❶ 礦井水的防治方法有哪些
1. 地面防治水方法涉及多個方面：溝渠開挖以排除積水、引導河流改道、加固河床、封閉礦井通道（例如塌陷坑和裂縫）、處理地表裂縫以及封堵廢棄鑽孔。
2. 井下防治水方法包括：進行水文地質勘探並排放積聚的水、預留抗隔水煤（岩）柱、設置水閘門和構建水閘牆。
3. 疏干降壓措施：通過泵抽井下積水，實現地下水位下降，從而減少礦井內的涌水。
4. 堵水防滲策略：運用特定的材料或構造，比如水閘門和水閘牆，阻止水流滲透進入礦井。
在煤炭採掘過程中，礦井水與煤層和岩層接觸，並受到人類活動的直接影響，這導致水質變化，並呈現出明顯的煤炭行業特徵。礦井水中的懸浮物含量常常遠高於地表水，這些懸浮物粒子細小、比重較低、沉降速度緩慢，給混凝處理帶來困難。礦井水可能含有廢棄機油、乳化油等有機污染物。礦井水中的總離子含量通常較地表水為高，特別是硫酸根離子含量。此外，礦井水的pH值偏低，伴隨大量亞鐵離子存在，這增加了處理難度。
❷ 深基坑涌水涌砂案例分析，請給個質量問題原因分析和處理辦法吧
為什麼不用「井群降水」呢？止水帷幕的做法只能對一般較少量、沒有補給情況回下的地下水，對於又有淺層滯水、又答有承壓水存在的復雜地下水條件，效果很不明顯。顯見，本工程就是由於地下水處理措施不當引起的諸多事故。可能開始時止水帷幕還能夠起到一點作用，由於後來基坑深度增加受力情況發生變化導致止水措施失效，造成涌砂、涌水、地面下沉。根據樓主所述情況，單純的堵水措施不一定能夠解決問題了
❸ 煤礦為什麼會有地下水處理
一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經處理直接排放，勢必對環境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現循環經濟的目標。據統計我國40％的礦區嚴重缺水，已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節流量相當懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴重污染。因此，開發、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重
據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明，山西每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲，應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題，幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。
這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明，山西省採煤造成嚴重的水資源破壞，加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明，山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此，這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。
目前，由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計，山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里，佔全省總面積的13％。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計，全省由於採煤排水引起礦區水位下降，導致泉水流量下降或斷流，使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。
2、煤炭採掘業廢水治理技術問題
99%的採煤項目廢水沒有進行治理，從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛，那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低，一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變，在同一礦井廢水中，同時含有鐵、錳等重金屬，硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物，有的礦井廢水呈弱酸性（如織金縣珠藏、鳳凰山等），再就是即使是同一礦井，所采層不同，廢水性質也不同，甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物，不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理，這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子，把礦井廢水往池子一放，就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單，可能連懸浮物也處理不了，金屬和非金屬就更不可能處理了。
3、煤礦廢水處理要求
1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前，應先委託地區環境監測站進行監測，以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術，50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用，循環使用率不低於50％，經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。
1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定，試產三個月必須申請地區環保局驗收，驗收達標的發給排污許可證，不達標的停產治理。
1.3原有煤礦分期分批進行治理，2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的，依法予以處罰；治理不達標的，停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出，報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。
表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位：mg/l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標倍數（倍） 處理後
濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —
表2某B煤礦廢水處理監測結果單位：mg/ l
指標 排放
標准 處理前
濃度 超標 倍數 （倍） 處理後
濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高，如濃度大於100mg/l，其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高，要達到1mg/l的排放標准，一級除鐵是不行的，必須三至四級除鐵。
1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標（6～9）。
1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理，建導流溝，把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。
1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放
為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流，工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放，必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用
實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點，不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告，從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。
二、廢水主要處理技術
我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢，將防治污染和回用結合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有：沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水，通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術；處理後作為生產用水或其它用水的，通常採用混凝沉澱過濾處理技術；處理後作為生活用水，過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件
1、礦井廢水的產生及特點
煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水，井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特徵，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣，結果見表1。
M煤礦礦井廢水污染物監測表
表1 單位：mg/L
序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 總磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 糞大腸菌 260～393 5 懸浮物 360～500 13 銅 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 鋅 0.0381～0.0407
通過網路調查和資料查找，收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料，以及環境監測站監測數據（表1）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機物略有超標，糞大腸菌群超標，揮發酚超標。
2、礦井廢水回用途徑
煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水，礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為：
a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》（GB50215－94）
SS≤150mg/L，粒徑d<0.3mm；PH值為6～9；大腸菌群≤3個/L。
b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10～200mg/L，粒徑d <0.15mm；硬度（碳酸鹽）2～7mg/L；pH值為6.5～9；濁度<20。
c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》（GB3838-2002）的Ⅲ類水體標准。
d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》（CJ/T 48-1999）。
5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》（GB5749-85）。
四、處理工藝
從上表可知，M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800～1000m3/d，處理後作為生產和生活用水，採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見圖1。
圖1礦井廢水處理工藝流程
礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用於黃泥灌漿，其餘廢水自流進入曝氣池，氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱，由提升泵提升進入混凝沉澱設備，同時加入混凝劑，經過斜管沉澱後，將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐，出水自流進入清水池，清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池，上清液自流進入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。
五、主要處理單元
1、預沉池曝氣
礦井廢水中含有少量的有機物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外，井下液壓支柱等設備產生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達標。
2、混凝沉澱
煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要採用混凝沉澱法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區，水流在反應區中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質，經過布水區進入斜管填料，由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉澱，提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流排出。
3、砂濾凈化
礦井廢水經混凝沉澱後，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中，它是混凝沉澱裝置的後處理過程，同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，採用自動虹吸原理達到反沖洗，不需要人工單獨管理，操作簡便，管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。
4、活性炭吸附
該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚，酚類屬於高毒物質，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內，低濃度可使細胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源，會引起蛋白質變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800～2000m2/g，具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時間一般不大於30～60min。隨著運行時間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質，達到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。
5、消毒
廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理後回用於洗浴時，若不經過消毒，對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理，本工藝採用二氧化氯消毒，現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。
六、處理工藝特點
1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數，採用一次提升到混凝沉澱裝置，再自流進入後續各處理構築物，出水水質穩定可靠，動力設備較少，能耗較低。
2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術，主要處理構築物採用組合式鋼結構，具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動，操作管理方便。
3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控，包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。
❹ 礦井水害防治的技術路線
澄合礦區提出的「監測預報，超前探測，探治結合，綜合防護」四位一體綜合防治水害技術體系的主要內容及目的為:
1)監測預報主要包含了兩個方面的內容，一是針對相對富水區段實時監測井下涌水點、奧灰岩及K2含水層，及時地掌握涌水量的動態變化規律，從而快速判斷井下突水的突水水源及類型;另一是基於水文地質條件調查分析，進行預測預報:①區域預測。區域性水害預測是建立在礦井水文地質條件分析的基礎上，綜合巷道施工、鑽孔資料、泉水和地表水資料、地質構造、水文、水化學特徵等資料，進行全面、系統的分析和研究，從宏觀上確定嚴重突水威脅區、突水威脅區和無突水威脅區域，用以指導礦井防治水工作。②局部預報。局部的水害預報主要針對不同的採掘工作面、不同的地質構造部位和不同的含水層或隔水層進行綜合分析，對採掘工作面或巷道進行水害評價;或根據近期降雨預報與井下監測結果，對突水威脅區域或嚴重突水威脅區進行局部或短期的預報。
監測預報是「四位一體綜合防治水技術體系」的基礎，而水文地質勘查是監測預報的基本手段。
2)超前探測主要是在工作面掘進前開展水文地質補充勘探，並以井下直流電法進行超前探測;工作面、巷道掘進時採用進行井下直流電法超前探測和鑽孔驗證，圈定水文地質異常區;工作面回採前用直流電法及音頻電透視探測隔水層富水塊段及原始導高，以鑽探成果深化對底板水文地質條件的認識;在工作面回採過程中，實時監測水位水壓變化規律，預測突水危險性。
超前探測是「四位一體綜合防治水技術體系」的關鍵，而水文地質物探是超前探測的主要方法。
3)探治結合是根據超前探測圈定的水文地質異常區，分不同情況實施預防措施:①煤層底板存在奧灰水威脅的地段進行注漿改造，通過注漿改造底板，提高隔水層有效厚度和完整性，增強其阻水性能; ②巷道接近老窖積水區段時，應邊探邊采，進行探放水或構築密閉牆，防止老礦采空區突水。探治結合是 「四位一體綜合防治水技術體系」的核心，注漿改造是實現探治結合的重要途徑。
4) 綜合防護是採取非工程措施提前做好水害事故預防工作，主要包括: ①在突水威脅區域掘進時，設避水災硐室，在硐室內安裝電話，壓風自救器，食物和水等。②在掘進頭附近設立專門的報警電話，以便在水災發生時能及時通知調度室。③實行遠距離放炮等安全措施。④設立避災路線，在井下懸掛明顯避災路線的標志，並傳達到井下每位作業人員。⑤編制礦井防治水緊急處理預案，定期進行演練。⑥定期向全礦進行礦井水情水害情況通報，舉行防治水專職培訓和講座。為了實現上述水害防治技術措施，具體技術路線如圖 7. 1 所示。
圖 7. 1 澄合礦區四位一體綜合防治水技術體系圖
1) 建井和生產前，開展礦區水文地質勘探，提供地質、水文地質等基礎資料。全面把握區域地質構造情況、水煤空間組合關系等，分析預測充 ( 突) 水條件、水害類型等，提出預防處理措施。
2) 開展礦區水文地質探查，採用三維地震、瞬變電磁法查清主要可採煤層的底板起伏情況及地質異常體; 查清隱伏災害性較大的含水、導水地質構造 ( 如導水裂隙發育帶等突水通道) 具體位置及煤層底板導水構造的富水性平面分布規律，並對潛在突水通道作出預測。
3) 在地面物探基礎上，工作面巷道掘進過程中，利用直流電法對地面物探異常區進行超前探測，其超前探測有效距離一般為 60 ～80 m。
4) 工作面巷道形成後，利用高分辨直流電法對工作面底板進行了綜合探測，對工作面底板構造及其富水性進行評價，並圈定可能發生的突水危險區。
5) 採用鑽探方法進行探查和驗證，在查清水害威脅程度的基礎上採用相應的方法和措施進行防護和治理。
6)對煤層底板存在奧灰水威脅的地段進行注漿改造，通過注漿改造底板，提高隔水層有效厚度和完整性，增強其阻水性能。
7)對存在老窖積水威脅的區段，應提前探測，加強疏排。
8)建立地下水動態監測系統，對威脅礦井安全生產的奧灰岩和K2段含水層進行動態監測，根據水壓變化，制定有針對性的防治水措施。
9)進行綜合防護，編制水害應急救援預案。
❺ 礦井突水的防治
（一）礦井突水及突水徵兆
凡是井巷掘進或工作面回採過程中，接近或溝通含水層、被淹巷道、地表水體、含水斷裂帶、溶洞、陷落柱而突然產生的突水事故稱為礦井突水。這是因為井下採掘活動破壞岩層天然平衡，採掘工作面周圍水體在靜水壓力和礦山壓力作用下，通過斷層、隔水層和礦層的薄弱處進入採掘工作面。礦井突水的發生與發展有一個逐漸變化的過程，有的表現很快（一兩天或更短）、有的表現較慢（採掘後數日至半個月），這與工作面具體位置、采場地質情況、水壓力、礦山壓力大小有關。從開拓工作面開始到產生突水事故期間，在工作面及其附近往往顯示出某些異常現象，這些異常現象統稱為「突水徵兆」。
1.承壓水和與承壓水有關的斷層水突水徵兆
1）工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折梁、斷柱現象。
2）底軟膨脹、底臌脹裂。這種徵兆多在底板來壓之後發生，且較普遍。在採掘面圍岩內出現裂縫（特別是底板為脆性岩層），當突水量大、來勢猛時，底臌脹裂的同時還伴有「底爆」響聲。在受到壓力最大地段，柔性岩層變薄；相應地，壓力小的地段會出現增厚現象。
3）先出小水，後出大水。由出小水至大突水，時間長短不一。據統計，有1～2h至20～30d不等。如某煤礦某工作面1960年5月8日正式回採，6月2日發現工作面有底臌現象，在近F1斷層的溜子道的煤層由1.8m增厚至2.4m，到6月4日，采場底臌趨於明顯，並出現一條長11m、寬0.1m的裂隙，先出風、後出水，底板破裂時產生巨響，涌水量達4.8m3/min。隨著礦山壓力的增大，底臌更加明顯，裂縫增多、涌水量愈來愈大，6月5日23時涌水量達到70.2m3/min。突水水色開始為灰色，後轉為棕黃色，不久變清。
4）采場或巷道內瓦斯量顯著增大。這是因為裂隙溝通、增多所致。
2.沖積層水突水徵兆
1）突水部位岩層發潮、滴水，且水量逐漸增大，仔細觀察可發現水中有少量細砂。
2）發生局部冒頂，水量突增並出現流砂，流砂常呈間歇性，水色時清時渾。總的趨勢是水量、砂量增加，直到流砂大量湧出。
3）發生大量潰水、潰砂，這種現象可能影響到地表，導致地表出現塌陷坑。如吉林舒蘭豐廣礦三井二路石門，在揭露13層煤底板砂岩時，水、砂湧出，造成嚴重透水事故。最大涌水量為26m3/min，含砂量為60％，地表80m×700m的范圍內先後出現大量塌陷坑。
3.老窯水突水徵兆
1）礦層發潮、色暗無光。需挖去一薄層進行觀察，若仍發暗，表明附近有水；若裡面的礦體乾燥、光亮，則是由附近頂板流下的「表皮水」所造成。
2）礦層「掛汗」。礦層一般不含水也不透水，若其上或其他方向有高壓水，則在礦層表面會有水珠，似流汗一樣。其他地層若有積水，也可能有類似現象。
3）採掘面、礦層和岩層內溫度低———「發涼」。若走進工作面感到涼，且時間越長越感到涼；用手摸礦時，開始感到冷，且時間越長越冷，此時應注意可能會突水。
4）在採掘面的岩層內有「吱吱」的水呼聲時，表示因水壓大，水向裂隙中擠壓發出的響聲，說明採掘面離水體不遠，有突水危險。
5）老窯水呈紅色，含有鐵，水面泛油花，有臭雞蛋味，口嘗時發澀；若水甜且清，則是「流砂」水或斷層水。
（二）礦井突水的防治
礦井突水的防治工作應以防為主，即礦井防水是有效防治礦井突水災害的重要手段。礦井防水就是根據井田地質、水文地質條件構築各種必要的工程設施，防止礦井大量涌水，發生突水事故。礦井防水的措施可概括為地面防水、井下防水兩大類。
1.地面防水
地面防水是指在地表修築各種防排水工程，防止或減少大氣降水或地表水滲入井下，它是保證礦井安全生產的第一道防線，特別是以大氣降水和地表水為主要充水水源的礦井尤為重要，常採用以下方法：
1）河流改道。礦區范圍內有常年性河流流過且與礦井直接充水含水層接觸，河水滲漏量大，是礦井的主要充水水源時，會給生產帶來嚴重影響。這種情況下，可在河流進入礦區的上游地段築水壩，將原河流截斷，用人工河道將河水引出礦區。若因地形條件不允許改道，而河流又很彎曲時，可在井田范圍內將河道截彎取直，縮短河道流經礦區的長度，減少河水下滲量。
2）鋪整河底。礦區內有季節性河流、沖溝、渠道，當水流沿河床或溝底裂縫滲入井下時，則可在滲漏地段用粘土、料石或水泥修築不透水的人工河床，阻止河水滲漏或減少滲漏量。
3）填堵通道。礦區內因採掘活動而出現的地面塌陷或地面開裂，經查明是礦坑涌水通道時，可用粘土或水泥填堵這些通道。對較大的溶洞或塌陷裂縫，可下部填碎石，上部用粘土覆蓋，並分層夯實，要求填土層略高出地面，以防積水。
4）挖溝排（截）洪。地處山麓或山前平原區的礦井，因山洪或潛水湧入井下，而構成水害隱患或增大礦井排水量時，可在井田上方垂直來水方向沿地形等高線布置排（截）洪溝、渠，攔截洪水和淺層地下水，將其通過安全地段引出礦區。
5）排除積水。有些礦區開采後引起地面塌陷，塌陷坑內常年積水，且隨開采面積增大，塌陷區范圍增大，積水增多。此時，可將積水排走，造地復田，消除水害隱患。
上述這些方法，從施工角度都是可行的，但採取何種方法應視礦區具體條件而定，可以採用單一方法，也可採用多種方法綜合防治。
2.井下防水
井下防水措施可歸結為「查、探、堵、排」四個字，即查明水源、超前探放水、堵擋水源、排水降壓。井下防水工程主要有防水閘門、防水礦（岩）柱、礦井注漿堵水等。
（1）防水閘門
防水閘門是井下防水的主要安全設施，以分區隔離為目的，可縮小災情范圍，控制水勢危害。一般設計為人工啟閉的弧形鐵門，四周用混凝土牆加固，牆內鑲有放水管及電纜、電話線管路等，水管一端進水並挖有水池，出水口設有閥門與壓力表，放水時可觀測水壓和調整水量。閘門向來水方向打開，並能承受設計水壓力。若水壓高時，需用高壓水閘門，構築時，需對四周岩層注漿，並做耐壓試驗。目前我國礦井所用的防水閘門均為鋼制，有平板型、圓弧拱型和膜型扁殼型3種基本類型，其中膜型扁殼型防水閘門具有門扇質量輕、抗壓能力大、結構合理、技術先進等優點，深受礦山開采部門的歡迎。
防水閘門一般設置在井下運輸巷內，正常生產時防水閘門敞開著，當水患突然發生時，可將防閘門關閉，切斷水路。凡受水患威脅嚴重的礦井，在井下巷道布置和生產礦井開拓延伸或采區設計時，應在適當的地點預留防水閘門的位置，使礦井形成分翼、分水平或分區隔離開采。
1）防水閘門位置的選擇至關重要，一般應考慮幾方面問題：①防水閘門應設置在對水害具有控製作用的部位和井下重要設施部位（如井底車場出入口處），能使水害控制在盡可能小的范圍內，並考慮即使水害發生，也能恢復生產及繞過事故地點開拓新區。②防水閘門應設置在不受鄰近采動影響的地點，以免破壞防水閘門的結構和閘門周邊圍岩的隔水性與穩定性，防止防水閘門關閉後高壓水通過裂縫外泄。③防水閘門應建在圍岩穩定性與隔水性好的地段（要求圍岩硬度系數必須大於4），盡量避免在較弱岩層或礦層內砌築。若必須在礦層中砌築時，必須使閘身的混凝土結構和基岩結合成一體。④防水閘門應盡量修築在單軌巷道內，以減少掘進量和防水閘門的規模。
2）防水閘門的分類。從使用的角度出發，防水閘門可分為臨時性和永久性兩種。若預計突水量不大，水頭壓力較小時，可修築臨時性防水閘門，一旦突水，臨時性防水閘門可起緩沖作用，以便採取進一步的防治措施。永久性防水閘門投資大、施工要求高，只有在保證施工質量前提下，當關閉防水閘門後才能起到封堵水害的作用。
（2）防水礦（岩）柱
在地表水體周圍、強含水層或導水斷層附近採掘時，為防止地表水或地下水潰入井巷，在可能發生突水處保留最小寬度（或厚度）的礦（岩）柱，這種為保證地下采礦工程地段的水文地質條件不致明顯變壞而留設的最小寬度（或厚度）的礦（岩）柱稱為防水礦（岩）柱。
1）防水礦（岩）柱的種類及留設原則，一般包括幾個方面：①有突水威脅又不宜疏忽的地區，採掘時必須留設防水礦（岩）柱；②應在安全可靠的基礎上，把礦柱厚度降低到最低程度，以提高資源利用率；③一個井田或一個水文地質單元內的防水礦（岩）柱，應在總體開采設計中確定，即開采方式和井巷布局與礦柱留設相適應，避免以後礦柱留設的困難；④多礦層地區防水礦（岩）柱留設必須統一考慮，以免某一礦層所留礦柱因另一礦層開采而遭破壞，致使整個防水礦（岩）柱失效；⑤同一地點若按不同條件留設礦柱時，最終選定留設礦（岩）柱的寬度，應滿足所有條件；⑥留設防水礦（岩）柱所需數據，必須就地取得，鄰區或外區數據僅供參考。若需採用其他地方的數據，應適當加大安全系數。
2）防水礦（岩）柱留設，包括兩種方法。
A.斷層礦（岩）柱的留設。礦層位於導水斷層上盤時的礦（岩）柱留設，分兩種情況。一是斷層上盤礦層與下盤含水層接觸或位於其上；二是礦層與導水斷層接觸，斷層溝通地表河流且與下盤含水層接觸，如圖4－11所示。可利用均布荷載「簡支梁」理論導出順層防水礦（岩）柱寬度計算公式為
地質災害防治技術
式中：L為順層防水礦柱寬度（m）；M為礦層厚度或采高（m）；P為礦層所承受的水壓（MPa）；K為礦層的抗張強度（MPa）；A為安全系數，一般取2～5，取值應考慮斷層產狀要素可靠程度、破碎帶的寬度和強度、礦層變化及其強度值的可靠性、水壓變化及其可靠程度、采後礦柱破壞情況等諸多因素。
圖4－11 礦層位於導水斷層上盤時的防水礦柱
當岩層傾角較大時，可用下式計算水平防水礦柱寬度：
地質災害防治技術
式中：Lp為岩層傾角較大時，順層防水礦柱的寬度（m）；L為順層防水礦柱的寬度（m）；β為礦層傾角（°），當岩層與斷層間夾角較小時，應考慮底板突水可能性，並用底板防水岩柱厚度來校驗。校驗時先確定底板防水岩柱，再根據礦層與斷層間的夾角用下式計算順層防水礦柱的寬度：
地質災害防治技術
式中：Ha為安全防水礦（岩）柱寬度（m）；θ為礦層與斷層夾角（°）；其他符號意義相同。
將式（4－21）和式（4－22）計算結果進行比較，取大值作為防水礦（岩）柱寬度的最終選定值。
圖4－12 礦層位於導水下盤的防水礦柱圖
B.安全防水岩柱厚度（Ha）確定方法。
a.根據礦井實際觀測資料確定。Ha可根據各礦具體情況和經驗確定，應大於隔水層受采動影響而遭到直接破壞的無效隔水層厚度。我國峰峰、焦作、淄博等礦區採煤對底板破壞深度為6～14m，有些地區大於14m，在無資料情況下，可利用直接破壞帶厚度與采場岩體試驗資料作為參考（堅硬岩層為11～20m，中硬岩為10～17m，軟弱岩層為8～12m）。
b.突水系數（Ts）的估算。突水系數指突水點處突水臨界水壓力與其有效隔水層厚度的比值（MPa/m）。先根據礦區各突水點資料算出臨界突水系數值，再利用突水系數值計算安全防水岩柱厚度。根據定義，突水系數及安全防水岩柱厚度（Hs）表達式分別為
地質災害防治技術
式（4－23）和式（4－24）中：P0為臨界水壓力（MPa）；P為隔水層承受水壓力（MPa）；M1為隔水層厚度（m）；M0為礦壓對底板破壞的最大深度（m）。
斯烈薩列夫隔水層底板臨界厚度（t）的計算公式為
地質災害防治技術
式中：L為巷道底寬或回採工作面最大控頂距離（m）；γ為隔水層容重（t/m3）；K為隔水層抗張強度（t/m2）；其他符號意義同前。
再計算安全防水岩柱厚度（Ha），公式為
地質災害防治技術
當L不大時，M0→0，則Ha＝t。
礦層位於導水斷層下盤時，礦（岩）柱的留設除按式（4－21）計算順層安全防水礦柱外，還需計算導水裂隙帶與斷層保持一定安全厚度的防水岩柱時，順層防水礦柱寬度（圖4－12）。比較兩者大小，取大值。計算公式為
地質災害防治技術
式中：L為順層防水礦柱寬度（m）；L1、L2、L3分別為順層防水礦柱分段寬度（m）；Ha為斷層安全防水岩柱寬度（m）；Hml為導水冒裂帶高度（m）；θ為斷層面與煤層的銳夾角（°）；δ為走向塌陷角（°）。
礦層位於不導水斷層上盤時，礦（岩）柱留設根據斷層兩盤的礦層與含水層的相對位置可分為：含水層高於冒裂帶高度、含水層處於冒裂帶中和含水層低於礦層等3種情況。
（3）礦井注漿堵水
注漿堵水就是將制好的漿液壓入井下圍岩裂隙或巷道中，使其擴散、凝固和硬化，從而提高岩層強度、完整性和不透水性，從而達到封堵、截斷補給水源和加固圍岩的目的，也是礦井防治水害的重要手段之一。目前已廣泛用於礦井井筒注漿、封堵突水點、恢復被淹礦井，在帷幕注漿堵水截流減少礦井涌水量，底板注漿加固防止突水等方面，已取得良好的效果。
1）注漿材料與注漿工作程序。
A.注漿材料：注漿材料的選擇應根據注漿堵水的目的、地質條件、施工條件、注漿工藝和投資多少等諸多因素決定。一般情況下，凡是水泥漿能解決問題的，盡量不採用化學漿。化學漿主要用於彌補水泥漿的不足，解決一些水泥漿難以解決的問題。當地下水流速小於25m/h時，採用單液水泥漿；流速大於25m/h時，採用水泥、水玻璃雙液漿。用於底板岩溶、斷層破碎帶的注漿堵水及處理井下突水事故時，多採用先灌注惰性材料（如砂、爐渣、礫石、鋸末等）充填過水通道，縮小過水斷面，然後灌注快凝水泥、水玻璃漿液，再用強度較高的化學漿進一步封堵。
B.注漿工作程序：
a.注漿段高和注漿方式。注漿段高是指一次注漿的長度，可分為全段一次注漿和分段注漿兩種。前者是在注漿孔終孔後進行一次性注漿，適用於含水層距地表近、厚度不大、裂隙發育較均勻的岩層。其優點是一次鑽進，一次完成注漿，可縮短施工時間；缺點是段高大時，不易保證質量。當岩層吸漿量大時，要求注漿設備能力大，易出現不均勻擴散，影響注漿堵水效果。當注漿深度較大且穿過裂隙大小不同的多個含水層時，為防止漿液在大裂隙擴散遠、小裂隙擴散近，或上部岩層的裂隙進漿多、下部岩層裂隙進漿少等問題，宜採用後者，即分段注漿。段高可按岩層破碎程度劃分，我國經驗數據是：極破碎岩層一般為5～10m；破碎岩層為10～15m；裂隙岩層為15～30m；重復注漿可取30～50m。注漿方式是指注漿順序，分下行式和上行式兩種。自上而下依次注漿稱為下行式注漿，即從地表鑽進含水層開始，鑽一段，注一段漿，反復交替，直至全孔。其優點是：上段注漿後，下段高壓注漿時，不跑漿，上段同時獲得復注，注漿堵水效果好；缺點是：鑽孔與注漿交替進行，工期長。該方式適用於岩層破碎或裂隙發育的地層。自下而上的注漿稱為上行式注漿，即在注漿孔鑽進結束後，使用止漿塞，自下而上逐段注漿。優點是無重復鑽進，能加快注漿速度。該方法適用於岩層較穩定，垂直節理不發育的地層。
b.注漿前壓水。目的在於將裂隙中松軟的泥質充填物推送到注漿范圍以外，使漿液進入裂隙後增加填充的密閉性和膠結強度。對於大裂隙，壓水時間約為10～20min，中小裂隙則需15～30min或更長。重復注漿鑽孔壓水時間適當延長，一般為30～60min。壓水時，壓力應由小增大，最大不得超過注漿終壓。
c.下放止漿塞及注漿。止漿塞放至規定位置後，接好輸漿管，壓縮漿塞止漿並經壓水試驗檢查後，即可進行注漿。注漿過程中應特別注意堵漿、跑漿及冒漿，並採取措施保證注漿工作順利。
C.注漿參數：
a.漿液擴散半徑。裂隙中漿液的擴散半徑隨岩石的滲透系數、注漿壓力、注漿時間的增加而增大，隨漿液的濃度和粘度的增加而減小。據實際經驗，岩溶地層的漿液平均擴散半徑為10～15m，裂隙地層平均為4～8m。
b.注漿壓力。注漿壓力對漿液的擴散影響很大。經驗表明，隨著注漿壓力的提高，填充物質的強度急劇增加，這就保證了填充物具有足夠強度和不透水性。當地下水流速大時，應設法增加漿液的流動阻力，則需降低注漿壓力。合理運用注漿壓力是注漿的關鍵，宜根據水文地質條件選擇注漿壓力，如有的地區選用注漿壓力為靜水壓力的2～2.5倍，有的則根據岩石裂隙採用合適的壓力值。
c.漿液注入量。可根據擴散半徑和岩石裂隙率進行粗略計算，計算公式為
地質災害防治技術
式中：Q為漿液注入量（m3）；r為漿液擴散半徑（m）；n為裂隙率，一般取1％～5％；H為注漿段長度（m）；β為漿液在裂隙內的有效充填系數，約為0.3～0.9，視岩層性質而定。
2）井筒注漿堵水。井筒注漿堵水一般可分為井筒地面預注漿、井筒工作面注漿兩種方式。
井筒地面預注漿就是在井筒開鑿前，從地面打孔，採用閉合帷幕方式進行預先注漿，封堵含水層中的孔隙、裂隙、溶洞，將水隔離於井筒開鑿范圍以外，保證井筒施工順利進行。該方法適用於含水層較厚且離地表較近，或含水層較薄且層數多的水文地質條件，它具有施工條件好、速度快、不佔施工工期等優點。
A.注漿孔的布置：一般多呈外環式布孔。即注漿孔布置在井筒毛斷面（荒徑斷面）的外圍，由注漿孔組成注漿外環。外環圈的直徑大於井筒荒徑0～1m，各孔的間距不應小於3～4m。對裂隙小、耗漿少的地層，間距可略大些（圖4－13）。
圖4－13 外環式注漿孔布置
注漿孔孔數的確定與岩石裂隙發育程度、井筒斷面、注漿泵能力等因素有關，可由下式確定：
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式中：N為注漿孔數（個）；D為井筒掘進直徑（m）；L為注漿孔間距，一般取3～5m；A為注漿孔至井筒掘鑿邊界距離（m），一般取0.5～1.5m，當注漿孔深度小於200m時，且鑽孔水平偏距不大時，A值可取小些。
注漿孔應按由稀到密的原則分組施工，待第一組鑽孔施工並注漿完畢後，再進行第二組，依此類推。這樣可根據施工和注漿情況，檢查注漿效果和修改必要的注漿參數，如調整孔距、漿液濃度、注漿段長度等，也便於鑽機交叉施工。注漿孔結構應盡量簡單，在鑽機設備能力允許的條件下，終孔直徑盡可能大些，一般以不小於89～108mm為宜。
B.井筒工作面預注漿：該方法是在井筒掘進工作面鑿至距含水層尚有一定距離處，停止掘進，從工作面上打鑽至含水層預先注漿堵水。優點是可節省鑽孔工程量及鑽進時間、漿液消耗量低、對上段岩層情況和注漿效果檢查直觀，還可作為下段注漿施工參考的依據；缺點是鑽孔注漿在工作面進行，場地小、施工不便、鑽孔直徑和深度均受到限制，而且佔用建井工期。
3）突水點（口）注漿堵水。礦井因突水事故被淹沒後，可以採取強排疏干法和注漿堵水法，使其恢復生產。強排疏干法即利用大流量水泵（水泵排水量要大於礦井突水後的總涌水量）強行排水，並採取相應措施恢復生產。它適用於突水點（口）涌水量和含水層靜儲量小、礦井排水設備及電力供應條件好、排水後對工農業和居民用水無影響等條件下。注漿堵水是指用各種方法和材料（水泥、水玻璃、化學材料等）堵塞井下突水點，切斷通道和水源，增加突水點及其周圍岩層和隔水層的強度，故又稱為突水點（口）注漿堵水。適用於突水點埋藏深且涌水量大、井巷斷面有限、不能安裝大型排水設備、突水點水源與工農用水和居民供水屬同一水源、排水後會引起水源地枯竭或產生環境水文地質問題時。
按注漿孔的位置，突水點（口）注漿堵水可分為地面注漿堵水和井下注漿堵水。按堵水的先後順序，突水點（口）注漿堵水分為先堵後排法和先排後堵法。我國淹沒礦井恢復注漿堵水常採用的是地面注漿先堵後排法。
A.注漿堵水前的水文地質工作。注漿堵水時應解決的問題是：井下突水點的具體位置在哪裡？在什麼部位注漿效果最好？根據什麼原則布置勘探注漿孔？突水點堵水效果如何判斷等。為了正確選擇堵水方案，確保注漿鑽孔能命中堵水的關鍵地點或部位和正確評價堵水效果，一般需進行下列水文地質工作：
a.分析已有水文地質資料，進行野外地質調查，補充必要的勘探工作，查清突水點的位置，確定或判斷突水水源，查明突水點附近斷裂構造與含水層的特徵及岩溶發育程度和規律，分析突水點與它們之間的水力聯系等。
b.測定地下水流速、流向和地下水的水質與水溫。
c.布設地下水動態觀測網，進行堵水前、後和堵水過程中的動態觀測，並編制注漿觀測孔歷時曲線和等水位（壓）線圖。
d.利用鑽孔和被淹礦井抽（放）水試驗，進一步分析各含水層與突水點（口）的水力聯系，並利用注漿工程前後放水資料對比，評價堵水效果。
e.注漿前必須進行沖洗鑽孔及壓水試驗。沖洗鑽孔的目的是疏通岩層的空隙通道，有利於漿液擴散與膠結圍岩，提高堵水效果；通過壓水試驗可計算岩層單位吸水量、了解岩層的滲透性，以選擇漿液材料及其濃度與壓力。
B.待封堵於井巷內的水停止流動後，在接近防水閘門的正常巷道內向出水點附近的斷層或含水層打注漿孔，並用高壓注漿泵注漿，以封堵水源和加固突水點周邊的圍岩。