我国煤矿水害防治技术及其应用

我国煤矿水害防治技术及其应用1．煤矿水害的现状我国是世界上产煤量最多的国家之一，原煤总产量的90％以上属于井工开采。然而，我国煤矿地质、水文地质条件总体来讲非常简单，受水害威逼的煤炭储量约占探明储量的27％，仅华北地区受底板承压水威逼的煤炭储量约为160亿t。煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾难之一，其严峻程度仅次于瓦斯，位列其次。长期以来，由于煤矿水害事故而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。例如，1935年5月13日，山东淄博北大井由于巷道掘至与河水连通的断层带，造成突水，最大瞬时水量为648m3／min，350名矿工遇难，矿井停产报废，直到43年后(1978年)才恢复矿井生产。1984年6月2日，开滦范各庄煤矿2171综采工作面发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故，最大突水量为2053m3／min，致使范各庄煤矿及其周边3对矿井被水很快沉没。为救灾复矿，调集了当时基本上是全球范围内最权威的防治水专家和世界上最大的抽水泵进行抢险，其地面注浆封堵工程规模和场面也是空前的。该水患治理工程及相关工作历时近1a，直接间接经济损失超过5亿元。另外，据不完全统计，从20世纪80年月至今的20余年里，我国有近250对矿井被水沉没，死亡近9000人，经济损失350多亿元人民币。仅：t995年至2005年11年间共发生各类煤矿水害事故1391起，死亡5280人，约占各类煤矿事故死亡总数的7．6％。其中，10人以上水害事故105起，死亡1881人，经济损失近210亿元。特殊是最近几年，随着开采条件的变化，各类水害事故发生次数及死亡人数都呈上升势头。2．煤矿水害的类型依据我国不同聚煤区的地质、水文地质特征，结合矿井水危害程度，我国煤矿区可分为6个水害影响区：华北石炭二叠系煤田的岩溶一裂隙水水害区；华南晚二叠系煤田岩溶水水害区；东北侏罗系煤田裂隙水水害区；西北侏罗系煤田裂隙水水害区；西藏一滇西中生界煤田裂隙水水害区；台湾第三系煤田裂隙孔隙水水害区。几十年来，这些地区都大大小小发生过灾难性透(突)水事故。通过回顾总结1995～2005年11年来我国煤矿发生的水害事故不难发觉，我国煤矿各类水害(按矿井充水水源分类)事故包括地表水害、第四系松散层孔隙水害、基岩裂隙水害、岩溶溶隙(溶洞)水害及老空水害。例如：2005年8月19日，吉林舒兰矿业集团五井发生死亡16人的特大水害事故。其缘由就是由于地表水通过已关闭但封闭不好的邻矿主井导入矿井而酿成的。发生在贵州水城汪家寨矿、内蒙古平庄古山矿等透水事故也属于地表水水害类型。

2004年3月7日，新疆哈密煤业集团井采公司二井发生透水事故。其缘由是由于顶板裂隙带导通第四系松散层孔隙水，使第四系水、砂、第三系岩石溃入矿坑，共24人被困，虽经全力抢救也有9人丧生。发生在淮南孔集矿、徐州新河矿的透水事故也属于孔隙水害类型。

2005年10月3日，四川龙滩煤矿发生透水事故，造成28人死亡。其缘由是由于该矿在挖掘巷道时打通溶洞。2003年4月12日发生在邢台东庞煤矿2903工作面的特大型突水事故及淄博北大井、开滦范各庄，还有峰峰二矿、焦作演马庄等很多突水事故均属于岩溶溶隙水害类型。

2005年8月7日，广东兴宁大兴矿发生的新中国成立以来最大的煤矿水害事故(从人员伤亡角度)，致使老窑水溃人矿井酿成121人死亡的惨痛灾难。其缘由是由于采矿引起煤层严峻抽冒，继而破坏防水煤柱。发生在吉林蛟河腾达煤矿、山西陵川关岭山煤矿、徐州旗山矿及山西大同左云县张家场乡新井煤矿的水害事故均属于老空水害类型。2005年5月21日，淮北矿业集团海孜矿745工作面发生工作面顶板砂岩裂隙水突出事故，造成5人死亡。曾发生在徐州大黄山、韩桥煤矿等水害事故均属于砂岩裂隙水害类型。开滦范各庄等几对矿井也都存在较严峻的裂隙水害。3．煤矿水害的特点及水害事故频发的主要缘由依据对1995～2005年我国煤矿水害事故的全面分析，发觉我国煤矿水害有如下特点：(1)虽然各类型水害(按充水水源划分)事故都有发生，但不同地区、不同水害类型的发生频次及危害程度各不相同。总体来讲，北方以底板奥灰岩溶水、老空水突(透)水为主，南方以顶、底板岩溶水、老空水突(透)水为主；地表水体溃入矿井事故在南、北方也均占相当比例；陷落柱、断层、岩溶塌洞等自然 通道及“上三带”、“下三带”、防水煤(岩)柱等人为通道是煤矿水害发生的主要突(透)水通道。(2)随着已关闭矿井，特殊是乡镇个体小矿的大量增加，近几年老空水透水事故明显增多，造成的灾难明显增加，已成为目前我国煤矿水害的主要类型之一。(3)近几年煤矿水害有上升的势头(包括事故起数和伤亡人数)。(4)雨季发生的透水事故约占50％左右。(5)70％的水害事故发生在掘进工作面。(6)从煤矿全部制形式来看，煤矿水害事故主要发生在乡镇煤矿、改制矿井及基建矿井。(7)水害事故给乡镇煤矿带来的人员伤亡惨重，对国有煤矿造成的经济损失巨大。如广东大兴“8．10”矿难死亡121人，山西左云“5．18”矿难死亡56人；邢台东庞“4．12”突水事故直接经济损失近5亿元人民币；峰峰牛儿庄煤矿“9．26”突水事故损失超过3．8亿元人民币。(8)事故发生后抢险救灾难度大，时间长，费用高，社会影响恶劣。抢险救灾一般都需要半年以上的时间，有的甚至矿