矿井水害的防治.doc

矿井水害的防治0前言矿井水害是煤矿井下五大灾害之一, 我国是世界主要产煤国家, 而且也是受水害最重的国定之一,因此对矿井水害防治应该下大力气重点防治, 确保煤矿安全生产。1发生矿井水灾的原因总结过去发生的矿井水灾, 往往是安全思想不牢, 思想麻痹, 从而情况不明, 预防措施不当所致。其主要原因有:( 1) 地面防洪、防水措施不当或管理不善, 地表水( 多为雨季降水) 大量灌人井下, 造成水灾。( 2) 水文地质情况不清, 井巷接近老空积水区、充水断层、陷落柱、强含水层以及打开隔离煤柱, 未执行探放水制度, 盲目施工, 或者虽然进行了探水,但措施不当。( 3) 井巷位置设计不当。如将井巷置于不良地质条件中或过分接近强含水层等水源, 导致施工后,因地压和水压共同作用而发生顶、底板透水。如此案例国内曾有发生, 但为数不多。( 4) 井巷施工质量 伪劣, 致 使矿井井巷严 重塌落、冒顶、跑砂导致透水, 或工程钻孔在固井止水前误穿巷道, 导致顶板含水透水。( 5) 测量错误, 导致巷道穿透积水区。( 6) 井下无防水闸门或虽有而管理、组织不当,造成透水时无作用而淹井。( 7) 出现透水预兆未觉察或未被重视或处理不当造成透水。( 8) 排水设备能力不足或设备不完好。( 9) 排水设备平时维护不当。如水仓不按时清挖, 储水能力不足而淹井。( 10) 其它原因。2发生矿井水灾( 突水) 的预兆( 1) 本来是干燥光亮的煤, 变得发暗潮湿, 无光泽, 空气变冷。( 2) 出现雾气。井下空气中含有大量水蒸汽, 湿度较大, 当 采掘工作面接近积 水区时, 空气骤然变冷, 水蒸气变成雾气。( 3) 煤岩壁挂汗。( 4) 挂红。煤壁浸出的水发涩, 有 H2S 臭味, 附着在裂隙表面有暗红色氧化铁水锈。( 5) 煤层发出嘶嘶水叫。( 6) 地板鼓起, 有时出现压力射流, 水有甜味。( 7) 顶板来压, 产生裂缝, 出现淋水。3发现透水预兆的紧急处理不管发现上述何种透水预兆, 都必须立即停止掘进迎头工作, 向上级汇报情况及时采取安全措施。采取边探边掘, 探水眼必须超前掘进巷道, 达到要求的超前安全距离。若是水情紧急, 透水即将发生, 必须立即发出警报迅速采取果断措施进行 处理。防止 透水事故发生, 防止淹井, 并及时撤出所有受水害威胁地点的人员。如果透水已经发生, 各工作地点人员必须沿上山向高标、高巷道往上撤离水区。4矿井水害的防治措施( 1) 要做好职工的教育培训, 井下职工均要熟悉透水前的各种预兆, 发现透水危害及时汇报并采取( 上述) 应急处理措施。( 2) 要建立必要的 矿井防治水规 章制度, 把防洪、防治水工作落到实处。( 3) 加强矿井水文地质观测工作, 注意收集整理资料, 准确将积水巷、水窝、积水老窑绘在图上, 以便进行采掘工程时制定相应的防范措施。( 4) 坚持有疑必探, 先探后掘 的方针。煤矿地下的地质条件是复杂的, 地下水的情况也很复杂, 在很多时候会遇到各种水害的威胁。根据现有关资料, 对无法确保没有水害威胁地区, 必须采取探放水措施, 探水后消除了水害威胁再向前掘进。多年来与 地下水作斗争的 经验证明: ! 有 疑必探, 先探后掘 的方针是指导煤矿生产与各种水害作斗争的有效方针。决不可疏忽大意, 不能蛮干, 也不能为了赶生产怕麻烦而存有侥幸心理。在有老空水威胁地区必须进行探水, 掘进工作面必须边探边掘。平巷掘进一般可对正前和巷道上帮进行钻孔探水, 一般为 3 组钻孔, 每组 1 2 个孔;在上山掘进时, 一定要在巷道正前和左右 2 帮进行探水, 钻孔不少于 5 组。使用探水机械要注意如下事项:( 1) 加强探水钻眼附近巷道的支架, 最好在顶、帮、工作面打上坚固的顶柱, 以防高压水冲垮煤壁和巷道支架。( 2) 探水工作地点挂牌, 明确探水眼位置、方向、眼数、钻孔深度。打钻前要清理好巷道, 准备好水沟和放水巷, 并有和调度室联系的电话。( 3) 探水工作面要经常检查瓦斯, 要加强通风。( 4) 水压大的探水眼要装套管, 装水闸阀, 便于调节水量。( 5) 探水时如遇到钻孔沿钻杆向外流出, 应立即停止探水, 固定钻杆, 严禁移动钻机和拔钻。并向矿调及矿总工程师汇报, 按指示行动。( 6) 疏放排水。疏放排水是煤矿加强含水层矿井防治水工作的 1 种基本手段。主要是借助疏水巷道、放水钻孔、水位降低钻孔、抽水钻孔等专门工程措施有计划、有步骤地使影响采掘安全的上覆或下伏强含水层中的地下水降低水位( 水压) 或使局部疏干。( 7) 防水煤柱留设。在受水害威胁的地段, 预留一定宽度和高度的煤柱, 使工作面和水体保持一定的安全距离, 以防地下水或其它水源浸入井下工作地点或巷道。该措施各类矿井均有使用。( 8) 堵截治水。堵截治水就是利用堵水材料将突水点或突水水流通道堵死, 使水害地区与正常生产地区隔开, 根除水害威胁或减少矿井排水。该措施大庆矿井于 1989 年曾使用过。当时, 大庆矿井掘进 3179 工作面切割到位后, 至切割反掘工作面机巷约 42m 时, 揭露了与原煤炭湾井老空积水相通的导水断层。大量煤炭湾老空水沿导水断层涌入该施工巷道, 该掘进头被迫撤退。最后从 3179 切割上部设置 2 道抗压墙和 1 道挡水墙才将该处涌水截住。( 9) 水闸门和水闸墙。水闸门是用来预防井下涌水威胁矿井安全而设置的 1 种特殊闸门, 它在正常情况下应不妨碍运输、通风和排水, 一旦井下发生水害时, 将其关闭可控制水流, 把水害控制在一定范围, 保证其它采区安全生产。同时, 它也是淹井时,保障中央配电室, 水泵房、井底车场的屏障。水闸墙分临时水闸墙和永久性水闸墙。临时性水闸墙是在有 出水威胁的采掘工作面 备有堵水材料, 突水后迅速将水堵在小范围之内, 起临时抢险作用, 待事后加固; 永久性水闸墙, 是在开采结束后, 永久隔绝有大量涌水可能的区段而砌筑的 1 种永久关闭的挡水建筑。( 10) 防止雨季地表水涌入矿井。在地面修筑防排水工程, 防止或减少大气降水和地表水渗入井下。它是保证矿井安全生产的第一道防线, 特别是对于以降雨和地表水为主要涌水来源的矿井尤为重要。它也是一项经常性的工作。在每年雨季前, 都要建立专门的防洪( 汛) 机构, 组织这一工作。具体应做好以下几点:充填地表塌陷区和泄水通道。# 挖排洪沟避免雨水灌入井下。提前完成小煤窑调查工作, 堵截小窑通往矿井排水通道。就该矿而言, 这项工作至关重要。因为, 该矿各井周边均有多处小窑, 并且这些小窑均在矿区周边越界开采, 小窑井巷与各井均有打通。虽然各井对这些小窑打通点进行了封堵, 但无法割断水力联系。小煤窑位于浅部, 采用传统的穿巷回采方法, 雨季来临, 大气降水渗透快且易于积聚。雨季降水通过小窑快速渗入该矿井下。据实地调查, 大庆矿井、打磨沟矿井( 雨季) 井下涌水增加量有 70%以上是从小窑渗透过来的。%清理井下排水沟、储水仓, 保障水沟畅通, 水仓达到应有容量。加强排水设备检修维护, 保持完好。5矿井突水事故的抢救处理矿井一旦发生突水事故, 事故地点人员应按(矿井灾害预防处理计划)的规定及时汇报调度室, 并通知、组织受灾影响 范围人员按避灾 路线撤离灾区。矿调度室接到事故电话后应向矿领导汇报, 通知救护队及相关部门。成立救灾指挥部, 有组织按步骤处理灾害。救灾指挥部成立后, 应迅速判定水灾性质、了解突水点、影响范围、搞清事故前人员分布、统计撤离出井人员, 分析被困人员躲避地点; 根据突水量大小和矿井排水能力, 积极采取排、堵、截水的技术措施。如果是老窑积水, 积水量受老窑井巷空间限制, 可选择排水方法处理涌水; 如果是地表水透入井下, 往往有充足的补给水源, 应首先采取措施拦截地面补给水通道, 然后加强井下涌水的排放。当然,井下突水情况复杂, 可根据具体情况采取某种或几种措施同时并用。同时, 如条件允许, 必须尽快恢复灾区通风, 防止瓦斯和其它有害气体积聚和发生熏人事故。排水后, 进行侦察抢险时, 要防止冒顶, 掉底和 2 次突水事故的发生。发生透水事故后常常有人被困井下, 指挥人员仍应本着 救人是第一任务 的原则, 争时间抢速度,采取有效措施使他们早日脱险。透水事故发生后,应正确判断遇险人员可能躲避的地点, 科学分析该地点是否具有人员生存的条件, 然后积极组织力量进行抢救。当躲避地点比外部水位高时, 遇险人员可能生存, 对于这些地点的人员, 应利用一切可能的方法( 打钻或掘一段巷道) 向他们输送新鲜空气、饮料和食物, 以延长待救时间。( 1) 突水时洪水能直接涌入位于突水点下部的巷道( 如平巷、下山) , 并把他们淹没, 一般情况下, 这些地点不会有空气存在, 也就不具备人员生存的条件。然而, 多次出现过人员躲在这些巷道高冒处获救的案例。( 2) 当突水点下部巷道全断面被水淹没后, 与该巷道相通的独头上山等上部独头巷道, 如不漏气, 即使低于外部最高水位时也不会全部被淹没, 仍有空气存在。在这些地点躲避的人员具备生存的条件,如果避难方法正确( 心情平静、适量喝水、躺卧待救)是能生还的。1998 年 5 月 20 日内蒙古乌海市卓子山矿区地面降雨冲人巴产乌素煤矿井下, 13 人被困井下, 其中有 1 人在井下避灾, 34 d 后生还出井。很多类似这样的事例说明, 突水事故发生后, 有些地点具有人员生存条件的, 即使躲避较长时间也不至于生存无望。对于那些低于外部水位的避难地点, 则严禁打钻, 防止独头空气外泄, 水位上升, 淹没遇险人员。最好的办法是加速排水, 早日营救他们。作为透水事故的抢救人员还有必要掌握井下被困人员的生存条件和救护时的注意事项:( 1) 井下避难人员生存的空气条件根据科学分析及大量案例证实, 在下列条件下,避险人员有生 存可能: O210% , CO2+ 10% , CO +0 04% , H2S + 0 02% NO 0 01% , SO2 0 02% 。透水后, 若避难地点中没有或很少有 CH 及其它有害气体, 往往按 0 减少至 10% 和 CO 增至 10% 所需的时间( 取两者中最小值) 估计人员能生存的最长时间。估算时按避难地点原有 O2= 200/ 0 , CO= 1% ,平卧不动时每人耗氧量 0 237 L/ min, 呼出 CO 量为0 197 L/ min。若 避难人员年 轻、性情 急躁, 不能安静平卧待救, 每人耗氧量按 0 3 L/ min 0 4 L/min计算。( 2) 井下避难人员生存的食物条件人的生存除空气外, 还需要食物。突水后遇险人员食 物缺乏, 靠 喝水、啃坑 木、棉衣、煤 块、电线, ,维持生命。事实上这些东西毫无营养价值。不能被人体吸收, 也根本消化不了, 吃下去只能把胃撑起来, 减少饥饿痛苦而已。水是人体的重要组成部分, 人体有 78% 是由水组成的。水虽无营 养价值,但人在断食情况下, 喝水可以促进新陈代谢, 消耗体内储存的糖、蛋白质, 以维持人体能源供给。被困人员要有水喝、有空气, 就可以生 存一段时间。据报道, 世界上靠只喝水维持生存的最长时间是 58 d。( 3) 抢救长期被困井下人员时的注意事项实践证明, 抢救长期被困井下的人员时, 如不采取相应措施幸存人员也会死亡。在抢救长期被困井下的人员时, 禁止用灯光照射他们的眼睛( 可使光束避开他们