水害基本类型及特征PPT课件.ppt

水害基本类型及处理措施 顾桥矿地测科张华兵 2020 3 26 1 一 水害定义 矿井水 是指在矿井开拓 采掘过程中 渗入 滴入 淋入 流入 涌入和溃入工作面的任何水源水 统称矿井水 矿井突水 凡是因井巷 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产生的出水事故 称为矿井突水 矿井水害 指影响矿井正常生产活动 对矿井安全生产构成威胁以及使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故 都称之为矿井水害 灾 2020 3 26 2 1 造成人员伤亡 水害是煤矿五大灾害事故之一 水火无情 火烧一线 水漫一片 煤矿一旦发生透水 可能造成大量井下人员伤亡 案例 2 造成重大经济损失 机电设备被淹 工作面 采区被淹 案例 3 增加煤炭开采成本 4 生产作业环境恶劣 顶板淋水 底板突水 两帮渗水等现象 5 降低煤炭资源利用率 为了预防煤矿透水事故 必须留设相当规模的防隔水煤柱 从而使煤炭不能得到充分开采和利用 6 地下水位大幅度下降 在岩溶水矿区 由于矿井长期大量排水 使地下水位大幅度下降 产生大量的地表塌洞 这种塌洞直径由几米至几十米不等 造成农田塌陷 民房倒坍 河流中断 交通破坏等 1 水害危害 二 水害介绍 2020 3 26 3 形成矿井水害的基本条件 一是必须有水源 二是必须有沟通水源与井下巷道的通道 三是必须有足够的充水强度 2 水害形成基本条件 二 水害介绍 2020 3 26 4 3 水害类型划分 二 水害介绍 砂岩裂隙水 老空水 孔隙水 地表水 2020 3 26 5 返回孔隙水 返回钻孔水 2020 3 26 6 主要水害类型 4 水害类型划分 地表水 孔隙水 裂隙水 灰岩水 断层水 老空水 钻孔水 陷落柱水 井筒水 二 水害介绍 2020 3 26 7 4 水害类型划分 老空水害 老空 是指大 小煤矿采后留下的老采空区 老巷 老硐的统称 老空水积存于生产 开拓水平以上 以及工作面上阶段 上覆煤层老采空区等 当采掘活动进入或接近老采空区时 在水压的作用下 老空区积水突破薄层隔水层而充入采掘工作面 老空区出水 虽然水量一般不会很大 不致造成淹井的危害 但水量集中 来势迅猛 一旦揭露 会突然溃出 具有很大的冲击力和破坏力 对人身安全的危害性极大 案例 二 水害介绍 2020 3 26 8 4 水害类型划分 裂隙水害 煤系砂岩裂隙含水层 在没有地表水 新生界松散层水及其它水源补给的情况下 其动 静储量有限 一般不会对煤矿安全生产形成较大威胁 赋水煤系砂岩裂隙 当采掘工作面揭露时 通过原生 后生裂隙向外渗出 表现为巷道 工作面顶板滴 淋水 也可沿岩层层面向外流淌 谢桥矿1121 3 工作面9 18出水事故丁集矿西一采区 890m标高回风巷四岔门附近出水顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 二 水害介绍 2020 3 26 9 4 水害类型划分 井筒水害 穿过松散含水层的井筒 当井壁出现裂缝 空洞时 在水压作用下 井壁外含水层水透过井壁充入井筒内而出水 潘一矿 4 8 东风井井筒出水事故新集 4 18 以及潘三矿 2 18 出水事故谢桥矿副井 11 24 出水事故孔隙水害 亦称煤系上覆新生界松散含水层 因防隔水煤柱留设尺寸过小 在水的自重力作用下 松散层水通过采后导水裂隙带及冒落带充入工作面 或煤系地层与上覆含水体无粘土类隔水层 散层水通过煤系砂岩原生裂隙下渗进入采掘工作面 见图 二 水害介绍 2020 3 26 10 4 水害类型划分 钻孔水害 穿越松散含水层或煤系底板灰岩含水层的钻孔 当未封或封孔不良时 含水层水通过钻孔充入采掘工作面而出水 未封及封闭不良钻孔由于本身可能含水 且能沟通钻孔所穿过的各含水层 向采掘空间充水 一般在水压大的情况下未封及封闭不良钻孔成为矿井的充水通道 顾桥井田有封闭不合格钻孔13个 未封钻孔15个 情况不明钻孔3个 均要根据不同情况采取留设煤柱 启封后重新封孔 超前探放等措施 见图 二 水害介绍 2020 3 26 11 4 水害类型划分 断层水害 因断层 带 及附近原生裂隙发育 存在储水空间 地下水在水压的作用下 通过长期的径流 运移 常积聚在断层带内 当采掘工作面接近或揭开断层 带 时 在水压的作用下充入工作面 此外 当断层与含水层沟通时 含水层水可通过断层不断地补充进入采掘工作面 而形成长期出水 二 水害介绍 2020 3 26 12 4 水害类型划分 灰岩水害 赋存和运移于灰岩地层孔隙中的地下水 因煤层底板距灰岩含水层层间距近隔水层薄 加之采后产生的裂隙或有断层构造弱面 底板高水压灰岩水通过原生 后生裂隙或断裂构造进入到采掘工作面而出水 灰岩含水层具有厚度大 分布广 区域连通性好 地下水补给量大的特点 一旦发生突水将产生严重后果 范各庄案例 邢台案例 淮南老区1978年以前发生对生产有影响的A组煤层底板灰岩出 突 水28次 其中最大的一次1977年10月14日的谢一矿33113工作面出水 瞬时出水量1002m3 h 稳定水量772m3 h 造成33采区和三水平被淹 二 水害介绍 2020 3 26 13 陷落柱水害 该类含水层不仅有丰富的静贮量 同时具有较大的补给量 所以一旦发生陷落柱型突水 其突水水量往往较大 该含水层赋存于煤系地层之下一定的深度 且在煤层和含水层之间存在有一定厚度的隔水层 奥陶系灰岩含水层往往在平面上延展的范围较大 其主要在地势较高处的裸露露头区接受大气降水或地表水补给 在煤层之下的含水层水往往处于高承压状态 一旦发生突水 往往呈现出突水点水压大 突水流速高的特点 桃园煤矿 2 3 透水事故 4 水害类型划分 二 水害介绍 2020 3 26 14 4 水害类型划分 二 水害介绍 2020 3 26 15 4 水害类型划分 地表水害 地表河流 水库 塌陷积水塘等地表水体以及雨季洪水 通过井筒 采后塌陷坑 煤系含水层露头 岩溶塌陷漏斗等直接或间接地透入矿井 也可因防水煤柱留设过小 采后导水裂隙带及冒落带触及地面水体 通过导水裂隙带 冒落带渗 溃入工作面而充水 新庄孜井田内个体小井透地表水直接溃入大井事故淮南乐方陶瓷有限公司升平粘土矿 9 29 井筒透水 二 水害介绍 2020 3 26 16 三 透水征兆 2 挂汗 3 煤壁变冷 4 出现雾气 1 挂红 5 水叫 7 顶板来压 8 水色发浑 有臭味 这是接近老空区积水的征兆 9 工作面有害气体增加 6 顶板淋水加大 10 裂缝出现渗水 2020 3 26 17 三 透水征兆 1 透水一般征兆 煤层发潮发暗由于水的渗入 使煤层光泽明显变暗淡 如果挖去一层仍是这样说明附近有积水 巷道壁或顶板 挂汗 积水通过岩石微小裂隙时凝聚于岩石表面的水珠 顶板 挂汗 多呈尖形水珠 而煤炭自然发火预兆中的 挂汗 则常常是平行水珠 为蒸汽凝结于顶板而形成 煤层变凉煤层含水时能吸收人体的热量 用手触摸时会有发凉的感觉 而且手放的时间越长感到越凉 它还可使空气变冷 产生雾 2020 3 26 18 工作面顶板淋水加大有时可出现压力水头 从煤层或岩层裂缝中挤出 嘶嘶 水叫声表示有涌出危险 出现压力水流 这是离水源很近的征兆 若出水混浊 说明离水源较近 若出水清净 说明距离水源稍远 工作面有害气体增加积水区向外散出的主要有害气体有硫化氢 二氧化碳 甲烷等 煤壁或巷道 挂红 水的酸度大 味发涩 有臭鸡蛋味 通常属于 死水 这是老空积水的征兆 三 透水征兆 1 透水一般征兆 2020 3 26 19 三 透水征兆 2 不同水源的透水征兆 1 老空水透水征兆由于老空水积存时间较长 水量补给较差 故称之为 死水 老空水透水征兆有挂红 酸性大 水叫 发涩等特点 特别是带有异常明显的臭鸡蛋味 2 断层水透水征兆断层水破碎带中的地下水一般是流动的 补给也较充分 故称 活水 所以 很少出现挂红现象 水无涩味而发甜 在岩巷中遇到或接近断层水时 有时在岩缝中可见到淤泥 水较混浊多呈黄色 另外 当采掘面接近含水断层破碎带时 会出现来压 淋水增大等现象 2020 3 26 20 三 透水征兆 2 不同水源的透水征兆 3 工作面底板灰岩含水突水征兆 工作面压力增大 底板鼓起 工作面底板产生裂隙 并逐渐增大 沿裂隙或煤帮向外渗水 底板破裂 沿裂隙有高压水喷出 伴有 嘶嘶 声和刺耳水声 底板发生 底爆 伴有巨响 水大量涌出 2020 3 26 21 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 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 裂隙和陷落柱等通道 疏 主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压 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 四 水害防治措施 2020 3 26 22 四 水害防治措施 1 水害综合治理措施 防 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 2020 3 26 23 四 水害防治措施 堵 主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层 裂隙和陷落柱等通道 1 水害综合治理措施 堵 2020 3 26 24 四 水害防治措施 疏 主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压 1 水害综合治理措施 疏 2020 3 26 25 矿井排水是利用排水设备 将流入水仓的水直接排至地表的防治水方法 是煤矿生产中的基本环节 排水方式主要包括以下三种 直接排水 分段排水以及混合排水 我矿采用分段排水 先将13 1 11 2下山采区积水排至 780m中央水仓 再由中央水仓排至地面污水处理厂 1 水害综合治理措施 排 四 水害防治措施 2020 3 26 26 四 水害防治措施 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 我矿中央泵房 南区泵房 13 1 11 2下山采区泵房均符合相关要求 重点是采掘工作面排水系统 做到与开采 三同时 工作面有效排水能力不小于预计最大涌水量的1 5倍 预计最大涌水量在地质说明书中有明确的数据 采掘工作面排水系统分为五部分 排水泵 排水管 开关 电缆以及水漾 排水系统要做到能随时开启排水的能力 排水泵 确保现场要有两台排水泵 做到一用一备 流量要满足安全生产需求 下山施工工作面排水泵要有足够的扬程 排水管 始终保持与排水泵相连接 管径要满足排水泵排水要求 开关 电缆 要满足排水泵排水要求 水漾 大小要符合措施要求 经常清淤 必要时要有沉淀池 1 水害综合治理措施 排 2020 3 26 27 四 水害防治措施 井口及工业广场重要建构筑物的室内地坪标高 要高于当地最高洪水位 淮南矿区有记录以来最高洪水位为24 82m 1954年 顾桥矿井口及工业广场重要建构筑物地坪标高为25 60m 1 水害综合治理措施 截 2020 3 26 28 四 水害防治措施 未封闭的钻孔 孔口应高出当地最高洪水位 并加盖 报废的井筒和钻孔应采用粘土 水泥等隔水材料进行充填封闭 1 水害综合治理措施 截 2020 3 26 29 孔隙水水害防治措施 采取的主要防治措施是 隔 或 疏 两种方法 其 隔 就是留设足够的防水煤 岩 柱 隔断煤系与上覆含水层间的水力联系 疏 就是疏干煤系上覆新生界松散含水层水 在含水层无水状态下开采 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 30 井筒水害防治措施 在建井筒 利用人工制冷技术 使地层中的水变成冰 把天然粘土变成冻土 增加其强度和稳定性 隔绝地下水与井筒施工的联系 以便在冻结壁的保护下井筒掘砌施工 冻结深度自地面至基岩风化带下10m左右 使用井筒 每季度观测一次井筒上口与周边地表沉降量 每10天观测一次井筒下口水量 风井井筒利用每年的矿井停产检修时间 调查一次井壁质量与出水点水量 对调查 观测结果及时进行对比分析和核实 当井筒出水量达到6m3 h及以上时 制定方案进行注浆处理 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 31 灰岩水害 开采受底板灰岩水威胁的煤层 对灰岩水害的防治 应根据赋存条件 直接充水灰岩含水层富水性 控水构造等具体水文条件采取不同的水害防治方法与措施 但概括起来 可以总结为疏水降压 注浆改造 注浆改造与疏水降压相结合三种方法与措施 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 32 砂岩裂隙水害防治措施 1 动态分析煤系砂岩裂隙含水层的赋水性 对较为赋水区域 在工作面回采前 有针对性采用物探方法对工作面煤层顶板砂岩进行探查 在此基础上 对可能赋水区域 采用打钻探放 2 工作面排水系统 要与工作面开采设计 准备 投产做到 三同时 排水能力应不低于预计工作面做大涌水量值的1 5倍 3 加强工作面排水设备 设施的日常检修 保持排水系统状态良好 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 33 1 日常生产中 全面调查 测绘采掘采掘工作面 各类巷道 小峒室 盲巷 封闭墙及巷帮水泱等 并建立台账 填绘至分煤层采掘工程平面图和矿井充水性图中 2 提交新施工巷道 回采工作面等水文地质资料时 详细分析老空区积水隐患 并反映在提交资料的图纸上 3 根据生产接替计划和矿井采掘工程的平面及空间关系 对各采掘工作面受老空区水水害威胁情况进行逐头 逐面分析排查和预报 4 依据巷道底板标高 积水水头标高等合理圈定 积水线 依据已圈定的 积水线 明确 探水线 和 警戒线 提前编制探放老空水设计与措施 严格按照设计与措施要求超前探放老空水 消除老空水害威胁 老空水害防治措施 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 34 钻孔水害防治措施 一 对井田区煤炭资源勘探 建设 生产各时期钻孔的封闭质量情况进行逐一分析 分类建立地质 水文地质和封闭不良钻孔台帐 并分别填绘在充水性图 综合水文地质图 采掘工程平面图上 二 对未封或封孔不良钻孔 当具备条件时 应首先考虑进行补封 三 对目前正在使用且不能封闭的钻孔 长观孔 电缆孔 严格按规定留设足够的防水煤岩柱 四 建立完善的工作面排水系统 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 2020 3 26 35 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 地表水害防治措施 1 按照 三下开采 规程规定留设安全防水煤岩柱 2 若开采近地表水体下煤炭资源 必须遵照以下要求 l 勘探查明煤系上覆新生界松散层岩性 厚度及组合特征 含隔水性 基岩面起伏变化规律等 2 预测地表水体下煤层采后导水裂隙带 冒落带高度 3 科学评价开采近地表水体下安全可靠性 在确保安全条件下进行开采 3 矿井井口和工业场地内建筑物的标高以及各类钻孔孔口标高均要高于24 82m 淮南有记录以来最高洪水位 2020 3 26 36 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 断层水害防治措施 1 含导水情况不明的断层 工作面掘采接近前 要超前采用钻探方法或采用先物 后钻探联合探查方法探明断层 带 的含导水性 2 过含导水断层 带 要超前打钻放水 并在分析确认无水害威胁施工人员安全的情况下方可恢复向前施工 3 过导水断层前 要完善工作面排水系统 并保持能够随时启动排水 2020 3 26 37 四 水害防治措施 2 不同水害治理措施 陷落柱水害防治措施 1 对地面物探探查发现的疑似陷落柱 应采用物探 钻探 水化学 试验测试等综合方法 查明陷落柱的位置 边界 影响区域以及含导水性等 评价对矿井开采安全影响程度 2 开采接近及过陷落柱影响区 要采用物探超前对巷道前方及底板方向进行循环探查 必要时采用钻探对物探结果进行验证 3 进入陷落柱影响区开采前 制定陷落柱影响区开采人员撤离救援应急预案 同时 对矿井排水系统进行全面检修 保持排水设备 设施状态良好 4 建立完善的工作面 采区排水系统 5 具备条件 在进入陷落柱影响区开采前 建立水闸墙 2020 3 26 38 四 水害防治措施 3 水害其它治理措施 1 工作面采取仰采布置 2 在开采程序上采取由下向上开采 3 加强工作面排水设备 设施的日常检修 保持排水系统状态良好 2020 3 26 39 井下透水事故发生时 现场人员应视具体情况行动方案 首先要准确收集以下现场资料并及时汇报 突水地点 巷道 点前多少米 顶 底板以及左右帮 突水地点有无明显形变 水量大小 一是现场实测 二是用泵的排水量来衡量 水色 清或浊 水中含煤 矸 砂情况以及含量变化情况 水味 是否有臭味水温 测气员须及时测量出水点水温 不要在巷道积水区测量水温 五 水害事故的处理与避灾 1 准确收集现场资料 2020 3 26 40 五 水害事故的处理与避灾 2 应针对以下不同情况 分别采取相应的措施 1 若灾情清楚时 涌水量不大 在不威胁现场人员安全的前提下 可采取现场救灾措施 抢运设备 减少灾害损失 当灾情变化时 应迅速撤离 2 若灾情不明 水势较大时 应组织现场人员 按避灾路线 立即逃生 3 若灾情不清 水势凶猛时 又堵住了撤退路线 立即就近撤离到高处避灾 4 撤退时 在正常情况下 应按避灾路线 向上山方向和通风巷道撤退 应尽可能避开水头和主流 并防止被冲倒 绊倒 5 若情况万分危急 切断撤退后路时 可暂到就近较高的峒室或上山巷道内避灾 2020 3 26 41 当受灾现场不具备事故抢救的条件 或可能危及人员的安全时 应由在场负责人 有经验的老工人或测气员带领 根据预防灾害计划中规定的撤退路线和当时当地的实际情况 尽量选择安全条件最好 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品和器具 如无法撤退 通路冒顶阻塞 在自救器有效工作时间内不能到达安全地点等 时 应迅速进入预先筑好的或就近地点快速建筑的临时避难硐室 妥善避灾 等待矿山救护队的援救 五 水害事故的处理与避灾 3 安全撤离 2020 3 26 42 五 水害事故的处理与避灾 4 妥善避灾 1 选择适宜的避灾地点 应迅速进入预先构筑好的避难硐室或其它安全地点暂时躲避 2 保持良好的精神心理状态 人员在避难硐室内应静卧 避免不必要的体力消耗和空气消耗 借以延长待救时间 3 加强安全防护 当发现危及人员安全情况时 应就地取材构筑安全防护设施 如用支架 木料建防护挡板 防止冒落煤矸垮入避难硐室 用衣服 风帐堵住避难硐室的孔隙 或建临时挡风墙 吊挂风帘 防止有害气体涌入 在有毒有害气体浓度超限的环境中避灾时 要坚持使用压风自救装置或自救器 4 改善避灾地点的生存条件 如发觉避灾地点条件恶化 可能危及人员安全时 应立即转移到附近的其它安全地点 离开原避难地点后 应在转移行进沿途设置明显指示标记 以便于救护队跟踪寻找 2020 3 26 43 五 水害事故的处理与避灾 4 妥善避灾 顾桥矿中央区发生水灾后 避灾出口主要有三个 即 副井 主井 风井 矿井发生水灾时 按措施中规定的避水灾路线及时撤离到井底车场 到达井底车场后快速向副井下口转移 在转移过程中根据井底车场受灾情况选择撤离出口 选择出口的原则是先副井 其次主井 风井 风井 北一13 1轨道斜石门 瓦斯泵站 766m北一回风大巷 风井 北一11 2轨道下山 回风联巷 北一13 1胶带机下山 回风联巷 北一13 1岩石上 下 山 北一13 1轨道上山 780m南翼岩石轨道大巷 副井等候室 副井 副井 780m北一11 2轨道大巷 2020 3 26 44 五 水害事故的处理与避灾 4 妥善避灾 2020 3 26 45 1 积极同救护人员取得联系 应在避难硐室外或所在地点附近 采取写字 遗留物品等方式 设置明显标志 为矿山救护队指示营救目标 在避灾地点 应用呼碱 敲击顶帮或金属物等方式发出求救信号 与救护人员取得联系 如有可能 可寻找电话或其它通讯设备 尽快与井上下领导人通话 2 积极配合救护人员的抢救工作 在避灾地点听到救护人员的联络信号 或发现救护人员来到营救时 要克制自己的情绪 不可慌乱和过分激动 应在可能的条件下给以积极的配合 脱离灾区时 要听从救护人员的安排 保持良好的秩序 并注意自身和他人安全 避免造成意外伤害 五 水害事故的处理与避灾 5 积极与外界沟通 2020 3 26 46 六 二十条红线及八十四条较严重三违防治水部分 第十九条红线 没有按规程实施探放水而进行采掘活动的 或有突然出水等透水征兆没有及时停止作业撤出人员的 解除直接责任人劳动合同 相关解释 没有按规程实施探放水 系指 不按照探放水设计 作业规程 安全技术措施要求 实施探放水而进行采掘活动或超过前探控制范围进行采掘活动 突然出水等征兆 系指 炮眼 探眼 锚杆 索 眼等各类煤岩眼 孔 或煤岩裂隙突然出水 2020 3 26 47 六 二十条红线及八十四条较严重三违防治水部分 七十八 矿井水情调查人员未按规定对出水点 区 进行调查观测 七十九 采掘工作面有突水征兆未及时汇报而继续作业 八十 采掘工作面接近老空等积水区域 掘进巷道受底板灰岩水威胁 未编制水害防治安全措施或有措施不执行 八十一 使用煤电钻等非钻机设备探放水 八十二 探放水不按措施设置孔口管或造成探放水失控 八十三 炮眼内发现出水异状 仍然装药放炮 八十四 钻井法成井的井筒或位于岩溶陷落带 柱 影响区的井筒 不执行人工定期检查 观察制度 发现出水异常后不及时汇报 84条 较严重三违防治水部分 2020 3 26 48 谢谢 2020 3 26 49 1984年6月2日10 20 河北开滦范各庄矿2171综采工作面发生了一起世界采矿史上罕见的透水灾害 奥陶系岩溶强含水层的高压承压水经导水陷落柱溃入矿井 高峰期11h平均突水量2053m3 min 历时21h便淹没了一座年产310万t 开采近20年的大型机械化矿井 共有11名工人遇难 6月6日15 30 涌水又突破范各庄矿和吕家坨矿矿界煤柱而溃入吕家坨矿 迫使该矿停产 范各庄矿停产一年 减产865万t 资产损失3 76亿元 停工费0 87亿元 矿井恢复费3 08亿元 共达10 04亿元 同时使奥灰水位下降111 09m 周围几十千米范围供水中断 使20万居民的生活和工农业生产都受到较大影响 同时也影响到整个国民经济 国家不得不重新调整进口精煤计划 以保钢铁和其他工业生产的需要 特别重大水害事故 返回 返回灰岩水害 2020 3 26 50 特别重大水害事故 1935年5月13日 淄博北大井 中日合办 第三水平 117m北大巷80号上山采10层煤时发生奥灰突水 突水水量25580m3 h 3天内全矿井被淹 538名矿工死亡 2005年8月7日13时13分 广东省大兴煤矿发生特大透水事故 造成121人死亡 伤1人 直接经济损失4391 02万元 2007年8月17日 山东少华源矿业有限公司发生洪水淹井事故 死亡172人 与其相邻的名公煤矿也被淹没 致使9人死亡 2010年3月28日13时40分左右 王家岭矿20101工作面回风巷掘进头发生导通老空积水区透水事故 选成153名矿工被淹 经过急时抢救 115人被救 38人遇难 返回 2020 3 26 51 1984年6月2日10 20 河北开滦范各庄矿2171综采工作面发生了一起世界采矿史上罕见的透水灾害 奥陶系岩溶强含水层的高压承压水经导水陷落柱溃入矿井 高峰期11h平均突水量2053m3 min 历时21h便淹没了一座年产310万t 开采近20年的大型机械化矿井 共有11名工人遇难 6月6日15 30 涌水又突破范各庄矿和吕家坨矿矿界煤柱而溃入吕家坨矿 迫使该矿停产 范各庄矿停产一年 减产865万t 资产损失3 76亿元 停工费0 87亿元 矿井恢复费3 08亿元 共达10 04亿元 同时使奥灰水位下降111 09m 周围几十千米范围供水中断 使20万居民的生活和工农业生产都受到较大影响 同时也影响到整个国民经济 国家不得不重新调整进口精煤计划 以保钢铁和其他工业生产的需要 特别重大水害事故 返回灰岩水害 返回危害 河北邢台矿业集团东庞矿2903工作面陷落柱突水事故 2020 3 26 52 煤系砂岩裂隙水害事故案例 1997年9月18日 谢桥矿1121 3 工作面回采至退尺230m时 工作面下端支架移动后发生突水 最大水量达186 8m3 h 到9月22日衰减至50m3 h 后逐渐衰竭 影响生产3天 2006年10月25日6 30分 丁集矿西部集中回风大巷1出水 平均水量达130m3 h 瞬间最大出水量达160m3 h 至11月2日出水基本消失 累计出水达10840m3 此次事故造成首采区部分巷道进料和出货系统瘫痪而停止生产 300m巷道失修 返回 2020 3 26 53 2005年8月7日13时13分左右 发生透水 透水发生后 主 副井井筒均有雾气冒出 出现反风现象 13时30分 副井调度室接到 290m水平西三暗斜井绞车房电话 说 水很大 我跑不出去了 但话未说完电话就断了 说明此时水已涨至 281m绞车房 14时 水已涨至离主井口80m 斜长 此时水位为 245m 透水后原四望嶂一矿明斜井水位从 262m降至 255 5m 下降6 5m 经专家估算 矿井总透水量约为25万m3 121人遇难 经调查和专家组技术鉴定 认定在主井东翼四煤 400m石门以东150m附近 由于煤层倾角大 厚度大 小断层发育 煤质松散易塌落 因超强度开采 致使 180m水平至 290m水平防水煤柱抽冒 导通了 262m水平至 180m水平的老空积水区 造成上部老空积水大量溃入 导致事故的发生 2005年8月7日广东梅州大兴煤矿透水事故 返回 2020 3 26 54 老空水害案例 2012 02 08 2012 08 15期间 在1121 3 轨顺施工探放水钻孔探放1117 3 采空区积水 累计放出水量12727 8m3 2010年3月28日13时40分左右 王家岭矿20101工作面回风巷掘进头发生导通老空积水区透水事故 选成153名矿工被淹 经过急时抢救 115人被救 38人遇难 淮南潘二矿 1 31 老空透水事故淮南李嘴孜矿 1 17 透水事故山东枣庄八一矿901工作面探放802工作面老空积水突水事故 返回 2020 3 26 55 一 淮南潘二矿 1 31 老空透水事故1997年1月31日9时54分 潘二矿掘进103队施工的11218过压工作面切眼迎头发生一起透老空出水事故 总出水量约50m3 造成3人死亡 2人重伤 1 事故经过1月29日16 10分 掘进102队向区上汇报11218切眼迎头左帮炮眼出水 炮药装好 水量较小 迎头距老巷最小实际平距为6 1m 图上量得为12m 当即区分别向矿技术科 地测科及分管掘进副总进行了汇报 16 40分 分管掘进副总安排停头 1月30日上午 地测科水文地质员进行了现场调查 迎头左上方炮眼出水 水量0 3m3 h 有臭味 虽现场挂牌禁止进入 并向调度所 有关领导进行了汇报 此后经观察无异常后 安排早班进行放炮 2 事故原因 1 对老空可能积水情况掌握不清 认识不足 2 巷道测量存在误差 经复测 原测量资料提供的迎头位置与老巷的最小距离为12m 实际为6 1m 相差5 9m 3 管理不到位 没有认真执行有疑必探 先探后掘的规定 返回 2020 3 26 56 二 淮南李嘴孜矿 1 17 透水事故1999年1月17日10时20分 淮南矿业集团李嘴孜矿多种经营总公司小井办公室回采一队 340mWIWB11b工作面发生一起老空透水事故 总涌水量约170m3 造成3人死亡 直接经济损失约18 6万元 放炮回煤后造成采动裂隙发育沟通上阶段老空区 老空积水和水压综合作用使阶段煤柱的抗压强度降低 失去防水能力 导致溃水 事故主要原因是 1 对该块段煤层上阶段采空区存有积水认识不足 没有严格按照 煤矿安全规程 和集团公司老空水探放管理的有关规定 采取探放水措施 2 技术管理不规范 不严密 3 现场存在对作业规程和措施的规定执行不严 管理不到位 4 职工自主保安意识不强 返回 2020 3 26 57 三 广东省梅州市大兴煤矿 8 7 特别重大透水事故2005年8月7日13时13分 广东省梅州市兴宁煤矿发生特别重大透水责任事故 造成121人死亡 直接经济损失4725万元 1 事故直接原因 290m水平以下煤层在生产过程中均发生过严重抽冒 在此抽冒严重的情况下 大量出煤 超强度开采 致使 290m水平至 180m水平防水煤柱抽冒 导通了 180m水平至 262m水平的水淹区 水淹区积水大量溃入大兴煤矿 导致事故发生 2 事故间接原因 1 大兴煤矿违法 违规 违章进行采矿活动 一是违法违规组织生产 在证照不全的情况下 该矿自建矿以来一直违法生产 二是井下采掘布置混乱 严重超能力超强度开采 三是安全管理混乱 该矿随意变动安全管理机构 负责人员均无任命文件 导致职责不清 制度不落实 主要管理人员长期不下井 井下安全管理混乱 采煤工作面发生大规模抽冒后不及时采取措施处理 仍然违章组织工人冒险作业 返回 2020 3 26 58 砂岩裂隙水水害案例 一 谢桥矿1121 3 工作面9 18出水事故1 事故经过1997年9月18日回采至距离切眼230m时 下端头支架移动后发生突水 最大水量达186 8m3 h 到9月22日衰减至50m3 h 后逐渐衰竭 影响生产3天 2 事故原因 1 13 1煤层老顶砂岩裂隙含水层较为赋水 估计不足 2 因开采产生的裂隙 使顶板砂岩裂隙水通过导水裂隙带 冒落带溃入采空区 再由采空区进入下顺槽 3 排水设施不健全 排水能力不足 3 防范措施 l 回采前应采用综合物探的方法探明工作面顶板砂岩赋水情况 并根据探查结果有针对性的打钻放水 2 回采中尽量缩短空顶时间 维持顶板的完整性 3 建立健全工作面排水系统 排水能力要达到最大涌水量的1 5倍 返回 2020 3 26 59 二 丁集矿西一采区 890m标高回风巷四岔门附近出水出水巷道于2006年10月23日贯通 施工中无顶板淋水 贯通后两天于2006年10月25日6 30出水 平均涌水量达130m3 h 瞬时最大出水量达160m3 h右 至11月2日出水基本消失 累计出水量达10840m3 出水水源分析为11 2煤底板砂岩水 此次突水事故造成丁集矿井首采区部分巷道进料和出货系统瘫痪而停止生产 300多米巷道失修 砂岩裂隙水水害案例 返回 2020 3 26 60 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 1113 3 综采工作面 走向长2878m 面长230 8m 煤厚0 5 8m 平均3 9m 煤层倾角3 17 平均在7 自切眼向外400m范围内 沿巷边煤层倾角在8 17 在工作面南部存在由煤线和泥岩组成的伪顶 但在已回采段内缺失 直接顶1 8 6m 泥岩 薄层砂岩和泥岩互层组成 老顶5 3m 由泥岩 砂质泥岩和粉砂岩组成 工作面掘进期间揭露19条断层 电磁波CT探测共有7块异常区 1 工作面概况 2020 3 26 61 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 工作面状态及压力显现 1113 3 工作面7月12日采至轨顺89 5m 运顺83 6m 平均86 6m 在74 见倾角45 落差为1 3米的正断层 采高在3 5 4 0米 直接顶初次垮落步距18 7米 老顶初次垮落步距29 64米 老顶来压时在矿压明显 周期来压步距10 12m 在6月29日老顶来压时 90 115 共24根平衡千斤顶连接部断裂 在7月12日至13日夜班 工作面大面积来压 有50多架被压死 累计136根平衡千斤顶压断 2 7月12日出水情况分析 2020 3 26 62 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 压架到7月17日中午13 26分 在74 78 的架前和煤壁处出现涌水 初始水量27m3 h 至18日4时瞬间最大水量70 3m3 h 至18日11点衰减为35 40m3 h 至19日10点衰减为20m3 h 21日衰减至10m3 h 25日衰减为6m3 h 25日11点115 架出现涌水 水量约8m3 h 到30日出水量衰减为1m3 h 老塘基本无出水 见图1 初期出水时 在运顺850米低凹区形成60米长的积水区 积水深达1 7米 当时有一趟 159mm的排水管和二台30m3 h的排水泵 矿组织排水抢险 在运顺增设一趟 159mm的排水管 同时在850处以及200米处增设排水量总计300m3 h的排水泵6台 进行强排水 2 7月17日出水情况分析 2020 3 26 63 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 2 7月12日出水情况分析 水质分析 出水点水质与上覆基岩风化带及第四系下含水相似 矿化度随时间推移含量指标下降 出水通道分析 工作面在7月12日压架后 处于停采状态到7月17日此处基岩厚在75米 顶板处于长期悬顶状态 导冒顺74 处的断层裂隙向上异常发育 成为上部砂岩裂隙水和风化带裂隙水下泻的通道 后期由于发育于13 1煤层顶板上32米处的巨厚花斑粘土岩遇水膨胀 出水裂隙弥合 连通不畅 出水水源补给不再充分 顶板砂岩裂隙水快速疏干后 出水量急剧下降 见图 2020 3 26 64 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 2 7月17日出水情况分析 出水水源分析 17日出水后 随着出水时间的推移 矿化度下降 Cl 含量上升 SO42 含量下降 说明有较浅层的水补给 从出水整个过程 可认为出水水源为砂岩裂隙水 有上部基岩风化裂隙带水和第四系下含水补给 出水原因分析 7月12日停采到21日刷帮结束 工作面一直处于漏顶 冒顶状态 工作面60 120 架顶漏冒顶高度达13 6米左右 宽度有7 8米 恢复回采后局部架顶继续漏顶 因而造成顶板冒落带和导水裂隙带异常发育 局部导水裂隙带可能达到基岩面 直接与松散层下部含水层连接 2020 3 26 65 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 3 8月11日出水情况分析 工作面状态及压力显现 1113 3 工作面在8月11日回采到轨顺156 6米 运顺156 8米处 在24 25 之间见一落差0 9米的正断层 采高在4 0 4 8米 出水时无明显压力呈现 只在24 架处由于断层形成冒顶 冒顶岩石为薄层砂岩夹有泥岩条带 2020 3 26 66 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 3 8月11日出水情况分析 8月11日9 15 在19 27 顶板断裂出现冒顶 同时发生溃水 初期出水在24 25 架缝间 后扩散到19 27 瞬间水量达200m3 h 在11时13时 15时水量在80m3 h 23 30时水量衰减到60m3 h 12日6时 水量衰减至45m3 h 13日7时出水量为20m3 h 15日水量衰减至2 3m3 h 在18日 老塘向外出水量在2 3m3 h 到23日老塘基本无出水 见图 2020 3 26 67 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 3 8月11日出水情况分析 水质分析 出水点水质与7月17日出水水质基本一致 出水通道分析 导水裂缝带上覆砂岩层储存大量7月17日出水后因花斑泥岩层未流出的积水 在回采到8月11日位置 工作面下部突然顶板离层来压 砂岩层储存的积水顺断裂面 24 见H 0 9米的小断层 突然涌出 出现初期瞬间出水量达200m3 h 单向衰减极快的出水现象 几天后 储存的积水即被释放完毕 工作面无水 出水水源分析 以水质变化看 初期矿化度含量指标以及SO42 含量指标较7月17日出水时相似 结合顶板岩性组合关系 出水现象等分析 此次出水的水源为7月17日出水后因花斑泥岩层阻隔未流出来储存在上覆砂岩裂隙中的积水 间接水源为基岩风化带和第四系下含水 2020 3 26 68 砂岩裂隙水水害案例 三 顾桥矿1113 3 综采工作面出水情况 4 两次出水情况分析 由于工作面压架 使顶板长期处于悬顶状态 顶板支撑力不够 出现沿煤壁处断裂切顶 切顶裂隙发育到老顶砂岩以及基岩风化裂隙带 伴随裂隙向上发育的过程 出水涌水量呈现先小后大 再变小的现象 后期巨厚花斑泥岩遇水膨胀 阻隔了上部水源的充分补给 使水量衰减 恢复回采后 由于压架时顶板超高冒落形成的异常发育的导水裂隙带 将基岩风化带和松散层下含水导入花斑泥岩上部的砂岩裂隙层中 形成大量积水 后因工作面下部突然整体来压 砂岩裂隙水顺断裂面突然溃出 形成集中突水 几天后砂岩积水释放完毕后 出水消失 返回 2020 3 26 69 7月17日1113 3 工作面出水衰减曲线图 返回 2020 3 26 70 8月11日1113 3 工作面出水衰减曲线图 返回 2020 3 26 71 1113 3 工作面 三带 示意图 返回 2020 3 26 72 1978年4月8日 潘一矿东风井及井底车场 系统巷道 因突发井筒破裂出水 出砂 井筒及全部巷道被淹 被淹后井筒内水位距井口仅5m 该次井简破裂出水 最大水量5000m3 h 平均涌水量1067m3 h 总出水量约16000m3 1 事故经过潘一矿东风井采用冻结法施工 井筒直径6 5m 井深381 7m 穿过厚292 46m的新生界松散层 竣工停冻13个月后 井深282m处的冻结壁开始解冻 且冻结融化深度不断同上发展 井壁水压不断增大 在井深233m 242m 253m处井壁发生破坏 井筒涌水不断增大 1978年1月25日涌水量为2m3 h 4月8日被淹前增至145m3 h 当井壁出现一个宽500mm 高220mm的突破口时 从外壁直通内壁 连水带砂涌入井筒 15个小时后 东风井及井底车场 采区巷道全部淹没 水位上升至距离井口5m左右 由于井壁外水 砂 砾石向井内涌入 井壁外形成空洞 井口外北侧地表出现一塌陷坑 深约2m 直径约3m 井口周围地表普遍下降 最大下沉84mm 2 事故原因 井筒设计不合理 没有根据不同地层 含水层等地质条件 因地制宜的设计井筒 而是一律采用现浇钢筋混凝土 管理制度不严格 施工质量不好 井壁质量低劣 潘一矿东风井井筒出水事故 返回 新集 4 18 以及潘三矿 2 18 出水事故 谢桥矿副井 11 24 出水事故 2020 3 26 73 1 事故经过谢桥矿副井 1984年6月开工 1991年5月建成 井口标高 26 2m 井筒净直径8 0m 井深772 2m 松散层厚301 5m 井底层位为16 1煤层底扳泥岩 1988年11月24日 井筒施工至累深442m位置时 出水量突增至240m3 h 之前为16m3 h 随后进行排水 并于1989年元月份至2月25日又进行了壁后注浆和工作面预注浆 注浆结束后水量降至28m3 h左右 至1999年3月中旬恢复施工 2 事故原因 l 井筒施工揭露煤系砂岩裂隙含水层时 因受新生界松散层中含水的补给 砂岩裂隙水直接进入井筒 2 排水能力不足 3 对砂岩裂隙导水通道的危害性认识不足 防治水措施针对性不强 谢桥矿副井 11 24 出水事故 返回 新集 4 18 以及潘三矿 2 1