矿井水害的分析与预防(精选8篇)
矿井水害的分析与预防 第1篇
传感控制系统在矿井水害预防中的应用
对矿井水水位及涌水量进行实时监测是防治水害的主要措施.本文以矿井水为研究对象,利用传感器控制系统对矿井水水质、水位、涌水量进行监测预报,以实现矿井水文要素测量自动化,主要介绍传感控制系统的.功能、结构和数据处理方法,水质监测方法中设备组成和原理以及传感控制系统对矿井水害的预测.
作 者:李德彬 边余佳 张鹏 作者单位:李德彬,张鹏(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州,221116)边余佳(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州,221116)
刊 名:地质装备 英文刊名:EQUIPMENT FOR GEOTECHNICAL ENGINEERING 年,卷(期): 10(6) 分类号:P5 关键词:传感器 控制 矿井 水害 预防矿井水害的分析与预防 第2篇
目前,我国煤炭企业安全生产形势仍然不容乐观,安全问题已成为制约煤炭工业发展的突出问题之一。
矿井五大自然灾害之一的水害事故近几年频发,如何有效地在开采过程中加强对矿井水害的预防和预报工作,彻底把水害事故消灭掉,已成为严重制约矿井安全高效发展建设的重要因素。
案例:
一、事故时间:2006年5月18日19时30分,事故单位:大同市左云县张家场乡新井煤矿,事故地点:新井煤矿14#层,事故类别:透水事故,事故性质:责任事故,伤亡情况:56人,事故损失,直接经济损失5312万元。
二、矿井简要概况
新井煤矿为大同市左云县张家场乡乡办集体煤矿,个体私营企业,该矿始建于1999年,设计生产能力为9万吨/年,核定生产能力6万吨/年,未取得安全生产许可证。
三、事故发生原因
1、直接原因
新井煤矿在多条巷道透水征兆十分明显的情况下,未采取有效措施,仍违法在采空区附近组织生产,冒险作业,由于受放炮震动,水压及采掘活动带来矿山压力变化,破坏了采空区积水区有限的安全煤
柱,导致事故发生。
2、主要原因:
①违法违规开采,严重超能力生产,超强度和超能力、超定员生产,安全管理极其混乱,层层转包、以包代管,火工品管理混乱,井下使用大量非防爆设备,违章指挥,冒险蛮干。
②政府有关部门对新井监管不力:
③地方“保护”严重
上述案例充分说明,虽然水害是煤矿五大灾害之一,由于该事故的严重性和恶劣性排列第二危害,俗称之为“水老虎”。在煤矿生产安全中,经常会遇到水威胁。轻者会增加煤矿企业负担,影响经济效益,重者会直接危害职工生命安全和国家财产造成损失。治本之策是坚定不移地贯彻(省委省政府12条指中)即“坚持有掘必探,有采必探、先探后掘、先探后采,严禁在水文地质资料不清和掘前、采前不探的情况下生产作业。”坚持“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。
四、浅述水害的原因
多年来矿井水害事故原因是一个极为复杂的课题,涉及煤田的形成地质构造,地质作用,含水情况等有多种差异。即使条件近似的煤田,也因设计技术、管理、素质差异而导致矿井水害的原因不同。
如:
1、地面防洪、防水措施不当。
2、水文地质情况不清。
3、井巷位置不合理。
4、施工措施不力,工程质量差,致使井巷塌落、冒顶、跑砂、透水。
5、乱采乱掘,破坏防水煤柱。
6、测量错误,导致巷道进入老空积水区。
7、排水设备能力不足。
8、认识不足,投入不充分。
9、排水设施平时很少维护。
10、未能坚持“有疑必探、先探后掘”原则等。
五、安全防范措施:
1、地面防治
慎重选择井筒位置,开展好防洪堵漏工作,搞好地面积水管理,增加建立地表水工程的投入,管好季节防讯工作。
2、井下防治
做好水文观察和地质工作,做好水害分析预报工作,增加防水、排水设施的资金投入。
3、人的综合素质提高:
加大人员专业综合素质和技术力量,熟练掌握各种装备技术水平,强化人员安全培训力度,深入开展岗位达标、专业达标为内容的地质标准;加大技术力量的配备,利用各种宣传工具、增强水害意识,严把规程和安全措施的编制和执行关,制定行之有效的应急救援预案,熟悉避灾路线,做好自救互救工作。
4、强化管理的力度
规范人的行为,定期编制防治水规划和防治水计划,制定相应的“探、防、堵、截、排”五项综合防治水措施,加大现场监督检查,强化防治地表水涌入矿井,加强探放水、疏放水,防水煤柱的留水闸门和水闸墙的设备使用及注浆堵水,加强水文地质工作。做好矿井涌水、积水、水文地质预报,制定防水保障制度,建立必要的矿井防治水规章制度和水害预测预报制度。编制好采掘作业探放水设计,进行超前探放水,对井下采空区、渗漏和积水情况,随时查清落实到人,强制执行好有关防治水的有关法规、安全指令。
多年来的实践证明,坚持“有疑必探、先探后掘”的原则,是防止煤矿井下水灾的重要准则,绝不可能疏忽大意或存有侥幸心理,更不能置实际水害情况不顾一意蛮干,否则结果只能是造成透水事故,造成重大财产损失和人员伤亡。所以,从上述几个方面进行管理操作和综合治理,方能改变矿井安全生产的防治水工作,重点是查清矿井水害原因,搞好矿井防治水的设施和措施,强化职工和领导人员的矿井水害知识,加大资金的投入,编制好中、长、远矿井防治水的规划,真正把各项防范措施落实到位,严肃认真地排查安全防治水隐患,使矿井水害隐患消灭在萌芽状态之下,创建零事故环境和零事故现场。
牢记以下方针:
1、煤矿安全生产要坚持“管理、装备、培训”三并重的原则;
2、安全生产“十二字”方针是“安全第一,预防为主,综合治理。”
3、瓦斯治理“十二字”方针是“先抽后采,监测监控、以风定产。”
4、煤矿瓦斯综合治理工作体系“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位。”
“通风可靠”的基本要求是:系统全理、设施完好、风量充足、风流稳定。
“抽采达标”的基本要求是:多措并举、应抽尽抽,抽采平衡、效果达标。
“监控有效”的基本要求是:装备齐全、数据准确、断电可靠、处置风速。
“管理到位”的基本要求是:责任明确,制度完善、执行有利,监督严格。
矿井水害的分析与预防 第3篇
煤炭资源整合是对煤炭资源、资金、资产、技术、管理、人才等进行优化组合, 是对合法煤矿尚有开采价值的资源的整合, 目的是淘汰落后, 优化布局, 确保煤炭资源的合理开发。煤炭资源整合是提高产业集中度的重要手段, 是提高矿井安全保障能力、建设本质安全型小煤矿的有效途径。通过资源整合可提高煤矿的生产规模和安全、装备、技术管理水平, 从源头上减少和控制煤矿事故。
作为河南省资源整合主体企业之一, 郑煤集团公司目前保留整合小煤矿100多个, 主要分布在登封、新密、平顶山、荥阳地区, 生产能力多数在15万吨/年、21万吨/年、30万吨/年。由于历史原因多数整合矿井分布在煤层露头附近, 埋藏较浅、相邻矿井多、开采历史长, 因此目前影响整合矿井安全生产的主要威胁是老空区水。
2 整合矿井受采空区水害威胁情况
郑煤集团嵩阳煤业有限公司整合的矿井大部分都是由原来多个3万吨/年、5万吨/年、15万吨/年的小矿井整合而成, 各矿井均存在老空区范围、积水区范围和水压不清问题。为了进一步调查整合矿井受水害威胁严重程度, 公司组织技术力量先后对30个矿井进行现场水害排查, 排查表明有15个矿井30处受老空区水严重威胁, 给矿井的安全生产带来很大困难。
(1) 二耐煤矿位于登封市大冶镇, 核定生产能力30万吨/年, 采用三竖井开采, 主采二1煤层, 开采标高+182~-40m, 矿区面积0.284 2km2。经过调查地面存在废弃井筒共计6个, 井筒下面的历史采空区更是无资料可查, 严重威胁该整合矿井的生产安全。2005年底, 该矿10100工作面上副巷中段上探巷掘至30米时, 打钻探到老空区, 钻孔有少量渗水, 便停止掘进。此后该探巷一直有渗水, 但未采取安全措施。因雨季老空区水量得到连续补给, 水量增多并在老空区积聚, 压力增大, 渗水不断冲刷原钻孔, 造成2006年10月9日该探巷突然溃水, 造成6人死亡。
(2) 冶上煤矿位于登封市告成镇, 核定生产能力15万吨/年, 采用两立一斜开采, 主采二1煤层, 开采标高+281~178m, 矿区面积0.885 9km2。经过调查地面存在废弃井筒共计28个, 井田范围内存在大面积采空区, 采空区的积水范围、积水量、积水标高不清楚。煤层埋藏浅, 局部埋深小于60米, 主要受老空、老窑、废弃井筒、地表水威胁。若废弃井筒存在大量积水、煤柱宽度不够的话很可能引起突水淹井事故。
(3) 盛华煤矿位于登封市大冶镇, 核定生产能力30万吨/年, 主采二1煤层, 开采标高为+255~55m。矿区内存在废弃立井井筒14个, 主要在采空区开采, 采空区位置、范围不清, 实际积水量不清, 该矿累计探放老空水约10 000m3。
3 整合矿井老空区分类及特点
整合小煤矿最大的安全隐患莫过于老空区水。老空区主要包括采空区、老窑和已经报废的井巷等。其中依据采煤方法, 采空区主要可以分为老采形成的采空区, 如房柱式采煤法开采、条带开采、巷采等形成的采空区;闭式分层开采形成的采空区, 如走向长壁法、倾斜长壁法开采后形成的采空区;闭式一次采全高形成的采空区, 如综采一次采全高、放顶煤一次采全高后形成的采空区。
对于闭式分层开采和闭式一次采全高形成的采空区, 因为顶板垮落较充分, 大部分不会造成积水, 只是在局部低凹处或开切眼和停采线附近局部未塌实处出现积水。对于这类情况可以有目的地进行探放水, 难度较小。
对于老采形成的采空区, 通常顶板不垮落, 长时间下形成空洞, 并通过顶板水渗入等形成积水区。整合小煤矿90%以上都是老采形成的采空区, 并且多数矿井老窑由于年代久远, 资料缺失严重, 实际老采位置难以圈定, 积水范围、积水量更无法确定, 导致防治难度很大。
4 老空水害防治对策
4.1 地面物探探测老空区范围
瞬变电磁法技术具有相对敏感、体积效应小、探测方向性强、分辨率高、施工快速的优点, 可以用来探测煤矿采空区积水, 评价并圈定断层位置及赋水地段, 为煤矿的各种水害防治提供依据。该技术属时间域电磁测深法, 又称“纯异常场法”, 它是利用阶跃波形电磁脉冲激发, 利用不接地回线向地下发射一次场, 在一次场的间歇期间 (断电后) , 测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化来达到寻找各种地质目标体的一种地球物理勘探方法。与其他物体方法相比, 具有以下优点: (1) 不受场地限制、探测深度大, 正常情况下一般可达到500m以上, 多数整合矿井的埋深都不大于500m; (2) 定位准确, 实际效果证明其异常定位准确、有效; (3) 灵敏度高, 该方法测量的是纯二次瞬变场, 富水低阻异常体能引起较强的二次涡流场, 而贫水高阻体引起的二次场较弱, 因此, 对低阻异常体特别敏感。
根据瞬变电磁探测的特点, 对16个整合矿井全部进行了地面探测, 历时4个月时间, 取得良好的效果。物探成果基本上圈定了老空区积水的范围、圈定了富水异常区域, 预计了积水的水量和水压。如东坪煤矿地面物探成果将主采的二1煤层富水性异常区在平面图圈出, Ⅰ类富水区2个, 总面积约0.04km2;Ⅱ类富水区1个, 总面积约0.2km2。其它部分为弱富水区域。通过地面物探圈定老空区积水范围, 为下一步老空水害的防治提供了参考依据。
4.2 井下超前物探与钻探相结合
针对整合矿井复杂的水文地质条件, 依据“物探先行、钻探验证、有掘必探、先探后掘”的防治水原则, 并根据各种物探方法在水文地质勘探中的应用效果, 在巷道掘进开拓时选用瞬变电磁进行超前探测并用钻探进行验证。可以根据掘进头前方80m范围内岩石的电阻率变化信息, 判断前方顶板、底板、侧帮和掘进头前方各方向的构造破碎带位置、含水岩层的赋水性及老空区富水异常区域情况等。在严格坚持“有掘必探”的同时, 对物探异常加密钻孔进行钻探验证, 确保安全掘进。
4.3 查清水压, 积极探放老空水
多数整合矿井是沿煤层掘进, 目前煤巷掘进探放水方法主要有五种, 分别是迎头探放水、迎头施工防水闸墙探放水、掘底板岩巷钻场探放水、掘底板岩巷探放水和利用临近巷道探放水。这五种探放水钻探方法的选择主要取决于采空区积水水压。按照《煤矿防治水规定》相关要求, 煤层内原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如查不清水压就按照水压超过1.0MPa采取措施, 对水压大于1.0MPa或上山掘进的巷道坚决采用掘底板岩巷的方法进行打钻探放水。如马池煤矿11061底板抽放巷的探放水工作, 预计水压2.04MPa, 在煤层底板施工专门的探放水钻场。
4.4 实行月度交换图制度, 掌握各矿井生产进度
为了掌握各矿的整体生产布局, 要求各矿每月填绘采掘工程平面图与公司进行交换 (交换图) , 即每月由矿井把每个采掘工作面的下月计划用虚线上图, 月底前交公司主管部门, 并将上月存留在公司的图纸带回填绘自用, 形成月度交换循环。这样可使公司掌握各矿生产进度和防治水工程进展情况, 随时随地查阅图纸, 协助矿井分析解决疑难问题, 确保安全生产。
5 结语
(1) 目前整合矿井主要受老采形成的采空区积水威胁, 均存在老空区范围、积水区范围和水压不清问题, 严重影响矿井的生产安全。
(2) 针对整合矿井存在的老空区水害问题, 采取地面物探圈定积水范围、井下超前物探探测、严格坚持有掘必探、查清水压积水探放老空积水等综合防治对策, 取得良好效果, 大大降低了整合矿井突水风险, 同时也为兄弟单位整合矿井水害防治提供了宝贵经验。
参考文献
[1]郭志明.资源整合矿井水害防治[J].现代工业经济与信息化, 2012年2、3月总第22期.
分析矿井主要水害及防治措施 第4篇
关键词矿井水害分析;防治措施
中图分类号TD文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)111-0098-01
1矿井主要水害分析
1.1雨季地表水威胁
1)地表河流水的威胁。在绝大部分煤矿的附近都存有不同程度的河流、水库、湖泊,在雨季的时候,由于河流、湖泊水位的暴长,溃堤决口致使水流倒灌矿区,造成地表低洼地区积水或直接通过井口溃人井下造成水灾。
2)由于许多地区煤炭开采历史较长,矿区低洼地点、古井、塌陷区较多,矿井周围井口多。浅部的部分小煤矿超上限开采,造成地表斑裂,这些都是地表水导入井下的通道。
1.2老空水威胁
1)采空区积水。采空区内的低洼点逐步积水,对下部距离比较近的煤层的开采或同一层的下部采掘工作面带来威胁。
2)巷道内的积水。①废弃的下山巷道逐步积水,不能正常及时填图,给以后的采掘活动留下隐患;②平巷口或者上山巷道的下口的密闭没有留设泄水孔,密闭内如果逐渐积水,随着积水的增多,最终可能突破密闭造成突水事故;③不少煤矿立井井筒下部存有积水,其水位经常超过罐笼的过放距离位置,如果发生罐笼过卷,可能造成罐笼内的乘员被淹。
3)矿区的积水威胁。不少报废和被关闭的矿井,内存有大量积水,与周边附近生产矿井有直接或间接相通关系,亦或填图不及时,图纸交换不正常,对生产矿井构成重大威胁。
4)挡水墙封闭的高压老空水威胁。部分煤矿在生产区域之上(矿井的浅部)为控制涌水量而对部分采空区使用挡水墙进行了封闭,当采空区水积满以后该区域就成了高压水包,由于其生产区域和作业人员都在封闭的积水区以下,一旦挡水墙出现意外,有可能造成重大损失。
5)复采区域局部滞留的老空水威胁。部分煤矿在原煤层的采空区内有复采活动,采空区的低洼地点和老巷道可能滞留部分老空水,如果探查不细有可能造成事故。
6)古空水威胁。很多煤矿处在煤层露头下部开采,露头浅部不同程度的存有古井、古采区,下部的生产矿井遭受古空水威胁。
1.3承压水、顶板水、断层水威胁
1)底板承压水威胁。部分煤矿在开采下组煤时,在煤层底板不完整或遇有小断层的情况下受底板含水层承压水和断层水威胁。
2)顶板水威胁。主要是煤层上部含水层的威胁。有的含水层属于洞穴裂隙承压水,内部赋存水量较大,一旦揭露或导通了这些裂隙和洞穴就容易出现突水。
3)断层水威胁。有的煤层距离含水层比较近,断层有可能导通含水层造成威胁。另外一些落差较大的断层可能导水,在揭露断层时易出现突水。
1.4岩溶陷落柱的水害威胁
岩溶陷落柱是埋藏在煤系地层下部的巨厚可溶岩体,在地下水溶蚀作用下,形成巨大的岩溶空洞。强充水型陷落柱内充填物未被压实,柱内水力联系良好,直接导通奥灰等高压水,沟通了煤系地层各含水层,采掘工程一旦揭露就发生突水,对矿井造成灾难性的淹井事故。
1.5相互沟通不能实现相互隔离的问题
很多矿区由于煤炭开采历史较长,小矿多,开采关系复杂,基本矿矿相通,但又没有或不能相互隔离,一个矿井发生水害事故,其他矿井也会遭受影响。
2水害防治措施
1)深入开展隐患排查活动,充分认识隐患排查对于避免水害事故的重要性,努力找到水害事故隐患的蛛丝马迹,认真加以治理,真正做到防患于未然。
2)加强雨季期间调度和值班工作。在雨季,煤矿主要负责人要在岗在位,不能远离。
3)要主动与气象、水利、防汛等部门联系,建立灾害性天气预警和联合预防机制,及时收听收看天气预报,掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,及时主动采取措施。与周边相邻矿井沟通信息,当矿井出现异常情况时,立即向周边相邻矿井进行预警。
4)建立雨季巡视制度。煤矿企业在雨季要安排专人负责对本井田范围内的可能威胁矿井安全的废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及湖泊、河流、涵闸、堤防工程等部位进行巡视检查,特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后,要实施24h不间断巡视。矿区每次降大到暴雨时和降雨后,必须派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。
5)建立重大水害应急预案和及时撤人制度,并授予调度值班人员紧急处置权,明确撤人的指挥部门和人员以及撤人的程序等,24h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,必须立即停产撤人。
6)准确、及时地将矿井的采、掘工程绘制到采掘工程平面图等图纸上,定期收集相邻煤矿和关闭废弃的老窑情况,及时与相邻矿井交换图纸,并在井上、下对照图上标出其井口位置、井田开采范围、开采年限和地表水情况,准确掌握矿井受水患危险的情况。
7)对地表采动裂缝及塌陷坑要及时进行治理;对关闭废弃的煤矿井简要充实填死;煤系地层露头部位有漏水时,要及时注浆加固处理。凡可能和井下有水力联系的低洼地点,设置防洪站,保证随时排除积水。同时对排水沟及时巡查维护,保证河道畅通,防止河水倒灌。
8)安装和完善井下职工的“三条生命线”,保证“三条生命线”安全可靠。在矿井生产水平水仓人口、可能的突水地点、可能的过水通道等处安设摄像头,保证安全监测系统能够对水情变化进行实时监控。
9)开采下部层位煤层受上部采空区积水威胁的矿井,要认真核对上层煤巷道和采空区的低洼地点,把可能的积水范围和积水量,标绘在上层煤采掘工程平面图上。在开采下层煤之前实行探放水,将上层煤的积水放净。
10)生产和在建矿井完善排水系统,坚持正常排水,严禁有任何超层越界违法开采行为,相邻矿井之间要及时互通信息,建立联合预警机制;加强对井下各防水闸门、墙的日常管理,水闸门要确保备件齐全、开启便捷,定期作关闭试验,做好涌水观测工作。
11)对于生产区域上部存在高压积水的:①属于单道挡水墙的,在外部重新增设一道挡水墙,作为第二重保险,预留闸阀,平时观测水情。②对挡水墙及其周围的围岩情况以及涌水情况实行定期的观测。有条件的要在挡水墙前安设摄像头和水文自动观测系统,实行实时监控。发现问题及时撤出危险区域的人员。③挡水墙附近禁止进行任何采掘活动。
12)对于存在复采活动的矿井,实行有采掘必探。采用正规采煤法,有计划的逐步退出复采区域的采掘活动,消除复采区域水害、顶板等灾害的威胁。
13)对于开采下组煤的矿井,要开展对承压水水文地质的探查和研究,弄清承压含水层的水压、富水性、隔水层的厚度和完整性等水文地质情况,要采用疏水降压的办法,将承压含水层的水头值降到安全范围,再行开采。对强含水层,在掘进时应加强探放水工作,在巷道过这些含水层时,必要时采用预注浆方式。
14)加强岩溶陷落柱的防治。对于准备开拓的新采区,在设计前应采用三维数字地震勘探,探清断层、褶曲、陷落柱等地质构造和煤层赋存情况,以便及时采取措施。
15)相互连通矿井,按照有关规定应实行隔离开采,已经被破坏的防隔水煤柱,必须注浆加固并建立隔水闸墙等设施。同一区域的煤矿之间要相互合作,相互之间互保安全,出现问题及时相互通知。
3结语
矿井防治水工作是一项复杂而艰巨的长期性工作,不断采用新技术、新设备等手段对矿井水害进行预测和治理,采取行之有效的综合防治水措施,是保障矿井生存和安全生产的基础。
作者简介
矿井水害制度 第5篇
陕西天工建设有限公司 矿建第六项目部
目 录
1、水害防治岗位责任制……………………………………1
2、水害防治技术管理制度…………………………………7
3、水害预测预报制度………………………………………12
4、水害隐患排查治理制度…………………………………16
水害防治岗位责任制
项目经理岗位责任制
1、项目经理是项目部防治水工作的第一责任人。
2、按照《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》及上级相关文件规定,配备专业技术人员。
3、依据上级相关文件要求,根据项目实际施工情况,保证人力、物力和相关资金的落实。
4、按《煤矿安全规程》规定,负责监督和落实每年的防治水灾害预防和处理计划。
5、负责组织实施每年雨季前的水灾演习。
6、对煤矿水害隐患要及时组织处理。发生水害伤亡事故时必须及时向有关部门报告,并采取积极稳妥的措施,立即组织抢救,最大限度减少人员伤亡和财产损失。严禁迟报、谎报、瞒报水害伤亡事故。
7、负责装备物探仪器、地质钻机及其它防治水设备。
8、负责专业探放水队、物探队伍建立。
技术主管岗位责任制
1、技术主管是项目部防治水工作的技术责任人,在项目经理的领导下,负责防治水技术管理工作。
2、负责对防治水相关技术人员的管理,确保防治水技术管理体系畅顺。
3、负责每月组织召开一次防治水专题会议,协调和解决防治水工作方面出现的难点和问题。
4、及时审批防治水工程施工的安全技术措施,为科学施工提供可靠依据。
5、负责组织编制煤矿防治水工作计划和防治水工程作业规程,落实安全生产责任制和安全生产管理制度。
6、推广应用防治水方面的新工艺、新技术、新材料、新设备,把技术创新作为我矿技术发展的一种内在动力,组织防治水技术攻关。7、7、组织开展多种形式的防治水科技评比活动。调动广大技术人员钻研技术的积极性。
8、负责落实专业探放水队、物探队伍的培训工作。
副经理岗位责任制
1、副经理在项目经理的领导下,负责分管范围内的防治水工作。
2、学习防治水有关规定及上级部门下发的防治水文件精神,并贯彻落实。
3、生产副副经理负责防治水工程的实施并保证防治水工程质量。
4、安全副经理负责监督防治水制度的落实。
5、机电副经理主要负责督察机电科做好机电排水设备的选型工作,督促材料员对排水设备、探放水设备的购臵工作。
相关单位人员岗位责任制
1、各生产队、组
⑴负责管辖区内排水、防治水工作的管理。
⑵各施工队组工作面必须配臵完善的排水系统,同时负责工作面水仓清理及工作面排水管路的维修和对排水设施的保养。
⑶作业规程必须有防治水措施和设计,并严格执行;巷道内必须有明显的避水灾路线标记。
⑷定期(每月)向生产副经理汇报井下出水点和增设的排水设备,同时做好突水点、探放水区及采空区的排水记录。
⑸在掘进过程中坚持“预测预报、有掘必钻、先探后掘、先治后采”的原则,严格按照资料提供的探放水设计和措施施工钻场、水仓,以便探放水工作的顺利进行。
⑹负责施工工作面“有掘必探”各种牌板的制作及维护。⑺钻孔放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
⑻①钻孔流量突然变小或突然断水时,可能是钻孔局部堵塞造成,需通孔3~5次,并及时向相关部门汇报,核实是否已将水放尽;也可能因放水水位降低后造成老窑巷道坍塌堵塞,所以流量减小,此时还应防止流量突然增大。
②做好钻孔放水时的钻孔流量情况及排水记录。
⑼负责安排对临时水仓的淤泥及时清理,每年雨季前必须清理一
次。
2、机电班
⑴负责备足各种常用的救灾抢险物资、工具及排水设备和配件等,保证满足日常防治水工程和水灾发生时救灾需要。
⑵负责防治水排水设备的选型及购臵工作,负责探放水设备的购臵。
⑶负责矿井各排水点、水平排水系统排水设备的选型、安装、维护及主要排水系统的排水能力测试等工作。每年雨季前进行一次全面检修,并对全部工作及备用水泵进行一次联合排水实验,解决发现的问题。
⑷负责对各水平变配电、泵房的监督管理工作,保证水泵正常运转,保证排水管路畅通。
3、调度室
⑴加强水情、水害情况的调度,及时落实处理工作面等地点的异常出水情况,并落实人员、设备等,加强采掘工作面等异常涌水排泄的调度协调。
⑵发生水灾事故时,负责指挥现场人员安全撤离,并迅速指挥协调有关单位和人员进行救灾工作。
⑶每年雨季前,负责组织有关部门,必须进行地面防洪检查,并制定雨季防治水措施,编制排放水工程计划,组织抢险队伍,安排储备足够的防洪抢险物资。
4、安全员
⑴负责协助副经理定期组织进行一次水害隐患排查,有排查记录,并负责监督各责任人落实。
⑵每季组织一次大范围的地面防洪及井下防治水检查,雨季加大排查力度,特别是地面工业广场、井口等薄弱地段。若发现危险区,撤出人员,并设立警戒。
⑶加强对跟班安全员的防治水知识培训,让其兼任水情监视员,工作面发现出水隐患及时汇报。
5、通风
⑴负责工作面防水密闭的施工安全技术措施及施工。必须有正规设计,必须经审核、审批,方可施工。
⑵瓦检员发现水情要及时向矿调度汇报。并及时将井下巷道密闭情况向生产技术科汇报。
6、材料员
⑴负责备足各种常用的救灾抢险物资、工具及排水设备和配件等,保证满足日常防治水工程和水灾发生时救灾需要。
水害防治技术管理制度
根据煤矿防治水规定及我项目部水害的具体情况,制定项目部水害防治技术管理制度。
一、规定
1、矿井水害防治是煤矿安全生产一项极为重要的工作,煤矿是防治水、防洪、探放水、防排水的主体,项目经理为第一责任者,技术主管主管并负责各项责任措施的落实。
2、应经常调查矿井充水条件的变化情况并掌握水文动态,解决出现的问题。
3、对直接威胁矿井安全生产的水患,必须采取防治措施。
二、地表防治水
1、每年汛期到来之前,项目经理应组织进行防治水检查。对排洪渠、防洪设施、地表防治水工程进行全面的检查,发现问题立即研究解决。
2、安排专人经常巡视塌陷区、渠道、排水沟,了解这些地方的积水情况和畅通情况,发现问题及时向项目经理报告,由项目经理责成有关人员处理。
3、禁止在山洪、河流可能冲刷到的地方堆放矸石、炉渣、垃圾等杂物,以免洪水堵塞河道、水渠,造成水害。
三、井下防治水
1、水害防治专业人员应经常深入井下,了解矿井水文地质情况,掌握涌水动态,结合工作面安排,制定出当年井下防治水工作计划,指导全年的防治水工作。
2、受水威胁的地段,必须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则。巷道掘进前,必须查清水文地质条件,全面分析水害因素,编制水文地质情况分析报告,并提出防范措施,经矿总工程师组织审查批准后,方可进行掘进工作。
3、对强含水层必须确定探水警戒线,并准确地测绘到工程平面图上,掘进工程到达探水警戒线时,必须超前探水。探放水由技术主管负责编制设计。设计中要规定探水起点至积水区实际边界的距离、钻孔的数量、方向、角度、深度、孔径及施工中的安全措施,并经矿总工程师批准后执行。
4、在安装探水钻机前,必须做好下列工作:(1)加强钻孔附近的巷道支护,背好帮顶,在工作面迎头打好坚固的立柱和档板。(2)清理巷道浮煤,挖出排水沟。(3)在打钻地点或附近安设电话。(4)由地测人员与探放水负责人及施工人员共同定孔位、角度。
5、在打钻过程中发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压水量突然增大、顶钻等异常时,必须立即停止打钻,但不得拨出钻杆,要立即报告项目经理和调度室,并派人监测水情。如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁的人员,然后采取措施进行处理。
6、矿井井下排水设施和主要排水设备应符合下列要求:(1)水泵:必须有工作、备用、检修三套水泵。水泵的能力应在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水泵的总能力,应能在20小时内排出矿井24小时内最大涌水量。(2)水管:必须有工作和备用两套水管,其能力应与水泵排水能力相一致。(3)配电设备:应与工作、备用和检修水泵相适应,并能同时开动工作和备用水泵。(4)主要泵房至少有两个出口,一个
通往井筒,一个通至井底车场。(5)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。
四、特殊情况下的防治水
1、汛期来临时,三防(防洪、防雷电、防排水)领导小组要24小时不间断值班,并委派专人在河道、渠沟、工业广场及其他可能发生水害的场所巡视,随时向防洪值班室报告水情和汛情。一旦发生险情应立即组织抗洪抢险,保证矿井的安全。
2、各矿在汛期到来之前,必须储备一定数量的抗洪物资,如麻袋、沙土、工具等。
五、地面塌陷坑管理
1、地面塌陷坑系指由于井下采掘后对应地面发生的塌陷、垮落、裂缝等。
2、当确定在某一区域进行回采时,地测部门应在井上下对照图上圈定对应地面可能出现的范围,预计塌陷的时间。
3、地面出现塌陷时,要及时对塌陷坑进行回填。
4、经过塌陷区域的供水管路,应定期检修,维修,严防跑水。其他工业和民用废水,未经批准不得进入塌陷坑。
矿井水害预测预报制度
第一章 总则
第一条 水害预测预报是煤矿生产建设中不可或缺的基础工作,也是提高地测防治水保障能力的重要手段。为了进一步加强矿井防治水工作,超前、准确地为矿井安全生产提供地质和水文地质资料,结合生产实际,特制定本制度。
第二章 职责划分
第二条 技术人员职责
1、负责水害预测预报日常管理工作。
2、负责督促施工队组按照水害预测预报或临时地质预报编制作业规程或施工安全技术措施。
3、负责施工队组超前探放水、地质钻探、物探等指令性工作任务的安排及报告工作。
第三条 调度室职责
1、负责井下掘进程中出现地质条件变化时信息的传递。
2、负责地质构造、探放水、物探施工的有关协调工作。第四条 施工队组职责
1、根据水害预测预报编制作业规程或施工安全技术措施。
2、根据项目领导指令安排,负责(配合)本单位作业头面超前探放水、地质构造的钻探施工。
3、负责在掘进过程中水文发生异常时,及时向矿调度室和相关领导汇报。
第三章 预测预报的主要依据
第六条 水害预测预报的依据
1、根据《地质报告》中已经查明的地质构造包括断层、陷落柱、冲刷带、褶曲、薄煤区,查明的水文地质情况等进行预测预报。
2、根据巷道在掘进过程中实际揭露水文地质情况,利用地质构造和水文地质的规律,巷道进行预测预报。
3、利用现有的物探设备,如坑透仪、直流电法仪在井下巷道进行超前物探,结合井田地质构造发育规律对富水等物探异常区进行预测预报。
4、根据超前钻探探查结果,发现地质构造或富水区,进行补充临时水文地质预报。
5、根据井巷施工过程中实际揭露巷道顶板淋水情况进行预测预报。
6、利用有关水文地质科研成果进行预测预报工作。
7、探查井田地质构造的导水性,总结地质构造的导水规律,预测预报矿井涌水情况。
第四章 预测预报工作及程序要求
第七条 预测预报工作要求
1、按《矿井地质规程》、《煤矿防治水规定》及《地测防治水安全质量标准化标准及考核评级办法》的要求,收集矿井地质、水文地质等原始资料,作为开展预测预报的基本工作内容。2、3、4、根据施工现场及调度室的反馈信息,施工现场出现地质构造时,工程技术人员应及时深入现场观测,编写临时地质预报并发放施工队组。
5、各施工单位生产技术员要认真参照水害预测预报,并纳入到作业规程或安全技术措施中,及时向职工学习贯彻,使生产作业人员了解工作面的水文地质情况。学习要有记录、签字。
6、相关施工队组在预报下发后要严格按水害预报执行,当工作面水文地质情况发生异常变化时,必须及时反馈现场情况。
8、严格按地测防治水安全质量标准化要求,及时收集编录原始地质资料、涌水资料,并分析总结规律,做好预测预报工作。预报的结果应能保证煤矿正常生产,不因预报错误造成工程事故。
10、《水害预测预报》必须在综合分析各种资料的基础上提出,要做到及时、准确,能够有效指导生产。
11、重点防治水工作面必须加强预报。第八条 预测预报内容要求
(一)基本预测预报内容1、2、顶底板岩性,顶板裂隙发育程度。
3、地质构造情况。
4、对影响采掘的断层、陷落柱、冲刷带等地质构造要进行专门临时预报。
5、根据预测内容提出相应的建议或处理意见。
(二)断层预报预测内容
断层位臵、性质、产状、落差、影响范围、含水性、导水性、建议或处理意见。
(三)陷落柱预报预测内容
陷落柱的位臵、形状、大小,陷落柱体与围岩接触部位的充填物性质和特征,陷落柱内岩块的性质及充填物的密实程度。陷落柱裂隙和导水富水情况。
(四)冲刷带预测预报内容
冲刷带的位臵,冲刷变薄带方向和范围,冲刷带切割深度、范围。富水情况。
(五)水文预测预报内容
充水因素分析:预测积水范围、积水量;预测涌水范围及涌水量大小。根据预测内容提出相应的建议或处理意见。
水害隐患排查制度
为进一步加强煤矿防治水工作,促进煤矿安全生产形势进一步稳定好转,现特制定专项水害隐患排查治理制度;
一.认真落实水害防治责任,增强做好煤矿水害防治工作的责任感和紧迫感,将水害防治工作列入重要议事日程,明确水害防治工作职责。各相关部门要针对安全生产专项中查出的水害隐患召开一次专项会议,分析情况,提出措施,对重大水患立即整治除检。技术负责人要承担起水害防治工作的技术责任,要加强防治水工作,配合相关人员建立健全水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、水害防治水管理制度。
二.要加强防治水基础工作,项目部要按照“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则认真开展防治水工作。采用适合项目部的物探、钻探、化探等先进适用技术,查明施工巷道水文地质情况;准确掌握会计水患危险的情况,对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行预测预报,提出预防和处理水害的针对性措施。
三.加大重大水患排查治理制度
要认真排查治理矿井及其周边受威胁的水害隐患,特别是安全生产专项行动中发现的重大水害隐患,要分类定级,建立档案,按规定向相关部门报告;同时要制定专门治疗计划,做到人员责任、整改措施、整改资金、整改期限、应急预案五落实。凡存在严重水患而未采取有效措施的要理解停止生产,排除隐患。
四;认真落实防治水措施
要认真落实“防、堵、排、截”五项综合治理措施。掘进过水断层、裂隙、陷落柱等构造地带时,必须探水前进。矿井如收地板层压水危险时,要进行疏水降压,保证安全开采;无法保证安全开采时,必须进行底板加固注浆。水体下煤必须按设计进行试采,确保安全。
五.加强煤矿职工安全培训和教育
矿井要结合典型水害案例分析,加强对职工水害防治知识的培训和教育,提高安全生产技能和综合素质。制定并不断完善《矿井水害应急预案》,加强应急预案的演练,是职工掌握逃生的路线。特别是要让职工牢记;当发现井下有突水征兆时必须停止作业,立即撤到安全地点,并及时报告调度室。煤矿安全管理人员及相关岗位不、I下经培训持证上岗。
六.建立完善水害应急救援预案
制定完善水害应急预案,建立健全抢险排水,基地建设和运行机制,增臵排水设备,定期对设备进行检修,保证设备完好,以提高抢险救灾能力和效果。要储备足够的抢险物资和设备,确保抢险救灾时能及时到位并发挥作用。
发生透水后,要立即启动《矿井水害应急预案》,并按照规定及时上报有关部门积极开展救援工作。
七.进一步加大水害防治的监管监察力度
认真履行对煤矿水害的日常监管职责,加强监督检查力度。制定落实防治水措施,开展水害隐患排查治理、制定矿井水害应急预案。对存在重大隐患的,对发生水害事故的矿井,要认真吸取事故教训,举一反三,进一步落实防范措施。
八.加强科技水害预防的有关措施
1.加强科技排水系统的管理,确保矿井排水系统畅通,排水设备运行可靠,必须杜绝由于平时系统故障造成采空区接水无法派出而导致矿井水灾的情况。
2、采掘工作面过钻孔时,必须进行探放,在采掘工作面揭露出钻孔必须及进行封堵。
矿井水害预测预报制度 第6篇
根据煤矿防治水规定,为切实加强我矿水害防治基础工作,建立水害预测预报制度,对我矿井生产区域地质构造情况水害类型提出预防处理措施,特制定以下制度:
1、月初根据生产安排,及时对采、掘、开等工作面进行实地排查,对有水害类型分析、预测,同时提出预防措施。
2、对所有生产工作面都要坚持“十六字方针”,严格执行逢掘必探的探放水原则。
3、认真开展月度水害隐患排查工作,对查出得水害隐患及时“四定”,并认真落实。
4、工作面掘进前要对上部采空区周围及地表水文地质情况进行调查,并填写分析预测表。
5、每月对临时突水点及永久突水点的涌水量进行不少于3次观测,预测分析全矿井水量变化。
6、每季度对矿井的充水因素、充水方式、突水层位、突水点的位置和水量,矿井水的动态变化与开采水平、开采面积的关系进行分析、总结。
7、当掘进面前方接近含水层、导水断层、导水陷落柱、老空破坏区,应及时下发停掘通知单,对水害类型、积水范围、积水量进行分析和估算,并制定防治水措施,无危险后,方可正常掘进。
8、遇突水发生时,应及时对突水点位置、时间、突水形式、水源分析、突水量变化进行收集,并对水质进行化验。
9、做好每月采掘工作面的水情观测,遇出现水患预兆时,及时下发水害通知单,并报告调度室,通知受水害威胁地点的人员及时撤离。
10、雨季之前,应对井口、工业广场及地表沟渠和有滑坡危险的地段进行排查,并对隐患制定限期整改落实。
11、在雨季期间,及时收集气象资料,对地表河流、废弃老窑、地表塌陷、裂隙进行定期观测,掌握历年最高洪水位资料,建立健全防排水系统。
矿井水害防治培训讲义 第7篇
煤矿水害是与瓦斯、火灾、粉尘、顶板灾害并列的矿山建设与生产过程中的五大安全灾害之一。长期以来,因为煤矿水害而给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重。特别是近年来,随着煤炭工业的迅速发展,煤炭资源开发生产的深度在不断加大,采煤工作面的空间尺度在不断增加,矿井采掘速度和机械化明显提高,这种高产高效的生产管理方式对矿井防治水害安全技术的要求也越来越高。
最近几年来,我们国家的煤矿水害事故发生的频率在不断地增加,造成人员、经济的损失也是巨大的。据统计在2005年以前的20多年里,全国煤矿共有250多个被水淹没,死亡1700多人,经济损失高达350多亿元人民币。仅在2005年,全国煤矿就发生水害事故就达109起,死亡605人,其中发生一次死亡10人以上的 特大水害事故就有13起,死亡306人。特别是2005年8月7日,广东省梅州市大兴煤矿发生的重特大透水事故,造成6人死亡,117人至今下落不明。2010年3月28日,中煤集团一建公司王家岭项目部在建矿井时发生重大透水事故,153名矿工被困井下,经过艰苦不懈地努力,115人被救,48名工人遇难。这一次次水害事故的发生,告诫我们做好煤矿防治水工作的重要性;这一次次警钟的鸣声告诫我们做好煤矿防治水工作的必要性。因此,做为煤矿的生产、建设者,掌握好、学习好煤矿的防治水知识,对于煤矿的生产和建设是十分重要的。
在座的各位都很清楚,在井工煤矿的建设和生产作业过程中,不可避免地要接近,揭露或波及破坏一些含水层。只要这些工程的场所处于含水层(水体)的水位以下,水体就会因失去原有的平衡,在重力作用下,以各种形式向井巷和采场涌出。这种涌出的形式有一般性的滴、淋水,也可以是突破性的大量涌出,形成水害。是否能形成水害,这主要决定于作业场所所处的地质构造部位,含水层(水体)的富水性,可能补给的水量和水压,以及各采掘工程对各含水层的揭露、贯穿或波及破坏的程度。因此,煤矿生产建设的整个过程,都存在着与地下水的斗争,矿井的生产与发展,都与这一斗争息息相关。
从目前的形势大家都知道,从中央到地方各级政府对安全生产的要求越来越严,力度也越来越大。例如公亡赔偿金,由于过去的几万元到现在的几十万元,对业主、企业主由过去的检讨、处分到现在的追究法律责任等等。这些举措的实
施告诫企业主、老板各行各业抓好安全、重视安全生产是“以人为本”的大事。安全生产这件事不是仅仅靠几个领导,几个人就能做好的事,它是需要从员工到领导,全员全方位的重视才能做好的事。今天矿领导让我给大家讲煤矿防治水方面的知识,其目的也就是想通过这种知识的传授,让大家掌握了解矿井防治水方面知识,从而在矿井的建设生产过程中,知道怎么样预防矿井水害的事故,知道怎么样防治矿井水害事故,从而保证矿井建设和生产过程中的安全。
今天参加这个培训班的人员都是基层领导,我认为做为兵头将尾的区、队、班组长以及项目经理等这一个级别的领导,掌握好这方面的知识更为重要。为什么这样说呢?因为你们直接领导着一些干活员工,经常在现场遇到这样那样各种各样的问题,解决这些问题需要你们现场拍板、确定。如果你们缺乏相应的知识,你就会无从下手解决这些问题,或者失去了战机,造成不必要的损失。例如:2010年3月28日王家岭的透水事故,当时中煤一建公司施工的20101工作面,在10点30分项目副经理曹奎兴就发现巷道的右帮有少量出水。他用手蘸上点凑到鼻子上闻闻,没什么味道,而且水很清,这是什么水,是普通渗水,还是井下透水的前兆?于是他操起了电话。一个小时之后,另一个项目部副经理被派到出水地点,在周边的区域里共发现了5个这样的出水点,出水量很小,无压力,水质清澈。到11时50分,这个消息被反馈到井上,项目经理与正在现场的西安煤科院技术人员商量推测,这是小构造出水,不会对施工生产构成威胁。一个在本应该得到重视的重要细节,就这样被忽略了。就在人们以为一切平安无事的时候,灭顶之灾突然降临,没过一会儿,井下那几个出水点的水量徒然增大,水很快从正在附近作业的工人脚下漫到了腰间。
从这一事故的发生,我们就不难看出掌握好这方面知识的重要性、必要性。因此,做为每一位员工、各级领导,学好、掌握好这方面知识,对国家、对企业,于人于己都是十分必要的。如果做为一个领导没有这方面的知识,乱指挥,瞎拍板,轻者造成淹工作面、停产,重者造成人员伤亡、给国家财产造成巨大损失。做为一个员工如果你没有这方面的知识,发现了出水征兆,你认识不清,形成了事故,那时不仅给你的家庭带来了不幸,给企业、给国家同样也带来了损失,后果是可想而知的。
因此,在座的各位需要理解和认识到,举办这类培训班的目的意义。也就是说近年来为什么国家、企业花费如此大资金、精力将“培训”工作提到了如此高 的位置,其目的也就是体现了“以人为本”,让大家掌握、了解懂得煤矿的安全知识,在煤矿建设、生产过程中,认清哪些是不安全因素,如何去防治这些不安全因素。
下面我从以下几个方面给大家讲一讲,矿井水害的常识。
什么是煤矿水害?煤矿水害的类型?
1.1什么是水害
在座的各位都清楚,在我们煤矿的生产建设作业过程中,经常会接近、揭露或波及破坏一些含水层,并以各形式向井巷和采场涌出,这种涌出的形式有一般性的滴、淋水,也可以是突破性的大量涌出,形成水害。那么什么叫煤矿的水害呢?煤矿的水害就是指影响或威胁采掘作业安全的、影响生产作业环境的水都称为水害。这些水害小的会恶化采掘作业的环境,给生产带来不便,增加了吨煤的成本;大一些的水害造成工作面停产、停掘或威胁人的生命。所以笼统的讲,凡是是对人类的生产、生活、环境造成不利因素或产生威胁、影响的水统称为水害。
1.2 煤矿水害的类型
矿井发生水害的因素很多,形成的矿井水害类型也很多。矿井是否有水害的存在,首先取决于以下三个基本因素。首先是在矿井的范围内有无充水的水源存在;二是矿井充水的途径是否存在;三是充水的强度如何。上述三个条件缺一都不会产生透水。中国作为世界上第一采煤大国,煤炭资源十分丰富,而且地域分布辽阔,大家都知道在我们国家除上海市外,全国其他34各省市、自治区都有煤矿矿床。因此,各地的煤矿矿床的水文地质条件复杂程度也不一。其突水、涌水机理也不一。
根据矿井水害发生的水源可分为(1)大气降水、(2)地表水、(3)地下水和老窑水等矿井水害。
根据矿井突水的地下水储水空隙特征可分为(1)孔隙水、(2)裂隙水和岩溶水等矿井水害。
根据我国煤矿发生水害案例的系统分析研究,按水源特征,矿井水害类型主要划分为以下几种类型:
(1)老空积水透水水害
老窑积水是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水,矿井周围缺乏准确测绘资料的乱采乱掘小窑积水、矿井本身自掘的废巷老塘水和煤层采空区积水。这种
积水水体的特点是:水体压力传递迅速,流动与地表水流相同,不同于含水层中的地下水的渗透。矿井采掘工程活动一旦接近或破坏了采空区积水水体,水就会突然涌出,发生通常所说的“透水”事故。
(2)地表山洪水害
在地表分布着有长年有水的河流、湖泊、水库、塘坝、煤矿塌陷区水体等。由于煤矿井下采掘活动不当,如:防水煤柱留设、煤层顶底板煤及岩体发生抽冒、采掘范围内存在导水构造、超采防水煤柱等,使采掘工作面与地表水体产生水力联系,地表水将迅速灌入井下,发生突水事故。特别是在一些长期无水的干河沟或低洼聚水区,由于缺乏水文地质水害知识和防山洪灌入矿井的意识,当突然遇山洪暴发,洪水泛滥时,矿井范围内存在的早已隐没不留痕迹的古井筒、隐蔽的岩溶漏斗、浅部采空塌陷区裂缝和封闭不良的钻孔,在洪水的侵蚀渗流作用下,这些区域突然发生陷落而成为导水通道,地面洪水大量倒灌井下,造成矿井透水水害事故。另外,地表水体也沿某些强充水含水层的露头强烈渗漏,结果造成矿井透水水害事故,有些时候,当井口设计的低于洪水位或在特殊情况下,地表山洪直接冲毁工业广场,直接从生产井口灌入井下,使井下作业人员无法撤出造成毁灭性的矿井水害。
(3)第四系松散孔隙含水层和第三系砂砾含水层水害
在开采煤系地层的上部,若覆盖着第四系和第三系的松散孔隙、砂砾含水层时,这些含水层往往易于直接接受大气降水和展布其上的河流、湖泊、水库等地表水体的渗透补给。这些松散的孔隙、砂砾含水层水体可以不断地向下伏的煤系地层中的含水层及断裂带、裂隙带等进行渗透补给。其补给渗透的能量取决于彼此间的水力联系、接触联系、隔水层的厚度、分布的范围等。如遇封闭不良的钻孔、煤层开采中加大的冒落裂隙带对含水层的渗透性、隔水层阻水的破坏,都会造成突水淹井或水与流沙同时渗入矿井的恶性事故。
(4)煤层顶板含水层水害
在煤系地层中同时发育着很多充水的含水层,有强岩溶的含水层,也有砂岩的含水层等。由于煤系地层中一般含有多层可采煤层,因开采煤层中的重复活动、断层的裂隙、塌陷裂隙、顶板围岩结构等不同程度不同的发生变化,当煤层的顶板导水裂隙带发育到与含水层沟通的情况下,就会诱发煤层顶板含水层及地下富水带的水突然导入采掘工作面,造成淹没工作面,产生矿井水害事故。
(5)煤层底板承压充水含水层水害
在我国很多的区域,开采的煤系地层中的基底沉积了巨厚的碳酸盐岩岩溶充水含水层,由于含水层的露头或隐伏地层与第四系松散孔隙含水层接触补给面积,或碳酸盐岩岩溶面积出露大,易于接受大气降水、地表水或孔隙地下水的强烈补给,当煤层的底板相对隔水层厚度或阻水岩层的岩性达不到一定的厚度或强度的时候,随着煤层开采深度的延深,采掘工作面矿压作用于煤层底板的强度和煤层底板影响破坏的深度发生变化,当采掘活动超过了底板岩层或阻水岩层的强度时,由于底板下充水含水层的水头压力越来越大,就会发生底鼓、底裂,冲垮底板发生突水,造成水害。
(6)岩溶陷落柱水害
由于煤系地层在地质历史时期中不断向岩溶溶洞垮落,冒落的岩块不断充填形成了一个个地疏松岩溶陷落柱。当我们的采掘活动与这些疏松的岩溶陷落柱沟通时,若陷落柱的上下又赋存强的含水体时,往往造成大的水害事故。
(7)断层破碎带突水水害
断层破碎带突水水害,本身是矿井一大水害,也可与老窑水、煤层顶板含水层、底板承压含水层、地表水体等发生水力联系而引起突水水害,这类水害是煤矿水害类型中最普通的一类。断层破碎带可以沿断层走向很长一段范围内普便含(导)水而引发水害,也可以是局部的一段、一个点导水而诱发突水水害。有的断层破碎带原始状态是不含(导)水的,但由于采动条件下引起顶板导水裂隙提高了上限或底板岩体裂隙的存在,断层破碎带发生活化而转化为导水断层,发生矿井突水水害。矿井突水预兆
2.1 一般预兆
(1)矿井采掘工作面煤层变潮湿、松软。
(2)煤帮出现滴水、淋水现象且淋水由小变大。
(3)有时煤帮出现铁锈色水迹。
(4)矿井采掘工作面气温降低,或出现雾气或硫化氢气味。
(5)矿井采掘工作面有时可听到水的“嘶嘶”声。
(6)矿井采掘工作面矿压增大,发生片帮、冒顶及底鼓。
2.2 工作面底板灰岩含水层突水预兆
(1)矿井采掘工作面压力增大,底板鼓起。底鼓的程度与水的压力、隔水岩层或底板岩层的厚度有关。
(2)矿井采掘工作面底板产生裂隙,并逐渐增大。
(3)矿井采掘工作面沿裂隙或煤帮向外渗水,随着裂隙的增大,水量增加,当底板渗水量增大到一定程度时,煤帮渗水可能停止,此时水色时清时浊,底板活动时水变浑浊,底板稳定时水色变清。
(4)矿井采掘工作面底板破裂发生“底爆”,伴有巨响,地下水大量涌出,水色呈乳白或黄色。
(5)矿井采掘工作面底板破裂,沿裂隙有高压水喷出,并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。
2.3 松散孔隙含水层突水预兆
(1)矿井采掘工作面突水部位发潮、滴水且滴水现象逐渐增大,仔细观察可以发现水中含有少量细砂。
(2)矿井采掘工作面发生局部冒顶,水量突增并出现流砂,流砂常呈间歇性,水色时清时混,总的趋势是水量、砂量增加,直至流砂大量涌出。
(3)顶板发生溃水、溃砂,这种现象可能影响到地表,致使地表出现塌陷坑。
上面矿井突水现象是矿井发生突水灾害典型的情况,在矿井实际的突水事故过程中,这些预兆不一定全部表现出来,所以在煤矿防治水工作中应该细心观察,全面分析、认真判断,对做好煤矿防治水工作具有十分重要的作用。
2.4 矿井突水易发生的地段
(1)断层交叉或汇合处。
(2)断层尖灭或消失端一带。
(3)褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带。
(4)背斜倾伏端一带。
(5)两条大断层相互对扭地带,即张扭性破碎带,导致小构造密集。
(6)与导水或富水大断裂成人字形连接的小断裂带。
(7)复合部位小断层与次级小褶曲轴在地层倾向急剧转折带上的复合部位,或小褶曲轴与地层倾向转折带的复合部位或平缓小轴曲翼部。
(8)压性断裂下盘、张性断裂上盘因富水性强,井巷通过或接近时(须切割强含水层)往往发生突水。
(9)新构造活动强烈的断裂带。
(10)不同力学性质的断裂组成的断裂带,富水性最强,易于发生突水。
矿井水害的防治
新中国成立50多年来,随着煤炭工业迅速发展,我国煤矿的矿井防治水工作也在不断的探索和前进。如何预防和有效地遏制水害事故的发生,是我们每一个煤矿生产和建设者的重要工作。从目前的矿井水害防治的技术主要有以下几个方面:
3.1 防水煤(岩)柱留设
煤矿在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近进行采掘工程时,为了防止地表或地下水突出、溃入工作面,需要合理留设一定宽度或高度的防水煤(岩)层不采动,这部分煤(岩)层称为防隔水煤(岩)柱或防水煤(岩)柱。
矿井防水煤(岩)柱类型有:
(1)断层防水煤(岩)柱
矿井存在导水或含水断层,或当断层使煤层与强含水层接触或接近时,为防止断层水溃入井下而在断层两侧留设的防水煤(岩)柱。
(2)井田边界煤柱
相邻两井田以技术边界分隔时,为防止一个矿井因为突水或报废引起的矿井淹没后影响威胁相邻矿井的安全生产,在两矿井之间留设的井田边界安全隔离煤柱。
(3)上、下水平(或相邻采区)防水煤(岩)柱
矿井在采掘工作面上、下两水平(或相邻两采区)之间留设的防水煤(岩)柱。煤矿采掘工作面上、下两水平之间的防水煤(岩)柱为暂时性的煤(岩)柱,在上、下两水平(或相邻两采区)开采末期或透水威胁消除后,煤(岩)柱中的煤仍可回收出来。
(4)水淹区防水煤(岩)柱
矿井为防止水淹区水溃入井下采掘工作面,在水淹采掘区(包括老窑积水区)四周及水淹采掘区上、下水平留设的煤(岩)柱。
(5)地表水体防水煤(岩)柱
矿井为防止地表水在采煤过程中或采煤后经塌陷裂缝溃入井下而留设的煤(岩)柱。
(6)冲积层防水煤(岩)柱
矿井为防止煤系地层上覆冲积层中的强含水层水在采煤过程中或采煤后溃入井下而留设的煤(岩)柱。
3.2 井上、下探放水技术
矿井井上、下探放水系指矿井在采矿过程中用超前勘探方法查明采掘工作面上部及四邻顶底板、侧帮和前方的含水构造、含水层、积水老窖等水体的位置。为消除水害隐患,要求在采掘过程中采用钻探探放水方法,探明工作面四邻的水情,在有水的情况下,根据水量大小有控制地将水放出,而后进行采掘工作,以保证安全生产。
探放水工程的布置是以保证矿井安全生产为目的,矿井井下采掘活动必须执行“有疑必探,先探后掘采”的原则,施工过程中遇到下列情况之一,矿井必须井下探放水。
(1)采掘活动接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时。
(2)采掘活动接近或穿过含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和陷落柱时。
(3)矿井打开隔离煤柱放水前。
(4)采掘活动接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通或有水力联系的断层破碎带或裂隙发育带时。
(5)采掘活动接近可能涌(突)水的钻孔时。
(6)采掘活动接近有水或稀泥的灌浆区时。
(7)采掘活动影响范围内有承压含水层、含水构造、或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清,采掘活动可能导致突水时。
(8)采掘活动接近矿井水文地质条件复杂的地段,采掘工作过程中有涌(突)水预兆,或矿井水文地质条件情况不明时。
(9)采掘活动接近其他可能涌(突)水地段时。
3.3 疏水降压技术
疏水降压是指煤层顶底板含水层或煤系地层含水层,通过疏干使煤层底板含水层水压降低至采煤安全水压。疏水降压能调节流入矿坑的正常涌水量和充水含水层水压(位)的动态特征,防止矿井因为含水层高水压而诱发矿井突水,与矿井一般的排水在概念上有区别的。疏干降压与矿井排水的区别主要表现在:前者是
借助于专门的工程(如疏水巷道、抽水钻孔和吸水钻孔等)及相应的排水设备,积极有计划有步骤地疏干或局部疏干影响采掘安全的充水含水层;而后者只是消极被动地通过排水设备,将流入水仓的水直接排至地表。
3.4 注浆堵水技术
注浆堵水的优点如下:
(1)减轻矿井排水负担;
(2)不破坏或少破坏地下水的动态平衡,合理开发利用;
(3)改善采掘工程的劳动条件,创造打干井、打干巷的条件,提高工效和质量;
(4)加固薄弱地带,减少突水几率;
(5)避免地下水对工程设备的浸泡腐蚀,延长使用年限。
注浆堵水是防治水害的有效方法之一,注浆堵水技术是煤矿防治水最重要的手段之一,主要应用于井筒掘凿前的预注浆;成井后的壁后注浆;堵大突水点恢复被淹矿井;截源堵水减少矿井涌水;井巷堵水过含水层或导水断层。
3.5 带压开采技术
当煤层顶板以上或底板以下有承压含水层存在时,必须根据具体的水文地质条件采取不同的防治水措施和开采方案,以有效地防止突然涌水。底板承压水临界隔水层(岩柱)厚度和临界水头通常根据斯列沙辽夫公式计算。
(1)当隔水底板的实际水压值大于计算值,实际的底板隔水层厚度大于计算值,则认为底板基本上是稳定的,但在岩石比较破碎的地段(如断层破碎带),要采取安全措施。
(2)若隔水底板的实际水压值大于计算值,实际的底板隔水层厚度小于计算值,则认为底板不稳定,要保证安全生产,必须采取安全措施。
3.6 防水闸门和水闸墙
防水闸门、水闸墙的预防目标与设防位置如下:
(1)煤矿在需要堵截水的地点应设置水闸墙。
(2)煤矿在井下巷道掘进遇溶洞或断层突水时,为封堵矿井水或溶洞泄出的泥砂石块,可构筑水闸墙。
(3)根据预防目标的不同,水闸门(墙)设置的位置可以选在井底车场大巷、延伸水平大巷或石门、采区上下车场等三种不同的地段。矿井水害事故案例
前面就煤矿水害的类型和防治技术为大家做了简要介绍,接下来列举几例矿井水害的事故,以增进大家对煤矿水害的认识。
4.1 左云县新井煤矿“5.18”重大透水事故
2006年5月18日20时30分左右,大同市左云县张家场乡煤矿发生了一起重大透水事故,57人因此遇难。新井煤矿始建于1992年,批准生产能力为9万吨/年,采矿许可证批准开采4号煤层。由于该矿违法超层越界开采14-1号煤层,作业放炮时将附近废弃矿井采空区隔离带震坏,造成采空区积水涌出,水量约为20万立方米。
该事故发生的原因是:
(1)矿主违法越层越界开采;
(2)严重超能力、超强度、超定员生产;
(3)矿方管理混乱、隐患严重、采掘中不执行“有疑必探,边探边掘”是造成此次事故的主要原因。
4.2 云冈矿“12.14”透水事故
2006年12月14日云冈矿在11-1号煤层掘进21111巷时与小窑采空积水区打通造成4人遇难。事故发生的原因是该矿在开拓此工作面前曾委托西安院做了地面物探,发现该区有低阻异常区。矿方掘21109巷时,采取了由工作面1000米处(设计1300多米)边探边掘,但该巷掘到设计长度后没有发现采空区及积水。然后矿方掘21111巷时,同样计划从1000米开始边探边掘(两巷相邻),但当掘到约890米时与解放煤矿的采空积水区打通。由于掘进的巷道是上山,大量的积水迅速涌出,造成此次事故的发生。
此次事故发生的原因是:
(1)由于小煤窑超层越界乱采乱掘且无正规资料,导致其采空区无从预测;
(2)矿方对于三线(探水线、警戒线、积水线)判断基于21109巷的采掘情况,这种失误导致了误判。
由此我们可以看出,在采掘过程中,执行好边探边掘工作是十分重要的。
4.3 燕子山矿掘进工作面与钻孔导通突水事故
1993年4月28日4点20分,燕子山矿机掘队在掘12号煤层2107巷到800米时,与一地面施工过的钻孔掘通,由于上层8号煤层采空区积存了大量水和该
钻孔封孔质量不佳,当与钻孔掘通时,造成了大量积水顺钻孔导下,影响了工作面的40天正常掘进。此事故的发生,告诫我们在采掘过程中遇到钻孔时,一定要谨慎行事且需制定预防措施。
4.4 永定庄矿15号煤层8916工作面放水
永定庄矿于2009年在掘15号煤层8916工作面过程中,由于上部为14层采空区,为了排除上部采空区积水,该矿在掘进中向上部采空积水施工了很多探水孔并实施了排放,共计排放积水30多万立方米。在2010年5月2日工作面开开始采前发现了顶板有水。矿方经过分析,又采取了补打钻孔排水,再次排放积水10余万立方米。这一情况告诫我们在采掘过程中,对于出水的原因,必须认真分析,要彻底排除积水方能进行生产。若永定庄在开采前对8916面出现的水情不予重视那将会造成严重后果,因此无论对于采掘过程中出现的何种水情,都必须高度重视并认真采取相应措施。
4.5 大兴煤矿特大水害事故
(1)大兴煤矿概况
① 地理位置
大兴煤矿位于梅州市的兴宁市高黄槐镇,在兴宁市和平远县交界处,南距兴宁市44公里,北距平远县22公里,东南距梅县64公里。
② 矿井地质情况
大兴煤矿为二叠系上统龙潭组含煤地层,走向东西,倾向南,倾角55°~75°,平均65°,属急倾斜煤层,井田范围东以F16断层为界,西以F1断层为界,上以-180m隔水煤柱为界,下至-500m水平。
③ 水文地质情况
大兴煤矿井田内共有6个相对含水层和4个相对隔水层组,导水裂隙不发育,含水性较差,煤层本身水文地质条件简单。但上部水淹区估算积水体积为1500~2000万立方米,对矿井开采形成极大威胁。
④ 煤层情况
大兴煤矿井田主要有5个煤层,自下而上分别为七煤、六煤、五煤、四煤(9号煤)、三煤(10号煤),其中七煤和四煤为全井田可采,三煤为局部可采,六煤和五煤不可采。七煤厚度0~1.79m,平均0.91m,靠近F16断层附近煤层厚度变大。上距四煤平均距离为36.27m;四煤平均厚度为0.28~7.28m,平均厚度为
3.54m,中间夹两层火成岩侵蚀层,厚0.3~0.8m,上距三煤平均间距28.42m;三煤厚度为0.04~4.02m,平均厚度为1.11m。
⑤ 矿井开拓方式
大兴煤矿采用斜井开拓方式,主、副井和风井三条明斜井与暗斜井分三级延深至-480m水平。主斜井由地面+282m至-55m水平,第一级暗斜井由-55m水平至-290m水平,第二级暗斜井由-290m水平至-480m水平。副斜井由地面+356m至+42m水平,第一级暗斜井由+42m水平至-290m水平,第二级暗斜井从-290m水平至-480m水平。风井由地面+282m至+75m水平,第一级暗斜井+75m水平到-55m水平,第二级暗斜井-55m水平至-290m水平。
⑥ 采煤方法
大兴煤矿采用斜坡短壁采煤法,采用打眼爆破落煤工艺,自然垮落管理顶板,开采顺序为下行式。
⑦ 提升运输系统
大兴煤矿采用三级提升,井下平巷采用人力推车;-480m水平煤炭通过第二级暗斜井提升到-290m水平,由第一级暗斜井分别提升到-55m水平或+42m水平,再由主、副井分别提升到地面;材料和设备下放与煤炭运输方向相反。
⑧ 通风系统
大兴煤矿通风方式为中央并列抽出式通风,由主、副井进风,风井回风。
⑨ 排水系统
大兴煤矿深部正常涌水量150m3/h,最大涌水量200 m3/h;矿井分三级排水,-480m水平的水先排到-290m水平,再由-290m水平分别排到-55m水平和+42m水平,分别通过主、副斜井排至地面。
(2)水害事故发生的经过
2005年8月7日13时13分左右,大兴煤矿上部水淹区-290m标高防水煤岩柱被破坏,发生透水,透水发生后,主、副井井筒均有雾气冒出,出现反风现象。13时30分,副井调度室接到-290m水平西三暗斜井绞车房(-281m)电话,说“水很大,我跑不出去了,„„”,但话未说完电话就断了,说明此时水已涨至-283m绞车房。14时,水涨至离主井口80m(斜长),此时水位为+245m。透水后原四望嶂一矿明斜井水位从+262m降至+255.5m,下降6.5m,经专家估算,矿井总透水量约为25万立方米。
(3)事故原因分析
经调查和专家组技术鉴定,认定在主井东翼四煤-400m石门以东150m附近,由于煤层倾角大(75°左右)、厚度大(3~4m),小断层发育,煤质松散易塌落,-400m以上各水平在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。在此抽冒严重的情况下,大量出煤,超强度开采,致使-180m水平至-290m水平防水煤柱抽冒导通了+262m水平-180m水平的水淹区,造成上部水淹区的积水大量溃入大兴煤矿,导致事故的发生。
(4)事故防范措施
① 对开采区域上部采空区有积水的矿井,必须先排空采空区积水,方可进行采掘活动,否则不许生产。
② 矿与矿之间要按《煤矿安全规程》规定留足矿界煤柱,矿井内设计的其他各类保安煤柱,一定要严格保护,如有煤柱垮塌都应及时维护,并停止出煤,更不能去偷采煤柱。
③ 对有水害危险的矿井,一定要配备相应的探放水设置,对工作面有疑点的,应采取“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。
④ 停产整顿煤矿在停产整顿期间,要严格按照制定的整改方案进行整改,防止停而不改,利用整改之名违法出煤生产。
⑤ 煤矿必须依法生产,依法经营,要按照规定范围开采,没有“四证一照”的矿井不得开采。
⑥ 认真落实安全生产责任制,杜绝违章指挥、违章作业。煤矿企业的矿长及其他管理人员,一定要牢固树立“安全第一,预防为主”的思想,要严格执行各项规章制度,有事故隐患及主要危险源存在的矿井,发现问题要及时整改,把事故消灭在萌芽之前。
⑦ 矿井要按核定的生产能力生产,不得超能力生产。
煤矿水害事故频繁发生的根本原因
近些年我国煤矿为什么会发生如此频繁的突水、透水事故呢?究其原因,我认为有如下几个方面:
(1)近年来,井巷工程的掘进速度明显提高,煤矿开采方式有了很大的改进,开采的深度和工作面开采空间尺度不断增大,这使水害产生的条件、水害威胁的
程度以及水害形成的机理都发生了较大变化。而我们的矿井防治水技术手段落后,矿井水害条件预测的精度和广度满足不了大工作面快速机械化生产的要求。
(2)由于我国煤矿水文地质条件复杂,矿山水害较为严重,生产企业在市场经济条件下未能及时调整好快速增长的生产方式与安全配套的防治水技术措施之间的协调关系。这使矿井水害防治技术与水害安全预警措施难以满足矿井的满负荷甚至超负荷的生产要求。
(3)因前几年煤矿企业经济效益不好,造成有素质的水文地质人才流失,或因机构调整,减少了地质及水文地质专业技术与管理人员,加上规范化监管力度不够,致使现有的防治水技术和手段没有得到充分应用,矿井水文地质基础工作严重不足。
(4)近些年,随着大量小煤矿的关闭和部分国有矿井因资源枯竭及其他原因而废弃,使得生产矿井周边形成了因废弃矿井而产生的新的水源和导水通道,由于对该类型矿井废弃和关闭过程中没有采取切实的水害监测和防范措施,没有进行矿井关闭后可能诱发的矿井水文地质条件变化的研究与评价,缺乏关闭矿井相关工程和技术资料的系统整理与管理,对废弃矿井突水条件的认识防范技术准备不足。
(5)矿井水害条件的实时监控与预警装备落后,造成了工作面回采过程中对孕育和发展过程中的水害隐患未能超前发现和预警。
(6)对隐蔽型导水构造的精细探查技术与装备不足,造成了对矿井导水通道的位置、分布、性质等的先知性和预先防范措施不到位。
(7)矿井防治水知识的普及力度有待提高。
如何做好矿井防治水工作
为了有效遏制煤矿水害事故的发生,从国务院到地方各级政府在这方面下了很大力气,曾先后颁布、发行了很多关于加强煤矿水害防治工作方面的指导意见、文件等。2009年国家安全生产监督管理总局、国家煤矿监察局,根据我国煤矿现阶段的矿井防治水情况重新修订颁发了《煤矿防治水规定》,这充分体现了各级政府对煤矿防治水工作的重视。3.28王家岭透水事故发生后,山西省再次细化了矿井防治水的要求,“有掘必探,有采必探”都是为了有效保障煤矿安全生产。
(1)煤矿水害产生的三大因素是水源、水量、导水通道。要想做好煤矿防治水工作,查明这三大因素是关键。其中水源、水量在这三大因素中起主导作用。
因此在煤矿的工作中,我们首先要查明矿井范围内的水源、水量及其存在的形式、范围、水源补给和排泄分布特点,其次就是查清贯通这些水源的通道。如果这三个因素工作做好了,我们的矿井防治水工作就能迎刃而解,有的放矢。那么这一工作如何做,就要求我们的矿井地质人员,要精细的探查矿井的水文地质情况,利用不同的手段、不同的方法、不同的技术、不同的装备搞清矿井范围的水源、水量、导水通道。
目前的手段主要有:1)钻探、物探方法。通过井上下的钻探、物探查清水源水量的分布。2)煤柱留设。对已清楚的水源区留设保安煤柱,隔离水源。3)疏放减压水源。
(2)矿井水害的发生都有其特定的地质与水文地质条件,特定的采矿条件和相应的控制与影响因素,矿井水害的形成和发生都有一个从孕育、发展到发生的变化过程。在这一变化过程中,不同阶段都有其对应的征兆。因此在我们日常的矿井水文地质工作中,如果能有效地对控制和影响矿井水害的关键因素适时监控和分析,就可超前对水害发生进行预报和预警,从而避免突发事故的发生。
(3)加强矿井水害防治技术手段的推广应用,加大防治水技术工作与人力投入。针对矿井水文地质基础工作薄弱环节,在人、财、物方面给予支持,保障矿井防治水工作有效开展。与此同时,做好相关人员矿井防治水知识的培训和普及。只有我们把上述几个方面工作做好了,我们的矿井防治水工作才能真正为煤矿的安全生产起到保驾护航的作用。
煤矿矿井水害的分析和防治方法 第8篇
1 矿井水害形成条件的分析
一般煤矿水害的发生主要取决于下列四个条件:
1) 煤层附近有饱和含水层;
2) 存在矿井突水的通道导水裂隙带;
3) 存在容纳水充填的空间采空区或裂隙带;
4) 有较大的动水压力水势能。
只有具备上述四个条件,水害才有可能发生。突水发生后,随着含水层水位降深的增加,在水流集中的区域,水力坡度还会不断增大。
2 矿井水害的防治方法
2.1 注浆
注浆堵水是矿井水防治的重要方法之一,具有减轻矿井排水负担,节省排水用电,降低吨煤成本,提高工效和质量,加固井巷薄弱地段,减少突水机率、延长矿井服务年限的明显优点。
对于断层带来说,微观上可以看作匀质的透水材料,岩石裂隙符合立方律;同时断层带的宽度可认为类似于平行板缝隙中的缝隙宽度(b) ,称之为等效水力隙宽(e) 。因而断层面水流渗透速度可表达为: Vw = ge2I/12 Vw。
推导得到断层面注浆封堵时各施工参数间的相互数量关系[1]:
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式中:Vw断层面水流渗透速度;
e 粘结面等效水力隙宽;
R 浆液扩散半径(m);
vc 浆液的粘滞系数(cm2/s);
浆液质量密度(t/m3 );
T 注浆时间(h);
P 注浆压力(MPa)。
实际工作中的常数取值为:Vw = 0.0131cm2/s;g =9.8m/s2。
目前煤矿井巷堵水注浆材料大都选用水泥类浆材或水泥水玻璃类浆材,由于其硬化后易收缩而产生细小裂隙,在水力冲刷下裂隙逐渐扩大,堵水效果不理想,且因其为颗粒性材料,对细小裂隙难以压入,因此其应用范围有一定的局限性。有机高水材料(HWM)具有粘度低、凝胶时间可在几秒至几小时的时间范围内人为调节并能准确控制、易于被压注进岩体深部微细裂隙内,所形成的凝胶体要求结石率高、渗透性低的特点,已成功地应用于透水岩层注浆堵水工程。
近年来,注浆技术发展很快,注浆方法种类繁多,注浆法从脉状注浆、渗透注浆发展到应用较多材料品种的复合注浆法或综合注浆法;从无压注浆到通电、抽水、压气、喷射、旋喷等多种诱导注浆法;从钻杆锚固注浆、双管胀圈式注浆、储能复合注浆、布袋注浆、袖管注浆、以水顶浆注浆、爆破注浆发展到多种形式的综合注浆技术方法,通过预处理以及孔内爆破等方法,大大提高了同等条件下的浆液的可注性,扩大了注浆法的适用范围。
2.2 疏干降压
疏干降压的条件:矿床赋存于隔水或弱含水层中,但矿层顶底板岩层中存在含水丰富或水头很高的含水层,或含水并不丰富但属流沙层,采掘过程中有突然突水,涌砂的危险,露天开采时,由于地下水的作用,降低了土石的物理强度,导致边坡滑落。
在实际工程中,通常采用注浆堵水与疏干降压相结合的方法。帷幕、浅截注浆堵水技术是煤矿实现疏堵结合、标本兼治的防治水害重要手段。帷幕工程的目的是使外来补给水源中的大部分被堵截在煤层开采范围以外,开采区内部可以通过疏水降压等方法实现安全回采之目的。此种方法不仅大大减少了矿井总涌水量,使矿井安全生产得以保证,而且保护了矿区外围十分珍贵的水资源,维持了生态环境平衡,值得推广应用[2]。
2.3 防水闸墙
用于封堵水的类似设施有水闸门和水闸墙。水闸墙的形状一般有平面、圆柱或球面(向来水一方凸出)。圆柱面或球形水闸墙的砌筑,有些矿区采用如下公式:
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其中,a 水闸墙的厚度,m;
R 水闸墙的内半径,m;
Kp 水闸墙的临界抗压强度,MPa;
P 水闸墙承受的水压力,MPa。
不论哪一种墙均应有足够的强度,以保证不变形、不位移、不透水。因此,修筑水闸墙的地点应选择在岩石坚硬且没有裂隙的地方,且在墙的四周掏槽砌筑。
2.4 留设隔水煤(岩)柱
煤层露头风化带,与含水、导水层相接的断层,矿井水淹区,受保护的地表水体,受保护的导水钻孔,煤田边界。需考虑被隔水源的水压、水量,煤层厚度和产状、巷道尺寸,围岩被破坏的程度等必须留设隔水煤柱[3]。
2.5 强化技术管理,提高安全意识
健全和完善水害防治法规,强化技术管理,积极开展水害治理技术研究, 采用先进的掘进机械,改进采掘工艺,提高煤矿工作人员的安全技能和安全意识。
3 小结
对水害的治理应坚持“以防为主,疏堵结合,分类治理,综合运用”的防治水方针,如对于未知的水害可用物探或水化学的手段勘察,再应用帷幕、浅截注浆堵水技术方法实现安全回采之目的对水害进行治理,才能保证煤矿的安全开采。
参考文献
[1]王志荣.注浆封堵断裂构造的施工参数确定方法[J].水文地质工程地质,2007(2):113-115.
[2]马素侠,王福顺,桑向阳.帷幕浅截注浆技术在煤矿防治水中的应用[J].煤矿安全,2008(4),53-54.