水灾事故课件.doc

煤矿水灾事故处理原则与方法第一节 煤矿事故概述 一、重大灾害事故往往是突然发生的。它给人们心理冲击最为严重，最容易出现措手不及。井工煤矿作业环境复杂，在生产过程中往往受到瓦斯、矿尘、火、水、顶板等灾害的威胁。当矿井发生事故后，如何安全、迅速、有效地抢救人员、保护设备、控制和缩小事故影响范围及其危害程度、防止事故扩大，将事故造成的人员伤亡和财产损失降低到最低限度，是救灾工作的关键。因此掌握事故处理的原则方法和技术，是十分必要的。各个矿井，甚至在同一矿井的不同时期，由于自然条件、生产环境和管理效能不尽相同，事故的发生具有偶然性。即使发生重大灾害事故，因主客观条件不同，其发生原因和发展过程各有其独特性，造成的后果也不尽相同。但总体而言，所有重大灾害事故都有其共同的特征。（一）突发性以冷静、理智地考虑问题，难以制订出行之有效的救灾措施，在抢救的初期容易出现失误，造成事故的损失扩大。（二）灾难性重大灾害事故造成多人伤亡或使井下人员的生命受到严重威胁，若指挥决策失误或救灾措施不得力，往往酿成重大恶性事故。处理事故过程中得悉已有人员伤亡或意识到有众多人员受到威胁，更增加了指挥者的心理慌乱程度，容易造成决策失误。（三）破坏性重大灾害事故，往往使矿井生产系统遭到破坏。它不但使生产中断，井巷工程和生产设备损毁，给国家造成重大损失。同时，给抢险救灾也增加了难度，特别是通风系统的破坏，使有毒有害气体在大范围内扩散，会造成更多人员的伤亡。这就要求指挥者在作救灾决策时，要充分考虑通风系统的情况，通风系统破坏与否，对救灾方案起关键性作用。（四）继发性按较短的在时间里重复发生同类事故或诱发其他事故，称为事故的继发性。例如，火灾可能诱发瓦斯煤尘爆炸，也可能引起再生火源；爆炸可能引起火灾，也可能出现连续爆炸；煤与瓦斯突出可能在同一地点发生多次突出，也可能引起爆炸。事故继发性的客观存在，就要求指挥者在制定救灾措施时，多作些预想，要有充分的思想准备，采取有效措施避免出现继发性事故。而且，一旦出现继发性事故，能作出正确的决策，不能“顾此失彼”，不能只顾处理目前发生的事故，不顾及事故的发展变化。正由于存在上述特性，就要求指挥者在重大灾害事故面前，冷静、理智、全面地考虑问题，依据不同事故特性和演化规律，有针对性的作出正确的决策，以减少事故的损失。国内外有些煤矿在重大灾害事故的突然冲击下，指挥者缺乏应有的救灾知识或缺少冷静，出现指挥失误从而使事故扩大的案例多次发生，这血的教训应引起足够的重视。二、煤矿事故分类（一）按诱发因素分类诱发因素的不同，将事故分为责任事故和非责任事故两种类型。1.责任事故：是指人们在进行有目的的活动中，由于人为的因素，如违章操作、违章指挥、违反劳动纪律、管理缺陷、生产作业环境条件恶劣、设计缺陷、设备保养不良等原因造成的事故。此类事故是可以预防的。2.非责任事故：主要包括自然灾害事故和因人们对某种事物的规律性尚未认识，目前的科学技术水平尚无法预防和避免的事故等。（二）按伤害程度分类按伤害程度划分，将事故分为轻伤、重伤、死亡3类。1.轻伤事故：指需休息一个工作日及以上，但未达到重伤程度的伤害。2.重伤事故：指负伤后，按国务院有关部门颁发的有关重伤事故范围的意见，经医师诊断为重伤的伤害。3.死亡事故：造成人员死亡的事故。（三）按伤亡人数或经济损失按事故伤亡人数或者直接经济损失，根据生产安全事故报告和调查处理条例和煤矿生产安全事故报告和调査处理规定，将煤矿事故分为以下四级，如5-1-1所示：表5-1-1按事故造成的人员伤亡或者直接经济损失分级表等级事故造成死亡人数（人）或者造成重伤人数（人）或者直接经济损失（万元）特别重大事故3010010000重大事故10-3050-1005000-10000较大事故3-1010-501000-5000一般事故3101000（四）按事故性质分类按伤亡事故的性质，依照煤安字(1995）第50号文“煤炭工业企业职工伤亡事故报告和统计规定”(试行）划分的伤亡事故统计分类标准，煤炭工业行业生产伤亡事故分为顶板、瓦斯、机电、运输、放炮、火灾、水害和其他8类事故。1.顶板事故。指冒顶、片邦、顶板掉矸、顶板支护垮倒、冲击地压、露天煤矿边坡滑移垮塌等。底板事故视为顶板事故。2.瓦斯事故。指瓦斯(煤尘）爆炸(燃烧），煤(岩）与瓦斯突出，瓦斯中毒、窒息。3.机电事故。指机电设备(设施）导致的事故。包括运输设备在安装、检修、调试过程中发生的事故。4.运输事故。指运输设备(设施）在运行过程发生的事故。5.放炮事故。指放炮崩人、触响瞎炮造成的事故。6.火灾事故。指煤与矸石自然发火和外因火灾造成的事故(煤层自燃未见明火，逸出有害气体中毒算为瓦斯事故）。7.水害事故。指地表水、采空区水、地质水、工业用水造成的事故及透黄泥、流沙导致的事故。8.其他事故。以上7类以外的事故。（五）非伤亡事故在煤矿生产活动中，由于管理不善、操作失误、设备缺陷等原因，造成中断生产、设备损坏等，但未造成人员伤亡的事故，通称为非伤亡事故。非伤亡事故分为三级。1. 一级非伤亡事故：发生的事故使全矿井停工8h以上，或使采区停工3昼夜以上。2. .二级非伤亡事故：发生的事故使全矿井停工2h以上，但不足8h，或采区停工8h以上，但不足3昼夜。3.三级非伤亡事故：发生的事故使全矿井停产130min2h，或使采区停工28h。第一节 透水事故处理的方法我国煤田地质条件十分复杂，受水威胁的煤炭储量占探明储量的27%，我国矿井突水事故是世界上最严重的国家之一，生产过程中频繁发生的突（涌）水灾害严重威胁着煤矿的安全生产。一、矿井水害防治技术（一）矿井水害防治基本要求1. 基本方针煤矿水害防治工作要以“预防为主，防治结合”为基本方针。2. 基本原则以“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”为基本原则。“预测预报”就是要在查清矿井水文地质条件的基础上，对矿井的水文地质类型、水害隐患、严重程度进行分析研究，并通过相应的水文地质工作对矿井水文地质条件进行分采区、分工作面评价圈定安全区、临界危险区和危险区，并标注于相关图纸上，以排除开采活动的盲目性。“有疑必探”是指在预测预报工作的基础上，对没有把握的区域或块段采用物探、化探、钻探等方法和手段进行综合探查，以探明水害疑点或可疑作业区域。“先探后掘”是指在综合探查的基础上，在确保巷道掘进或（和）工作面回采没有水患威胁时，可实施掘进及回采作业。“先治后采”是指在综合探查的基础上对于有水害隐患的区域，必须采取有针对性的措施，直到完全消除水害威胁后才能组织正常作业。3. 综合措施根据矿井水害实际情况制定相应的“防、堵、疏、排、截”综合防治措施。“防”就是对于矿井边界、导水断层、高压强含水层、导水陷落柱等一定要采取留设防水煤（岩）柱或通过改变采煤方法来预防，并对其它可能诱发矿井水害的水源、通道实施加固、隔离、阻断等措施；“堵”即针对有安全隐患的矿井充水水源、涌水通道，必须超前进行注浆封堵，或对强含水层、隔水层进行注浆封闭或加固处理；“疏”主要指能疏干的充水源要坚决疏干，不能疏干的如华北型奥陶系灰岩水要结合安全带压开采上限要求，采用疏水降压等措施实现安全作业；“排”既指排水供水相结合，使矿区水资源得到综合利用，又指建立安全可靠的矿井排水系统；“截”即通过开挖沟渠，修筑堤坝、防水帷幕等截流措施，拦截地表河流、水库等地表水及松散层孔隙水。（二）矿井顶板水害防治技术1. 留设防水煤、岩柱当煤层露头部位或浅部被地表水体、新生界含水层或逆掩断层含水推覆体等所切割或覆盖时，则煤层开采时应在煤层露头部位或浅部留设必要的防水煤、岩柱，其总厚度视具体的水文地质条件而定。2. 改变采煤方法 当顶板含水层距煤层顶板普遍接近，其间的隔水层厚度不能满足要求，且顶板含水层的水量很大，不易疏干，改用充填法或房柱法就可以降低导水裂隙带的高度，不至触动含水层的底板，从而实现安全开采；当煤层露头部位及浅部被地表水体或新生界强含水层所覆盖，煤层倾角又比较平缓，按全部垮落法采煤要求须留设的防水煤、岩柱损失煤炭资源过大，如改用充填法或房柱法就可以大量缩短煤柱，减少资源损失；在逆掩断层含水推覆体下或积水老窑下采煤时，为了减少资源损失和确保安全生产，必要时也须采用充填或房柱法开采。 此外，对于厚煤层还可采用分层间歇开采法，以减少冒落带和导水裂隙带的高度，对于急倾斜煤层，则可采用长走向小阶段间歇开采，必要时还采用人工强制放顶的办法，以防止煤柱抽冒；对于那些采取了各种措施，仍然难以完全解除顶板水威胁的煤层，还可以采用先远后近、先深后浅、先简单后复杂、先探后采的试探性开采方法，以及用防水闸门分区隔离的开采方法等。3. 超前疏干对于那些距煤层顶板很近而补给量又不太大的含水层，可先进行疏干然后回采。根据含水层的具体条件，可因地制宜地采取如下几种疏干措施： 1）地面井群疏干。此种方法适用于含水层埋藏较浅时的情形。常用于露天疏干以及矿井局部地段的疏干或截流。这种疏干方法的特点是疏干井排须随着采煤工作面的前进而不断向前推移或延伸，其疏干效果取决于疏干范围内含水层水位的有效降深能否达到或接近含水层的底板，其残余水头能否给采煤造成危害。这就要求井排的深度不能过大（即含水层底板深度不宜过大），否则会有工程量过大、费用过高而疏干效果差之虞。 2）开凿专门疏干平巷。此法适用于某一固定部位（如露天矿的非工作帮）的疏干或断面截流。如疏干对象是松散砂层，则巷道应开在砂层底板基岩中，然后用直通式过滤器或打入式过滤器疏干巷道顶部的含水砂层。如疏干对象是基岩含水层（例如石灰岩），则疏干巷道可直接开凿在基岩含水层中。在条件允许时还可以利用运输巷道或通风巷道兼作疏干巷道。这种疏干方法的优点在于水位降低大、疏干效果好、管理费用低，一次建成后长期有效，且不受含水层埋藏深度的限制。缺点是一次性投资较大，且不能随着采煤工作面的推进而移动。 3）利用采煤准备巷道超前疏干。此法适用于采区工作面的疏干。根据超前疏干时间的需要，提前掘进采煤准备巷道，在工作面前方巷道中打顶板放水钻孔群，先疏干顶板含水层、后进行采煤。随着工作面的推进，疏干巷道和放水钻孔群亦不断超前延伸。这种方法简单易行、效果可靠，费用也较低，故广泛应用于采区顶板含水层及顶板流砂层的疏干。 4）多井联合疏干。如顶板含水层分布范围较广，补给水量较大，一井疏干难以奏效，且水量过大难以承受时，可同时开拓几个矿井，进行联合疏干。既可以取得满意的疏干效果，每个井的排水量又不至于过大。湖南的煤炭坝就是用这种方法来疏干煤层顶板长兴灰岩及底板茅口灰岩，达到安全开采的。4. 注浆堵水注浆堵水是防治水的重要手段之一。只要选用得当，常取得良好的效果。例如： 1）当顶板含水层或含水层的某一区段被隔水边界基本包围呈半封闭状态，只有一个或二个宽度不大的缺口与外部联通时，可在这些缺口打密集钻孔排，灌注水泥、水泥砂浆或其他浆液材料，使形成一道地下隔水帷幕，封住缺口，隔断或基本隔断区内与区外的水力联系。区内的含水层便成为“一潭死水”，易于疏干。 2）当含水层与煤层顶板之间的相对隔水岩层的厚度已大于安全厚度，在正常情况下对煤层开采无甚影响，但由于存在导水断裂带，使煤层开采时含水层中的水能沿断裂带进入采区。此时可在煤层开采以前从地面打钻孔，对断裂带进行注浆，以防止含水层的水进入采区。但必须注意，断裂带注浆部位必须是在采区导水裂隙带的顶部与含水层底板之间，高了不起止水作用，低了会被煤层开采后所产生的导水裂隙带或冒落带所破坏而失去其止水作用。 3） 如注浆堵水的对象是溶洞或大型裂隙时，应首先大量注砂石或其他填料，然后注水泥浆胶结，以免浆液大量流失，达不到止水目的。4） 注浆堵水工作应力争做在井下突水以前，在地下水流速不太大的情况下，浆液不易流失，易于取得成功；一旦井下突水，不仅造成损失很大，而且注浆堵水工作也将更加复杂。5. 地面防治水地面防治水是一项复杂的任务，往往需要采取综合防治的方法才能达到安全开采的目标。根据矿井实际条件，可以采用改变采煤方法、留设煤柱、巷道充填等综合方法控制地面沉降变形，配合地面截、堵、疏、排、跨、移等措施，实现地面防治水。一般情况下，当煤层露头或浅部直接被地表水体所覆盖，或者地表水是顶板含水层的补给水源时，在条件允许的情况下，进行地面防治水往往可以收到事半功倍的效果。其主要内容有： 1）河流改道。即在地形条件允许的情况下将流经煤层露头部位或浅部的河流改道到煤层露头以外或煤层埋藏深度较大的地段流过，达到不影响或基本不影响煤层开采。但此法只能用于小型河流，对于大型河流则工程过于浩大，不宜采用。 2）地面防渗、堵漏。在基岩裸露地区，当河流或山间沟谷局部位于煤层露头或煤层浅部之上，或者与顶板含水层有密切的水力联系时，可先将这些能产生渗露的河段、沟段的河床、沟底加以清理和平整，然后用水泥砂浆、粘土、石块等材料对河床、沟底进行铺砌或堵塞，以防止渗漏和隔断地面水与地下的联系。这种方法对于防止山间沟谷或溪流的渗漏，效果非常显著，但对于大型河流则难以采用。如煤层顶板为岩溶含水层而且裸露地表时，在地表封堵暗河入口及地形低凹处的开口溶洞、裂隙，以减少地表水及降水的灌入和补给，是减少矿井涌水量有效措施之一。当浅部煤层开采导致地表冒落塌陷坑时，应及时予以填堵，以免成为地表水及降水灌入井下的通道。 3） 排干积水，填平洼地。如在采区导水裂隙带高度范围以内存在地面积水（如池塘、小型水泊、季节性积水洼地等），且其下又无隔水的塑性粘土层时，应予以排干和填平，因为积水能沿导水裂隙带及冒落带直接灌入井下造成灾害。但对于那些位于导水裂隙带高度范围以外或其下有隔水粘土层的地面积水，以及采空区上面所出现的弯沉洼地积水，则不必排干和填平。6. 综合治理任何一种防治水方法，都有其一定的适应条件，既有其一定的优点，也有其一定的局限性，都只能在一定的条件下起到一定的作用。要想做好一个煤田、一个矿区、一个矿井以至小到一个采区的防治水工作，都必须综合研究各方面的情况和条件，作好全面规划，因地制宜地采用多种方法，有机配合。查清水文地质条件是做好防治水工作的基础。只有对水文地质条件有比较清楚的了解，才能正确地指导防治水规划，合理地选用各种防治水方法，收到事半功倍的效果。例如要想正确地留设防水煤、岩柱，就必须首先对煤层顶板至地表水体或含水层底板之间的岩性、厚度、物理力学性质、剖面结构及构造特征有清楚的了解；要想有效地超前疏干，就必须首先对含水层的岩性结构、水文地质参数、补给、排泄条件以及补给量与贮存量等有准确的资料；要想提高注浆堵水效果，就必须首先查明水文地质构造，需要注浆堵水的准确部位、宽度、深度及其岩性结构与构造特征。总之，必须坚持“先查清后防治”的原则，才能避免育目性，取得好的效果。（三）矿井底板水害防治技术1. 利用底板隔水层带压开采对于受底板水威胁的矿区，首先必须从全区着眼，对整个水文地质单元进行宏观研究，以便对矿区的水文地质有一个总的认识。然后根据矿区的具体地质及水文地质条件，分区分段，逐块分析，找出每个区、段存在的具体水文地质问题。针对不同的水文地质问题，因地制宜地制定不同的防治水方案。底板水的防治是一个非常重要、非常复杂、难度很大、涉及面很广而又耗资巨大的问题，因此应遵循容易解决的先解决，暂难解决的往后放，等到条件成熟时再解决的一般步骤，以及十六个字方针：整体研究，逐块分析，因地制宜，先易后难。采后（在巷道塌毁以前）将钻孔关闭，以减少排水费用。随着采煤工作面的前进，放水孔排亦不断向前推移。当下伏含水层的水头压力过高（大于45MPa）时，井下放水钻孔施工就很困难，此法不宜采用。2. 加厚和加固隔水底板在地质构造薄弱带如煤底裂隙网络构造带、滑动构造薄弱带、开拓巷道通过的构造薄弱带等均可采取预注浆加固的办法解决因构造薄弱而发生突水，可以在地面建注浆站，地面的浆液用管子输送井下进行预注浆。为节约成本，注浆材料可采用黏土水泥浆。当隔水底板厚度明显小于临界厚度值，就必须大流量大幅度降低水压，井下放水很困难或费用太高时，可用底板注浆的办法将下伏含水层顶部的岩溶、裂隙封闭，使其变为相对隔水层，以加厚隔水底板至大于临界厚度值，从而达到安全采煤的目的。这一方法的效果，取决事先对下伏含水层顶部的岩溶、裂隙分布情况是否有比较清楚的了解以及注浆工艺是否恰当。故事先宜用物探方法查明下伏含水层顶部的岩溶、裂隙分布情况，并在此基础上制订适当的注浆工艺，注浆才能达到预期的效果。断层众多、裂隙非常发育的碎裂底板，不仅其岩体抗张强度极低，而且底板本身就是一个与下伏岩溶含水层有密切联系的裂隙含水层。煤层开采时，在水压与矿压的联合作用下，原有的含水与导水裂隙进一步扩大，导致下伏岩溶含水层中的水大量突入矿井。对这类底板，必须采取超前探水和注浆，既可以封闭导水裂隙，又可以加大底板岩体强度，以达到安全采煤的目的。值得注意的是，注浆深度必须超过矿压破坏带的深度，否则随着采煤工作面的推进，已经注浆加固的部分又会被矿压重新破坏，达不到加固的目的。3. 利用构造切割，分而治之 当底板隔水层的厚度很薄，而下伏含水层的含水性又很强，分布也很广时，疏水降压工程势必非常浩大，甚至在技术不可行或经济上不合理。但如存在断层纵横切割，将本来分布很广的含水层分割为若干四周封闭或基本封闭的块段，情况就大为有利了。即使下伏含水层的岩溶很发育，导水性很强，也会由于补给条件差，每个块段内的水量总是有限的，可以利用这个条件，对某个或某些封闭或基本封闭的块段进行疏水降压，将收到事半功倍的效果。这样的封闭或基本封闭块段，几乎各矿区都有，问题在于如何去正确地分析研究它们，如何果断地去利用、开发它们。4. 用注浆帷幕封堵缺口对于那些四周大部封闭，尚未完全封闭的块段，可用孔排注浆，形成地下防水帷幕，以封堵缺口，使其变为全封闭的块段，然后在其中进行疏水降压，水量就会小得多，水压降低也快得多。但事先必须确切查清缺口的具体位置、宽度、深度、厚度、岩溶裂隙的发育情况及水动力条件，选择适当的注浆工艺，才能达到预期的效果。但必须看到帷幕注浆截流有很多具体技术问题尚待深入研究，例如帷幕注浆截流工程规模一般较大，需用的钻孔和消耗的材料多，施工工期长，同时还要研究帷幕注浆截流的应用条件、效果和评价方法、以及注浆过程中的有关参数的选择等，所有以上各方面研究的进展，都会把帷幕注浆截流这一矿山治水方法推向一个新的阶段。5. 留设防水煤柱 正确留设保护煤柱是预防水害的重要措施。对于突水系数严重超限，具有突水危险又不能进行疏降开采和构造复杂地段，灰岩含水层岩溶发育，灰岩富水性强，受水威胁严重的地段，采取留设防水煤柱的方法进行处理。当断层下降盘一侧的煤层与上升盘一侧的含水层直接接触或相距很近时，可沿断层带留设一定宽度的防水煤柱（图3-5），使采煤工作面至断层的最短距离乘以强度降低率后仍大于临界厚度，即可安全开采。图3-5 留设断层防水煤柱示意图6. 局部注浆止水如底板隔水层的厚度已大于临界厚度，在正常情况下可以安全开采，只是在掘进或回采中遇到了个别断层或陷落柱突水，此时可在查清断层或陷落柱的基础上，进行局部注浆止水。但必须注意，这一办法不宜用于隔水底板的正常厚度小于临界厚度时的突水。否则堵住了这里，又在那里突，以致堵不胜堵，最终还是无济于事。7. 地面防渗堵漏在煤层底板下伏岩溶含水层的露头部位，如有地面水流（河流、水渠）通过时，地面水往往大量漏失而灌入矿井。如河流水很大，漏失段不很长时，进行河床防渗堵漏工作，往往能使矿井涌水量显著减小。此外，在季节性水流的地段，如果存在岩溶漏斗、岩溶洼地等，在两季往往导致地表降水大量汇入矿井，使矿井涌水量骤增。进行地面填堵工作，将会有效地减小两季的矿井涌水量。8. 设置防水闸门对于那些有突水危险而又不易防治，或虽采取了防治措施，但仍未能确切排除突水的可能性的采区，为了防止意外，可在通向该采区的巷道的出入口处选择有利位置，设置防水闸门。一旦发生突水，就立即撤退人员，关闭闸门，以防止水患的扩大。对闸门的坚固性与灵活性，平时必须注意检查，紧急情况确保开关自如。 9. 改变采煤方法 对于隔水底板厚度较薄，突水威胁严重，而又无其他有效防治办法的矿井或采区，如改用适当的采煤方法，往往能化险为夷。例如短壁开采，房柱式开采、砌充填带以至充填法采矿，都能减小矿压和提高隔水底板抵抗水压的能力；快速回采、人工放顶，则能缩短悬顶时间，避免或减少底板岩体因蠕变而降低其力学强度的危险。但短壁开采、房柱式开采，会降低采煤效率，损失煤炭资源；充填法采矿会增加采煤成本，非万不得已，不宜采用。10. 深降强排或多井联合疏降当底板隔水层的厚度虽很薄，但下伏含水层的规模不大，补给水量有限时，可以考虑加大矿井的排水能力，进行深降强排，将下伏含水层的水头降至临界水压以下。我国南方的许多煤矿还把运输大巷直接掘在煤层底板下伏的茅口灰岩之中，既安全，又不压煤。但如果下伏含水层的分布规模较大，补给水量很丰富时，用一个矿井进行强排是无济于事的，而且经济上也不合理。此时，如无别的可供选择的防治水方法，还可考虑用几个矿井同时联合疏降的办法。湖南的恩口、斗笠山、煤炭坝等煤矿都是这样做的。这种深降强排的办法，对地下水资源破坏很大，故只宜用于水资源不成问题的地方（如我国南方），一般不宜采用，尤其缺水地区应予禁用。11. 建立强有力的排水设施排水设施主要包括水泵、排水管路、适当容量的水仓和保险电源。各矿应根据已开采的实际情况，在正确评价矿井涌水量之后，按照矿井水文地质规程对水泵、排水管路、适当容量的水仓和保险电源进行配套，充分发挥排水设备的最大效力。大水矿井排水设施的容量可以当地或条件相似矿井的突水水量作为依据，并结合其他措施，如水闸门、各矿间排水基地的相互串通等，合理确定容量，采用直通式排水设施效果最佳。对于分水平开采，可直接打排水孔，一次排至地面，减少二级排水中间阻塞等矛盾，尽量使用潜水泵，一旦突大水局部被淹后利用潜水泵排水，争取时间，采取措施，使矿井损失降低到最低限度。位于奥陶系灰岩充水含水层富水带且又临近径流带、排泄带的矿井，其排水基地的建立更为重要。12. 险区设备维护、预警及应急措施1）排水基地维护大水矿井强有力的排水基地建成后，要有良好的维护制度以保持其额定的排水能力。排水基地与其他防水设施（如水闸门）结合使用更为有力。大水矿井在掘进通往水患煤层的巷道时，均应建立防水闸门，在发生超过排水基地排水能力的突水时，可关闭水闸门，保住基地，防止发生恶性水患事故。2）建立警报系统开采受水患威胁煤层的矿井，特别是在大于突水临界水位的采区作业时，采掘工作面要设专职水情监视员。水情监视员应具有很强的责任心和一定的防水经验。采掘面还应建立水情记录，设置专用的电话和警报器。一旦发现恶性突水征兆，能及时发出信号，组织撤离。报警制度和细则应使全体人员熟知。3）标明应急撤退路线在大水矿井开采水患煤层，特别是在险区作业，应确定并及时修订井下人员遭遇水险的撤退路线。路线应标在采矿防险撤退路线图上，沿线特别是分岔点应设有明显标记，使井下作业人员对此熟知。（四）老窑水害防治技术积存在煤层采空区和废井巷中的水，尤其是年代久远缺乏足够资料的这种老窑积水，是煤矿生产建设中最危险的水患之一。虽然老窑水一般存储量较小，但一旦意外接近或溃出，往往造成人身伤亡并摧毁溃水所流经的井巷工程，造成巨大的经济损失。老窑积水水害，不仅在老窑或地方小井多的矿井存在，在国有大型煤矿自采自掘的废巷老塘，因种种原因在本该无水的地点也意外积存了或多或少的水体，它们意外的溃出也会伤人毁物。因此，对于所有地下开采的矿井，不分东南西北和水文地质条件的异同，均会遇到老窑水害问题。1. 治理原则根据以往防治老窑积水的经验和教训，对这类水害的主要防治对策就是要严格执行探放水制度，以根除水患。在特定条件下可先隔后放，如老窑水与地表水体或强充水含水层存在密切的水力联系，探放后可能给矿区带来长期的排水负担和相应的突水危险时，则可先行隔离，留待矿井后期处理，但隔离煤柱留设必须绝对可靠，并要注意沿煤层顶、底板岩层的裂隙水绕流问题。2. 克服麻痹侥幸心理，避免疏忽大意 由于老窑积水的分布规律不易掌握，又带有灾害的特点，如果警惕不高，很简单的问题也会酿成惨痛的水害事故。因此，必须采取严肃慎重和一丝不苟的工作态度，坚持“全面分析，逐头逐面排查，多找疑点，有疑必探”的基本原则。老窑水害严重矿区的防治经验是： 探放水作业必须专人负责；有疑必探，采掘工程没有把握必须探水，如探水工作影响了采掘工程，可采取其他补救措施，但决不能放松这一工作；老窑水小也不可大意，应严格按照规章制度施工，把水放出来才可生产。3. 认真分析老窑积水的调查资料老窑和地方小煤矿开采的积水范围，由于缺乏准确的测绘资料，是老窑水防治难度大且易于发生水害的主要原因。即使是自采自掘有准确测绘资料的国有矿山的老塘废巷积水，也存在巷道长度记录不准、漏记小盲洞、意外冒顶阻水、下层采动沉陷重新积水等情况。因此，对老窑积水调查资料的系统分析和正确使用，是防治这类水害事故的一个重要关键环节。对老窑积水资料的调查，一定要严肃认真，深入细致，确切地加以记录，并且要反复分析核实，判别可靠程度，指出疑点和问题。最后，必须依据资料的可靠程度，本着“留有余地，以防万一”的原则，在有关图纸上圈出积水线，积水线外推50 m150 m划定探水线，采掘工程进入探水线必须超前探水，对于大片积水区，必要时还要沿探水线外推50m100 m，作为警戒线。采掘工程进入警戒线，必须向不同方向打警戒性探孔，初步控制层位、构造和积水的可能性。对于有测绘资料作依据的积水区，也要划定积水线，外推30 m60 m圈出探水线。上述资料和“三线”，如同水文地质勘探资料，要经过逐级审定，然后作为老窑积水防治的依据。4. 制订合理有效的防治对策 老窑和地方矿井多为复杂的矿区，分管安全的领导和技术负责人要用相当的精力来千方百计地了解掌握本矿井周围的老窑积水分布情况、各片积水与本矿井各采区之间的隔离情况。要组织有关人员编制有关图件，全盘安排开拓部署和采掘工程。简单地讲，老窑积水的主要防治方法就是“探放”。但放与不放？何时探放？怎样探放？这些均是很值得探讨研究的课题，需要从安全生产的全局出发，根据矿井和老窑积水的具体条件，权衡利弊，作出战略性决策和安排。5. 严密组织探水掘进 老窑积水有分散、孤立和隐蔽的特点，水体的空间分布几何形态非常复杂，往往很不确切。防治它们的唯一有效手段就是探水掘进。在有足够帮距、超前距和控制密度的钻孔掩护下，掘进巷道逐步接近它，最后发现。然后利用钻孔将老窑积水放出来。但是，如果意外接近它们，老窑水的突然溃出就会酿成水害事故。根据积水层的赋存条件和采掘巷道的相互关系，探水钻孔必须在巷道的前方、两帮和顶、底都有布置，保证有足够的掩护距离和密度，防止从探水钻孔之间漏过老窑。规程规定：超前距一般是10 m20 m，帮距10m15 m，超前掩护的扇面形钻孔，终孔间距在平面上不大于3 m,厚煤层在剖面上不大于1.5m。在规程规定的基础上，各矿务局根据具体的探水水量大小和水压高低，均规定了不同的超前距和帮距。钻孔密度在警戒性探水掘进时不受此限制，但主要是针对在怀疑方向钻探搜索性的长孔。在正规探水掘进时，必须严格按规定办。探水孔之间如用物探手段证实无老窑，资料确信可靠，探水孔密度可适当放宽。6. 近距离探放水当积水位置很明确或通过“探水掘进”确已接近积水并进行近距离探放水时，有些问题需要特别注意。情况复杂的积水就在身边，稍有不慎，水害立即可能发生。许多水害案例表明，近探近放积水和贯通积水巷极不安全，必须确保积水及煤泥浆确已放尽才行。发现近距离探到积水，必须迅速加固钻孔周围及巷道顶帮，另选安全地点，在较远处打孔放水或扫孔冲淤，通捣清淤时要制定防钻孔刷大、突然来压顶出钻杆等安全措施。在老窑边缘，积水形状是变化多端、极不规则的，峒子或宽或窄，或高或底，可能留顶撇底，左右拐弯或多条峒子交错，可能局部冒落阻水或积存淤泥，使积水始终放不尽或重新积水。因此，在掘透老窑区时，必须在放水孔周围补打钻孔，保证在平面和剖面上都不漏掉积水峒子，各钻孔都能保证进出风，证明确无积水和有害气体后，方可沿钻孔标高以上掘透。7. 重视自采自掘采空区废巷积水的探放 自采自掘采空区废巷积水是一个普遍问题，千万不能认为资料相对可靠，就掉以轻心，必须以下几个方面：对原不积水的区域要分析重新积水的条件和可能，经常圈定积水区；要分析测绘精度和误差，注意可能少填、漏填的峒子；不过分自信，盲目进行近探近放。8. 钻、物探结合问题老窑水的探放，工作量很大，尤其是探水掘进，确实耗工耗时，应该积极采用物探手段，帮助圈定积水区，减少超前探水的工作量，开展探水孔顶端的孔间透视，以减少钻孔密度。但是，钻、物探结合，必须要以钻探为主，物探资料要有钻孔验证。二、矿井水害事故原因分析1.直接原因1）矿井水文地质条不清盲目开采一些矿井在水文地质条件没有查明的情况下，盲目开采，引发透水事故。如福建龙岩市新罗区赤坑煤矿掘进巷道遇断层时，由于条件不清，违章放炮后发生断层带突水，导致“5.28”事故发生，造成10人死亡。再如2005年12月28日山西省大同市左云县店湾镇范家寺煤矿由于地质资料和采空区积水不清，在有突水征兆时，发现煤壁有渗水、挂红现象后，仍没有引起矿方管理人员的高度重视，也未组织采取相应的探放水措施，盲目爆破掘进，导致透水事故发生，造成20人死亡。2）在水体下采煤措施不落实一些煤矿违反煤矿安全规程规定，在防隔水煤柱中进行采掘活动；有些在水体下开采急倾斜煤层的煤矿，未按三下采煤的规定进行试采，超强度开采，煤层连续冒落，导致透水事故。如广东省梅州市兴宁市大兴煤矿，井下共布置46个采掘工作面，超强度开采，导致煤层严重抽冒，破坏了上部留设的安全防隔水煤柱，使上部老空积水迅速溃入井下，造成121人死亡。3）未留设或破坏防隔水煤柱部分乡镇煤矿经过多年的开采，资源基本枯竭，为维持生产，违法超（深）层越界开采甚至开采防水煤柱，由于不清楚相邻矿井的地质资料，也不进行探放水，盲目进入积水老空区，发生突水；有的乡镇煤矿超层越界开采受奥灰水严重威胁的煤层，导致淹井和伤亡事故发生；还有一些矿井，在采掘工程平面图上弄虚作假，将井下超层越界开采区域和存在水患的采掘工作面进行封闭伪装，掩盖真实采掘活动，逃避监管。如湖南郴州市桂阳县荷叶镇贵达石灰窑井(无证）因暴雨导致贵达井溶洞透水，井筒大量积水后突破只有3米的防水岩柱瞬间溃入相邻石灰窑井的二级暗斜井，使正在作业的20人遇难；又如吉林省吉林市蛟河市吉安煤矿非法越界开采防水煤柱引发透水，使老空水溃入相邻的腾达煤矿，造成腾达煤矿30人死亡。4）开采防隔水煤柱部分乡镇煤矿经过多年的开采，资源基本枯竭，为维持生产，违法超（深）层越界开采甚至开采防水煤柱，发生突水。2005年12月2日河南省洛阳市新安县石寺镇寺沟煤矿非法开采防水煤柱，在具有明显的突水征兆时，矿负责人到现场检查后仍组织生产，使邻近废弃矿井老空水及其联通的松散孔隙水和地表河水溃入井下，导致42人死亡。5）防治水技术力量及从业人员相关知识匮乏多数老空透水在事故发生前，均有明显的透水预兆，但由于煤矿地质和水文地质人员缺乏，矿井没有防治水害的专业知识，不能识别明显的透水预兆，使本可避免的重特大透水事故在同一地区或不同地区重复发生。如山西省大同市左云县店湾镇范家寺煤矿由于地质资料和采空区积水不清，在有突水征兆时，发现煤壁有渗水、挂红现象后，仍没有引起矿方管理人员的高度重视，也未组织采取相应的探放水措施，盲目爆破掘进，导致透水事故发生，造成20人死亡。6）对已有水患未采取措施有的矿井在水体下或冲积层下采煤留设的防水安全煤柱不合理；有的煤矿对地面的塌陷坑、废弃的小煤矿充填不实，使地表水溃入井下，导致事故发生。如吉林省舒兰矿务局五井发生的“8.19”透水事故就是由于地面联河泡水体通过未充填实的小井灌入井下所致，造成16人死亡。如河北省邢台市内邱县远大煤矿在工作面切眼贯通时，未排查上风巷的积水情况，也未按规定进行探放水，在放炮、水压、煤体自重等作用下引起上部老空透水，造成14人死亡。7）雨季暴雨期井上下水情监测不够有的煤矿井口标高低于历史最高洪水位；一些煤矿对断层水、底板水、溶洞水认识不足，未引起高度重视，不认真编制防治水措施，违章放炮导致突水。如湖南郴州市桂阳县荷叶镇贵达石灰窑井(无证）因暴雨导致贵达井溶洞透水，井筒大量积水后突破只有3米的防水岩柱瞬间溃入相邻石灰窑井的二级暗斜井，使正在作业的20人遇难；又如吉林省舒兰矿务局五井，地表水在暴雨期溃入未充填实的废弃立井，通过采空区透入正在生产的井下，造成16人死亡。8）未进行或者违章探放水我国乡镇煤矿经多次治理整顿、资源整合和关闭，许多废弃老窑没有留下详细的地质资料，其开采边界、分布范围、积水空间不清楚，已成为正在开采煤矿的主要水害隐患。大多数乡镇煤矿没有防治水专业人员、设备和探放水队伍，在掘进和采煤过程中，不进行探放水，或者违章用煤电钻代替专用探水钻机进行探放，导致事故发生。吉林省舒兰矿务局五井老空透地表水在暴雨期溃入未充填实的废弃立井，通过采空区透入正在生产的井下，造成16人死亡；又如贵州省天柱县凤城镇大豪煤矿，发现有透水预兆时，违章用煤电钻探水，导致老空水突然涌出，造成10人死亡。2. 管理原因1）防治水工作管理滑坡企业受经济利益驱动、技术力量限制等，对防治水工作管理松懈、投入不足，没有认真落实水害防治责任制。主管部门或者监管部门疏于对煤矿水害的日常监管工作以及重大水害隐患的跟踪督促和落实。广东省梅州市兴宁市罗岗镇福胜煤矿在先后两次遇到断层破碎带涌水的情况下,违章指挥继续向前掘进,放炮后即发生透水事故。2）防治水措施针对性不强随着北方下组煤的开采，采深的不断加大，奥灰水成为制约解放下组煤的关键因素，随之带来许多大采深、高承压的带压开采新问题，如果认识不清，仍然沿用原有的理论方法解决这些问题，那必将带来严重后果。如福建龙岩市新罗区赤坑煤矿掘进巷道遇断层时，由于条件不清，违章放炮后发生断层带突水，导致“5.28”事故发生，造成10人死亡。如山西省大同市左云县店湾镇范家寺煤矿由于地质资料和采空区积水不清，在有突水征兆时，也未组织采取相应的探放水措施，盲目爆破掘进，导致透水事故发生，造成20人死亡。3）煤矿水害防治监管监察制度不落实煤矿超层越界和非法开采活动，未按照规程落实水害防治措施，没有建立水害隐患排查制度、制定水害防治应急预案，等等，都是造成重大水害事故的原因。4）部分企业被动进行矿井防治水害工作主要表现在防治水投入不足，防治水措施不到位不落实。没有主动安排防治水工作。如吉林省舒兰矿务局五井发生的“8.19”透水事故就是由于地面联河泡水体通过未充填实的小井灌入井下所致，造成16人死亡。5）部分企业三违现象时有发生部分企业没有处理好安全生产与经济利益的关系，为获得利润不惜违法或违规生产，导致水害事故时有发生。三、水害事故救灾原则与任务（一）救灾原则矿井发生突水事故后，应立即成立救灾指挥部，制定抢险救灾方案，积极组织救灾，指挥决策应遵循以下几个原则：1.加强水文地质调查监测工作，掌握落实水情，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，有针对性地制定方案，采取适当措施。2.抢险救灾要本着积极抢救的原则和主导思想，应立足于一个“快”字，争取一秒时间，就能减少一份损失。3.救灾治理方案必须因地制宜，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. 应根据水灾变化情况随时调整实施方案。在矿井突水救灾中，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，方案实施过程中调整是必然的。5.在制定抢险救灾方案同时，应该提前考虑矿井恢复问题，应尽量避免给后期矿井恢复工作留下后遗症或困难。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。（二）救灾要点1.了解突水情况、影响范围，查清事故前后人员分布，撤出受灾害威胁区域的人员。2.采用呼叫、敲击管路、轨道、支架等方法与遇险人员联系，安排专人倾听、观察来自灾区内的信息，确定遇险人员所在位置、人数及生存条件。3.分析区域地质、水文地质条件，收集出水前后水量变化、各长观孔水位变化资料，必要时做水质化验，判断直接水源及补给水源，推测、判断水量变化趋势。4.根据突水量与排水能力的大小，选用排、疏、堵、截及开掘小巷等措施，营救遇险人员。5.采用压风管、水管、打钻孔等方法，向遇险人员输送新鲜空气，给遇险人员创造生存条件。6.加强通风，防止瓦斯和其他有害气体聚集。7.采取措施，侦察、抢险时防止巷道溃跨、冒顶、掉底和二次出水。9.抢救和运送长期被困井下人员时，防止环境和生存条件突然改变造成意外。（三）救灾任务矿井发生突水时，无论其水量大小，危害程度如何，现场管理人员都必须在保证自身安全的条件下迅速组织抢险工作。如停止工作面施工、组织抢救遇难者、有序撤离无关人员，有条件时，组织进行加固巷道等防止事故扩大的技术处理，组织水情观测，并报告矿调度室。灾情严重时，现场管理人员有权指挥或带领工人主动撤离现场。由于矿井突水有一个逐步恶化的演变过程，所以现场工作人员，特别是班组长、区队长和技术人员，在处理突水事故的初始阶段，起着非常重要的作用。他们是直接指挥者，又是现场紧急处理操作者。因此，对他们进行经常性的防水、治水技术知识培训教育和安全技术操作规程的贯彻，提高现场紧急处理突水事故的技能是十分必要的。根据矿井突水事故的特点，应急救援队伍分成现场抢险救灾组、水情观测及资料分析组、注浆堵水组、专家决策组等几个部份，各组的任务有所侧重。1. 现场抢险救灾组任务（1）快速运送水泵和排水管路；（2）快速安装水泵，包括水泵固定、接通电源；（3）快速接排水管路；（4）掘进头突水时，积极用袋装水泥封堵巷道，构筑临时水闸墙控制水情，利用袋装水泥码砌水闸墙，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（0.51.0m），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。（5）在中央水泵房安装好备用水泵，做好随时开泵的准备；2.水情观测及资料分析组任务（1）在保证安全的前提下，井下观测人员每小时观测一次涌水量，并量测水温，测量数据及时报告调度室和专家组；（2）刚出水时，立即派人到地面各水文长期观测孔量测水位，刚开始时每4小时量测1次；水位变化快时，每2小时量测1次；（3）有人员被困时，分析人员被困的地点及可能淹没的时间；（4）采水样进行水质分析，结合水位观测情况进行水源判别；（5）涌水通道分析；（6）提供各种技术图件，如井巷布置图、水文地质图、充水性图等；（7）及时把收集到的资料和初步分析结果告知专家组或同专家组共同分析；3. 注浆堵水组任务（1）根据专家组的意见，需要进行注浆堵水时，召集专业注浆公司制定施工方案；（2）确定施工方案，经专家组审定，签订合同后，注浆公司开始施工；（3）监督注浆公司的钻探进展和浆液配比、泵压记录等；（4）及时汇总注浆的相关资料，并把资料分送资料分析组和专家组。4. 专家决策组任务（1）根据现场抢险救灾组、水情观测及资料分析组提供的资料，初步确定水源和涌水通道；（2）制定治水方案，选择排水、堵水、或者排堵相结合方法；（3）方案审定；（4）给总指挥提供决策方案。四、水害事故救灾方法（一） 矿井突水量测定矿井突水量是制定抢险救灾方案的依据，是指挥部抢险救灾决策指挥的基础。因此测定应做到准确快速可靠，掌握突水量的发展变化规律并做出必要的预测。突水量测定方法很多，可根据不同条件选用。1.实际现场测定。用流速仪或浮标在流水巷道中实测，方法简单，测量速度快，数据也基本可靠。但工作人员必须进入突水点附近水流必经的巷道，水深不能过膝，流速不能过急。有些突水水量呈跳跃式增加，一旦水量突增，测水人员应迅速撤至安全地点，所以当突水量较大时，难以使用此法。2.用矿井的总排水量计算突水量。在排水与突水大致平衡阶段，也就是水位保持恒定时，每一个排水泵的额定流量乘以一个系数计算求得实际流量，累加所有排水泵的实际流量即为总突水量。这种方法量测精度较差。3.用淹没法计算突水量。淹没法是特大突水时常采用的一种方法，只要能测量矿井淹没水位，对采掘情况基础资料清楚就可用淹没法计算突水量，若井巷工程底数不清或采空区充水系数选择不准，突水量的计算精度就会降低。用淹没法计算突水量的关键是确定井巷及采空区充水系数，它与采煤方法、开采时间、煤层倾角、工作面回收率等因素有关，很难准确确定。一般情况下，被淹的岩巷、硐室充水系数可按100%计算；煤巷可按80%计算；水仓一般按50%80%计算。倾角小于30的走向长壁采空区充水系数，10年以上的最大不超过20%，10年以内的最大不超过30%。淹没体积的计算比较复杂，也很费时间，按照矿井灾害预防及处理计划要求，凡有突水危险的矿井，每年的第一季度内都