老空老窑水害

老空老窑水害老空老窑水害 1 前言 我国煤矿开采历史悠久 许多矿区浅部都有废弃的采空区及小 煤窑 这些废弃的采空区及小煤窑积水后便形成老空 窑 水 这 些老空 窑 水对煤矿安全生产威胁很大 据国家煤矿安全监察局 统计资料 2005 年全国煤矿共发生水害事故 109 起 死亡 605 人 其中一次死亡 3 9 人水害事故 33 起 死亡 158 人 一次死亡 10 人 以上特大水害事故 13 起 死亡 360 人 一次死亡 3 人以上重特大水 害事故 48 起中 属老空 窑 透水 42 起 2006 年全国煤矿共发生 水害事故 99 起 死亡 417 人 其中一次死亡 3 9 人水害事故 40 起 死亡 213 人 一次死亡 10 人以上特大水害事故 5 起 死亡 124 人 一次死亡 3 人以上重特大水害事故 45 起中 属老空 窑 透水 36 起 而 2007 年全国煤矿发生水害事故 63 起 死亡 255 人 而 31 起 较大以上水害事故中 属老空 窑 透水 29 起 死亡 186 人 在 2000 2006 年发生的 61 起特大水害事故中 按水害类型划分 其发 生数量及死亡人数分别占总事故及总死亡人数的比例为 属老空 窑 透水 48 起 死亡 929 人 占 78 7 和 77 7 属岩溶裂隙水 害 9 起 死亡 185 人 占 14 8 和 15 5 属地表水害 4 起 死亡 81 人 占 6 5 和 6 8 表 2 1 由此可以看出 近年来我国煤矿水 害事故透水水源主要是老空 窑 水 因此防范老空 窑 水仍然 是当前最重要的防治水任务 22 23 表 2 1 2000 2006 年全国煤矿死亡 10 人以上水害事故统计表 时间10 人以上水害事故起数10 人以上老空 窑 水害事故起数所占比例 2000 年55100 2001 年10990 2002 年9889 2003 年151067 2004 年6467 2005 年161169 2006 年77100 2 老空 窑 水充水特征 积存在煤层采空区及废弃井巷中的水 尤其是年代久远缺乏足 够资料的老空 窑 积水 是煤矿生产中最危险的水患之一 虽然 老空 窑 水一般存储量较少 只有几十或成百上千立方米 但一 旦意外接近而突然溃出 往往造成人身伤亡并摧毁溃水所流经的井 巷工程 造成巨大的经济损失 老空 窑 水的充水特征如下 1 老空 窑 水积存于生产 开拓水平以上 以静储量为主 且储量与采空区分布范围有关 虽然水量不很大 一般不致于造成 淹井事故 但水量集中 来势凶猛 一旦揭露 就会以 有压管道 流 的形式突然溃出 迅猛异常 具有很大的冲击力和破坏力 对 人身安全危害极大 2 老空 窑 积水区的空间位置一般都很隐蔽 形状很不规 则 深度和层位不一 大小各异 既有连成一片 较易探明的较大 积水区 也有深入腹地孤立存在 很难用钻探查找的较小积水区 老空 窑 积水区的位置 深度不易准确确定 3 有的老空 窑 积水补给缺乏 是一坑死水 有的可以得 到大气降水的补给 并以泉的形式排泄 有的相邻老空 窑 中的 水可能相互连通 没有补给水源的老空 窑 水 短期内即可排干 但当老空 窑 水突然溃入矿井 而且与地表水连通或者因暴雨大 量雨水注入老空 窑 渗入井下时 则可能造成淹井事故 如湖南 马田煤矿高泉矿井 因老窑积水突然溃入造成淹井事故 4 由于老空 窑 中煤层及顶底板岩层中黄铁矿的氧化作用 老空 窑 水可以形成酸性的强腐蚀性水 对矿山设备破坏甚大 特别是那些顶底板碳酸盐岩类较少而以砂页岩为主 交替循环条件 较差的老空 窑 水更易形成强酸性地下水 并含有大量 H2S 气体 老空 窑 水的化学成分很复杂 主要取决于老空 窑 水的补给 排泄条件 老空 窑 的深度 老空 窑 所开采的煤层的煤质及 顶底板岩性和气候条件 老空 窑 水之所以呈酸性 一般均为黄 铁矿氧化所致 在煤层开采以前 处于还原条件下的黄铁矿 是比 较稳定的矿物 但是煤层开采后 在老空 窑 中 这些黄铁矿将 会遇到溶有氧气的水 从而使黄铁矿被氧化 而且老空 窑 水的 氧化条件不同 黄铁矿氧化的结果也不同 这种水质特征可以作为 突水后判断水源的一个重要标志 24 25 5 老空 窑 水除了突然溃入矿井外 在接近老空 窑 时 老空 窑 水也会以淋水 渗水 滴水等形式进入矿井 26 3 老空 窑 水防治 老空 窑 积水隐患 不仅地方小煤矿多的矿井存在 而且在 国有大型煤矿自采自掘的废巷老塘 由于种种原因在本该无水的地 点也意外积存了或多或少的水体 它们意外的溃出也会伤人毁物 因此 对于所有地下开采的矿井 不分东南西北不同地域和水文地 质条件的异同 均会遇到老空 窑 水害问题 实践经验和教训表明 老空 窑 积水的主要防治对策就是严 格执行探放水制度以根除水患 在特定条件下可先隔后放 如老空 窑 水与地表水体或强充水含水层存在密切的水力联系 探放后 可能给矿区带来长期的排水负担和相应的突水危险时 则可先行隔 离 留待矿井后期处理 但隔离煤柱留设必须绝对可靠 煤层顶底 板岩层为隔水层 不会出现沿煤层顶底板岩层的裂隙水绕流问题 防治老空 窑 水要解决好以下方面的问题 3 1 克服麻痹侥幸心理 避免疏忽大意 由于老空 窑 水的分布规律不易掌握 又有突然溃出的特点 如果没有防范意识及措施 原本简单处理可以解决的问题也会酿成 惨痛的水害事故 因此 必须采取严肃慎重和一丝不苟的工作态度 坚持 全面分析 逐头逐面排查 多找疑点 有疑必探 的基本原 则 老空 窑 水害严重矿区的防治经验是 1 探放水工作必须专门设备 专人负责 专题培训 2 坚持有疑必探 没有把握的采掘工程必须进行探水 如探 水工作影响了采掘工程 可采取其他补救措施 但决不能放松探放 水 3 老窑积水水体小 水量小也不可大意 应严格按照规章制 度施工 疏水后或者采取其他措施后方可生产 27 3 2 老空 窑 水调查 老空 窑 水的调查 一定要全面 严肃认真 深入细致 记 录要清楚 并且要反复分析核实 判别可靠程度 指出疑点和问题 许多实例说明 老空 窑 水的调查有多少线索尽量访问多少 并 且要询问清楚被访对象在现场的起止年月 当时的工种和现场情况 以便仔细分析和相互对证 对于老图纸 一定要注意核定成图或填 图的截止时间 要充分估计有关误差 即使资料被认为是相当可靠 使用时也要随时警惕 不能绝对化 一般说 老空 窑 水调查时 要特别注意以下几点 1 井口的确切位置 井深和开采层别 有无 窝口 或 暗 井 反上 下 山石门或穿层石门 因断层对接原因而开采 相邻的其他煤层等 要防止 张冠李戴 把井位弄错 2 煤厚和煤层特征 确切判定实际开采层别 防止把老空 窑 水圈错层 并要分析了解丢顶煤 撇底台或分层开采情况 3 井巷开拓方向 前进距离 确定开采范围 画出示意图 作出详细记录 说明分析审核意见 指出不清楚的疑点 引起利用 资料者的注意 4 积水量和水位标高 老窑之间或同一老窑各片积水之间隔 水煤柱的宽度及上下层的重叠情况 5 积水区与上下煤层充水含水层之间的关系 与地表建筑物 及河沟洼地之间的关系 断层及岩浆岩分布和积水被切割位移情况 等 6 积水区区域的正常涌水量 最大涌水量 补给水源和水质 情况等 28 3 3 认真分析应用老空 窑 水调查资料 缺乏老空 窑 和地方小煤矿开采的积水范围原始资料或者测 绘资料 是老空 窑 水防治难度大且易于发生水害的主要原因 即使是自采自掘有准确测绘资料的国有矿山的老塘废巷积水 也存 在巷道长度记录不准 漏记小盲洞 意外冒顶阻水 下层采动沉陷 重新积水等情况 因此 系统分析和正确使用老空 窑 水的调查 资料 是老空 窑 水害事故防治的一个重要关键环节 当前 不论大井 小井 只要地下掘进采煤 就必须要求积累 准确系统的测绘资料 并做好校对审核工作 标明填图测绘日期 长期存档保管 这是治理此类水害事故的基础 必须引起各级煤矿 生产管理部门的高度重视 把它作为一项安全战略措施来抓 防止 忽视 准确测绘填图 而遗留后患 依据老空 窑 水调查资料 慎重确定 三线 并明确标定在 有关图纸上 必须依据资料的可靠程度 本着 留有余地 以防万 一 的原则 在有关图纸上圈出积水线 积水线外推 50m 150m 划定 探水线 采掘工程进入探水线必须超前探水 对于大片积水区 必 要时还要沿探水线外推 50m 100m 作为警戒线 采掘工程进入警戒 线 必须向不同方向打警戒性探孔 初步控制层位 构造和积水的 可能性 对于有测绘资料作依据的积水区 也要划定积水线 外推 30m 60m 圈出探水线 上述资料和 三线 如同水文地质勘探资 料 要经过逐级审定 然后作为老空 窑 水防治的依据 但即使有了资料和 三线 分布图 应用时仍要随时警惕 不 能绝对化 盲目自信 而要根据现场的新情况 及时重新分析判断 或补充调查 29 3 4 制订合理有效的老空 窑 水防治对策 老空 窑 和地方矿井多的复杂矿区 分管安全的领导和技术 负责人要用相当的精力来千方百计地了解掌握本矿井周围的老空 窑 积水分布情况 各片积水与本矿井各采区之间的隔离情况 要组织有关人员编制有关图件 全盘安排开拓部署和采掘工程 简 单地讲 老空 窑 水的主要防治方法就是 探放 但放与不放 何时探放 怎样探放 这些均是很值得探讨研究的课题 需要从安 全生产的全局出发 根据矿井和老空 窑 水的具体条件 权衡利 弊 作出战略性决策和安排 具体包括以下几个方面 1 当老空 窑 水与地表水 强充水含水层存在水力联系且 有较大的经常性补给水量时 采取 先隔后放 的策略 避开地表 水和强充水含水层的威胁 留待矿区后期处理 以减轻矿井长期的 排水负担 留设的防隔水煤柱要适当加大 绝对可靠 应防止绕流 和渗漏 并在整体开拓部署上创造后期合理回收煤炭资源的有利条 件 2 在必须采用探放水方法才能查明老空 窑 水条件的情况 下 应该清楚地意识到探放水的区域就是危险区域 因此 必须全 盘考虑设置水闸门 墙 人员安全撤离通道和通向地面的两个以 上安全出口 考虑流水和排放瓦斯的具体路线与措施 加强和维护 排水系统 以保证足够的排水能力 确定适当的放水量和放水时间 以避开雨季和其他原因形成的矿井涌水高峰期 加强地面防洪 防 止隐蔽古井筒或采动裂隙突然塌陷溃水 预计地表可能出现的沉陷 裂缝情况 分析对建筑物的影响等 3 因地制宜 提出科学合理 安全的探放水设计 井巷工程 和采区设计要从有利于探放水角度考虑 对水量大 水头高的积水 区 一定要设计采用隔离式的探放水措施 在专用的石门峒室 地 面或井下打穿层钻孔至积水区 利用专用疏水巷放水 把大部分积 水放出 水头降低之后 再沿煤层探放残留的小片积水 隔离式放 水必须要有足够的岩柱 有防止冲刷扩大和控制水量的具体措施 安装套管 水门时 要根据水质情况制订防腐措施 远探远放 是 防止此类水害事故的一个战略原则 采取积极措施做好探放老空 窑 水的工作是老空 窑 水防治的关 键环节 探放老空 窑 水必须遵循相关的探放水原则 必须做好探 放水工程设计 必须制定好探放老空 窑 水作业安全注意事项 并 真正抓好各项工作的落实 探放水原则 煤矿生产是地下作业 地质及水文地质条件错综复杂 由于早 期开采形成老空 窑 积水区 或地质构造因素及其它原因形成各种 形式的含水体 当采掘工作面遇到这些含水体时 往往导致矿井突 水事故 在很多情况下 由于受勘探手段和对客观认识能力的限制 对地下含水条件的掌握还不是那么清楚 不能确保没有水害威胁 这样就需要推断出水害威胁疑问区 并采取措施加以防范 多年来 的实践经验证明 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 的 原则是防止煤矿井下水害事故的正确原则 这些原则同样适应于老 空 窑 水害的防治 探放老空 窑 水除了要遵循上述探放水原则外 还要遵循如下 探放老空 窑 水的具体原则 第一 积极探放 即当老空 窑 水不在地表水体或重要建筑物 下面 排放老空 窑 区内积水不会过分加重矿井排水负担 且积水 区之下又有大量煤炭资源急待开采时 这部分积水应尽量地放出来 以彻底解除水患 第二 先隔离后探放 与地表水体有密切水力联系且雨季可能 接受大量补充的老空 窑 水 或老空 窑 积水量较大 水质不好 酸性大 为避免负担长期排水费用 对这种积水区应先设法隔断 或减少其补给水量 然后再进行探水 若隔断水源有困难无法进行 有效的探放 则应留设煤岩柱与生产区隔离 到矿井生产后期再进 行处理 第三 先降压后探放 对水量大 水压高的积水区 应先从顶 底板岩层打穿层放水孔 把水压降下来 然后再沿煤层打探水钻孔 第四 先堵后探放 当老空 窑 区为强含水层或其它水源水所 淹没 出水点有很大的补给量时 一般应先封堵出水点 然后再探 放水 探放水工程设计 探水或接近积水地区的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它有害气体危害的安全措施 探放水工程设计的主要内容有 探放水巷道推进的工作面和周围的水文地质条件 如老空 窑 积水范围 积水量 确切的水头高度 水压 正常涌水量 老空 窑 与上 下采区 相邻积水区 地表水体 建筑物及断裂构造 的关系等 以及积水区与其它含水层的水力联系程度等等 探放水巷道的开拓方向 施工次序 规格和支护形式 探放水钻孔组数 个数 方向 角度 深度和施工技术要求及 采用的超前距与帮距 探放水施工与掘进工作的安全规定 受水威胁地区通信联系及避灾路线的确定 通风措施和瓦斯检查制度 防排水设施 如水闸门 水闸墙等的设计以及水仓 水泵 管 路和水沟等排水系统及能力的具体安排 水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施 附老空 窑 位置及积水区与现采区的关系图 探放水钻孔布置 平面图和剖面图等等 探放老空 窑 水作业安全注意事项 探放老空 窑 水作业安全注意事项如下 老空 窑 积水区煤层受矿山压力影响和受水长期浸泡 煤层被 压裂 煤质松软 顶板变形 断层带附近岩石受力破碎 打钻时 发现煤岩松软 钻进突然感到轻松 一般是接近水体的象征 这时 候应再次检查防水措施是否完善 可靠 排水设施是否能保证台台 正常运行 当出现片帮 来压时 必须检查巷道支架是否牢固 如 不牢固 要加固支架 在巷道正前方打柱 保护煤壁和顶板 防止 冒顶砸人 在钻眼中水压或水量突然增大以及顶钻时 必须停止钻 进 不得移动钻杆 并要将钻杆固定牢固 更不得拔出钻杆 因为 钻杆固定不牢 高压水就可能将钻杆顶出 碰伤人员 拔出钻杆 钻眼就成为积水流出的通道 钻孔就会被增大的水流越冲越大 将 钻眼冲跨 造成透水事故 钻孔接近老空 窑 区 预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时 必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班 检查空气成分 如 果瓦斯或其它有害气体浓度超过规定时 必须立即停止打钻 切断 电源 撤出人员 并报告矿调度室 及时处理 老空 窑 内常积存有大量二氧化碳 甲烷 硫化氢等有害气体 探水钻孔接近或打透老空 窑 时 这些有害气体可能随时涌出 为 了防止瓦斯事故 必须做到 第一 探水工作面一切电器设备的防爆性能必须良好 第二 加大探水地点的供风量 加强局部通风机 风筒的维护 管理 防止漏风 循环风 并将风筒末端接到探水迎头 对着钻孔 及时吹散瓦斯 避免积聚 第三 加强瓦斯检查 经常检查探水地点的瓦斯含量 掌握瓦 斯动态 以便发现问题及时处理 必要时还要安装瓦斯自动检测警 报断电仪 但不得停止供风 第四 在打钻探水时 如果发现钻孔内没有了回水 首先应检 查水泵上水是否正常 若送水正常 说明已经钻透了老空 窑 区 若无水流出 则应防止有害气体 并用黄泥 破布 木塞等将钻孔 临时封闭 第五 如果有害气体超过规定标准时 必须停止工作 切断电 源 撤出人员 待加强通风吹散瓦斯后 方可继续工作 探放老空 窑 水前 要分析查明老空 窑 水体的空间位置 积 水量和水压 分析查明积水量 要根据图纸或调查资料圈定老空 窑 积 水区的范围 打透老空 窑 区后 要测定钻孔流量 水压 核实水 头高度 在实际工作中 常有淤泥堵塞钻孔降低水压的假象 遇到 这种情况 测压前疏通几次 进行校正 然后估计积水量 放水前 除了分析查明积水量 还要再次检查煤层及巷道顶板变动情况 放 水地点支架及钻孔安全措施 水流路线和避灾路线内的安全 通风 水沟及防排水设施等情况 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 钻孔放水前 必须估计积水量 根据矿井排水能力和水仓容量 控制放水流量 放水时 必须设专人监测钻孔出水情况 测定水量 水压 做好记录 若水量突然变化 必须及时处理 并立即报告矿 调度室 4 在全面了解和掌握老空 窑 水周围情况的基础上 及时 了解周围的采掘工程与积水区关系的变化 抓住重点制订具体措施 既警惕近处又要防止远处水害的出现 3 5 严密组织探水掘进 老空 窑 区积水有分散 孤立和隐蔽的特点 水体的空间分 布几何形态非常复杂 往往很不确切 防治它们的唯一有效手段就 是探水掘进 在有足够帮距 超前距和控制密度的钻孔掩护下 掘 进巷道逐步接近它 最后准确圈定其位置范围 然后利用钻孔将老 空 窑 积水放出来 但是 如果意外接近它们 老空 窑 水的 突然溃出就会酿成水害事故 根据积水区的赋存条件和采掘巷道的相互关系 探水钻孔必须 在巷道的前方 两帮和顶 底都有布置 保证有足够的掩护距离和 密度 防止从探水钻孔之间漏过老空 窑 区 煤矿安全规程规定 超前距一般是 10m 20m 帮距 10m 15m 超前掩护的扇面形钻孔 终 孔间距在平面上不大于 3m 厚煤层在剖面上不大于 1 5m 在煤矿安 全规程规定的基础上 各地根据具体的探水水量大小和水压高低 均规定了不同的超前距和帮距 在警戒性探水掘进时钻孔密度不受 此限制 但在怀疑方向钻探搜索性的长孔时应遵守此限制 在正规 探水掘进时 必须严格按规定办 探水孔之间如用物探手段证实无 老空 窑 区 资料确信可靠 探水孔密度可适当放宽 30 34 探水掘进应该注意以下几个方面的问题 1 探水钻孔的方位 倾角 深度要验收 保证准确无误 连 同钻孔穿过煤层或顶 底板岩层的深度和长度 准确地填绘在大比 例尺的探水图上 1 200 或 1 500 并分析漏失老峒子的可能性 这些可作为批准探水巷道前进的方位和允许前进距离的依据 掘进 时 方位和距离要经常检查和测量 防止偏离和超过 2 探水钻孔要安装套管和水门 钻进前都要进行耐压试验 防止失效 保证一但探透积水可有效控制 3 必须加强探水迎头及顶 帮支护 钻机必须安装牢固 4 探水地点有人员安全撤离的避灾路线 有向受其威胁的相 邻地点发出警报信号的装置 有定期检查有害气体的制度 5 有安全操作规程 规定所有应注意的事项 3 6 特别注意近探近放和贯通积水巷道或积水区 当积水位置很明确或通过 探水掘进 确已接近积水并进行近 距离探放水时 需要特别注意 情况复杂的积水就在身边 稍有不 慎 水害可能立即发生 许多水害案例表明 近探近放积水和贯通积水巷极不安全 必 须确保积水及煤泥浆确已放尽才行 发现近距离探到积水 必须迅 速加固钻孔周围及巷道顶帮 另选安全地点 在较远处打孔放水或 扫孔冲淤 清淤时要制定防钻孔刷大 突然来压顶出钻杆等安全措 施 在老空 窑 区边缘 积水形状是变化多端 极不规则的 峒 子或宽或窄 或高或低 可能留顶撇底 左右拐弯或多条峒子交错 可能局部冒落阻水或积存淤泥 使积水始终放不尽或重新积水 因 此 在掘透老空 窑 区时 必须在放水孔周围补打钻孔 保证在 平面和剖面上都不漏掉积水峒子 各钻孔都能保证进出风 证明确 无积水和有害气体后 方可沿钻孔标高以上掘透 3 7 重视自采自掘采空区废巷积水的探放 这是一个普遍问题 千万不能认为资料相对可靠 就掉以轻心 必须做好以下几个方面的工作 1 对原不积水的区域要分析重新积水的条件和可能 经常圈 定积水区 2 要分析测绘精度和误差 注意可能少填 漏填的峒子 3 不过分自信 盲目进行近探近放 3 8 钻 物探结合 老空 窑 水的探放 工作量很大 尤其是探水掘进 确实耗 工耗时 应该积极采用物探手段 帮助圈定积水区 减少超前探水 的工作量 开展探水孔顶端的孔间透视 以减少钻孔密度 但是 钻 物探结合 必须要以钻探为主 物探资料要有钻孔验