《礦井水害防治》

主要內(nèi)容1、前言2、礦井發(fā)生水災(zāi)的原因分析3、礦井水災(zāi)防治前言

我們知道：煤礦在開拓和開采過程中,常會遇到地下水滲入巷道,或大氣降水或地表水部分流入井下,嚴(yán)重的造成礦井突水,釀成重特大事故,成為阻礙采掘工作的不利因素,影響煤礦的安全生產(chǎn)。我國為做好防治水災(zāi)害工作專門出臺了《煤礦防治水規(guī)定》,四川省人民政府又結(jié)合四川的實際制定了《四川省煤礦防治水細(xì)則》。這充分說明政府對該項工作的重視程度。

1、通過初步統(tǒng)計，各種災(zāi)害平均每次事故的死亡人數(shù)為：瓦斯5.54人，火災(zāi)0.56人，水災(zāi)5.58人，冒頂1.18人?？梢钥闯鐾咚购退疄?zāi)每起的死亡率最高，數(shù)字驚人2、各種災(zāi)害的損失。平均每起事故計算結(jié)果是瓦斯11.52萬元/起,火災(zāi)13.61萬元/起,水災(zāi)16.00萬元/起,冒頂3.22萬元/起。其中水災(zāi)害的損失最高。3、各種災(zāi)害的工作日損失統(tǒng)計為瓦斯16954工日，火災(zāi)15500工日，水災(zāi)18590工日,冒頂5222工日,以水災(zāi)工作日損失最多。

2007年7月28日20時至29日8時,河南省三門峽市突降暴雨,降雨量達(dá)115.2毫米。7月29日8時30分左右,河南陜縣支建煤礦東風(fēng)井,因河床水通過采空區(qū)涌入井下,導(dǎo)致井下兩條水平巷道和兩條傾斜巷道被淹沒。當(dāng)班下井的102名礦工中33人及時升井,其余69人被困。接到事故報告后,國家安監(jiān)總局局長李毅中率有關(guān)人員趕赴現(xiàn)場指導(dǎo)搶險救援。溫家寶總理兩度批示要求全力救援礦工。8月1日12時53分,隨著最后一名礦工安全升井,69名礦工在井下被困75個多小時后全部生還。

河南陜縣支建煤礦東風(fēng)井剖面圖2007年8月17日,山東華源礦業(yè)有限公司發(fā)生潰水淹井事故災(zāi)難,造成172人死亡。經(jīng)調(diào)查認(rèn)定,這是一起由嚴(yán)重自然災(zāi)害引發(fā)的事故災(zāi)難。主要原因是突降暴雨、山洪暴發(fā)、河水猛漲、河岸決口、洪水淹井。8月16日至18日,煤礦潰水事件發(fā)生前后兩三天,煤礦上游突降大暴雨,降水量主要集中在17日凌晨2時至下午15時,導(dǎo)致山洪暴發(fā),河水位暴漲并漫溢,沖毀了約65m的柴汶河河岸。經(jīng)初步調(diào)查分析,神華集團(tuán)駱駝山煤礦建設(shè)施工中存在嚴(yán)重違規(guī)違章行為,該礦井下施工的16號煤層回風(fēng)大巷掘進(jìn)工作面探放水措施不落實,在掘進(jìn)施工打炮眼時導(dǎo)出奧陶系灰?guī)r地下水,淹沒井下巷道和硐室;出現(xiàn)透水征兆后現(xiàn)場撤離不及時,造成大量人員傷亡事故.礦井建設(shè)施工中的探放水措施不落實,沒有嚴(yán)格執(zhí)行先探后掘、有疑必探的規(guī)定,發(fā)生事故的掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程沒有制定探放水方案,在實際施工中沒有配備探放水設(shè)備,掘進(jìn)過程中沒有采取超前探放水措施。

沒有嚴(yán)格執(zhí)行煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人和生產(chǎn)經(jīng)營管理人員帶班下井的規(guī)定,應(yīng)急處置工作不果斷、不及時。掘進(jìn)工作面施工過程中,在出現(xiàn)炮眼噴水、工作面片邦、附近巷道底板鼓凸等透水征兆約一個半小時的時間里,未立即采取斷電、撤人措施,最終釀成特別重大事故。2010年3月28日13時40分左右,山西華晉焦煤公司王家?guī)X礦發(fā)生透水事故,153人被困井下。4月5日0時38分,經(jīng)過179小時不拋棄不放棄的艱苦援救,第一個獲救礦工被營救出井,13個小時后,又有106名被困工人被救出井,中國再次上演礦難中的生命奇跡,創(chuàng)造救援史上的奇跡……但仍有38名礦工遇難。事故原因有四個方面：

第一：只管掘進(jìn)不管探水

多位中煤一建的地方雇員說：井下從來沒有一臺探水鉆,根本沒有探水隊伍,嚴(yán)重違背了《煤礦安全規(guī)程》第258條的規(guī)定,堅持預(yù)測預(yù)報,有疑必探,先探后掘,先治后采的防治水原則。如果按照《煤規(guī)》的要求去探水,留設(shè)3-5米的防水煤柱,就可避免此次事故的發(fā)生。

事故原因有四個方面：

第二：勞動用工管理混亂

井下大大小小有幾十個隊,每個隊都是層層轉(zhuǎn)包下來,由各承包隊雇人掘進(jìn),礦部就弄不清楚每隊有多少工人。

第三：領(lǐng)導(dǎo)下井帶班制度不落實

領(lǐng)導(dǎo)下井帶班下井遲出井早,有的就根本不去下井帶班,即使下去井下存在的問題也不去解決,制度形同虛設(shè)。如果有下井帶班領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)任,有透水征兆帶班領(lǐng)導(dǎo)有可能撤出人員,避免這次事故的發(fā)生。事故原因有四個方面：

第四：有透水征兆引不起重視

工人們前幾天反映此掘進(jìn)面多處滲水現(xiàn)象,沒有引起重視,發(fā)生事故當(dāng)天11時左右,井下工人又反映此掘進(jìn)面多處滲水,每小時2～3立方,還沒有引起足夠的重視,礦部領(lǐng)導(dǎo)答復(fù)沒水,繼續(xù)掘進(jìn)。還有工人說,這幾天此巷道中的霧氣很大,頂板淋水加大,仍沒有引起管理者的高度重視。

2010年7月31日13時30分，黑龍江省雞西市恒山區(qū)恒鑫源煤礦3號采煤上山發(fā)生透水事故，有24名作業(yè)人員被困井下。該礦已列為2010年關(guān)閉礦井，經(jīng)區(qū)、市驗收，同意進(jìn)行回收、回撤。初步分析透水水源為采空區(qū)積水，透水水量約90余萬立方米。事故原因是井下作業(yè)過程中，煤層頂板受到破壞，通過斷層破碎帶與原大恒山采空區(qū)積水相連，導(dǎo)致透水事故發(fā)生。2010年10月27貴州安順市普定縣馬場鎮(zhèn)大坡煤礦回風(fēng)巷掘進(jìn)工作面在探放水施工時發(fā)生透水事故死12人傷1人

威遠(yuǎn)八田煤礦“11·21”事故。29人全部獲救

經(jīng)初步分析，此次事故的直接原因是：該礦+470米水平南翼采煤工作面于10月31日在11、12支巷上方（透水處）已發(fā)現(xiàn)有老窯積水，在透水前出現(xiàn)煤壁壓力大、煤層有淋水等透水征兆的情況下，礦方未及時采取防治水措施，仍安排人員入井作業(yè)所致?！暗V井業(yè)主在礦井存在重大安全隱患的情況下，擅自組織作業(yè)，是該起事故發(fā)生的主要原因。”

貴州省遵義市務(wù)川青龍礦透水記者從遵義市安監(jiān)局獲悉,務(wù)川自治縣青龍煤礦2011年“1·10”透水事故原因查明,4名被困礦工遺體找到。

1月10日凌晨4時30分左右,該礦1103回風(fēng)巷2號上山發(fā)生透水。透水后,6名工人安全升井,在回風(fēng)下山1033水平以下掘進(jìn)作業(yè)的4名工人被困井下。經(jīng)過8天的搶險施救,1月18日上午8時20分,4名被困人員的遺體已全部找到。

事故的直接原因為：煤礦在未制定和采取安全技術(shù)措施的情況下,掘進(jìn)超出《開采方案設(shè)計》、《安全專篇》設(shè)計范圍內(nèi)的1103回風(fēng)巷2號上山,揭穿上部老空區(qū),導(dǎo)致本次透水事故發(fā)生。間接原因為：在排水系統(tǒng)未形成前,違規(guī)布置1103首采工作面,并在其回風(fēng)巷之上布置上山巷道；巷道掘進(jìn)未嚴(yán)格執(zhí)行探放水制度；發(fā)生事故時,沒有礦級領(lǐng)導(dǎo)下井帶班。一、對水災(zāi)的嚴(yán)重危害認(rèn)識不足，煤礦水文基礎(chǔ)資料不清。

長期以來,一提起煤礦災(zāi)害,往往首先想到的是瓦斯,而忽視水害威脅。

煤礦水文地質(zhì)報告基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全面,準(zhǔn)確性不高,指導(dǎo)性不強。第一節(jié)發(fā)生礦井水災(zāi)的原因分析

二、防治措施不力，技術(shù)管理弱化。國有重點煤礦中的一些單位安全生產(chǎn)主體責(zé)任不落實,

“探、防、堵、截、排”等綜合治理措施執(zhí)行不嚴(yán)格；煤礦防治水制度普遍不健全,在水文調(diào)查、預(yù)測預(yù)報、基礎(chǔ)研究、制定技術(shù)防范措施等方面,均存在薄弱環(huán)節(jié)。

發(fā)生礦井水災(zāi)的原因分析三、非法開采、違章作業(yè)現(xiàn)象嚴(yán)重借技改之名進(jìn)行非法采煤。2010年1至10月的煤礦事故中，資源整合建設(shè)礦井共發(fā)生事故94起，死亡133人，全省煤礦事故多發(fā)生在建設(shè)礦井（含新建、改擴(kuò)建、整合礦井）。

有章不循，違章蠻干。事故頻發(fā)反映監(jiān)管乏力發(fā)生礦井水災(zāi)的原因分析四、自然環(huán)境的惡化。近年來受工業(yè)活動和人為因素的影響,全球氣候急劇變化,洪澇、颶風(fēng)、泥石流和干旱等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。一些產(chǎn)煤地區(qū)久旱之后突降大雨,容易引起突發(fā)性水災(zāi)事故。發(fā)生礦井水災(zāi)的原因分析五、煤礦防治水人才奇缺煤礦防治水工作

“無人管、不會管、管不好”的情況嚴(yán)重。六、職工培訓(xùn)滯后煤礦井下人員多為農(nóng)民工、臨時工,流動性大,加上教育培訓(xùn)滯后,目前煤礦現(xiàn)場作業(yè)人員中,能夠識辨突水預(yù)兆的越來越少。

發(fā)生礦井水災(zāi)的原因分析

水害防治，必須堅持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原則。并堅持采取“探、防、堵、截、排”五字綜合防治措施。實現(xiàn)不突水、不淹面(井)、不傷人的三大目標(biāo)。

第二節(jié)礦井防治水第二節(jié)礦井防治水

（一）查水源

1、查地面水源

降水是礦井水的源頭水源。降水的大部分形成地面逕流由溪溝匯入江河及補給池塘水庫,少部分沿各種巖石空隙進(jìn)入地下補給地下水、老窯水和坑道水,是地表調(diào)查的主要內(nèi)容。具體調(diào)查內(nèi)容包括自然地理、地質(zhì)要素、河流溪溝、池塘水庫、泉井、小窯及老窯、礦井地面設(shè)施等七項。

一、重視做好水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作，加強礦井水文地質(zhì)條件探查第二節(jié)礦井防治水

2、查井下水源含水層水、沖擊層水、斷層水、老窯水、采空區(qū)積水、溶洞水、鉆孔水、暗河水。煤礦應(yīng)定期收集、調(diào)查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況,并在井上、下工程對照圖和礦井充水性圖上標(biāo)出其井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況。

一、礦井水文地質(zhì)條件探查含水層水：

是礦井的最經(jīng)常和最主要的充水水源；大氣降水→地表水→含水層→礦井影響因素礦井充水含水層的類型充水含水層厚度與分布補給條件與蓄水構(gòu)造類型空隙性、富水性、導(dǎo)水性、靜水壓力層厚度越大、分布越廣、儲量越豐富、疏干越不易；向斜軸部——大靜水壓力——小與煤層的關(guān)系煤層下部煤層上方——塌陷情況距離遇斷層巷道揭露老窯水：是古代和近期的采空區(qū)及廢棄巷道，長期停止排水而積存的地下水；其特點如下：

老窯積水以靜儲量為主；一旦巷道揭露或巷道與老窯之間的煤巖柱強度小于它的靜水壓力時，積水傾出，瞬時涌水量大，來勢兇猛，具有很大的破壞性，可造成嚴(yán)重事故；老窯積水與其它水源無聯(lián)系時，短期突出易于疏干；老窯一般位于淺部，若與地表水有水力聯(lián)系，則造成穩(wěn)定的充水水源危害較大；老窯一般深度部大，但查清位置較困難，準(zhǔn)確位置無法查清，又無人敢下去查；老窯積水長期處于停滯，一般酸性大，腐蝕性強，別是高速運轉(zhuǎn)中的水泵葉輪，由于水的沖擊和摩擦，腐蝕損壞得更快。斷層水對礦井的影響，主要是由于巷道揭露或由采掘活動破壞了圍巖的隔水性能造成斷層帶的水涌入井下；

斷層水主要特點：其靜儲量不大，但往往與地表水、高壓強含水層溝通，對礦井生產(chǎn)造成巨大威脅；

斷層有時使煤層與富水性很強的巖溶水對口相接；或者由于間層的存在碰壞了巖層的完整性，因而降低了巖層的強度，這些常是礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜化；

也有的斷層破碎帶內(nèi)充填了許多破碎的柔性巖石（如粘土巖）、煤粉、斷層泥等，也可能起隔水作用。因此對斷層的透水性質(zhì)應(yīng)作具體分析。如果在礦井中有許多條斷層，斷層的交叉處是最容易發(fā)生透水事故的位置，應(yīng)特別注意。

斷層水：斷層破碎帶，常是地下水良好聚集場所和通道除此而外，還有其它人為因素的導(dǎo)水通道；如：未封好的鉆孔（二）查通道井筒、塌陷裂縫、斷層、裂隙、溶洞、古井、小窯、鉆孔；一、重視做好水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作，加強礦井水文地質(zhì)條件探查第二節(jié)礦井防治水第二節(jié)礦井防治水

（三）礦井水動態(tài)觀測煤礦在水患現(xiàn)狀調(diào)查工作基礎(chǔ)上,應(yīng)建立礦井水動態(tài)（長期）觀測系統(tǒng)。動態(tài)觀測系統(tǒng)由井上、井下各觀測點組成,并分別建立臺帳。根據(jù)礦井水的補、逕、排條件,各點一般5～10天觀測一次,洪汛期要加密觀測,礦井涌水量每天堅持觀測。

礦井水文地質(zhì)工作的人員,要經(jīng)常、全面地對礦區(qū)各水文地質(zhì)觀測點進(jìn)行觀測,掌握地下水運動規(guī)律和分析礦井水的變化,觀察內(nèi)容包括：水位、水量、水溫和水質(zhì)觀測。

水位觀測按設(shè)計要求定期觀測地下水水位；利用水位觀測預(yù)報透水事故發(fā)生；利用水位觀測，了解斷層導(dǎo)水性；（斷層兩側(cè)的水位差、地表泉水）利用水位觀測了解突水水源；利用水位觀測，了解地下水與地表水的補給關(guān)系；可解決問題礦井涌水量與降雨量的關(guān)系；礦井涌水量觀測。浮標(biāo)法、堰測法、容積法、觀測水倉法流量觀測（四）編制防治水規(guī)劃礦井應(yīng)當(dāng)編制本單位的防治水中長期規(guī)劃（5-10年）和年度計劃，并認(rèn)真組織實施。對礦井水文地質(zhì)條件進(jìn)行類型劃分。

水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜礦井每月開展1次水害隱患排查治理活動，其他礦井每季度至少開展1次。第二節(jié)礦井防治水（五）加強教育，提高素質(zhì)每位職工要正確識別透水前的預(yù)兆

掛汗、掛紅、空氣變冷、發(fā)生霧氣及硫化氫氣味、水叫、發(fā)生片幫冒頂及底鼓、頂板淋水加大、頂板來壓、或嚴(yán)重裂隙、發(fā)生涌水、水色發(fā)渾有臭味等。掘進(jìn)工作面或其它地點發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，報告礦井調(diào)度室。如情況緊急必須立即發(fā)出警報，撤出所受水威脅地點人員。第二節(jié)礦井防治水二、加強防治水基礎(chǔ)管理

（一）完善基本礦圖煤礦必須具備規(guī)定7種基本礦圖。（1）井田區(qū)域地形圖，（2）工業(yè)廣場平面圖，（3）采掘工程平面圖，（4）井上下對照圖，（5）主要保安煤柱圖，（6）井筒斷面圖，（7）井底車場平面圖，第二節(jié)礦井防治水（二）地質(zhì)報告1、煤礦在不同的生產(chǎn)階段,必須具備精查或最終地質(zhì)勘探報告、建井地質(zhì)報告、補充勘探地質(zhì)報告、開拓延深地質(zhì)報告和礦井地質(zhì)條件分類報告。2、礦井地質(zhì)報告必須通過驗收,報告須結(jié)論明確,有針對性,能指導(dǎo)生產(chǎn)。第二節(jié)礦井防治水（三）地質(zhì)說明書1、煤礦各項采掘工程在設(shè)計前，地測部門須按規(guī)定的時間分別提交采區(qū)地質(zhì)說明書、回采工作面地質(zhì)說明書和掘進(jìn)工作面地質(zhì)說明書（簡稱“三書”）。2、必須有按《煤礦地質(zhì)測量工作暫行規(guī)定》要求,由設(shè)計部門提交的并經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字批準(zhǔn)的“委托書”.3、“三書”必須做到文字、原始資料、圖紙等數(shù)字相符合，內(nèi)容達(dá)到要求。第二節(jié)礦井防治水

一、先排水后開拓

礦井建設(shè)和延深，當(dāng)開拓到設(shè)計水平時，必須在建成該水平防、排水系統(tǒng)后，方可開拓掘進(jìn)其他巷道。井筒開鑿到底后，必須先施工永久排水系統(tǒng)，在進(jìn)入采區(qū)施工前應(yīng)當(dāng)建好永久排水系統(tǒng)。井底附近應(yīng)當(dāng)先設(shè)置具有足夠能力的臨時排水設(shè)施，保證永久排水系統(tǒng)形成之前的施工安全。

第三節(jié)、井下防治水

水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜的礦井，應(yīng)當(dāng)在井底車場周圍設(shè)置防水閘門，或者在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝配備排水能力不小于最大涌水量的潛水電泵排水系統(tǒng)。在礦井有突水危險的采掘區(qū)域，應(yīng)當(dāng)在其附近設(shè)置防水閘門。經(jīng)論證不具備建筑防水閘門隔離條件的，必須制定嚴(yán)格的防治水措施，并經(jīng)煤礦企業(yè)主要負(fù)責(zé)人審批同意。

第三節(jié)、井下防治水二、防水閘門建設(shè)

三、主要排水設(shè)備的要求：（1）水泵：礦井除正在檢修的水泵以外，還應(yīng)有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力,應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力,應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。

水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井,可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置。

發(fā)生礦井水災(zāi)時，要啟動全部排水設(shè)備排水，防止整個礦井被淹。

第三節(jié)、井下防治水

例、某礦為平硐、暗斜井開拓，礦井測得正常涌水量為25m3/h，最大涌水量為40m3/h,計算：工作水泵的排水能力、備用水泵的排水能力？工作水泵能力大于24×25/20=30m3/h工作水泵+備用水泵的能力大于24×40/20=48m3/h，所以備用水泵的能力大于48-30=18m3/h＜30×70%＝21m3/h。三、主要排水設(shè)備的要求

（2）水管：必須有工作和備用的水管。工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。

（3）配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng),并能夠同時開動工作和備用水泵。有突水淹井危險的礦井，可另行增建抗災(zāi)強排能力泵房。水泵房圖17-1單級離心式水泵1—機殼;2—葉輪;3—排水管;4—吸水管;5—閘閥;6—逆止閥;7—灌水漏斗;8—壓力計;9—真空計圖17-2中央水泵房布置1—水泵;2—防水門;3—軌道轉(zhuǎn)盤;4—吸水井;5—固定起重梁;6—手動葫蘆;7—分水閘;8—吸水口格柵;9—支承彎管;10—防火門;11—中央變電所，12—管子道;13—水倉;14—配水井

（4）水泵房要求：

主要泵房至少有2個出口，一個用斜巷通到井筒，并應(yīng)高出泵房底板7m以上；另一個出口通到井底車場，且高于井底車場0.5米，在此出口通路內(nèi)，應(yīng)設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉的連接通道，應(yīng)設(shè)置可靠的控制閘門。

（5）水倉的規(guī)定：

主要水倉必須有主倉和副倉，當(dāng)一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用。新建、改擴(kuò)建礦井或生產(chǎn)礦井的新水平,正常涌水量在1000m3/h以下時,主要水倉的有效容量應(yīng)能容納8h的正常涌水量。

水倉的空倉容量必須經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上。

例：某礦為斜井開拓，正常涌水量120m3/h，試問礦井主水倉容量應(yīng)不小于多少？工作泵能力應(yīng)不小于多少才符合《規(guī)程》要