顾水害认知了解矿山水害的基本概念、类型及危害,建立水害防治意识,为防治水工作奠定认知基础基础理论掌握水文地质学基础知识,理解地下水的运动规律和分布特征,为防治水工作提供理论支持技术应用学习探放水、堵水、排水等防治水技术,掌握相关设备的操作和维护方法,提高实际操作能力系统管理理解防治水管理制度、应急预案和组织体系,形成系统化的防治水管理思维,确保各项措施落实到位创新发展了解防治水领域的前沿技术和发展趋势,培养创新思维,不断提升防治水技术水平和管理效能防治水系统思维总结防治水工作是一个系统工程,需要从以下几个方面综合考虑全过程管理•前期勘探→设计规划→施工实施→运行管理→应急处置•形成闭环管理体系,各环节相互衔接多要素协同•人员、设备、技术、制度四位一体•硬件设施与软件管理相结合•预防措施与应急措施并重风险分级管控•对不同风险等级的区域采取差异化措施•重点防控高风险区域•合理分配防治水资源科学决策机制•基于数据和事实进行决策•专家论证与实践经验相结合•建立科学的评估体系能力提升建议为持续提升防治水能力,建议采取以下措施培训收获与反馈知识更新•定期学习新技术、新方法课堂讨论与答疑环节开放疑问解答针对学员提出的常见问题进行解答•问题1如何确定排水泵站的合理位置?•排水泵站位置应综合考虑以下因素
1.地质条件选择稳定的岩层,避开断层和破碎带
2.水文条件靠近主要涌水区域,便于集水
3.运输条件考虑设备运输和安装便利性
4.排水路径减少排水管路长度,降低能耗
5.安全因素避开采空区和高瓦斯区域•问题2如何区分老窑水和岩溶水?•主要从以下几个方面区分
1.水质特征老窑水通常浑浊度高,含铁量大;岩溶水一般较清澈,硬度大
2.水温特征老窑水温度相对稳定;岩溶水受季节影响明显
3.水化学特征通过水中离子成分分析区分
4.突水特征老窑水多为突发性,量较固定;岩溶水可持续性强,量变化大•问题3突水后如何快速判断水源和涌水量?•快速判断方法
1.观察水的颜色、浑浊度、水温、气味等感官特征
2.测量水压、流速等物理参数
3.采用简易测流法估算涌水量
4.参考矿区水文地质资料,判断可能的水源
5.采集水样进行快速化验分析案例补充讨论学员提出的典型案例及分析•案例1某煤矿井下电气设备被淹事故•事故原因雨季排水系统容量不足,配电室防水措施不完善•处理经验建立多级备用电源,提高关键设备防水等级•预防措施电气设备安装位置考虑防水因素,配备移动式排水设备•案例2某金属矿探放水钻孔失控事件•事故原因未正确评估水压,钻孔封闭装置选型不当•处理经验采用高压注浆紧急封孔,分段放水降压•预防措施钻探前充分了解水文地质条件,配备适当的防喷设备后续学习资源推荐为持续提升防治水能力,推荐以下学习资源。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0