煤矿水害

煤矿水害（精选11篇）

煤矿水害 篇1

0 引言

应政策和环境形势的要求,中国近年来的工业生产的主要趋势是形成一种生产发展、生态良好的文明发展道路。但由于中国能源资源的现状,能源结构的改变受到很大程度的制约。因此,煤炭在中国能源生产与居民消费中占较大比重的情况短期内仍会继续,煤炭仍会在较长时间内占据中国第一能源的地位[1]。鉴于煤炭在中国能源结构中的重要地位,煤矿的安全生产问题是极为重要的。然而煤矿内矿井水在生产过程中被污染、可利用的水资源日趋减少以及煤矿突水问题等因素却长期制约着煤矿安全生产,对国家的经济发展及人民的财产与生命造成较大威胁,对环境持续产生不良影响。在此情况下,我们应针对煤矿突水问题进行研究并找到针对性的防治措施,从而合理地处理矿井污水,解决矿区的环境问题,保证生产的持续性发展。

1 相关资料

矿井水害,即为一种使矿井部分或全部被淹没,或对矿区生产与生活安全造成威胁的,或因排水增加煤生产成本的矿井水。目前中国发生的矿井水害事故主要分为如下几类:地表水体水害、冲击层水水害、砂岩类含水层水害以及灰岩类岩溶水水害。其中灰岩类岩溶水水害占90%以上的比例,其余类型的水害所占比例均在5%以下。矿井水害发生后,不仅对中国的经济造成数以亿计的损失,对周围的环境产生难以恢复的伤害,更是会使矿井内的众多工作人员无辜丧生。因此,矿井水害的防治是矿区安全工作的重中之重,具有极大的意义。

矿区水害防治技术则是一种为降低矿井水害发生几率、减轻水害危害程度,从而保障矿区安全生产与煤矿工人生命安全的预防与治理技术。矿井水害防治的原则为预防为主,防治结合。即要求矿区生产时做到持续监测、不放过任何疑点、先勘察再挖掘以及先治理后开采。但由于各个矿区的具体地理环境的差异,矿区水害防治仍需根据具体情况进行具体分析。在中国现有的科技条件下,能够进行的水害防治主要有:矿井水文地质预先探测、井下探放水、设置防水煤柱及疏水降低压力等。本文将对各种水害防治方法进行分析与比对,以便找出最合适的防治方法。

2 方法

2.1 矿井水害如何预防

可采取的预防措施主要有:

a)建立矿区前预先探测该区域的水资源环境,如地下水情况、充水条件以及地址环境等;

b)在矿区初期建设时确保建立了完善的水文管理系统,能够在灾害发生时较好地控制灾情;

c)不断改善矿区的防水与排水系统;

d)通过科学技术的进步来改进开采方法,从而减少对周围环境的破坏;

e)恰当地设置防水煤柱,减少灾害发生几率;

f)各区开采时需有时间间隔,同时设置防水闸门。

2.2 矿区水害如何治理

a)实行底板隔水层降压开采的方法。隔水层厚度达到标准的矿区可以在开采前只进行基础的超前降压工程。超前降压工程利用底板放水的方式来减轻压力,在采煤工作即将到达区域的防水钻空打开,工作面已经过的防水钻孔关闭,从而放水减压;

b)恰当地利用注浆工艺,主要应用于堵截水与加固改造底板2个方面。注浆工艺主要应用在隔水底板的厚度低于临界厚度值的情况。技术人员在注浆前应先探测出下伏含水层顶部的地质情况,如熔岩与裂隙的分布方位等。在前期工作准备充足后,应选择针对该种情况最合适的注浆工艺,形成替代性的隔水层,从而人工增加防水层的厚度,以此降低水压。当面对断层数量较多,裂隙较为发育的碎裂性底板,则必须在注浆前进行超前探测水的工作,从而封闭导水裂隙,增强底板岩层的强度,降低水压。在掘进与回采的过程中有时也会发生个别断层或陷落柱突水等特殊情况,这时可根据具体的周围情况采取适当的局部注浆工艺来进行堵水,保证开采工作的安全有效进行;

c)运用疏水降压工程,即对可能对安全开采工作造成危害的充水含水层进行疏排放,使其水位降低至生产工作要求的范围之内。疏水降压的具体措施主要包括疏水巷道、抽水钻孔与疏水钻孔等。此类工程需在人为控制的前提下运用专业的排水设备来保证合理排放,多数应用于充水含水层的动态补给水量较低的情况:当地板隔水层厚度低于临界值时,若下伏含水层的规模较小,补给水量不够时,可采取疏水降压的方法,从而加大矿井的排水能力,在根源上避免水害的发生。当地板隔水层厚度小,但下伏含水层水量充足且地下水分布广发时,可在封闭的含水层段进行疏水降压,在未封闭的含水层段先运用注浆工艺进行缺口的封堵,再进一步实行疏水降压。通过注浆工艺与疏水降压两种办法的结合,在含水层上方建立降落漏斗,再通过抽水井降低初始水位,既有效的防治了水害,又不必花费巨大的代价全部进行疏水工程,值得各个矿区进行学习和利用。

2.3 加强矿井污水处理和利用

煤矿生产过程中势必要排出大量的矿井水,这些矿井水若不加以合理的利用与处理,排出后不仅浪费了水资源,还会对矿区周围的环境造成污染[2]。大部分的矿井水中都含有各类有危害性的悬浮物,呈现高矿化度、酸性,有些甚至还含有重金属离子、F或放射性物质等,成份极为复杂。矿井水若未经处理就排放到地面上,会对地表土壤及植被产生污染,影响周围居民的正常生活。因此,合理利用矿井水,避免对环境产生难以逆转的伤害是十分必要的。

a)含悬浮物的矿井水处理方法:含悬浮物的矿井水主要含有煤粉、岩粉与岩粒等,水质比较简单,对环境的危害程度不大[3]。国内目前对此类矿井污水的处理方法是:将矿井水从井下水仓抽出地面进入初沉池,然后在调节池中加入药剂进行处理,经过浓缩池、沉淀池、过滤池后,再经消毒处理即可作为生活(如洗澡)、绿化用水使用,或达标外排;

b)高矿化度矿井水处理方法:含盐量高于1 000mg/L的矿井污水即为高矿化度矿井水。高矿化度矿井水如果不经过处理就直接排放,会给生态环境带来一定的危害。主要表现为河流水含盐量上升、浅层地下水位抬高、土壤滋生盐碱化、不耐盐碱类林木种势削弱、农作物减产等。对此类矿井水的处理方法除按上述处理方法处理外,还需进行脱盐处理工艺。脱盐可采取膜分离法进行脱盐,主要包括电渗析与反渗透两种技术;

c)酸性矿井水处理方法:酸性矿井水会对煤矿排水设备、轨道或其它机电设备造成腐蚀,破坏煤矿设备;若将酸性矿井水排至地面,则会造成水体污染、土壤板结与农作物枯死等不良后果。目前广泛应用的酸性矿井水处理方法主要为中和法。例如石灰石-石灰中和法联合处理酸性矿井水,将酸性矿井水注入滚筒后加入石灰石,然后在反应池中加入石灰,再经过混凝剂投配槽注入沉淀池,最后经沉淀池排放出去,此时的矿井水就已不再为酸性;

d)含重金属矿井水处理方法:含重金属矿井水即为矿井水中的Hg、As、Pb、Cr等元素的含量超过中国生活饮用卫生标准的矿井水。此类矿井水若未经处理时排出,会在周围环境或人体中沉积,严重影响周围的作物,对环境造成极大伤害。对此类矿井水的处理主要为转移重金属存在的位置、改变其物理或化学形态,从而降低含重金属矿井水的危害。中国目前的技术水平仍有很大局限,因此国内进行含重金属矿井水处理的实例并不多见。国际上目前采取的方法为沉降法与分离法,将含重金属的废水在中和槽中加入氮气与碳酸钙进行反应,然后注入贮水罐,再由贮水罐流入硫化床反应器,在反应器内加入营养物质与氮气,排出硫化氢后将矿井水注入混凝混合器,经混凝混合器处理后即可排出已无害的矿井水。但沉淀污泥与浓缩产物剩下的处理物仍需进行处理后才可排放,以免产生二次污染,危害周围环境;

e)含放射性污染物矿井水处理方法:中国矿井污水放射性超标的成份主要为A粒子,同时含有少量的B粒子与C射线。放射性射线会对人体组织产生极大损害,人体内若大量蓄积放射性射线,轻者会产生畸形、突变或发生癌症,重者则会直接死亡。因此对含放射性污染物矿井水的处理必须十分谨慎。目前广泛利用的方法主要为化学沉淀法、离子交换法与蒸发法。化学沉淀法一般用于低放与中放废水的处理;蒸发法虽然耗能多,但可开发应用煤矸石和低热值煤做供热原料,对现有资源进行充分的利用,因此在矿区得到较多应用。离子蒸发法的操作也较为简单,将含放射性污染物的矿井水注入反应池,加入石灰和聚合氯化铝进行反应,在沉淀池进行沉淀后即可排出;

f)高氟矿井水处理方法:含氟量超过中国生活饮用卫生标准1 mg/L的矿井水即为高氟矿井水。高氟矿井水常含有废机油、乳化油等有机物污染物,含有的总离子含量比一般地表水高得多,而且很大一部分是SO42-且p H值特别低,常伴有大量的Fe2+,对周围的水资源影响较大。目前主要的处理方法为沉淀法和吸附法。含氟水量较小时可采取吸附剂吸附的方法,在含氟水量较大时,则可使用沉淀法,通过加钙盐,同时使用镁盐与磷酸盐使含氟成份形成沉淀而除去。有些矿区将高氟水沉淀后调节酸度,在电解槽内除氟,然后进行净化与消毒,可将高氟水变为饮用水,在避免了环境污染的同时还有利于经济的可持续发展。

3 结语

通过以上对矿区水害的简要阐释,矿井水对环境可能造成的潜在威胁,以及对矿区水害的主要预防措施与治理方法进行的说明,我们可以清醒的认识到,矿井水常会对煤矿生产的影响较大,矿井水过多会威胁煤矿安全,矿井水匮乏则不利于煤矿生产的发展。煤矿生产过程中进行的开采活动会上对水资源产生破坏,进一步导致矿区的各类水资源问题,如水资源污染与水害等。因此,在对矿井水害及矿井水进行处理时,必须重视对环境的影响,尽最大可能地在减轻灾害的同时保护环境,达到经济与环境和谐发展。

然而在煤矿生产过程中,不可避免地会对矿井水进行注浆与人工疏降等措施,这些措施是严重违背自然规律的,长此以往地进行这些措施必然会造成矿区含水层水位下降,矿区水量减少的后果,矿区水资源将在长期内无法得到回复。矿区内的地下水与地表水也会因开采工作受到一定影响,造成周围环境与生态的改变。

我们应在煤矿生产时,在保证安全的前提下,最大可能地使用保水承压开采,从而避开水量较大的含水层,最大程度上减少对周围环境与生态的影响。由于中国的科学技术仍处在快速发展的阶段,对矿井污水的处理技术还不够成熟,采取的方法还不够完善,因此必然会排出对周围环境造成一定污染的矿井水。各矿区应在安全开采的同时进行科学与合理的治理,积极进行矿区污水治理利用的研究工作,鼓励工作人员着眼于合理供排。只有使煤矿生产与矿区水资源的关系变得更加和谐,才能科学地发展煤矿产业,促进生产发展、生态良好的文明发展道路早日形成,建设资源节约型,环境友好型社会,适应现代化社会的发展趋势。

参考文献

[1]杨宝金.如何做好矿井防治水工作[J].煤炭技术,2008(10):77-78.

[2]张健春.浅谈煤矿防治水工作与安全生产关系[J].电子制作,2013(04):175.

[3]谷烨真.浅议矿井充水条件[J].科学之友,2011(11):39.

煤矿水害 篇2

为进一步加强煤矿防治水工作，促进煤矿安全生产形势进一步稳定好转，现特制定我矿专项水害隐患排查治理制度：

一、认真落实水害防治责任

增强做好煤矿水害防治工作的责任感和紧迫感，将水害防治工作列入重要议事日程，明确水害防治工作职责。各相关科室、部门要针对安全生产专项行动中查出的煤矿水害隐患召开一次专题会议，分析情况，提出措施，对重大水患立即整治除险。

总工程师（技术负责人）要承担起煤矿水害防治工作的技术责任。要加强煤矿防治水工作，配备水文地质技术人员，设立专门的煤矿防治水机构、建立健全水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、水害防治技术管理制度、配备齐全的探放水设备和专业队伍等，不断促进矿井防治水工作制度化、规范化。

二、加强煤矿防治水基础工作

矿井要按照“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，认真开展防治水工作。采用适合本矿井的物探、钻探、化探等先进适用技术，查明矿井或采区水文地质情况；定期收集、调查核对本矿及相邻煤矿的废弃老窑情况，编制《矿井综合水文地质图》等基础图纸和资料，准确掌握矿井水患危险的情况，对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行预测预报，提出预防和处理水害的针对性措施。

三、加大重大水患排查治理力度

煤矿企业要认真排查治理矿井及其周边受威胁的水害隐患，特别是安全生产专项行动中发现的重大水害隐患，要分类定级，建立档案，按规定向地方政府相关部门报告；同时要制定专门治理计划，做到人员责任、整改措施、整改资金、整改期限、应急预案五落实。严禁超层越界等违法非法开采，严禁采掘防隔水煤柱。凡存在严重水患而未采取有效措施的，要立即停止生产，排除隐患。

四、认真落实防治水措施

煤矿企业要认真落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。矿井开拓巷道过导水断层、裂隙（带）、陷落柱等构造地带时，必须探水前进。矿井如受底板承压水威胁时，要进行疏水降压，保证安全开采；无法保证安全开采时，必须进行底板加固注浆。水体下采煤必须按设计进行试采，确保安全。

矿井受老空水威胁时，要分析查明老窑的空间位臵、积水量和水压，确定探水警戒线，并准确填绘在采掘工程平面图上，编制探放水措施，坚持先探后掘；探放水要由专业人员使用专用探放水钻机进行施工，保证探放水钻孔的超前距离，探放水钻孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，直到老空水放完为止；探放水时，要撤出探放水点位臵以下受水害威胁区域的所有人员，发现有突水预兆时，必须立即撤出所有受威胁区域的人员，并采取有效措施，水患消除后方可继续施工。

五、加强煤矿职工安全培训和教育

矿井要结合典型水害案例分析，加强对职工水害防治知识的培训和教育，提高安全生产技能和综合素质。制定并不断完善《矿井水害应急预案》，加强应急预案的演练，使职工掌握逃生的路线。特别是要让职工牢记：当发现井下有突水征兆时，必须停止作业，立即撤到安全地点，并及时报告调度室。煤矿安全管理人员及相关岗位必须经培训持证上岗。

六、建立完善水害应急救援预案

矿井相关科室、部门要制订完善水害应急预案，建立健全区域抢险排水基地建设和运行机制，增臵排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。大型煤矿企业要储备足够的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。

煤矿企业发生透水后，要立即启动《矿井水害应急预案》，并按规定及时上报有关部门，积极开展救援工作。

七、进一步加大水害防治的监管监察力度

煤矿安全监管部门要认真履行对煤矿水害的日常监管职责，加强对辖区内煤矿的监督检查力度。矿井必须配备地质或水文地质专业技术人员，配备探放水设备和队伍，制定落实防治水措施，开展水害隐患排查治理、制定矿井水害应急预案。对存在重大隐患的，对发生水害事故的矿井，要认真吸取事故教训，举一反三，进一步落实防范措施。

八、加强矿井水害预防的有关措施。

1、加强矿井排水系统的管理，确保矿井排水系统畅通，排水设备运行可靠。必须杜绝由于排水系统故障造成采空区积水无法排出而导致矿井水灾的情况。

2、每年在洪水季节来临前进行一次中央水泵房水泵并联运行试验，在矿井水量突然增大时具备较强的排放能力，以延缓矿井水灾，为灾变时人员安全撤离提供尽可能多的时间。

3、加强对周边小煤矿的监测，取得准确的资料，为矿井后期开采的矿井水防治提供依据。

4、加强对矿井周边及井田范围内已经关闭的老窑采空区的提防。在接近时必须制订专门的措施在掘进工作面提前进行探放水。情况不明时，严禁采掘作业。

5、在本矿井掘进巷道贯穿相邻采空区时，必须制订专门的探放水措施，或在贯穿措施内编制专门的探放水内容。

6、采掘工作面过钻孔时，必须进行探放，在采掘工作面揭露出钻孔后必须及时进行封堵。

7、每年汛期前的地面“三防”检查，对矿井五个井筒井口周围地表的稳固情况、井口附近防洪沟渠的设臵及其是否畅通等均要作系统的检查，对查出的问题及时进行整改，杜绝地表水形成的矿井灾害。

8、对井下职工进行矿井水灾避灾技术培训，使每一个职工都知道本工作地点的避灾路线，以及本区域或矿井受水灾后自己的行动要求。

9、对掘进工进行探放水技术培训，提高对老窑水危害的认识，在接近老窑采空区和本矿井采空区时提高警觉，遇到异常情况(煤、岩松软、湿润，或钻孔内有水渗出)不能慌乱，必须立即停止作业，将钻杆固定在孔内，将人员撤退到大巷内，向调度站汇报并听从调度站安排。如果水沿钻孔溃出，无法控制，则立即启动救灾程序，按发生矿井水灾处理。

10、工程技术人员必须提高警惕，在预计可能出现矿井水害的区域，必须认真调查研究，及时制订可靠的技术措施，确保矿井安全生产。

11、矿井防治水领导组要定期牵头组织有关科室、单位参加矿井防洪设施的检查，检查资料报矿有关领导和部门，查出的问题和隐患要限期整改。

12、年雨季前对各水泵房水仓进行一次全面清掏，确保水仓有足够的储水容积。

13、水泵房的供电线路、供电设备要在雷雨季节前停电检修一次。所有零、配件均应补充齐全，发现的问题要及时处理。

14、加强水文地质勘探工作，掌握较为准确的水文地质资料，要按期对矿井涌水量进行测定，并将资料报生产技术部。

XX县XX煤业有限责任公司XX煤矿 水害防治技术管理制度

根据《煤矿防治水规定》，为了查明并完善本矿水文地质资料，了解矿井井田内及周边矿井水文情况，掌握本矿井下涌水情况，进一步为煤矿安全生产服务，特制定本制度：

一、委托有资质单位对本矿及周边矿井水文地质情况进行实地调查，编制水文地质图，对本井田范围内的地形地貌、地层构造、水文地质条件进行详细说明，为防治水工程提供依据。

二、加强本矿水文地质资料的收集，定期请资质部门对本矿水文地质图及相关资料进行实地考察、编制、能够指导安全生产。

三、了解并掌握矿井井田范围内地面河流、水库、水池、水井、机井、泉点等水体分布情况，及时测绘填写水文地质图，为井下采掘布臵提供第一手可靠资料。

四、掌握本矿井田周边煤矿开采情况，了解其采空区情况，对周边关闭废弃煤窑进行调查，对其开采范围、开采深度、积水积气情况进行详细掌握。

五、定期对本矿采空区地面裂缝进行观察，对裂缝位臵、走向、范围、周边水体、是否容易充水等等情况要详细记录。

六、定期对井下进行水文观察，特别是雨季来临前后，要加强对井下出水地点：如井筒、本矿及相临煤矿采空区、可疑地点等的出水口进行详细观察，对涌水量进行定期测定并详细记录在案。

七、定期对受水害危胁工作面进行探测，做好水情水害预报，制定加强防治水的安全措施。

八、对水文地质观察情况进行专门记录，附必要的草图，写明观测地点、日期、观测者姓名、使用仪器等，对可能影响观测资料精度、质量的各种因素和主要原因要备注说明清楚，供分析资料时参考。

九、原始资料记录要妥善保存，要经技术负责人审核。

XX县XX煤业有限责任公司XX煤矿

水害隐患排查治理制度

一、地质测量科是防治水工作的主要职能科室，在总工程师的领导下，负责水患排查治理方案、设计、计划和措施的编制，掌握矿井水动态变化，收集、分析、整理、提交各类地质及水文地质资料，检查、督促各项防治水措施的现场落实。

二、水患是指在煤矿建设和煤炭生产过程中存在的可能导致人身伤亡或者经济损失的水害危险性因素。水患可按严重程度、解决难易、工程量大小分为三级：

A级：危害严重，有可能造成重大人身伤亡或者重大经济损失，治理难度及工程量大，由公司及上级煤炭管理部门协助解决的重大事故隐患。如受奥灰水威胁的采掘工作面；图纸、资料与实际严重不符；超层越界开采或者擅自开采、破坏保安煤（岩）柱等。

B级：危害比较严重，有可能导致人身伤亡或者较大经济损失，或治理难度及工程量较大，须有各矿限期解决的隐患。如老空水、顶底板砂岩水、断层水、钻孔水等。

C级：危害较轻，治理难度及工程量较小，煤矿区（队）生产部门能够解决的隐患。

三、生产矿井必须建立水文观测系统，水文地质人员按规定时间坚持观测，特殊情况下加密观测。对受水威胁的工作面也要定期探测。

四、建立水情水害定期预报制度，要有月预报、季预报、年预报，年、季、月底总结，并按年装订成册，存档备查。

五、建立水患排查治理制度。每月由总工程师组织地测、生产、调度、安监、机电等部门的专业技术人员，根据当月生产作业计划进行水情水患排查分析，确定级别，并将排查出的A级隐患报公司。公司经有关生产处室审查会签，提出处理意见，并反馈到矿井，由各矿组织实施。

六、每季度由矿总工程师组织地测、生产等有关专业人员收集、调查、核对相邻煤矿和废弃老窑情况，并做好调查记录，发现超层越界应及时上报公司，公司要采取相应措施。

七、总工程师组织有关部门和技术人员根据矿井生产实际情况，每年进行一次水害因素分析、预测，制定治理防范措施，纳入矿井灾害预防和处理计划，并根据现场实际及时修改补充。对避水灾路线及路标每季度至少检查一次，保证行人畅通，路标醒目。

八、每月由总工程师或分管副总工程师组织有关部门进行一次水情水患排查分析及防治水措施落实情况的检查，防治水办公室每旬对受水威胁的头面进行一次覆盖式检查。防治水措施不落实的要立即停止生产并及时向总工程师、分管负责人汇报处理，重点头面要做到天天分析，跟踪管理，直至消除隐患。

九、必须根据排查出的隐患编制治理方案措施。A级隐患的治理方案措施由矿总工程师组织编制，报公司审批后实施，B、C级隐患的治理方案由矿总工程师审批后实施。

十、水患治理必须严格按防治水治理方案或设计组织实施。A、B级隐患的治理方案措施由矿主要负责人组织实施，C级隐患的治理由区（队）业务部门负责落实。

十一、水患治理应坚持“整体设计，分步实施”的原则，坚持“有掘必钻，先钻后掘，先治后采，不治不采”的原则，必须做到不安全不生产。

十二、应根据水患的级别及具体实际情况，对安全隐患进行检测、评估和监控，制定切实可行的安全技术措施和应急处臵预案，并告知从业人员和相关人员在紧急情况下采取的应急措施。

十三、对A级水患的治理资金应从煤矿安全技术措施专项费用中列支。集团公司本着“先急后缓、重点工程重点补助”的原则给予补助，不足部分由各矿自筹解决，确保水患治理资金的落实。凡是申请公司补助的项目，必须报单项工程设计，经集团公司审批后组织实施，工程结束经验收合格，给予适当补助。

浅谈煤矿防治水害事故的问题 篇3

【关键词】煤矿水灾分类；征兆；原因；防治措施

近一段时期，全矿煤矿水害事故接连发生，给国家和人民生命财产安全造成了不可估量的损失，给我们从事煤矿生产的同事们敲响了警钟，要认真弄清事故的原因，吸取事故的教训，认真落实国家《煤矿防治水规定》，坚决杜绝煤矿水害事故的发生。

1.矿井水的来源及分类

矿井突水的主要水源有含水层水、地表水、老空积水、大气降水、断层水及岩溶陷落柱水。

1.1含水层水

含有地下水的岩层如石炭岩层、砂岩、沙砾层，当掘进巷道或采面穿越这些含水层时，其间的水就会涌入矿井。

1.2地表水

地面河流、湖泊、水库、池塘等贮存的水，在采掘过程中煤层上覆岩层受采动的影响，就会产生断裂和缝隙，形成导水通道，上述的水就会涌入矿井。

1.3老空积水

采空区和废弃巷道，由于长期停止排水而积存，采掘过程接近或遇到老空，积水会突然涌出形成水灾。

1.4大气降水

降水渗入地下含水层，通过含水层涌入矿井形成水灾。甚至暴雨地面无法及时排出，直接从井口灌入井下形成水灾。

1.5断层水

断层破裂带常含有大量积水，当受采动影响，通过导水通道形成水灾。

1.6岩溶陷落柱水

岩溶陷落柱往往有水存在，当受采掘活动影响，直接打通或裂隙导水，使岩溶陷落注水突然涌出形成水灾。

2.矿井水害的征兆

井下采掘工作面透水前一般都有预兆，这些预兆归纳为一下几点，发现下述征兆，要立即停止作业，报告矿生产调度室，并通知受威胁区域的全部人员撤离升井，采取相应措施。

（1）煤岩壁“挂汗”。这是由于积水透过微孔隙而凝聚于岩石煤壁表面。顶板“挂汗”多是呈尖形水珠，有“承压欲滴”之势。

（2）煤岩层空气变冷。煤层含水增大时，热导率增大，用手摸煤岩壁时有发凉的感觉。

（3）淋水加大，顶板来压或底板地鼓有渗水。

（4）出现压力水线，表明距水源已经接近，出现混浊，说明水源很近。

（5）出现水流声。煤岩层有水挤出，并产生“嘶嘶”声，这是透水危险的征兆。

（6）工作面有害气体增加异常，瓦斯、CO2、H2S等有害气体浓度增加。

（7）煤层或巷道“挂红”，水味发涩或有臭鸡蛋味，这是老空水的特点。

（8）煤发潮发暗，是附近有积水的征兆。

3.矿井水害发生的原因

从全国许多矿井发生水灾事故，主要原因归纳如下：

（1）地面防治水措施不当，防洪设施失修，管理不善，雨季洪水由井口或采动塌陷裂缝灌入井下。

（2）水文地质资料不详，对矿井水文地质调查不清楚，周边老窑老空涌水情况调查不清楚，盲目进行采掘活动，造成水灾。

（3）井口位置低于历年最高洪水位，或主要大巷位置选择不合理，在承压水位以下，导致洪水灌入井下或井下承压水涌出。

（4）施工巷道质量低劣，致井巷冒顶、跑沙，导通含水层发生透水事故。

（5）周边小窑越界越层，胡挖溢采，破坏防水煤柱而发生透水事故。

（6）测量失误和违章作业，管理不严，造成水害。

4.防治矿井水害的措施及建议

煤矿井下水灾防治要严格执行国家的《煤矿防治水规定》，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。

（1）矿井按照本单位的水文地质划分类型以及水害的特殊情况，配备落实专门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人员队伍。水文地质条件较为复杂，还应当设立专门的防治水机购。

（2）矿井要建立健全防治水岗位责任制、技术管理、预测预报、隐患排查等制度，建立健全矿井防治水害的各种台账和图表及基础资料。

（3）编制本单位防治水害的中长期计划和年度计划，落实专项工程，并组织实施。

（4）查明本矿井及近邻矿井的水源和可能的涌水通道，如冲积层、断层、裂隙含水层及隔水层，老窑和现采小窑的水文地质、地面的塌陷裂缝情况，为防治水提供决策依据。

（5）井下探水注意接近水淹井巷、老空、老窑水文复杂区域、含水层、断层、溶洞、陷落柱、灌浆区、钻孔等要认真落实防治水安全措施。

（6）矿井要对职工进行防治水知识的培训教育，保证职工具备必要的防治水知识，特别对水害事故的征兆及避险措施路线要让每一个职工掌握，按照防治水规定做好防治水演练，提高职工防治水工作的技能和抵御水灾的能力。

（7）坚持化探、物探、钻探相结合的原则，查明矿井水的赋存情况，做到有的放矢。

（8）当矿井发生水害事故，现场人员要立即通知矿井调度室，通知井下所有受水害影响区域的人员撤离升井，并通知周边邻近矿井人员撤离升井。

（9）集团公司、矿井应按规定配备足够的防治水设备，特别是大型的强排水泵及管线、供电设备，以备急用。

总之，煤矿水灾成因复杂，征兆繁多，水害事故对矿井影响十分严重，防治水害面临的任务十分艰巨，只要我们严格执行《煤矿防治水规定》，认真落实“防、堵、疏、排、截”措施，水害事故就一定能避免，矿井就一定会安全生产。

【参考文献】

煤矿水害预警系统设计 篇4

煤矿水害是我国大部分煤田主要的地质灾害,由于其隐蔽性、随机性,造成的后果往往是灾难性的,严重影响着煤矿的安全生产[1]。而煤层底板水害是我国华北煤田的主要水害类型,如淮北矿业集团的杨庄煤矿、徐州矿务集团有限公司的张集煤矿、义马煤业集团股份有限公司的新安煤矿、河南煤业化工集团永煤公司的陈四楼矿等都发生过大型奥陶系灰岩岩溶突水,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。如何充分利用现有计算机技术,建立煤层底板水害信息系统,并进行煤层底板突水预测,为煤矿安全生产提供科学依据,成为众多学者致力研究的问题。目前,煤矿水害预测一般采用传统人工探测方法或者仅对含水层水压进行简单监测等,不能全面有效地对矿井水害进行分析监测。本文设计了一种基于GIS多因素的煤矿水害预警系统,可结合历史经验数据获得研究区的预测结果,为矿井水害预测与评价提供了一种新的方法与技术。

1 系统设计目标和原则

1.1 系统设计目标

煤矿水害预警系统是以煤矿水害地质信息数据管理为研究对象,以煤矿水文地质、工程地质为基础信息,运用地球科学技术和计算机技术[2,3,4],并根据国家统一规范设计的。其设计的具体目标如下:

(1) 对煤矿水害地质信息进行管理,实现数据信息的输入、查询、计算、统计、多因素分析和输出等功能。

(2) 利用GIS平台及计算机技术实现煤矿水害影响因素信息的统一管理和共享。

(3) 利用系统的高速计算与预测技术实现煤矿水害的预测与防治,针对性地对某区域进行水害规律研究及决策分析,以实现煤矿安全高效生产。

1.2 系统设计原则

(1) 数据规范性。

为了使系统预警结果具有较高可信性,系统输入的数据格式要规范,数据结构应清晰,坐标系统应统一,在此原则下,建立一个包括矿山水害各种影响因素的图像、图形等的标准数据库。

(2) 实用与与科学性。

数据库与系统的建立能满足生产单位各个部门对煤矿水害影响因素数据的查询、统计及决策分析要求。系统基于GIS软件平台,预测结果要有较高可信性,以达到预防目的。

2 系统设计

2.1 煤矿水害影响主控因素分析

煤矿水害的发生主要是由于采动破坏导致煤层上覆岩层,导水裂缝带贯穿隔水层,使上覆含水层水溃入矿井,或者由于底板隔水层破坏底部承压含水层水突入矿井等。影响煤矿水害的因素有许多,综合前人研究成果建立主控因素。充水含水层是煤矿水害发生的直接影响因素,主要考虑充水含水层的水压力、富水性以及渗透性。开采区域主要隔水层的稳定性是防治矿井突水的主要因素,主要考虑隔水岩段沉积岩总厚度、隔水岩段岩石物理力学参数、隔水岩段关键隔水层所处的位置。地质构造对煤矿水害也有重要影响,包括断层构造的水力性质、分布密度、规模及其充填发育情况等,褶皱构造的褶皱轴密度、褶皱轴埋深、岩溶陷落柱等。采动破坏是导致煤矿发生水害的主要因素,包括工作面布置情况(如工作面长度、开采高度及深度)、开采方法、开采工艺、煤层倾角,由于采动破坏引起的倒水裂缝带高度等。从上面分析可看出,煤矿发生水害事故,地质构造是关键因素,采动破坏是诱发因素。欲使预测结果有较高可信度,要选择合理的主控因素,以更加全面地对矿井水害进行评价、预测。要充分考虑各个主控因素,所需要的地质数据信息量是巨大的。煤矿水害预警系统是以GIS为软件平台,实现煤矿水害主控因素信息处理及决策支持相关的专题应用型信息系统。该系统从空间地质数据信息的获取、查询和决策分析入手,提供煤矿水害的动态预测分析。

2.2 系统总体结构设计

煤矿水害预警系统主要针对煤矿水文地质部门,利用先进的GIS技术和计算机技术[5],采用统一的数据模式、软件设计标准进行设计,其总体结构如图1所示。系统根据统计的历史数据以及获得的各个因素的实测数据,应用GIS对调取的各因素数据进行处理分析,并结合预测模型和历史经验数据获得预测评价结果。

2.3 系统功能模块设计

煤矿水害预警系统主要功能模块包括数据输入与编辑子系统、信息查询与检索子系统、空间数据可视化显示子系统、水害预测子系统、水害防治预案子系统。

(1) 数据输入与编辑子系统。

该子系统可输入各种类型的数据信息,包括文字、图形等,并将其存储于数据库系统Access 2003中,等待后续计算随时调用。通过建立数据库,方便更新影响煤矿水害的各个因素数据,在煤矿开采中,用户可以随时修改及编辑各类数据,保证预测结果有较高可靠度。

(2) 信息查询与检索子系统。

基于GIS软件开发的MIS(信息管理系统)可准确地查询与定位空间数据,实现空间数据库中各种类型的数据查询,使用户能随时调阅空间数据。

(3) 可视化显示子系统。

该子系统负责显示数据库中的文字、图像以及预测结果评价等,能直观、全面地反映煤矿水害可能发生的区域等。

(4) 水害预测子系统。

该子系统能根据输入的数据,以GIS为基础平台,通过设计好的程序进行多因素综合预测。要提高预测结果的可靠性,需要大量的历史数据作为参考,并根据当前开采数据进行综合预测,预测结果通过可视化系统直观地显示给用户,为用户提供参考。应用GIS软件对各个因素进行量化分析,生成量化信息层,然后结合模型以及历史经验确定各个因素的相互量化关系,即各因素在评价中占的权重,最后对各个信息层进行叠加分析,获得研究区的预测结果。

(5) 水害防治预案子系统。

该子系统根据水害预测子系统的预测结果,调用数据库中历史防治措施,并综合比较多种防治措施,提供几种最优防治方法,供用户选择或作为参考。

3 系统软件设计

煤矿水害预警系统需要存储海量数据,包括矢量图形以及GIS数据文件等,因此,选用Access 2003作为存储数据库,Access 2003也具备和其他格式数据相互转换的功能。本系统软件开发采用VB+Arcgis的开发模式,结合GIS系统工具对其进行二次开发。系统既能利用GIS工具对数据库进行管理分析,又可利用其强大的可视化输出功能对预测结果进行可视化输出,方便用户管理分析。系统软件流程如图2所示。

4 实际应用结果

陈四楼煤矿于1997年开始正式投入生产,该矿面积为72 km2,煤炭储量约为3 亿t,主采煤层为二2煤层,该煤层赋存于二叠系山西组中部,平均厚度约为2.5 m,煤层埋深为300～1 000 m,到目前为止,已经发生6次突水事故。利用煤矿水害预警系统对该煤层的水害进行预测。根据陈四楼煤矿的工程地质条件、水文地质条件以及开采条件,可确定该煤矿的主要水害为煤层底板承压含水层水害,获得该煤矿的影响煤层底板突水的因素如煤层底板抗压强度、断层构造、承压含水层水压等资料,并输入系统。根据系统中的历史数据,先建立基于熵权的数学模型,以GIS为软件平台对每个因素进行分析,获得单因素专题图,应用GIS的空间分析功能对其进行多因素空间加权叠加评价分析,并根据大量历史经验数据对预测结果进行修正,最后获得陈四楼煤矿发生水害的多因素预测结果,如图3所示。该结果与实际地质条件相符合。区域1由于地质、开采条件比较好,受到采动破坏不会发生突水灾害,而在其他区域,特别是区域6,由于断层构造较复杂、开采过程中底板破坏严重、水压较高等原因,通过多因素分析,并根据历史经验数据判断,该区域在开采过程中可能会发生突水灾害,应该采用疏水降压、注浆等措施,防治突水灾害的发生。

5 结语

根据煤矿水害具有复杂性与突发性等特征设计的煤矿水害预警系统,以煤矿水害地质信息数据管理为研究对象,充分利用GIS强大的空间分析处理功能对煤矿水害影响因素信息进行分析与评价,结合历史经验数据可获得研究区的预测结果。实际应用表明,系统预测结果可靠,实现了煤矿水害的预警,降低了煤矿水害造成的损失,为煤矿水害预测提供了科学的决策依据。

参考文献

[1]左人宇,龚晓南,桂和荣.多因素影响下煤层底板变形破坏规律研究[J].东北煤炭技术,1999(5):3-7.

[2]李家祥.原岩应力与煤层底板隔水层阻水能力的关系[J].煤田地质与勘探,2000,28(4):47-49.

[3]彭苏萍.深部煤炭资源赋存规律与开发地质评价研究现状及今后发展趋势[J].煤,2008,17(2):100-111.

[4]缪协兴,浦海,白海波.隔水关键层原理及其在保水采煤中的应用研究[J].中国矿业大学学报,2008,37(1):1-4.

煤矿水害现场处置方案 篇5

害现 场 处 置

安全生产指挥中心

二○一六年

方 案 水

****煤业有限公司

水 害 现 场 处 置 方 案

编 制：

审 校：

科 长：

总工程师：

安全生产指挥中心

现 场 处 置 方 案

一、事故特征

1、危险性分析，可能发生的事故类型

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾。矿井水灾（通常称为透水），是矿山常见的主要灾害之一。一旦发生透水，不但影响矿井正常生产，而且有时还会造成人员伤亡，淹没矿井和采区，危害十分严重。所以做好矿井防水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一。

2、事故发生的区域、地点或装置的名称

掘进工作面是水灾的最可能发生的区域，地表水或者地下水涌入矿井，一旦超过矿山的最大排水能力，就会造成淹井事故，可能造成人员伤亡、设备损坏、巷道塌方等。

3、事故可能发生的季节和造成的危险有害程度

各季节均可能发生水灾事故，夏季特别是在汛期更容易发生水灾事故，事故可能造成人员伤亡事故，设备损坏，矿山停产。

4、事故前可能出现的征兆

水灾事故可能出巷道涌水量逐渐增大。发生预兆时，现场管理人员要立即撤除危险区所有施工人员到安全区域，立即汇报领导，矿区领导组织人员进行分析，制定措施，进行处理。

二、信息报告程序

现场人员确定发生险情后，应及时喊话通知现场其他人员并用电话通知安全指挥中心。安全指挥中心24小时值班电话：井下直接拨打8000。接警人员要按照规定及时联系相应的防汛抢险单位。

总 指 挥：矿 长： 副总指挥：总工程师 副 矿 长： 副 矿 长： 副 矿 长： 安全指挥中心主任：

成 员：调度室、安全科、机运工区、通防科、综合办、供应科、矿医院、保卫科、生产单位负责人。

三、应急处理

1、事故应急处置程序。根据可能发生的事故类别及现场情况，明确事故报警、各项应急措施启动、应急救护人员的引导、事故扩大及同企业应急预案的衔接的程序。

报警：事故地点附近人员发现异常情况，如机械异响、人员喊叫声，应进一步了解或判断事故性质、地点和灾害程度后，并迅速地利用最近处的电话或用其他方式向队长汇报，同时迅速向事故可能波及的区域发出警报，使其他工作地点的人员尽快知道灾情。在汇报灾情时，要将看到的异常现象、听到的异常声响、感觉到的异常冲击如实汇报。

接警：接到报警后，队长要详细记录报警内容，立即对发出报警信号的设备和地点进行确认，通知有关人员前往现场核实事故或险情，事故或险情确认后，立即通知救援队迅速到灾情现场，进行人员疏散，同时完成各种消防、安全救护设施设备的启动等工作。并报告调度室及安全指挥中心。报警时要保持冷静，吐字清楚，依次报告出：

（1）发生险情的部门及本人姓名、报警电话；

（2）发生险情的准确地点、发现人姓名；

（3）险情大小及危险程度；

（4）险情性质；

（5）已采取的措施；

（6）现场及所属区域的人员数量及被困人员；

（7）人员疏散情况。

2、现场应急处置措施。根据现场实际情况从操作措施、工艺流程、现场处置、事故控制、人员救护、消防、现场恢复等方面制定明确的应急处置措施。

发生事故后，事故地点附近的人员应尽量了解或判断事故性质、地点和灾害程度，并迅速地利用最近处的电话或其他方式向矿区经理汇报，并迅速向事故波及的区域发出警报，使其他工作人员尽快知道灾情。处于灾区内的人员及附近受威胁区域的人员，应根据灾情和现场条件，在保证自身安全的前提下，采取积极有效的方法和措施，及时投入现场抢救，将事故消灭在初起阶段或控制在最小范围，最大限度减少事故造成的损失。

（1）现场自救：工作地点发生事故后，现场跟班人员立即组织人员查清事故情况，立即停止生产，并汇报调度室和安全指挥中心，并立即组织人员对事故地点进行维护和抢救伤亡人员。当事故范围较大，对营救人员安全威胁大时，应组织人员暂时撤离危险区域，等事故稳定后，边维护边进行抢救工作。公司领导及相关负责人接到通知后，应立即赶到现场指挥抢救工作。

（2）区域自救：工作地点发生事故后，事故区域范围内人员应根据现场情况立即采取各种措施进行自救。

（3）处理水害事故的主要任务，是抢救遇险人员。

（4）在抢救中，必须时刻注意救护人员的安全。

（5）根据现场情况，积极组织人力物力对事故区进行处理，加强支护并及时清理外运冒落的渣石，以最快的速度进行救援。

3、报警电话及上级管理部门、相关应急救援单位联络方式和联系人员，事故报告的基本要求和内容。

报警电话及上级管理部门、相关应急救援单位联络方式和联系人员见《应急救援指挥机构人员通讯录表》。

现场应急人员要详细了解事故的时间、地点、事故性质、事故原因、危害程度、伤及人数、现状、发展趋势、影响范围、组织抢救、采取的安全措施和事故灾区的控制情况等，并向队长做出具体汇报，队长立即报告领导及其他相关的领导。公司接到事故报告后，应迅速组织救援的情况下，按照公司有关规定立即如实报告上级部门及领导。

公司向上级部门及领导上报事故信息的内容为：

①事故发生的单位概况

②事故发生的时间（年、月、日、时、分）、事故发生的地点及事故类型

③事故简要情况（事故的经过及事故原因初步分析）

④事故现场总人数、遇险、伤亡人数及估计造成的经济损失

⑤事故抢救和各级领导及有关人员赶赴现场组织抢救的有关情况及补救措施

⑥其它上级要求汇报的信息。

四、事故的处理

在现场紧急处理、抢险中，根据水情发展和突水现场条件，可以采取构筑临时水闸墙控制水情、紧急投入强排水等措施，特别是当水势较猛、水压较大，有可能发生出水口破坏扩大或发生冲毁流水巷道的情况时，快速构筑临时挡水闸墙非常重要，一方面可以使涌水按照人为规定的路线流泄，另一方面又可以对出水口和巷道加固保护。紧急建闸的主体材料可以选择袋装水泥码垛办法。袋装水泥重量适中，搬运方便，码砌比较规整，并且在涌水的喷射下和湿度大的环境中，可以逐渐固结，对巷道顶底板起到一定的支撑作用。

利用袋装水泥码砌水闸墙，也应留设泄水管路，以便大部分涌水由管路泄出，避免闸墙即刻受压。码砌长度视涌水对巷道可能造成破坏的范围而定，袋装水泥闸墙码砌一定高度后（0.5~1.0m），闸墙中部的水泥袋划破，在有少量涌水条件下形成水泥浓浆，其扩散性能好，对闸墙有充填作用。

虽然码砌袋装水泥闸墙漏水量较大，但毕竟可以起到控制涌水乱流和保护巷道的作用，使大量涌水可以按人为意志流泄，并缩小了流水巷道的过水断面，对突水点巷道也能起到保护作用。水泥是矿井生产消耗的主要材料，一般都有一定库存，取之方便，搬运快捷，操作简单，可充分满足矿井突水初期现场快速处理的要求。

在矿井突水时的紧急抢险中，抢排水是控制水势漫延，防止灾情恶化的另一有效措施。抢排水主要应突出一个“快”字，千方百计抢时间，争速度，减少淹矿的程度和损失。除了充分利用突水水平和未被淹水平排水能力外，也可以采用非正常作业条件下抢排水，如立井卧泵排水、竖井潜水泵群强排水、斜井卧泵排水、斜井潜水泵群排水等，总的指导思想是，调动一切可利用的排水设施，充分利用各种排水场地，形成综合强排水能力，联合排水以减缓或控制矿井淹没水位上涨。当联合排水能力超过突水水量时，同时可以进行追水，减少矿井损失，恢复被淹井巷。

五、工程抢险抢修

矿井发生大的突水后，处理工作一般分为抢险救灾、治水保矿、治水复矿3个阶段。其中前两个阶段是关键，其目的是，通过现场紧急抢险处置，努力控制水情恶化，尽量减少人员伤亡，千方百计保住矿井，使损失降低到最小程度，并为治水复矿恢复生产打下基础。

总之，矿井大的突水后，其抢险治水方案不外乎打闸封水、强排水、注浆堵水等方法，一般情况下3种方式结合进行，会收到更好更快的效果。

无论采取何种抢险救灾方案，一般应突出以下几个方面：

(1)、水情要落实掌握清楚，并且对水情的发展变化趋势做出预测，这样才能根据水情变化，有针对性地采取措施，编制方案。所以，突水期间加强水文地质工作十分重要。

(2)、无论采取何种方案，必须根据变化了的情况对方案随时进行调整。在矿井突水救灾中，还没有固定的模式可遵循，只有治水复矿完成后，其抢险救灾和治水复矿才形成了比较完整的方案，方案实施中发生变化是必然的。

(3)、无论编制何种方案，必须因地制宜，符合现场实际。有条件时尽量采用比较成熟的新设备新技术。

(4)、抢险救灾方案编制的主导思想应立足于一个“快”字，只有争取时间，才能尽可能的减少损失。

(5)、无论采取何种抢险救灾方案，均应尽量避免给后期矿井恢复工作留下后遗症或困难，一般在编制抢险救灾方案同时，就应该提前考虑矿井恢复问题。

(6)、采取综合方法抢险救灾时，各方法间必须协调联动，互相配合，互相创造条件。强排水与注浆堵水同时进行时，应以强排水为前提，调整注浆工艺，以适应大动水条件下注浆；当以强排水控制水情最终打闸封堵突水点时，强排水应为构筑水闸墙创造条件，尽量采取多种方式拉低水位，如此等等。关键是使抢险救灾方案形成一个整体，以最快的速度实现治水复矿目标。

六、现场医治救护

突水事故发生后，首先是了解有没有人员被困以及有没有人员当场出现伤亡。当出现人员伤亡时，必须采取现场医治救护。调度室接到有人员伤亡的电话后，立即通知矿医护室和矿区医院。当突水尚未造成淹井迹象时，要求矿医护室人员随同救护人员下井赶往现场。根据伤势情况，现场处理后，立即升井送往医院。

当人员被困，不能马上营救出来时，要想方计法确定被困人员的具体位置，然后采用水管（在水管不通情况下用风管）或钻杆输送饮用清水、牛奶等物品，以延长被人困人员的生命，为抢险救灾赢得时间。

七、注意事项

1、佩戴个人防护器具方面的注意事项

佩戴合格的自救器，并保证自救器佩戴正确，切不可因干、热感觉私自取下自救器；佩戴自救器撤离时，要匀速行走，保持呼吸均匀，严禁狂奔和取下鼻夹、口具或通过口具讲话。并随时检查通风情况。

2、使用抢险救援器材方面的注意事项

根据现场情况确定抢险救援器材。

3、采取救援对策或措施方面的注意事项

现场处于灾区的人员以及受威胁区域的人员，在发生事故后应根据灾情和现场情况，在保证自身安全的前提下，采取积极有效的方法和措施进行自救和互救。

要采取各种有效措施，消除初始灾害和防止灾情进一步恶化。发生透水预兆后，要立即加固附近巷道支护，防止涌水被堵塞去路；要垫高排水泵及配电装置，防止排水泵和配电装置被淹。当发生透水事故后，要迅速砌筑防水墙，立即关闭防水闸门，防止水淹范围进一步扩大。

在积极消除灾害的抢救过程中，首先要确保自身安全。提高警惕，采取严密措施，严防窒息、中毒、爆炸、触电、顶帮塌垮和透水冲水等次生事故的发生，保证营救人员的安全。现场不具备抢救条件的应尽快组织撤离。

在消除灾害时，要把抢救受伤的人员作为重中之重，坚持先救人后救灾。在抢救人员时要做到“三先三后”，即对于生者和死者，先抢救生者，后抢救死者；对于伤势重者和轻者，先抢救伤势较重者，后抢救伤势较轻者；对于窒息或心跳、呼吸停止不久、出血和骨折的伤员，先复苏、止血和固定，然后进行搬运。

4、现场自救和互救注意事项

在自救或互救时，必须保持统一的指挥和严密的组织，严禁冒险蛮干和惊慌失措，严禁各行其是和单独行动。

5、对溺水人员的现场急救 井下人员溺水后，大量的矿井水由口、鼻灌入肺、胃里，引起窒息，使人员呼吸和心跳停止，造成死亡。对溺水人员的现场急救要注意一下四个方面：（1）转送：把溺水人员从水中就出来以后，立即转送到比较温暖和空气流通的安全地点，松开腰带，脱掉湿衣，盖上干衣，以避免受寒。

（2）检查：以最快速度检查溺水人员的口鼻。撬开口，清除堵塞在口、鼻里的泥沙，煤矸石等杂物，并把舌头拉出，使其呼吸道畅通。

（3）控水：将溺水人员俯卧，用枕头、衣物等垫在其腹下面；或者急救者半跪，将其腹部放在急救者的大腿上或膝盖上，头部下垂，并不断压其背部；或者抱其腰部，使其臂部向上，头部自然下垂；或者急救者用肩扛其腹部，快步奔跑或不断上下耸肩„„通过以上方法使其腹中的积水从气管、口腔中流出。（4）人工呼吸：若溺水人员已停止呼吸，要立即进行人工呼吸；若呼吸、心跳均已停止，要立即进行胸外心脏按压，同时进行口对口人工呼吸。同时，要注意合并伤的急救处理，如止血、包扎和骨折临时固定等。

6、应急救援结束后的注意事项

（1）做好检查机械设备检查、人员清点等工作，井下必须做好通风检查工作。

（2）认真分析事故原因，制定防范措施，落实安全生产责任制，防止类似事故发生。

7、其他需要特别警示的事项

煤矿水害 篇6

关键词：煤矿 瓦斯 水害 区域分析

中图分类号：TD712文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0058-01

1 新密市煤矿基本情况

新密市辖区内共有7家煤炭主体企业下属101家煤矿，分别是：国投煤炭有限公司河南煤炭分公司1家，郑州神火矿业投资有限公司2家，郑州裕中煤业有限公司3家，郑州宏源郑宏煤业有限公司5家，郑州中兴集团郑兴煤业有限公司4家，郑州煤炭工业（集团）郑新煤业有限公司44家，郑州煤炭工业（集团）国瑞煤业有限公司34家，郑州煤炭工业（集团）有限责任公司直属煤矿8家。

目前新密市已探明煤炭储量为36亿t，可开采储量10亿t，自20世纪80年代以来，一直是全国重点产煤市（县）之一。新密市大部分矿井开采二1煤层，属“三软”煤层，东南部和东北部个别煤矿开采七4煤层。从矿井灾害的分布情况来看，新密煤矿灾害的特征可分为：两大火灾区，三大瓦斯区，四大水害区。

2 辖区煤矿区瓦斯、水害域分析

根据以上基本情况及具体工作中的实践，对新密市辖区煤矿瓦斯、水害防治进行了区域分析，分析情况如下。

2.1 瓦斯区域分析

目前，按照河南省2011年矿井瓦斯鉴定结果，新密市辖区内101家煤矿，共有煤与瓦斯突出矿井5家，高瓦斯矿井7家。

新密市辖区内市煤矿受瓦斯威胁较严重的区域有4个区域：（1）牛店神力煤矿一带；（2）平陌隆锦隆、升平煤矿一带；（3）岳村永丰煤矿一带；（4）白寨国投新兴煤矿一带。根据区域煤层瓦斯成因、瓦斯参数等，按照“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，煤与瓦斯突出矿井优先开采解放层，也可采取震动放炮、（顶）底板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯等区域防突措施，高瓦斯矿井可采用采空区瓦斯抽放、顺层钻孔预抽煤层瓦斯等措施，预防和控制各类瓦斯事故。

2.2 水害区域分析

由于新密市煤炭资源开发较早，小窑数量多，最多时达500家左右，造成老空区、废弃巷道、硐室较多，全市煤矿基本都受老空水影响。根据新密市煤炭管理局2012年底《水文地质类型划分报告》结果显示，新密辖区内101家煤矿，水文地质条件中等矿井82家，复杂矿井3家，还有16家矿井因长期停工，未进行水文地质类型划分。

牛店、城关一带的锦程、神力、新华、豫能伟业、中原乾通、康华、兴源、金昌、翟沟、义兴以及超化一带的瑞金、福泰、豫能、瑞宝，由于这些矿井附近废弃井巷多，老空积水面积大，加之位于双洎河附近，矿井充水受地表水、大气降水影响比较大，特别是雨季或雨季过后，地表水可能通过搬缝进入原来没有积水而忽视的采空区，造成安全隐患。在井下采掘工作中，要加强超前物探和钻探的管理；雨季前要做好“三防”工作，准备足够的防汛物资；对矿区范围内的搬陷坑、搬缝进行充填；清挖排水沟渠；进行联合排水试验，清挖水仓，全面检查供电系统；建立暴雨洪水可能引发淹井事故灾害的紧急撤人制度并进行演练。

全市大部分矿井受断层切割影响，加之补充的地质勘探资料缺乏，在接近与含水层有水力连系的导水断层或破碎带等地质构造时，如东沟煤业受七里岗断层、郑新伟业受魏寨断层影响，要坚持探水前进。当回采工作面内有导水断层或裂隙时，应当按照规定留设防隔水煤柱或注漿封堵导水通道，否则不准采煤。

3 地方主体煤矿技术、瓦斯、水害防治分析

对郑宏煤业、郑兴煤业两家地方主体公司九家煤矿分别就技术管理、瓦斯防治、水害防治等三个方面的目前状况进行了具体分析，分析情况如下。

3.1 技术管理方面分析

（1）采掘布置：由于政策性原因，近年来时常出现煤矿停工停产或限采停掘等现象，造成煤矿采掘失调严重。义兴煤业采掘布置缺乏计划性；康辉煤业11采区在未形成完善可靠的通风、排水系统前，违反规定布置11021采面回采，形成剃头开采行为。

（2）采煤工艺更新：永祥煤业21021回采工作面悬移支架已安装到位，但未经有资质部门设计并经郑州市局审查批复；义兴煤业已装配悬移支架，但没有经郑州市局验收批复；康辉煤业、刘砦煤业现仍采用单体液压柱π形梁支护，但已向厂家定购悬移支架。

3.2 瓦斯防治方面分析

（1）部分煤矿通风系统需进行优化，抗灾能力差，开拓布局不合理，通风构筑物质量差，局部通风管理不到位，导致瓦斯管理困难；

（2）瓦斯监控系统运转不正常，监控探头不按时效验，监控系统数据与实际检测数据误差较大，探头数量和种类配备不足，悬挂位置不合理，监测监控管理人员数量不足，业务不熟练；

（3）煤矿专业技术人员和管理人员数量不足，专业技术水平不高，实践经验不丰富，对煤矿瓦斯治理缺乏强有力的指导和管理。

参考文献

[1]程建军.矿井瓦斯安全排放[J].矿业安全与环保，2003（5）：45-47.

[2]李迎业.综采工作面瓦斯治理研究[J].煤，2001（2）：15-17.

[3]胡千庭.我国煤矿瓦斯灾害防治对策[J].矿业安全与环保，2000（1）：101-102.

那怀煤矿水害综合防治 篇7

那怀矿井田位于百色煤田西北端, 为一NE~SW走向向NE倾伏的向斜构造, 内有落差较大的正向断层共8条断层;井田内层位较稳定的煤层有10层, 具工业价值的有A、B、C、I煤层, 其余煤层均不可采;本矿井计划所开采的煤层为A、C煤层, 这两个煤层垂直距离12m, 煤层顶、底板为泥质和砂质泥岩, 且层位整合接触, 颗粒结构致密, 是很好的隔水层, 矿井的正常井下涌水量为153/h, 雨季期间井下最大涌水量为30m3/h,

1 那怀煤矿涌水来源分析

1) 地表水大气降水的渗入或流入往往是开采地形低洼且埋藏较浅的煤层的主要水源, 在雨季表现得尤为明显;那怀煤矿新井井口标高h=141.0米, 高于右江河历年最高洪水位123.48m。矿区主要地表水系有:新主井东侧两百米处的鱼塘, 鱼塘面积1万平方米, 蓄水量约2.6万方, 据观测该鱼塘并无向矿井渗水的现象;在那怀矿井田南缘有条那怀小河, 该河水量及河面较小, 河面宽4~5米左右, 四季长流, 流量与季节有关。

2) 老窑积水过去采过的小煤窑以及矿井里采空区、废弃的旧巷道, 常常有很多积水。当采掘工作面与它们打透时, 很短时间内会有大量积水涌入, 来势凶猛, 造成透水事故, 破坏性很大。与本矿相邻的矿井有东部的大湾小窑开采区, 北部的那怀私人小煤窑及西北部的东安煤矿。这些过支采过的小煤窑以及矿井里废弃的旧巷道, 有很多积水, 严重威胁矿井开采的安全。

3) 采空区积水井田内过去采过采空区、废弃的旧巷道, 也会有很多积水, 特别是C煤层内采空区积水, 会威胁到下一煤层 (A煤层) 的开采安全。

4) 断层水岩层断裂叫断层。有的断层带内会积存水, 断层还常将不同的含水层连通, 有的甚至与地表水相通。当开拓掘进或采煤接近或揭露这样的断层时, 断层水便会涌出。那怀矿井田位于百色煤田西北端, 为一NE~SW走向向NE倾伏的向斜构造。井田内有落差较大的正向断层8条。矿井现已开拓到-220米标高, 从已经揭露的断层来看, 断层带及其附近涌水极少, 只在局部砂质泥岩地段存在滴水或渗水的现象。

2 完善日常矿井防治水基础工作

1) 完善矿井防治水机构人员和队伍;成立以矿长为首的防治水领导小组, 明确规定公司总经理和矿长是防治水的第一责任者, 矿总工程师负技术责任, 矿设地测水文专职人员和钻探队伍, 负责矿井水文地质资料的收集和分析工作。及时制定修改矿井年度防治水计划, 并根据计划认真检查和实施矿井水防治的各项工作。

2) 加强对周边老窑积水的监测, 取得准确的资料, 为矿井后期开采的矿井水防治提供依据。那怀矿东南部、北部都存在已废弃多年的小煤窑, 在布置巷道或工作面前工求地质测量部门必须调查核实矿区内的小矿井已开采范围, 然后留设可靠的防水煤柱。在接近时必须制订专门的措施在掘进工作面提前进行探放水。情况不明时, 严禁采掘作业。同时每月组织工程技术人员对防水煤柱、小煤窑和老空水进行“三位一体”大检查, 防止地区淹井事故的发生。

3) 切完善防治水工程设施根据那怀矿实际情况, 我们在井底车场布置了一个容量较大的水仓 (在二采区运输巷附还另外布置了一个采区水仓) , 每个水仓均配备三台能力相同的水泵, 每台水泵排水能力为155m3/h。中央泵房最大排水能力为310 m 3/h。完全满足矿井正常生产需要。在正常生产期间, 定期对防水闸门检查和维护, 保证随时可以顺畅关闭。

4) 加强职工技术培训提高职高防水安全思想意识;通过不同形式的教育培训, 使职工了解矿井透水前的各种预兆及其规律, 做到发现透水预兆, 能立即停止工作, 采取措施进行处理, 同时让井下使每一个职工都知道本工作地点的避灾路线, 以及本区域矿井受水灾后自己的行动要求, 一旦发生突水事故, 可以安全撤出险区。

5) 定期进行演习提高矿井的避灾抗灾能力;我矿每半年都要举行一次水灾预防演习, 通过演习让职工熟悉矿井避灾线路, 增强职工的自保、互保、联保意识, 同时进一步检验了水灾避灾路线的合理性和矿井发生事故后的应急救援能力, 实测了职工从工作地点到副井口的升井时间, 真实反映矿井发生水灾时的组织、协调、指挥能力, 有效预防和处理灾害事故, 确保矿井安全

3 在正常生产时期的防治水

1) 完善矿井水文地质图, 对矿井的地面鱼塘、塌陷坑、裂缝带、老窑积水区、充水断层、强含水层或其他有水地点, 要在图上注明, 并随生产变化而更新。有关部门要彻底清查各采区水文地质情况及含水层分布状况, 收集出水点原始数据, 整理成册并合理分析, 同时要对相应地表概况做到心中有数。

2) 防治地表水应当以疏为主, 以堵为辅, 疏堵结合, 综合治理。确保矿区水路贯通是治理的根本。定期安排相关人员对水路进行排查, 以保证矿区生产、生活废水能顺利排至鱼塘, 再途径水沟流至那怀小河, 排出井田范围。同时, 要对鱼塘水进行观测, 虽然长期数据表明鱼塘并无向井下渗水的现象, 但仍不能掉以轻心。如发现有漏水、渗水现象, 立即排水填堵。在井田范围内如发现有地表塌陷坑, 立即组织人员对其进行填埋, 防止地表水从这些塌陷坑渗入井下。

3) 井下防治水应以预防为主, 做到将事故扼杀在萌芽状态。相关部门应在井下各个地点建立水文观测站, 对矿井涌水量进行观测, 记录数据并留存档案。

4) 加强排水设备的管理及日常检修和维护工作, 确保矿井三台主排水泵及两趟排水管路的完好率符合安全规程要求;对井下主、副水仓及巷道、井筒的排水沟进行定期清理。

5) 严格要求施工人员按章作业, 坚持“有疑必探, 先探后掘”的探放水原则。在开掘怀疑有水的巷道前, 必须有探放水措施并认真执行。开掘工作面出现以下情况时, 立即停止作业, 向调度室汇报, 查明原因, 交有关部门处理:开掘工作面出现透水征兆、超前探距不够或偏离探水方向、掘进面支架不牢或空顶距超过规定。

6) 为了预防采空区威胁矿井安全生产, 在开采C煤层时, 区段平巷之间均留设40米的防水煤柱;在开采C煤层下一煤层 (A煤层) 时, 为了防上C煤层采空区积水灌入A煤层工作面, 在回采前一般先疏放采空区积水以确保工作面安全回采, 2010年12月至2011年元月我矿成功地在A101进风巷及联络巷向C煤采空区内布置疏放水眼, 巷疏放老空积水约二万立方米, 使A101采面顺利按时安全投产。

4 在特殊时期的防治水

1) 在雨季、天气变化反复无常等气候特殊时期, 应加强防治水工作, 以便矿井的生产不受水害影响及破坏。由矿领导牵头组织水灾应急救援小组, 安排专职人员值班, 派专人对地面及井下重点区域进行巡查。

2) 加强地面防洪、排水措施和设施的管理。建立地面巡逻制度, 预防地表水由井筒或塌陷裂隙大量涌入井下。在大、暴雨降落的前后, 都必须派出人员检查矿区及附近地面有无开裂隙和塌陷等现象, 防止水流渗入井下, 发现异常必须及时处理。排到地面的井下涌水应予以妥善处理, 避免再次流入井下。同时要对地表水路进行清理, 确保水路的顺畅贯通, 及时将水排出井田之外。

3) 及时对井下排水设备进行检修维护, 确保矿井水泵及排水管路的完好率符合安全要求。加大各水文观测站的测水频率, 掌握井下水量变化第一手材料, 将数据记录成册并合理分析, 作为矿井预防工作的依据。

4) 每年雨季前对各水泵房水仓进行一次全面清掏, 确保水仓有足够的储水容积。对水泵房的供电线路、供电设备要在雷雨季节前停电检修一次。所有零、配件均应补充齐全, 发现的问题要及时处理。

5 建立地下水动态观测系统

由生产部门在井下建立水文观测站, 定期对井下涌水量进行观测, 并将数据记录在案。通过对不同时段涌水量变化的对比, 总结处井下水量变化趋势, 为矿领导下决策作建议性依据。

在掘进巷、采面等工作地点遇到涌水增加的情况, 应为之建立独立的观测措施, 对这些涌水地点进行单独的观测记录。如有必要进行钻孔探水, 在探水工作进行时对水量变化进行观测。

同时, 增加视频监控探头的控制地点和控制范围, 让监控中心能够及时发现突发情况并有依据地做出相应指挥。在新、旧井各水流的汇总地段设置监控探头, 令监控员能时刻对水量进行监控。在水量骤然加大或者减小等情况之下, 能第一时间发现突发情况, 并且及时做出分析、汇报上级、指挥井下人员进行应对措施。

6 结语

在矿井生产过程中, 那怀矿根据矿井实际情况采取行之有效的防治水措施, 建立了地下水动态观测系统, 使矿井涌水得到了有效治理, 杜绝了矿井水害发生, 促进了安全生产, 使那怀矿在2010年原煤生产过程中顺利突破58万吨, 实现安全生产双丰收。

摘要：水灾是煤矿五大灾害之一, 在煤矿生产时期, 常常会遇到水的危害, 文章分析了那怀煤矿水文地质条件及矿井涌水来源, 同时根据本矿实际情况采取切实可行的综合防治措施, 确保了矿井安全生产, 使矿井取得了良好的治理效果和经济效益。

保德煤矿矿井水害防治技术浅析 篇8

关键词：水害隐患,煤矿,防治技术,探放水

1 概况

神东煤炭集团保德煤矿属天桥岩溶水系统, 为补给、径流和排泄完整的全排型水文地质单元, 单元面积约13 921.5 km2。灰岩地下水的补给来源以奥陶系灰岩大面积裸露及半裸露区接受大气降水为主, 同时还接受上覆第四、三系松散孔隙含水层、石炭二叠系裂隙含水层及地表水的入渗补给。该区岩溶水的运移属于渗入-径流-排泄型循环, 即水量基本上不消耗蒸发, 径流排泄可看做唯一的排泄方式, 各种水量的关系为:补给量=径流量=排泄量。区内地下水由北东、东和南部向天桥泉群方向径流。8#煤底标高在905～520 m之间, 大部地区8#煤底板低于奥灰水水头。采掘位置8#煤底板所承受的奥灰水压为0～3.2 MPa, 突水系数为0～0.038 MPa/m, 均小于无导水构造时的临界突水系数0.06 MPa/m, 整个采掘范围正常情况下不具有突水威胁[1], 但采掘过程中揭露了大型导水构造时仍可发生突水事故。随着开采深度的加深, 保德煤矿矿井用水量大幅增加, 特别是深部区“带压”开采带, “奥灰水”问题已经成为制约保德煤矿安全生产的主要因素。

2 矿井水害情况分析及带压开采评价

2.1 水文地质类型划分

根据地质报告、生产实际揭露、《煤矿防治水规定》的要求及神东地测公司对保德煤矿水文地质类型划分组织审定, 保德煤矿矿井水文地质类型划分为“中等”[2]。

2.2 矿井突水危险性评价

(1) 奥灰水与8#煤层厚度关系。8#煤距离奥灰岩顶面平均厚为110 m, 最薄厚为91.87 m。

(2) 目前开采的带压情况。保德煤矿奥灰水头水位+839 m, 目前两个综采面中81304综放面、81502综采面煤层底板标高最低均为+770 m, 在奥灰水压上;三盘区掘锚二、五队掘进标高最低为+660 m, 在奥灰水位下159 m (1.56 MPa) ;五盘区目前掘进标高最低为五盘区大巷最深点标高+542 m, 在奥灰水位下297 m (2.91 MPa) 。

(3) 突水危险性范围划分。根据《煤矿防治水规定》, 用突水系数法将矿区突水安全性进行分区, 临界突水系数确定为0.06 MPa/m。突水系数小于0.06 MPa/m为非危险区, 突水系数大于0.06 MPa/m为危险区[3,4]。

2002年10月由煤炭科学总院西安研究院所做的《山西保德县孙家沟煤矿水文地质勘探综合成果报告》, 结合保德煤矿实际, 综合考虑底板岩石物理、力学性质指标、导水裂隙和构造等的影响因素, 将矿井突水安全性非危险区又划分为安全区 (突水系数小于0.04 MPa/m) 和过渡区 (突水系数介于0.04～0.06 MPa/m之间) 。根据8#煤层采掘规划及目前已延伸到位巷道实测, 最大采掘深度为+540 m, 水头高度约300 m。通过计算, 8#煤底板承受的水压在0～2.94 MPa之间, 最大水压为2.94 MPa。

3 保德煤矿防治水工作对策

我国在奥灰水害防治方面已有了比较成熟的技术和措施, 如疏水降压、注浆堵水、突水预测和探放水等[5,6,7,8]。应用成熟的堵水截流新技术, 是煤矿防治水工作的发展方向, 可以减小矿井涌水量、提高矿井安全系数和生产效益、减小疏排水对地面环境的影响。

堵水截流是我国矿井防治水害的重要方法, 在静水与动水条件下注浆封堵突水点、矿区外围注浆帷幕截流等都有比较成熟的方法和经验[9,10,11,12], 在多种不同水文地质条件下的灰岩地层中成功地建造了大型堵水截流帷幕, 取得了良好的堵水效果。为此对提出了掘进面“先掘后探”、五盘安装防水闸门及建立井下强排系统等“探、防、排”综合技术措施。

3.1 掘进工作面“先探后掘”

为了预防在掘进过程中遇断层、陷落柱等地质构造带, 造成奥灰水上涌形成水害, 危及矿井安全生产, 保德煤矿掘锚队在掘进巷道前严格执行先探水后掘进规定, 具体内容如下: (1) 单巷掘进, 巷道里每230 m掘进一个钻场进行探放水, 每个钻场布置3个钻孔, 扇形布置, 一个沿煤层掘进方向, 另两个向掘进底板方向及巷道两侧方向并保证终孔位置距煤层底板不小于20 m, 距帮不小于20 m, 钻孔长300 m, 下组钻孔施工与巷道掘进作业同时进行, 并保证下组钻孔施工完毕后, 前组钻孔综孔超前掘进头不小于20 m, 即钻孔超前距不小于20 m, 单巷掘进时探水施工平面图如图1所示。 (2) 双巷延伸时, 探放水钻场布置超前巷道里, 每隔250 m布置一个钻场对两条巷道进行探放水, 每个钻场布置四个钻孔, 扇形布置, 一个沿煤层掘进方向, 另两个向掘进底板方向及巷道两侧方向并保证终孔位置距煤层底板不小于20 m, 距帮不小于20 m, 钻孔长300 m, 下组钻孔施工与巷道掘进作业同时进行, 并保证下组钻孔施工完毕后, 前组钻孔综孔超前掘进头不小于20 m, 即钻孔超前距不小于20 m, 双巷掘进时探水施工平面图如图2所示。

每个探放水钻孔施工前都必须预先用直径133 mm钻头扩孔, 预先安装直径108 mm管止水套管, 止水套管长度根据《煤矿防治水规定》第九十八条 (二) 沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时, 按表1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。

止水套管采用马丽散固结, 使套管和煤体成为一体, 套管下放凝固30 min后, 进行扫孔, 然后进行压水耐压试验, 试验压力必须大于预计水头压力, 稳压时间不小于30 min, 孔口周围不漏水, 孔口关牢固不活动, 即为合格, 否则, 重新固结, 重新做耐压试验, 直到合格后, 方可进行钻孔。钻孔开孔孔径为153 mm, 孔深13 m, 下DN10套管, 使用马丽散固结孔口管, 如图3所示。

施工探水钻孔时, 钻进和退钻应采用反压和有防喷装置的方法进行钻进和控制钻杆, 如图4所示。

3.2 安设五盘区防水闸门

二盘区未采区域与五盘区共用五盘区大巷, 受承压水威胁最大, 故选择先在五盘区大巷施工防水闸门。保德煤矿五盘区防水闸门安设在四条大巷内200～300 m之间, 共需要安设防水闸门4套, 能承受水压3.0 MPa, 断面要求宽×高=4 m×3.2 m。其中五盘区辅运大巷安设一套防水闸门, 需要保证辅助运输车辆正常通行;五盘区一、二号回风大巷分别安设一套防水闸门, 需要保证正常的回风断面;五盘区胶运大巷安设一套防水闸门, 需要保证胶带运输机胶带的正常运行。

3.3 建立井下强排系统

目前保德矿井总排水系统完全满足全矿最大涌水量时的排水需求, 但考虑到保德煤矿8#煤层标高处于奥灰水水位以下, 在发生重大突水灾变的情况下, 为了给井下作业人员逃生及抢险救灾争取时间, 设计在保德煤矿五盘区集中巷尾部较低处 (也是矿井开采区域内最低的位置) 设置潜排电泵排水系统, 总排水能力为2 200 m3/h。

4 结论

保德煤矿主要水害隐患为奥灰水、老空积水和地表水3种类型, 通过收集矿井水文地质原始基础资料, 分析研究, 查明存在的水害隐患, 制定有针对性的掘进面“先掘后探”、五盘安装防水闸门及建立井下强排系统等“探、防、排”综合技术措施, 能有效防止矿井水害事故的发生。为矿井后续开采煤层及其他邻近矿井防治水工作提供了一定的参考。

参考文献

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[2]国家安全生产监察局, 国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009

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煤矿水害综合治理方法与应用 篇9

1煤矿水害的类别解析

1.1 采空区积水造成的水害

对采空区积水来说, 指的是煤矿开采之后的采空区或者巷道内形成的积水, 该类积水一般通过防火灌浆水、工作除尘水或者转载机头除尘水以及上覆岩层漏水等最终形成。在采动的作用下, 上采空区的积水会经由孔裂隙通道渗入到掘进面或者回采面内, 如果处理不及时, 极易引发透水事故, 致使工作面被淹没, 财产损失和人员伤亡事故就有可能出现[2]。比如, 有些水害发生时, 积水一部分来自本煤层的上部采空区, 有的直接来自上面临近矿井或者煤层的采空区。而当煤层之间的间距相对较小时, 就有可能形成漏水通道, 透水事故就有可能发生。

1.2 地表水造成的水害

地表水造成的水害并不常见, 该地表水一般来自煤矿地表所处的河流、湖泊、水库或者雨季的雨水等。该类水害的发生一般是因为受地下采动的影响, 使地表出现了孔隙和裂缝, 在严重的情况下, 会出现地表塌陷。而无论出现其中的哪一种, 都会产生严重的透水事故。比如, 在雨季时期, 地表排水量有限, 那些多余的雨水就可能经由相应的孔隙和裂隙进入到了井下的工作面之中, 如果在这个时候, 井下的排水能力欠缺, 水害事故就极有可能发生。

1.3 含水层突水水害

含水层突水水害指的是在煤层采动过程中, 会因一定的动作影响到顶板和底板中的含水层部分, 这样一来, 水害事故就有可能发生。其中, 所指的含水层主要为奥陶纪灰岩, 此时的煤层往往是在海洋与陆地的交汇之处形成的。因此, 该煤层的形成特征要受到海水涨潮与落潮的直接影响, 所以, 其煤层会直接覆盖到灰岩之上, 此外, 该类煤层的厚度一般较小, 水极易深入到孔隙和裂隙之中, 这样一来, 较大的含水层就会形成。而当含水层形成之后, 因为地质变动与沉积的影响, 会受到上覆岩层的挤压作用, 使得水层下面的孔隙与裂隙因压实而闭合, 在较长的时间内以平衡的状态存在。

2煤矿水害的产生机理

2.1 管理缺位

对煤矿的水害管理来说, 这是其所有工作中的重中之重, 它直接关系到煤矿的正常的生产运营。但是, 在实际工作中, 一些煤矿的防治水管理工作和水害的防治装备与安全管理工作相对薄弱, 从意识上欠缺对矿井水害防治重要性的认识, 这种管理的缺位将会使整个煤矿处于模糊的生产状态之中, 尤其矿井处在突水条件相对复杂的情况下, 无法经过科学、合理的防治水工作有效的降低水害发生的频率[3]。

2.2 煤矿水文地质基础工作相当薄弱

一些小煤矿的防治水机构与专职人员缺位, 相关的企业并未作出水害的总体规划, 致使矿井在缺乏必要基础图纸资料的情况下, 进行井下采掘工程作业。这样一来, 由于井下采掘工程平面图和实际情况之间存在较大的误差, 难以通过科学合理的方法指导煤矿的安全生产实践。甚至在一些煤矿的管理人员的意识之中, 对矿井水患存在不准确的认识, 也不去深入的了解相邻矿井的水文地质情况, 在一切尚未准备充分的情况下进行盲目的采掘, 致使生产与工程施工受到水害的干扰。

2.3 水文地质专业技术人员严重不足

在部分煤矿企业中, 其对水文地质的测量工作显得十分粗糙, 相关的专业技术人才十分欠缺, 这种人员上的缺位使得部分从业人员在未经培训的情况下就匆匆上岗, 在并不具备相关技术经验的前提下便做起了水害的防范工作, 其效果是可想而知的。而更为令人担心的是, 在一些水害威胁相对严重的煤矿, 对相关技术人员的配备也并不合理, 防治水工作处在“无人管、不会管”的境地, 即便煤矿的生产运营已经粗在了透水事故的威胁之下, 即便已经出现了明显的透水征兆, 但是因为煤矿地质与水文地质技术人员的缺位, 无法及时有效的采取相应的措施, 使透水事故的发生水到渠成。

3我国煤矿水害的综合治理与应用

3.1 注重防排水工作

在这一方面需要同时做好以下工作: (1) 做好地面防水工作。对于煤矿所处的复杂地带, 要通过挖沟排洪等相关方法, 把洪水或者地表水引出到矿区之外;如果在矿区之内因河流、冲沟或者河道等难以实现改道, 应该通过粘土、料石或者水泥铺设等方法建设人工河床, 最大限度的防止河水渗入; (2) 做好井下防水工作。为了防止矿井涌水情况的发生, 应该在井下的适当位置设置防水闸门和防水墙, 目的在于能够使煤矿能够在分翼、分水平和分区的状态下进行隔离开采, 这样一来, 即便在水害发生时, 也能在一定程度上起到隔离的作用, 最大限度的降低灾情所造成的损失[4]。

3.2 严厉打击超层越界与非法开采行为

在我国目前情况下, 超层越界与非法开采已经成为导致水害事故发生的重要原因之一。因此, 煤矿安全监督等相关部门需要协同国土资源与行业管理等部门, 定期不定期的对煤矿的安全生产进行联合执法, 对那些超层、越界以及非法开采等行为要进行严肃的查处。同时, 还需要全面督促煤矿生产企业要经过仔细的研究和测量之后, 绘制出真实可靠的井上下采掘工程平面图, 只有这样, 才能为煤矿水害的防治工作与应急救援工作等提供有效的资料和信息。

3.3 进一步加大水害防治的监督、监察力度

对于煤矿安全监督部门来说, 要十分认真的履行对煤矿水害的监督和监察工作, 对相关辖区内的具有重大水害隐患的煤矿要进行登记和建档, 并在其生产经营过程中进行重点的跟踪和管理。对于那些已经发生了水害事故的煤矿要进行认真的调查取证, 找出其事故产生的原因, 对于相关责任人要进行严肃的产出, 符合刑法量刑要求的, 要坚决追究其事故责任, 并向社会公布相关的处理结果[5]。此外, 对于煤矿的安全监察机构来说, 还应该在雨季来临之前进行水害防治的专项监督和检查, 对那些已经发现的重大水害隐患要第一时间责令其进行整改, 最大限度的遏制井下水害事故的发生。

4结束语

在世界上任何一个国家, 煤矿的安全生产都与社会的正常健康发展直接相关。在我国, 煤矿生产是我国国民经济的重要生产领域, 对经济社会的发展一直起着重要的基础性作用。但是, 不可否认的是, 我国煤矿的生产安全情况却并不理想, 矿井的透水事故时有发生, 给企业的生产经营、生命财产等造成了严重的威胁。不仅增加了矿井排水设备与费用, 还会影响到正常的生产活动, 危害十分严重。因此, 煤矿水害的防治工作必须以预防为主, 对其进行综合的治理, 从地面与井下两个不同的方向同时采取有效的措施, 最大限度的防止与减少降雨汇集的水与地表水涌入到井下, 防止地下水的渗入等, 只有这样, 才能使煤矿企业的生产经营处在健康发展的轨道。

摘要：在采矿工程作业中, 安全问题是至关重要的, 尤其在煤矿的安全过程中, 水、火、瓦斯、煤尘、顶板等都有可能出现灾害事故, 其中尤以瓦斯事故与水害事故对生命财产的影响最大。在我国, 煤炭资源丰富但是煤矿床水文地质条件也相对复杂, 这就为煤矿水害的发生提供了一定的条件。因此, 对煤矿水害问题进行综合治理, 将先进的技术和方法应用其中, 就显得十分必要。本文正是从这一视角出发, 对相关问题进行了讨论。

关键词：煤矿,水害,综合治理,应用

参考文献

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[4]白玉杰.煤矿水害原因分析及防治技术[J].煤炭技术, 2009 (11) :85-86.

煤矿水害 篇10

关键词：煤矿水害,水害类型,防范措施

中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一, 同样也是世界上受水害危害最严重的国家之一。1984年世界上最大的突水事故就是发生在河北开滦范各庄矿, 最大涌水量高达2053m3/min, 而全国煤矿遭受水害威胁的储量高达250多亿t。

1我国煤矿水害的类型

1.1松散层水危害

在含水松散层或者半胶结的富水含水层的开采过程中, 存在着上覆岩层的积水进入煤矿, 从而淹没矿井。这种水害主要是在矿井开发的初期对矿井浅部影响较大。在这种情况下, 煤矿往往需留设巨大的防水煤柱, 这样必然导致资源的巨大浪费。而且在开采过程中, 由于采煤必然导致地表沉陷, 岩层的断裂破坏。如果在开采过程中使得积水层与工作面相贯通, 那么必然导致淹井。

1.2河流、湖水等地表水的威胁

该水害类型指的是地表水体通过河流、水库等进入矿井造成的矿井水害事故及泥石流或者滑坡等造成埋没矿井及工业广场的灾害。近年来由于植被破坏, 小煤窑乱挖, 导致地表水进入矿井的事故增加, 造成的损失也不断增加

1.3岩溶突水水害

这类灾害一般发生在南方地区和华北地区。华北和南方的煤田大部分分布在岩溶地区, 受喀斯特地形地貌的影响, 在煤层底板和灰岩岩溶含水层之间的隔水层, 当受到煤层开采影响到底板及厚层灰岩含水层造成的水害。

1.4老窑积水和采空区积水造成的水害

老窑积水指的是开采年代较久的煤层中含的水, 开采情况难以掌握, 积水量和积水范围不清。一旦造成透水, 容易造成人身伤亡与财产损失。而采空区积水, 顾名思义指的是工作面开采过后的采空区的积水, 当开采接近积水区时, 未进行探放水, 或者探放水违规作业从而造成透水。

1.5小煤窑造成的水害

我国在七八十年代由于受到政策的影响, 产生了巨大数量的小煤窑。由于小煤窑一般都是无证生产, 乱采乱挖, 各种违规作业加之管理不善, 以至于经常滥采乱挖现象比较严重, 容易破坏防水煤柱, 造成突水事故。由于小煤窑基本都是非法开采, 越界开采现象比较严重。

2煤矿水害事故频发的原因分析

造成煤矿水害事故的原先有很多, 主要有以下几个方面:不重视水文地质工作;水害防治措施不到位;违规作业;小煤窑越界开采;破坏防 (隔) 水煤柱;防水措施不符合规范要求;对地表水处理不当;对断层水、底板水、溶洞水不重视;防治水力度不够。

在煤矿水害的因素中, 人为因素是最重要的一个因素。最主要的就是煤矿为了节省成本违规作业, 没有完全按照煤矿安全规程, 进行各种有效的防范措施。部分单位的领导不愿在防治水上投资, 防治水的机构不健全, 或者完全就是摆设。防治水的技术和装备落后。最主要的是没有从思想上认识到矿井水害的危险性。

煤矿底板突水实质上指的是承压含水层的水压力作用在经破坏作用的隔水层上, 并且使之完全破坏从而造成水从底板涌出。对于煤矿底板突水的预测预报总共有三大类:

第一类:通过研究底板隔水岩层在矿压和受采动影响下的变形和破坏特征来预防预测底板突水;第二类:综合考虑与煤层底板突水发生的各个方面的因素, 建立GIS煤层底板突水预测预报模型;第三类:以水压为主要煤层底板突水因素, 主要考虑承压含水层的水压力对隔水底板的平破坏作用, 比如煤层底板突水系数、斯列萨列夫理论等。

3防治水的措施

3.1地面防治水

(1) 做好雨季防汛准备和检查工作时减少矿井水灾的重要措施。

(2) 在每次暴雨前后都要去矿区及其附近检查,

地面有无明显大的裂缝或者采空区塌陷等现象, 若有明显的渗漏现象要及时报告处理。

3.2井下防治水

首先按照我国《煤矿安全规程2012》、《井下探放水技术规范》、《煤矿防治水规定》等国家、行业有关防治水的规章制度, 进一步建立与健全矿上水文地质情况的规程、规定、规范等制度措施等;其次制定详细可行的操作方案, 并且落实到一线具体施工过程中, 把规定落实到实际工作中来。具体做到以下几点:

(1) 补充完善矿井防治水管理制度。

(2) 成立专门的防治水害分析机构, 认真分析研究跟踪在生产过程中发现的一些水害特征, 能够分析预测水害, 制定出具有指导意义的防范措施和规程制度。

(3) 组织防治水小组的成员定期巡查, 特别是对老空区、废巷等人迹罕至的地方, 巡查的时候要以小组为单位, 避免个人单独行动, 方便互相照顾。

(4) 加强在雨季的“三防”工作。定期组织人员检查排水沟, 防水设备设施, 以及水害发生时的排水设备的检查, 以备不时之需。

(5) 每天都要对井下的水文观测点进行观测, 并把数据交给防治水害分析机构, 定期分析全矿井可能积水地段, 并派专人去落实证实情况, 若情况属实, 要及时采取措施排除积水。每周至少召开一次防治水专题会议, 提高员工的防治水安全意识。

(6) 在井下设置专门的标志牌标示出矿井周围及周边采空区、废弃巷等积水情况的位置、服务年限等数据。

(7) 做好水害发生时, 规划好逃生路线。每年至少进行一次水害发生时的逃生演习。

(8) 引进高等院校相关专业的技术人才, 弥补水文地质人才的空缺, 同时也能对矿上的水害防治提供技术保障。

在矿井生产之前, 一定要对矿井的水文地质条件进行详细的勘测。矿区水文地质调查的方法:TEM法 (瞬变电磁法) , 它对煤矿水害防治、保证矿井安全生产有着重要的意义。成本低、效率高、质量可靠, 经过资料处理, 获得的结果贴近实际, 效果比较理想。

结语

综上所述, 矿井水害一直是制约我国煤炭发展的重要因素之一, 研究含水层的赋存特征, 预测和预防突水对煤矿水害防治具有重要的意义。在以后的工作中要时刻做好防水工作, 确保煤矿安全, 并且对煤矿防治水方法措施进行不断的完善与创新, 以确保煤矿生产安全, 真正做到“安全生产, 责任重于泰山”。

参考文献

[1]刘松涛.煤矿水文地质特征及矿井水害防治措施[J].科学与财富, 2012 (7) :230.

煤矿水害的主要特征及防治策略 篇11

煤矿发生水害时, 势必具备充水水源、充水通道及充水强度等三个条件, 且三个条件必须同时出现。煤矿的充水水源主要来自于大气降水、地表水水源、地下水水源、袭夺水及老空积水等;矿井充水通道主要是点状岩溶陷落柱通道、构造断裂带、顶板冒落裂隙带、含水层露头区、突破煤层底板及一些封闭较差的钻孔等。一般煤矿矿井发生水害之前会有一些预兆, 比如巷道壁或煤壁聚集有积水;煤层变层, 出现雾气。这是由于煤层中含水量增加, 气温下降所致;煤层变得潮湿、松软, 即使挖去表面仍然没有变化, 则证明附近已形成积水;发生水害之前, 也可能表现为淋水加大, 矿压增加, 特别是离断层积水区越近, 可能出现冒顶、片帮、底鼓等现象;当能听到“嘶嘶”的水声响时, 证明与水源距离更近, 高压积水已经通过缝隙向外涌出, 此时需要迅速撤离作业人员;此外, 工作面有害气体增加、水酸度增加、水味发涩等, 均是水害发生前的主要征兆, 要及时发现, 及时采取措施。

2 煤矿水害的类型

常见的煤矿水害类型按照水源不同可分为老空水害及裂隙水水害两种, 其中老空水害的水源主要是老窑、小窑、废巷、采空区积水等, 这类水源由于多存在于采空区或与之相连的巷道内, 故体现出水体形状不规则的特点, 且水体集中, 可在短时间内传递水压, 故一旦发生透水由于其冲击力强, 会造成破坏性较大的恶性事故。一般情况下老空水多存在于水资源丰富的矿区, 当然, 一些干旱缺水的矿区也曾发生过老空水害事故, 比如山东枣庄煤矿、山西陵川县关山岭煤矿等。

裂隙水水害的水源主要来自于砂岩、砾岩等裂隙含水层, 而裂隙水水害又分为两种, 即煤层顶部充水含水层与煤层底板承压充水含水层。一方面, 煤层顶部充水含水层在煤层顶部常有裂隙发育的厚砂岩及砾岩层, 在煤矿采掘时会对对断层裂隙产生一定的扰动而发生塌陷滑移, 其上腹第四级冲积层与下伏奥陶系含水层发生水力联系, 导致透水事故;另一方面, 我国很多煤矿床的基底大部分有较厚的碳酸盐岩溶充水含水层沉积, 其分布有广泛的含水层, 与第四系含水层有水力联系, 大气降水、地表水、孔隙水等均会对其形成快速补给。煤层开采过程中, 水平延伸、倾伏等均会增加煤层底板的充水含水层水压, 受煤层底板隔水层厚度、岩性、裂隙发育程度、采煤扰动等复杂因素的影响, 无法提前探明、防范底板透水的情况, 因此易发生突发性透水。

3 煤矿水害的防治策略

3.1 顶板水害防治策略

通常地表水资源缺乏、水环境脆弱的区域多为顶板水害高发区域。因此, 要基于矿井安全生产、区域水资源及水文环境保护的角度加强矿井水害的防治。在保水采煤的前提下, 对主要煤炭资源开采区的含水层、隔水层、煤层之间的空间结构关系进行勘察, 分析煤炭开采过程中, 水文地质系统会受到何种影响, 分析水资源的质、量等, 对区域水资源的最大承载力进行评价, 分析该区域的煤炭资源最大开发强度;对煤炭开采的布局、顺序等进行合理规划, 针对重点水源区域, 则要采取保护性措施等。此外, 区域煤炭资源开发过程中要充分考虑附近工业生产、农业生产的供水需求, 对地表水、地下水、矿井水等多种水资源进行联合调度, 促进水资源的原地循环, 尽量提高矿井水资源化的程度。

3.2 底板水害的防治策略

煤炭开采区域隔水层阻抗水压能力与高压水破坏穿透隔水层能力二者互相作用, 最终结果就是发生底板水害。因此, 底板水害的防治除了要增加隔水层阻抗高压水的能力外, 还要将高压水对隔水岩层的破坏力降至最低。底板水害防治工作中, 注浆改造技术是提高隔水层阻抗高压水能力的常用技术措施, 其在分析矿井水文地质条件及水害特点的基础上, 采用专用的工程设备及施工工艺, 在含水层、隔水层空隙、断裂破碎带、岩溶陷落术、井巷、突水口或出水口等部位注入低渗透液或骨料, 低渗透液是预先配制而成, 注入后会在过水通道、含水空隙、受注岩体等部位与围岩固结成不透水的整体结构, 其具有一定强度, 可以提高上述各部位的渗透性, 提高岩石强度。在井下突水口处应用注浆改造技术, 可以恢复被淹矿井, 降低矿井运行的排水量, 增加煤层顶底板有效隔水层的厚度等, 并可阻断充水水源与矿井之间的导水通道, 大大降低矿井发生突发性水害的概率。

3.3 老空水害防治

老空水害的防治要先应用地面及井下地球物理勘探技术确定生产矿井周边采空区的空间结构分布规律及水源特征, 然后评价采空区与主要采掘区之间煤岩柱的安全性, 保证煤岩柱留设的科学性与合理性, 如煤岩柱不足, 则要进行采空区积水的超前与疏放, 注意采空区积水的疏放要保证疏水孔穿越积水体的最低标高位置, 以保证更好积水疏放彻底;加强对疏水孔的保护, 防止疏水时发生水害事故等。

3.4 加强防排水设施建设

除上述具针对性的技术措施外, 还要加强矿井防排水的设施建设。针对水文地质条件比较复杂的矿井, 则可建立地下水动态观测系统, 该系统可获取详细、全面的水文参数, 实时监测矿井涌水情况;针对有突水淹井危险的矿井, 则可在井底车场周围设置防水闸门, 也可以设置一套独立的供电系统, 在保证正常排水的基础上, 加设排水能力大于最大涌水量的潜水泵, 以提高排水系统的排水能力, 以更好应对突发水害;此外, 还要针对部分井下泵房建设地面远程监控系统, 对控制水泵的运行实现远程调度、控制, 井下中央泵房无人值守, 提高煤矿整体防灾的综合能力。

4 结语

煤矿水害防治工作由于新技术、新装备、新材料、新工艺的应用而取得了迅猛发展, 煤矿水害防治工作卓有成效。后续工作中, 要将矿井小构造及复杂环境条件下隐伏地质构造的探查技术作为研究重点, 提高技术与装备的科学性与精确性, 实现多煤层采空区与积水边界的高精探查;加强对深部煤炭高压底板水导升、突出机理及采动破坏等理论的研究与探索, 侧重于矿井水害实时监测与预警技术的研发与应用等, 以提高煤矿水害防治的效果, 从而提高煤矿生产的安全性与稳定性。

参考文献

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[3]虎维岳.新时期煤矿水害防治技术所面临的基本问题[A].中国煤炭学会.中国煤炭学会矿井地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会2014年学术交流会论文集[C].中国煤炭学会, 2015:4.