煤矿水害的预防.ppt

1、地面防治水与井下探放水,中电投四棵树煤炭有限公司培训中心 赵文胜,第一讲,煤矿水害基本常识及治理技术,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，或者引起部分大气降水和地表水流入井下，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。,矿井突水的主要危害有：威胁矿工生命安全；影响矿工身体健康；降低生产效率；增加排水费用，提高开采成本；酸性地下水腐蚀井下机诫设备，缩短开采机械的寿命；影响煤炭回采率，降低煤质等。另外会引起巷道积水，增加井下运输的困难；破坏巷道顶底板岩石的稳定性，使支护工作复杂化等。,矿井水灾防治是煤矿安全生产的重要环节，矿井水

2、灾已成为仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害。因此，进行水文地质研究，降低矿井水给矿井建设和生产带来的危害，实现煤矿安全生产，对于煤矿工作来说，有着重要的实际意义。我国为做好防治水灾害工作专门出台了煤矿防治水规定。充分说明政府对该项工作的重视程度。共十章，142条。,国家安全生产监督管理总局令 第28号 煤矿防治水规定已经2009年8月17日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自2009年12月1日起施行。1984年5月15日原煤炭工业部颁发的矿井水文地质规程（试行）和1986年9月9日原煤炭工业部颁发的煤矿防治水工作条例（试行）同时废止。 局长 骆琳二九年九月二十一日,一、 矿井水

3、的概念 第一节 概念 在矿井建设和生产过程中，以各种形式涌入井筒、巷道和工作面的大气降水、地表水、地下水、老窖积水称为矿井水。当矿井涌水量超过矿井的正常排水能力，而造成矿井水泛滥成灾的现象称为矿井水灾。评价矿井的充水程度有两个指标：矿井含水系数和矿井涌水量。由于矿井的地质条件和岩石性质不同，各矿井的充水程度也不相同。矿井水给煤矿的安全生产带来影响，必须搞清矿井充水的水文地质特征，以便选择合理的开采方法，选择经济合理的安全措施，以防止矿井水灾的发生。,第二节 矿井水的来源 矿井水的来源，决定于一系列的自然因素和人为因素。分析研究这些因素以后，才有可能采取防止矿井水灾发生的必要措施。 一、矿井充水

4、的自然因素 矿井充水的自然因素包括：大气降水、地表水、地形、基岩出露程度、岩石成分、覆盖层的作用、地质构造和埋没的古代地形等,1大气降水 大气降水是矿井充水主要因素之一。除了一部分被蒸发和随河流流走以外，另一部分则沿着岩石的孔隙、裂隙渗入矿井。 大气降水在不同地区、不同季节、不同开采深度对矿井充水的影响也不相同。在降雨量少的西北地区，矿井涌水量就小；在降水量多的南方地区，矿井涌水量就大即使在同一个地区内，由于大气降水量是随着季节变化的，矿井涌水量一般也随之发生周期性的变化。在一般情况下，矿井涌水量是随开采深度的增加而减小；也有的矿井，其涌水量却随开采深度的增加而增加，这是由于开采的愈深，水文地

5、质条件愈加复杂的原故。,2地表水 地表水位于矿井附近或直接分布在矿井以上的地表水，如河流、湖泊、水溏、水库等是矿井充水重要因素。在这种情况下，地表水直接或间接地通过岩石的孔隙、裂隙、岩溶等进入矿井，如河南义马矿区的个别井田在小浪底水库附近开采，受地表水威胁很大，故必须进行多项的水文地质工作，开采时采取必要的安全生产措施。,3地形 地形对矿井充水有很大的影响，同时也影响地下水的循环条件及含水层埋藏的深度，位于当地侵蚀基准面以上的矿井、通常是涌水小的矿井或无水矿井。在同一地质条件下，位于低标高地区，如河谷，冲沟或低地，可能是涌水量大的矿井。如果四周地形高而中间为低平的盆地时，在雨季积水量大，地表排

6、泄条件不好，地表水可大量补给煤系地层中的含水层，使矿井强烈充水；反之在地形较陡的情况下，降水大部分形成地表水流流走，补给地下水量就少，如图一所示。,图一地形对大气降水补给含水层的影响示意图 1地表 2含水层,4基岩出露程度、岩石成分和覆盖层的作用 如果煤层或基岩岩层出露于地表，其中又有透水岩层，因而能大量吸收地表水，随着巷道掘进，地表水可大量进入矿井；如果煤层或岩层上面存在弱透水层或不透水层，如粘土层或砂质粘土层覆盖，并且厚度稳定，至少在5m以上，则大气降水和地表水基本不能进行渗透；如果覆盖层是透水砂层，则水几乎都可渗入。当煤层顶板为良好隔水层时，可以把水隔开。但在某些地区由于开采地段顶板冒落

7、，并在上部形成裂隙时，地表水可大量进入下部的透水层或巷道中去。,我国华北地区多有基岩出露，坚硬岩层裂隙和岩溶现象显著，成为水的天然聚积区域，矿井如果不对其加以防治，就会造成大量的水涌入矿井。有时裂隙和石灰岩溶洞是地表水流入矿井的通道，涌水量也会急剧增加。 岩石成分也影响充水程度、胶结很好的沉积岩，如细砂岩、粉砂岩、页岩、泥灰岩等是弱透水层或隔水层，可以有效地阻挡地表水和大气降水的渗透，使矿井充水较小。,在石灰岩溶洞发育的矿井中，其充水性很强，对开采的影响很大。如我国华北石炭二叠纪煤田，在其煤系底部为奥陶纪石灰岩，石灰岩中存在大量的岩溶水，如果不及时采取措施，就有可能突然涌入矿井，造成矿井被淹事

8、故。由此可见，在石灰岩溶洞发育的地区，必须调查清楚石灰岩溶洞的分布情况，研究生成过程，以及其补给、循环和排泄的关系，开采时，必须事先探放水，并在危险地区留设防水煤柱等措施,5地质构造 大量流入矿井的水往往和区域地质构造形态有关。断层破碎带常是地下水的通道和聚积区，沿断层破碎带可沟通各个含水层，并与地表水发生水力联系，是造成突然大量涌水的原因，如图二所示。,图二断层破碎带引起涌水示意图 1含水层 2煤层,但是，也不是所有的断层都能造成矿井突水事故，一般来说，断层破碎带本身储存的水量并不是很大，主要是与地表水、含水层有沟通，地下水压力很大，当有足够力量突破断层破碎带和隔水层底板时才会引起突水，对煤

9、矿生产造成威胁，如图三所示。,图三断层涌水示意图 1含水层 2煤层,此外，涌水也与断层本身透水性有直接关系，根据许多矿井的经验证明，多数逆断层透水性差，正断层透水性强，如果在矿井中有多条断层，断层的交叉处是最容易发生突水事故的位置。如果断层破碎带充填的是较细的柔性颗粒岩石，如泥岩、粘土、煤粉等，经后期胶结牢固，也可能起到隔水的作用。 6埋没的古代地形 许多矿井充水决定于埋没的古代地形形状。后期被易透水沉积物所覆盖的起伏不平的古老侵蚀区，是地下水容易积聚场所。这些地区，不仅一些含水层彼此之间有水力联系，同时含水层与地表水也有联系，有时还有古河床的存在，都给矿井充水造成了条件。,二、矿井充水的人为

10、因素 矿井充水的人为因素，包括旧淹没巷道，未封闭的钻孔及不正确的开采方法等 1旧淹没巷道 旧淹没巷道在老窑或者废弃的巷道中，积存着大量的地下水，一旦揭露旧巷道，就会造成严重水患，老窑和旧巷涌水时，常带有大量碎屑物和酸性水，能破坏巷道设施和开采设备。 2未封闭的钻孔,当钻孔未封闭或者封孔质量不符合规定要求时，钻孔可成为地下水的自然通道，巷道掘进遇到钻孔时会造成大量涌水。 3不正确的开采方法 如巷道布置不合理、采煤方法不正确、不能很好排出矿井水的采空区等，都可能造成大量的水流入巷道。当采空区顶板采用垮落法进行采煤时，常引起地表下沉，造成裂隙漏斗，如果破坏了隔水层，地下水就会涌入工作面。此外，在断层

11、含水区由于放炮震动或发生冒顶事故时，也会发生涌水现象，有时会造成突然涌水。如图四所示,图四 开采后覆岩破坏形成覆岩破坏三带、地下水沿裂隙进入工作面造成水灾害,在河谷地区或水体下采煤时，要特别注意巷道设计的合理性，选择正确的采煤方法，防水措施一定要严密周全。 所有矿井的井口，都必须布置在历年最高洪水位以上，以免造成洪水灌入井下。,三、综述：,煤矿水灾是煤矿建设和生产的主要灾害之一。由于我国煤田水文地质条件极为复杂，煤矿突水事故时有发生，它不仅严重破坏煤矿的正常建设和生产，造成巨大的经济损失，而且还时刻威胁矿工的生命安全。 煤矿的水来源于地表水和地下水。地表水主要是指矿区附近的江河、湖泊、池潭、水

12、库和塌陷坑的积水以及雨水、冰雪融化后汇集的水。地下水主要是指含水层、断层裂隙水和老空水。这些水源可能从各种通道和岩层裂隙渗透进入矿井，当进入煤矿的水量超过矿井的正常排水能力时，就会酿成淹井事故。,所以故有水灾害的相关概念的定义如下： 凡是在煤矿开拓采掘过程中，渗入、淋入、流入、灌入和溃入井筒或工作面的任何水源水，统称为煤矿水。 凡因井巷、工作面与含水层、老窑采区、古井、被淹巷道，地表水体或含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接通或沟通而产生的出水事故，称为煤矿突水。 凡影响生产、威胁采掘工作面或煤矿安全的，增加吨煤成本和使煤矿局部或全部被淹没的煤矿水，称为煤矿水害。,由于

13、突水，停电设备故障，山洪泄入，揭露富水层而导致煤矿被淹没，巷道塌方，矿工被困（淹）井下，称为煤矿水灾害。 针对受水灾害的煤矿而采取的抢险排水为主要技术手段，以抢救遇险矿工，恢复被淹煤矿排水能力为目的的一系列技术经济社会活动，称为煤矿水灾害救治。,根据造成煤矿水害的水源进行分类，我们把煤矿水灾害分成四种类型。 1、地表水灾害 大气降水，江河，湖泊等，从井口或采区冒落列席带，断层钻孔等进入，如：平顶山市一小煤矿，洪水直接进入井筒。如：洛阳市新安寺沟煤矿，河水直接与井下的护河煤柱沟通，造成淹井事故。 2、老空水灾害 即：古井、小窑、废巷几采空区积水，采掘工作面与之接近或沟通，使水体进入巷道或工作面，

14、造成事故的，这是无论在国有重点、国有地方及乡镇小煤矿是最多的水害事故，都一一发生过。,3、孔隙或裂隙水灾害 属第三系、第四系松散含水层孔隙水，有的为顶板砂岩的含水层水；流沙水或泥沙等；有的为地表补给水。当采空区冒落，裂隙导通后，或采面底板破裂或钻孔封孔不良，造成突水淹采面采区，或是淹井的事故。如：永煤集团的陈四楼、车集煤矿，郑煤集团的米村、裴沟矿等等。 4、岩溶水灾害 这主要是属于薄层或是厚层灰岩水灾害，在河南省是二1煤以下的七灰、八灰水，采动后，使得水系导通工作面，造成淹井等事故。其中的焦煤集团、荥巩煤田、禹州煤田的水害，主要是石炭二叠纪的奥灰水，或寒武纪的寒灰水。如：焦煤、荥阳的王河、平禹

15、的新峰、梁北煤矿等，都是受到这种水的影响。,水害的危害： 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、各种灾害的损失面大。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，15500工日，水灾18590工日，冒顶5222工日，以水灾工作日损失最多。,煤矿水灾害的成因分析： 1、一些煤矿，特别是乡镇小煤矿，在开采设计过程中，对于防治水灾

16、害的措施不合理，没有设计探放水措施，没有设计防水煤柱等。 2、对煤矿的水文地质分析不够，特别是探放水不够，在开采中盲目掘进，造成突水事故。 3、在开采过程中，矿工违章违规操作，造成水灾事故。,4、煤矿没有制定相应的安全规程，装备不齐全，不到位，导致水灾害发生。 5、煤矿供电和排水系统运行可靠性能出现故障，造成煤矿水灾害事故。 6、地震，山洪暴发等自然灾害引发了煤矿水灾还事故等。,从我国多年的煤矿水灾害救治的理论和实践表明，目前我国对于煤矿水灾害救治缺乏系统性、计划性和应急性。主要表现在： 没有从系统高度来分析、计划和开展煤矿水灾害救治工作，从而使得煤矿水灾害救治缺乏整体性和计划性，只是被动地对

17、水灾害采取应急救治措施。 对于煤矿水灾害救治的设备以及需要的各种物资缺乏合理和科学的管理和调度制度。,各个专业煤矿水灾害救治单位现有救治设备缺乏合理的管理和维护，使得在需要设备时，往往不能准确快速的找到，不能及时把设备运往救治现场。 救治缺乏合理的计划和科学实施手段，主要是凭借救治人员的经验来进行的。 缺乏高效、适用、可靠的抢险排水技术装备和技术手段。,四、国内外现状,1、国内现状 在突水机理与突水分析方面，提出了“突水系数”、“等效隔水层”和底板隔水层中的“原始导高”等概念，经多年的试验观测与研究，认为底板突水机理是“含水层富水性、隔水层厚度及其存在的天然裂隙与水压、矿压（采动活动影响）等因

18、素的综合作用结果”。对突水分析采用了统计学方法，力学平衡和能量平衡方法。同时，开始应用井下物探技术。如坑道透视法、井下电法、氡气测定法等来探测充水水源和充水通道，并在研究、验证预测突水量的数字模型方面有了较大的进展。,在煤矿水灾害防治技术方面，煤矿水灾害防治技术主要有疏干降压和堵水截流等方法。 疏干降压是我国煤矿防治水灾害的主要技术措施，而堵水截流是我国煤矿防治水灾害的重要方法。,2、国外现状 采用主动防护法，即采用地面垂直钻孔，用潜水泵专门疏干含水层水。德国就研制了高扬程（700m）、大排量（5000m3/h）、大功率（2000kw）的潜水泵，并且采用电脑自动控制来防水灾害。 在堵水截流方面

19、也有很大的发展，开挖，护壁，清渣，疏水作业，是当前国外先进的堵水截流技术。另外利用挖沟机在松散层中修建帷幕，建造地下帷幕方法也愈来愈受到重视。,第二讲,地面防治水,煤矿防治水规定第一章总则,第一条为加强煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，根据安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规，制定本规定。第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的防治水工作，适用本规定。现行煤矿安全规程、规范、标准等有关防治水的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。第三条防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理

20、措施。第四条煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人，下同）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师（技术负责人，下同）具体负责防治水的技术管理工作。,第五条煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，除符合本条第一款规定外，还应当设立专门的防治水机构。第六条煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。第七条煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。,第八条煤矿企业、矿井

21、的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。在水害情况查明前，严禁进行采掘活动。发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。第九条煤矿企业、矿井应当对职工进行防治水知识的教育和培训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力。,第十条煤矿企业、矿井应当加强防治水技术研究和科技攻关，推广使用防治水的新技术、新装备和新工艺，提高防治水工作的科技水平。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，应当装备必要的防治水抢险救灾设备。,地面防治水,第四十一条矿井应当查清矿区及

22、其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程等情况；了解当地水库、水电站大坝、江河大堤、河道、河道中障碍物等情况；掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。第四十二条矿井井口和工业场地内建筑物的标高，应当高于当地历年最高洪水位。如果在山区，除符合本条第一款的规定外，还应当避开可能发生泥石流、滑坡的地段。矿井井口及工业场地内建筑物的标高低于当地历年最高洪水位的，应当修筑堤坝、沟渠或者采取其他防排水措施。,第四十三条当矿井井口附近或者塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时，应当采取安全防范措施。严禁开采煤层露头的防隔水煤（岩）柱。在地表容易积水的地点，应当修筑沟渠，排

23、泄积水。修筑沟渠时，应当避开露头、裂隙和导水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水的，应当填平压实。如果低洼地带范围太大无法填平时，应当采取水泵或者建排洪站专门排水，防止低洼地带积水渗入井下。当矿井受到河流、山洪威胁时，应当修筑堤坝和泄洪渠，防止洪水侵入。对于排到地面的矿井水，应当妥善处理，避免再渗入井下。对于漏水的沟渠（包括农田水利的灌溉沟渠）和河床，应当及时堵漏或者改道。地面裂缝和塌陷地点应当及时填塞。进行填塞工作时，应当采取相应的安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。在有滑坡危险的地段，可能威胁煤矿安全时，应当采取防止滑坡措施。,第四十四条严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地

24、段，以免冲到工业场地和建筑物附近或者淤塞河道、沟渠。第四十五条对于正在使用的钻孔，应当按照规定安装孔口盖。对于报废的钻孔，应当及时封孔，防止地表水或者含水层的水流入井下。观测孔、注浆孔、电缆孔、与井下或者含水层相通的钻孔，其孔口管应当高出当地最高洪水位。第四十六条报废的立井应当填实封堵，或者在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，并设置栅栏和标志。报废的斜井应当填实封堵，或者在井口以下斜长20m处砌筑1座砖、石或者混凝土墙，再用泥土填至井口，并加砌封墙。报废的平硐，应当从硐口向里用泥土填实至少20m，再砌封墙。报废井口的周围有地面水影响的，应当设置排水沟。封填报废的立井、斜井和平硐时

25、，应当做好隐蔽工程记录，并填图归档。,第四十七条矿井应当与气象、水利、防汛等部门进行联系，建立灾害性天气预警和预防机制。煤矿应当及时掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息；及时掌握汛情水情，采取安全防范措施；加强与周边相邻矿井信息沟通，发现矿井出现异常情况时，立即向周边相邻矿井进行预警。第四十八条矿井应当安排专人负责对本井田范围内可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查。当接到暴雨灾害预警信息和警报后，应当实施24h不间断巡查。在矿区每次降大到暴雨的前后，应当派专业人员及时

26、观测矿井涌水量变化情况。,第四十九条矿井应当建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准、指挥部门、联络人员、撤人程序等。当发现暴雨洪水灾害严重可能引发淹井时，应当立即撤出作业人员到安全地点。经确认隐患完全消除后，方可恢复生产。第五十条矿井在雨季前，应当全面检查防范暴雨洪水引发事故灾难防范措施的落实情况。对检查出的事故隐患，应当落实责任，并限定在汛期前完成整改。防治水工程应当有专门设计，工程竣工后由矿井总工程师负责组织验收。,第三讲,井下探放水,第八十八条对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，进行充水条件分析，

27、并遵守下列规定：（一）每年年初，根据每年的采掘接续计划，结合矿井水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水害分析预测表及水害预测图；（二）在采掘过程中，对预测图、表逐月进行检查，不断补充和修正。发现水患险情，及时发出水害通知单，并报告矿调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点；（三）采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。采掘工作面水害分析预报表和预测图模式见附录六。,第八十九条水文地质条件复杂、极复杂的矿井，在地面无法查明矿井水文地质条件和充水因素时，应当坚持有掘必探的原则，加强探放水工作。第九十条在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进前，应当采用钻探、物探和化

28、探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告，并提出水害防范措施，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行施工。第九十一条矿井工作面采煤前，应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。,第九十二条采掘工作面遇有下列情况之一的，应当进行探放水：（一）接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；（二）接

29、近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱；（三）打开防隔水煤（岩）柱进行放水前；（四）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带；（五）接近有出水可能的钻孔；（六）接近水文地质条件复杂的区域；（七）采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水；（八）接近有积水的灌浆区；（九）接近其他可能突水的地区。探水前，应当确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。,第九十三条采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离，应当根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度等确

30、定。探放水设计由地测机构提出，经矿井总工程师组织审定同意，按设计进行探放水。,第九十四条布置探放水钻孔应当遵循下列规定：（一）探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。（二）探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。（三）煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。（四）上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。

31、双巷间每隔3050m掘1个联络巷，并设挡水墙。,第九十五条井下探放水应当使用专用的探放水钻机。严禁使用煤电钻探放水。第九十六条在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定：（一）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。（二）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。（三）在打钻地点或其附近安设专用电话。（四）依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。（五）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安

32、全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。（六）钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。,第九十七条探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。第九十八条探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：（一）探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m；（二）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。,第九十九条在探放水钻进时，发现煤岩松软、

33、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆；应当立即向矿井调度室汇报，派人监测水情。发现情况危急，应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。第一百条探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。当钻孔接近老空时，预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿井调度室，及时处理。,

34、第一百零一条钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井；放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。,第四讲,煤矿重大水害典型事故案例,一、避免水灾害事故典型案例 （一）、平禹煤电新峰一矿“10.19”突水事故案例分析 2005年10月19日某矿东大巷水闸门以东967m处，扩修巷道时发生底板突水事故，最大突水量38056 m 3/ h，从开始突水到矿井被淹历时81分钟。,1、矿井概况 该矿井田西依丘陵，东临平原，地势由北西向南东微倾斜，地面标高208.70 m 117.70 m。井田总

35、体构造形态为向南西倾斜的单斜构造，地层倾角1025，局部地段大于40。井田西部、西南部及东北部均以断层为自然边界，井田内断层比较发育，以北东向及北西向正断层为主，构造类别属中等。,该矿始建于1969年12月，1976年10月简易投产，主采二迭系山西组二1煤层和二3煤层，井田面积13.5km2，设计生产能力0.6Mt/a。后经改造，2005年经上级主管部门核定生产能力1.05Mt/a。矿井为立井单水平上、下山分区开拓，水平标高-200 m。中央边界抽出式通风，矿井正常涌水量430 m3/h。承压水位标高132 m。,2、事故经过 2005年10月19日15时50分，-200m水平东大巷扩修时，盯

36、面检查工发现扩砌工作面附近有4m长的拱帽冒落，而且扩砌处向后20m范围内巷道压力增大，底板鼓起，该检查工立即向矿调度室汇报。接到汇报后,矿领导派地测科科长到现场观察并查明原因，同时命令现场作业人员撤离，当时在井下带班的两名副矿长及安检（监）科科长得知这一情况后，迅速赶赴现场。16时20分碹帽塌落长度增加到8m，后方10m范围内砌体严重变形脱落，底板鼓起严重，17时18分，冒顶处底鼓高度达1.2 m，涌水量约80m3/h，矿长立即向平禹煤电公司调度室进行了汇报，平禹煤电公司总工程师紧急赶到矿上，同相关人员一起下井查看。18时20分，水量增大，涌水量约180 m3/h，矿井立即启动水灾应急救援预案

37、，受水害威胁的人员迅速沿避灾路线进行撤离。,18时38分，冒顶处底板突然一声巨响，喷出约0.6m见方的水柱，涌水量约5000 m3/h以上，已远远超出矿井排水能力（1400m3/h）。19时07分，水量进一步增大，在主石门调车站处用浮标法粗略测算，涌水量达12000m3/h以上，由于水量大、流速快和冲出的杂物使水闸门无法关闭。此时，井下其它区域人员在各级干部的带领下按避灾路线撤至地面，中央泵房大泵全部启动。 19时59分，中央变电所及泵房被淹，司泵工、副井底信号工升井。至此，当班井下的472名干部职工全部升井，无一人员伤亡，从矿井突水到矿井被淹只有81分钟。,3、原因分析 突水点位于东大巷96

38、7m附近，该段巷道为砌碹支护，1999年施工，上距二1煤层20m，二1煤已于2001年回采结束，因原施工巷道断面小，对该段巷道进行扩修。 A、突水点分析 突水时，现场有人观察，突水点位置清楚。底鼓范围大、突水迅猛，突水处呈线状沿巷道展布，是一个长度大于10m的出水带。,B、水源分析 此次突水来势猛，水量大，最大突水量约38056m3/h，平均突水量26639m3/h。从突水到泵房被淹仅81分钟；距突水点3000m处的桐树张村供水井在突水后水位下降150m，该水井落底在寒武系灰岩中，由此确认突水水源为寒武系灰岩岩溶裂隙水。,C、导水通道分析 从矿井地质构造分析，井田范围主要发育有北东向和北西向的

39、断层，岩层张性节理比较发育。-200m水平东大巷在掘进时未见到大落差断层，只见到落差不足1m的一条小断层，从附近揭露的地层情况看，出水点所在巷道下距寒武系灰岩约48m，中间为砂泥岩、石炭系灰岩互层和铝土岩，均为隔水层，寒武系灰岩含水层静水压力为3.2MPa，显然不可能直接突破。推断此次突水通道为下部岩层中的张性裂隙发育而成的垂向隐伏导水通道，这一通道应呈线状沿巷道展布。,综上所述，此次突水的原因为：魏庄断层是一区域性大断层，在出水点一带受后期应力改造，从北西向转为北东向，并由此派生出关庄正断层、DF1断层等一系列支断层及张性裂隙，因此二1煤底板岩层裂隙十分发育，受地应力不断变化影响，地下水径流

40、较快，寒灰小裂隙慢慢形成小溶隙，长年累月溶隙越来越大，引起上覆岩层跨落，且高度范围渐渐增大，形成隐伏垂隙发育。出水点正处于转折端的地应力集中区。此次巷道扩修后，巷宽由原2.5m扩修到4m，受地应力重新分布及爆破影响，底板抗剪强度降低，承压水导高使隔水层弱化，下部灰岩承压水通过垂向导水通道涌入东大巷的底板薄弱地段，静水压力造成20多米巷道底鼓，并最终突,破薄弱隔水层导入巷内，突水后，距突水点3000多米的桐树张村供水井水位大幅度下降，表明寒武系灰岩含水区域大，水力联系广。 D、专家点评 该矿“10.19”突水灾害，从突水到淹井历时81分钟，经统计计算前7个小时平均突水量达26639m3/h，最大

41、突水量为38056m3/h。时间之短，突水量之大居全国第三位，省内罕见。 启动矿井水灾应急救援预案，迅速果断，通知、组织人员撤退路线正确。应急救援预案切合矿井实际，预案演练到位，矿井指挥人员决策正确、坚决、果断，井下人员熟知避灾路线、撤离迅速，全部安全升井。,发生突水灾害后，立即组织工程技术人员、聘请全国防治水知名专家分析、研究突水水源和突水通道，制定了多套注浆堵水方案，最终选定“先截流加固恢复矿井，后堵源治本，即先截后堵，探堵结合，堵源为主”这一最佳方案。同时招聘注浆堵水队伍。堵水方案正确，注浆队伍技术过硬，历时105天圆满完成了注浆堵水任务。经测算，出水点已得到完全封堵，堵水率达到100%

42、。,堵排水结束后制定的复矿计划周密详细，组织严密，每一工程项目责任到人，计划合理，措施得力，如期实现了按期复矿的奋斗目标。从矿井突水到复矿，历时8个月，复矿时间之快，居全国首位。 井田原勘探程度低，后经补充勘探达到精查，但地质报告提供矿井水文地质类型为简单型，有关专家、学者也认为该矿矿井水文地质条件简单，所以，一直按水文地质条件简单型矿井进行管理，对矿井水文地质复杂性认知不够。,针对矿井水文地质条件的复杂性，对矿井水文地质条件应进行重新评价；修编矿井地质报告；进一步进行地质勘探，采用多种手段查明矿井地质构造和矿井水文地质条件；进一步完善矿井水文观测系统；进一步查明赋水、富水区域，并根据具体情况

43、采取相应的治理措施，确保矿井安全生产。,“许昌人”（本次突水后带出的一科学重大发现） 生活时间距今8万10万年，处于现代人类起源的关键时段，活动范围在现河南省许昌市许昌县灵井镇一带，其身份有可能是从北京猿人一直延续下来的中国人种中的一环。 “灵井”顾名思义有井，这井其实是从十几万年前就开始流淌的地下泉水，几乎没有干涸过。长期以来，埋藏文化遗物的地层被积水浸泡，无法进行考古发掘。2005年4月，因遗址西南约7公里的一家煤矿透水（平禹煤电新峰一矿），致使包括灵井在内的几处泉水骤然断流，接着积水循泉眼回流，地下水位下降，原生地层出露，实属“千年等一回”。河南省文物考古研究所迅速将这一重要情况上报，请

44、求对这处史前遗址进行考古发掘。国家文物局批准了这一发掘项目，发掘面积300平方米。,（二）、三门峡市陕县支建煤矿“729”透水事件成功抢险救援的启示 2007年7月29日上午8时40分，中国铝业公司陕县支建矿业有限公司东风井发生透水事件，当时井下有矿工102人，事故发生后33人及时升井，69人被困井下。经生死小时的紧张救援，指挥部的果断决策，参战人员的艰苦努力，通过大胆创新，齐心协力，精心组织，共同创造了一个科学施救的成功典范。,阳光再次照到了个鲜活的生命身上，升井的矿工重新投入了亲人的怀中。生命再次灿烂，喜悦大家分享，随着名矿工的成功升井，一条条果断的决策，一项项科学的调度，一个又一个打破先

45、例的救援创举，也将被浓墨重彩地写进历史。,1、支建矿业有限公司基本情况 中国铝业公司陕县支建矿业有限公司位于陕县王家后乡上庄村，其前身为陕县支建煤矿，该矿井是国内罕见的同时开采煤炭和铝土矿两种矿产资源的矿井，始建于1958年，煤炭开采年设计生产能力21万吨，核定生产能力14万吨，采用斜井多水平开拓，低瓦斯矿井，通风方式为中央并列式，于2005年9月改制为有限公司，现有职工414人。剩余可采储量782万吨，服务年限30年。,矿区为山岭沟壑地貌。呈近东西向的铁炉沟河与支建矿业有限公司东风井井口相比邻，且横穿井田中央，走向距离远，横向呈”V“字型开阔发育，具有较强的汇水能力。 东风井井口西300余米

46、处是中国铝业公司废弃的铝土矿矿坑，该矿坑塌陷区向南延伸至铁炉沟河河床底部，因铁炉沟河河床底部标高大部分在+300以上，该区在一般气候条件下为贫水区；原本隔水性较好的铝土矿层因采掘大大降低了其隔水性和抗透水能力，导致了废弃的铝土矿矿坑具有短时的蓄水能力和其底部泻水的可能性。,2、透水事故发生经过 月日时至日时，河南省三门峡市突降暴雨，降雨量毫米。月日凌晨，陕县支建地区大雨如注，山洪暴发，平日干枯的铁炉沟河顿时洪水咆哮，排山倒海的大洪水不断冲击河堤。 时分，负责防洪巡查的中铝矿业分公司员工张长兴，在铝土矿采区边界外多米的河道，发现一个飞速旋转的漩涡，顺着漩涡洪水汹涌渗入地下。,而就在此时，雨水在流

47、经陕县支建矿业有限公司矿区的铁炉沟河中形成汹涌的洪水，流入中国铝业公司矿业分公司开采过的废弃铝土矿塌陷区和因废矿渣挤占河床致使河水上涨进入一个与河底相邻的废弃铝土矿坑中。日时分左右，铝土矿塌陷区和铝土矿矿坑中的积水通过支建煤业有限公司打有象征性三道“水闸墙” 的废弃巷道溃入正在生产中的支建煤业有限公司矿井，肆虐的洪水流至二水平后沿轨道下山和皮带下山湍流而下，致使井下两条水平巷道和两条倾斜巷道被淹没。当班下井的名矿工，经矿方立即组织井下人员撤离，只有人解围升井，其余人被困井下，生死未卜，危在旦夕。预计透水量4000立方米，淹没巷道600余米，水位稳定在+265米左右的位置。详见陕县煤业有限公司“

48、七.二九”淹井事故模型图：,3、透水事故抢救经过 事故发生后，国务院领导同志作出重要批示，要求全力施救，科学施救，严防次生事故发生，确保被困矿工生命安全。河南省委省政府、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局负责人先后亲临现场，指挥组织抢险救援工作，共同研究部署了“一堵、二排、三送”的综合抢险救援方案。科学施救方案内容，即：“堵”、堵住地表洪水的泄露点，“排”在井下安装水泵排除洪水和淤积物，“送”向井下送压风、送氧、送牛奶。如图所示,图,一堵： A、堵河：7月日深夜，武警河南省总队先从三门峡、洛阳等地调来300名武警官兵冒雨挺进铁炉河。 武警官兵们冒着大雨在河床透水地段奋战了20小时，克

49、服了事发突然、救援物资有限、水势湍急等重重困难，堵实了河床泄漏通道，保证了井下水位的稳定，为井下及时开展抢救工作创造了安全条件。,B、堵雨：为减轻救援压力，抢险指挥部决定人工减雨干扰天气。三门峡气象局调来了名气象专家、一台装有四要素自动站的气象车、三门三七高炮、门火箭炮和多发炮弹。 经两小时人工减雨作业，多发炮弹通过雷达定位后，定点发往高空，驱散了云层，成功地“拦截”了矿区西南方向的降雨。当天下午，支建矿区公里左右范围内仅下了短时小雨。,C、堵通道：河南省煤炭局安全管理处处长杨建增、曹瑞伟等领导在井下检查指导抢险救援工作时发现，原透水通道仍有一定的水量从一水平流向二水平被困人员灾区，马上命令有

50、关人员在一水平车场进行堵截，并在车场架泵进行排水。经测定，被截水量为当时排水量的1/2左右。这一举措，减排节时1/3，使成功抢险救援工作提前了1/3的时间。,二排： A、排水清淤：省煤炭工业局接到报案后，迅速启动了应急救援机制，按照河南省煤炭行业突发公共事件应急预案要求，立即通知邻近的义煤集团救护队、义煤集团的工程技术人员及专业骨干抢险队伍直奔事故现场参加抢险，及时安排相关的设备、物资迅速运往事故现场。义煤集团按指挥部指示全面承担抢险救援任务井下清淤、排水、设备安装。,经过救灾人员的艰苦劳动，截至8月1日8班，累计抢险时间76小时，修复巷道局部塌方5处，清理巷道45米，组织安装管道3躺、水泵3

51、台，形成210立方米/时排水能力，改造井下供电系统，新铺设电缆2250米。累计排水约4860立方米，水位累计下降1.5米。,B、排故障：在整个抢险救援过程中，多次出现各种各样的故障。一是排水系统：安装的第一趟排水管路因抗压强度低，在初次起动水泵时发生爆裂，另外象排水管路漏水、水泵不上水、电器开关不工作等故障义煤集团救护人员都一一进行了及时排除；二是“三条生命线”之一的压风管道在往井下压送面汤后发生了堵塞，被称为“7.29生命守护神”的矿山救护专家李震寰急中生智采取了有效措施，及时排除了压风管道不通的故障；三是日下午，井下灾区一直与井上保持联系的电话突然中断，从没有下过井的陕县网通公司副总经理张

52、建刚与硖石乡通讯所所长刘建设受命于危难之际，背着便携式查线机入井。走一处查一处，到第五处交换接口时发现了问题。立即对电话线进行了修复，又恢复了一条“生命线”。,三送： A、送风、送氧、送营养：巷道堵死后，新鲜的空气进不去，名矿工随时都有窒息的可能，必须想尽一切办法，把新鲜空气送进去。 一大创举：氧气送进了死巷里。救援方案一定，当下最要紧的事，就是要首先保证井下矿工能吸到氧气，保住性命。但如何把氧气准确送到矿工所在的地方，让指挥部犯了难。就在指挥部紧急商议时，井下矿工的一个电话救了急：洪水刚下去，他们就割断了巷道里的压风管，拖到了大家身边。,又一创举：送风管送进了牛奶。井下氧气保证了，可人的肚子

53、怎么办？按照专家的说法，人三天不吃东西，就可能爬不起来；七天不吃东西，一般都会饿死。所以要保住矿工的命，必须还得让他们有东西填肚子。可有人又有了新的担心：一送牛奶，风不就送不成了吗？停风期间，井下氧气不够出了事怎么收拾？在技术人员仔细研究和精确计算的时候，指挥部紧急从义煤调来了名专职风机司机，全面接管压风房。计算结果出来了：把公斤牛奶送到井下，大约需要分钟，而停分钟的风，不会让井下出现大的问题。当机立断，经过高温消毒、过滤，牛奶顺着送风管道汩汩地流了下去。就这样，一条压风管，在送风、送氧的同时，又送奶，再次成为中国矿山抢险救灾史上一大创举。,日时，按抢险救援专家组制定的方案，在副省长史济春、省

54、煤炭局副处长李震寰、曹瑞伟等领导的指挥下，井上救援人员顺利通过通风管道向井下送奶公斤，名被困矿工获得了必要的营养供给，为抢救赢得了时间。 B、送关怀、送亲情、送希望 事故信息逐级汇报，很快传到中南海，惊动了党中央、国务院。党中央、国务院领导同志当即批示，要全力施救，科学施救，严防次生事故发生，确保被困矿工的生命安全。,紧接着，又作出第二次批示，要求在前一段抢救工作的基础上，进一步按既定抢险方案，加大组织施救力度，切实防范出现新的险情，尽早救出被困矿工，在确保安全的情况下，工作推进越快越好，营救矿工越早越好，伤亡人员越少越好，努力做到无一人伤亡。,四救（被困人员自救） 日时多，井下的曹百成刚站上

55、高平台，猛然想到水中还有一根通向井上的压风管，有了压风管，能通风就有存活的希望！ 曹百成立即带着安检员宁保师等人又冲下水去。巷道的水已快淹到了脖子，曹百成艰难地回游了多米，在水中找到这根“生命线”，用电工刀砍断，奋力拖上高台。 采煤队副队长朱年群第一个想到了用内线电话与外界联系。他发疯似地拨打着，一部电话没音，又冲到另一部电话前，还是没音洪水在上涨，刚试过的一部电话，很快就被淹在了水里。,危难时刻，一个“临时队委会”在地下深处成立，朱年群总负责，并与吉先发一起负责与井上联络；曹百成负责稳定人心；维修队副队长兰朝军、机电队班长张彦群、采煤队副队长何保民，分别负责各自队伍；安检员宁保师、郭石屯二人负责瓦斯监测和水位观察。 把人员安置好后，“队委会”成员商量，要把食物集中起来，这可能是井下最后一点救命食物，只能等最饥饿、最需要时使用。,五、“7。29”透水事件抢险救援成功经验 月日时分，随着最后一名矿工被搀扶着走出矿井，河南陕县“”支建煤业透水事故中名矿工在被困昼夜后全部生还。回顾这次事故抢险救援的4天夜，名被困井下的矿工能够成功获救，确有许多经验值得总结。 一是有一个 “人命大于天”的处事理念。事故发生后，党中央、国务院高度重视，多