《煤矿防治水事故案例》培训PPT课件.ppt

煤矿重特大事故 水害 案例分析 王占斌 长平公司安全监察部 1 矿井水来源 矿井水的来源 地表水 含水层水 断层水 岩溶陷落柱水 老空水 封闭不良钻孔导水 2 水灾事故的预兆 矿井发生透水前的预兆一般说来 矿井透水前主要有几种预兆 1 挂汗 积水区的水 在自身压力作用下 通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上聚结成许多水珠的现象 叫挂汗 井下空气中的水分遇到低温的煤体 有时也可能聚结成许多水珠的现象 区别真假挂汗的方法是 仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿 若潮湿则是透水预兆 2 挂红 矿井水中含有铁的氧化物 在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面的煤岩体表面时 会呈现暗红色水锈 这种现象叫挂红 挂红是一种出水信号 3 水叫 含水层或积水区内的高压水 向煤壁裂隙挤压时 与两壁磨擦会发出 嘶嘶 叫声 这就说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了若是煤巷掘进 则透水即将发生 这时必须立即发出警报 撤出所有受水威胁的人员 3 水灾事故的预兆 4 空气变冷 采掘工作面接近积水区域时 空气温度会下降 煤壁发凉 人一进入工作面就有凉爽 阴冷的感觉 但应注意 受地热影响较大的矿井地下水的温度偏高 当采掘工作面接近积水区时 气温反而升高 5 出现雾气 当采掘工作面气温较高时 从煤壁渗出的积水 就会被蒸发而形成雾气 6 顶板淋水加大 7 顶板来压 底板鼓起 8 水色发浑 有臭味 9 采掘工作面有害气体增加 积水区向外散发出瓦斯 二氧化碳和硫化氢等有害气体 10 裂隙出现渗水 如果出水清净 则离积水区较远 若浑浊 则离积水区已近 4 发生透水时应采取措施 井下发生透水时 现场人员应立即向矿调度汇报透水的地点 性质 估计透水量 同时尽可能就地取材 迅速加固工作面 堵住出水点 防止事故继续扩大 如情况紧急 来不及进行加固等工作 现场人员应切断工作面电源 按避水灾路线撤退 其原则是以最短的路线和最快速度沿上山方向 由危险区撤到地面 切勿进入独头的下山巷道 如果巷道较长 无法在较短时间内撤出时 应就地寻找牢固的支撑物 牢牢抓住或用随身携带物将自己系牢 防止被水冲倒 等待救援或待水流尽 再撤出灾区 避水灾路线按照 作业规程 执行 5 王家岭煤矿透水事故时间 2010年3月28日14时30分许事故单位 华晋焦煤有限责任公司王家岭煤矿地点 山西省乡宁县和河津市境内人员 事故发生时井下261人作业 108人升井 153人被困 其中115人获救 38人遇难透水水源 老空水事故原因 1 未严格执行 煤矿防治水规定 水文地质情况未查清 没有严格执行 先探后掘 有疑必探 的规定 劳动组织管理混乱 安全培训不到位 为了赶工期 赶进度 当班安排14个掘进队同时作业 作业人员过度集中 且领导干部带班制度不落实 2 施工安全措施不落实 隐患排查治理不力 特别是今年3月份以来20101工作面回风巷多次发现巷道积水 但一直未能采取有效措施消除隐患 等等 所有这些 都暴露出该企业安全生产责任不落实 安全管理不严格 隐患排查治理不认真等突出问题 这是一起明显的责任事故 是一起不该发生的 完全可以避免的事故 6 7 8 9 10 骆驼山煤矿透水事故时间 2010年3月1日7时29分事故单位 神华骆驼山煤矿 在建 地点 位于内蒙古自治区乌海市境内人员 事故发生时井下共有77人 经紧急46人升井 其中1人经抢救无效死亡 31人遇难透水水源 奥陶纪灰岩水事故原因 掘进工作面底板突水 奥陶纪灰岩水 所致 事故暴露出掘进施工探放水管理和工程承包中安全责任不落实 不到位等问题 11 部分人士对此次透水的描述 逃生出来的杨学林等7名矿工说 当时他们往通风竖井方向跑 身后轰隆隆的水声像打闷雷般地席卷而来 很恐怖 此次事故是新中国成立以来全国涌水量 第二大 的煤矿透水事故 涌水量在起初最大时达每小时7 2万立方米 1200m3 min 仅次于1984年河北开滦范各庄煤矿发生的世界罕见的特大透水灾害 那次的涌水量最大时是每小时12万立方米 2000m3 min 与瓦斯一样危险的煤矿水害 奥陶纪 是地质年代名称 是古生代的第二纪 奥陶纪灰岩层形成于4亿至5亿年前 当时的地质层基本属于浅海环境 是地质史上海侵蚀最广泛的时期之一 含水量非常丰富 现在是抽排多少水 井下就会涌出多少来 12 13 两事故矿井各种数据对比 14 在生产阶段的矿井往往是地下水的排泄区 大量的地下水在矿井生产过程中被排放 部分含水层会因矿井排水而疏干 一旦矿山关闭废弃后 地下水的循环运动规律会被打破 废弃矿井因停止排水而被地下水淹没 废弃矿井被污染的地下水会逐渐补给在矿井采掘阶段已经疏干的洁净含水层或直至溢出地表 地下水位的抬升会极大的改变矿区区域性水文地质 工程地质与环境地质条件 对废弃矿井及老空水危险性认识不足 煤矿水害的主要形成原因 1 15 煤矿水害的主要形成原因 1 对人类采矿工程活动所诱发的突水事故防范措施不到位 特别是对于采空区积水及其关闭废弃的小煤窑积水特征及其潜在的突水危险性认识不足 矿井关闭过程中的水文地质工作及其关闭后对地下水活动条件的预测预报和监测监控不到位 导致对废弃矿井采掘空间分布情况及其积水淹没情况不清楚 防水煤岩柱留设不足或缺乏必要的防水煤岩柱 从而形成了巷道掘进过程中直接或间接揭露采空区积水而造成矿井突水灾害 该类型突水突发性强 冲击力大 往往造成瞬间淹井和惨重的人员伤亡 对废弃矿井及老空水危险性认识不足 16 对隐蔽型导水构造探知能力不够 现有的针对隐蔽型导水构造的超前精细探查预测技术与装备不足 隐蔽型导水构造是指无明显的地表出露和地质显现特征 发育于岩层内部的较小规模的地质构造 主要包括隐伏断层 局部构造破碎带 岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等 他们是沟通矿区充水水源与矿井采掘工程之间的主要导水通路 在矿井采掘过程中必须超前探知该类隐伏导水构造并进行必需的治理和防范措施后才能予以揭露和通过 大量的突水事故来自掘进巷道前方说明对该类导水构造的探测预报和防治不到位 探测工程不足或探测精度不够 造成掘进巷道与隐伏导水构造不期而遇形成矿井突水灾害 煤矿水害的主要形成原因 2 17 煤矿水害防治技术 装备薄弱 水害安全管理水平低下 许多矿井特别是乡镇煤矿缺乏专门的矿井水文地质专业人员和必需的矿井水害探测防治装备 对矿井水害防治的重要性认识和管理不到位 在矿井水文地质条件不清的条件下盲目生产是导致矿井水害事故发生的根本原因 虽然矿井突水条件十分复杂 但通过科学必要的防治水技术工作完全可以大幅度降低水害发生的条件 近年来煤矿水害的基本特点充分说明了加强矿井防治水技术与管理工作的有效性 防治水技术力量和管理水平较差 煤矿水害的主要形成原因 3 18 对断层的水文地质性质认识不深 由构造断裂形成的断层破碎带 往往具有较好的透水性 会形成矿坑充水的良好通道 对于一些巨大的断裂 由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育 该类断层 断层带 除了具有导水性质外 其断裂带本身就是一个含水体 因而还具有充水水源的性质 由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导的位置 煤矿水害的主要形成原因 4 19 B下通式导水 C上通式导水 A全通式导水 煤矿水害的主要形成原因 5 对陷落柱水文地质性质认识不深 A B C 20 防水煤岩柱的留设不合理 造成断层或其他含水体水突入矿井 对于一些大型导水断裂 由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育 该类断层 断层带 除了具有导水性质外 其断裂带本身就是一个含水体 有些断层两盘的导水裂隙带十分发育 且具有一定的宽度 在断层防水煤岩柱留设过程中 往往注意了掘进停头到断层面的距离而忽视了断层两侧导水破碎带的存在 导致了因防水煤岩柱留设不足而诱发的矿井水害 由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导的位置 防水煤岩柱留设不合理 煤矿水害的主要形成原因 6 21 导水陷落柱防水煤柱厚度的确定方法 与断层防水煤柱的留设方法一样 对于陷落柱防水煤柱的留设 必须要考虑其周边垮落影响破裂带宽度及煤层与陷落柱的空间产状关系 首先要确定采掘停头距陷落柱影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与陷落柱影响带外边界的最近距离位置 根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度 如图中的LR 然后根据煤层与陷落柱空间位置关系 陷落柱外围导水裂隙带的宽度及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度L 煤矿水害的主要形成原因 6 22 首先要确定采掘停头距断层影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与断层影响带外边界的最近距离位置 根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度 如图中的LR和LX 然后根据煤层与断层的空间位置关系及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度L 如果直接根据水压和煤层的阻水能力计算煤柱留设宽度L 必然会导致煤柱留设厚度的不足 煤矿水害的主要形成原因 6 23 煤矿水害的主要形成原因 总结 水文地质条件的认识问题 水害条件探测技术装备问题 水害防治技术与管理问题 防治水技术理论的理解与应用问题 24 主要名词解释十六字原则 防治水十六字原则科学地概括了水害防治工作的基本程序 预测预报 是水害防治的基础 是指在查清矿井水文地质条件基础上 运用先进的水害预测预报理论和方法 对矿井水害做出科学分析判断和评价 有疑必探 是指根据水害预测预报评价结论 对可能构成水害威胁的区域 采用物探 钻探和化探等综合探测技术手段 查明或排除水害 先探后掘 是指先综合探查 确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工 先治后采 是指根据查明的水害情况 采取有针对性的治理措施排除水害隐患后 再安排采掘工程 如井下巷道穿越导水断层时必须预先注浆加固方可掘进施工 防止突水造成灾害 25 五项措施 五项治理措施是水害治理的基本技术方法 防 主要指合理留设各类防隔水煤 岩 柱和修建各类防水闸门或防水墙等 防隔水煤 岩 柱一旦确定后 不得随意开采破坏 堵 主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层 裂隙和陷落柱等导水通道 疏 主要指探放老空水和对承压含水层 如华北地区奥灰水 进行疏水降压 排 主要指完善矿井排水系统 排水管路 水泵 水仓和供电系统等必须配套 截 主要指加强地表水 河流 水库 洪水等 的截流治理 26 3 老空 老空是指采空区 老窖和已经报废井巷道的总称 4 采空区 采空区是指回采以后不再维护的空间 5 水淹区域 水淹区域是指被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称 6 矿井正常涌水量 矿井正常涌水量是指矿井开采期间 在正常状态保持相对稳定的单位时间内流人矿井的水量 一般指丰水期和枯水期涌水量的平均值 27 7 矿井最大涌水量 矿井最大涌水量是指矿井开采期间 正常情况下雨季期间矿井涌水量的高峰值 主要与人为条件和降雨量有关 8 安全水头值 安全水头值是指隔水层能承受含水层安全开采的最大水头压力值 9 隔水层厚度和安全隔水厚度 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 10 防隔水煤 岩 柱 防隔水煤 岩 柱是指为确保近水体下安全采煤而留设的煤层开采上 下