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文档简介
煤矿矿井水害及案例主要内容第一节我国煤矿水害的基本特征第二节
控制煤矿不同水害类型的条件第三节
我国几起典型的水害事故损失概况第四节
煤矿水害事故典型案例第五节淮南矿区A组煤开采底板岩溶水防治技术——“疏水降压、限压开采”前言煤矿矿井水害是煤矿生产建设过程中经常遇到的主要灾害之一,每年由此灾害造成的经济损失约25亿元,造成人员伤亡约44人。五大灾害损失情况见下表。类别煤矿水灾瓦斯爆炸环境地质火灾地震其它合计经济损失(亿元/年)25108018107150人员伤亡(人/年)447401750
>2534据不完全统计自1956年~1994年38年间全国煤矿平均每年发生突水50余次,淹井事故7.4起。1994年~2000年全国煤矿发生死人以上水害事故,造成死亡人数高达3213人。2005年到2009年共发生重大以上水害事故33起、死亡728人,其中30人以上事故5起、死亡285人,广东、山东还发生了上百人的伤亡事故。煤矿灾害损失表(据煤炭部1994年)2010年2月6日,江苏省徐州矿务集团旗山矿因邻近关闭破产矿井的老空水溃入矿井,部分巷道被淹,波及旗山矿周边六个矿井;
2010年3月1日,位于内蒙古乌海市的神华集团乌海能源公司骆驼山煤矿在基建施工时发生奥灰突水事故,造成32人死亡;2010年3月28日,位于山西省境内的华晋焦煤有限责任公司王家岭煤矿发生老空透水事故,153人被困井下,经全力抢救,115人生还,38人死亡。可见1994年后水害事故无论是发生的次数,还是伤亡的人数都呈上升的趋势,由其是一次伤亡百人以上的水害事故在建国以来也是罕见的。主要特点是乡镇煤矿及老空水的事故较多(两个80%)。近两年国有煤矿水害事故也有上升趋势。第一节我国煤矿水害的基本特征我国煤矿的水文地质条件比较复杂,无论是受水威胁的面积、类型,还是严重程度,都是世界罕见的。在我国960万km2的国土上,喀斯特灰岩的分布占200万km2,且含水丰富。我国有60%的煤矿与这些喀斯特灰岩水有关,它们不同程度地威胁着煤矿的安全生产。据统计,全国统配煤矿受水威胁煤炭储量达109亿t,占总保有储量的21.1%。随着采深的加大,水害威胁越来越严重。全国统配煤矿矿务局在“六五”、“七五”10年间(1986~1995年),共发生突水事故92起,其中造成全部或局部淹井达57次,死亡约90人,直接经济损失14.2亿元以上,减少煤炭产量3000万t以上。从1992年核定的矿井水文地质条件分类结果看,复杂、极复杂的矿井占29.1%(不包括受洪水和小窑水威胁的矿井),其中华东地区和河北、河南、湖南等省复杂矿井占41%,安全问题非常严峻。旧中国,全国煤矿曾多次发生突水事故,但由于当时多数矿井开采深度较浅,所处的矿山压力和地下水压力不大,且水文地质条件较复杂的区域大部分尚未建井、开采,重大的水患因素也尚未充分揭露,所以矿井突水的极大部分主要来自老窑和老空水,而煤系砂岩裂隙水和雨季地表水等一般性的突水事故,以及突喀斯特水等重大的事故虽时有发生,但所占的比例不大。新中国建国以来,随着我国煤炭工业的发展,一些过去因水大无法凿井的地方也陆续建成了新矿井,大批老矿井开采水平不断加深,地方小煤矿遍地开花,开采水文地质条件变得越来越复杂,使得我国煤矿防治水的形势和治理难度逐步升级。新中国建国以来开采水文地质条件变得复杂,我国煤矿防治水的形势和治理难度逐步升级的主要表现为:(1)全国煤矿的突水事故逐年增加。
(2)矿井突水量逐年有所增加:20世纪50~60年代,矿井的突水量一般为5-20m3/min,个别达50m3/min;70年代的突水量一般为20~40m3/min,个别超过100m3/min;而80年代突水量已上升到50一200m3/min,最高已达到2053m3/min。
(3)突水类型趋向多元化。50年代的突水主要是老窑、老空水,其次是煤层顶板砂岩裂隙水,以及地表水、冲积层水等;60年代,地表水、薄层灰岩水、煤层顶底板水和冲积层水的突水比例有所上升;70年代的突水主要是薄层灰岩水;80年代,奥陶采系灰岩水、茅口灰岩水和地表水的突水比例有较大的增长,而且薄层灰岩水和厚层灰岩水已成为这一时期较大突水事故的主要水体。开滦范各庄矿2171工作面陷落柱突奥陶系灰岩水,是这一时期突水事故的突出代表,其突水量之大,来势之猛已成为世界采矿史上的突水事故之最,它在一定程度上反映了我国大水喀斯特矿区的主要特征和可能存在的潜在危险。第二节
控制煤矿不同水害类型的条件我国煤炭资源丰富,在不同的地区所受水害威胁的类型及程度也不同,控制水害类型及程度主要是两个条件:一是由地质历史已形成的煤矿区域地质及水文地质条件;二是现代的自然地理条件。1、区域地质条件它包括:成煤时代的差异性、沉积建造的差异性、聚煤盆地构造特征等。成煤时代的差异是形成矿井水文地质条件分区一个重要因素。煤层的生成时代不同,围岩的成岩程度也不同,其中含水层的含水空间特征及其控制因素显示较大的差异,常具有不同的矿井水文地质特征。第三系煤田一般为孔隙充水矿井;侏罗系、三叠系煤田属裂隙充水矿井;北方石炭二叠系上太原统煤田及许多南方二叠系煤田则属岩溶充水矿井。不同时代的煤层在区域分布上特点详见表12、自然地理条件地下水同地表水是不可分割的统一体,自然地理状况的差别,实质上反映了地下水形成条件的差别。最有表征地理状况意义的是气候状况,一个地区或矿区的气候状况对本地区地下水的形成影响甚大。地下水最终靠大气降水补给。因而大气降水量的差异也同样反映出我国煤矿水害类型的不同,按照以上二大条件,可把我国煤矿划为三大类(详见表1)。一类:华北型和南方型煤层顶、
底板岩溶水灾害二类:巨厚冲积层水灾害三类:大气降水北方:开滦、焦作、鹤壁、郑州、峰峰、邯郸、邢台、井陉、肥城、淄博、临沂、淮南、淮北南方:南桐、丰城、煤炭坝、涟邵、华蓥山、萍乡淮南、淮北、徐州、大屯、鹤岗、辽源等局湖南:涟邵、资兴、白沙江西:萍乡、丰城、英岗
岭、乐平四川:华蓥山、南桐、永荣、松藻受水害威胁的储量150亿吨50亿吨表1区域地质及自然地理条件控制的水害类型划分表3、矿井水文地质类型划分的主要条件及防治水工作难易程度划分矿井水文地质类型,主要是区分同矿区生产矿井之间水文地质复杂程度上的差别。一个生产矿井,随着开采时间和开拓煤层(系)的不同,矿井水文地质类型还可能发生改变。具体划分条件有下列五项:①受采掘破坏或影响的含水层性质及其富水性(以钻孔抽水试验或井下放水试验的单位涌水量q表示;②矿井主要充水因素及来水充沛程度;③单井涌水量大小(指一个生产矿井的涌水量大小,以m3/h的年平均涌水量和最大涌水量表示);④开采受水害影响程度;⑤防治水工作难易程度。图1中国碳酸盐类岩石及矿井水文地质分区图分区北方区南方区西部区主要标志1.自然地理状况2.煤田地质构造特征区划界线秦岭~淮河以北,大兴安岭、六盘山以东秦岭~淮南以南,青藏高以东北方区以南,南方区的西北广大地区。行政区东北三省、河北、山东、河南、苏北、皖北、晋南、关中等地(以东北、华北平原为主体)秦岭~淮河以南的南方诸省和滇,黔,川等省(以低山丘陵和平原为主)。西北诸省和西藏,内蒙古,晋北,陕北等省(以黄土高原,内蒙古高原和山地为主)地理位置及气侯居暖温带和温带,属温带大陆性季风气候。汛期短。居亚热带和热带,属亚热带季风性湿润气候及热带季风气候,雨量丰富,水系发育居中温带和寒温带,属温带大陆性气候。枯不干旱:蒸发强烈。年降水量(mm)500~9001200~2000小于400(50~200)湿润系数0.3~0.6小于1小于0.29地层北相地层,石炭~二叠纪煤系,盆地规模大,多埋藏在太平原之下。南相地层,以龙潭煤系为主,盆地规模小煤田多布在高原山区低山丘陵贺兰山以东与北方区相同以西属中生代地槽型沉积。主要是侏罗纪煤系。贮水构造形成一些大型的单斜和向斜贮水构造形成一些较小的贮水构造表2中国煤矿矿井水文地质区划大区矿务局名年降水量(X)mm年蒸发量(N)mm湿润系数(KB)北方区北京650.2001961.6000.331南票6001800.0000.300舒南661.6001114.8000.593双鸭山521.5001174.8000.443蛟河708.8001107.1000.640峰峰587.3001701.4000.346焦作790.0002039.000.387阳泉689.8001828,8000.333韩城545.1001791.5000.304铜川610.1001671.8000.365平顶山735.3001194.4000.616淄博763.3001518.3000..485徐州878.4001716.7000.512淮南941.4001613.2000.580南方区南桐1413.1001213.2001.165六枝1466.5001352.5001.084涟邵1436.6001284.4001.118萍乡1546.1101311.9001.178丰城1702.9001514.0001.125西部区窑街330.0001691.5000.195大同400.0001880.0000.212平庄362.0001867.3000.194扎赉诺尔299.5001549.1000.193表3三大区部分煤矿年降水量及湿润系数表注:KB=X/N;KB>1,为湿润地区;KB=0.99~0.3,为半湿润地区;KB<0.29,为半干旱地区;KB<0.12,为干旱地区。表4全国煤矿矿井水文地质区划与分类表区型北方区南方区西部区项目简单型中等型复杂型极复杂型简单型中等型复杂型极复杂型简单型中等型复杂型受采掘破坏或影响的含水层性质及其富水性含水层性质孔隙、裂隙含水层孔隙、裂隙、溶隙含水层溶隙~溶洞含水层、含水砂层、砂砾石含水层溶洞~溶隙含水层孔隙、裂隙、溶隙含水层孔隙、裂隙含水层,岩溶含水层溶隙~溶洞含水层、含水砂层岩溶暗河或溶洞含水层。孔隙、裂隙含水层孔隙、裂隙含水层砂砾石含水层单位涌水量q=L/s.mq<0.10.1<q≤2q一般为2~30
q>30q<0.10.1<q≤2q<30q≥100q<0.10.1<q≤6q≤30K<0.01K>1~10K30~100矿井主要充水因素及来水充沛程度矿井主要充水因素为潜水、降水。含水层露头区被粘土类土层覆盖;被断层切割封闭;或地表泄水条件良好;或属于深部井田等。进水条件差,来水量小。矿井主要充水因素为潜水或降水,进水条件一般,来水量较充沛。矿井主要充水因素为潜水、降水,或断裂带导水,充水因素复杂,进水条件好,来水量充沛。矿井主要充水因素是直接或间接受煤层底部奥灰溶洞溶隙水的威胁。经常存在着高压水突破隔水底板,或因断层、裂隙带贯通而涌入矿井的危险。来水量极充沛。矿井主要充水因素为降雨,但泄水条件好,进水条件差,来水量小。矿井主要充水因素为降雨和地表水,但地表泄水条件较好,地表水体较少,或因地层倒转,长兴灰岩为煤层底板,不突大水,进水条件一般,来水量较充沛。高原山地煤矿主要充水因素为降雨和岩溶暗河;丘陵平原煤矿主要充水因素为降雨和地表水体。进水条件好,来水量大。高原山地煤矿,向斜正地形,岩溶落水洞遍布,形成许多暗河系统,降雨和河水汇集于封闭汇水洼地转给暗河,暴雨后井下水量暴涨暴落;丘陵平原煤矿主要充水因素为地表水和降水,河溪水网发育,山塘水库众多,地下水交替运动条件良好,溶洞发育,岩溶裂隙沿走向勾通串珠状溶洞系统。进水条件好,来水量极充沛。矿井主要充水因素为降水,雨量小,充水因素简单,来水量小。矿井主要充水因素为降水,或地表水体较严重的渗透补给,充水因素一般,来水量较充沛。矿井主要充水因素为解冻砂砾层水、厚层的砂砾石层水。受采掘影响造成的来水或溃水,来水量大。单井涌水量(m3/h)年平均最大<180
180~<600
600~1800
>1800
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开采受水害影响程度采掘极少受影响。采掘受影响,但不威胁矿井安全采掘受影响较严重,矿井有时被淹。采掘受严重威胁,极易淹井。采掘极少受影响。采掘受影响,但不威胁矿井安全。采掘受威胁常发生人身事故和淹井事故。矿井突水频繁,来势凶猛,含泥砂多,采掘受威胁,极易淹井。采掘极少受水害影响。采掘受水害影响,矿井不受威胁。采掘受影响较严重矿井有时被淹防治水工作难易程度防水工作简单防治水工作较简单防治水工程量大或工程难度大,工作比较困难。防治水工作极其艰难,甚至无治本可能。防水工作简单。防治水工作较易进行。防治水和处理岩溶塌陷工程量大,工作较难进行。防治水工程量大,难度大,费用高,往往影响煤层开采价值或矿井(区)开采前途。防治水工作简单。需防探水和修防渗漏工程。防治水工程量大,工作比较困难。第三节
我国几起典型的水害事故损失简况1、北方型底板岩溶水水害事故北方型隐伏煤田(矿)几起因遇岩溶陷落柱及导水断层而发生的特大突水事故造成3.10多亿的经济损失,尤其是1984年6月2日开滦范各庄矿,遇岩溶陷落柱突水淹井,其水量高达123180m3/h,创世界采矿史之最。再如安徽皖北任楼矿于1996年3月4日7222工作面遇岩溶陷落柱突水淹井,其水量高达3457m3/h,是继开滦范各庄矿以后创全国突水水量第三,安徽第一的特大型突水水害事故。同时也否定了安徽两淮煤田没有陷落柱的结论,并且是全国巨厚冲积层下隐伏煤发育有导水的岩溶陷落柱的首例水害事故。几起典型岩溶陷落柱水害事故见表5。表5岩溶陷落柱水害事故时间矿井突水水量(m3/h)淹井情况直接经济损失(亿元)其它1984.6.21985.5.181988.10.241993.1.51996.3.4开滦范各庄矿焦作演马庄矿淮北杨庄矿肥城国家庄矿皖北任楼矿123180192003153.03297034570波及5个矿第二次淹井淹4个采区淹3个矿淹井5.01.01.01.35大于1.0减产850万吨,死亡11人1997.2.18徐州张集矿24098淹井2003.4.12邢邰东庞矿70020淹井约1.72004.9.26峰峰牛儿庄矿6480淹井2.372009.1.8峰峰九龙矿淹井(采区)2、山区及平原地区煤矿因暴雨和洪水造成的水害及损失情况时间范围停产时间(天次)影响产量(万吨)冲走煤炭(万吨)死亡人数(人)直接经济损失1963年湖南、江西等44个矿务局,63对矿井42个地面厂2000600+2301597.2亿元1994年南、北方,63个矿务局,168对矿井及部分地面附属单位700+300+21020.4亿元1993年山东临沂龙山煤矿一次淹井,死亡59人(平原地区)2007年2007年8月17日,山东省新汶地区突降暴雨,降雨量达205mm,造成山洪暴发,洪水漫过上游东周、金斗水库泄洪道,造成汶河水位暴涨,冲毁汶河大堤约左右。14时30分洪水通过煤矿用于井下水砂充填的废弃砂井,以50立方米/秒的流量溃入新矿集团华源有限公司(原张庄煤矿)矿井下,当时井下共有756人,该矿发现险情后,紧急撤人,172人死亡。当日,新泰市名公煤矿同时被淹,造成9人死亡。计死亡181人。(平原地区)表6煤矿因暴雨和洪水造成的损失情况表第四节
煤矿水害事故典型案例1、煤矿突水事故类型上述煤矿水害类型是由于地质历史和自然地理条件下形成的水害类型。而人类在社会生产活动中,即创造了财富,同时也留下了隐患。如煤矿地下开采就留下了老空(塘),若积水就有突水的威胁。地表水体,除江、河、湖、海外,尚有人工开挖的河流、积水塘及修筑的水库,因地下开采地面产生的塌陷坑(塘)等。因而就煤矿水害事故类型可归纳为6种类型,即:⑴地表水体水害事故⑵松散层(冲积层)水水害事故⑶老空水水害事故⑷薄层灰岩岩溶水水害事故⑸厚层灰岩岩溶水水害事故⑹砂岩类含水层水害事故6种水害事故类型所占比例见表7煤矿突水事故类型比例123456地表水体水害事故松散层(冲积层)水水害事故老空水水害事故薄层灰岩岩溶水水害事故厚层灰岩岩溶水害事故砂岩类含水层水害事故10%5%30%30%25%1%表7六类型水害事故所占比例表(1994年)55%(包括岩溶陷落柱)2、典型案例介绍2、1地表水体水害事故2.1.1引言地表水体发生突水危害矿井生产的事故在我国水害事故总数中约占10%左右。由于地表水体的位置清楚,情况明确,故防止水害的方法也比较简单。一般说来,只要准确地测定开采煤层与地表水体的相互位置与关系,留设足够地防水煤柱,就可保证安全开采。但是,现实中几乎所有该类事故发生地原因均由于疏忽大意,管理不严,乃至明知故犯,破坏防水煤柱,导致地表水体地水大量溃决,充入矿井造成灾害事故。特别是1987年以来,由于发展小煤窑(有水快流)所致,因破坏河流、水体防水煤柱造成的突水事故不断上升。为了加强管理,凡有河流、水库、塌陷积水区等地表水体分布的井田,均应测准积水区位置,对各回采工作面与水体的关系认真进行分析研究,对开采煤层与水体间的隔水岩层的水理性和开采可能造成的破坏进行研究。在开采过程中要做好对地表水体的监测工作,以便研究制订安全开采的防水措施方案。2.1.2实例:安徽淮南新庄孜井田内个体小井透地表水直接溃入大井事故1987年3月2日18时,新庄孜矿井田南翼13槽煤露头区的个体小井,无证开采露头煤早成在塌陷积水大塘边掉塌陷漏斗,使地表积水突然溃入小井和下方的13煤层开采区,总水量达13.7万m3,使个体小井和新庄孜矿遭受惨重的损失。不仅造成大矿停产、小井自我毁灭,且吞没了九对相互联通的小井,淹埋致死12人。事故原因:完全是个体小井违反安全规程开采水体下露头煤(风氧化带煤柱),致使地表急剧塌陷,引起地表塌陷大塘水溃入大井。血的教训表明,在大矿井田内,个体小井无证开采、乱采滥掘,若不能禁止,后患无穷,“三、二”透水事故就是例证,因此:第一,今后如发生小井在大矿井田内无证开采而影响大井安全时应立即制止,才能防止类似事故的发生。省安委会曾于1985年3月发出指令:淮河河漫滩下、塌陷积水大塘下开采的小井立即封闭。由于未能执行酿成这次严重事故。第二,引起政府的重视,依资源法办事,治理或禁止小井开采和乱采滥掘,对确保矿井安全有一定效果。凡是《矿产资源法》实施以后进入国营矿山的,凡是无证开采的小井一律取缔;凡是开采防水煤柱,以及在建筑、构筑物下开采的小井,不论是否有证,一律无效,统统封填。凡进入国营矿山边界范围内从事采矿活动,必须经过国营矿山的同意,并签署协议书,明确双方的法律责任,依法采矿,促进采矿事业逐步走上法制轨道,保障了新的矿业新秩序的建立,这对促进大矿及小井的安全,效果显著。《煤矿安全规程》(2009年版)中明确规定如:
第256条第一款:严禁开采煤层露头的防水煤柱。
第259条:严禁在各种防隔水煤柱中采掘。2.1.3实例山东华源矿业公司“8·17”事故
2007年8月17日,山东省新汶地区突降暴雨,降雨量达205mm,造成山洪暴发,洪水漫过上游东周、金斗水库泄洪道,造成汶河水位暴涨,冲毁汶河大堤约50米左右。14时30分洪水通过煤矿用于井下水砂充填的废弃砂井,以50立方米/秒的流量溃入新矿集团华源有限公司(原张庄煤矿)矿井下,当时井下共有756人,该矿发现险情后,紧急撤人,172人死亡。当日,新泰市名公煤矿同时被淹,造成9人死亡。
事故原因与教训:洪水致使河岸漫溃,导致山东煤矿溃水。这次洪水是发生在黄河的支流,大汶河的支流,叫做柴汶河,上游的降雨量超过了200毫米,柴汶河的流量达到了1800多个流量,相当于70年左右一遇的洪水标准。这条河是没有设防的河流,煤矿利用矿渣堆积了一个简易的堤坝,由于超标准洪水,使河岸发生了漫溃,洪水进入矿井。逃生矿工王奎涛井下与溃水赛跑。20日上午,记者采访到山东华源煤矿矿工王奎涛,他是成功升井的584名矿工中的一员。回想起17日下午自己井下逃生的一幕,42岁的王奎涛仍然感到后怕。
“当时下午3点多,我在-700米水平工作,一股水忽然从旁边喷出,知道情况不妙,立即往高处躲。上去四、五米,就听着轨道上响起巨大的风声,其实不是风,是水,挟裹着雾气、水气迅猛地冲下来。我大声叫,七、八个人在身后跟着,有的人被水流冲倒了,爬起来再跑。后来抓住旁边的管子,爬了30多米,接着再跑。”
由于该矿井开采时间很长,井下巷道有12华里长,工作面较多。由于王奎涛熟悉井下路线,七、八个人紧跟着他拼命往前跑,他大声对大家说:“不要慌乱,听我的,咱绝对能逃生。”回头算算,王奎涛等人一共跑了4800米远。在-400米处,水已经齐了胸膛。他们找到最近的通风口,从通风井慢慢爬了上来,时间已经是晚上8点,查一查,身后跟了30多人。“我们有防洪预案,矿井的抗灾能力按说是过关的,如果不溃水,肯定没问题。”
除了自然灾害,另外一个导致事故的因素是华源公司接到险情汇报后,在调度室指挥的矿井负责人对溃水淹井灾害认识不足,未及时做出停产撤人命令,延误了人员撤离时机,致使部分有望逃生人员未能及时撤离。
事故的处理:董事长被以重大责任事故罪判处7年有期徒刑。经调查认定,虽然这起事故灾难是由严重自然灾害引发的,但也暴露出有关地方政府、部门和企业在应对极端天气造成的严重自然灾害、防范生产安全事故等方面存在的突出问题。山东省有关方面按照“四不放过”的原则,依法依纪对26名责任人员追究责任。其中,对山东华源矿业有限公司董事长和名公煤矿矿长等6名责任人移交司法机关追究刑事责任;对20名有关责任人分别给予党纪、政纪处分和行政处罚。在受到党纪政纪处分的人员中,有地(厅)级干部3人,县(处)级干部5人。山东华源矿业集团有限公司董事长郑珍修、副总经理张灿君被以重大责任事故罪判处7年有期徒刑。
煤矿溃水属自然灾害,遇难者家属将获抚慰金。对于因自然灾害死亡的人员,目前在中国还没有补偿或者其他的资金。但是,这次山东煤矿溃水事故造成人员的伤亡和其他的自然灾害还不一样,因为它是在生产的过程中发生的。政府和企业一定会向这些死难人员的家属给予各类的抚助金。另外,就是对因自然灾害死亡的人员,现在正在研究要给予一定数额的抚慰金。灾难的启示:2007年8月17日,山东华源矿业有限公司因突降暴雨、山洪暴发、河水猛涨、河岸决口导致洪水淹井,造成172人死亡;与华源矿业有限公司相邻的名公煤矿因矿井之间的边界煤柱被破坏,也造成淹井,导致9人死亡。这是一起因自然灾害引发的事故灾难。分析这次事故教训,有以下5点启示:
一、要高度重视因自然灾害引发的事故灾难。2007年以来,因自然灾害引发的事故已发生多起,社会影响巨大,给人民生命财产造成了重大损失。这些事故虽然有不可抗拒的因素,但也暴露出我们工作上存在的薄弱问题。比如,华源矿业有限公司淹井溃水口是历史上采砂形成的洼地,对这一重大隐患造成井下作业的危害严重性认识不到位,公司对有关部门多次下达的隐患整改指令落实不到位,仅限于填平砂坑使之不再积水,没有针对该位置地质条件复杂而采取根治措施,给矿井安全生产埋下了重大隐患。近期,国务院办公厅专门下发文件,要求严密防范自然灾害引发事故灾难,地方各级人民政府要进一步健全自然灾害预防的救助体系,组织各有关部门加强对水库、涵洞、堤防工程设施及重大地质灾害隐患点的除险加固。有关部门要将自然灾害可能引发事故灾难作为监管监察的重要内容,通过“8.17”事故灾难,吸取教训,从思想上引起高度重视,坚决防范重特大自然灾害事故发生。二、要建立防范自然灾害的预报预警预防和救援机制。“8.17”事故溃水前,气象部门对50年一遇的强降雨也预测到了,但并没有明确预测出更为具体的降雨在什么地方,也没有引起地方政府的重视;水利部门如接到强降雨应适当将上游水库腾出库容,以避免洪水来临超过警界线;企业在接到强降雨后,应及时停产撤人。由于各部门预报预警机制不健全,导致该地区强降雨发生时,加上上游水库泄洪、河道清理不及时,致使柴汶河河岸突然决口,发生淹井灾害。“8.17”事故灾难反映出地方和企业应对暴雨灾害的防范体系不完善,预警机制不健全。国家安监总局已经与气象等有关部门建立了沟通联动机制,在得到气象、海洋等部门提供的极端事件预报信息后,安监总局调度中心将立即通知相关省区、转告辖区内各类企业提前做好防范工作。
三、企业要担当起防范自然灾害的主体责任。华源矿业公司发现井下透水后,没有及时作出人员一次性撤离升井的决定,而是分3次下达撤人命令,延误了部分人员的最佳撤离时机。名公煤矿也没有严格执行上级灾害性天气停产撤人的规定,在接到政府下达撤人指令后,仍坚持生产。企业是安全生产的主体责任,所以,各煤矿企业要经常对水害隐患进行全面排查,特别是要查清塌陷区、废弃井口等与矿井的联通情况,并针对矿井受水库、河流等威胁情况,采取修筑堤坝、开挖沟渠等截流、疏导措施;按《规程》规定填实废弃井口及井田内采煤和采矿塌陷区;煤系露头等部位有漏水现象的要做好基底防漏加固处理,防止地表水倒灌井下。同时,企业要加强与气象、防汛等部门的联系,密切关注雨季天气形势,加强汛情水害预测预报,对存在洪水淹井隐患的矿井,在台风、暴雨期间要立即停工撤人,不得进行井下作业,在停雨之后确认隐患已消除才能恢复生产。四、严厉打击超层越界和非法开采行为。与华源矿业公司同一井田内还有9个小煤矿,其中6个正在生产,3个已报废,各矿井之间基本上都相互沟通,超层越界开采非常严重,假设一个矿井发生灾害都将波及相邻矿井的安全,这种现象全国也比较普遍,值得引起重视。超层越界和非法开采是导致水害事故的重要原因之一。有关部门要定期组织开展联合执法活动,严肃查处煤矿超层越界和非法开采行为。要督促煤矿企业绘制真实可靠的井上下采掘工程平面图,为煤矿水害防治和应急救援工作提供真实可靠的基础资料。对超层越界、非法开采和开采保安煤柱的煤矿,地方政府应依法实施关闭。对拟关闭的小煤矿进行全面测量,整理相关地质和开采技术资料,并及时归档备查。
五、加紧建立应急救援排水基地。“8.17”事故发生后,由于当地没有大流量排水设备,只能从河北唐山、河南郑州调大功率、高扬程水泵进行抢险排水,致使开始时排水进度不理想。山东各矿区开采深度较深,水害严重,建立应急救援排水基地是非常必要的。大水矿区都要配备满足抢险救灾需要的各种排水设备、物资和队伍,同时,要加强水害事故抢险的演练,确保抢险救灾工作能够及时到位,努力减少矿井水害事故的损失。2、松散层(冲积层)水水害事故2.2.1引言预防松散层(冲积层)水水害事故的关键,是合理地留足风化带煤、岩柱和保护风化带煤、岩柱的完整性问题。在矿井第一生产水平浅部采掘工作面,特别是急倾斜煤层的浅部采掘工作面,普遍存在这种类型的水害因素。但是,只要能合理地确定开采上限,留设好风化带煤、岩柱,作为保护松散层(冲积层)的“依托”,形成保护层(带),就可以隔离和阻挡潜水或流砂(包括砂礓、砾石)、流泥溃入井下成灾。从我国发生过的松散层(冲积层)灾难性水害事故来看,引起事故的主要原因有三点:一是煤柱留得不够,往往是冒落带直接进入松散层;二是松散层底部存在富水含水层,开采前水文地质情况不清,没有按含水层下回采条件留设煤柱,回采后水、砂或泥溃入井下;三是超限出煤,抽冒破坏了煤、岩柱中或煤、岩柱开拓巷或峒室,破坏了防隔水煤岩柱的完整性,年久因渗水、来压由蠕变到突变,冒顶坍塌形成灾害。2.2.2实例:江苏徐州义安矿704工作面冲积层突水事故1974年9月28日,徐州矿务局义安煤矿704工作面上方开了“天窗”,发生了透冲积层底部砾石层水的突水事故。最大突水量7.56m3/min,水夹带着砂礓砾石、碎矸、煤块等杂物溃入井下,淤积物共1600m3。事故发生后,整个东二采区被迫封闭,造成了重大损失。见事故示意图。经验教训:
1、对急倾斜煤层露头上方的冲积层,事前没有查明其岩性结构、含水层分布以及富水程度,未能根据实际情况留设好防隔水煤柱。2、在厚冲积层覆盖条件下开采急倾斜煤层,没有认真选用有利于采后缓慢下沉的采煤方法。3、现场管理松弛,没有制止超限出煤以保持冲积层下防隔水煤柱的完整性。2.3老空水水害事故2.3.1引言我国煤矿发生的老空水水害事故较多,约占煤矿水害事故的30%。六十年代以前,以地表古窑、老窑积水溃入事故居多。由于这些积水古窑、老窑均在浅部,故当开掘巷道穿透时,经常发生由上而下溃入的情况,虽然一般积水量不大,造成淹井事故不多,但时常造成工作面停产和人身伤亡事故。六十年代以后,有些大矿在回采后的采空区和老巷道封闭后也常有积水。这些新的老空区积水,在下水平或下分层开采时如不及早进行探放水,就可能造成突水事故甚至造成恶性人身伤亡事故。还有一些大矿附近的小煤窑私自偷越边界开采,情况不予通报,造成老空积水突水事故。为了有效的防止老空水害,在新采区尚未开采地区掘进时,应先采用物、钻探并举,了解是否有积水存在,以便及早进行疏放。2.3.2实例1:江苏徐州旗山矿-300m水平抽冒上方采空区积水事故1981年1月21日,徐州矿务局旗山煤矿-300m水平采区,倾角57°,在15漏斗回采时,突然抽冒上方采空区,该老空区不应积水而意外有了积水,造成一起重大恶性溃水事故。最大瞬时突水量达950m3/min,当场死亡7人,2人幸免脱险,冲垮巷道60m。由于泥石流淤积,一度阻挡人员进入抢救。见事故示意图。水害发生原因:铜山县大吴煤矿不用直通地面的井口泵房将水排到地面,而私自扒开通旗山矿西翼-220m水平大巷的新旗贯通车场,往大矿废巷排水,造成水沿新旗贯通下山流入本采区的老空区,遇适宜条件便淤积起来,使旗山矿早已疏干的采空区重新充水。由于本采区又处于新4号断层下盘亚急倾斜(57°)部位,顶板砂岩坚硬,采后不易冒落,采空便形成槽状蓄水库。矿地质、技术、安全部门事前都没有掌握和分析上述情况,造成水害预报不准确,防水措施缺乏针对性。经验教训:1、本次事故的发生,主要原因是小煤矿缺乏法制观念,忽视煤矿安全规程,有水不排而向深部倒灌,有关领导机关对这种损国家、肥地方的错误做法未能严肃制止,使水祸从远处辗转到来,难以分析掌握。2、大矿有关技术部门未定期进行事故隐患分析,没有掌握小煤矿的开采、通风、排水状况,心中无数。3、地质部门没有联系采区实际存在的中、小构造特征、煤层顶底板岩性条件、采后空间状况和充水因素、井巷空间几何关系和互相连通情况进行具体分析,编制必要的平面图和剖面图,随着情况的变化及时提供较准确的水害预报。4、水害的发生一般都有预兆,本次溃水前已出现过5次小型突水,未能引起足够的重视,深入追根求源,弄明情况,只作了一般性预报,采取了一般性措施,未能搞开放性的泄水通道,事前也没有打钻探放积水。水害的预防必须抓住事故苗头或先兆不放,决不能马虎应付。5、煤矿生产,除了采空区积水、小煤井积水,还应特别注意本井自采区积水,不能盲目以为本井自采,情况清楚而麻痹大意,要分析条件变化可能出现意外。这次事故就是无水自采区突水的一个实例,说明采空区水害的预防是所有矿井都应引起重视的一个问题。2.3.3实例2:广东省梅州市大兴煤矿“8.7”特别重大透水事故2005年8月7日13时13分,广东省梅州市兴宁煤矿发生特别重大透水责任事故,造成121人死亡,直接经济损失4725万元。事故直接原因:在大兴煤矿主井东翼四煤-400米石门以东150米附近,因煤层倾角大(75°左右)、厚度大(3~4米),小断层发育,煤质松散易塌落,-290米水平以下煤层在生产过程中均发生过严重抽冒,在此抽冒严重的情况下,大量出煤,超强度开采,致使-290米水平至-180米水平放水煤柱抽冒,导通了-180米水平至+262水平的水淹区,水淹区积水大量溃入大兴煤矿,导致事故发生。事故间接原因1、大兴煤矿违法、违规、违章进行采矿活动。(1)违法违规组织生产。在证照不全的情况下,该矿自建矿以来一直违法组织生产。兴宁市罗岗镇福胜煤矿2005年7月14日发生特大透水事故(以下简称“7.14”特大透水事故)、造成16人死亡和巨大财产损失后,兴宁市政府责令所有煤矿停产整顿,但该矿未经验收,擅自恢复生产。(2)井下采掘布置混乱,严重超能力超强度开采。该矿为了多出煤,在井下布置有34个采煤工作面和12个掘进工作面,导致大量人员在井下作业,透水后造成121人死亡;设计能力为3万吨/年,煤炭生产许可证载明能力为3万吨/年,但2004年生产原煤超过15万吨,2005年1月至7月出煤超过8万吨。(3)安全管理混乱。该矿随意变动安全管理机构,负责人员均无任命文件,导致职责不清,制度不落实;主要管理人员长期不下井,井下安全管理混乱,采煤工作面发生大规模抽冒后不及时采取措施处理,仍然违章组织工人冒险作业。2、安全生产监管不力
政府有关部门不执行或不正确执行国家有关法律法规的规定,对大兴煤矿的安全生产监管不力,一些工作人员失职渎职、玩忽职守。(1)煤炭工业管理部门。市煤炭局没有依法查处大兴煤矿无证生产问题;对大兴煤矿严重超能力生产不制止。(2)安全生产监督管理部门。市安全监管局没有依法查处大兴煤矿违法开采和无证生产问题,且对其安全生产监管不力,省安全监管局违反法定条件和程序,向大兴煤矿发放安全生产许可证。(3)工商行政管理部门。市工商局未依法有效查处大兴煤矿无照经营问题。(4)市公安局违反有关程序规定向大兴煤矿发放爆炸物品使用许可证和爆炸物品储存许可证,并违规、超用量批准该矿购买爆炸物品;市公安局对下级公安机关爆炸物品管理混乱问题监管不力。3、有关地方政府贯彻执行国家法律法规和上级政府决定、命令不力。(1)黄淮镇政府贯彻执行上级政府指令不力,在7月14日以后实施的煤矿企业停产整顿中,没有认真履行职责,未能发现和制止大兴煤矿擅自组织生产的问题。(2)兴宁市政府贯彻执行国家法律法规不力,没有督促有关部门对大兴等非法煤矿依法取缔;对防治水重点矿井监管不力,在2004年下半年开展的煤矿停产整顿中放宽验收标准,致使大兴煤矿应关闭而未关闭;安全生产责任制不落实,致使7月14日以后实施的煤矿企业停产整顿中,对大兴煤矿的监管不到位。(3)梅州市政府贯彻执行国家法律法规不力,没有监督有关部门对大兴等非法煤矿依法取缔。2.3.4淮南潘二矿“1.31”透水事故1997年1月31日9时54分,淮南矿务局潘二矿掘进102队施工的11218过压工作面开切眼迎头发生一起透水事故,总涌水量约50m3,冲出煤量约45m3,造成3人死亡,2人重伤。事故发生后,省、市、局有关领导赶往现场,积极组织抢救,并帮助处理善后工作。(1)现场概述11218工作面位于西一B组采区二阶段东翼,准备开采B8—2槽煤。煤层厚度2.5~2.9m,倾角15°~41°,直接顶板为7.4m的泥岩,老顶为5.6m厚的细砂岩,裂隙比较发育,B8—2煤层顶板砂岩单位涌水量为0.0063~0.0001L/s·m。切眼左侧发育一条与切眼近于平行的落差10m的F24正断层。该块段下顺槽标高-447.8m~450.4m,上风巷标高-387.7m,一阶段轨道巷,2#探煤巷以西-320m~350m的部分于90年回采完毕,一阶段轨道巷,2#探煤巷以东的巷道于91年回收封闭(回棚时巷道干燥)。该块段的生产准备程序是:在一阶段轨道巷2#探煤巷以外17m处开窝,下山掘进至-387.7m,然后沿煤层走向掘进上风巷,已掘31m(巷道于上阶段老轨道巷的隔离煤柱为5m)未发现出水迹象。下顺槽于-450m标高,沿煤层走向施工480m时遇F24断层(未出水),1后退17m开窝沿煤层倾向掘进过压切眼,到预定位置后停头,由上风巷与其贯通。该巷道为梯形断面,沿顶掘进,木棚支护,规格为2.2m×2.2m×2.2m。1月24日地测科用业务联系书告知掘进一区:39#点向前再施工161.2m,迎头距39#点13.6m,标高-387.7m,迎头距图标老巷最小水平距为12m。潘二矿11218开切眼复测后迎头与移交图中老巷道位置关系图事故调查组通过复测巷道与勘察现场后证实:突水点位于迎头的左前上方,迎头的实际位置与图标资料存在误差,即迎头距图标老巷的最小平距为6.1m。(2)事故经过1月29日16:10分,掘进102队副队长王振武从井下乡区里汇报11218迎头左帮炮眼出水,水量不大(炮已装好),掘一区技术副区长王子仿随即将情况反映给矿技术科、地测科,同时又分别向分管掘进的副总工程师范之森作了汇报。16:40分范总指示掘一区,立即停头,加固支架。遂又安排地测科派人下井调查水文情况,王子仿随即对井下直接进行安排停头事宜。第二天上午,地测科水文地质员李多光下井进行水文调查发现:迎头左上方炮眼出水,水量0.3m3/h,有臭味,遂与当班队长王振武在上山口附近挂了一个警示牌,上写“迎头有水,禁止进入”。上井后向地测科、调度所、范总分别作了汇报。中午,因放炮区要求处理遗炮,范总向掘进一区技术副区长王子仿电话交待了处理迎头遗炮的原则性意见,并让王中班下井现场指挥处理。之后,王向区长兼书记张卫说出了自己因故下午不能下井的情况,张卫便代其向范总请示并与范总约定:次日去迎头检查、鉴定。下午,参加矿生产会的放炮区副区长蔡国彬接到队长俞长矿的电话让请示102队迎头的遗炮是否能放。而后,在矿值班交接班会上,向掘进一区值班区长王延宝提出:102队的炮能否放的问题,矿值班(调度副所长)说:“你俩会后联系”。约20时左右,王延宝电话告知蔡国彬:“102队明天早班可以放炮,”蔡也就安排、布置了放炮工作。31日6时50分,放炮区放炮员乔建权在瓦检员、掘进队人员未到场的情况下,独自将迎头炮放完,上井后(8时30分)向区长汇报一切正常,8时左右,范总与王子仿等到迎头检查,迎头左帮仍然在出水,量不大,无异味,因迎头的工程质量和环境差,将该头定为不合格品后,便与王子仿一起去了C组11槽。9时54分,矿调度接到102队张全柱电话汇报:“迎头水大”。在报告给矿长刘冠学等领导的同时,下令撤人,未待将人撤出,事故已经发生。当时迎头有6人,2人在切眼下口被淤煤埋住窒息死亡,4人被堵在切眼内。之后,局矿竭力组织抢救,于21时,被堵人员全部救出,1人伤势过重死亡,1人脱险,另2人受重伤住院治疗。(3)事故原因1、对老空可能积水的情况掌握不清,认识不足。上段水文资料表明原无涌水和积水,老空回收时干燥,但回棚后顶板垮落,沟通断层,裂隙水渗出,年久蓄积,造成了老空积水。迎头附近构造复杂,煤体受断层牵拉、揉搓、酥松破碎,倾角增大后,抽动下滑的趋势增加,长期受水的侵泡后,阻水能力大为降低。2、巷道测量存在误差。经复测,原测量资料提供的迎头位置与老巷的最小平距为12m,实际为6.1m,相差5.9m.。3、管理不到位。没有认真执行有疑必探,先探后掘的规定,工作安排的不严细,对迎头异炮的处理缺乏认真的研究,措施的制定、执行不够严谨。(4)防范措施1、采掘工作面接近老塘、废巷时,必须小心谨慎,要认真地分析巷道冒落、地质构造等影响因素,细致地研究其充水、储水条件,正确地判断老空积水情况。2、坚持有疑必探,先探后掘的原则,发现水患征兆,必须停止作业并果断采取措施进行探放。3、加强地质测量工作,配足测量人员,测量作业选择在干扰因素少的交接班时间进行,并定期地对已掘巷道进行检查测量和填图,做到资料准确。4、认真落实各级领导和职能科室的业务保安责任制,技术安全措施必须有规范的文本,审批做到集体会审。研究安排工作必须召集会议统一部署,并有详实的记录。保证各单位和部门各施职责,行动协调。1980年版2009年版第286条:有下列情况之一者都不准装药放炮,并立即报告班队长及时进行处理。第四款
炮眼内发现出水异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况时。第331条:装药前和爆破前有下列情况之一的严禁装药、爆破:(四)炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况时。《煤矿安全规程》点评:1、测量出现错误(偏5°38′)掘了102.5m后做切眼,切眼迎头实际距8槽轨道巷6.1m(错误数据为12m)。2、工作面迎头炮眼出水后李多光下井调查确定为老塘水,并要求当班队长挂了禁戒牌“迎头有水,禁止进入”。但未能引起各级领导重视,未及时研究针对性措施。并且仍然安排人员进工作面检查、鉴定放炮。3、违规装药放炮是造成该次事故的直接原因。《煤矿安全规程》规定2009年版第331条:装药前和爆破前有下列情况之一的严禁装药、爆破。2.4薄层灰岩水水害事故2.4.1引言我国煤矿薄层灰岩水突水事故约占水害事故总数的30%左右。这类事故大部分发生在我国中北部地区,以河南、河北、山东、江苏局多。这些地区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。一般情况下,这些含水层是可以疏干的,但是,当这些薄层灰岩含水层与地表水体发生水力联系或被地质构造切割,造成了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,常会发生较大的灾害性突水事故。从下面所列薄灰水害事故案例可见,许多薄灰突水事故发生的地区,往往都有其它强含水层补给。单纯的薄灰含水层突水事故,一般可以通过疏干来处理,损失也不会很大。因此,为防止薄灰突水事故的发生,必须首先通过分区、分块段的放水试验,查明不同块段的富水性,为合理选择防治水措施打下基础。对于补给水源不足的地区,可用疏干方法;对于富水性强有丰富补给的地区,则应进一步查明补给边界或通道位置,然后采用截流方法切断补给来源,然后给以疏干;对于处在开采煤层与其它强含水层之间的薄灰含水层,则可用以作为“中间层”,通过对其水位监测,发现导水通道位置,或对其进行注浆改造,以便防止其它强含水层水突入矿井的可能性。2.4.2实例1:安徽淮南谢一矿33113工作面底板突水事故谢一矿-250m水平33采区A3槽煤层工作面于1977年10月14日14时在工作面下部发生底板突水,最大涌水量为1085m3/h,造成33采区及-370至-480m延深水平井筒巷道全部淹没。突水事故的客观原因可以归纳为:1、由于建井阶段没有对A组煤底板太灰奥灰进行水文地质条件勘探,灰岩含水层条件不清,加上浅部开采A组煤过程中,灰岩水头压力不足以破坏底板隔水层,历史上虽曾在断层带发生过突水,但水量很小,故生产阶段没有进行补勘,造成矿井一采区A组煤底板岩溶水水文地质条件不清,因而对开采A组煤突水威胁程度认识不足。因此,在开采过程中没有采区必要的防治水措施,开采具有很大的盲目性。2、采区工作面断层构造复杂,原有底板隔水层受到破坏。突水时,灰岩水压约2MPa,A3煤底板距太原群第一层灰岩垂距为30m,但工作面四周分布有F10、F14-1、F2、F4等多条断层(图1、2,表1)。整个工作面处于一个地叠构造带中,使底板含水层和隔水层都变小。项目名称断层要素断层断距断层性质走向倾向倾角F18F14-1F1F2F3N42°WN78°WN37°WN30°WN35°WSENENESENE78°28~80°28~80°84°80°5~20m10m0.5~1.5m5~7m4m斜切正断层斜切正断层走向正断层斜切正断层走向正断层表1谢一矿33采区断层特征一览表当工作面正由南向北进行回采时,工作面下部遇到F1小断层,随回采推进断距逐渐增大,而工作面底板在灰岩水头压力(2MPa)作用下,由于底板断层和采矿动压的综合作用,使相对隔水值偏小。同时在已发生突水征兆的情况下还进行回柱,加剧了底部隔水层的破坏,使灰岩水沿工作面内的F1断层带突出。3、矿井设计中没有考虑开采A组煤底板岩溶水的充水因素,设计排水能力只考虑煤层顶板裂隙水的涌水量,造成矿井排水能力小,毫无抗岩溶水水害能力。33113工作面底板灰岩突水量为772~1085m3/h,已超过矿井实际排水能力的3倍以上,淹井危险性极大。经验教训:从该矿A组煤底板岩溶水突水淹采区和延伸水平的水害事故中应吸取的经验教训是:1、建井勘探没有对太灰、奥灰进行水文地质勘探,水文地质条件不清,造成矿井投产后的突水隐患。2、矿井生产中在水文地质条件不清的情况下也没有进行补勘,开采中对水文地质条件复杂地区和简单地段,浅部和深部水文地质条件差别等没有深入分析研究,从而造成对水害威胁程度上的估计失误,使开采具有盲目性因而没有采取必要的防水措施。3、矿井设计中排水能力设计没有考虑灰岩充水因素,使矿井排水能力偏小,而开采A组煤时,没有采取扩排措施,使矿井没有抗灾能力。以上教训应在类似矿井建设和生产中引以为戒。但在被淹区恢复过程中所采取的主要措施,如注浆堵奥灰水疏降太原群灰岩水、进行降压开采的治水方法是行之有效的。该矿自1980年至1985年疏水降压限压开采受灰岩水威胁的A组煤,已安全采出煤180万吨。这些技术可供类似矿井防治水时借鉴。2.4.3实例2:淮北矿务局桃园煤矿1022综采工作面突水灾害突水发生经过桃园煤矿于1995年1月15日正式投产,设计年产量90万吨,生产水平-520m(回风水平为-310),1997年3月15日1:30分1022工作面(淮北10煤相当于淮南A1煤)综采面推进70米(风巷86m,机巷66m)采线位置时,工作面煤壁及底板发生4处出水,均位于工作面中下部,标高在-410(工作面斜长153~147m,煤厚m,采高2.8m),水量约40m3/h。该工作面自开采以来底板始终出水(实际是灰岩水)。24小时内水量由41m3/h增大至410m3/h,后稳定在380m3/h,造成该工作面下部及184m机巷被淹,并进入大巷主副石门,造成其积水0.5~0.7m,全矿被迫停产。原因分析1、1022工作面开采山西组10煤,该煤层是受底板岩溶水威胁的煤层,并且距C3-1真厚为57.8m,水压高达4.28MPa,突水系数为0.74,开采前为做任何防治水工作,也没有疏水降压就盲目开采,造成底板岩溶水突出,与我局谢一矿32123及新庄孜矿3301/5303工作面超压开采情况完全一样。2、桃园煤矿是新投产的矿井,分管技术领导没有经历过底板岩溶水防治方面的技术问题,无经验、无措施是造成本次出水的主观原因。损失情况桃园煤矿于1996年产原煤90.1万吨,1997年计划产原煤100万吨,模式为一综一高两个面,由于1022工作面突水造成全矿停产,直接经济损失855.6万元,间接经济损失6577.4万元,再加治理费用,总损失将近8600万元。另外还造成一位分管地测的副总工程师被撤职。经验教训1、防治水工作必须从矿井设计开始考虑,并在以后的生产过程中作为一项主要任务来抓。例如排水沟及排水能力、采煤工作面排水系统等。2、凡是受底板岩溶水威胁的煤层开采,在开采前必须条件清楚、措施得力,以达到矿井安全生产的目的。3、切忌:对于工程技术人员切忌情况不明决心大、知识不够办法多、信息不灵决策等不利因素。2.5厚层灰岩岩溶水水害事故2.5.1引言我国受厚层灰岩岩溶水害威胁的煤矿床较多,开采中发生的厚灰突水事故约占各类水害事故总数的25%。但是,此类水害由于突水量大,常易发生恶性淹井事故。受厚灰水威胁的煤炭储量约占受水威胁总储量的40%以上。目前我国许多老矿区受厚灰岩溶水水害威胁的储量的比重正在增加,因此,这是我们应予重视的水害。厚灰水害又可分为南方型厚灰水害及北方型厚灰水害两种。
南方型厚灰赋存于主采煤层顶底板,几乎无隔水保护层可利用,且以管道状岩溶系统充水为主,故一旦发生溶洞突水、突泥,往往来势凶猛。此种厚灰含水层系统的发育与当地侵蚀基面高低有关,其充水水源亦与地表水系有关,往往在当地侵蚀基面以下,随深度的增加岩溶发育程度明显减弱。因此,对于此类南方型厚灰岩溶水害的防治,可在大致查明岩溶系统发育特征的基础上,采用地面防洪疏导防止降水及水面水系的渗入灌入,和在侵蚀基面以上采用泄水平峒疏放为主的方法;而在侵蚀基面以下则宜在探明主要导水通道带的基础上,采取截流疏放的方法或采用改造岩溶充水系统的方法。
北方型煤田厚灰含水层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以下。主采煤层与岩溶厚灰含水层之间常有不同厚度的煤系隔水保护层,灰岩顶面又常有一定厚度的风化残积铝土充填带存在,在不同程度上有利用隔水保护层的可能性。因此,从下面选编的事故案例中可以看出,此类奥灰突水常与构造有关,而且经常发生在:1、断层使开采煤层与厚灰对接,当巷道掘进至断层带或断层附近,断层另一侧奥灰含水层的水便大量突入矿井;2、小断层带垂向导水裂隙突水。这两种情况下的突水约占此类水害的80%以上。个别在无地质构造破坏的地区也有因隔水层经采动破坏后,由于水压高而发生突水的,但此种突水约占厚层奥灰突水水害的1%。此外,还有由于奥灰岩溶陷落柱造成的突水约占奥灰突水的1%。这种水害虽较少发生,但危害很大,难于预测预防,为查明此种水害隐患,常需投入较大的勘探工程量。因此,防止北方型煤田奥灰岩溶水害的发生,其重点应放在采区水文地质工作方面,查明每一个工作面的地质构造及破坏状况;查明奥灰与煤层间隔水层厚度;查明奥灰充填带厚度,隔水层原始导升水的高度及奥灰含水层的富水性是确定防治水害方针、政策、方案的基础。有了这个基础才能分别选用疏供结合,疏水降压,区域截流,含水层防水改造,留煤柱等措施,防止水害的发生。2.5.2实例:皖北局任楼煤矿7222工作面陷落柱特大突水灾害1996年3月4日11:30时,任楼矿7222工作面新切眼上下贯通后,于15:00时左右上出口向下25m处标高在-335m,从切眼的北帮开始大量出水,初始水量50m3/h,18:00时便发现突水点北帮的煤层中已形成4m×4m的空洞,且出水点向下移到上出口以下30m左右,19:40时,水量增大到1980m3/h,21:00时水量达11854m3/h。终因排水能力(1200m3/h)与突水量相差悬殊,于21:04时泵房进水,断电被淹。3月6日5:30时井筒淹没,水位在-297m,(矿井累计出水量已达31.0万立方米)。3月21日上升到±0,5月20日水位上升到+15.2m,后基本稳定,(历时76天)。高峰期中最大突水量为34570m3/h。本次突水水源为奥灰承压水,突水构造为隐伏的导水陷落柱。经验教训:
1、打破了两淮煤田尤其是淮河以北有巨厚松散覆盖条件的煤系地无岩溶陷落柱的概念,不但有陷落柱的存在,还有的有潜在充水的危险。2、创造了两淮第一:即巨厚松散下,第一个导水陷落柱;巨厚松散下,陷落柱突水水量全国第三(开滦范各庄为123180m3/h)。3、奥灰岩溶陷落柱深度在600m以下。4、工作面一开采就出水,并且水温在30℃以上,高于煤系顶板砂岩及“四含”的水温,未能引起有关人员的注意,因而对工作面随着推进水量增大的威胁认识不足,对水质的分析不深入,没有注意到特征离子SO42-的含量的赋存规律,因而造成跳过60m后更接近隐伏的岩溶陷落柱,造成突水淹井。2.6砂岩类含水层水害事故2.6.1引言我国煤矿砂岩水害造成的事故较小。约占全部事故的1%左右,分布也较少。具有此类水害的煤矿床主要在开滦矿务局。由于此种砂岩含水层裂隙发育,如与上覆第四系冲积层河下伏奥陶系灰岩含水层有水力联系时,可导致
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