矿井水害防治

1、矿井水害防治我国是一个煤炭资源丰富的国家，但是，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分是受 地下水威胁不能或暂时不能开采的储最。在已建井和正在生产的矿井屮，水害威胁i分严重, 例如，范各庄矿井和广东梅州人兴煤矿的突水给国家和人民的牛命财产造成了巨大损失。因 此，我们必须提高警惕，认真做好矿井防治水工作，减少和杜绝重大水害事故。矿井水的危 害很大，主要有以下几方面：1. 恶化生产环境。矿井水可造成巷道积水，空气湿度增高、顶板淋水破碎冒落，煤壁潮湿片帮，对工人劳 动条件和生产率冇很大影响。2. 增加排水费用。由于矿井水的存在，在生产中必须强行排水，排水量越大，排水费用越高，增加了煤 炭开采成本。3.

2、损失煤炭资源。为了预防矿井水灾，盂要留设相当规模的安全防水煤柱，严重影响煤灰资源的开采和 利用。4. 缩短生产设备的使用寿命。矿井水对各种金属设备、金属支架、钢轨等都有腐蚀作用，使其使用期缩短，甚至腐 蚀损坏。5. 引起沼气爆炸或硫化氢中毒。如果发生老密突水，集在老空内的沼气和硫化氢会随水而出。涌出的沼气若达到爆炸 限度，遇到高温火源、就会发牛爆炸。人们呼吸了毒性很大的硫化氢，就会中毒死广。6. 淹没巷道或矿井造成重大伤亡。矿井一旦发生突水，如果防水措施不力，轻则淹没采掘工作面或部分巷道造成局部停 产，重则淹没矿井，使并下职工生命和国家财产遭受巨大损失。一、地下水的分类按埋藏条件分类1. 上层

3、滞水：指埋藏于地表以下包气带屮局部隔水层之上含水层屮的重力水。其特点 是：一般分布范围小，储水量不丰富；埋藏浅，补给区与分布区一致；受气候条件影响大, 季节性明显。一般对矿井生产彩响不大。2潜水：指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的水。-般埋藏在第 四系疏松沉积物的孔隙中及出露地表基岩的裂隙中。潜水貝有的自山水血称为潜水血；潜水 而至地表面的距离称为潜水的埋藏深度;潜水而至隔水层顶面z间的距离称为潜水含水层厚 度；潜水面上任意一点的标高称为潜水位。潜水主要受人气降水和地表水补给，一般情况下, 补给区与分布区不一致。潜水对建井和露天开采的影响较大，对地下开采总体影响较小。3. 承压

4、水（自流水）：指充满于上、下两个稳定隔水层之间含水层中的重力水。其特 征为：具有一定的静水压力；补给区与分布区不一致；相对较稳定。常见的承压水储水构造 有承压水盆地和承压水斜地。承压水对矿井开采影响较大。（二）按含水层性质分类1. 孔隙水：是指存在于疏松岩层屮的孔隙中的水。疏松岩层主要为第四系沉积物。 孔隙水的存在条件和特征取决于岩石的孔隙悄况。孔隙水对矿井的影响取决于孔隙含水层厚 度、岩层颗粒大小及英与煤层的相互关系。2. 裂隙水：是指埋藏于岩石裂隙屮的地卜水。裂隙性质和发育程度的不同，决定了裂 隙水赋存和运动条件的差杲。裂隙的成因很多，有风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙等，对矿 井生产影响较大

5、的是构造裂隙。3. 岩溶水（喀斯特水）：是指埋藏在石灰岩、白云岩等可溶性岩石中的裂隙、溶洞中 的地下水。其发育的必备条件是：有可溶性的岩层；有裂隙存在；有侵蚀性地f水；地下水 在岩层屮是流动的。其主要特点是：水量人，运动快，在垂肓和水平方向上分布不均匀。如 华北地区的奥陶系灰岩水是矿井重人水患之一。二、矿井水害类型造成矿井水害的水源冇大气降水、地表水、地下水和老窑水（采空区水）。按水源特征, 矿井水害一般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类型。具小岩溶水害乂按 含水层的厚度分为薄层灰岩水害和厚层灰岩水害两类。1. 地表水水害水源是大气降水、地表水体（江河、湖泊、水库、坑塘等）。水源

6、通过井口、采后冒落 带、岩溶塌陷坑、断层带及封闭不良钻孔充水或导水进入矿井。2. 老窑水水害水源是老密、小窑、废巷及采空区积水。当巷道接近或遇到老密积水区时，往往在短 时间内涌出大虽老帑水，来势凶猛，具冇很大的破坏性，常造成恶性事故。3. 孔隙水水害水源是笫三系、笫四系松散层中的孔隙水。当煤层被笫四系松散含水的流砂层、砂层、 砂砾层、卵石层、粘土砂层所覆盖，在开采第一水平时，煤岩柱超设不够，往往是冒裂带直 接进入松散层，或是松散层底部存在富水含水层，开采前水文地质条件不清，没有按含水层 下回釆条件留设煤林，冋采后水、砂或泥溃入井下；超限出煤，破坏煤岩林或在煤岩林小开 拓巷道、術室，破坏了隔水煤

7、岩柱的完整性，年久渗水，冒落坍塌，使冲积层水或流砂、泥 流溃入井下，淤塞巷道甚至造成淹井。4. 裂隙水水害水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。这种水害发生在开采北方二亞纪山西纟r煤层和 侏罗纪煤层以及开釆南方侏罗纪的煤层小。这些煤层顶部常有厚层砂岩和砾岩，其小裂隙发 育，如为上覆笫四纪冲积层和下伏奥陶系含水层有水力联系吋，可导致严重突水事故以及建 井时期发生淹井事故。若砂岩层缺乏补给水源时，则涌水很快很快变小甚至疏干。5. 薄层灰岩岩溶水害水源主要是华北石炭二叠纪的太原群薄层灰岩岩溶水。太原群煤层的顶底板均有薄层 灰岩含水层存在，在开采中必然要揭露这些含水层并予以疏干。一燉情况下，这些含水层是

8、可以疏干的，但是，当这些薄层灰岩禽水层与地表水体发生水力联系时或被地质构造切割， 造成垂向的导水通路和横向与厚层灰岩含水层对接水力联系时，这些含水层的富水性便大大 增加。因此，在具有强水源补给和接近导水通道的部位，常发生较大灾害性突水事故。6. 厚层灰岩岩溶水水害厚层灰岩岩溶水水害可分为南方型和北方型两种。南方型厚层灰岩赋存于主采煤层顶 底板，几乎无隔水保护层可利用，故一旦发生溶洞突水、突泥，往往来势凶猛。北方型煤皿 厚层灰岩主要是奥陶系灰岩含水层，一般构造正常地区均赋存于主采煤层之下。主采煤层与 厚层灰岩含水层z间常有厚度不同的煤系隔水保护层，灰岩顶面常有一定厚度的风化残积铝 土存在，亦起着

9、隔水保护层的作用。所以，此类奥灰突水常与构造和岩溶陷落柱有关。三、矿井突水征兆矿井突水，这是因为井下采掘活动破坏岩体天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力 和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。矿井突水现象的发 生与发展是一个逐渐变化的过程，其显现的快慢与工作面具体位置、采场地质悄况、水压力 和矿山压力有关。从开拓工作而及其附近显示出某些异常现象，这些异常统称突水征兆。识 别和掌握这些预兆，可以及时采取应急措施，撤离险区人员，防止伤人事故。突水预兆有:1. 煤壁挂红：这是因为水中含有铁的氧化物，在通过煤层或岩层裂隙吋，附着在裂隙 表面的暗红色水锈。一般认为巷道接近老空

10、积水区。2. 煤壁挂汗：当采掘工作面接近积水区时，水在自身压力下，通过煤岩裂隙而在煤壁、 岩壁上聚成很多水珠，叫挂汗。在遇到挂汗时，注意观察煤、岩的新鲜而是否潮湿，如呆潮 湿，则是透水征兆。3. 空气变冷：工作血接近积水区时，气温骤然下降，煤壁发凉，人一进去有阴冷的感 觉，时巴越长就越感阴凉。但有地热问题的矿井，地下水温高，当掘进工作血接近时，温度 反而升高。4. 发生雾气：当巷道内温度很高时，积水渗到煤壁后，引起蒸发而形成雾气。5. 水叫声：若在煤壁、岩层内听到“嘶嘶”、“吱吱”、“哗哗”、“闷雷”等声音，这是 山于井下高压积水向煤岩裂缝强烈挤压与两壁磨擦而发牛的声响，说明离水体不远即将突

11、水，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。6. 顶板来圧，产生裂缝，出现淋水。如果水体在顶板之上，由于水体压力和矿山压力 的共同作用，使顶板出现裂缝和淋水，而且淋水越来越大。表明即将突水。7. 底板鼓起，底鼓有两种原因：一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用 的结果，甚至有压力水喷射出来，这是突水征兆。另一种是受矿山压力单方面作用阳产生底 鼓，一般不突水。当发生底鼓时，要监视底鼓的发展变化，并报告矿调度室。经技术人员调 查核实确定底鼓原因。若是前种原因，须采取紧急措施：先在底鼓地段铺设密集地梁，打木 垛控制底鼓发展。在底鼓基本被控制情况下，可在底鼓地段外侧打钻孔放水泄压。&

12、#39;&接近冲积层开采工作面压力明显增大，顶板来压、片帮，局部冒顶或冒顶次数增加, 有淋水或水中有砂，应考虑有溃水、溃砂的可能。四发现突水征兆和发生水灾事故后的应急处理原则及安全注意事项发生突水征兆和发生水灾事故后的应急原则1. 立即报告：现场最先发现突水征兆或水灾的人员应设法弄清水情，并立即向矿调度 室报告，同时听从调度室的指示。调度室及时通知有关领导和部门。2. 突水水量少且规模小，在保证人员安全的前提下，迅速组织抢救。跟班区队长和班组 长组织现场人员就地取材，设法处理封堵出水点，并利用现场排水设备进行全力排水，防止 事故继续扩大。3. 水灾规模人且失控，现场人员应立即向调度室汇

13、报，并及时通知附近受威胁地区的 人员，按照作业规程或矿井灾害预防与处理计划中所规定的路线撤岀。4. 在采掘工作面探水前进吋，钻孔出水不能轻意拔钻，应立即汇报调度室请示处理意 见。如果条件和时间允许，可以加固工程防止事故发生。5. 发现有人被堵井卜-时，各级领导应首先制订营救措施。要判断被堵人员可能躲避地 点，分析其生存条件，制订营救方案。并根据涌水量和排水能力，估计排除积水时间。6. 小央泵房工作人员接到水害事故报警后，要立即关闭泵房两侧的密闭门，启动所有 水泵，把水仓水位排至最低。未接到救灾总指挥的撤退命令，不得擅离工作岗位。7. 检查所有排水设施和输电线路，了解水仓现有容量，派人清挖水沟。

14、如果水屮携带 人量泥沙，浮煤时，可在水仓进口处修筑临时分段挡墙，以减少水仓淤积。&水文地质人员应测量涌水地点、涌水量大小及其变化，记录围岩及巷道破坏变形情 况，察看观测孔（水井）水位利泉、河、地表水体的变化，分析判断突水水源和最大突水量, 以及突水发展趋势，为防止淹井采取必要措施提供依据。9. 检査水闸门关闭是否灵活、严密，并清除淤渣，拆除短轨和架空线，派专人看守， 待命关闭。10. 在查明地面水体少突水有关联吋，应迅速派人进行堵塞，减少补给量。11. 当排水能力负担不了涌水量时，可因地制宜，采取将涌水量引入下山巷道，筑坝蓄 水，关闭水闸门，以延长缓冲时间，争取时间增加排水设备，保住矿

15、井。发现突水征兆和发生水灾事故后的的安全注意事项1发现突水预兆时不耍肓目进行直接处理，以避免事故的扩大化。应及时汇报，可采取 采掘作业规程中安全技术措施规定的方式进行处理。2. 透水后，应在对能的悄况下迅速观察和判断透水的地点、水源、涌水量、发生原因、 危害程度等情况，根据作业规程或矿井灾害预防与处理计划屮规定的撤退路线，迅速撤 退到透水地点以上的安全水平，进而出井，而不能进入透水地点水平附近及下山的独头巷道。3. 撤离前，应设法将撤离路线向调度室汇报。4. 如老空区积水突出，往往冇大量瓦斯、硫化氢等冇害气体涌出，要佩带好自救器。5. 撤离过程中，要靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压

16、力水头和泄水流, 并注意防止被水中滚动肝石、木料等撞伤。6. 如透水后破坏了巷道中的照明和路标，迷失了行进方向时，遇险人员应朝着有风流 通过的上山巷道方向撤退。7. 在撤离沿途和所经过的巷道交叉口，应帘设指示行进方向的明显标志，以提示后续 撤退人员及救护人员的注意。&如出路已被隔断，应另寻它路，迅速寻找井下位置最高、离井筒或大巷最近的地方 暂时躲避。同时定期在轨道或水管上敲打发出呼救信号。9. 如唯一的出路被水封堵无法撤离时，应有组织的在独头工作面躲避，等待救护人员 的营救。这是因为独头上山的附近空气因水位上升逐渐压缩能保持一定空间和空气量。严禁 盲冃潜水逃生等冒险行为。10. 人员撤

17、离到竖井需从梯子间上去时，应遵守秩序，禁止慌乱和争抢。行动中手要抓 牢，脚要蹬稳，切实注意口己和他人的安全。发生矿井水灾事故被围困的避灾自救措施1. 当现场人员被涌水围困无法撤出时，应迅速进入预先筑好的避难術室中避灾，或选 择在合适地点快速筑建临时避难嗣室避灾。如系老空透水，则必须在避难嗣室处建临时挡墙 或吊挡风帘，防止被涌出的有害气体伤害。进入避难伽 1室前，应在伽 1室外留设明显标志。2. 在避灾期间，遇险人员要有良好的精神和心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚 强。要坚信上级领导一定会组织人员快速营救；坚信在班组长和有经验老工人的带领下，一 定能够克服各种困难，共渡难关，安全脱险。要做好

18、长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观 察水情的人员外，其余人员均应静卧，减少体力和空气消耗，并关闭矿灯。3. 避灾时，m用敲击的方法有规律、定期地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的 位置。4. 被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制白己，决不嚼食杂 物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣物过滤。5. 长时间被困在井下，发现救护人员到来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱。要 避开强烈的光线，得救示不可吃硬质和过蜃的食物。五矿井发生突水的因素在煤矿生产建设过程中常常遇到水害，发生不同程度的突水事故，因此找出水灾事故发 牛的原因，从屮吸取教训，对指导以后的矿井地质

19、和矿井防治水工作，避免矿井水患事故的 发生，会起到积极的促进作用。造成矿井突水灾害的因素归纳起来有以下几方而：1. 地面防洪、防水措施不当，或因对防洪设施管理不善，暴雨山洪冲毁防洪工程，使 地面水涌入井下，造成灾害。如某矿由于山洪爆发，矿防洪堤决口，工业广场积水深达2m, 大水从副井口进入矿井，造成淹井事故。2. 缺乏调杏研究，水文地质条件不清，井巷接近老窑区、充水断层、强含水层、陷落 柱、封闭不良钻孔筹，不事先探放水，盲目施工；或探放水，但措施不当，而造成淹井或伤 亡事故。3. 井巷位置不合理，如布置在不良地质条件中或强含水层附近，施工后在矿山压力与 水压力共同作用下，发生顶板或底板突水。4

20、. 施工措施不力，工程质量低劣，致使井巷严重坍塌冒顶，导致强含水层透水或地而 水体灌入井下，造成淹井事故。如某矿巷道和采掘工作面位于水库z下，由于运输道绞千房 砌瞪质量低劣，硝壁壁后充填不实，加上顶板压力大，结果造成大冒顶，并和地面冒通，导 致水库里的水大量灌入井下，很快将矿井整个矿井淹没。5. 乱采、乱挖，破坏了防水煤柱或岩柱透水，如某矿由于防水煤柱被小煤窑破坏，造 成淹井事故。6出现透水征兆未觉察或未被重视或处理不当造成透水。7 测量工作失误导致巷道揭露积水区或含水断层而突水。如某煤矿，因煤柱厚度测量 错谋，导致在掘进中老空积水将防水煤柱冲开而发牛了严重透水事故。&在水文地质条件复

21、杂，有突水淹井危险的矿井，在需要安设而未安设防水闸门或防 水闸门安设不合格以及失修关闭不严，突水时不能起到堵截水作用。9. 矿井排水能力不足或排水设备平时维护不当，水仓不按时清挖，突水时排水设备失 效而淹井。10. 钻孔封闭不合格或没冇封闭，成为各水体z间的垂直联系通道，当采掘面和这些钻 孔相遇时，发生突水事故。11. 忽视按半产方针，思想麻痹大意，丧失警惕，没有严格执行探放水制度、违章作业 等。六矿井水害防治矿井水害的防治一般分为地表防水和井下防治水和注浆堵水等。防治水工作要坚持以 防为主，防治结合以及当前和长远、局部与整体、地面与井下、防治与利用相结合的原则; 坚持“预测预报、有疑必探、先

22、探示掘、先治后采”的16字方针；落实'防、堵、疏、排、 截”五项措施，根据不同的水文地质条件，采用不同的防治方法，因地制宜，统一规划，综 合治理。地表防水地表防水是指在地表修筑防排水工程或采取其它措就，以限制大气降水和地表水补给 含水层或肓接渗入井下，从而减少矿井涌水量，防止水害事故的发生。地表防水主要措施有: 慎重选择井筒位宜、河流改道、整铺河床、修筑排（截）水沟、地表水下渗通道的堵塞等。 另外，雨季需加强“三防”工作。井下防治水1.防隔水煤（岩）柱留设在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近采掘时，为防止地表水或地下水 溃入工作地点，留出的一定宽度或高度的煤岩层称为防水煤（岩

23、）柱留设。其类型冇：断层 防水煤（岩）柱、井田边界煤柱、水淹区防水煤（岩）柱、地表水体煤（岩）柱、冲积层煤 （岩）柱和上、下（或相邻采区）防水煤（岩）柱、陷落柱防水煤（岩）柱等。留设的防水 煤（岩）柱必须保持完整，不得随意采动，必耍时注浆加固薄弱带2井下探放水探放水必须坚持“16字”方针，遇冇下列情况，必须进行探放水：接近水淹的井巷、 老窑或小窑时。接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞、和陷落柱时，或通过它 们之前。打开隔离煤柱放水前。接近可能与河流、湖泊、水库、蕃水池、水井等相通的 断层破碎带或裂隙发育带时。接近可能涌（突）水的钻孔时。接近有水或稀泥的灌浆区 时。采动影响范围内有承圧含水层或含水构造，或煤层与含水