《矿井水害防治》

主要内容1、前言2、矿井发生水灾的原因分析3、矿井水灾防治前言

我们知道：煤矿在开拓和开采过程中,常会遇到地下水渗入巷道,或大气降水或地表水部分流入井下,严重的造成矿井突水,酿成重特大事故,成为阻碍采掘工作的不利因素,影响煤矿的安全生产。我国为做好防治水灾害工作专门出台了《煤矿防治水规定》,四川省人民政府又结合四川的实际制定了《四川省煤矿防治水细则》。这充分说明政府对该项工作的重视程度。

1、通过初步统计，各种灾害平均每次事故的死亡人数为：瓦斯5.54人，火灾0.56人，水灾5.58人，冒顶1.18人。可以看出瓦斯和水灾每起的死亡率最高，数字惊人2、各种灾害的损失。平均每起事故计算结果是瓦斯11.52万元/起,火灾13.61万元/起,水灾16.00万元/起,冒顶3.22万元/起。其中水灾害的损失最高。3、各种灾害的工作日损失统计为瓦斯16954工日，火灾15500工日，水灾18590工日,冒顶5222工日,以水灾工作日损失最多。

2007年7月28日20时至29日8时,河南省三门峡市突降暴雨,降雨量达115.2毫米。7月29日8时30分左右,河南陕县支建煤矿东风井,因河床水通过采空区涌入井下,导致井下两条水平巷道和两条倾斜巷道被淹没。当班下井的102名矿工中33人及时升井,其余69人被困。接到事故报告后,国家安监总局局长李毅中率有关人员赶赴现场指导抢险救援。温家宝总理两度批示要求全力救援矿工。8月1日12时53分,随着最后一名矿工安全升井,69名矿工在井下被困75个多小时后全部生还。

河南陕县支建煤矿东风井剖面图2007年8月17日,山东华源矿业有限公司发生溃水淹井事故灾难,造成172人死亡。经调查认定,这是一起由严重自然灾害引发的事故灾难。主要原因是突降暴雨、山洪暴发、河水猛涨、河岸决口、洪水淹井。8月16日至18日,煤矿溃水事件发生前后两三天,煤矿上游突降大暴雨,降水量主要集中在17日凌晨2时至下午15时,导致山洪暴发,河水位暴涨并漫溢,冲毁了约65m的柴汶河河岸。经初步调查分析,神华集团骆驼山煤矿建设施工中存在严重违规违章行为,该矿井下施工的16号煤层回风大巷掘进工作面探放水措施不落实,在掘进施工打炮眼时导出奥陶系灰岩地下水,淹没井下巷道和硐室;出现透水征兆后现场撤离不及时,造成大量人员伤亡事故.矿井建设施工中的探放水措施不落实,没有严格执行先探后掘、有疑必探的规定,发生事故的掘进工作面作业规程没有制定探放水方案,在实际施工中没有配备探放水设备,掘进过程中没有采取超前探放水措施。

没有严格执行煤矿企业负责人和生产经营管理人员带班下井的规定,应急处置工作不果断、不及时。掘进工作面施工过程中,在出现炮眼喷水、工作面片邦、附近巷道底板鼓凸等透水征兆约一个半小时的时间里,未立即采取断电、撤人措施,最终酿成特别重大事故。2010年3月28日13时40分左右,山西华晋焦煤公司王家岭矿发生透水事故,153人被困井下。4月5日0时38分,经过179小时不抛弃不放弃的艰苦援救,第一个获救矿工被营救出井,13个小时后,又有106名被困工人被救出井,中国再次上演矿难中的生命奇迹,创造救援史上的奇迹……但仍有38名矿工遇难。事故原因有四个方面：

第一：只管掘进不管探水

多位中煤一建的地方雇员说：井下从来没有一台探水钻,根本没有探水队伍,严重违背了《煤矿安全规程》第258条的规定,坚持预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采的防治水原则。如果按照《煤规》的要求去探水,留设3-5米的防水煤柱,就可避免此次事故的发生。

事故原因有四个方面：

第二：劳动用工管理混乱

井下大大小小有几十个队,每个队都是层层转包下来,由各承包队雇人掘进,矿部就弄不清楚每队有多少工人。

第三：领导下井带班制度不落实

领导下井带班下井迟出井早,有的就根本不去下井带班,即使下去井下存在的问题也不去解决,制度形同虚设。如果有下井带班领导负责任,有透水征兆带班领导有可能撤出人员,避免这次事故的发生。事故原因有四个方面：

第四：有透水征兆引不起重视

工人们前几天反映此掘进面多处渗水现象,没有引起重视,发生事故当天11时左右,井下工人又反映此掘进面多处渗水,每小时2～3立方,还没有引起足够的重视,矿部领导答复没水,继续掘进。还有工人说,这几天此巷道中的雾气很大,顶板淋水加大,仍没有引起管理者的高度重视。

2010年7月31日13时30分，黑龙江省鸡西市恒山区恒鑫源煤矿3号采煤上山发生透水事故，有24名作业人员被困井下。该矿已列为2010年关闭矿井，经区、市验收，同意进行回收、回撤。初步分析透水水源为采空区积水，透水水量约90余万立方米。事故原因是井下作业过程中，煤层顶板受到破坏，通过断层破碎带与原大恒山采空区积水相连，导致透水事故发生。2010年10月27贵州安顺市普定县马场镇大坡煤矿回风巷掘进工作面在探放水施工时发生透水事故死12人伤1人

威远八田煤矿“11·21”事故。29人全部获救

经初步分析，此次事故的直接原因是：该矿+470米水平南翼采煤工作面于10月31日在11、12支巷上方（透水处）已发现有老窑积水，在透水前出现煤壁压力大、煤层有淋水等透水征兆的情况下，矿方未及时采取防治水措施，仍安排人员入井作业所致。“矿井业主在矿井存在重大安全隐患的情况下，擅自组织作业，是该起事故发生的主要原因。”

贵州省遵义市务川青龙矿透水记者从遵义市安监局获悉,务川自治县青龙煤矿2011年“1·10”透水事故原因查明,4名被困矿工遗体找到。

1月10日凌晨4时30分左右,该矿1103回风巷2号上山发生透水。透水后,6名工人安全升井,在回风下山1033水平以下掘进作业的4名工人被困井下。经过8天的抢险施救,1月18日上午8时20分,4名被困人员的遗体已全部找到。

事故的直接原因为：煤矿在未制定和采取安全技术措施的情况下,掘进超出《开采方案设计》、《安全专篇》设计范围内的1103回风巷2号上山,揭穿上部老空区,导致本次透水事故发生。间接原因为：在排水系统未形成前,违规布置1103首采工作面,并在其回风巷之上布置上山巷道；巷道掘进未严格执行探放水制度；发生事故时,没有矿级领导下井带班。一、对水灾的严重危害认识不足，煤矿水文基础资料不清。

长期以来,一提起煤矿灾害,往往首先想到的是瓦斯,而忽视水害威胁。

煤矿水文地质报告基础数据不全面,准确性不高,指导性不强。第一节发生矿井水灾的原因分析

二、防治措施不力，技术管理弱化。国有重点煤矿中的一些单位安全生产主体责任不落实,

“探、防、堵、截、排”等综合治理措施执行不严格；煤矿防治水制度普遍不健全,在水文调查、预测预报、基础研究、制定技术防范措施等方面,均存在薄弱环节。

发生矿井水灾的原因分析三、非法开采、违章作业现象严重借技改之名进行非法采煤。2010年1至10月的煤矿事故中，资源整合建设矿井共发生事故94起，死亡133人，全省煤矿事故多发生在建设矿井（含新建、改扩建、整合矿井）。

有章不循，违章蛮干。事故频发反映监管乏力发生矿井水灾的原因分析四、自然环境的恶化。近年来受工业活动和人为因素的影响,全球气候急剧变化,洪涝、飓风、泥石流和干旱等自然灾害频繁发生。一些产煤地区久旱之后突降大雨,容易引起突发性水灾事故。发生矿井水灾的原因分析五、煤矿防治水人才奇缺煤矿防治水工作

“无人管、不会管、管不好”的情况严重。六、职工培训滞后煤矿井下人员多为农民工、临时工,流动性大,加上教育培训滞后,目前煤矿现场作业人员中,能够识辨突水预兆的越来越少。

发生矿井水灾的原因分析

水害防治，必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则。并坚持采取“探、防、堵、截、排”五字综合防治措施。实现不突水、不淹面(井)、不伤人的三大目标。

第二节矿井防治水第二节矿井防治水

（一）查水源

1、查地面水源

降水是矿井水的源头水源。降水的大部分形成地面迳流由溪沟汇入江河及补给池塘水库,少部分沿各种岩石空隙进入地下补给地下水、老窑水和坑道水,是地表调查的主要内容。具体调查内容包括自然地理、地质要素、河流溪沟、池塘水库、泉井、小窑及老窑、矿井地面设施等七项。

一、重视做好水文地质基础工作，加强矿井水文地质条件探查第二节矿井防治水

2、查井下水源含水层水、冲击层水、断层水、老窑水、采空区积水、溶洞水、钻孔水、暗河水。煤矿应定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下工程对照图和矿井充水性图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况。

一、矿井水文地质条件探查含水层水：

是矿井的最经常和最主要的充水水源；大气降水→地表水→含水层→矿井影响因素矿井充水含水层的类型充水含水层厚度与分布补给条件与蓄水构造类型空隙性、富水性、导水性、静水压力层厚度越大、分布越广、储量越丰富、疏干越不易；向斜轴部——大静水压力——小与煤层的关系煤层下部煤层上方——塌陷情况距离遇断层巷道揭露老窑水：是古代和近期的采空区及废弃巷道，长期停止排水而积存的地下水；其特点如下：

老窑积水以静储量为主；一旦巷道揭露或巷道与老窑之间的煤岩柱强度小于它的静水压力时，积水倾出，瞬时涌水量大，来势凶猛，具有很大的破坏性，可造成严重事故；老窑积水与其它水源无联系时，短期突出易于疏干；老窑一般位于浅部，若与地表水有水力联系，则造成稳定的充水水源危害较大；老窑一般深度部大，但查清位置较困难，准确位置无法查清，又无人敢下去查；老窑积水长期处于停滞，一般酸性大，腐蚀性强，别是高速运转中的水泵叶轮，由于水的冲击和摩擦，腐蚀损坏得更快。断层水对矿井的影响，主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩的隔水性能造成断层带的水涌入井下；

断层水主要特点：其静储量不大，但往往与地表水、高压强含水层沟通，对矿井生产造成巨大威胁；

断层有时使煤层与富水性很强的岩溶水对口相接；或者由于间层的存在碰坏了岩层的完整性，因而降低了岩层的强度，这些常是矿井水文地质条件复杂化；

也有的断层破碎带内充填了许多破碎的柔性岩石（如粘土岩）、煤粉、断层泥等，也可能起隔水作用。因此对断层的透水性质应作具体分析。如果在矿井中有许多条断层，断层的交叉处是最容易发生透水事故的位置，应特别注意。

断层水：断层破碎带，常是地下水良好聚集场所和通道除此而外，还有其它人为因素的导水通道；如：未封好的钻孔（二）查通道井筒、塌陷裂缝、断层、裂隙、溶洞、古井、小窑、钻孔；一、重视做好水文地质基础工作，加强矿井水文地质条件探查第二节矿井防治水第二节矿井防治水

（三）矿井水动态观测煤矿在水患现状调查工作基础上,应建立矿井水动态（长期）观测系统。动态观测系统由井上、井下各观测点组成,并分别建立台帐。根据矿井水的补、迳、排条件,各点一般5～10天观测一次,洪汛期要加密观测,矿井涌水量每天坚持观测。

矿井水文地质工作的人员,要经常、全面地对矿区各水文地质观测点进行观测,掌握地下水运动规律和分析矿井水的变化,观察内容包括：水位、水量、水温和水质观测。

水位观测按设计要求定期观测地下水水位；利用水位观测预报透水事故发生；利用水位观测，了解断层导水性；（断层两侧的水位差、地表泉水）利用水位观测了解突水水源；利用水位观测，了解地下水与地表水的补给关系；可解决问题矿井涌水量与降雨量的关系；矿井涌水量观测。浮标法、堰测法、容积法、观测水仓法流量观测（四）编制防治水规划矿井应当编制本单位的防治水中长期规划（5-10年）和年度计划，并认真组织实施。对矿井水文地质条件进行类型划分。

水文地质条件复杂、极复杂矿井每月开展1次水害隐患排查治理活动，其他矿井每季度至少开展1次。第二节矿井防治水（五）加强教育，提高素质每位职工要正确识别透水前的预兆

挂汗、挂红、空气变冷、发生雾气及硫化氢气味、水叫、发生片帮冒顶及底鼓、顶板淋水加大、顶板来压、或严重裂隙、发生涌水、水色发浑有臭味等。掘进工作面或其它地点发现透水预兆时，必须停止作业，采取措施，报告矿井调度室。如情况紧急必须立即发出警报，撤出所受水威胁地点人员。第二节矿井防治水二、加强防治水基础管理

（一）完善基本矿图煤矿必须具备规定7种基本矿图。（1）井田区域地形图，（2）工业广场平面图，（3）采掘工程平面图，（4）井上下对照图，（5）主要保安煤柱图，（6）井筒断面图，（7）井底车场平面图，第二节矿井防治水（二）地质报告1、煤矿在不同的生产阶段,必须具备精查或最终地质勘探报告、建井地质报告、补充勘探地质报告、开拓延深地质报告和矿井地质条件分类报告。2、矿井地质报告必须通过验收,报告须结论明确,有针对性,能指导生产。第二节矿井防治水（三）地质说明书1、煤矿各项采掘工程在设计前，地测部门须按规定的时间分别提交采区地质说明书、回采工作面地质说明书和掘进工作面地质说明书（简称“三书”）。2、必须有按《煤矿地质测量工作暂行规定》要求,由设计部门提交的并经技术负责人签字批准的“委托书”.3、“三书”必须做到文字、原始资料、图纸等数字相符合，内容达到要求。第二节矿井防治水

一、先排水后开拓

矿井建设和延深，当开拓到设计水平时，必须在建成该水平防、排水系统后，方可开拓掘进其他巷道。井筒开凿到底后，必须先施工永久排水系统，在进入采区施工前应当建好永久排水系统。井底附近应当先设置具有足够能力的临时排水设施，保证永久排水系统形成之前的施工安全。

第三节、井下防治水

水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。在矿井有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸门。经论证不具备建筑防水闸门隔离条件的，必须制定严格的防治水措施，并经煤矿企业主要负责人审批同意。

第三节、井下防治水二、防水闸门建设

三、主要排水设备的要求：（1）水泵：矿井除正在检修的水泵以外，还应有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力,应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力,应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

水文地质条件复杂的矿井,可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。

发生矿井水灾时，要启动全部排水设备排水，防止整个矿井被淹。

第三节、井下防治水

例、某矿为平硐、暗斜井开拓，矿井测得正常涌水量为25m3/h，最大涌水量为40m3/h,计算：工作水泵的排水能力、备用水泵的排水能力？工作水泵能力大于24×25/20=30m3/h工作水泵+备用水泵的能力大于24×40/20=48m3/h，所以备用水泵的能力大于48-30=18m3/h＜30×70%＝21m3/h。三、主要排水设备的要求

（2）水管：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

（3）配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应,并能够同时开动工作和备用水泵。有突水淹井危险的矿井，可另行增建抗灾强排能力泵房。水泵房图17-1单级离心式水泵1—机壳;2—叶轮;3—排水管;4—吸水管;5—闸阀;6—逆止阀;7—灌水漏斗;8—压力计;9—真空计图17-2中央水泵房布置1—水泵;2—防水门;3—轨道转盘;4—吸水井;5—固定起重梁;6—手动葫芦;7—分水闸;8—吸水口格栅;9—支承弯管;10—防火门;11—中央变电所，12—管子道;13—水仓;14—配水井

（4）水泵房要求：

主要泵房至少有2个出口，一个用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场，且高于井底车场0.5米，在此出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。

（5）水仓的规定：

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。新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平,正常涌水量在1000m3/h以下时,主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。

水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。

例：某矿为斜井开拓，正常涌水量120m3/h，试问矿井主水仓容量应不小于多少？工作泵能力应不小于多少才符合《规程》要