矿井水灾的处理(贾永胜)PPT课件.ppt

矿井水灾的处理 主讲人 贾永胜 1 随着我国煤炭工业的发展和矿井开采水平的不断加深 矿井开采的水平地质条件变的越来越复杂 使得我国煤矿防治水的形势和治理难度逐步升级 使全国的煤矿突水事故及矿井突水量有逐年增加的趋势 突水类型也趋向多元化 据统计 近年来我国煤矿一次死亡3人以上的事故中 以死亡的人数计算 水害事故占20 仅次于瓦斯和顶板事故 位居第三 从充水水源看 来自老空水的占60 以上 尤其是近年的水害事故中 老空水水害事故占得比例更大 2 矿井水灾的定义 矿井突然涌水所造成的灾害称为矿井水灾 也称矿井水害 3 矿井水灾的几个基本概念 矿井水 矿井突水 矿井水灾 岩石的透水性 含水性和给水性 含水层和隔水层 4 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统称为矿井水 5 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 陷落体 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 6 矿井水灾凡影响生产 威胁采掘工作面或矿井安全的 增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井 都称为矿井水灾 7 4 岩石的透水性 含水性和给水性岩石让水通过本身的这种性能称为岩石的透水性 在数量上以渗透系数来衡量 渗透系数是岩石的水文地质参数 它不仅是衡量岩石透水性强弱的指标 而且是评价地下水资源和计算涌水量的主要参数 岩石的空隙性决定了岩石的含水性 岩石的含水性时指岩石在其空隙中含水量多少的特征 当岩石的空隙完全被水充满时 岩石的这个含水量称为饱和含水量 在重力作用下饱和含水的岩石能自由留出一定的水量 这种性质即为岩石的给水量 8 5 含水层和隔水层在某些岩石层中存在许多空隙 如孔隙 裂隙或溶隙 这些空隙之间又相互连着 当大气降水或地表水渗入地下时 岩土层中的空隙就成为地下水聚集的场所 这些既含地下水又透水的岩石层成为含水层 而有些岩石层十分致密 不仅地下水难以渗入 而且使其上下部含水层中得地下水无法透过而起着阻隔作用 这些不透水的岩土层称为隔水层 9 处理矿井水灾 矿上救护队的任务是抢救受淹和被困人员 防止井巷进一步被淹 恢复井巷通风 一 处理矿井水灾救护队的行动原则 我们从以下几个方面来讲 二 处理矿井水灾事故中 救护小队长应注意的问题 三 透水后 遇险人员生存条件的分析 四 援救遇险人员的措施 10 1 首先到达现场的救护小队的行动2 采掘工作面透水时应注意的事项3 抢救被水困住的遇险人员时注意的事项4 处理上山巷道出水时应注意的事项5 如全矿井或水平有被淹危险时应注意的事项 11 首先到达现场的救护小队应立即了解灾区情况 包括水源 事故前人员分布 井下人员生存条件及进入该地点的通道 依据井巷布置及出水标高 计算被堵人员地点的高程 空间容积 氧含量 瓦斯含量 推算救出人员最长的时间 供指挥部定制方 12 采掘工作面透水时 救护队一个小队应逆水进入下部水平救人 一个小队进入上部水平救人 13 抢救被水困住的遇险人员时 在加大排水能力或泄水措施都不能在短期生效时 可利用打钻孔 开小巷的方法 供给遇险人员新鲜空气 饮料 食物及救人 如所在地点低于透水后的水位时 禁止打钻孔 泄压 防止井下水串通扩大灾情 14 1 防止处理事故时 发生二次透水或积水淤泥的冲击 2 突水点的下方 即救护人员进入处以下 应有待存水及沉积物的有效空间 3 保证人员在抢救中的通讯联系和安全退路 4 处理事故时作业地点 应有安全设施 如躲避处等 处理上山巷道出水时应注意 15 当矿井透水量超过排水能力 水位逐渐上升 全矿或水平被淹危险时在下部水平人员撤出后 可以向下部水平或采空区放水 如果下水平的人员尚未撤出 而上部水平的排水设备又受到被淹的危险时 可装有粘土 砂石麻袋构成临时放水墙 堵住泵房口和通往下部水平巷道 16 1 透水威胁水泵安全 在人员撤往安全地点后 小队的主要任务是保护泵房不致被淹 2 小队逆水流方向前往上部没有出口的巷道时 应与在基地监视水情的待机队保持联系 当巷道有很快被淹的危险时 严禁冒险继续前进 应立即返回到安全地点 并向基地报告 3 进入灾区进行侦察 抢救人员时 要时刻注意观察巷道围岩 支架情况 防止冒顶和掉底 4 救护队员需经过积水巷道时 应十分慎重 选择熟悉水性 了解巷道情况的队员通过 并作好标志 以便安全返回 17 矿井发生水灾后 往往会有人员来不及撤退 就被围困在井下的特点 矿山救护赶到事故现场后 要争分夺秒 积极抢救被围困在井下的遇险人员 当外部水位高于遇险人员所在地时 并不一定遇险人员就失去了生存条件 因此 为了避免或减少遇险人员的伤亡 救护队指挥员在抢救人员时 要根据图纸资料和调查研究 判断遇险人员所在地的位置 高程 人员的生存条件 以便制定正确的作战方案 18 一 对遇险人员所在地点进行空气质量分析矿井发生水灾后 会出现两种情况 一是遇险人员所在地点比外部水位高 人员不会被淹没 二是遇险人员所在地点比外部水位低 这也会出现两种可能 一种是井巷淹没 人员遇难 一种是人员所在地形成高压空气区 阻止了水淹 人员有生存条件 但不管出现了什么情况 特别是遇险人员所在地高于水位时 必需对空气进行分析 确定排水所需要的时间 1 氧气减少量的计算正常空气中得氧气含量为20 96 当氧气下降到10 12 时 呼吸困难 因此把10 的氧气含量作为人员生存的下限值 由于灾区水封 没有新鲜空气补给 在遇险人员呼吸耗氧的作用下 使氧气越来越少 如对减少氧气的其他因素不考虑 氧气就只用于人的呼吸 人员平卧不动 每人每分钟耗氧量为0 237L 可以用来计算灾区的氧气减少量 19 实例1 1981年12月19日 晋城北西煤矿两名人员 在井下被困16天被救出 其避难地点比外部水位低8 32m 实例2 1971年6月19日 平顶山马道煤矿13人在井下避难100小时被安全救出 他们躲避地点比外部水位低54m 其内空气压力达0 64MPa 这些事实都表明 突水事故发生后 有些地点具有人员生存条件 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遇难地点 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 及早营救他们 实例3 1998年5月20日 内蒙古乌海市桌子山矿区地面暴雨水冲入巴彦乌素矿井下 13人被困 其中一人于6月23日生还处井 在井下避难34天 避难地点气压达0 5MPa 20 2 二氧化碳增加量的计算正常空气中的二氧化碳含量为0 04 当空气中的二氧化碳含量增到10 时 人员呼吸困难 因此 把二氧化碳上升10 作为人员生存的上限值 如果对其它二氧化碳增加因素不考虑 二氧化碳的增加就只能来源于人的呼吸 遇险人员平卧时 每人每分钟呼出的二氧化碳为0 197L 可以计算出灾区的二氧化碳增加量 3 其它有害气体的影响根据平时的资料预测灾区的其它有害气体 如一氧化碳 硫化氢 氧化氮和二氧化硫等 得增加量和对遇险人员的影响 一般来说 一氧化碳 0 04 硫化氢 0 02 氧化氮 0 01 二氧化硫 0 02 4 计算灾区空气质量时 是以0 1MPa为准 实际上灾区的压力一般都大于0 1MPa 随着排水工作的不断进行 水位下降 灾区体积也增大 其空气体积也在增加 大于计算值 21 案例 有5名遇险人员在面积为5m 长为10米的独头上山中避难 试估算他们平卧时能生存的最长时间 解 按氧气浓度减至10 所需时间 计算避难地点能供人呼吸的氧气量 设透水前氧气 20 则存在空气的体积为5 10 50 m 供人呼吸的氧气量为50 1000 20 10 5000 L 5人每小时的耗氧量为0 237 5 60 71 1 L h 5人能生存的最长时间为5000 71 1 70 3 h 22 按二氧化碳浓度增至10 所需的时间 计算二氧化碳增至10 时 增加的二氧化碳量 设透水前二氧化碳 1 则50 1000 10 1 4500 L 5人每小时呼吸出的二氧化碳量为0 197 5 60 59 1 L h 5人能生存的最长时间为4500 59 1 76 1 h 在两种计算结果中 取最小值 即此5人最长能避难70 3h 大于此值后 避难地点空气质量已不能满足人员生存的要求 以上是按一个大气压 约0 1MPa 条件下估算的 若避难地点气压大于0 1MPa 可按波尔 马略特定理估算 在平卧情况下 避难地点能生存的最长时间可按下式估算 氧气浓度降至10 时 人员能生存的最长时间T1 V n h式中n 同一地点的避难人数 人V 避难地点 上山 突水前的体积 m 二氧化碳浓度增至10 时 人员能生存的最长时间T的计算公式为T2 7 6 V n h 救灾时选取T1 T2中最小值为允许的最长排水时间 否则须采取其他补救措施 如潜水员送氧气食品 23 二 对遇难人员进行生命能源分析人的生存条件是不断吸入氧气 供给一定量的水和营养物质 才能维持人体的新陈代谢 达到酸碱平衡 根据人体的需要 营养物质主要来源于糖 脂肪和蛋白质 糖类的作用是供给人体热量 每克糖可产生4 1千卡热量 人体热能的60 70是靠糖供给的 脂肪的作用也是供给人体热量 每克脂肪可分解9 3千卡热量 脂肪是人体能量储存的主要形式 蛋白质能促进身体发育生长和补充机体的主要原料 也能供给人体热量 每克蛋白质的发热量也是4 1千卡 水是人体的主要成分 人体的78 是水组成的 如果长期缺水 身体内的酸碱就不能维持 体内的废物不能排除 人体就会发生中毒 矿井发生水灾 虽然食物中断 但只要有空气和水 消耗体内储存的营养物质 就能维持一定时间的生命 为抢救工作赢得时间 一个正常的男子 体内可储存热量约68700千卡 可供38天消耗 为挽救工作提供了科学的依据 长时间在灾区的被困人员 有时饥饿难忍 不得不吃煤块 啃木头 吞棉花 皮带 电缆都成了吃得目标 但这只能把胃撑起来 减少痛苦 不能增加营养 据资料 我国水灾后井下能活下来的是湖南省辰溪惠煤矿的3名矿工 在1948年的一次水灾中 断绝食物32天被救出 山西省阳泉汉河沟煤矿1956年10月24日井下透水后 在灾区有2名被困人员 在27天后被救出并活下来 实践证明 在抢救人员时 时间就是生命 这是千真万确的 24 1 被堵的遇险人员 所处的巷道不能接近时 要利用一切条件 向遇险人员输送食物 饮料和新鲜空气 如打钻孔 使用压风管路等 如遇险人员的所在地低于外部水源是 应禁止使用此方法 以免放走空气 造成局部泄压 引起水位上升 淹没遇险人员 2 如果被堵人员的巷道不具备打钻孔的条件 可考虑派潜水人员 距离不太远时 携带氧气瓶 食物 药品等送往被堵地点 3 抢救长时间被困在井下的遇险人员 禁止用矿灯照他们的眼睛 以免在强光的刺激下 造成瞳孔急剧收缩 导致眼睛失明 4 救护指战员进入围困地点后 可打开氧气瓶提高空气中得氧气浓量 5 发现遇险人员时要注意保护体温 先抬到安全地点 由医生检查 并给予以必要的治疗 等适应环境和情绪稳定后 分阶段运出矿井治疗 6 在运送遇险人员时 要稳抬轻放 保持平衡 以免震动 要注意受伤人员的伤情变化 7 供给遇险人员高营养值的食品和高蛋白的稀软食品 采用少食多餐的方法 逐步恢复肠胃功能 然后正常饮食 8 遇险人员在治疗期间 谢绝亲友探访 以免情绪过度兴奋 影响健康或造成死亡 当矿井或某一区域被水淹后 矿山要立即核查上下井的人数 如发现人员被堵于井下 首先制订抢救人员的措施 25 当矿井发生透水事故时 矿山救护队在抢救受淹矿井和被困的遇险人员时要设专人观测水位的下降情况和有害气体的含量 了解灾情情况 水源 事故前的人员分布 矿井有生存条件的地点 及进入该地点的通道 应计算出被堵人员地点的容积 氧气 瓦斯 二氧化碳浓度和被困人员应救出的时间等 要利用一切条件 向被困地点输送氧气 当井下水位下降到人员可以通过时 救护队要