矿井水害案例分析及预防

1、矿井水害案例分析及预防目录目录1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防2 2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防3 3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防11 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 选择选择淮北矿业集团公司桃园煤矿淮北矿业集团公司桃园煤矿1022上上工作面的顶板突水、溃砂事故作为工作面的顶板突水、溃砂事故作为顶顶板水害案例板水害案例进行分析。进行分析。 2002年年11月月10日日0时时56分，淮北矿业集团公司桃园煤矿（以下简称桃园分，淮北矿业集团公司桃园煤矿（以下简称桃园煤矿）二采区煤

2、矿）二采区1022上上工作面（准备面），切眼上口发生突水、溃砂事故，死工作面（准备面），切眼上口发生突水、溃砂事故，死亡亡4人，受伤人，受伤1人。人。 矿井及二采区概况矿井及二采区概况 桃园煤矿一水平标高为桃园煤矿一水平标高为-520m，回采上限北二采区以南标高为，回采上限北二采区以南标高为-310m。矿井水文地。矿井水文地质类型为复杂类型，矿井设计正常涌水量为质类型为复杂类型，矿井设计正常涌水量为506.3m3/h，最大涌水量为，最大涌水量为743.3m3/h，矿，矿井实际涌水量为井实际涌水量为420496m3/h。1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 北二采区位于矿井北侧，

3、北临北四采区，南临南一采区。发生突水事故的北二采区位于矿井北侧，北临北四采区，南临南一采区。发生突水事故的1022上上准备工作面位于该采区的北端，风巷标高为准备工作面位于该采区的北端，风巷标高为-255m，机巷标高为，机巷标高为-340m，走向长，走向长920m，倾斜宽倾斜宽160m，煤层平均厚度为，煤层平均厚度为3.6m，倾角为，倾角为25，风巷采用工字钢梯形棚支护。该工，风巷采用工字钢梯形棚支护。该工作面上覆第四系松散层，厚度为作面上覆第四系松散层，厚度为270m左右，其中第四含水层（简称四含）厚左右，其中第四含水层（简称四含）厚9.7m，直，直接覆盖在煤系地层上，渗透系数接覆盖在煤系地层

4、上，渗透系数K=0.00950m/d，属弱含水层。四含，属弱含水层。四含水位在水位在-15m左左右。四含的结构为浅红色砾石，较坚硬，砾石的粒径在右。四含的结构为浅红色砾石，较坚硬，砾石的粒径在0.058cm之间，磨圆度之间，磨圆度交叉，呈棱角状；标高为交叉，呈棱角状；标高为-266-266.3m处夹一层砂质粘土。处夹一层砂质粘土。1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故发生经过事故发生经过 2002年年6月月12日，日，1022上上工作面工作面920m风巷及开切眼施工完毕。风巷及开切眼施工完毕。2002年年6月月20日，风巷日，风巷外端发生大面积冒顶，冒顶长度约为外端发生大面积

5、冒顶，冒顶长度约为370m，导致四含溃入井下，并伴有泥浆和小砾石，导致四含溃入井下，并伴有泥浆和小砾石，最大涌水量为最大涌水量为59m3/h，后逐渐减小并稳定在，后逐渐减小并稳定在25m3/h左右。左右。2002年年9月月27日，发日，发现开切眼上口（事故突水点）四岔门处冒顶，该处的双抬棚均被压垮，冒顶现开切眼上口（事故突水点）四岔门处冒顶，该处的双抬棚均被压垮，冒顶长度约长度约8m，最大冒高，最大冒高4m左右，未出现渗水、砂现象。并于左右，未出现渗水、砂现象。并于10月月1日至日至4日对日对其进行维修，其进行维修，10月月8日上午日上午10时，该处再次发生冒顶垮棚并有少量渗水现象，时，该处再

6、次发生冒顶垮棚并有少量渗水现象，后水量逐渐增大，至后水量逐渐增大，至11月月10日，冒顶出大量突水、溃砂，造成日，冒顶出大量突水、溃砂，造成4人死亡。人死亡。1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故直接原因分析事故直接原因分析 1022上上工作面开切眼上口重复垮棚冒顶导通四含，致使四含水、泥、砂、工作面开切眼上口重复垮棚冒顶导通四含，致使四含水、泥、砂、砾石溃入井下，是引起事故发生的直接原因。经分析，造成该处垮棚冒顶导通砾石溃入井下，是引起事故发生的直接原因。经分析，造成该处垮棚冒顶导通四含的因素有如下四含的因素有如下3个方面：个方面： （1）1022上上工作面所采的工作面所采

7、的10煤层平均厚度为煤层平均厚度为3.6m，事故点的煤厚达到，事故点的煤厚达到4.0m，倾角为倾角为2.5，基本支架工字钢梯形棚架设在煤底上，在水的浸泡下底板松软，基本支架工字钢梯形棚架设在煤底上，在水的浸泡下底板松软，支架下沉，导致了事故点的顶板离层。支架下沉，导致了事故点的顶板离层。 （2）1022上上工作面风巷布置在软弱、松散、破碎的基岩风化带内，上覆松散层较工作面风巷布置在软弱、松散、破碎的基岩风化带内，上覆松散层较厚，岩层自身强度低，造成巷道的压力大，支护困难。厚，岩层自身强度低，造成巷道的压力大，支护困难。 （3）巷道垮棚冒顶后，高冒区在风化带内形成冒落漏斗，难以形成冒）巷道垮棚冒

8、顶后，高冒区在风化带内形成冒落漏斗，难以形成冒落拱，致使冒落带不断向上发育直至导通四含。落拱，致使冒落带不断向上发育直至导通四含。 1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故间接原因分析事故间接原因分析 （1）桃园煤矿及研究设计有关人员对该区域四含水的不均匀性和四含界桃园煤矿及研究设计有关人员对该区域四含水的不均匀性和四含界面的不平整性认识不足，对四含的结构与水力破坏之间的关系研究不够充分。面的不平整性认识不足，对四含的结构与水力破坏之间的关系研究不够充分。方案确定方案确定1022上工作面风巷标高为上工作面风巷标高为-255-260m，比原批准的矿井设计回采上限，比原批准的矿井设

9、计回采上限标高提高了近标高提高了近85m，并布置在风化带内。事故发生后测算的防砂煤（岩）柱留，并布置在风化带内。事故发生后测算的防砂煤（岩）柱留设偏小，事故点的上覆岩层防水（砂）煤（岩）柱仅为设偏小，事故点的上覆岩层防水（砂）煤（岩）柱仅为11.8m，满足不了防水、，满足不了防水、防砂要求。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程防砂要求。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程附录六附录六“近水体采煤的安全煤岩柱计算方法近水体采煤的安全煤岩柱计算方法”，事故调查组进行了验算，按防，事故调查组进行了验算，按防水、防砂要求留设防水煤柱水、防砂要求留设防水煤柱H防防43

10、.7m，防砂煤柱，防砂煤柱H防防15.8m。根据水文地质规。根据水文地质规程规定，防砂煤（岩）柱最小不能小于程规定，防砂煤（岩）柱最小不能小于20m。1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 （2）对该工作面风巷）对该工作面风巷6月月29日及日及9月月27日两次垮棚冒顶事故的预警未能引起高度日两次垮棚冒顶事故的预警未能引起高度重视。尤其是重视。尤其是6月月20日风巷外端垮棚冒顶长达日风巷外端垮棚冒顶长达370m，并伴有涌水、溃砂现象，未能，并伴有涌水、溃砂现象，未能引起淮北矿业集团、桃园煤矿和研究设计课题组的高度重视。引起淮北矿业集团、桃园煤矿和研究设计课题组的高度重视。 （3）淮

11、北矿业集团未严格执行国家安全生产法律法规及有关矿井防治）淮北矿业集团未严格执行国家安全生产法律法规及有关矿井防治水工作的规定；生产责任制落实不到位。水工作的规定；生产责任制落实不到位。 （4）研究设计课题组科研态度不够严谨。）研究设计课题组科研态度不够严谨。1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防防范措施防范措施 （1）要进一步树立依法办矿、依法管矿的意识，已留设的防水煤柱需要变动时，）要进一步树立依法办矿、依法管矿的意识，已留设的防水煤柱需要变动时，必须重新编制设计并报省级煤炭管理部分审批。必须重新编制设计并报省级煤炭管理部分审批。 （2）要切实提高对四含水危害性的认识，高度重视

12、矿井防治水工作，尤其）要切实提高对四含水危害性的认识，高度重视矿井防治水工作，尤其要加强防治水技术工作。要加强防治水技术工作。 （3）在推广新技术、新工艺、新材料及与科研院所等中介机构联合解决生）在推广新技术、新工艺、新材料及与科研院所等中介机构联合解决生产技术问题时，务必坚持产技术问题时，务必坚持“安全生产、预防为主安全生产、预防为主”的方针的方针。底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防22 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防 邯邢邯邢(han xing)矿区作为我国大水矿区，底板突水事故较多且典型，本次矿区作为我国大水矿区，底板突水事故较多且典型，本次以邯邢矿区为例介绍底板

13、突水事故及预防。以邯邢矿区为例介绍底板突水事故及预防。 邯邢矿区包括邢台矿区、峰峰矿区与邯郸矿区，生产矿井主要隶属于冀中能源邯邢矿区包括邢台矿区、峰峰矿区与邯郸矿区，生产矿井主要隶属于冀中能源集团。矿区地处太行山与华北平原的过渡带，地势西高东低，有中低山，丘陵盆地集团。矿区地处太行山与华北平原的过渡带，地势西高东低，有中低山，丘陵盆地及山前倾斜平原地貌景观。及山前倾斜平原地貌景观。 矿区生产过程中勘探揭露地层主要为奥陶系中统、石炭系、二叠系、三叠系和矿区生产过程中勘探揭露地层主要为奥陶系中统、石炭系、二叠系、三叠系和第四系，矿区主要开采上组煤第四系，矿区主要开采上组煤2#煤和下组煤煤和下组煤9

14、#煤。矿区内含水层主要包括第四系砂煤。矿区内含水层主要包括第四系砂砾石层孔隙潜水含水层、二叠系砂岩裂隙承压含水层、石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩含砾石层孔隙潜水含水层、二叠系砂岩裂隙承压含水层、石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩含水层、奥陶系灰岩裂隙岩溶承压含水层及变质岩、侵入岩裂隙含水层。水层、奥陶系灰岩裂隙岩溶承压含水层及变质岩、侵入岩裂隙含水层。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防水害特点水害特点 邯邢矿区为典型华北型大水矿区，矿区煤炭资源开发受到基底奥灰岩溶水害威胁。邯邢矿区为典型华北型大水矿区，矿区煤炭资源开发受到基底奥灰岩溶水害威胁。底板灰岩水害问题在矿区内普遍存在，水害类型多样。随着邯邢

15、矿区深部煤层及下组底板灰岩水害问题在矿区内普遍存在，水害类型多样。随着邯邢矿区深部煤层及下组煤开采，邯邢矿区底板水害有以下特点：煤开采，邯邢矿区底板水害有以下特点：（1）底板承受奥灰水压大：部分矿井煤层底板奥灰水压高达）底板承受奥灰水压大：部分矿井煤层底板奥灰水压高达10MPa以上；以上；（2）下组煤资源开采底板突水系数大；）下组煤资源开采底板突水系数大；（3）水文地质条件复杂：矿区内断层众多，导水断层能形成底板薄层灰岩水及奥）水文地质条件复杂：矿区内断层众多，导水断层能形成底板薄层灰岩水及奥灰水的突水通道；矿区内陷落柱众多，易形成底板突水通道。陷落柱是造成邯邢矿灰水的突水通道；矿区内陷落柱众

16、多，易形成底板突水通道。陷落柱是造成邯邢矿区突水事故的主要突水通道，尤其是隐伏陷落柱是矿区底板突水防治的重点和难点；区突水事故的主要突水通道，尤其是隐伏陷落柱是矿区底板突水防治的重点和难点；2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防（4）突水事故频发：）突水事故频发： 由于矿区深部煤炭资源及下组煤开采强度加大，底板奥灰突水频率明显增加。由于矿区深部煤炭资源及下组煤开采强度加大，底板奥灰突水频率明显增加。 以黄沙以黄沙112124工作面由隐伏构造引起的底板奥灰水突水事故为例进行分析。工作面由隐伏构造引起的底板奥灰水突水事故为例进行分析。序号矿井突水位置突水时间最大突水量（m3/h）突水水源

17、突水通道1东庞矿2903工作面巷道2003年4月12日70000奥灰水陷落柱2牛儿庄矿二、三水平2004年9月26日5160奥灰水采空区3九龙矿15423N工作面2009年1月8日7200奥灰水隐伏陷落柱4东庞矿北井9208工作面2010年11月15日1550奥灰水隐伏构造5黄沙矿112124工作面2010年11月19日6000奥灰水隐伏构造6黄沙矿112106工作面2011年12月11日24000奥灰水隐伏构造2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防冀中能源峰峰集团黄沙矿及冀中能源峰峰集团黄沙矿及112124工作面情况介绍工作面情况介绍 冀中能源峰峰集团黄沙矿位于峰峰矿区西南部，矿井

18、由黄沙井田和辛安井田两冀中能源峰峰集团黄沙矿位于峰峰矿区西南部，矿井由黄沙井田和辛安井田两部分组成。井田南北走向长约部分组成。井田南北走向长约8.0Km，宽约，宽约3.0 Km，面积为，面积为5.28Km2。矿井开拓方。矿井开拓方式为斜井多水平，矿井现布置有四个水平：式为斜井多水平，矿井现布置有四个水平：+32水平、水平、-100水平、水平、-280水平和水平和-500水平。水平。 112124掘进工作面位于掘进工作面位于11212采区北翼下部，东部一采区北翼下部，东部一F38-1断层为界，南部以断层为界，南部以212采区下山保护煤柱为界，北部以采区下山保护煤柱为界，北部以F55断层防水煤柱为

19、界。设计工作面走向长断层防水煤柱为界。设计工作面走向长850m，倾向长，倾向长110125m，煤层倾角为，煤层倾角为1318，开采，开采2#煤层，距下伏奥灰含煤层，距下伏奥灰含水层顶面层间距水层顶面层间距150m，煤厚为，煤厚为45m。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防第二中车场主排水泵房管子道 配水巷外水仓3 6 3 9 1 8 4 2 . 4 9 6 、 4 1 5 1 1 4 2 . 1 0 9112124工作面布置图工作面布置图2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防事故发生经过事故发生经过 2010年年11月月19日凌晨日凌晨2时时43分，掘进区带班副区长王红卫

20、汇报分，掘进区带班副区长王红卫汇报112124溜子道前头水溜子道前头水量增大，由原来的量增大，由原来的0.4m3/min增大到增大到1.0m3/min以上，发现水量增大主要原因是以上，发现水量增大主要原因是002测测点后路点后路19m和和139m处巷道底板先后出水，矿调度室接到汇报后安排技术科水文地质处巷道底板先后出水，矿调度室接到汇报后安排技术科水文地质技术员张凯下井查看现场，同时安排掘进区停止掘进，增加排水设备，提高排水能技术员张凯下井查看现场，同时安排掘进区停止掘进，增加排水设备，提高排水能力。力。 8时时30分总工程师于书永、生产技术部机电副部长高海平、水文地质高级工分总工程师于书永、

21、生产技术部机电副部长高海平、水文地质高级工程师刘义永到达程师刘义永到达112124溜子道出水现场，督促掘进区增加排水设备。现场实测溜子道出水现场，督促掘进区增加排水设备。现场实测水量为水量为2.0m3/min。并安排技术员张凯采取水样送河北冀南矿业。并安排技术员张凯采取水样送河北冀南矿业2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防安全检测检验有限公司进行化验（化验结果水质仍具有砂岩水水质特征）。到下午安全检测检验有限公司进行化验（化验结果水质仍具有砂岩水水质特征）。到下午17时时以前，出水量没有明显变化。以前，出水量没有明显变化。17时许，矿中班带班领导党委书记董轩龙在现场汇报出水时许，矿

22、中班带班领导党委书记董轩龙在现场汇报出水量异常增加，实测出水量在短短半小时之内由量异常增加，实测出水量在短短半小时之内由2.0m3/min迅速增大到了迅速增大到了100m3/min，远远超过了工作面和采区泵房排水能力，导致远远超过了工作面和采区泵房排水能力，导致212采区排水泵房于采区排水泵房于18时时10分被淹。分被淹。20日日23时时212采区被淹，此后，矿启动采区被淹，此后，矿启动-500水平泵房所有水泵，水平泵房所有水泵，23时时45因水量过因水量过大，水位持续上涨，大，水位持续上涨，-500泵房进水，同时泵房进水，同时-500水平车场水位也超过泵房底板标高，水平车场水位也超过泵房底板

23、标高，被迫撤出泵房人员，切断被迫撤出泵房人员，切断-500水平电源，水平电源，-500水平被淹。通过努力，有效地控制水平被淹。通过努力，有效地控制了出水灾害的扩大，确保了了出水灾害的扩大，确保了-280水平以上地区安全。水平以上地区安全。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防突水水源分析突水水源分析 1）根据技术人员突水时现场采用容积法观测水量记录，估算水量为）根据技术人员突水时现场采用容积法观测水量记录，估算水量为100m3/min。峰峰矿区及黄沙矿几十年开采资料证实，只有奥灰水有如此大的突水量。峰峰矿区及黄沙矿几十年开采资料证实，只有奥灰水有如此大的突水量。 2）2010年年11

24、月月19日出水灾害发生后，距突水点日出水灾害发生后，距突水点1700m远的黄沙矿远的黄沙矿XO1奥灰观测奥灰观测孔水位一天内下降了孔水位一天内下降了0.7m，到，到12月月28日水位降深达日水位降深达1.35m，大大超过往年奥灰含水，大大超过往年奥灰含水层同期水位正常降深。层同期水位正常降深。 3）突水淹到）突水淹到-500水平后，水平后，11月月20日又取水样进行了化验，通过对比，后来日又取水样进行了化验，通过对比，后来的水质化验结果已明显具备有奥灰水水质特征。的水质化验结果已明显具备有奥灰水水质特征。 通过对出水水量、水位、水质等综合分析，确定通过对出水水量、水位、水质等综合分析，确定11

25、2124溜子道突水水源溜子道突水水源为奥灰含水层。为奥灰含水层。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防突水通道分析突水通道分析 通过对地面施工的钻孔（通过对地面施工的钻孔（9、10#、12#和和14）钻探资料证实，在）钻探资料证实，在2124溜子道溜子道2#突水点巷道下帮突水点巷道下帮815m处附近新发现了一条走向为处附近新发现了一条走向为NE10、倾向、倾向NW落差近落差近120m断层断层（编号为（编号为F55-1），导致下盘奥灰含水层与），导致下盘奥灰含水层与2124溜子道之间隔水层厚度只有溜子道之间隔水层厚度只有 30m左右，左右，隔水层承压达隔水层承压达7.6Mpa以上，在奥

26、灰高压水力和地应力的综合作用下，奥灰水突破煤层以上，在奥灰高压水力和地应力的综合作用下，奥灰水突破煤层底板隔水层，发生了巷道底板滞后突水。底板隔水层，发生了巷道底板滞后突水。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防突水通道分析突水通道分析2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防突水灾害治理突水灾害治理 突水发生后，为减少突水事故损失，尽快对突水水害进行控制和治理，制突水发生后，为减少突水事故损失，尽快对突水水害进行控制和治理，制定了井上、下同时进行的综合治理方案。定了井上、下同时进行的综合治理方案。（1）井下建立挡水墙实施分区隔离）井下建立挡水墙实施分区隔离 在在-500通往通

27、往-280水平的五条过水巷道上构筑五道水闸墙，隔离突水区域，水平的五条过水巷道上构筑五道水闸墙，隔离突水区域，11月月20夜夜班开始组织施工，在不到班开始组织施工，在不到10天时间里，完成了五道挡水闸墙施工，每道挡水闸墙长天时间里，完成了五道挡水闸墙施工，每道挡水闸墙长11m，由由5m混凝土墙和混凝土墙和6m化学浆墙组成，并对挡水墙进行了壁后注浆加固，成功实现了化学浆墙组成，并对挡水墙进行了壁后注浆加固，成功实现了-280水平和水平和-500水平分区隔离，有水平分区隔离，有2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防效控制了突水灾害的影响范围。效控制了突水灾害的影响范围。（2）-280泵房

28、增加排水能力泵房增加排水能力 井下挡水墙施工的同时，在井下挡水墙施工的同时，在-280泵房增加排水泵、安装排水管路，使泵房增加排水泵、安装排水管路，使-280及其以上及其以上水平形成水平形成177m3/min的总排水能力，大于最大突水水量的总排水能力，大于最大突水水量100m3/min。对防治突水灾。对防治突水灾害的扩大、害的扩大、-280及其以上水平的安全提供了有力的保障。及其以上水平的安全提供了有力的保障。（3）地面注浆堵水）地面注浆堵水 本次地面注浆堵水工作于本次地面注浆堵水工作于2010年年11月月20日开始，工程历时日开始，工程历时4个多月，个多月，2 底板突水事故分析及预防底板突水

29、事故分析及预防工程共施工地面钻孔工程共施工地面钻孔12个个(见图见图2)，钻探总进尺，钻探总进尺9794.5米，先后利用米，先后利用8个钻孔个钻孔注入骨料，对注入骨料，对11个钻孔进行了注浆加固，工程共注入骨料个钻孔进行了注浆加固，工程共注入骨料26443.5m3，注水泥，注水泥29069.62吨，截流段已达到吨，截流段已达到360m以上。通过以上。通过9#、10#、12#和和14#孔底板延伸检验，孔底板延伸检验，均发现有水泥存在，证实底板过水通道已得到有效封堵。到均发现有水泥存在，证实底板过水通道已得到有效封堵。到3月月8日，井下开始日，井下开始进行追排水破挡水墙工作，此时进行追排水破挡水墙

30、工作，此时-280水平排水量已稳定至水平排水量已稳定至3.5m3/min左右，与突左右，与突水前基本持平，说明水前基本持平，说明112124突水通道已被完全封堵。突水通道已被完全封堵。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防黄沙矿黄沙矿112124工作面堵水工程布置图工作面堵水工程布置图2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防 为分析邯邢矿区底板突水事故下组煤工作面各阶段隐蔽致灾因素探查治为分析邯邢矿区底板突水事故下组煤工作面各阶段隐蔽致灾因素探查治理，选择东庞矿北井理，选择东庞矿北井2903工作面的成功案例进行说明。工作面的成功案例进行说明。 东庞矿东庞矿9203工作面煤层底

31、板标高工作面煤层底板标高-140m-210m，采用综放工艺。，采用综放工艺。9203工作工作面隐蔽致灾因素探查工作分阶段进行：面隐蔽致灾因素探查工作分阶段进行：（1）掘进前的地面探查）掘进前的地面探查 9203工作面掘进前在地面进行了电法勘探、三维地震勘探，探查了富水异常区工作面掘进前在地面进行了电法勘探、三维地震勘探，探查了富水异常区及西部、北部小煤矿采空区范围，预测了潜在灾害性突水通道及突水水源。根据地及西部、北部小煤矿采空区范围，预测了潜在灾害性突水通道及突水水源。根据地面三维地震探查，面三维地震探查，9203工作面切眼外侧有三维地震异常区，经钻探验证为小煤矿采工作面切眼外侧有三维地震异

32、常区，经钻探验证为小煤矿采空区。空区。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防（2）掘进过程中的探查）掘进过程中的探查 9203皮带巷在掘进过程中进行直流电法超前探测，共探测到皮带巷在掘进过程中进行直流电法超前探测，共探测到5处相对低阻异处相对低阻异常区。通过钻查探查工作面内没有发现隐伏构造。常区。通过钻查探查工作面内没有发现隐伏构造。（3）工作面采前综合物探）工作面采前综合物探 工作面形成后进行了瞬变电磁探测、无线电波坑道透视、音频电透视及工作面形成后进行了瞬变电磁探测、无线电波坑道透视、音频电透视及电测深等综合物探工作：瞬变电磁共圈定电测深等综合物探工作：瞬变电磁共圈定6处相对低阻

33、异常区，其中两处异处相对低阻异常区，其中两处异常区为小煤矿越界老空积水区，四处为奥灰富水区；坑透探查表明工作面内常区为小煤矿越界老空积水区，四处为奥灰富水区；坑透探查表明工作面内煤岩层分布连续性较好，厚度分布较稳定，未发现较大规模的构造异常；电煤岩层分布连续性较好，厚度分布较稳定，未发现较大规模的构造异常；电测深探测范围内圈定测深探测范围内圈定7个相对低阻异常区；音频电透视探测范围内圈定个相对低阻异常区；音频电透视探测范围内圈定7个相个相对低阻异常区。对低阻异常区。2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防（4）物探异常区与钻探成果对比）物探异常区与钻探成果对比 通过钻探探查底板异常区位

34、置未发现明显的构造异常，排除了底板岩体陷落柱及断通过钻探探查底板异常区位置未发现明显的构造异常，排除了底板岩体陷落柱及断层发育的可能性。层发育的可能性。 9203工作面综合物探成果图工作面综合物探成果图A25-163.8A27A37A29A31A33A35A43A45A479201皮带巷A31A4B3A5B3B2B2B4B4B2B2B1B1 -180A57A59A610510152025303540450510152025303540455050坑透发射点20物探点幅频供电点219测深点20探测异常C3C6C21#异常2#异常3#异常4#异常5#异常老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及

35、预防33 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防 2006年年5月月8日日19点点36分，山西大同市左云县张家场乡新井煤矿发生一起特分，山西大同市左云县张家场乡新井煤矿发生一起特别重大透水事故，造成别重大透水事故，造成56人死亡，直接经济损失人死亡，直接经济损失5312万元。万元。矿井情况介绍矿井情况介绍 新井煤矿属于张家场乡乡办集体煤矿，该矿批准开采新井煤矿属于张家场乡乡办集体煤矿，该矿批准开采4号煤层，设计生产能力为号煤层，设计生产能力为9万万吨吨/年。矿井采用一对斜井开拓，年。矿井采用一对斜井开拓，2003年年4月，在没有任何设计、未经任何部门审批验收月，在没有任何设计、未经任

36、何部门审批验收的情况下，开始进行矿井的主副斜井贯通巷道改造和的情况下，开始进行矿井的主副斜井贯通巷道改造和4号煤层到号煤层到8号煤层、号煤层、8号煤层到号煤层到14号煤层的暗斜井延伸等工程。矿井主要充水水源是四周老窑和采空区积水及断层导通的号煤层的暗斜井延伸等工程。矿井主要充水水源是四周老窑和采空区积水及断层导通的砂岩裂隙含水层地下水，地下水补给来源有限。矿井总排水量约砂岩裂隙含水层地下水，地下水补给来源有限。矿井总排水量约2000m3/d。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防事故发生经过事故发生经过 2006年年5月月18日日19点点30分，队长郭永奇到距离工作面约分，队长郭

37、永奇到距离工作面约70m处的临时水处的临时水仓排水，排水时间约仓排水，排水时间约20min。排水完成后，向工作面方向走了。排水完成后，向工作面方向走了20m，突然听，突然听到有嗡嗡的声响，有一股风迎面扑来，看到在前方到有嗡嗡的声响，有一股风迎面扑来，看到在前方45处大量的水迎面涌来，处大量的水迎面涌来，队长将现象逐级汇报后升井，同时，矿上开展相关排水救援工作。最终共排队长将现象逐级汇报后升井，同时，矿上开展相关排水救援工作。最终共排出井下积水出井下积水42.2万万m3，56名矿工遇难。名矿工遇难。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防事故直接原因分析事故直接原因分析 新井煤矿在新

38、井煤矿在14-1号煤层多条巷道透水征兆十分明显的情况下，未采取有号煤层多条巷道透水征兆十分明显的情况下，未采取有效的防治水措施，仍违法在燕西效的防治水措施，仍违法在燕西1号井靠近采空区处组织生产，冒险作业。号井靠近采空区处组织生产，冒险作业。由于受爆破震动、水压浸泡以及采掘活动带来的矿山压力变化的影响，破坏由于受爆破震动、水压浸泡以及采掘活动带来的矿山压力变化的影响，破坏了燕西了燕西1号井采空积水区的有限煤岩柱，最终导致特别重大透水事故。号井采空积水区的有限煤岩柱，最终导致特别重大透水事故。事故间接原因分析事故间接原因分析 （1）新井煤矿违法、违规开采，安全管理混乱。）新井煤矿违法、违规开采，

39、安全管理混乱。 1）非法超层越界开采。该矿违法开采）非法超层越界开采。该矿违法开采8、11、14-1、14-2煤层。煤层。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防 2）严重超能力、超强度和超动员组织生产。）严重超能力、超强度和超动员组织生产。 3）安全生产管理及其混乱。）安全生产管理及其混乱。 （2）有关职能部门及工作人员执法不力。）有关职能部门及工作人员执法不力。 （3）有关党委、政府未认真履行职责。）有关党委、政府未认真履行职责。防范措施防范措施 （1）加强小煤矿整顿关闭工作力度。）加强小煤矿整顿关闭工作力度。 （2）严格落实企业安全生产主体责任。）严格落实企业安全生产主体责任

40、。 （3）切实加强煤矿水文地质工作。）切实加强煤矿水文地质工作。 （4）加大矿产资源管理力度。）加大矿产资源管理力度。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防 为了避免老空区水害事故，结合山西资源整合矿井和尚嘴煤业的预防措施进行说明。为了避免老空区水害事故，结合山西资源整合矿井和尚嘴煤业的预防措施进行说明。 矿区概况矿区概况 山西和尚嘴煤业为资源整合矿井，批准井田面积山西和尚嘴煤业为资源整合矿井，批准井田面积7.4314km2，批准开采层位为，批准开采层位为2、7、8、11、12、14号煤层，批准生产规模为号煤层，批准生产规模为0.60Mt/a，首采面布置在，首采面布置在14号煤层

41、。号煤层。井田内赋存的地层由老到新分别为寒武系、石炭系中统本溪组、上统太原组、井田内赋存的地层由老到新分别为寒武系、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系、侏罗系下统永定庄组、中统大同组、云岗组和第四系。据该矿整合地二叠系、侏罗系下统永定庄组、中统大同组、云岗组和第四系。据该矿整合地质报告所述，井田内质报告所述，井田内2#、11#煤层大部分已采空，煤层大部分已采空，12#煤层部分采空，煤层部分采空，7#、8#煤煤层基本未开采，现采层基本未开采，现采14#煤层。因此煤层。因此14#煤层上部多层老空区积水已成为威胁该煤层上部多层老空区积水已成为威胁该矿安全生产的重大隐蔽致灾源。矿安全生产的重大隐蔽致

42、灾源。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防水害特点水害特点 （1）地质与水文地质条件不清：和尚嘴煤业井田内由五个煤矿整合而成）地质与水文地质条件不清：和尚嘴煤业井田内由五个煤矿整合而成,周边周边有七个矿井有七个矿井,以上各个矿井开采年代早、地质勘查工作不充足，水文地质勘查工作较以上各个矿井开采年代早、地质勘查工作不充足，水文地质勘查工作较少，难以为矿井安全生产提供充足保障；少，难以为矿井安全生产提供充足保障； （2）采空区位置及积水量难以确定：和尚嘴煤业资源整合前各矿井资料准）采空区位置及积水量难以确定：和尚嘴煤业资源整合前各矿井资料准确程度较差，提供资料和图纸与实际开采范围差

43、别较大，并且随着近几年采掘确程度较差，提供资料和图纸与实际开采范围差别较大，并且随着近几年采掘活动，采空区积水范围与积水量时刻发生变化，因此采空区分布范围、积水位活动，采空区积水范围与积水量时刻发生变化，因此采空区分布范围、积水位置、积水量等等难以计算；置、积水量等等难以计算； （3）多层采空区积水：随着开采煤层的增多，多煤层采空区积水已经成为一）多层采空区积水：随着开采煤层的增多，多煤层采空区积水已经成为一个较为普遍的现象。多煤层采空区积水疏放也成为一个新的难题。个较为普遍的现象。多煤层采空区积水疏放也成为一个新的难题。3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防隐蔽致灾因素探查方法及装备隐蔽致灾因素探查方法及装备 （1）采空区范围探查：目前矿井采空区范围、断层、陷落柱、褶曲等构造）采空区范围探查：目前矿井采空区范围、断层、陷落柱、褶曲等构造勘探方法主要为三维地震勘探技术。勘探方法主要为三维地震勘探技术。 （2）地面区域积水探查：采用地面瞬变电磁法探测技术可圈定采空区及含）地面区域积水探查：采用地面瞬变电磁法探测技术可圈定采空区及含水层富水区的富水性。水层富水区的富水性。 （3）井下掘进点探查：采用井下瞬变电磁结合矿井探地雷达探测。超前物探结果）井下掘进点探查：采用井下瞬变电磁结合矿井探地雷达探测