《矿井水害防治》PPT课件

1、矿 井 水 灾 防 治,资源工程系 许福美,教师简况,姓名：许福美 职称：副教授 毕业院校：中国矿业大学 专业：地质 电话邮箱：,2005-2006年事故统计表2005年 事故起数 死亡人数煤 矿 3306 5938金属与非金属矿 1928 2342 2006年 煤 矿 2945 4746金属与非金属矿 1869 2271,一、影响矿井水灾发生的因素二、矿井水灾的危害三、矿井突水预兆四、矿井水灾的防治五、矿井不同水源突水的防范要点六、水灾现场处理指挥七、案例分析,一、影响矿井水灾发生的因素,1、矿井充水要素 1）充水水源 大气降水 地表水（江、河、湖、海、水库、积水洼

2、地） 地下水（孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水）,2）充水通道岩层的孔隙：取决于孔隙的大小和连通情况。 风化裂隙岩层的裂隙： 成岩裂隙 构造裂隙岩溶的溶隙：一般沿层面或破碎带发育人工作用形成的：如旧钻孔，采矿活动破坏了隔水层等。,2、矿井水灾发生的原因,1）自然因素 自然条件（含水层、岩溶） 地质构造 开采历史原因,2）人为因素对水灾的认识和重视程度不够技术人员业务水平不够短期效益思想,乱采乱掘,忽视安全生产防治水投资力度不够或工程质量差无防治水的规章制度,发现水灾预兆不重视,不及时汇报、处理。,二、矿井水灾的危害,1、危害生命安全和财产损失 2、腐蚀设备 3、防治水增加采掘成本 4、恶化劳动条

3、件，影响劳动效率,三、矿井突水预兆,矿井突水过程主要决定于矿井水文地质及采掘现场条件。一般突水事故可归纳为两种情况：一种是突水水量小于矿井最大排水能力，地下水形成稳定的降落漏斗，迫使矿井长期大量排水；另一种是突水水量超过矿井的最大排水能力，造成整个矿井或局部采区淹没。在各类突水事故发生之前，一般均会显示出多种突水预兆。,1、一般预兆,煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁 锈色水迹； 工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味； 有时可闻到水的“嘶嘶”声； 矿压增大，发生冒顶片帮及底鼓；,2、底板灰岩含水层突水预兆,1）工作面压力增大，底板鼓起，底鼓量有时可达50

4、CM以上； 2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大； 3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加。当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊；底板稳定时水色变清； 4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声； 5）底板发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。,3、松散孔隙含水层突水预兆,1）突水部位发潮、滴水且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂； 2）发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出； 3）顶板发生溃水、溃砂，这种现象可能影响到

5、地表，致使地表出现塌陷坑。,四、矿井水灾的防治,（一）、地面防排水 地面防排水措施主要包括填塞通道、排除积水、挖排洪沟、筑堤防洪、整铺河底及河流改道等，必须根据地形、水文和气象条件加以合理选择，有时还可将几种措施综合使用，以求更好的效果。,(二)、井下防治水,1查明水源 地下水源是看不见的，只有通过勘测，掌握古井、采空区的积水以及主要含水层、充水断层和裂隙的分布，从而定出矿井的积水线、探水线与警戒线。,2探放水,探放水 原则： 井下生产必须执行“有疑必探，先探后掘”的原则。,1）凡遇到下面情况都必须停止掘进，进行探水： 掘进工作面接近溶洞、含水层(流砂层、冲积层、各种承压水的含水层、含水断层或

6、与地面大量积水区相通的断层)； 掘进工作面接近被淹井巷或有积水的小窑、老空； 上层积水，在下层进行采掘工作，两层间垂直距离小于采煤工作面采高的40倍或小于掘进巷道高度的10倍； 在边探边掘区内掘进时，掘进长度达到允许掘进长度； 采掘工作面发现出水征兆； 当采掘工作面接近各类防水煤柱时； 接近可能同河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时； 接近有水或稀泥的灌浆区时； 接近其他可能出水地区时。,2)探水前应注意如下问题： 加强靠近探水工作面的支护，以预防高压水冲垮煤壁及支架； 检查排水系统，应根据预计出水量确定是否加大排水能力，清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用； 水压较大时，探水孔要

7、设套管，以便安装水阀控制放水量，特别危险的地区还要选择坚固地点，砌筑水闸墙； 探水工作地点要安设电话，以便能及时与调度室和中央泵房联系。,3)、放水(疏干) (1)疏放老空水，有下列几种方法： 直接放水。当水压不大，不致超过矿井排水能力时，可利用探水钻孔直接放水。 先堵后放。当老空水与溶洞水或其他巨大水源有关系，动水储量很大，一时排不完或不可能排完的情况下，应先堵住出水点，然后排放积水。,(2)疏放含水层水： 它包括地面疏放水、用井下疏水巷道疏水等。前者适用于埋藏较浅、渗透性良好的含水层。后者适用于已摸清水源，并预算出涌出量的情况下。,3留设防水煤柱 留设防水煤柱的目的是为了截止井上、下各种水

8、源的通道。确定煤柱尺寸，必须考虑到被隔水源的压力、流量、煤层的赋存状况等各种因素。 防水隔离煤柱因作用不同，大致分为井田隔离煤柱、断层防水煤柱、被淹井巷之间的煤柱及防止潜水及流砂等流人巷道而留设的煤柱。,4截水和堵水 (1)截水：为了使井下局部地点的涌水不致波及其他地区，需要在涌水的巷道中设置水闸门或水闸墙。 (2)堵水：注浆堵水是将专门制备的浆液通过管道压人地层裂隙或孔洞，经凝结、固化后达到隔绝水源的目的。在注浆堵水工程中，合理选择注浆材料十分重要。它关系到注浆工艺工期、成本及注浆效果。目前，国内外应用的注浆材料多种多样，可以简单地分为硅酸盐类和化学类浆液两大类。,五、矿井不同水源突水的防范

9、要点,1、河水或其他地表水透入井巷 河下或其他水体下采煤，必须在煤与水体之间按规定留设防水隔离煤柱；矿井的井口标高（包括斜井及一切安全出口）必须高于当地历年最高洪水位标高。,2、浅部小煤矿或采空区积水突出 这类突水不论积水量大小，水源均高度集中，一旦突破，水将以溃水的形式突出，迅速异常，对井下作业人员的杀伤力极大。对于这类突水，重在加强技术管理、预测预防和及时超前探水或留设煤柱加以切实隔离，无需进行注浆堵水。,3、冲积层（砂、砾含水层）突水 含水冲积层下安全开采，是一项系统工程，除了必须在探明工作面地质构造的基础上正确留设防水煤柱，还必须合理选择采煤方法、限定采高、控制开采强度和做好冲积层水位

10、长观孔及工作面水量变化的检测、分析等工作，并力争矿井具有一定的应急备用排水能力，以防患于未然，保障安全生产。,4、孔隙、裂隙含水层的涌、突水 防止的方法是有计划地适当提前疏放水，消耗其静储量，先把水压降下来。,六、水灾现场处理指挥,1、井下发生水灾初期的自救 （1）井下发生突水后，应立即用最快的方法通知附近地区的人员一起按照矿井灾害预防和处理计划中所规定的路线撤出。 （2）突水时，水势很猛，冲力很大，人员撤退时一定要注意向高处走，沿着上山方向进入上一个水平，然后出井。 （3）在撤退中，如出路已被水隔断，就要寻找井下位置最高、离井筒和大巷最近的地方暂时躲避；同时定时在轨道和水管上敲打发出呼救信号

11、。,（4）如突水区设立水闸门时，在人员撤出后，要立即紧紧关死水闸门，把水流完全隔断。（5）水泵房人员在接到突水事故报警后，要立即关闭泵房两侧的密封门，启动所有水泵，把突出的水尽快排出；没接到救灾领导人的撤退命令，绝对不可离开工作岗位。（6）突水后，特别是老空区的积水突出以后，往往会从积水的空间放出大量有害气体，如瓦斯、硫化氢等，所以在避灾自救中要注意防止有害气体中毒和窒息。,2、水灾现场处理（1）应迅速判定水灾的性质，了解突水地点、影响范围、静止水位，估计突出水量、补给水源及有影响的地面水体。（2）要掌握灾区范围、搞清事故前人员分布，分析被困人员可能躲避的地点以便迅速组织抢救。,（3）根据突水

12、量的大小和矿井排水能力，积极采取排、堵、截水的技术措施。（4）加强通风，防止瓦斯和其他有害气体的积聚和发生熏人等意外事故。（5）排水后进行侦察、抢险时，要防止冒顶、掉底和二次突水。（6）抢救和运送长期被困井下的人员时要采取的措施，要防止突然改变他们已适应的环境和生存条件，造成不应有的伤亡。,七、案例分析,福建煤电公司翠屏山煤矿“8 . 3”透水事故 事故发生时间：2002 年8 月3 日11 时30 分事故发生地点：201 采区十320 区段南41 煤层切眼上山 事故性质:重大责任事故 伤亡情况: 死亡3 人、失踪1 人,一、概述 事故发生地点位于翠屏山井田南翼，历史上有小煤窑开采，井口均已塌

13、陷并被植被覆盖，201 采区320 区段处于探煤阶段。现有井巷长度315米，其中全岩巷195 米为裸体巷道，断面5.4M2，切眼上山120 米、净断面2.5 M2、棚距0 . 8 米。该切眼于2002 年6 月13 日开始施工，所探煤层为41 煤层。已揭露的41 煤层厚度不稳定，局部厚达6 米，二切眼上山沿着顶板或底板掘进，煤质较松。煤层倾角为56 度左右，属于急倾斜煤层。顶板岩性为厚层状细粉砂岩，块状构造，底板岩性为细砂岩。,二、事故经过 2002 年8 月3 日早班采掘十队六人在班长张兴淦的带领下，7 点30 分左右到达工作面。约11 点，出完14 车煤后，罗明贵等5 人到十320 车场各

14、推一部空车到装车口，罗先把装好的第15 部车往外推至装车口以外130 米石门三叉口处，突然听到身后一阵急风吹来，就被随后跟来的水冲出70 多米，至320 联络巷时抓住电缆而脱险，并立即把工作面透水情况向调度室汇报。与此同时，张根深协助装好第16 车煤后准备推车时，听到一阵风从小眼下来就与张启文往外跑，至装车口以外20 米处第一个避车处，张根深迅速躲到避车巷获救，而张启文则被水冲走。张元生爬上小眼口，准备装第17 部车时被小眼上方的水冲出，张瑞明当时在装车口听到异常声音就爬进装车口以内的空车上获救。,事故发生后，福建煤电公司和翠屏山煤矿迅速投入了抢求工作。抢救人员在380 车场遇见该班工人罗明贵

15、，向他了解事故的情况，抢救人员赶到现场发现十320车场煤泥有50 厘米高，水流量已减至35-40 M3小时，估计有3000m3 左右的水及煤泥冲下来。 在清理过程中，发现320 车场中部的张启文、张元生二人，均已死亡。14 时发现送饭女工刘菊英尸体。由于切眼上山经透水事故后，整条切眼上山被大量的煤泥矿木堵塞，并可能存在积水，为确保施救人员的生命安全，防止事故扩大，经请示报告同意，终止施救工作。,三、事故原因分析1 、直接原因： 切眼上山工作面煤层冒落后，施工队没有及时采取有效的支护措施，造成承压煤层承受不住老窑水压力发生透水事故。2、间接原因： 一是该矿虽然制订了210 采区十320 区段41

16、 采面切眼上山探水技术措施，但在实施过程中由于冒顶没有严格按照技术措施的要求执行，而且对工作面发生冒顶无报告，重大的潜在水害隐患不能及时排除；二是日常管理工作不到位、且探水工作检查、监督不够。,四、事故教训l 、应切实抓好矿区老窑、采空区积水情况调查，坚持“有疑必探、先探后掘”的防治水原则；2 、加强工作面、顶板管理，严格按作业规程作业；,五、防范措施1、翠屏山煤矿“8 . 3 ”透水事故发生后，组织了一次全面的安全生产大检查，符合基本安全生产条件的采掘工作面，由矿长审批签发 继续生产通知书，不符合安全生产条件的工作面发出停产整改通知书 ，同时发动全矿安全、生产技术人员，通过查资料，看现场对矿

17、区所有采掘工作面的周边环境进行安全技术论证，认真制定并落实防治矿井水害的措施，杜绝类似事故的发生；2、认真吸取“8.3”透水事故教训，举一反三，加强现场生产管理和安全技术管理，杜绝事故的发生，把安全工作作为首要工作来抓，坚决做到隐患不排除不生产、安全措施不落实不生产，确保万无一失；,3、加强防治水安全技术培训，提高职工防范透水事故的能力，增强自我保护能力；4、加强对有可疑水患作业点的安全管理，加大现场管理力度，严格执行探放水制度；5、坚持小煤窑调查和矿井积水区的分析以及做好出水点的观测工作，严格采掘工作面的安全技术论证工作，把防治水害作为重点工作来抓；6、进一步加强职工的安全技术培训工作。认真

18、组织采掘工人学习有关探放水技术和避灾知识，做到探放水作业必须有明确责任人及探放水书面记录；7、加大安全大检查力度，每5 天组织一次全矿性安全大检查、及时排除隐患，确保安全生产。,七、案例分析永定县培丰镇田地村丰田煤矿“8.29”透水事故事故发生时间:2001.8.2918时事故发生地点：永定县培丰镇田地村丰田煤矿459 事故性质:重大责任事故死亡3 人伤亡情况:死亡3人,一、概述丰田煤矿在七十年代为县国有煤矿，后划给永定县煤炭工业公司管理。该矿已经取得了采矿许可证，核定开采深度为459-520 米。由于459 以下水平违采，永定县煤行办在2000 年9 月18 日发现该矿越界开采后即下安全监察

19、意见书，责令停止。2001 年5 月30 日，县关压办发出通知，要求丰田煤矿取缔20 号煤下山并永久性关闭，检查中20 号煤下山的巷道口已用红砖桨砌。但该业主却阳奉阴为，在县煤行办检查时钉上栅栏，拆除下山电源，待人一走就打开栅栏，接上电源，断断续续地生产。 459 水平20 号煤下山主要股东有简坤荣、郑庆明、郭尔年，由郑庆明负责井下生产安全，简坤荣负责地面及销售，井下生产承包给刘志伟，由领班肖作证带领工人生产，工人未进行过安全教育培训。,二、事故经过 2001 年8 月29 日下午六时左右，陈广昌拉第四车煤到十332 水平井底上山口时，感到一阵大风扑出，在井底巷道的陈广昌和龙立芳立即往提升上山

20、跑出井口，其余人员也立即撤出井口，、在沿煤上山迎头作业的肖作证、刘石发、邱世生没有出井。而后陈广昌和阳贻泼等人重新进洞察看，见第一道下一山被淹10 多米高，工人找到承包人刘志伟报告，刘电话通知简坤荣、郑庆明。 9 月4 日，由于下山巷道发生局部冒顶，水管被埋，抽水被迫停止，施救组立即组织巷道维修并继续施救，因施救的难度与危险性大，9 月13 日报请省安办终止施救，次日省安办同意终止施救。事故发生后，郑庆明、简坤荣未及时报告，隐瞒事故真相并驱赶和派送工人和家属离开现场，在事故调查中作伪证，法人代表郭乐后、 承包人刘志伟逃匿，给事故调查工作造成很大困难。,三、事故原因分析 1、 直接原因： 该矿业

21、主擅自打开已封闭的越界开采巷道，未对周围老窑采空区积水进行调查，又未制定探放水措施，组织工人在上山冒险作业，打穿老窑采空区积水，引发透水事故。2、间接原因： 一是下山违法越界开采，不具备基本的安全生产条件；二是工人无进行教育培训，不具备防范透水的能力；三是县煤行办、培丰镇政府对该矿下山违法开采的行为疏忽督查。,四、事故教训1、必须切实加强矿区水文地质情况调查，特别要加强对老窑、采空区积水情况的调查，坚持“有疑必探、先探后掘”的原则，做好防治水的各项工作2、加强工人的安全培训教育，提高职工识别事故预兆的能力。,五、防范措施1、永定县政府和有关部门要进一步加大打击对非法开采的打击力度，对有证矿井违

22、法越界开采和安全生产状况做进一步的检查。2、各矿必须要有合理的排水系统和防透水措施，要摸清矿井范围内的老窑采空区积水情况，加强防范措施。3、加强工人的安全培训教育，提高职工识别事故预兆的能力和掌握防透水措施，增强职工的自主防范能力。,五、案例分析,江源县松树镇李德增井“ 77”突水事故 1、事故概况矿井名称：江源县松树镇李德增井。事故时间：2002年7月7日10时。事故地点：+582大巷副井交叉点以里上山口。事故类别：突水事故。伤亡情况：死亡7人事故性质：重大责任事故。经济损失：35万元。,广西南丹“7.17”特大透水事故,1、事故概况矿井名称：广西壮族自治区南丹县大厂镇境事故时间：2001年

23、7月17日3时40分事故地点：拉甲坡矿9号井标高-166m平巷的3号作业面事故类别：突水事故。伤亡情况：死亡81人事故性质：重大责任事故。经济损失：8000多万元。,5、事故发生的原因,1）直接原因: 非法开采，乱采滥挖，违章爆破，引发透水是导致“7.17”特大事故的直接原因。5月23日，恒源矿及其连通的拉甲坡矿9号井1、2号工作面标高110m以下采空巷道均被水淹，并与老塘积水相连通。恒源矿最底部167m平巷顶板与拉甲坡9号井166m平巷3号工作面之间的隔水岩体最薄处仅为0.3m，在57m的水头压力作用下已处于极限平衡状态。7月17日凌晨3时多，拉甲坡矿9号井两次实施爆破，使隔水岩体产生脆性破

24、坏，形成一个长径 3.5m、短径1.2m的椭圆型透水口，高压水急速涌入与此相通的几个井下作业区，导致特大透水事故发生。,黑龙江七台河矿务局富强煤矿8.24透水事故 1992年8月24日23时30分，富强煤矿六采区轨道上山发生一起透水事故，死亡5人，直接经济损失25.3万。,1、矿井概况 富强煤矿位于黑龙江省七台河市，隶属七台河矿务局。该矿于1986年投产，设计能力年产90万t，生产采区3个，准备采区1个，开采煤层28层。矿井为立井水平石门开拓，实行提升.供电.排水集中，正常涌水量530m/h。事故发生地点六采区是富强煤矿的一个接续采区，可采煤层6个，可采储量650万吨。当时正处于开拓生产阶段，因+117m标高已被黑河煤矿三井开采，故六采区上部限定在+110m标高。采区轨道上山由一开佑区502掘进队施工。,2 事故经过 8月24日三班，502队出勤6人，在副队长班长共同安排下，接班后出矸8车，打眼55个。分4次爆破后，班长杨某发现顶板破碎掉渣，淋水较大，矸石多无法打锚杆，工人衣服已湿，就决定交班，该队6人连同负