煤矿综合防治水技术

煤矿综合防治水技术（共12篇）

煤矿综合防治水技术 篇1

1 煤矿工程的概况

本次研究的昌平煤业有限公司的井田范围内, 存在五个废弃的小煤矿, 根据地质报告判断得知, 废弃小煤矿均在2-3煤层开采, 且井下开采都是运用巷道掘进的开采技术, 由于废弃小煤矿关闭时间长, 井下开采资料丢失故井下开采活动不详, 废2井和废3井又紧邻昌平煤矿的2-3煤层11020工作面, 煤矿的底板下的岩溶水和工作面开挖处存在裂缝, 地表水通过裂缝流入采空区, 形成积水区。由于煤矿附近存在老窑积水, 煤矿开挖过程中, 施工人员触碰到老窑积水的边缘, 导致老窑积水喷发, 造成严重的煤矿水灾, 老窑水长期处于密封状态, 酸性强, 含硫化氢, 严重危害昌平煤业有限公司的安全生产。在开挖的井田周围分布有很多的废弃的小煤矿, 对正在进行的煤矿开采工作造成很大的影响。

2 煤矿水灾发生的原因

2.1 水灾位置的探测不足

煤矿水灾的位置、类型、原因有很多, 加强了探测的难度。如果施工人员不能及时探测煤矿工作面的水灾位置, 对煤矿水灾不重视, 没有实行有效的防水措施, 将导致煤矿水灾的发生, 造成许多的安全隐患, 煤矿企业经济效益受到严重损失。

2.2 地下水层的突水现象

施工人员在进行煤矿开采的时候会对含水层的煤矿底板进行注浆改造工作, 通过底板注浆改造来治理煤矿含水层的裂缝, 形成了隔水层, 有效防止底板水层的渗出。但是由于施工人员没用按照严格要求进行煤矿工作面底板注浆的改造工作, 底板在改造质量差, 深层的水就会在底板较为脆弱的地方冒出, 发生突水的现象, 造成了严重的水灾, 煤矿开采工作无法进行。

2.3 老窑水的危害

老窑水主要是指以前有些煤矿的开采结束工作不完善, 导致煤矿井存在一些采空区, 地表水经过长时间的渗透, 在采空地方形成了积水区。在后来的煤矿开采过程中不小心触碰到老窑水区, 导致老窑水的突然涌入, 造成严重水灾。老窑水长期处于密封的状态, 酸性较强, 对开采设备有腐蚀性, 破坏设备, 造成安全隐患。老窑水中具有硫化氢, 可使人窒息死亡。一些较小的老窑水区很难探测, 严重影响煤矿的安全开采。

2.4 废弃小煤矿危害

对开挖井田周围进行探测发现, 井田周围存在很多废弃的小煤矿。在开采过程中触碰到附近废弃的小煤矿, 小煤矿与大煤矿连成一线, 引发很大的安全隐患。如果小煤矿存在水灾隐患, 造成煤矿水灾的发生, 影响煤矿的生产。废弃的小煤矿没有处理好, 发生煤矿自然产生二氧化碳, 引发安全隐患。

3 防止煤矿灾害的方法

3.1 加强对煤矿水灾位置的探测

加强对煤矿水灾的探测可以有效的防止开采过程中煤矿水灾的发生。为了准确探测煤矿含水层的位置, 我们要做好以下几个方面。 (1) 提高测量的精度, 确保井上下联系测量的准确, 把废弃小煤矿的井口位置准确标注在采掘工程平面图上。 (2) 施工人员使用三维地震技术探测煤矿工作面的巷道附近的断层, 可以探测断层的地质、断点的落差、断层的范围及断层的延伸方向, 在开挖过程中保证断层不受破坏。运用瞬变电磁方法, 可以探测到煤矿工作面附近的富水地区, 对煤矿防治水工作带来了很多的便利。 (3) 施工人员要认真审查煤矿地区及附近地区的地质图纸及煤矿钻孔的记录, 通过分析了解煤矿工作面的巷道附近的钻孔没有得到很好的密封, 对钻孔进行良好的治理。 (4) 使用具有较高分辨率的探测仪对煤矿工作面的巷道进行超前的探测, 探测仪在探测有水灾危险因素时会发出预警的信息, 有效防止了水灾的发生。 (5) 施工人员要善于依据现实煤矿地区的地质水文条件, 对地下水层进行预防。当施工人员开采工作点和预警的地方相差大于30米, 要在煤矿工作面的两侧做探测试验, 打钻要和施工巷道成平行。如果煤矿开采点和预警点之间的距离相差30米, 施工人员要停止开采工作, 在煤矿工作面的巷道进行探测试验, 确保煤矿水灾的安全进行。 (6) 超前地质探测器。超前地质探测器的探测范围广、内容详细、准确性高, 被用于各种煤矿开采工作中。超前地质探测器的探测长度为100至200米, 能够探测煤矿工作面附近的断层, 断层的位置、断层的宽度、断层的延伸方向, 还有预测煤矿附近的含水层位置, 为煤矿防治水工作提供了重要的依据。施工人员使用超前地质探测器, 在煤矿工作面的巷道开采方向进行钻孔, 观察钻孔的速率、钻孔出水量等, 判断巷道的地质情况, 巷道的地层岩性、地层的完整性、地层的出水量、地层异常位置等, 为煤矿的安全开采提供保障。

3.2 严格控制钻探施工质量

施工人员要严格按照《煤矿防治水工作条例》进行煤矿防治水的安全施工, 保证钻探的施工质量, 有效防止煤矿水灾的发生。 (1) 排水设备的准备。在进行钻探工作之前要准备好排水设备, 例如在煤矿工作面放置两台水泵、排水管、配电设备等, 对排水设备进行维护, 保证排水设备的正常运行。在探测位置的最低位置, 设置一个容量适合的水仓。 (2) 在进行钻孔之前, 施工人员要做好钻孔的设计, 并严格按照设计图纸进行施工, 在施工过程中不能随意更改设计图纸。 (3) 钻孔位置的确定。进行探测的钻孔要选择一个较为稳定的位置, 钻孔的位置尽可能布置在巷道下面, 这样可以使钻孔和采空地区之间的煤壁宽度变厚。钻孔前要保证巷道和排水设备的正常运行, 有效防止煤矿水灾的发生。 (4) 为了确保钻探工作的安全进行, 施工管理人员要对施工设计和施工安全技术进行详细的记录, 施工人员要按照施工要求进行施工。对施工人员定期进行培训和考核, 提高施工人员的施工技术和煤矿水灾意识, 保证施工工作的顺利进行。 (5) 防水灾组织的建立。煤矿开采人员要加强与其他技术人员的联系, 开采前有测量技术人员对煤矿进行测量, 有设计人员进行施工设计, 有探测人员进行探测, 施工人员完成施工任务。各个技术人员的相互合作能够提高施工的效率。 (6) 钻孔器的检查。在进行钻孔之前要对钻孔设备的防喷、闸阀等装置进行全面的检查, 确保钻孔设备的正常运行。 (7) 钻孔施工的控制。在钻孔施工过程中, 施工人员要详细记录施工的技术, 施工中发生的异常情况, 及时发现问题, 并采取相应的解决方法, 保证钻探工作的顺利进行。 (8) 钻探防护。在进行钻探工作的时候, 要做好各种安全防护工总, 防止有毒气体对施工人员的危害, 保证施工人员的生命安全。

3.3 煤矿水灾应急对策

煤矿水灾一直是煤矿开采中面临的一大难题, 煤矿水灾对施工人员造成很大的威胁, 造成不可估计的经济损失。为了保证施工人员的安全, 尽可能降低煤矿企业的经济损失, 制定应急对策, 保证施工人员的生命安全。 (1) 加强各组织部门的合作, 当水灾发生时立刻通知应急室, 告知应急室水灾的情况, 应急室进行应急措施。 (2) 应急人员对巷道、沉淀地区进行清理工作。 (3) 当水泵的排水效果不足时, 应急人员要马上打开水仓, 保证排水工作的顺利进行。 (4) 应急人员要观察出水量的大小, 及时开启排水设备, 进行有效排水, 避免煤矿工作面被淹没。 (5) 如果煤矿含水层的出水量过大, 排水设备不能及时排出煤矿内的水, 应急人员要通知所有工作人员撤离施工现场。

4 结语

煤矿是我国较为重要的一种能源, 煤矿开采工作的顺利进行, 是煤矿企业实现经济效益和社会效益的重要保障。因此施工人员要负起责任, 共同防治煤矿水灾, 保证煤矿开采工作的安全进行。

参考文献

[1]徐建国, 朱振雷, 刘劲.南屯煤矿下组煤防治水技术综合应用[J].煤矿现代化, 2009 (S1) :45-46.

[2]张振.矿井防治水实用技术研究[J].科技信息, 2009, (33) :67-68.

[3]闫以朋.矿井水害的防治[J].煤炭技术, 2010, (03) :74-75.

煤矿综合防治水技术 篇2

一、工作面水文地质条件........................................................................1

1、工作面概况....................................................................................1

2、地质构造........................................................................................1

3、主要水源........................................................................................2

4、突水系数及涌水量预计................................................................3

二、领导机构............................................................................................4

三、矿井防排水现状................................................................................5

四、工作面防治水措施............................................................................5

1、疏水降压........................................................................................5

2、加强水文实时观测........................................................................5

3、加强老空水的探查与排放............................................................6

4、底板注浆改造................................................................................6

5、突水危险性评价............................................................................6

6、工作面排水方案............................................................................7

7、防排水措施..................................................................................10

五、工作面初采期间涌水量观测方案...................................................12

附件 1、11071工作面避灾路线图 2、11071工作面排水方案平面图 3、11071工作面突水事故应急救援预案

梁北矿11071工作面防治水安全技术措施

11071工作面防治水安全技术措施

一、工作面水文地质条件

1、工作面概况

11071工作面位于11采区东翼上部第二区段，11071工作面对应地面有箕啊、铁李村，地面标高+112m—+119m。11071工作面西起11采区上山煤柱，东至铁李正断层，上部为11031工作面采空区，下部为11111工作面采空区，为“孤岛”采煤工作面。11071风巷走向长1312m，11071中巷走向长1541m，11071机巷走向长1568m，上下两部分在切1测点联合开采形成一个大的工作面。下部切眼平均采长162m，上部切眼平均采长165m，联合后工作面平均采长327米，风、中、机巷和切眼均沿二1煤层顶板布置，工作面西部巷道方位104°，中部调向位置以东巷道方位89°，11071风巷顶板标高为-358.530m～-341.740m，最大高程差为16.79m；11071中巷顶板标高为-397.812m～-373.125m，最大高程差为24.687m；11071机巷顶板标高为-433.809m～-406.325m，最大高程差为27.484m。工作面采煤面积418545.64m2，煤层倾角平均12°，平均煤厚3.98m，计算二

1煤层地质储量228.22万吨。采煤方法为走向长壁后退式一次采全厚综合机械化采煤。

2、地质构造

11071工作面煤层赋存比较稳定，地质条件相对简单。煤层走向

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81°～107°，煤层倾角10°30′～14°。该工作面风、中、机巷揭露情况为西部煤层较厚，中东部煤层较薄，上部煤层整体较厚，下部煤层整体较薄，11071工作面东部构造的影响，使煤层顶底板发生不同程度的起伏变化，下切眼向西100米范围内煤层整体较薄（m<2m）。

11071工作面东部为铁李正断层，走向116°～296°，倾角 67°，落差23～26m；上切眼向东约30m处为FS7推断断层，断层落差0～11m，倾角65°。

3、主要水源

从11071工作面风、中、机巷掘进期间揭露情况来分析，工作面范围内水文地质条件相对简单，影响工作面回采较大的含水层，主要为煤层顶板B4砂岩裂隙水、老空区积水及底板寒武系灰岩水。

（1）根据0143、01310、0116勘探钻孔资料可知，二1煤层顶板直接充水含水层为砂岩，厚28.12米，为二1煤层直接顶，属弱含水层，掘进过程中有滴淋水现象，预计回采期间随着顶板跨落，水量有增大趋势。

（2）11031工作面老空水：在11071风巷掘进过程中已经分9个阶段进行了探放，共计疏放水量约4100m3，目前在05F10至05F12测点之间比较低洼地段，上帮老空区仍有渗水现象。

（3）底板灰岩岩溶裂隙含水层：寒武系白云质含水层上距二

1煤层底板平均70m左右，地面勘探钻孔最大揭露厚度145.6米，在没有疏水降压和底板加固的条件下，寒武系灰岩水易突破煤层底板 2

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隔水层发生突水。机巷实测寒武系灰岩水压1.6MPa，水温36°C。

4、突水系数及涌水量预计

根据掘进时有部分地段出现顶板淋水情况，预计11071工作面回采时随着顶板跨落，顶板会出现涌水情况，预计最大涌水量5m3／h。

根据矿井现有水文资料，预计在回采过程中，随着采空区面积加大、底板破坏深度的加深，寒灰水可能通过底板导水裂隙进入工作面发生突水。根据该工作面水文地质情况分析，在通过煤层底板注浆加固，底板改造率达到100%后，隔水层厚度保证在70米以上，寒武系灰岩含水层水压去最大值1.6MPa，其突水系数计算为：

Ts=P/M=1.6/70=0.023 采用经验比拟法，有关参数如下：

11151工作面现在涌水量150 m3/h，工作面寒武系灰岩含水层距二1煤层底板约70m，现在水压1.9Mpa，其突水系数计算为：

Ts=P/M=1.9/70=0.027 采用经验比拟法公式利用涌水量与突水系数的关系计算11071工作面底板正常涌水量为：

Q071=Q151/Ts151×Ts071=150/0.027×0.023=127.8m3/h 根据近期矿井总涌水量与水位下降速度的观测数据，该面最大涌水量按照正常涌水量的1.5倍计算：

127.8×1.5=191.7m3/h 经计算11071工作面顶、底板正常涌水量127.8m3/h，最大涌水量为191.7m/h。

3梁北矿11071工作面防治水安全技术措施

二、领导机构

为保证11071工作面防治水工作正常开展，确保防治水工程施工质量和效果，经矿领导研究，特成立11071工作面防治水领导小组。

组 长：XXXX 副组长：XXXX 成 员：其他安委会成员及各单位正职

防治水领导小组下设办公室，由XX任办公室主任。

防治水领导小组要定期召开防治水工作专题会议，解决工作中存在的问题，安排和落实各项工作任务。

防治水办公室负责编制防治水工程设计，组织落实各项工作内容，并负责监督、检查工程施工和验收工程质量工作；观测井上下各地点和工作面水量、水压、水位变化情况，搜集整理各种资料，发现异常立即汇报矿有关领导及调度室。

地测科、机电科、生产科必须经常深入防治水工程现场，及时了解防治水工程进展情况，落实、协调解决工作中存在问题。

调度室负责协调井下生产运输，保证防治水设备、材料运输畅通。财务科、企管科必须保证资金、材料供应，不能发生因资金、材料供应不及时而影响防治水工程进展。

领导小组成员要本着高度负责的态度，切实履行自己的职责，按照各自业务分工，认真做好协调和处理防治水工程施工中遇到的各类问题。当井下发生异常情况时，领导小组成员必须分三班到井下现场 4

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指挥，以保证安全生产。

三、矿井防排水现状

目前我矿-550m水平有3个主排水泵房，三个泵房水仓有效总容积13225.6m3，安设排水泵18台，工作泵8台，备用泵6台，检修泵4台，最大排水能力4650.7m3／h；其中1#泵房安设有6台PJ150-65×11型水泵（配套电动机900Kw，扬程713.2m，单泵排量300m3／h），3趟Ф273mm排水管道，水仓容积4357m3，最大排水能力1220.7m3／h；2#泵房安设4台PJ150-65×11型水泵（配套电动机900Kw，扬程713.2m，单泵排量300m3／h），2趟Ф325mm排水管道，水仓容积4551m3，最大排水能力1000.2m3／h；3#泵房安设8台PJ200-8型排水泵（配套电动机1250Kw，扬程742.3m，单泵排量420m3／h）,水仓容积4317.6m3,最大排水量2429.8m3／h。

四、工作面防治水措施

1、疏水降压

利用在该工作面下部-550水平施工的放水孔，在回采期间继续进行疏水降压，以最大程度上降低底板寒武系灰岩含水层水压。

2、加强水文实时观测

利用该工作面所在的11采区地面所施工的01613、0149水文观 5

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测孔及井下22号钻场内的供水孔，继续对底板灰岩含水层水文动态进行观测，为该工作面回采期间的防治水工作的决策提供依据。

3、加强老空水的探查与排放

在11071风巷掘进过程中，按照“长探放、短验证”的原则，已经分9个阶段进行了老空水的探放，共疏放水量约4100m3，解除了掘进过程中上部老空水的威胁，目前在11071风巷上帮低洼处施工布置有2个孔用以观测老空区水情，11031采空区涌水量约0.3m3/h，通过煤层正常渗入11071风巷。为进一步保证回采安全，回采前在11071风巷利用钻机对上部老空区低洼处施工验证钻孔，进行再次探查验证，确保回采安全。

4、底板注浆改造

按照“周镶边、全覆盖、同层位”的原则，对工作面底板寒武系灰岩含水层全部进行注浆改造，终孔层位为进入寒武系灰岩含水层上界法线距离20m，并对于物（钻）探异常区进行加密钻孔布置并设计施工检验孔，确保工作面改造率100%。

5、突水危险性评价

按照《煤矿防治水规定》回采前对该工作面突水危险性进行评价。对导水通道、水源、底板隔水层厚度等导水因素进行分析，运用突水系数法对影响该工作面回采的底板灰岩含水层进行详细的分析，认为在保证工作面300m底板加固超前距的前提下，该工作面底板发生突

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水危险·的可能较小。

6、工作面排水方案

11071工作面预计正常涌水量132.8m3/h，最大涌水量按正常涌水量的1.5倍计算为196.7m3/h。工作面涌水的排放主要压力在11071机巷，根据11071机巷煤层产状变化和巷道起伏情况，回采期间采用水沟及排水管路共同排水，根据煤业公司要求，最大排水能力不低于500m3/h。

（1）水沟排水：11071机巷坡度变化不大，自机巷口到17J9测点之间和17J15测点至切眼之间，巷道底板由里向外标高依次降低，可以保证自流排出，故可采用300mm×300mm水沟（铺铁皮水槽）进行排水；17J14测点到17J15测点之间水沟和17J9到17J10测点之间水不能自流出区段可在低洼处安设临时风泵或潜水泵进行隔段排水。

（2）管路排水：从转载机中部的临时泵窝（1泵接1管）处铺设一趟Ф219mm和一趟Ф325mm管路至11071机巷回风措施巷。同时在切眼向外（西）400m巷道低洼处（具体位置地测科现场标定）设立1号临时排水泵窝（内置5台22kw排水泵），随工作面回采推进，当专列西头距离1号泵窝20m时，在距离其向外（西）300-350m处，增设2号临时泵窝，以此类推，始终保持工作面不少于一个可用排水泵窝。在11071机巷二部皮带机机头处设置一个永久泵窝（带沉淀池），安设5台22KW潜水泵。

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（3）具体要求：

①排水泵窝：1号排水泵窝位于11071切眼向外（西）400m处，于皮带架下方施工，排水泵窝规格为净长4m、净宽1.8m、净深1.2m。底面及开挖部分用砼浇筑，浇筑厚度0.15m。随工作面回采推进，当专列西头距离1号泵窝20m时，在距离其向外（西）300-350m处，增设2号泵窝，并以此类推，设置3号泵窝。

②永久泵窝：位于2部皮带头处，具体位置地测科现场标定。该泵窝分为沉淀部分与排水部分。两部分规格均为净长2m、净宽1.8m、净深1.2m。底面及开挖部分用砼浇筑，浇筑厚度0.15m。当工作面机巷专列距永久泵窝30-50m处时，保证工作面下切眼低洼处有7台22kw潜水泵（80m3/h排量）随工作面回采向外移，最大排水能力不低于500m3/h，直至当工作面流水能自流至车场水沟后，再每隔300-350m，增设临时排水泵窝，泵窝内安设5台潜水泵，三台使用，两台备用；并以此类推，直至工作面回采结束。

③排水管路：从转载机中部的临时泵窝处铺设一趟Ф219mm管路和一趟Ф325mm至11071机巷回风措施巷口，排水管路在每个泵坑处留设相应水泵个数的三通（变Ф108mm接口），且要求三通接口与水流方向夹角不大于45°。

④排水泵：转载机中部临时泵窝内配置2台22KW潜水泵（排量80m3/h），一台正常使用，一台备用（热备用）；机巷临时排水泵窝内安设5台22KW潜水泵（排量80m3/h），3台正常使用，2台备用；机巷永久排水泵窝内安设5台22kw潜水泵，3台正常使用，2台备用。

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（4）工作面排水能力计算

工作面回采期间主要采用一条300mm×300mm断面水沟及一趟Ф219mm和Ф325mm排水管同时排水。

排水能力：Q=3600×k×V×S 其中：k为不均匀系数 V为水流速度 S为过水断面 水沟：k=0.7 V=0.64m/s S=0.3×0.3=0.09m2 求得：Q水沟=136m3/h 管路：k=1.0 V=2m/s S219=3.14×（0.219÷2）2=0.037m2

S325=3.14×（0.325÷2）2=0.083m2 求得：Q219=266m3/h Q325=298m3/h Q管=Q219+Q325=564m3/h 另外：11071工作面有效排水泵为7台（单台额定排水能力80m3/h）。

求得：Q泵=80×7=560m3/h Q管>Q泵

所以工作面实际排水能力为：7×80=560m3/h 综上所述，11071工作面最大排水能力不低于500m3/h 排水路线：工作面排水系统→11071机巷回风措施巷→11回风上山→东皮带大巷→主石门→井底水仓→地面

工作面风巷和中巷涌水量相对较小，回采过程中最大涌水量约5m3/h,利用风（电）泵结合排水管路和水沟进行排水。

排水路线：风（中）巷排水系统→11071（风中）回风措施巷→11回风上山→东皮带大巷→主石门→井底水仓→地面

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7、防排水措施

（1）、开采前，必须按照排水方案设计对工作面排水能力进行检查验收，达不到措施要求不准回采，工作面底板注浆改造超前距离不低于300m。

（2）、按照“双系统、同能力、热备用、防失效”的基本原则配备排水系统，经常检修、检查、维护防排水设备、设施，保证发生涌水后能够及时排出。

（3）、完善防排水设备,加强防治水队伍建设,防排水设备必须保证完好,并及时更新。

（4）、严格按照《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》及防治水计划开展工作，以寒武系灰岩水防治为重点，长期水文地质条件勘探和短期工作面回采防治水技术相结合。

(5）、11071工作面采用瞬变电磁探测,以查明煤层底板承压含水层的赋水情况及隔水层的厚度情况,为安全生产及防治水工作提供可靠依据。

(6）、根据物探探测结果,井下实施钻探验证及治理工作,首先对工作进行全覆盖的底板加固设计，在施工过程中对物探低阻异常区和出水量较大区域进行打钻验证,采取注浆加固措施,使底板隔水层薄弱区或潜在的突水通道得到控制和加强,从而达到防治底板突水的目的。

(7）、11采区-550水平布置的疏水孔继续进行疏水降压，最大限度的降低、稳定待采区域水压。

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（8）、继续加强对主要寒武系灰岩含水层水动态观测和水害预测分析。

（9）、工作面排水沟、沉淀池、临时水仓要经常清理防止淤积，对主排水管路进行定期的抽查，一旦淤塞进行冲刷洗管，保证排水系统畅通。

（10）、做好防治水工程结束后打孔验证和安全技术评价，总结防治水经验，为以后防治水提供依据。

（11）、制定专门的工作面水害事故应急救援预案，采面出水时必须停止工作撤出人员，采取有效措施进行处理。

（12）、如果是采面上部、中部出水，为了防止冲刷工作面，立即组织从出水点向支架后侧引水，并加固采面防止片帮冒顶。转载机处排水人员发现有冲煤现象，在可控状态下，及时清煤，保证水泵正常运转。

（13）、供电故障、管路发生堵塞、不能保证排水时，必须停止作业并报告矿调度室，排水系统正常时方可恢复生产。

（14）、工作面或其他地点有异常情况，应立即报告调度室并停止作业及采取有效措施。（15）避灾路线

水灾点上部或能通过出水点的人员撤退路线：11071风（中）巷→11071风（中）巷回风措施巷→11采区回风上山→东风井→地面。

水灾点下部不能通过出水点人员撤退路线：11071机巷→11071机巷回风措施巷→11采区回风上山→东风井→地面。

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五、工作面初采期间涌水量观测方案

11071工作面回采期间特别是顶板初次来压期间，安排专人分三班连续对工作面进行水文观测，发现异常或突水预兆立即停止回采，并及时向调度室及有关领导汇报。

初采期间，在机巷转载机尾部和风巷设置观测点，由地测科指派专人进行观测，每班观测一次，并作详细记录。观测范围包括采空区、工作面风、机巷以及工作面切眼。

观测时应注意工作面煤层的变化、煤层顶底板状况、矿压的大小、涌水量的变化等情况，发现异常立即向调度室汇报。

煤矿综合防治水技术 篇3

关键词：城郊煤矿；水文地质；防治水技术；地质特征

城郊煤矿位于河南省永城市境内，隶属于永煤集团，现有三对投产的大型矿井， 城郊煤矿建立于1999年12月29日，直至2003年10月11日竣工，并经经国家发改委验收正式投产，设计生产能力240万吨/年，当年投产，当年达产。2009年核定矿井生产能力为500万吨/年。井田位于永城隐伏背斜西翼中段，南北长约12km，东西宽约11km，勘探面积约103km2。地质储量75078万吨，保有储量75078万吨，其中可采储量40229万吨，设计服务年限118.2年。为防止煤矿突水淹井事故发生，尽量避免经济损失，解析城郊煤矿的水文地质特征，进而对城郊煤矿水文地质条件进行系统了解，做好对防治水的管理工作。

1.城郊煤矿水文地质条件

1.1矿井的地层简介

城郊井田位于北北东向的永城隐伏背斜的西翼中段，北北东向断层构造居主导地位，其次是近东西向构造，局部发育有北西向构造。矿井地层根本构造同区域地层相差无几，根据钻孔揭露自下而上可分为：中奥陶统，中、上石炭统，二叠系和新生界。含煤地层自下而上为上石炭统太原组，下二叠统山系组、下石盒子组，上二叠统上石盒子组，含煤情况差别较大

1.2矿井水文地质类型

城郊煤矿受采掘破坏或影响的主要含水层为顶底板砂岩水，由于砂岩含水层富水性不均一，主要以消耗静储量为主，补给条件一般。矿井周边无小窑及其他老空积水区，矿井内工作面回采结束后存在少量老空积水区，这样可以减少对矿井的威胁程度，但因为矿井采掘活动面积大，顶底板砂岩水及老空水占矿井正常涌水量比重较大，实测矿井正常涌水量在576m3/h左右，根据矿井实际揭露水文地质情况结合《煤矿防治水规定》相关规定，经永城煤电公司批复，城郊煤矿水文地质类型为中等类型。

1.3矿井岩浆岩组成结构

井田内岩浆岩活动频繁，精查时共有69个钻孔（占钻孔总数的20%），穿见82层次岩浆岩。主要集中分布在31勘探线以北，F14断层以东与陈四楼井田比邻处，侵入煤组影响煤层者为较薄的岩脉（岩席）。钻孔穿见厚度多在3m之内，仅在001孔见到43.24m厚的钠长石化花（斑）岗岩侵入在O2灰岩中，在3409孔K6砂岩以上地层中见到辉绿岩，厚度达25.45m。

2.城郊煤矿水文地质特征

主要依据相关的勘察结果及生产期的水文地质资料进行分析，可以得知城郊煤矿水文地質特征为：

2.1岩溶水分布具有不均匀性

由于从岩溶水的补给区一直到排泄区域，岩溶的发育强度也在不断改变，逐渐的由弱到强，这样水文地质条件越来越复杂。岩溶发育的不均匀，导致岩溶的含水层含水性也有不均匀情况出现，并且会出现东强西弱的特点。比如说，为了可以快速疏放煤层底板太原组岩溶水，在一井二水平暗主副斜井西泄水巷布置了泄水孔，只有少部分的泄水孔泄水速度比较大，其余泄水量接近为零。

2.2岩溶水受到构造的管控

矿井的大断层管控着整个矿井的水文地质条件，同时也是岩溶水进入矿区的主要通道。小断层生长的区域岩溶含水层的水容量比较多，这样就会致使地板突水的概率大大提升。除此之外，小断层同时也是每层地板岩溶水的输水通道。

2.3岩溶水可以从底板天然裂隙和采动裂隙进入矿井

煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井主要充水水源，但由于井田范围内砂岩具有富水性弱，渗透性差，易于疏干等因素的影响。通过城郊煤矿近几年实际揭露水文地质资料分析，煤层顶底板砂岩裂隙水多为滴水形式出现，并且水量相对比较少，疏干期大约在五个月左右。由于隔水层的岩性特征，在隔水层中有着很多的小断层和裂隙，如果在采动破坏的原因下，就会形成很多的采动裂隙，从而形成导水通道，这样岩溶水就可以通过通道进入矿井中。除此之外，白云岩岩溶水和灰岩岩溶水的关联性非常强，这样通常可以看作为相同的含水层。

3.城郊煤矿防治水方案

在煤矿防治水的过程中，要严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》留足防隔水煤柱，煤层露头25m范围内严禁采动，防止表土层水直接向采面补给，掘进期间如顶板淋水较大，需施工顶板放水孔。防治水时，要严格按照公司防治水管理规定的要求，采区工作面掘进期间排水设施紧跟迎头，并具备不小于180m3/h的排水能力，回采期间排水设施随工作面推进即时前移，并具备不小于300m3/h的排水能力，这样可以保证工作面掘进、底板改造工程施工以及其他施工安全、稳定的进行。

煤层露头区和灰岩都是矿井水的关键补给来源，基于此，我们制订了泄水降压同注浆堵水相结合的防治水方法。实施防治水过程中不但要增加泄水力度，还要在矿井周围的岩溶水补给区域中应用地面三维地震、探钻等方法来对地下水补给通道进行勘察，勘察完成后用地面注浆的办法堵住地表水对岩溶水的补给，这样在很大程度上可以提升泄水降压的效果，从而减少了排水的成本。

4.总结

通过对矿井水文地质概况和生产实际的了解，我矿防治水部门对矿井防排水系统进行了完善，矿井周围及各采区严格按照《煤矿安全规程》留设防隔水煤柱，并加强水害预测预报，实施底板注浆改造工程。在很大程度上减少了地板岩溶水突水淹井事故的发生，促进了煤炭业的持续发展。

参考文献：

[1]王新军，翟加文，潘国营.朝川矿水文地质特点与防治水对策[J].煤矿安全，2006（05）.

[2]陈新明.大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究[D].中国矿业大学（北京），2012（04）.

[3]李松营.新安煤田小浪底水库下采煤地表水防治技术研究[D].中国地质大学，2010（08）.

[4]李世卿.立足本安 防治水患 全面提升煤矿防治水技术和管理水平[J].内蒙古煤炭经济，2013（11）.

超化煤矿老空水综合防治技术 篇4

关键词：老空水,挂耳探放,疏水巷

据统计, 煤矿老空水在矿井水害中的比例在80%以上, 而且具有突水瞬时水量大、流速高的特点, 常造成重大人身伤亡和财产损失。郑煤集团超化煤矿掘进的31001工作面回风巷和中联巷、 23071B运输巷、21052工作面两巷均不同程度受老空水危害, 能否安全高效解除老空水威胁, 关系到该矿采掘能否正常接替。

在采掘工作面开工前, 组织采掘、地质、测量等工程技术人员, 通过查阅技术档案、现场勘察、水文地质条件分析等手段, 对采掘工作面周边情况, 特别是水文地质情况, 采空区、废弃巷道积水情况等进行调查论证, 摸清其空间位置、积水范围、积水量、水压和采空区或废弃巷道间联通情况等, 同时分析确定顶板冒落裂隙塌陷边界, 摸清导水通道, 并据此确定探水警戒线, 有针对性地制订防治水技术措施, 有效消除了老空水害威胁, 确保了安全生产和采掘接替。

1老空水防治类型

超化煤矿主采二叠系山西组二1煤层, 煤厚0.34～44.84 m, 平均厚9.07 m, 顶板充水含水层主要为二叠系砂岩含水层, 裂隙发育不均, 富水性弱, 易疏干;底板充水含水层主要有石炭系L7, 8、L5-6、L1-3薄层灰岩岩溶裂隙含水层和奥陶系中统马家沟组 (O2m) 厚层灰岩岩溶裂隙含水层。矿井采用单水平上、下山开采。矿井水文地质划分报告显示:该矿-300 m水平以上为水文地质条件中等, -300 m水平以下为水文地质条件复杂。-300 m水平以上区域虽属水文地质条件中等, 但因开采时间较长, 采空区、小窑及老巷较多, 因开采后形成冒落带、导水裂隙带、弯曲下沉带等人为导水通道, 极易在采空区积存大量老空水, 该区域属受老空水威胁较严重, 是老空水防治的重点区域。

结合矿井实际情况, 通过对该矿施工的采掘工作面进行开采条件安全技术论证, 将该矿的老空水防治分为3种类型:①水压不大地区老空积水防治, 如31001回风巷、中联巷以北、以西老空水。该区采用挂耳探放水技术, 先探后进的防治水方针;②大面积老空区, 部分区域积水防治, 如21052工作面两巷。该区采用物探和钻探相结合的办法, 先探后进的防治水方针;③小煤矿破坏严重区老空水防治技术, 即水文地质条件复杂区域老空水防治技术, 如23071回风巷、运输巷, 受新发、蓝盾、开新、黄固寺六矿等小煤矿老空水影响严重, 采用物探和钻探相结合的办法探放水。对水压较大空区探放水时, 先掘底板岩巷泄水巷, 再进行探放水。

2老空水分类防治

2.1水压不大地区, 大面积老空水探放

31001综采工作面北部和西部为已回采过的22121工作面采空区、小超化煤矿越界下山、顶板水仓及采空区;东部为22下山、31下山和二水平车场;南部为未回采的31采区和小超化煤矿越界下山巷道。22121工作面在回采时, 局部曾出现顶底板出水, 其中在38 445 500经线以西10～20 m段有一底板出水点, 涌水量为30 m3/h;22121西炮采面回采期间, 于2004年8月28日底板开始出水, 涌水量为135～180 m3/h, 出水点标高为-182 m, 后经井下、平地注浆加固, 目前北部22121工作面有约80 m3/h老空水正常流出, 受22121工作面及东部小超化煤矿越界巷道或空区积水影响, 22141工作面两面临水, 有地下动水补给, 造成积水量及标高变化。西部小超化煤矿越界下山及采空区的预计积水量约5 000 m3, 水压0.5 MPa, 根据单孔最大涌水量公式undefined计算, 钻探时预计运输巷单孔最大涌水量为100 m3/h;回风巷及切巷探放水期间最大单孔涌水量为200 m3/h。

在22141回风巷第1次探放水过程时, 初步钻探位置选在回风巷内进行, 钻孔设计深度为75～80 m, 初步钻探无水;当巷道掘进到22121老空区时, 巷顶发生淋水, 水量20 m3/h。经过分析认为:第1次钻孔钻探距离较长, 且钻探位置为塌实段, 钻探效果不理想, 故未能将老空水放出;后经过综合讨论后确定在疏水巷中进行第2次钻探, 对22121工作面采空区内老空水进行疏放, 成功放出老空水5 000 m3, 保证了22141回风巷的正常掘进。这一事例充分表明了对老空水类型进行分析论证的重要性。

为确保掘进工作不间断施工, 提高掘进效率, 结合该区水文地质特点, 采用挂耳探放技术, 在允许掘进范围内, 巷道临空帮施工探放水钻场, 进行探放水。运用挂耳探放水技术在22141回风巷、中联巷共进行22次探放水。截至2009年底, 累计放出老空水36万m3, 确保了回风巷安全、高效施工。

2.2大面积老空区, 局部区域积水防治

21052工作面为设计综采工作面, 工作面主要位于21采区原21051综采工作面采空区内, 东西部均为原21051工作面采空区, 北部为13031综采工作面采空区, 南部为正在回采的21072复采工作面。特别是切巷东北部为小煤矿非法越界采空区。

21051工作面在回采时未出现顶底板涌水现象, 北部13031工作面回采的过程中, 在运输巷下12点东14 m处距下口9～22 m段曾出现顶板砂岩涌水, 涌水量3.4～13.5 m3/h, 距21052工作面上切口较近;南部的21072东综采工作面回风巷掘进期间有少量顶板淋水, 涌水量1.0～5.0 m3/h, 但该工作面回采时又出现顶底板涌水, 涌水量1.0～10.0 m3/h, 该工作面巷道掘进期间已对21051工作面采空区进行了探放水;在21052工作面切巷东北部有小煤矿越界破坏区, 其井下巷道已和原黄固寺二矿、J矿连为一体, 整合为恒发煤业。Z矿由于整合仅通过黄固寺二矿、J矿排出部分矿井涌水, 因此其采空区内预计聚积有老空水, 预计积水量11万m3。未揭露恒发煤业采空区前, 预计探放水期间水量分别为正常涌水量30 m3/h, 最大涌水量60 m3/h;若揭露恒发煤业采空区, 预计正常涌水量65 m3/h, 最大涌水量130 m3/h。

根据21052工作面上运输巷水文地质条件分析, 结合原21072回风巷掘进期间探放水情况, 该面采用2种不同的探放水措施进行超前探。

(1) 21052回风巷。

对该地区开采条件进行水文地质论证, 可知该地区未揭露小煤矿采空区前属于大面积老空区、局部有少量积水的类型。在工作面运输巷施工过程中, 根据“先物探, 再长距离钻探验证, 后生产时短距离补探”的防治老空水原则, 对北部21051工作面采空区局部老空水进行探放;在工作面回风巷及切巷施工过程中, 坚持“物探与钻探相结合, 先探后进, 生产时短距离补探”的综合防治老空水原则, 对北部13031工作面采空区局部老空水进行探放, 边探边进, 确保巷道安全施工。

在施工过程中, 为确保掘进工作不间断施工, 提高掘进效率, 结合该地区水文地质特点, 对回风巷采用挂耳探放技术, 在巷道临空帮施工探放水钻场, 在钻场内进行探放水, 钻探期间用物探查明巷道前方电阻值, 以物探与长距离钻探相结合, 分析下次钻探钻场位置。运用挂耳探放水与物探相结合技术, 在21052回风巷进行10次探放水及11次物探, 共放出老空水800 m3。

(2) 21052运输巷。

由于21052运输巷巷道施工点附近, 在原21072回风巷施工期间已经对该区域进行了探放水, 为了保证安全生产及施工进度, 先物探查明巷道前方电阻值。若有低阻异常区时, 采用挂耳探放技术进行探放水, 以验证物探低阻区域;若直流电法物探超前探无低阻异常区时, 则施工队正常掘进, 掘进期间坚持补探, 保证21052运输巷的不间断施工。采用挂耳探放与物探相结合的技术, 保证了巷道连续、安全、高效施工。

2.3小煤矿破坏严重区域老空水防治

23071A综采工作面北部为井田边界保护煤柱和桑树岗断层保护煤柱, 东部为设计的23071A炮采工作面和井田边界煤柱, 西部为蓝盾、新发煤矿越界采空区, 南部为设计的15091综采工作面。

该综采工作面水文地质条件复杂, 工作面穿越新发煤矿、蓝盾煤矿和黄固寺六矿采空区、老巷、废弃井筒及多处水井;在23轨道集运巷和23胶带集运巷掘进时已对新发煤矿老巷及采空区局部进行探放, 蓝盾煤矿与新发煤矿采空区联通。黄固寺六矿生产时发生突水淹井, 预计老空区内有积水14 940 m3 (据调查黄固寺六矿积水补给源为石炭系灰岩或奥陶系灰岩含水层, 在地面由祥隆公司对其进行注浆堵水) 。但新发煤业和蓝盾煤业采空区积水量无法计算, 积水标高+17 m, 水压0.33 MPa。因此, 23071A掘进工作面主要受新发矿、蓝盾矿、黄固寺六矿、小煤矿越界采空区老巷、老空水及废弃井筒的威胁。为保证巷道安全掘进, 主要采取了以下措施:

(1) 严格按照集团公司批复的每个掘进工作面探放水设计及施工安全技术措施的要求进行组织施工。采取探70 m、进40 m、保持30 m超前距, 回风巷、运输巷过蓝盾矿老巷及采空区进入原煤段后, 坚持探 80 m、进50 m、保持30 m超前距。

(2) 在每回次探放水前, 先进行直流电法超前物探, 根据物探资料进行探放水设计, 对高阻区适当减少设计钻孔, 将低阻区及老巷作为重点钻探对象, 探放前方老空老巷水。

(3) 每回次长距离探放水后, 掘进过程中要求施工队严格按照允许掘进通知书的要求, 进行短钻补探, 始终保持补探超前工作面不少于5 m超前距, 并要求跟班队长和安检员在补探记录上签字备案。

采取以上措施后, 对防治水技术效果进行了分析。23071A工作面共进行28次直流电法超前探, 进行28回探放水, 设计施工201个钻孔, 钻探进尺11 967.16 m, 放出老空水23 510.4 m3。其中23071A工作面回风巷进行了10回次探放水, 设计施工了88个钻孔, 钻探进尺5 199.2 m, 放出蓝盾矿老空区积水17 143 m3;23071A工作面运输巷进行了12回次探放水, 设计施工了75个钻孔, 钻探进尺4 724.58 m;23专用回风巷进行了4回次探放水, 设计施工了33个钻孔, 钻探进尺1 953.7 m, 放出蓝盾矿老空水5 862.4 m3;23071A运输巷探巷进行了1回次探放水, 设计施工了5个钻孔, 钻探进尺89.68 m, 放出蓝盾矿废弃井筒积水505 m3。

另外, 施工探巷对黄固寺六矿老空积水进行探放, 共进行4次探放水, 共施工62个孔, 钻探进尺为2 319 m。钻孔布置如图1所示。截至2009年底, 共放出老空水和底板水469 039 m3。目前注浆辅助巷内钻探钻孔仍有48 m3/h的涌水, 老空积水水位由+104.87 m降至+42.1 m (煤底标高+39.9 m) , 确保了23071B运输巷的安全施工。

3结语

煤矿防治水规定 篇5

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计划，并组织实施。

第八条 煤矿企业、矿井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。

第二章 矿井水文地质类型划分及基础资料

第一节 矿井水文地质类型划分

第十一条根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种。

第十二条 矿井应当对本单位的水文地质情况进行研究，编制矿井水文地质类型划分报告，并确定本单位的矿井水文地质类型。矿井水文地质类型划分报告，由煤矿企业总工程师负责组织审定。

矿井水文地质类型划分报告，应当包括下列主要内容：

（一）矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况；

（二）以往地质和水文地质工作评述；

（三）井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征；

（四）矿井充水因素分析，井田及周边老空区分布状况；

（五）矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置、突水量及处理情况；

（六）对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价；

煤矿综合防治水技术 篇6

关键词：煤矿防治水；水害；技术管理；基本原理

矿井内发生突然的涌水或涌水量超出正常排水能力从而造成水患的情况，统称为矿井水灾。一旦发生矿井水灾，一方面会使生产环境恶化，破坏正常的生产程序，阻碍矿井作业的运行；另一方面也造成了国家财产与资源的不必要损失，影响当地经济发展，甚至造成人员伤亡的事故。我国于2009年开始施行新颁布的《煤矿防治水规定》，旨在规范矿井防治水操作安全，确保矿井内对水灾及时预防，避免发生灾害。

1、煤矿防治水在管理工作中存在的问题

1.1 地质勘查存在疏漏

煤矿水害在我国矿井灾害中属于多发灾害，这种灾害一般具有较为明显的规律性，煤矿水灾一般在中小型煤矿中呈多发状况，尤其以小型煤矿为主，大型煤矿较之来说其水害事故的频率要明显低于小型煤矿。这主要是由于在实际生产经营过程中，小型煤矿往往受到多方面因素的限制，例如资金不足、规模小、技术不先进、政策扶持力度不够等等，这些情况都会对煤矿的正常生产造成一些不利的影响。一般煤矿企业在开采前都会对对应地的地质进行仔细全面的勘查，对即将建矿地点进行深入了解，从而判断该地点是否符合建矿开采的标准，是否可以进行实际开采工作。一些大型煤矿通常具有资金足、技术高的优势，因此这些企业可以对即将进行建矿的地址进行高规格地质勘查工作，而对于一些小型煤矿来说，其主要目的是为盈利，使企业经营利润最大化，这样一来就容易忽视对地质的勘探，这就使得煤矿工人在进行开采工作时难以充分了解煤矿的地质条件，更难以预防可能出现的安全问题，一旦发生事故，就会造成企业及人身安全的极大损失。

1.2 基础工程质量不符标准

煤矿开采的关键就是煤矿的基础工程，也是煤矿投入生产的重要部分，针对我国目前煤矿建设的基础工程质量来说，还是有相当一部分煤矿企业在开展基础工程建设的过程中存在着弊病与不足，这就为煤矿水害的发生埋下了安全隐患，从而增大了煤矿的防治水工作难度。

1.2.1 工程设计存在弊端

煤矿基础工程建设与一般工程建设相同，都需要首先对工程进行设计，要明确设计图纸之后才可以开始施工。煤矿的工作区域主要是在地下，由于设计人员对地下实际情况缺乏深入了解，常常就会使设计环节出现失误，从而造成设计与实际存在差异，基础工程也就出现了弊端，煤矿的防水性也就被大大削弱。

1.2.2 工程建设违反国家标准

我国对煤矿基础工程建设有严格规定，从施工的各个方面都有着极为细致的要求，例如施工的材料、质量和类型等方面。而一些煤矿企业在实际工作过程中，往往会追求更快的工期、更少的成本、更高的利润等而违反我国对煤矿基础工程建设的规定标准，这就会使得井下工程出现质量问题，从而为井下水害事故埋下了安全隐患。

1.3 管理工作存在漏洞

煤矿开采工作复杂而严谨，安全管理工作更是尤为重要，而煤矿防治水工作就是煤矿安全管理工作的其中一个类型，通过实际走访部分煤矿，我们不难发现，有相当一部分煤矿在防治水管理上都存在一定漏洞，使得防治水实际工作中难以真正实现完满效果。

1.3.1 管理制度有缺失

管理制度的不健全会导致煤矿防治水管理工作存在不规范性，也会在实际工作过程中使工作人员对工程的管理力度难以加强，使管理效果大打折扣，造成管理漏洞与缺失。

1.3.2 管理人员专业程度不够

煤矿防治水管理工作不单单是简单的管理工作，不但要求管理人员具备充分的管理方面知识，还要求人员要对开采过程中防治水工作有充分了解，以及时处理实际工作中遇到的防治水方面的问题，由于部分企业对管理人员专业素养的重视程度参差不齐，导致很多企业中煤矿防治水管理人员的专业程度较低，无法保证煤矿防治水管理工作的高水平高质量，一些管理人员甚至对煤矿防治水工作细节了解甚少，无法深入管理煤矿防治水工作。

1.3.3 风险防范意识不足

所谓煤矿防治水工作，应当以“防”为重中之重，这样才能避免导致需要“治”的局面，这是安全管理的关键，也是在煤矿开采过程中減少水害问题的最优办法，但由于传统管理理念根植的限制，部分煤矿企业并未将风险防范意识作为安全管理过程中的首要工作，这就导致煤矿在实际开采工作过程中常常出现水害事故，进而导致煤矿生产瘫痪的局面。

2、煤矿防治水采取的主要方法

煤矿防治水工作主要采取以“防”、“堵”、“排”、“截”综合治理方案，多方面结合治理，预防得当，及时治理，共同打造井下安全开采环境。

2.1煤矿地面防水工作方法

地面防治水主要是以地面修筑的一些防排水工程为主，以对降雨汇集水及地表水大量涌入到工业广场起到阻止作用。

2.1.1 防水 井口与建筑场地的选择要避免受洪水或大量雨水积水的威胁，井口与场地内主要建筑物标高要高于当地历年最高洪水位，若由于地形限制因素而使井筒位置难以确认，则需要修筑起高台，进而使井口的标高高于当地历年最高洪水位。在处于一些特殊的劣势条件情况下，例如煤矿区在受到山洪威胁时，可以在山坡上修筑防洪沟来对山洪进行堵截，同时在矿井井口附近迎着水流方向修建防洪堤坝，防止山洪暴发导致洪水从井口大量灌入井下。

矿井地区的塌陷包括塌陷深坑和谈下龟裂等形式，窑口废井等形式，要用钻土和石块先进行堵塞填充，然后压实。对于大型的坍塌深坑和龟裂地区，如果填充工程太大或者因为有些自然原因不能进行填充时，也可采取现代外国人常用的换装排水法进行防护，保证雨水不汇集就可以。

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对于河水流经的矿区，如确实有漏水情况，并且对矿井安全造成威胁，可在矿区漏水地区用黏土，料石或水泥修筑。这种方法多用于流量不大的季节性河流流经矿区的情况，对于水流量较大的河流，可以采取改道的方法进行引流。河流改道虽然可以彻底解决河流对矿区的安全威胁，但是工程量大，耗资多，还要设计到当地工农业生产等许多问题，所以并不能常常使用，需要认真调查，全面衡量利益后再决定。

2.1.2疏 对矿区内积水集水现象，现代多采用开掘疏水沟的方式将集水排走。如果狂劲四面环山，积水流不出去可以采用凿隧道的方式把水引到矿区外。修筑疏水沟时，不应碰触开煤层和含水层等区域，一面地表龟裂，地表水下渗。

2.1.3排 地势低的地区会产生水排不出去，或者是矿区梅雨季有河水倒流，针对这样的现象，如今多用泄洪纵沟处建立水闸的方法设计排洪站，利用水泵向外排水。

2.1.4截 在井口和工业场地上方的矿区，可以在梅雨季前把水位放低，以争取最大蓄水量，减少矿井的潜在威胁。

如果是在山区的矿井，应该查清狂景区及其附近的地表水流情况。对地表水流系统的汇水或渗透情况了解后，针对疏水能力和有关水利工程等方面开展煤矿防水工作。其中山区多数以截为主，防止与堵截相结合，配合建水库，挖鱼鳞坑种树，挖掘山前顺水沟，以减少矿区雨季水流量；山区外以防为主，防排结合，在可能往井下漏水的石灰岩周围建筑沟渠，构成防洪包围圈，并在沟下建立水闸和排水系统，准备河水倒灌时往外排水。还应该多井下有威胁的河流进行政治，将河汕优改为西河取，将有泥石流危险的流水道下铺不渗水材料。山区多以疏为主，疏排结合，在区内挖中央排水道，建立石头渠道，在弹下去设泵站，将积水排除导到矿区外。

2.2煤矿井下防水方法

井下防水可分为井下防水和疏导式排水两大类，当煤层与水或者含水层有间隔时，适合采用防水措施；当煤层离含水层很近或者相接时，应采取疏导式排水方法。这类措施从安全角度考虑，疏导式排水比防水更有效，但是费用高。因此在玄策防水措施的时候，应该具体问题具体分析，权衡利弊后再做出科学选择。

2.2.1合理开采 在狂劲设计中，要充分考虑矿区的自然环境，合理划分井田，选择适当的开采方式。在进行矿井布局时，应本着先简单后难的原则，优先安排条件好，水量小，易开采的矿区进行才开，一边开矿一边积累防水经验，为开采难矿区做一定准备工作。

2.2.2设置防水隔离煤柱 在煤层与含水层相接地区，要流出一定空间不采煤，使工作面与地下水保持一定距离。这种留下来的煤层即为隔离煤柱，井下设置隔离煤柱可以住址地下水进入矿井，也可以防止瓦斯引起的火灾。防水隔离煤柱主要可分为以下类型：一、井田边缘和风化带隔离煤柱。二、频发水灾的巷间防水隔离煤柱。井下有时存水太多也易冲毁巷子，因此积水过多也要设置防水隔离煤柱，使生产区与集水区分开。三、冲积层与风化带要设置防水隔离煤柱。井下采挖工作区有时候离冲积层或者地面很近，而冲积层又含有泥沙，所以挖掘工作必须和冲积层有一定距离才安全。为此，要设置一定的煤柱。四、断层防水一定要设置防水隔离煤柱。多数断层是导水的，断层破碎带本身也常常含有较多水，因此挖掘工程遇到这样的情况很危险。所以断层两边有时也需要防水隔离煤柱。

防水隔离煤柱是矿区用来防水的重要设施，各大煤炭公司应该对矿井的防水隔离煤柱加强监督检查，严禁使用质量差的防水隔离煤柱，也不准在风花防水隔离煤柱区内作业。

3、煤炭防治水的原理

3.1空间地震原理

空间地震原理经历了快十年的发展，在矿区的应用已经日趋成熟。空间地震原理可以探明的范围是非常精准的，这样可以保证其平面误差小，保证断层平面摆动误差小，能清除的测出断层的质量，落差，延伸范围和方向，对煤层深度和起伏状态进行精确检查有利于防水工作的进行。空间地震原理对煤层中的弯曲幅度和厚度的无处不超过五米。

3.2改变场磁原理

改变场磁技术属于电磁感应的一种，利用不接回电线向地下发送磁场冲波，在一次间歇期间用电线回感感受第二次场。此第二场是由地下导体地质提受刺激引起的不稳电磁场，可以通过分析此磁场找出异常区域。

3.3上行疏水原理

为节约时间早日投产，基于这些我们可以首先开采解放层，即通过改变场磁技术的方式来防水。改变场磁原理一般先采矿区下部煤层，后采上部煤层，由于最下部工作面先开采所以形成空区，积水睡着裂缝进入空区这样不仅可以保证安全，也为第二次采矿做了铺垫。实现了企业利益最大化标准。

3.4防水预测原理

对未进行的空间地震技术勘探区域进行挖掘、勘探，用地质预测手段进行超前探测、追踪可以避免因为盲目活动引起的地质异常化。地质的异常化不仅对于自然环境有迫害，也对于矿井开采有着阻碍作用，因此防水预测原理的实施是非常有必要的，只有做好预备工作，才能保证其他工作顺利进行。

4、总结

在矿井的开采生产过程中，必须要充分的了解到一切可能会导致矿井水灾发生的因素，并且对其进行相应的预防措施，才能切实保障矿井防水工作。如果没有预先的探测和预估，将会导致矿井开发的难度加大，矿井水害程度的加深，导致人才两伤。而矿井水灾防治措施在很多方面解决了矿井开采过程中只靠排水解决不了的问题，降低了开采成本，也降低了安全隐患问题，这就是矿井水灾工作中的宗旨。煤矿防治水工作的实施不仅保障了矿井安全，也降低了成本，为企业争取利益。综上所述，煤矿防水要从煤矿根本问题入手，通过一些方法和措施来降低水灾对矿井的威胁，希望通过本文的介绍，可以促进这些措施在煤矿防水方面取得更好的效果。

参考文献

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煤矿防治水实用技术及装备分析 篇7

1 矿区概况

东李煤矿 (104°37'22"-104°38'29"E, 25°42'29"N) 位于盘县南部板桥镇赵官屯村境内, 属贵州省六盘水市盘县板桥镇管辖。东李煤矿主要开采龙潭组煤系煤层, 主采煤层10层。矿井开采煤层为焦煤、肥煤, 煤层赋存稳定。南北倾向, 东西走向, 矿区面积1.4511km2。煤层顶底板岩性稳定, 结构简单。矿区地质为单斜构造, 地质构造程度为中等偏复杂, 矿区范围大于30米断层有5条。矿井开采煤层为焦煤、肥煤, 煤层赋存稳定, 水文地质条件为中等复杂。

2 煤矿的水害类型及其防治水方法

2.1 煤矿水害来源及危害分析

东李煤矿主要含隔水层主要为峨眉山玄武岩组 (P2β) 、龙潭组 (P2l) 、飞仙关组 (T1f) 、永宁镇组 (T1yn) 和第四系 (Q) 。煤层浅部存在采空及小窑积水, 穿过大断层F1和F2的钻孔时均无涌、漏水现象, 认为断层不导水。矿区边界附近的F1断层, 其上盘为永宁镇组灰岩, 该段灰岩有岩溶水, 将来煤矿的开采应绝对避免掘穿该断层, 严防岩溶水渗入煤矿, 影响煤矿的正常开采。矿井以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床, 水文地质条件中等。其水害的主要来源有:断层等导水构造、顶板等围岩进水、矿床顶、底板弱含水层、老窑、采空区等, 容易形成突水、井下涌水、涌水等, 增大水灾危险。

2.2 煤矿水害的主要类型及防治水方法

1) 煤矿水害类型。煤矿的水害类型根据通道和水源的不同而存在着差异, 根据煤矿导水通道的不同, 可将水害分为断层突水、岩体裂隙突水、陷落柱突水;根据煤矿的采掘空间与水源的关系可将水害分为底板水、顶板水、地表水以及老空水等。东李煤矿的水害类型主要分为顶底板裂隙水与老窑及采空区积水两种, 大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿井, 小煤窑采空区积水是本矿的主要水患;

2) 煤矿的防治水方法。不同的水害类型其防治水方法各异, 就底板水害而言, 就需要查明阻隔水性能、富水性、隔水层厚度以及含水层水压等情况, 是做好防治水的基础;对顶板水害来讲, 需要查明不同含水层的分布范围、覆岩岩体结构特征、计算冒裂带发育高度等;查清老空水的积水量、积水范围、积水面标高是防治老空水水害的关键。在煤矿的生产过程中, 可将煤矿的防治水方法以及防治水装备大致分为五个不同的阶段:1) 工作面阶段。这一阶段可采用的防止水方法主要有瞬变电磁探测技术、高密度电法探测技术、放水试验技术等;2) 工作面掘进中阶段。这一过程中可采用直流电法探测技术、顺煤层定向钻进技术以及井下瑞利波探测技术等;3) 回采准备阶段。这一阶段可选择音频电透探测技术、无线电透视技术、弹性波CT层析成像技术等进行防治水工作;4) 回采过程中阶段。底板突水监测技术、多含水层地下水压自动监测技术等是可供选择的防治水技术;5) 水害治理阶段。底板改造技术、防隔水煤柱留设等技术可有效治理水害。

由于东李煤矿的水害类型主要是顶底板裂隙水与老窑及采空区积水, 因此在其防治水过程中主要可选择的防治水实用技术有底板突水监测技术、底板改造技术、电磁辐射及声发射的底板监测技术以及多含水层地下水压自动监测技术, 主要底板破坏深度原位观测的技术与顶板冒裂带探查的钻孔冲洗液消耗法、孔间透视法贯穿于该矿区的顶底板裂隙水水害的防治;对于老窑及采空区积水水害, 需要调查积水范围与情况, 同时加大煤柱尺寸, 严禁破坏煤柱。

3 煤矿防治水实用技术及装备探析

3.1 煤矿顶底板水害防治水技术及装备

1) 防治水技术

东李煤矿中 (井下) , 老窿积水、采空区透水以及地表水系等井下水主要来源是本矿区的主要水害危险源之一, 因此在本矿区可采用井下放水试验技术。它的目的在于通过此技术查明煤矿在采矿条件下的地下水的补给通道、补给来源与补给量, 从而了解该煤矿在采矿条件下地下水的控制因素, 从而分析煤矿的防治水策略, 例如留设防水煤柱或者疏放水降压等。这种放水试验具备技术可靠性高、成本低廉且直观实用的优势, (且) 删除符合东李煤矿的水文地质条件, 可在本矿区的顶底板水害中使用此防治水技术。

2) 防治水主要装备

在该矿区的顶底板水害的防治水过程中, 主要可选择的防治水装备有水质检测仪器、KJ117矿井水情实时监测系统等。

3.2 采空区积水水害防治水技术及设备

1) 防治水技术

东李煤矿小窑开采区域内地层出露较好, 因此在矿区的煤层露头线一带, 小窑分布较广, 老窑的采空区积水, 是矿井充水水源的主要因素之一。受通风、排水等开采技术条件限制, 这些小煤窑开采深度一般在100米以内, 垂深不超过30米。但是一旦钻透小煤窑采空区或者直接贯通小煤窑, 涌水补充来源非常广泛, 极易造成淹井事故。例如, 2006年11月16日, 本矿在布置5号煤首采工作面时, 因直接贯穿5号煤小窑而产生透水事故, 虽未造成人员伤亡, 但对5号煤已形成的所有巷道造成摧毁, 并直接造成本矿首采煤层重新变更为开采12号煤层。另外, 小煤窑的开采方式均为巷道式采煤, 各小煤窑井筒和穿层石门一般采用岩巷掘进, 这些巷道采后难于垮落, 会形成较多的空洞, 积水的危险性较大。针对这一情况, 该矿区可从地面采用直流电法探测含水的小煤窑采空区, 对小煤窑开口150m范围内进行钻探验证, 以圈定采空区范围, 避免在盲目掘井中造成的采空区透水情况。

2) 防治水主要装备

采空区积水水害的防治水装备主要可采用V8系统以及矿用直流电法仪等。

本文立足于东李煤矿的水害防治情况, 探讨了适用于本矿的主要防治水实用技术与防治水装备。煤矿防治水工作, 查清煤矿以及采矿区的导水通道以及冲 (充) 水水源, 充分了解煤矿矿区的水文地质条件是准确选择针对性防治水技术和装备的关键所在。结合煤矿自身的水文地质条件, 将实用的防治水技术与装备用于煤矿的生产过程中, 把握住防治水技术方向与目标, 有利于煤矿的防治水安全工作的展开, 并提供有力的保障。

摘要：煤矿水害是矿井生产过程中一种非常常见的灾害, 它严重影响着煤炭工业的可持续发展。因此, 探索与开发煤矿防治水实用技术与方法, 研发煤矿防治水探测仪器与装备, 是有效解决煤矿水害的方法与途径。本文主要以贵州省盘县板桥镇东李煤矿为研究对象, 主要分析了东李煤矿的水害类型以及防治水方法, 进一步分析了东李煤矿在防治水害中防治水技术与装备的应用。

关键词：东李煤矿,防治水,实用技术,装备

参考文献

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[5]张振.矿井防治水实用技术研究[J].科技信息, 2009, No.31733:357.

探讨煤矿防治水实用技术及装备 篇8

关键词：煤矿防治水,实用技术,装备

0 引言

煤矿水灾是煤矿开采、生产过程中常发生的煤矿事故。煤矿水灾的发生在一定程度上不利于煤矿业的健康发展。经济的快速发展使得煤矿的开采量大大增加, 由此导致水灾事故的频繁发生, 这不仅极大影响煤矿工作的工作效率, 并且不利于煤矿业的有序发展, 甚至还会给工作人员的生命带来威胁。因此, 对煤矿防治水实用技术及设备进行分析, 有着不容忽视的现实意义。

1 矿井水灾带来的危害

矿井水灾的发生会给整个煤矿业带来严重的危害, 危害主要表现在以下几个方面:

矿井水灾会严重污染生产环境。煤矿井内发生水灾, 大量的水会堆积在矿井的巷道内, 这会使矿井的顶板更加松散, 使工作的场所和其他巷道内的空气更加潮湿, 对矿井内的工作环境造成污染, 对井内工作人员的身体健康带来威胁。同时, 不利于井内工作的顺利开展, 大大降低工作效率和生产效率。

导致投资成本的增加。在水灾发生以后, 往往需要投入一定的人力、物力、财力来进行排水工作, 这在一定程度上使投资的费用增加, 并且也会使每一吨煤的成本增加。同时矿井内的出水量的多少会直接影响投资费用, 矿井内的出水量多, 则排水费用就会增加;相反, 矿井内的出水量少, 则排水费用就少。所以, 应尽量减少井内出水量, 将企业的经济损失降到最低。

井内出水会降低生产设备的使用寿命。矿井内有大型生产设备和防护措施, 水灾的发生会不断对生产设备和防护措施进行侵蚀, 大大降低了井内生产设备的使用寿命。

井内水灾的发生会浪费资源, 也会造成中毒。这里所说的资源浪费主要指的是水灾对井内隔离煤柱的损伤。此外, 水灾还会使井内的瓦斯不断积聚, 会使井内爆炸的发生率提高, 容易导致硫化氢中毒。

水灾的发生会造成不同程度的人员伤亡。矿井出水量特别严重、超过工作人员的排水能力的时候, 或者是井内的水突然喷涌, 这样的情况发生后会造成矿井的局部废弃甚至是停止运转, 如果出水情况更加严重, 会导致工作人员的伤亡, 使矿井被迫关闭, 严重降低企业的经济利益。

2 矿井水灾的类型及防治技术措施

2.1 矿井水灾的类型

矿井内的水灾有不同的类型, 主要从以下两个方面进行分类:一方面, 根据水源和采掘空间的关系将水灾的类型分为地表水、底板水、老空水和顶板水;另一方面, 根据不同的导水通道将水灾类型分为断层突水、陷落柱突水和岩体裂隙突水。断层突水和陷落柱突水是矿井内最常发生的水灾类型。

2.2 矿井水灾防治技术措施

可以从以下几个方面做好水灾防治工作。

1) 做好前期准备工作, 找出矿井内充水的水源。找出矿井以及开采区附近的充水水源以及排水通道是矿井水灾防治技术措施的关键步骤, 通过井下物探技术手段和水化学探测技术手段可以在一定程度上提高我国的井内探测技术, 这样会产生意想不到的效果。

2) 做好水文观测方面的工作。要不断搜集井区附近气象、降水量和水文地质等方面的资料, 并且调查洪水泛滥对井区造成的影响。同时, 要随时观测矿井水的来源以及不同季节涌水量对矿井的影响。

3) 井下探水。煤矿生产工作往往是在地底下工作, 受水文和地质条件的影响比较大。就目前情况而言, 矿区生产过程中科学技术手段的落后会极大限制矿区工作人员的认知能力, 没有办法对地下含水量实施探测, 对矿区工作带来严重后果。在矿区开采、生产过程中要认真分析已经搜集到的数据资料, 并对井区的出水情况进行推断, 只有这样才能够在水灾发生时采取有效的防治技术措施, 保证矿区工作的安全。

4) 疏通放水。知道煤矿开采区的水源之后, 根据具体情况分析疏通防水的可能性。如果查明威胁到矿区的水源就要及时对矿区的水源进行排水。矿井水灾防治措施中最有效的方法便是疏通放水。

5) 阻截水源。在探测到矿区的水源之后, 种种条件的限制会在一定程度上导致矿区排水困难。在这种情况下就要发挥防水闸门、防水墙的积极作用, 对水源进行有效阻截, 尽量将开采区和水源分开, 将水灾的危害降到最低。

3 煤矿防治水实用技术及装备

3.1 井下放水试验技术

煤矿水文勘查中最有效的方法便是放水试验, 这种试验广泛适用于水文地质类型比较复杂的矿井, 因为这种试验技术可以直接、形象地将矿井的安全程度反映出来, 资金投入也比较少, 所以应用比较广泛。在八九十年代利用井下放水试验技术对东、西部地区的矿井进行了联合性的放水试验, 这种试验技术大大节省了煤炭资源, 并且保证了煤矿生产过程的安全性。

井下放水试验技术的装备主要有水质检测仪、矿井水情实时检测系统、高压水上钻探孔口防喷设备、应用于地下水流的数值模拟软件等。

3.2 三维地震勘探技术

利用三维地震勘探技术可以对煤田开采地区的地质构造及煤层的弹性参数进行探测。在地势较低的河北、山东等平原地区, 西安研究院得到了准确的探测数据, 所得到的探测数据主要用来分析3 m落差断层, 这种方法在霍林河草原、神东沙漠等地区也获得了不错的成绩。

三维地震勘探技术的主要装备有ARISE数字地震勘探仪、相应的地震数据处理系统等。

3.3 电磁类探测技术

电磁类探测技术应用地区广泛, 不受地表条件的限制, 这种探测技术应用在山区、沙层等地震盲区会产生不错的效果, 并且这种探测技术使水灾勘查技术变得更加完善。这种探测技术在探测准确度、资金投入、适应性等方面存在着非常大的差异, 但是这种探测技术有很多种使用方法, 并且为矿区的合理布局提供了数据参考。

电磁类探测技术的主要装备有YDZ (A) 矿用直流电法仪、磁偶源MAXI-PROBE勘探仪、YT120 (A) 矿用音频电穿透仪和相关的解释软件等。

3.4 水情、水灾监测技术

在矿区生产过程中KJ117矿井水情实时监测系统的应用可以对矿井里的水文情况进行实时监测。通过监测获取的数据可以及时地反映矿井内的水压和水位情况, 并且这种技术可以自动搜集、传输监测数据。随着监测技术的发展, 我国多个矿区已经采用了这种监测技术, 表明了煤矿防治水技术的进步。

水情、水灾监测技术的装备主要有KJ117矿井水情实时监测系统、YJSZ (A) 水位自动记录仪、YJS (A) 矿用水压自记仪、YJSY (A) 水位遥测仪 (GSM) 。

4 结语

总之, 煤矿防水害工作需要煤矿工作人员、技术人员及防治水实用设备的生产厂家共同努力, 所以, 在日常的工作中应当将防治水灾作为工作的重中之重, 通过讲座、进修等方式对工作人员实施相关专业知识培训, 提高工作人员的安全意识, 减少煤矿水灾事故的发生率, 从而促进煤矿工业的长足发展。

参考文献

[1]王洪涛.煤矿防治水技术措施的相关研究[J].低碳世界, 2013 (22) :80-81.

[2]袁新建.加强煤矿防治水技术管理措施的分析[J].内蒙古煤炭经济, 2013 (4) :35-36.

煤矿防治水技术的研究和治理措施 篇9

在煤矿建设和生产过程中, 如果遇到水害, 最轻的影响是使生态环境恶化, 影响煤矿正常运行和发展, 耽误工作进度;稍微严重点的水害会造成国家财产损失、资源浪费, 水害会淹没矿井和采区, 排水和维护过程增加了不必要的费用;更严重的水害会造成人员伤亡, 是不可弥补的损失, 所以企业一定要积极研究煤矿防治水技术和治理措施, 争取将危害降到最低, 实现安全生产和发展[1,2,3]。

1 煤矿企业现状综述

煤矿资源的多少对一个国家的生存和发展起着至关重要的作用, 各个国家都在用各种方法和技术勘探、开采尽可能多的煤炭资源。虽然中国是能源大国, 但中国人口众多, 相对于其它国家来说中国需要更多煤炭资源, 所以煤炭企业要在符合国家相关法律法规基础上, 安全和环保的前提下, 运用先进科学技术勘探和开采煤炭资源。

近年来, 中国煤矿企业总体发展状况良好, 取得显著进步和发展, 煤炭资源的保障能力逐年增强, 煤炭资源储量也在逐年增长, 为社会发展和进步打下良好基础。中国现代化进程逐渐加快, 煤矿开采技术也在逐渐进步, 相比传统方法来说能够更好更快地开采更多煤矿资源。随着各种相关法律法规的建立健全、人才引进和技术研究, 在煤炭防治水方面取得良好进步, 并且逐渐构建了一套合理的工业结构, 对煤炭企业的发展起积极指导作用。随着中国对煤炭企业的重视, 中国煤炭市场机制也在不断健全和完善, 煤炭交易额逐年增长, 煤炭市场的交易规则和交易程序也在逐渐完善, 交易风险在逐渐控制和预防, 为煤炭企业健康发展打下坚实基础。随着环保意识增强, 绿色煤炭在煤矿企业中得到较好运用, 充分应用各种先进技术, 努力做到环保和绿色开采, 向节能、绿色、快速的方向健康发展。

虽然近年煤矿企业得到快速健康发展, 取得不少进步和成就, 煤矿事故也在逐渐减少, 但是企业要谋求更好发展, 而且煤矿防水技术在煤矿企业中至关重要, 在沿用传统防水技术的基础上还要研究新防水技术, 接下来要对煤矿防水技术进行进一步研究, 让煤矿事业得到更好发展。

2 煤矿防水技术研究

煤矿水害事故有很多原因:a) 由于小煤窑积水造成的水害。小煤窑是很久以前的煤窑, 受当时技术条件影响, 没有先进的设备, 采空面积相对较大, 没有很好的防治水系统, 所以比较容易发生水害;b) 采空区积水造成的水害。这其中包括两种情况: (a) 由于本煤层上部采空区积水造成的水害事故; (b) 由于在不同层位, 煤层间距比较小, 再加上地质构造容易发生变化, 在开采下层煤矿时由于上下层之间岩石脱落而造成的水害事故;c) 导水断层造成的水害事故。由于一些煤井含水层为石灰层, 二叠是裂隙砂岩, 在地壳运动影响下, 很容易发生断裂情况, 造成水害事故。以上几种情况是比较常见的发生水害事故的原因, 要从这些情况出发, 研究相应防治技术, 从各个方面实现煤矿的防治水研究和预防。

a) 防止采空区积水。在采矿前做好基础工作, 查明矿井水文地质等基本情况, 建立适合的采空动态观测网, 积极引进各种先进技术, 按照相关法律法规和技术规范认真做好各项工作, 在此基础上查明矿井水源、导水通道等情况, 做好各项基础工作;

b) 合理布置采区巷道和采掘工作面。要更好地实现煤矿防水技术, 做好基础工作是相当重要的, 所以要合理布置采区巷道和工作面, 在布置工作前根据实际情况按照相关法律法规和基本要求合理布置巷道和采掘工作面, 使安全距离、相应位置及隔断导水通道等都按规定实现, 这是实现煤矿防水系统最主要也是最基本的技术手段;

c) 煤矿防水技术的关键是确定探水线。探水线就是开始探水的边界线, 确定探水线一定要按照相关规定, 在操作时一定严格遵守要求, 不能有任何意外和误差, 做好探水线之后要检验和实验, 符合要求才能开始工作, 同时要考虑所要开采煤矿的具体情况, 要综合考虑压力、地质等情况;

d) 在煤矿防水技术中还有一项关键技术就是超前距确定。超前距确定要在边探水和边掘进的过程中逐渐确定, 为保证工作安全、顺利进行, 在探水过程中, 要严格按照要求进行操作, 探水钻孔的终孔位置一定要保持在超前采掘工作面的一段距离, 这是煤炭防水技术的关键, 只有按要求操作, 才能从根源上实现煤矿防水工作;

e) 要对相关技术人员重点培训, 在技术操作上减少失误, 做到精益求精, 使防水技术更好地运用在煤矿企业, 减少水害事故发生。

3 煤矿防水工作治理措施

煤矿防水工作应坚持预测预报, 在发生疑惑和问题时严格探究, 要遵循先探究后挖掘、先治理后开采的原则, 在工作中做到防治、疏通、排放和拦截综合治理。

采矿前在地面修建地面排水工程, 及时排水, 矿井设计前做好准备工作, 按照地形和其它具体条件制定相适应的防水系统, 合理开拓与开采, 留设防水隔离煤柱, 预防水害事故发生。

煤矿企业一定要强化坚守红线的意识, 依法治理各种事件, 突出强化预防治本, 建立隐患排查治理体系, 加强基层基础建设, 努力构建安全生产的长效机制, 在坚持以上原则的基础上做到改革创新, 谋求更好更快发展。

4 结语

煤矿防治水技术研究和治理措施在煤矿企业中占有十分重要的位置, 要合理运用研究出的方法, 严格遵守各种制度, 在此基础上创新和发展, 在实践中逐步掌握更多防治水技术和方法, 逐渐运用到煤矿工作中, 以便煤矿企业能够更好更快地生存和发展, 更好地服务于人类和社会。

参考文献

[1]张坤.煤矿防水规定[J].资源管理部, 2011 (2) :123.

[2]张敦伍.煤矿防水治水规定[J].资源管理部, 2006 (1) :12.

解析煤矿防治水实用技术及装备 篇10

关键词：煤矿,充水,防治水,设备

一、矿井水灾的危害

人污染生产环境。

矿井水灾害的发生, 可使巷道积水, 矿井的顶板松散, 工作面及附近巷道的空气变潮湿, 污染工作环境, 影响员工身体健康, 降低了矿井生产率。

2、投资成本增加。

排水设备与人力的投入, 增加了投资费用, 就必须通过吨煤成本增加, 填补资金缺口。而且矿井里水的量决定了排水设施、设备以及排水费用的多少。

3、影响生产设备的使用寿命。

水对矿井设备及防护设施不断破坏和腐蚀, 降低了生产设备的使用寿命。

4、造成资源损失与中毒。

这里的资源损失主要是指隔离煤柱的煤损。还会加剧瓦斯的积聚, 加大爆炸的破坏力, 发生硫化氢中毒。

5、人员伤亡。

当矿井中的水量超过排水能力时或者突然出现喷涌状态, 轻则使矿井局部废弃并停产;重则造成巷道被淹没或者矿井淹没, 造成人员伤亡, 减少服务年限, 被迫关井, 损失无法估量。

二、矿井水灾防治技术措施

查明矿井充水水源。矿井防治水技术的关键就在于查清矿井及采区附近的充水水源和导水通道。在水化学探测技术和井下物探技术的帮助下, 使我国的探测技术有了提高, 并产生了良好的效果。

做好水文观测工作。第一、要对当地的气象、降水量和河流水文地质的资料进行收集;并对洪水泛滥造成的影响程度进行调查证实;第二, 要对矿井水的来源以及补给关系进行观测;第三, 观测季节变化对矿井涌水量的影响等。

井下探水。煤矿生产大都是地下作业, 地质和水文条件比较复杂, 由于技术和手段的落后, 限制了认知能力的发展, 对地下含水量不明确, 产生的后果无法想象。在挖掘施工中, 根据现有的数据进行认真分析, 并推断前方是何种情况, 好能够及时采取有效的防治水措施, 保障生产作业的安全。

疏通放水。开采区域水源探明后, 要根据实际情况看是否要实施疏通放水的计划, 如果有威胁矿井安全作业生产的水源, 要及时的疏通放水。疏通放水是矿井防水措施中最有效、最及时的方法。

阻截水源。在探测到水源后, 可能会受到多种多样条件的限制, 无法疏通放水, 这时防水墙、防水闸门和防水煤柱就可以发挥它们的作用了, 有效地阻截了水源, 使开采区域与水分隔开, 确保局部涌水危害最小化, 降低经济损失。

注浆堵水。把浆液注入地层的缝隙和断层破碎带, 通过浆液的凝固与硬化, 达到堵塞涌水通道的目的。注浆堵水可以有效地防治矿井透水, 并且方法简单, 操作简便。目前我国的注浆堵水技术已经取得了很大的发展。

三、煤矿防治水害的技术及装备

1、井下放水试验技术

放水试验是煤矿水文勘探行之有效的方法, 可以有效地治理水文地质类型复杂的矿井。在水文地质条件复杂的矿区放水试验技术广受欢迎和好评, 放水试验技术可以直观、可靠地反映矿井生产的安全性, 并且需要的资金也少。我国山东肥城是典型的含水量大的矿区, 在20世纪80年代对东部四矿联合放水试验以后, 又在90年代对西部四矿进行联合放水试验, 确保了安全生产。井下放水试验技术拯救了大批的煤炭资源, 并保证了煤矿生产的安全。

其主要装备是:水质检测仪器、高压水上钻探孔口防喷装备、KJ117矿井水情实时监测系统、地下水流数值模拟软件包等。

2、三维地震勘探技术

三维地震勘探技术主要是针对煤田开采区域的地质构造, 是研究煤层弹性参数的主要手段。西安研究院分别在山东、河北、徐州等地势较低的平原区得到了探测精度, 这个探测精度是专门针对3m落差断层的, 还在神东沙漠、霍林河草原和哈密戈壁等地区取得了良好的效果。

其主要装备是:Geovect-eur Plus地震数据处理系统和ARISE数字地震勘探仪等。

3、电磁类探测技术

电磁类探测技术对地表条件没有过多的要求, 对于类似山区、沙砾层、沙层等地震盲区非常有使用效果, 是对水害探查技术的完善。电磁类探测技术的使用方法较多, 它在探测精度、适应性、成本预算等方面存在的差异较大, 为工作区域的合理布局提供了参考依据。淮北矿业集团的桃园煤矿10号矿井, 工作面曾经发生底板灰岩大量突水, 突水最大量一度达到565m3/h, 迫使整个矿停止开采, 以防发生重大事故。先后在矿井的侧壁打了10个灰岩放水孔, 用来放水, 但没有一个能放出水来。遂对矿井使用了高分辨率直流电法技术, 对探测传回的数据资料进行全面的分析, 并对低阻异常部位打钻验证、放水泄压, 最后, 先前打得10个灰岩放水全部出水, 达到了疏放水的效果, 而且效果显著。

其主要装备是:YDZ (A) 矿用直流电法仪、YT120 (A) 矿用音频电穿透仪、磁偶源MAXI-PROBE勘探仪及其相关解释软件。

4、水情、水害监测技术

通过KJ117矿井水情实时监测系统的应用, 对煤矿井里的各种情况进行实时动态监测。监测发回的数据能够反映各种水层的水压以及水位情况, 可以对数据自动采集、自动传输。近几年, 西安研究院已为多个矿区实施了实时水情监测系统, 这标志着煤矿防治水技术又前进了一大步。

其主要装备是:YJSY (A) 水位遥测仪 (GSM) 、YJS (A) 矿用水压自记仪、KJ117矿井水情实时监测系统、YJSZ (A) 水位自动记录仪等。

5、巷道导水断层破碎带管棚支护技术

复杂的地质条件对巷道穿越断层的掘进施工来说是一大难题, 管棚支护技术才刚开始应用到矿井防治水灾害中。西安研究院成功地在开滦东欢坨矿业公司的北回风巷中成功地运用这一技术。这也成了矿井防治水灾害的跨越性标志。

其主要装备是:2TGZ-60/210型双液注浆泵、ZDY1900S、ZDY3200S型全液压坑道钻机等。

6、止水塞建造技术

定向受控钻探技术和分支造孔技术的不断研究与探讨, 使陷落柱的治理手段由传统的全段注浆充填向柱体内指定深度止水塞建造技术转变, 止水塞建造技术不仅工期短, 而且花费的成本也低, 既省力又节约资金, 提高了经济效益和社会效益。西安研究院在皖北任楼矿和邢台东庞矿成功地把这项技术应用到陷落柱治理中, 标志着我国矿井防治水灾害的进步。

其主要装备是:TXB-1000钻机、立式散装水泥罐、美国车载T685WS系列钻机、NBB260/7型注浆泵、螺旋送料机、ZJ-25ⅢK系列钻机等。

四结语

综合防治水技术的研究与应用 篇11

关键词:承压水综合防治物探钻探探放技术

0 引言

朝川矿一井所采己16-17煤层,为一北低南高单斜构造,采煤工作面沿走向平行布置,普遍采用沿空送巷掘进技术。己16-17-21090上跨面位于一井一水平己一采区二水平暗主、副斜井以东,第五勘探线以西,在己16-17-21050工作面以北,己16-17-21090 工作面以南。工作面处于-147标高至-228标高之间,设计储量27.1万吨。该上跨面设计从己16-17-21090风巷F20点处沿风巷方位向东施工67m,以方位176o施工上跨面切眼107m,然后以方位264o施工420m(与己16-17-21050机巷净间距5m),变向以方位296o施工209m与己16-17-21090风巷F9点东36m处贯通。该面北部与其相邻的己16-17-21050工作面于2007年5月开始回采,在掘进和回采期间底板均有渗水现象,特别是回采顶板垮落后顶板砂岩水和上部采空区积水将汇聚到该面最低位置,且该面下部有一个回采时的环形水仓。根据相关资料分析,上跨面以北全部为采空积水区。严重威胁上跨面掘进期间安全。己16-17-21090上跨面施工期间采用综合防治水技术,保证了的掘进安全快速掘进及基本解除了上跨面回采水害威胁,为采掘正常接替赢得了宝贵时间。为今后朝川矿一井在老空区周围的安全掘进提供了方法,为深部厚煤层采面合理设计和安全掘进提供了可靠的依据、积累了宝贵的经验

1 工程概况

朝川矿一井己16-17-21090工作面附近简略地质情况为:巷道位于己16-17煤层中,煤层底板距L2灰岩约为10m、距寒灰约为50m。L2灰岩平均厚度约为12m。地层总体倾向约为345°、倾角约为20°。煤层底板石炭系岩溶水和己16-17-21090工作面采掘造成的老空积水区是此次探水的重要疑点。为防止地板承压水和己16-17-21050工作面老空对己16-17-21090工作面施工造成威胁,确保施工期间的安全,依据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水工作条例》的规定,必须在解除水患威胁后方可正常掘进的原则。

2 综合防治水技术

2.1 方案设计:

2.1.1 瞬变电磁勘探 确定异常区域 查明一井21090工作面掘进头前方及掘进头附近100米范围内是否存在底板承压的威胁。

2.1.2 钻探 求证 落实 在物探的基础上确定的低阻区(可能有水区)进行钻探核实排查,使可能有的水体及水体的一切特性和区域得到肯定。

2.1.3 短探短掘 在过勘探区后,掘进过程中采取的防治水措施

2.2 概述 变电磁法既物探是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场,从而探测介质电阻率的一种方法。根据瞬变电磁勘探视电阻率断面图,观测地层相对高、低阻电性分布情况,结合区域水文地质资料,判断探测范围内岩层的赋、导水性及其分布情况等。但是瞬变电磁勘探盲区约为15m。以视电阻率值小于2的区域为相对低阻異常区。物探时探测现场附近金属物较多,对物探结果存在一定影响。钻探是利用煤安型钻机向岩体和水体有效实地钻探的一种方法。目的性比较强,效果比较明显,且容易控制是一种比较经济有效实地钻探的一种方法。但比较盲目。必须确定方向和坡度。局限性较大。如果将物探,钻探结合起来物探结论,对不确定区域又进行了实地钻探,弥补了物探的盲区和不确定区域的排查又发挥钻探目的性比较强,效果比较明显其特点,确实的做到物探和钻探的优势互补合理准确利用的原则。

2.3 探放水位置 己16-17-21090上跨工作面施工到低阻异常区20m时停止施工,沿现有巷道做探放水硐室并在适当位置开掘一容量不小于50m3的水仓。

2.4 钻孔设计 己16-17-21090上跨工作面在巷道的迎头探放水硐室内以低阻区方位布置钻孔二组一次打透低阻区或超过5-10米为原则,每组三个孔,其中1-1#孔为主孔,终孔垂距1.5m,设计孔深50m,压力0.4 Mpa,终孔直径φ56mm,并根据钻孔揭露情况,后期将钻孔涮大增加放水量,放水采用可控制放水。预计单孔无控制最大放水量11.85m3/h,平均放水量5.33m3/h,其中己16-17-21090上跨风巷水仓100m3,基本解除积水区对己16-17-21050机巷的威胁。但在实际探放水工作中己16-17-21090上跨风巷均受到50机巷老空水的威胁。通过探放水后,基本解除已16-17-21090工作面机巷施工期间的水害威胁。但在具体施工过程中,还应坚持短探短掘的原则预防残余积水对施工安全的威胁。

2.5 单孔设计 ①各孔均布置在己16-17煤层中,开孔孔径选用φ110mm的钻头钻进,钻进6.2m时,停止钻进下入φ89mm套管6m,进行注浆固管。②下套管时要逐节缓慢推进孔内,最后一节缠上干海带,最外层缠上干布,捆扎好,小心推入孔内。③孔口管全部推进后,孔口管至海带段用水泥砂浆全部充填,并预留一通气孔。④孔口处水泥浆凝固后,开始注浆,注浆压力不小于0.05Mpa,凝固48小时后,用φ56mm钻头扫孔,扫孔深度不少于6.2m,钻孔扫至预定位置时,在孔口管上加装闸阀、防喷装置、压力表,进行试压,试压压力不小于0.05Mpa,稳定试压时间不少于30分钟,必须达到钻孔及钻场周围无出水,无渗漏,否则重新注浆,直至合格。

3 施工技术要求

3.1 钻场施工 风巷施工至距原己16-17-21090工作面水仓50m间根据现场煤层完好情况是否符合探放水要求,确定具体探放水位置及参数。探放水钻场必须保证钻孔施工方向煤壁完好无空顶、空帮现象,硐室和巷道迎头用木柱板皮加固,探放水钻场巷道迎头后退10m范围内对两帮也同时进行加固。

3.2 钻孔施工

3.2.2 施工人员必须熟悉本次钻探任务,严格按《煤矿安全规程》、《矿井水文地质规程》和《煤矿防治水工作条例》及安全技术措施施工。

3.2.2 探放水前在距探放水位置近且最底处的适当位置,开掘容量不小于50m3的水仓,配备排水能力不小于50m3/h的水泵两台,及相应的排水设备和排水管路,探放水前必须对防排水系统进行试运转,探放水期间确保排水设备完好正常使用。

3.2.3 施工人员必须严格按设计要求施工,未经批准不得擅自改变原设计。

3.2.4 探放水钻孔必须布置在煤壁完整可靠的位置,并根据钻机性能尽可能将钻孔靠巷道下部布置,以增加钻孔距采空区之间煤壁厚度,探放水前必须加固钻场周围的巷道和排水泵窝,及时清理巷道内的浮渣。防止发生钻孔和排水系统漏水,形成煤水混合体,威胁钻场施工人员安全。

3.2.5 扫孔试压及开钻前必须确认排水管路完善,排水设备运转可靠。经矿有关部门进行联合验收。确保不对钻场及钻场以外的任何区域构成水害威胁后,方可进行探放水。

3.2.6 为保证本次探放水的顺利进行,施工单位必须认真编写施工组织设计和安全技术措施,并认真贯彻执行。让所有参加本次探放水的所有人员认真学习安全技术措施,明确探放水各项安全技术要求。使所有参加施工人员熟悉避灾路线。

3.2.7 加强与相关科室的业务技术联系,每次施工钻孔前根据工程揭露情况,由测量人员现场实测计算各项数据,对设计参数进行调整,根据计算结果现场标定钻孔倾角及方位,施工过程中如遇异常情况及时停止钻进采取措施。

3.2.8 每次开钻前,必须对闸阀、防喷等孔口装置进行检查,确认合格后方可钻进。

3.2.9 钻进施工中要设专人作好技术资料的收集记录工作,并随时观察钻孔有无异常现象,防排水设备是否完好。确保钻透采空积水区出水时能实现有控制放水,钻透采空积水区必须在8点班进行。

3.2.10 探放水期间必须制订防有害气体溢出的安全技术措施和现场管理办法并按要求严格执行。

3.2.11 安装防排水设备时要充分考虑风流方向对防排水设备的影响,确保安全施工。

4 防治水安全技术措施

4.1 在过勘探探水位置后,必须先探后掘(短探短掘),探5m掘一米,由上向下每隔3m打一组探眼,勘探孔位置处每1m打一组探眼,(探眼位置为上、中、下呈扇形布置),每组3个,眼深5m,以解除50采面水仓对工作面的威胁。

4.2 施工中一旦发现有透水预兆时,必须停止作业,查出原因采取有效措施进行处理,防止事故扩大,同时要通知受威胁地点人员撤退,并报告调度室。透水预兆有挂红、挂汗、空气变冷,出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、有臭味等。

4.3 做好排水工作,在机巷水仓安设水泵和排水管路,保证足够的排水能力。要求水泵一台工作,一台备用。铺设一趟直径为4寸的排水管路。

5 预防瓦斯安全技术措施

5.1 瓦斯检查员每班对气体检查次数不少于2次,还必须在勘探孔处挂瓦斯牌板,检查后必须认真填写,发现异常时必须及时向跟班工长和调度室汇报,采取措施进行处理。

5.2 工作面回风流中瓦斯浓度超过0.8%或二氧化碳浓度超过0.8%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。

5.3 工作面风流中瓦斯浓度达到0.8%时,必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.8%时,严禁爆破。每次爆破必须严格执行一炮三检和三人连锁爆破制度。

5.4 勘探孔处体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到0.8%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员进行处理。

5.5 跟班工长必须在水仓处悬挂瓦斯便携仪,挂便携位置:距顶不大于0.3m,距帮不小于0.2m,随时检查该处的瓦斯浓度情况,发现问题及时处理。

6 顶板管理安全技术措施

①机巷钻探期间各项施工技术要求必须符合规程要求。②過勘探孔段及上下两侧各打台棚。③工作面杜绝空帮空顶现象,出现空帮空顶现象时,用坑木背实或绞架抓帮接顶,采煤后及时封闭煤帮。④支柱不迎山等现象。⑤严格控制顶板。⑥跟班工长、班组长、验收员必须把该处作为管理重点,确保时刻有人现场把关。

7 结束语

煤矿综合防治水技术 篇12

一、根据我公司各矿井的水文地质类型划分结果, 提出防治水的重点工作

乌海能源公司所属矿井, 同处在祁———吕———贺兰山字形构造脊柱北端西缘的沙漠丘崚地带, 一部分矿井是在贺兰山北端煤田的乌达矿区, 另一部分矿井是在桌子山煤田的海勃湾矿区和棋盘井矿区, 黄河在该地区呈南北走向, 是穿越两块煤田之间的唯一地表水体, 该地区的煤系地层是以二迭系山西组和上石炭统太原组为主要含煤地层, 其含水层主要为第四系松散岩层的孔隙潜水含水层, 和煤系地层中以砂岩为主的孔隙、裂隙承压含水层, 以及奥陶系石灰岩类岩溶承压含水层。

西安煤科院根据我公司矿井的水文地质特征, 按照国家新颁布的《煤矿防治水规定》, 对我公司的10对矿井提交了水文地质类型划分报告, 属于水文极复杂类型的矿井1对, 水文复杂类型的矿井3对, 水文中等类型的矿井6对。

其中, 骆驼山矿是受奥灰水威胁的矿井, 属水文地质极复杂类型;划分为水文地质复杂类型的矿井有棋盘井矿、利民矿、平沟矿3对矿井属受奥灰水威胁的矿井;五虎山矿、黄白茨矿、苏海图矿、老石旦矿、公乌素矿、路天矿6对受老空水影响的矿井属水文地质中等类型矿井。

由此看来, 奥灰水和老空水是我们防治水害威胁矿井安全生产的重点工作, 但也不能忽视雨季期间暴雨洪水的侵蚀渗流, 以及断层水、裂隙水、钻孔水等水害给矿井生产构成的威胁, 因此全面加强水文地质基础工作, 认真落实《煤矿防治水规定》, 利用钻探、物探、化探等综合勘探手段, 探明目前影响矿井安全生产的充水性因素, 采取积极有效的防治措施, 最终将水害事故做到可防、可控、可治。

二、突出重点抓好对奥灰水补勘、评价和老空水的探放工作

1、目前受奥灰水威胁的生产矿井评估情况

奥灰水补充勘探工作现已基本查明, 乌海能源公司所属的乌达矿区 (五虎山矿、黄白茨矿、苏海图矿) 奥灰含水层距17号煤层间距大于300m, 本区太原组下部地层厚:799~1128m, 奥灰水对矿井安全不构成威胁, 也就是说上石炭系太原组主采煤层 (17#煤层以上) 不受奥灰水的影响;老石旦矿、公乌素矿、路天矿16#煤层距奥灰含水层间距大于220m, 区域奥灰水位1060~1080m, 奥灰含水层突水系数小于0.06MPa/m, 奥灰水对矿井威胁较小, 正常情况下可以实现带压安全开采。

平沟矿奥灰水文补勘报告提出, 部分区域16#煤层受奥灰水威胁, 根据地面2个补勘孔、井下3个钻孔勘查情况, 查明了矿区奥灰水位, 并对下组煤带压开采的危险性进行了分区评价, 平沟矿一盘区下组煤奥灰突水系数为0.050~0.086MPa/m, 部分区域大于0.06MPa/m的临界值, 需要采取相应的带压开采措施, 方能实现安全开采。

棋盘井矿在矿井范围内开采9#煤层奥灰突水系数最大值为0.029MPa/m均小于0.06MPa/m, 在9#煤层底板完整情况下发生奥灰水突水的可能性较小, 可以实现安全开采。但是, 对于16#煤层底板的奥灰水突水系数变化趋势是自西向东逐渐变小;16#煤层底板奥灰水突水系数最大为0.074MPa/m, 最小为0.032MPa/m, 平均为0.054MPa/m, 16#煤层底板奥灰水突水系数大部分区域处于安全范围之内, 在井口南部深部区域奥灰水突水系数较高达到0.06MPa/m底板水害威胁程度较高, 按照突水系数0.06MPa/m反推16#煤层底板隔水层可承受安全水头均小于奥灰水实际水压, 故井田16#煤层存在较大突水风险。因此16#煤层虽具有许多带压开采的有利条件, 但也有不利影响因素须采取底板导水构造探查、底板局部注浆加固等措施, 以增加底板隔水层有效保护厚度, 提高隔水层阻水能力从而实现16#煤层带压安全开采。

利民矿目前根据钻孔揭露奥灰岩资料:奥灰水位约+1070m, 9#煤层底板标高在+890~1210m, 16#煤层底板标高在+840~1160m, 近期开采不受奥灰水的威胁, 16#煤二采区中西部地段带压开采带压为0~2.2MPa, 特别是底板突水系数值在0~0.05MPa/m之间均小于突水系数临界值0.06MPa/m属于带压开采安全区, 但由于本井田断裂构造发育存在揭露强渗通道的情况, 导水断层缩短了隔水层间距, 有些断层 (DF3) 直接导通了煤层与奥灰含水层, 16#煤层开采仍然受到奥灰含水的威胁。因此, 本井田16#煤层带压开采主要工作应以构造及隔水层薄弱带探查为重点, 在制定充分、科学合理的措施后, 并切实执行后可以实现16#煤层安全带压开采。

骆驼山矿根据骆驼山矿水文补勘报告提供:井田内奥灰岩水初始水位在1077.67~1120.41m之间, 井田以向西倾斜的单斜地层为主, 9#煤层底板标高介于+455.56~1053.46m之间, 落差597.9m。9#煤层底板承受奥灰岩水水压介于0.27~6.55MPa之间, 16#煤层底板标高介于+390.51~997.44m之间, 落差606.93m。16#煤层底板承受奥灰岩水水压介于0.70~7.20MPa之间, 从浅部至深部9#、16#煤层底板受奥灰岩含水层水压均呈增大趋势。

9#煤层底板奥灰岩水突水系数介于0.066~0.013MPa/m之间, 在平面上由东向西呈增大趋势, 对照突水系数分区标准, 骆驼山井田范围9#煤层底板奥灰岩水突水系数均小于0.1MPa/m, 正常区域属于可安全带压开采区域。

16#煤层底板奥灰岩水突水系数介于0.027~0.0147MPa/m之间, 在平面上由东向西呈增大趋势, 对照突水系数分区标准, 16#煤层底板标高+740米以下区域奥灰岩水突水系数均大于0.1MPa/m, 底板发生奥灰岩水突水威胁程度较高。

2、严格奥灰水害的防范措施

一是利用物探、钻探、化探等方法查明矿井或采区水文地质条件, 并做出水害预测预报, 制定防治措施。采用具有我国特色的突水机理理论, 主要的评价方法有:斯列萨列夫理论、突水系数法、“三下”理论、强渗通道说等方法对底板突水危险性进行综合分区评价, 也可以采用比拟法, 分解法和数值模拟等方法预测矿井最大涌水量。

二是对于水文地质条件复杂有突水危险的区域, 如断层、裂隙、导水陷落柱等构造薄弱地带, 可预先留设防水煤柱、注浆封堵强渗通道等措施, 保障矿井安全生产。

三是当煤层底板隔水厚度太薄时, 煤层下部的高压奥灰水就会发生突水造成淹井, 甚至对人员造成伤害, 所以要根据隔水层厚度, 奥灰水压等因素对底板进行注浆加固和改造含水层。

四是借助于专门工程 (如疏水巷道、抽水钻孔或疏水钻孔) 及相应的排水设备, 有计划、有步骤的疏放影响采矿安全的奥灰含水层, 直到奥灰水压能够满足安全开采的需要, 同时奥灰水也是优质的水资源, 可以将疏放奥灰水与排供结合起来, 一方面保证矿井安全开采, 另一方面将排放的奥灰水供给生产、生活用水。

五是对于底板隔水厚度较薄, 突水威胁严重, 可改用适当的采煤方法保障矿井安全。

六是正确评价矿井涌水量, 按照有关规定要求健全矿井排水系统。对复杂矿井排水系统进行专项管理, 分步实施、分类指导, 确保矿井具备一定抗灾的棑水能力。

3、加强老空积水勘查, 抓好老空 (窑) 水的探放

老空 (窑) 水害:主要是指矿井周围缺乏准确测绘资料的乱采、乱掘的小窑积水, 或矿井本身采掘的废弃采空区积水, 或年代久远且采掘范围不明的老窖积水。这种水贮集在采空区或与采空区相连的煤岩或岩石巷道内, 采掘工程一旦意外接近便可突然溃出, 发生“透水”事故。

一是探放老空水前, 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。二是当钻孔接近老空时, 可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出, 应当设有瓦检员或者矿山救护队员在现场随时检查有害气体成分。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, 及时处理。三是制定水害应急预案和现场处置方案及人员安全撤离的具体措施。四是尽快落实乌达矿区各矿井有指导意义的煤层顶板导水裂隙带发育高度探测与研究工作。

乌海能源公司所属煤矿受上覆采空区积水影响生产的矿井主要有:苏海图、黄白茨、五虎山、公乌素、路天、利民矿等六对矿井, 用瞬变电磁法对积水异常区进行了探测, 根据物探结果对积水异常区实施了探放工程, 特别尝试了利用井下千米钻机定向探放水在利民矿取得了明显效果。

防治水工作要始终坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则, 采取“防、堵、疏、排、截”的五项综合治理措施, 进一步规范煤矿防治水工作, 提升防治水工作水平, 防范水害事故, 保障职工的生命安全。

三、强化防治水本质安全管理的对策与思考

1、加强领导、完善基础、全员重视、协同防范

水害防治是一项系统工程, 既要有强有力的领导机构、专业队伍、完善的制度和扎实的防治水基础工作, 又要有先进的技术和严格的措施保障;同时还要求全员重视、协同防范。

2、完善制度、明确责任、强化目标管理

首先, 应建立健全防治水工作岗位责任制和六项制度即:水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、水害应急救援制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度;其次要建立从公司到各煤矿的防治水工作管理体系, 并结合采掘接续编制防治水中、长期治理规划和年度计划, 分析水情和水害特点, 提出管理目标和保障措施, 分步组织实施;同时要及时总结规划实施效果, 并不断修改完善规划。每年年初要有年度计划, 落实资金和工程项目等, 并及时进行总结验收, 研究水害形成和防治水规律, 提升防治水整体工作水平。

3、加强防治水安全质量标准化建设, 开展质量达标活动

随着矿井开采深度的增加, 井田周边小井的乱采乱挖, 矿井水文地质条件以及充水因素发生了根本性的变化, 现有的资料无法满足防治水工作要求, 因此加强防治水技术基础管理, 制定《煤矿防治水管理实施细则》和标准, 开展防治水质量达标活动, 按照标准化的内容要求进行规范和统一, 完善防治水的五种图件和十五种台账等资料, 做到真实可靠, 为防治水工作决策提供依据, 夯实防治水管理基础。

4、全面掌握、突出重点、提出对策、超前防治

根据西北院、西安院以及专家组对我公司防治水工作提出重点水害矿井评价结果, 以及存在的主要问题, 制定有针对性的方案, 确定全公司防治水工作的总体目标就是:立足本安、防治水患、不因水患淹掉井下一头一面和伤人事故, 实现无水患区的超前管控, 有水患区煤炭资源的安全开采。并结合各矿井水文地质条件的不同特点, 提出防治水对策。

对存在有地面采坑和老空水威胁矿井安全生产的五虎山矿、黄白茨矿、苏海图矿、老石旦矿、公乌素矿、露天矿采取的对策是:

(1) 在采掘期间, 必须坚持“有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则, 对构造发育部位、顶板老空积水区进行超前探查, 避免断层裂隙等构造沟通上部老空水造成水害事故。

(2) 采用地面瞬变电磁圈定老空积水范围, 为老空区水探查提供依据。

(3) 编制中到大雨应急预案并演练, 保证在极端天气时、安全、有序的撤离井下人员, 并可快速抢险救灾。

对平沟矿、骆驼山矿、利民矿、棋盘井矿采取的对策是:

(1) 9#煤层掘进期间坚持“有疑必探”的原则, 9#煤层受断层构造影响的工作面坚持物探、钻探相结合方法探查, 部分富水地段进行预疏放, 并编制预放水设计。

(2) 对开采16#煤层顶板带9#煤层采空区水, 应根据老空水压及煤层底板等高线计算积水范围、积水量, 在疏放过程中关注水压、水量变化情况监测, 对比疏水量与预计量, 对老空水疏放程度进行分析, 确保疏放彻底根除隐患。

(3) 16#煤在掘进过程中必须坚持“有掘必钻”, 工作面准备前要进行防治水设计;工作面回采前要运用音频电穿法或直流电法探明构造发育情况和富水区域, 对异常区要钻探验证, 对隔水层薄弱区要进行注浆改造、加固, 对奥灰含水层水采用疏供结合等手段实现安全开采。

(4) 奥灰总体防治对策为导水构造探放治理及合理留设煤柱;强渗通道探查、加固底板和改造含水层;疏水降压、疏供结合的方法;建立矿井直排系统;制定水害应急预案和现场处置方案。

5、推广应用新技术, 做到水害超前治理和水资源的综合利用

(1) 编制矿井防治水规划与矿井生产接续计划紧密结合, 使防治水工作超前布置、安排有序、科学合理地进行, 克服盲目性, 增强预见性。

(2) 建立井上下水文动态监测系统, 做到定期观测, 及时掌握各含水层的水位和特征离子或元素的变化, 及时掌握水位动态和判别出水水源。

(3) 积极与科研院所合作, 进一步开展防治水技术攻关, 解决防治水的重点、难点问题。

(4) 积极引进计算机信息新技术的开发与应用, 建立矿山水文数字检测系统。

目前, 我公司已在利民矿、棋盘井矿、平沟矿、骆驼山矿建立地下水位 (压) 遥测系统, 随时掌握矿井奥灰含水层水位 (压) 、涌水量等参数的变化情况, 并定期分析16#煤层开采带压变化情况, 为矿井防治水工作提供技术基础资料。

(5) 在做好矿井防治水害确保矿山安全的基础上, 积极探索“排、供、生态环保”三位一体的管理模式, 变“害”为“宝”, 充分利用有限的水资源满足生产和生活用水做好水资源的综合利用, 为企业创造经济效益和社会效益。

(6) 加强培训, 完善水害应急预案和现场处置方案, 使其具有科学性、针对性和可操作性, 增强全体员工对水害征兆的认识, 促进防治水工作的全员化进程。

结语:只要我们增强信心、统一思想、高度重视、立足本安、科学发展, 贯彻落实好《煤矿防治水规定》, 全面提升煤矿防治水技术和管理水平, 就一定能遏制重特大水害事故的发生, 确保矿井安全生产。

摘要：本文阐述了如何立足本安管理, 结合本单位煤矿的水文地质情况, 提出存在的主要隐患和防治措施, 为确保煤矿安全生产在防治水的管理中提出了对策。