安全生产_煤矿井下水害防治讲义

第二篇煤矿井下水害防治 第一章矿井水害防治第一节矿井水的主要来源及类型 一 矿井水的主要来源及充水通道决定矿井出现水害的两个必备条件是矿井水源和涌水通道 矿井水主要来源于两个因素 即自然因素与人为因素 自然因素有降雨和融雪 地表水体 河流 湖泊 水库 池塘等 地质条件 地下含水层 岩石孔隙 裂缝 断层破碎带与地表水或地下水相通 喀斯特溶洞等 人为因素有废弃的老窑 井巷或采空区积水 矿井涌水量有大有小 完全没有涌水的矿井是很少的 矿井涌水严重 可造成矿井水灾 淹井停产 甚至人员伤亡和设施破坏 涌水轻微也会恶化井下环境 给建井 掘进 采煤以及机电设备的管理等都带来一定的困难 影响生产效率 增加生产成本 另外 有些矿井水还有很强的腐蚀性 尤其对金属材料及机电设备的腐蚀更为明显 这对矿井生产是非常不利的 矿井水灾是煤矿 五大自然灾害 之一 煤矿领导与职工必须共同努力做好矿井水害防治工作 杜绝水灾事故的发生 应让每一个井下职工都应该了解一些矿井水的知识 以及发生透水时的措施 避灾路线等 做好防治水工作 应该首先摸清矿井水文地质情况 在此基础上 制订出与矿井水做斗争的措施 一 矿井水常见的来源 充水水源 1 大气降水 大气降水是地下水的主要补给来源 所有矿床充水都直接或间接与大气降水有关 另外 部分降雨可直接灌入井筒使在前进充水 因此 大气降水主要通过入渗补给地下水 成为矿井充水的常见水源 2 地表水 当矿区内有河流 水库 水池 积水洼地等地表水体存在时 这些水就有可能沿河床沉积层孔隙 构造破碎带或产状有利于水体入渗的岩层层面补给浅层地下水 再补给煤系地层中的含水层 或通过采煤产生的裂隙直接补给矿井 所以 地表水能否成为矿井水源 除了开采深度条件外 还与地层构造和采煤方法有关 3 地下水水源 地下水是大部分矿床的直接补给水源 主要指煤层顶板和底板含水层中的水 地层中都或多或少地夹有含水层 含水层的规律 富水性以及水的补给条件 是决定矿井充水程度的根本因素 当矿井揭露或通过含水层时 赋存于含水层中的水就涌向坑道 成为矿井的充水水源 根据地下水的赋存状态和赋存位置不同 将地下水分为如下几种 1 孔隙水 松散岩层空隙中的水 2 裂隙水 坚硬岩层裂隙中的水 当煤岩层受力后遭到破坏产生断裂 形成断裂面 而失去连续性和完整性的构造形态叫断裂构造 裂隙是断裂面两侧煤岩层发生断裂并失去连续性和完整性 但没有发生明显位移的断裂构造 许多有规则的裂隙组合将煤岩石分割成一定几何形状的岩块 这种裂隙的总体被称为节理 煤岩层被断裂后 断裂面两侧的煤岩层发生明显位移的叫断层 根据形成的原因 一般将裂隙分为原生裂隙 构造裂隙和压力裂隙三类 原生裂隙 构造裂隙 压力裂隙 3 岩溶水 较厚的石灰岩中裂隙或溶洞中的水 4 老空积水 旧时的小煤窑 采空区或废旧巷道 由于长时期停止排水而积聚的地下水 4 生产用水 井下发生的水灾 有时是一种水源造成的 有时是由几种水源同时造成的 并且要有通道把水充进矿井巷道中 因此 我们要把矿井水的来源与通道都搞清楚 做到心中有数 就可以防患于未然 二 矿井充水通道1 人为行成的充水通道 1 顶板冒落裂隙带 2 地表塌陷带 3 封孔质量不严的钻孔 4 井筒2 天然形成的充水通道 1 孔隙 裂隙 2 岩溶 溶隙 可溶性岩石中的空隙成为充水通道 3 断层破碎带可见 只有充水水源 没有充水通道是不会发生矿井涌水的 二 矿井水害的名词与类型 一 矿井水害及其相关名词 1 矿井水 凡是在矿井开拓 采掘过程中渗入 滴入 淋入 流入 涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水 统称为矿井水 2 矿井突水 简称突水 凡因井巷 工作面与含水层 被淹巷道 地表水体或含水的裂隙带 溶洞 洞穴 陷落柱 顶板冒落带 构造破碎带等接近或沟通而突然发生的出水事故 称为矿井突水 矿区内的大气降水 地表水 地下水通过各种通道涌入井下 称为矿井涌水 当矿井涌水量超过矿井正常的排水能力时 将发生水灾 3 矿井水害 凡是影响矿井正常生产活动 威胁矿井安全生产 增加原煤生产成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故 称为矿井水灾 亦称矿井水害 水源进入矿井的可能通道有 井筒 断层破碎带 采掘形成的裂缝 陷落柱 采空区 井下巷道和封堵不严的钻孔等 4 矿井正常涌水量 是指矿井开采期间 单位时间内流入矿井的水量 5 矿井最大涌水量 是指矿井开采期间 正常情况下矿井涌水量的高峰值 主要与人为因素和降雨量有关 6 安全水头值 是指不致引起矿井突水的承压水头最大值 隔水层能承受含水层的最大水头压力值 7 导水裂缝带 是指开采煤层上方一定范围内的岩层发生垮落和断裂 产生裂缝 且具有导水性的岩层范围 8 隔水层厚度 是指开采煤层底板至含水层顶面之间隔水的完整岩层的厚度 9 带压开采 是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤 承压水是指处于两个隔水层中间的地下水 称为承压水 或称自流水 10 水淹区域 被水淹没的井巷和被水淹没的老空区的总称 11 老空 采空区 老窑和已经报废的井巷的总称 二 矿井水害类型 矿井水害类型 第二节矿井水灾发生的原因与预兆一 矿井发生水灾的原因1 地面防洪 防水措施不当或管理不善 2 水文地质情况不清 3 井巷位置设计不当 4 井巷施工措施不力 工程质量低劣 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不善 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 排水系统不完善 排水设备能力不足或设备不完好 9 排水设备 设施平时维护不当 10 应安设防水闸门而未安设 或防水闸门不合格 失效 11 钻孔封闭质量不合格或没有封孔 二 发生矿井水灾 突水 前的预兆矿井突水 透水 是指煤矿在正常生产中大量地下水突然集中涌入井巷的现象 矿井突水的原因 是因为工作面周围存在着承压水体 井下采掘活动破坏了煤岩体原有的平衡 承压水通过断层 隔水层和煤层的薄弱处进入采掘工作面 突水水源可来自底板 顶板 老采区 老窑 地表等 一 矿井水害对矿井的危害1 局部停工停产 淹井 人员伤亡或财产损失 2 增加工作量和原煤生产成本 加大管理工作难度 3 矿井水腐蚀井下金属设备 缩短其使用寿命 4 恶化井下作业环境 影响生产效率和职工身体健康 二 矿井透水前的预兆1 煤壁 挂汗 在水压的作用下 水通过煤岩裂隙缝渗透到煤岩壁表面 聚结成水珠 表明工作面已接近积水区 但有时空气中的水分遇到低温煤块 会凝结水珠 这是一种假象 识别这种假象可采取 剥皮 的方法 将 挂汗 发潮的煤面剥去一层 观察新露煤面是否也 挂汗 如果仍有结汗 发潮现象 则是透水前的预兆 2 煤壁 挂红 矿井水中若含有含铁的氧化物 它通过煤岩裂隙渗到采掘工作面煤岩的表面时 会呈现暗红色水锈 这种现象叫做 挂红 一般表明工作面已接近积水区 3 空气变冷 工作面接近积水区时 空气温度会骤然下降 煤壁发凉 人进去会有阴冷的感觉 而且时间越长越觉明显 但有地热问题的矿井 由于地下水温高 当工作面接近积水区时 温度反而会升高 4 出现雾气 如果工作面温度较高 靠近积水区时 因为积水温度低于工作面温度 积水渗到煤岩壁上 由于蒸发而形成雾气 5 水叫声 含水层或积水区内的高压水向煤岩壁裂隙 渗透 挤压时 与两壁摩擦会发出 嘶嘶 声 说明采掘工作面距积水区或水源较近 透水即将发生 这时必须立即停止工作 发出警报 撤出人员 并立即报告相关领导及调度室 6 矿山压力显现增加 顶板来压 产生裂缝 出现淋水或顶板淋水加大 出现压力水 片帮 冒顶次数增加 煤层失去光泽 变得潮湿 表明已接近积水区 7 工作面有害气体增加 水色发浑 有臭味 硫化氢 说明积水区向外散发瓦斯 二氧化碳和硫化氢等 这是接近老空区的象征 8 底板鼓起 可能是工作面遇到底板承压含水体 由静水压作用而引起 这是突水的预兆 但要与单独的矿山压力引起的底鼓区分开 因而 巷道发生底鼓时 一方面要派人监视底鼓的发展变化 另一方面报告矿调度室 值班负责人应立即通知有关人员到现场观察和查阅水文资料 有水渗出或出水点时 则可能突水 值得注意的是 上述征兆 并不是每个采掘工作面透水前都一定要全部出现 有时可能出现一两个 透水事故也就发生了 由于矿井水的来源不同 发生透水前的征兆各有特点 1 老空水透水征兆 由于老空水积水时间长 水量补给较差 称为 死水 透水时有 挂红 现象 有臭味 这两种现象表明工作面接近的水源是老空水 具有酸性大 水味涩的特点 2 溶岩水透水征兆 由于长期侵蚀溶岩 透水成灰色或黄色 带有臭味 3 断层水透水征兆 断层水多为 活水 透水前很少 挂红 采掘工作面接近含水断层破碎带时 会出现来压 淋水增大现象 三 发现透水预兆时的紧急处理措施 煤矿安全规程 第二百六十六条采掘工作面或其他地点发现有挂红 挂汗 空气变冷 出现雾气 水叫 顶板淋水加大 顶板来压 底板鼓起或产生裂隙出现渗水 水色发浑 有臭味等突水预兆时 必须停止作业 采取措施 立即报告矿调度室 发出警报 撤出所有受水威胁地点的人员 煤矿防治水规定 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 煤矿井下职工不管发现上述何种透水预兆 都必须立即停止采掘工作 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 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 及时撤出所有受水害威胁地点的人员 如果透水已经发生 处于灾区和受水害威胁地点的人员应按照矿井规定的避灾路线 或根据当时当地的实际情况选择距离最短 最安全的路线 迅速撤离灾区 撤离时要避开水头压力和水流方向 向上水平或高于透水巷道的地点撤离 在斜巷行走或作业的人员听到来自上方的水流声或看见水流 应迅速就近找躲避硐室或交叉巷道躲避 避过水头再行撤离或者等待救援 无处躲避时应迅速靠帮背向来水方向 抓牢棚腿 水管 压风管等固定物 沿平巷 上下山巷道撤退时 要用手抓住巷道两帮的管线 水管 压风管 防止被水冲走 迫不得已也可进入有风流通过的上山独头巷道躲避 采取边探边掘的 探水眼必须超前掘进巷道 达到要求的超前安全距离 四 矿井发生灾害事故时现场人员的行动原则1 及时报告灾情发生灾害事故后 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调度室汇报 同时迅速向事故可能波及的区域发出警报 使其他工作人员尽快知道灾情 在汇报灾情时 要将看到的异常现象 火烟 飞尘等 听到的异常声响 感觉到的异常冲击如实汇报 不能凭主观想象判断事故性质 以免给救灾指挥者造成错觉 影响救灾 2 积极抢救灾害事故发生后 处于灾区以及受威胁区域的人员 应沉着冷静 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 最大限度地减少事故造成的损失 在抢救时 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 严禁各行其事和单独行动 要采取防止灾区条件恶化和保障救灾人员安全的措施 特别要提高警惕 避免中毒 窒息 爆炸 触电 二次突出 顶帮的二次跨落等再生事故发生 3 安全撤离当受灾现场不具备事故抢救的条件 或者可能危及人员的安全时 应由在场负责人或有经验的老工人带领 根据矿井灾害预防和处理计划中规定的撤退路线和当时当地的实际情况 尽量选择安全条件好 距离最短的路线 迅速撤离危险区域 在撤退时 要服从领导 听从指挥 根据灾情使用防护用具 遇有留煤眼 积水区 跨落区等危险地段 应先探明情况 谨慎通过 4 妥善避灾如无法撤退 通路被冒顶阻塞 在自救器有效工作时间内不能达到安全地点等 时 应迅速进入预先构筑好的或就近地点快速建筑的临时避难硐室 妥善避灾 等待矿山救护队的救援 切忌盲动 五 矿井透水事故时的自救与互救所谓 自救 就是矿井发生意外灾变事故时 在灾区或受灾害影响区域的每个工作人员避灾和保护自己而采取的措施及方法 而 互救 则是在有效地自救前提下 为了妥善地救护他人而采取的措施及方法 自救和互救的成效如何 决定于自救和互救方法的正确性 为了确保自救和互救的有效 最大程度的减少损失 每个入井人员都必须熟知以下内容 1 熟知所在矿井的灾害预防和处理计划 2 熟知矿井的避灾路线和安全出口 3 掌握避灾方法 会使用自救器 4 掌握抢救伤员的基本方法及现场急救的操作技术 一 透水后现场人员撤退时的注意事项1 撤退路线根据透水的地点 涌水量和避灾路线等 迅速撤到透水点以上的水平 不要进入透水点附近及下方的独头巷道 2 撤行靠帮抓牢支架或其他固定物体 尽量避开压力水头和泄水流 并注意防止被水中滚动的矸石和木料撞伤 3 盲撤方向如透水破坏了巷道中的照明和路标 迷失行进方向时 遇险人员应朝着有风流通过的上山巷道方向撤退 4 撤退标志在撤退沿途和所经过的巷道交叉口 应留设指示行进方向的明显标志 以提示救护人员的注意 5 封堵待救如唯一的出口被水封堵无法撤退时 应有组织地在独头工作面躲避 等待营救 严禁盲目潜水逃生等冒险行为 二 透水后被围困时的避灾自救措施1 筑硐避灾当现场人员被涌水围困无法退出时 应迅速进入预先筑好的避难硐室中或选择合适地点建筑避难硐室避灾 并在避难硐室口处搭建挡墙或吊挂风帘 留设明显标志 2 沉着避灾避灾期间 个人要有良好的精神心理状态 除轮流担任水情观察哨外 其余人员均应静卧 关闭矿灯 3 外发信号避灾时 应用各种方法规律 间断地发出呼救信号 向营救人员指示躲避处的位置 4 节水缩食被困后应计划节水缩食 尽量不嚼食杂物 可用纱布或衣服过滤井下水饮用 5 获救平静长时间被困在井下 发现救护人员到来营救时 避灾人员不可过度兴奋和慌乱 以防发生意外 六 对溺水者的急救1 通风保温救出溺水者后 应将其送到温暖和空气流通的地方 松开腰带 脱掉湿衣服 盖上干衣服 以保持体温 2 通畅呼吸快速检查溺水者口鼻 清除堵塞泥土和污物 以保持呼吸道畅通 3 俯卧控水使溺水者俯卧 用木料 衣服等垫高腹部 或救护者将左腿跪下 把溺水者的腹部放在救护者的右侧大腿上 使其头朝下 并压其背部 迫使其体内的水由气管 口腔里流出 4 人工呼吸上述方法控水不理想时 应立即做俯卧压背式人工呼吸 每分钟16 20次 或口对口吹气 每分钟应吹气14 16次 或胸外心脏挤压 每分钟60 80次 对SO2和NO2的中毒者只能进行口对口的人工呼吸 否则会加重伤情 七 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 组织受灾害影响范围的人员按避灾路线迅速撤离灾区 矿调度室接到事故电话后应立即启动抢救事故汇报程序 立即向矿领导汇报 通知救护队及相关部门 矿长及指挥部成员接到报告后 必须立即赶到调度室迅速成立救灾指挥部 有组织按步骤组织指挥抢救工作 救灾指挥部的救灾工作 分析灾情迅速分析判定水灾性质 查明水源 涌水量 出水地点以及受水灾影响的区域范围 人数等情况 调查受灾人员迅速调查受灾区域的人员名单 为撤离水灾区域人员 清理和处理事故提供依据 撤离和确定受灾人员尽快搞清事故前人员分布 及时通知 组织井下撤人 统计撤离出井人员 分析被困人员可能躲避的地点 侦察灾情 救人第一组织人员侦察灾情和加固维修被水冲毁的巷道 水沟 引排积水 抢救被水围困的遇险人员和可能被水冲走 淤积物埋压的遇难遇险人员 确定矿井排水技术措施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 矿井排水技术措施 如果涌水短时间内无法堵住时 应积极疏通水道引导水流按人为的路线流动 如果有流砂涌出时应在适当的地点设置滤水槽 有瓦斯从积水区涌出时 应采取检查瓦斯措施 水淹区域及因水灾停风停电的掘进巷道 应及时制定瓦斯管理措施和事后排放瓦斯的措施 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 若条件允许 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 掉底和二次突水等事故的发生 救人第一 方案 发生透水事故后常常有人被困井下 指挥人员必须牢记 以人为本 的指导思想 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尽快脱险 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 打钻或掘进一段巷道 向他们输送新鲜空气 饮料和食物 以延长待救时间 当避难地点比外部水位低时 存在两种情况 当避难地点比外部水位低时 存在两种情况 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 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 争取早日营救他们 第三节煤矿防治水害的现状与方法一 煤矿防治水害的现状二 煤矿防治水害方法煤矿防治水害方法可以分为以下几类 1 地表水防治 2 井下防水设施 3 井下探放水 4 含水层疏干 5 注浆堵水 6 突水预测 7 地表水体下采煤措施 8 酸性水防治 第四节煤矿水害的防治方法及措施我国煤矿工作者探索了一系列的防治水措施 这些措施概括起来主要有 防止地表水涌入矿井 探放水 疏放排水 防水煤柱的留设 水闸门和水闸墙的设置使用 注浆堵水 建立防治水保障制度 加强水文地质工作 做好矿井涌水 积水预测预报等 一 煤矿防治水害的原则 主要规定及措施 煤矿防治水规定 已经2009年8月17日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过 自2009年12月1日起施行 1984年5月15日原煤炭工业部颁发的 矿井水文地质规程 试行 和1986年9月9日原煤炭工业部颁发的 煤矿防治水工作条例 试行 同时废止 一 煤矿防治水规定 的主要内容及特点1 制定 防治水规定 的原因 防治水规定 是在原 矿井水文地质规程 及 煤矿防治水工作条例 以下简称 规程 和 条例 的基础上制定的 主要是为了适应当前煤矿水害防治工作的新情况 新变化 进一步规范煤矿防治水工作 有效防治矿井水害 一是近年来发生多起重特大水害事故 总结事故教训 需要对原 规程 和 条例 进行补充 二是随着煤炭工业的迅速发展 我国不少煤矿已经在湖底下 水库下 河流下甚至在海底下进行采煤 急需对相关防治水工作作出规定 三是煤矿安全监管监察体制发生了变化 制定 防治水规定 并提升为部门规章 以利于企业贯彻执行和强化对煤矿防治水的监督检查 2 煤矿防治水规定 的特点一是对防范重特大水害事故规定更加严格 针对近几年发生的重特大水害事故 防治水规定 在内容上作出了相应补充和完善 有关条款规定 严禁在水体下开采急倾斜煤层 煤矿在雨季要建立巡视检查制度和停产撤人制度 发现暴雨洪水灾害严重 可能引发淹井时 必须立即停产撤人 只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产 二是对防治老空水害规定更加严密 防治水规定 在总则中就明确规定 煤矿井田内及周边区域水文地质条件不清的 严禁进行采掘活动 矿井有透水征兆时 受水害威胁的区域要立即停止作业 撤出作业人员到安全地点 第五章中对有关探放水设计 施工等作出了具体规定 明确要求井下探放水使用专用的探放水钻机 严禁使用煤电钻进行探放水 三是对强化防治水基础工作作出规定 矿井水文地质类型划分 水文地质勘探等工作是矿井搞好防治水的基础 为此 防治水规定 专门增加了相应内容 对矿井水文地质类型划分及基础资料 水文地质补充调查与勘探等作出规定 要求矿井编制井田地质报告 建井设计和建井地质报告 并且应当有相应的防治水内容 矿井应当按照规定编制必要的防治水图件 内容真实可靠 并每半年对图件内容进行修改完善 矿井防治水基础台账 也要认真收集 整理 实行计算机数据库管理 并每半年修改完善1次 为防治水决策提供科学依据 四是减少了有关防治水的行政审批 在 防治水规定 中 除水体下采煤留设和变更防隔水煤 岩 柱尺寸须经省级煤炭行业管理部门审查批准后方可进行开采外 对矿井其它水害防治设计等审批 均确定由煤矿企业负责 3 防治水规定 对煤矿防治水原则 专用设备配备 探放水作业队伍设置以及防治水技术人员配备等作了明确规定煤矿防治水工作原则坚持 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 的原则 煤矿防治水工作措施采取 防 堵 疏 排 截 的综合治理措施 预防水害的预防措施可以概括为防 排 探 放 疏 截 堵7个字 预防水害的预防措施可以概括为防 排 探 放 疏 截 堵7个字 防 即井上下防水设施及防水措施 截或隔 堵 排 即井下排水设施和排水能力 放 即对老空区积水 可疑水源采取放水 或超前放出顶板水 探 疏 探 即井巷探水 疏 即疏水降压或疏干有害含水层 截 即留设各种防水煤柱隔阻有害水源 堵 即注浆堵住水口 或加固裂隙带 充填溶改造含水层 加固底板度 煤矿防治水工作责任制煤矿企业 矿井的主要负责人 含法定代表人 实际控制人 是本单位防治水工作的第一责任人 总工程师 技术负责人 具体负责防治水的技术管理工作 煤矿防治水工作配备煤矿企业 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 煤矿防治水工作机构设备水文地质条件复杂 极复杂的煤矿企业 矿井 还应当设立专门的防治水机构 装备防治水抢险救灾的配套设备 4 防治水规定 主要增加的内容一是增加了矿井水文地质类型划分指标 防治水规定 在矿井水文地质类型划分中增加了矿井及周边老空水分布状况和矿井突水量两项指标 二是调整增加防水闸门和水闸墙的规定 井下构筑水闸墙 应当由具备相应资质的单位进行设计 按照设计进行施工 组织竣工验收 否则不得投入使用 三是增加了有关物理勘探规定 防治水规定 求采用物探 钻探等综合手段查明矿井水文地质条件 四是增加了水体下采煤 矿井水害应急救援 废弃矿井关闭 露天煤矿防治水以及法律责任等规定 5 宣传贯彻落实 防治水规定 防治水规定 是做好煤矿防治水工作的一部重要规章 各级煤矿安全监管 煤炭行业管理部门和煤矿安全监察机构及有关单位 特别是煤矿企业都要认真贯彻落实 国家煤矿安全监察局将组织有关专家编写 防治水规定 释义 对相关部门的有关人员以及重点煤矿企业技术负责人进行宣传 贯彻 培训 各级地方煤矿安全监管部门 煤炭行业管理部门和驻各地煤矿安全监察机构要认真组织学习 防治水规定 全面理解 防治水规定 的含义 熟悉相关规定 提高煤矿安全执法水平 各煤矿企业 矿井要组织管理人员 专业技术人员进行全面学习 并按照 防治水规定 要求 设置防治水机构 配齐专业技术人员 探放水设备和救援设备 健全各项防治水制度 开展水害事故隐患排查治理 同时要采取不同形式 对职工进行防治水知识的教育和培训 保证职工掌握必要的防治水知识 提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力 二 规定 及 规程 对防治水工作的相关规定 煤矿防治水规定 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 煤矿安全规程 第二百五十一条煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件 编制中长期防治水规划和年度防治水计划 并组织实施 煤矿企业必须定期收集 调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况 并在井上 下工程对照图上标出其井田位置 开采范围 开采年限 积水情况 第二百五十二条水文地质条件复杂的矿井 指矿井充水水源充足和导水通道复杂的矿井 必须针对主要含水层 段 建立地下水动态观测系统 进行地下水动态观测 水害预测分析 并制定相应的 探 防 堵 截 排 等综合防治措施 第二百五十三条煤矿企业每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查 根据上述规定 各煤矿应做好如下工作 1 要做好职工的安全教育培训工作 使每个职工均熟悉采掘工作面透水前的各种预兆 发现透水预兆 前述 及时汇报并采取应急处理措施 2 要成立防治水领导机构 煤矿主要负责人 含法定代表人 实际控制人 是本矿防治水工作的第一责任人 总工程师 技术负责人 具体负责防治水的技术管理工作 成立专门的防治水 含探放水 队伍 编制防治水计划 建立必要的矿井防治水规章制度 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 把防治水工作真正落到实处 3 加强矿井水文地质观测工作 注意收集整理资料 掌握矿井水文地质资料 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防范措施 4 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 煤矿地下的地质条件是复杂的 地下水的情况也很复杂 在很多时候我们会遇到各种水害的威胁 根据现有资料 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 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 二 地面防治水地面防水是指在地面修筑防排水工程 防止地面大气降水汇集于工业广场或地表水涌入井下 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 各煤矿都要建立专门的防洪 汛 机构 组织实施这一工作 地面防水的主要措施有 修筑排洪渠 河床铺底 填堵陷坑 河流改道或取直 井口及工业广场修筑堤坝 疏通水路 一 煤矿安全规程 对地面防水相关规定煤矿企业必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水 渗漏情况 疏水能力和有关水利工程情况 掌握当地历年降水量和最高洪水位资料 建立疏水 防水和排水系统 井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位 在山区还必须避开可能发生泥石流 滑坡的地段 井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历年最高洪水位时 必须修筑堤坝 沟渠或采取其他防排水措施 井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时 必须采取措施 并遵守下列规定 1 严禁开采煤层露头的防水煤柱 2 容易积水的地点应修筑沟渠 排泄积水 3 矿井受河流 山洪和滑坡威胁时 必须采取修筑堤坝 泄洪渠和防止滑坡的措施 4 排到地面的矿井水 必须妥善处理 避免再渗入井下 5 对漏水的沟渠和河床 应及时堵漏或改道 6 每次降大到暴雨时和降雨后 必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝 老窑陷落和岩溶塌陷等现象 7 严禁将矸石 炉灰 垃圾等杂物堆放在山洪 河流可能冲刷到的地段 8 使用中的钻孔 必须安装孔口盖 报废的钻孔必须及时封孔 二 地面防水具体应做好以下几点 1 总结过去发生矿井水灾的原因 吸取经验教训 警钟长鸣 超前防范 2 及时充填地表塌陷区 3 挖排洪沟避免雨水灌入井下 决不能抱有侥幸心理 4 积极作好周边煤矿调查工作 堵截周边煤矿调通往本矿井的排水通道 5 及时清理井下排水沟 储水仓 保障水沟畅通 水仓达到应有容量 6 加强排水设备检修维护 使在用和备用设备均保持完好 7 建立健全防治水人员各岗位责任制 明确职责 做到各司其职 各负其责 真正把各项防治水措施落到实处 三 井下防治水的主要方法措施 一 井下防水井下防水是在选用合理的开拓开采方法 将巷道远离积水区的基础上 在井下采取截水 堵水和隔水等措施 防止矿井涌水造成水害 1 截水截水是利用水闸墙 水闸门和防水煤 岩 柱等物体 临时或永久地截住涌水 将采掘区与水源隔离 使某一地点突水不致危及其他地区 减轻水灾危害的重要措施 1 规程 和 规定 对防水闸门及防水墙的规定 规程 规定 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井 应当在井底车场周围设置防水闸门 在其他有突水危险的采掘区域 应当在其附近设置防水闸门 不具备设置防水闸门条件的 必须制定防突水措施 由煤矿企业主要负责人审批 规定 第六十九条防水闸门应当灵活可靠 并保证每年进行2次关闭试验 其中1次在雨季前进行 关闭闸门所用的工具和零配件应当由专人保管 并在专门地点存放 任何人不得挪用丢失 2 防水闸门及防水闸墙的设置防水闸门和水闸墙是井下防水的主要安全设施 凡水患威胁严重的矿井 在井下巷道设计布置中 就应在适当地点预留防水闸门和水闸墙的位置 使矿井形成分翼 分水平或分采区隔离开采 防水闸门一般设置在可能发生涌水需要堵截 而平时仍需运输和行人的巷道内 如 井底车场出入口 井下水泵房 变电所以及有涌水互相影响的区域之间 都应设置防水闸门 一旦发生水患 立即关闭闸门 将水堵截 把水患限制在局部地区 能够使矿井分区隔离 缩小灾情影响范围 便于控制水势危害 确保矿井安全 水闸门门框尺寸为满足运输的需要 一般宽为0 9m 1 0m以上 高1 8m 2 0m 门扇视具体情况可采用单扇或双扇门 形状有圆形和矩形两种 门体的强度必须保证在承受水压时不变形 使门扇与门框紧密吻合 水闸门平时是打开的 在需要运输的巷道内 水闸门所在的位置 装设有短段活动钢轨 在发生透水时 可迅速将活动钢轨拆除 关闭水闸门 在需要截水而平时无运输 行人的地点可设置水闸墙 水闸墙分为临时性和永久性两种 临时性水闸墙是在有出水危险的采掘工作面 准备堵截水材料 一旦突水就迅速将水堵截在小范围之内 堵截材料多用砂袋 木板等 这种水闸墙只能起临时抢险作用 永久性水闸墙是在开采结束后 为了隔绝继续大量涌水的地段而砌筑的永久关闭的挡水建筑物 砌筑时要用良好的不透水材料 并与建造地点的岩层紧密结合 通常采用混凝土或钢筋混凝土浇灌 水闸墙的形状有平面形 圆柱形和球形三种 通常多采用圆柱形的水闸墙 水闸墙应有足够的厚度 以确保支撑涌水的压力 平面形水闸墙厚度一般不小于巷道宽度的一半 圆柱形水闸墙厚度根据计算确定 墙下安有水压表和放水管 放水管用栅栏加以保护 以供密闭后从管中放出气体 在水压特别大时 可采用多段水闸墙 3 防水闸门的关闭 规程 第一百二十一条当发生突水时 矿井应当立即做好关闭防水闸门的准备 在确认人员全部撤离后 方可关闭防水闸门 当井下发生突然涌水或出现突水预兆危及矿井安全时 必须立即作好关闭防水闸门准备工作 同时请示煤炭局总工程师 批准后方可关闭防水闸门 关闭防水闸门以前 需先作好相关准备工作 几个防水闸门或水闸墙需要一次关闭时 应按先关闭所在位置较抵的 后关闭所在位置较高的顺序依次关闭 关闭防水闸门以前 要以书面通知邻近各有关矿井 说明本矿水闸门关闭时间 封闭地区位置 最高静止水位和可能造成的影响 防水闸门关闭以后 除定时派人观测本矿其他地区的水量和水位变化以外 还必须在防水闸门附近的安全地点设人 每班不少于2人 值班 观测防水闸门附近的水压变化 漏水情况 硐室巷道压力有无异常 值班人员要作出观测记录 定时向矿调度室汇报 特殊情况及时汇报处理 防水闸门关闭 水压稳定7天以后 如无特殊情况发生 方可停止一切观测工作 撤离观测人员 4 防水闸门的开启 防水闸门开启前 需编制开启防水闸门的安全技术措施 经审批 贯彻后 方可进行开启防水闸门工作 防水闸门开启前 要对井下排水 供电系统进行一次全面检查 排水能力要与防水闸门硐室放水管的防水量相适应 水仓要清理干净 水沟要畅通无阻 开启防水闸门要先打开放水管 有控制地泄压放水 当水源已经封闭或已疏干时 水压必须降到零位 方能打开防水闸门 如果水压降不到零位 必须承压开启时 矿总工程师可在不损坏防水闸门的情况下 制定出安全措施和规定最低水压 方可强制开门 需要同时开启几个防水闸门时 应按先高后低依次开启 防水闸门打开以后 首先由矿山救护队进入 检查瓦斯和巷道情况 只有在恢复通风系统 消除一切不安全因素以后 才准许其他人员进入闸门以内工作 2 堵水 注浆堵水 注浆堵水就是将配制的浆液压入井下岩层的孔隙 裂隙中扩散 凝固和硬化 以提高岩层的强度 密实性和不透水性而达到封堵截断补给水源和加固岩层的作用 是矿井防治水害的重要手段之一 当多个钻孔注浆形成隔水帷幕带时 称帷幕注浆 矿井注浆堵水 一般在下列场合使用 当涌水水源与强大水源有密切联系 单纯采用排水的方法不可能或不经济时 当井巷必须穿过一个或若干个含水丰富的含水层或充水断层 如果不堵住水源将对矿井建设危害很大 甚至不能掘进时 当井筒或工作面严重淋水时 为了加固井壁 改善劳动条件 减少排水费用等 可采用注浆堵水 某些涌水量特大的矿井 为了减少矿井涌水量 降低常年排水费用 也可采用注浆堵水的方法堵住水源 对于隔水层受到破坏的局部地质构造破坏带 开采必须揭露或破坏的含水层 沟通含水层的导水通道 构造断裂等 可用注浆加固法和帷幕注浆截流 建立人工保护隔水带 切断其补给水源 注浆堵水要合理选择注浆材料 它关系到注浆工艺 工期 成本和效果 注浆材料很多 可分为硅酸盐类和化学类浆液两大类 硅酸盐类浆液有单纯水泥浆与水泥 水玻璃 硅酸钠 浆液两种 化学类浆液可分为脲醛树脂类 丙烯酰胺类 聚氨脂类 糠醛树脂类 铬木素类 在一般情况下 凡是水泥浆能解决问题的尽量不用化学浆 化学浆用于弥补水泥浆的不足 解决一些水泥浆难以解决的问题 3 隔水 就是留设防水隔离煤 岩 柱 把采掘工作面与地下水源或通道隔离开 凡是煤层与含水层或含水带接触地段 均需预留一定宽度的煤柱不采 使工作面与地下水源或通道保持一定距离 以防止地下水流入工作面 防隔水煤 岩 柱是指为确保近水体安全采煤而留设的煤层开采上 下 限至水体底 顶 界面之间的煤岩层区段 1 防隔水煤 岩 柱留设 规程 第二百五十九条相邻矿井的分界处 必须留防水煤柱 矿井以断层分界时 必须在断层两侧留有防水煤柱 规程 第二百六十五条井田内有与河流 湖泊 溶洞 含水层等有水力联系的导水断层 裂隙 带 陷落柱时 必须查出其确切位置 并按规定留设防水煤 岩 柱 煤矿防治水规定 第五十二条受水害威胁的矿井 有下列情况之一的 应当留设防隔水煤 岩 柱 1 煤层露头风化带 2 在地表水体 含水冲积层下和水淹区邻近地带 3 与富水性强的含水层间存在水力联系的断层 裂隙带或者强导水断层接触的煤层 4 有大量积水的老窑和采空区 5 导水 充水的陷落柱 岩溶洞穴或地下暗河 6 分区隔离开采边界 7 受保护的观测孔 注浆孔和电缆孔等 规定 第五十三条第二款矿井防隔水煤 岩 柱应当由矿井地测机构组织编制专门设计 经矿井总工程师组织有关单位审查批准后实施 规定 第五十四条矿井防隔水煤 岩 柱一经确定 不得随意变动 严禁在各类防隔水煤 岩 柱中进行采掘活动 2 防隔水煤 岩 柱的类型根据防水煤 岩 柱所处的位置 可以分成不同的类型 断层防水煤 岩 柱 井田边界煤柱 上 下水平 或相邻采区 防水煤 岩 柱 水淹区防水煤 岩 柱 地表水体防水煤 岩 柱 冲积层防水煤 岩 柱 3 防隔水煤 岩 柱的留设原则 在有突水威胁但又不宜疏放 疏放会造成成本大幅提高时 的地区采掘时 必须留设防水煤 岩 柱 防水煤柱一般不能再利用 故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度 以提高资源利用率 留设的防水煤 岩 柱必须与当地的地质构造 水文地质条件 煤层赋存条件 围岩的物理力学性质 煤层的组合结构方式等自然因素密切结合 还要与采煤方法 开采强度 支护形式等人为因素互相适应 开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应 应在总体开采设计中确定 在多煤层地区 各煤层的防水煤 岩 柱必须统一考虑确定 以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤 岩 柱 致使整个防水煤 岩 柱失效 在同一地点有两种或两种以上留设煤 岩 柱的条件时 所留设的煤 岩 柱必须满足各个留设煤 岩 柱的条件 对防水煤 岩 柱的维护要特别严格 因为煤 岩 柱的任何一处被破坏 必将造成整个煤 岩 柱无效 防水煤 岩 柱一经留设即不得破坏 巷道必须穿过煤柱时 必须采取加固巷道 修建防水闸门和其它防水设施 保护煤 岩 柱的完整性 留设防水煤 岩 柱所需要的数据必须在本地区取得 邻区或外地的数据只能参考 如要采用应适当加大安全系数 防水岩柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育 含水性极弱的岩层 否则防水岩柱将无隔水作用 二 井下排水涌水量较大的矿井都应建立包括水仓 泵房 排水管路 水泵 供电等完善的排水系统 并保证有足够的排水能力 以保证把井下涌水排出地面 1 煤矿安全规程 对井下排水及排水设备的规定1 主要排水设备应符合下列要求 1 水泵 必须有工作 备用和检修的水泵 工作水泵的能力 应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量 包括充填水及其他用水 备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70 工作和备用水泵的总能力 应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量 检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25 水文地质条件复杂的矿井 可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置 2 水管 必须有工作和备用的水管 工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量 工作和备用水管的总能力 应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量 3 配电设备 应同工作 备用以及检修水泵相适应 并能够同时开动工作和备用水泵 2 主要泵房至少有2个出口 一个出口用斜巷通到井筒 并应高出泵房底板7m以上 另一个出口通到井底车场 在此出口通路内 应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门 泵房和水仓的连接通道 应设置可靠的控制闸门 3 主要水仓必须有主仓和副仓 当一个水仓清理时 另一个水仓能正常使用 新建 改扩建矿井或生产矿井的新水平 正常涌水量在1000m3 h以下时 主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量 正常涌水量大于1000m3 h的矿井 主要水仓有效容量可按公式 2 Q 3000 计算 但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量 4 水泵 水管 闸阀 排水用的配电设备和输电线路 必须经常检查和维护 水仓 沉淀池和水沟中的淤泥 应及时清理 每年雨季前必须清理1次 2 煤矿防治水规定 对煤矿排水的规定1 对于采用平硐泄水的矿井 其平硐的总过水能力应当不小于历年最大渗入矿井水量的1 2倍 水沟或者泄水巷的标高 应当比主运输巷道的标高低 2 在水文地质条件复杂 极复杂矿区建设新井的 应当在井筒底留设潜水泵窝 老矿井也应当改建增设潜水泵窝 井筒开凿到底后 井底附近应当设置具有一定能力的临时排水设施 保证临时变电所 临时水仓形成之前的施工安全 3 对于在建矿井 在永久排水系统形成前 各施工区应当设置临时排水系统 并保证有足够的排水能力 4 生产矿井延深水平 只有在建成新水平的防 排水系统后 方可开拓掘进 三 井下探放水 有疑必探 先探后掘 是采掘工作必须遵循的原则 也是预防井下水害事故发生的重要方法 当采掘工作面接近有突水危险区域时 必须采用探放水方法 查明采掘工作面前方的水情 并将水有控制地放出 以保证采掘工作面安全生产 探放水 是指包括探水和放水的总称 探水是指采矿过程中用超前勘探方法 查明采掘工作面顶底板 侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等情况 放水是指为了预防水害事故 在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出 疏干 其目的是为有效防治矿井水害做好必要的准备 一 探放水工程设计的主要内容 规定 第九十三条采掘工作面探水前 应当编制探放水设计 确定探水警戒线 并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施 探放水钻孔的布置和超前距离 应当根据水头高低 煤 岩 层厚度和硬度等确定 探放水设计由地测机构提出 经矿井总工程师组织审定同意 按设计进行探放水 二 探放水的相关规定及措施当工作面接近积水区域时 必须打钻探水 这是防止采掘工作面透水的重要技术措施 对于资料可靠的积水区要在60m以外开始打钻前进 对于资料不充分 积水大而煤质软时 必须距积水区100m以外开始打钻探水前进 特别是工作面接近老空区 含水断层以及遇有可凝水源时 必须坚持探水前进 确保安全生产 1 煤矿安全规程 对探放水的规定 1 矿井必须做好水害分析预报和充水条件分析 坚持预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采的防治水原则 探水或接近积水地区掘进前或排放被淹井巷的积水前 必须编制探放水设计 并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施 探水孔的布置和超前距离 应当根据水头高低 煤 岩 层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定 2 采掘工作面遇到下列情况之一时 必须确定探水线进行探水 接近水淹或可能积水的井巷 老空或相邻煤矿时 接近含水层 导水断层 溶洞和导水陷落柱时 接近含水层 导水断层 溶洞和导水陷落柱时 打开隔离煤柱放水时 接近可能与河流 湖泊 水库 蓄水池 水井等相通的断层破碎带时 接近有出水可能的钻孔时 接近有水的灌浆区时 接近其他可能出水地区时 3 煤系底部有强承压含水层并有突水危险的工作面 在开采前 必须编制探放水设计 明确安全措施 4 安装钻机探水前 必须按规定布置钻场 5 预计水压较大的地区 探水钻进之前 必须先安好孔口管和控制闸阀 进行耐压试验 达到设计承受的水压后 方准继续钻进 特别危险的地区 应有躲避场所 并规定避灾路线 6 钻孔内水压过大时 应采用反压和有防喷装置的方法钻进 并有防止孔口管和煤 岩 壁突然鼓出的措施 7 钻进时 发现煤岩松软 片帮 来压或钻孔中的水压 水量突然增大 以及有顶钻等异状时 必须停止钻进 但不得拔出钻杆 现场负责人员应立即向矿调度室报告 并派人监测水情 如果发现情况危急时 必须立即撤出所有受水威胁地区的人员 然后采取措施 进行处理 2 防治水规定 对探放水的相关规定 1 布置探放水钻孔应当遵循下列规定 探放老空水 陷落柱水和钻孔水时 探水钻孔成组布设 并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形 钻孔终孔位置以满足平距3m为准 厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1 5m 探放断裂构造水和岩溶水等时 探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置 底板方向的钻孔不得少于2个 煤层内 原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水 含水层水及陷落柱水等 如确实需要的 可以先建筑防水闸墙 并在闸墙外