煤矿水害防治新技术

麻地湾煤业公司防治水培训资料煤矿水害防治新技术山西煤销集团麻地湾煤业公司二0一二年六月1•水害及其研究现状1.1水害现状我国是世界上第一产煤大国，也是世界上煤矿水害最为严重的国家。据统计，自1955年以来，全国共发生较大的煤层底板突水1282次，淹井230多次，死亡10800多人，经济损失高达400多亿元人民币。十六大以来国家制定了《安全生产法》安全实行行政问责制，使得各级党政分成重视安全生产，企业负责人也加大了安全的投入，更新了设备,淘汰了落后的生产力，煤矿总体的安全形势有所好转，煤矿事故和百万吨死亡率在煤炭产量高速增长的条件下有大幅大下降。但是煤矿水害，特别是重特大灾害没有得到遏制，也与煤炭产量同步增长。目前煤矿的水害的特点是：水害死亡率上升。尽管煤矿死亡事故总体上在逐年下降，但煤矿水灾死亡事故却在逐年上升。单次水害死亡率也有上升的趋势，2002年单次水害平均死亡人数为4.74，2003年为5.77,上升了21%。造成的经济损失越来越大。80年代以前淹井的损失数以千万计80年代以后淹井数以亿计现在淹井数以十亿计受水害威胁的矿井越来越多。老矿开采下组煤。新矿开采深度大。水害严重的矿区除业已存在的煤矿以外，潞安、晋城、阳泉等矿区因开采的深度增大，也进入大水矿区的行列。华东，华北和东北的新建矿井水害严重。许多新建矿井的深度都很大，水压很高，例如，神火集团的梁北煤矿第一水平的标高为-550m，水压达6MPa。这些煤矿勘探程度不足，研究程度很低，勘探阶段往往依据传统的观念认为深部岩溶不发育，水文地质条件简单。梁北煤矿的首采工作面刚推进40m就突水810m3/h。条件类似的峰峰矿区梧桐庄煤矿投产以后是面面出水，水文地质条件相当复杂。行政管理到位，研究经费不足。2000年以来针对煤矿的事故，国务院安全生产办公室、国家煤矿安全监察局发布了各种通告260个，对于各种重大安全事故都进行了处理，这使得全国煤矿百万吨死亡率从6.08下降到5.0,可以说行政管理是到位的。但是关系到安全生产的操作标准不健全，技术问题没有解决，或者许多科学技术没有转化成生产力，致使行政管理的技术依托不充分。据检索我国多年来863项目没有一项是关于煤矿水害防治的。。行政管理到位，研究经费不足的另一种表现是行政管理和财政管理脱节。1985年〜1995年煤炭部组织骨干科研部门以工业性试验的形式进行了两个国家重点科研课题为期10年的科学研究，使我国连续10年没有发生任何淹井或淹工作面的恶性事故。1996年国家大幅度削减防治水科研经费后，一年内就有皖北集团任楼煤矿等7对国有重点煤矿被淹。2001年国家安监局充分认识到了煤矿水害的严重性，再次组织产学研进行联合水害预防的科技创新项目研究，并以邢煤集团东庞煤矿为研究基地，得到了邢煤集团的支持和国家的批准，但是没有拨发任何科研经费,使得这个项目流产，最终导致2003年东庞煤矿发生陷落柱突水淹井。应该说国家煤矿安全监察局，煤炭科研单位和企业对问题的认识是正确的,意识是超前的，对该矿的水情是有预感的，但终因经费不足没有避免一场本来可以避免的特大矿井水害。相对落后的防治水技术手段不能满足新的生产要求。近年来，煤矿的采高、采深和工作面的空间尺度都在不断加大，井巷工程的掘进速度明显提高，水害产生的条件、水害威胁的程度以及水害形成的机理都在发生着较大的变化。然而，我国目前的防治水技术和水害预测评价仍然以80年代末和90年初的技术为主，缺乏水情的实时监测和水害的预警方法，现代高新技术没有在煤矿水害防治上得到应用，技术问题没有得到根本解决，是造成煤矿水害居高不下且有所增高的主要原因之一。水害事故高发的主要原因除了管理方面的原因（地方小煤矿老塘透水）之外，就是危险源的探测技术和水害的预测预报的方法不能满足生产需要。所以研究煤矿水害的防治技术很有意义。据国家安监局统计，水害是仅次于瓦斯爆炸的煤矿重大灾害，在煤矿重、特大事故中所占比重较大。2005年全国煤矿共发生水害事故109起、死亡605人，其中1次死亡10人以上特大水害事故13起、死亡360人，分别占全国煤矿特大事故起数、死亡人数的22.4%和20.7%。同比分别上升160%、233.6%;2006年1〜7月，全国已发生煤矿水害事故53起，死亡259人。其中，重大透水事故20起，死亡104人；特大以上透水事故4起，死亡114人。特别是山西省左云县张家场乡新井煤矿“5•18”特别重大透水事故，导致56人遇难。2006年7月15日，国家煤矿安全监察局组成了7个督查组，对山西、四川、贵州、内蒙古、黑龙江、河南、河北7个重点产煤省区，进行了煤矿水害防治安全督查。经督查发现，这些地区的煤矿水害防治基础性工作仍然比较薄弱，一些重大煤矿水害隐患依然存在。综合来看，主要集中在以下几个方面。.煤矿水文地质工作薄弱一些煤矿企业水文地质情况不清，图纸测绘不及时，不准确。古空区、采空区范围不准，积水区域不明，企业冒险生产。山西吕梁市现保留有矿井400个，部分煤矿企业水文地质情况不清。2006年3月18日，吕梁市临县胜利煤焦有限公司樊家山井在整顿期间违法组织生产，发生1起特大透水事故，死亡28人。事故的直接原因是樊家山坑口在发现有透水预兆后，没有落实“有疑必探”，掘进时冒险爆破，导致挡水结构突发式破坏，导通本矿约1万6000m3的老空积水。除了自身水文地质不清，大矿旁边的小煤矿水文地质更不清。一些关闭的小煤矿要么没有留下任何水文地质资料，要么留下的情况与井下实际不符，其开采边界、分布范围、积水空间不清楚o2006年7月5日，吕梁市中阳县雷家沟煤矿发生1起重大透水事故，导致6人死亡。事故的直接原因是雷家沟煤矿生产井在4#煤2402工作面运输巷掘进中，打通了井田范围内的老窑积水，透水量约1000m3。无独有偶，左云新井煤矿“5•18”特别重大透水事故，也是该矿14#-1煤层在作业时放炮震动破坏了附近废弃矿井采空区的隔离带，造成采空区积水倒灌，涌水量约20万m3，导致56人罹难。山西省今年发生的4起特别重大透水事故，无一不是与此相关。（2）•水害防治措施不落实大多数小煤矿没有建立水害防治规章制度。督查中发现，“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治“十六字原则”和“防、堵、疏、排、截”5项水害综合治理措施流于空谈。2006年7月15日，贵州省安顺市紫云县偏坡院煤矿发生1起特大透水事故，18名矿工遇难。事故发生前，主管部门和该矿矿长都知道近在咫尺的雷打石煤矿（已关闭）有老窑积水这一重大隐患，也标注在偏坡院煤矿图纸上；6月份，紫云县县委书记就此问题专门到该矿提出要求；7月13日，该县安监部门也下达了停产整顿通知书，明确指出“邻近老窑积水，需要排除隐患”，矿长签了字，但却没有落实。（3）非法违规开采严重督查中发现超层越界和非法生产仍然比较普遍，一些非法小煤矿，围聚在国有大矿井田范围内，疯狂蚕食着国有资源，有的甚至连国有大矿的保安煤柱也给偷采了。有的国有大矿井田范围内的小煤矿开采范围和开采煤层没有界定清楚，存在着资源交叉、矿界重叠等现象。如山西省汾西矿业集团高阳煤矿周边小煤窑多达42个，这些小煤窑迂回交叉，“曲径通幽”，不仅将高阳煤矿蛀蚀得千疮百孔，而且给防治水工作带来极大困难；四川省广能集团井田范围内，也存在着小煤矿越界开采问题，严重威胁着广能集团有关矿井的安全生产。（4）防排水体系不完善部分小煤矿井下水仓、水泵、排水管路、供电系统不健全，配备标准低，不符合规程要求。有的小煤矿甚至用探煤钻代替探水钻进行探、放水，引发水害事故。很多小煤矿虽然配备了探、放水钻机，但由于担心增加生产成本，实际并未使用。贵州省安顺市紫云县偏坡院煤矿“7-15”特大透水事故前，矿上已经购买了2台探水设备，但却一直闲置着，设备被用来应付检查。督查中发现，大部分小煤矿和县（市）级地区没有应急预案，没有配备相应的应急救援排水设备，更没有进行应急救援演练，一旦发生水害事故，只能束手无策，等待他援。如山西省柳林县郭家山煤矿，编制的应急预案极不规范，表述不准确，根本不具备可操作性，纯粹为了应付检查，更谈不上防治水机构和探放水队伍建设。（5）专业技术人员短缺目前，煤矿地质、水文地质、测量等专业人才严重匮乏。部分从业人员没有只是储备，滥竽充数，得过且过。如山西省吕梁市，乡镇煤矿工程技术人员严重短缺，每矿平均不到1人，大部分煤矿是靠多年从事煤炭生产的老工人指导生产。就连区（县）级煤炭、安监管理部门，也没有1名水文地质方面的技术人员，无法科学合理地指导煤矿企业安全生产。今年山西省吕梁市发生的4起透水事故，都是老空（窑）透水，而且在透水前都有明显的征兆，由于从业人员没有防治水害的专业知识，不仅不能识别明显的透水预兆，而且还违章指挥，使煤矿水害雪上加霜。⑹水害防治认识不高一些地区多年未发生重大水害事故，导致水害防治工作思想麻痹、认识不高。内蒙古属于北方干旱地区，多年来没有大雨和洪水。2006年7月13日，鄂尔多斯市准格尔旗却突降暴雨，引发金利煤矿洪水灌井事故，造成2名矿工遇难。金利煤矿“7•13”事故后，鄂尔多斯市当即制定并发布了煤矿全面停产撤人、排查隐患等紧急措施。7月14日，相关检查人员在鄂托克旗棋盘井矿业公司三号井检查时发现，该井仍有117人在井下超强度生产，矿上当面承诺马上停产撤人，但检查组走后，矿上仍然组织88人继续生产，检查组杀回马枪时发现问题，现场监督撤人,工人升井2h后，洪水暴发，矿井被淹。1・2我国煤矿水害防治现状我水害防治标志性的工作70年代初，当邯郸矿务局王凤煤矿和淄博矿务局南定煤矿首先触及下组煤开采时，煤层底板水害的防治就引起了技术人员的高度重视，当时，煤炭科学研究总院西安分院同邯郸矿务局进行了系统的底板试验，发现了底板下伏承压水的导升现象，提出了突水系数的评价指标；80年代在淮南矿务局等地的底板全面观测，发现了采动对底板断层的扰动和底板突水前兆；90年代以后开展了底板测试，发现了底板递进导升现象，提出递进导升的突水理论。每一个时期的水文地质研究和防治水方法都是和当时的水文地质条件和开采方法相适应的。90年代以来国民经济的快速发展对能源的需求越来越大，煤炭资源的开采强度也随之剧增，大采高、放顶煤等新的开采方法应运而生；华北东部老矿区的深度开发，高承压、大采深使得煤矿水文地质条件日趋复杂；煤矿集约化生产的规模越来越大，在引发新的水文地质问题的同时对防治水技术，特别是对高新技术也提出了更高的要求。现拟根据我国90年代煤矿实行集约化生产以来所引发的新的水文地质问题，论证煤矿防治水对高新技术的需求，旨在为国家政府机关和企业管理部门对煤矿防治水的决策提供依据，为减少我国煤矿的各种水害事故，实现高产高效献计献策。1・3我国煤矿面临的新的主要水文地质问题大深度高承压开采产生的新的突水通道。大采高和放顶煤开采产生的超大顶底板破坏程度。干旱地区的保水采煤。湖海下采煤防水的煤岩柱。1・4我国煤矿防治水的新技术我国自90年代实行高产高效以来，煤矿防治水的新技术主要包括以下四个方面的内容：探测技术：由于现代化的开采方法和复杂水文地质条件下的开采对煤矿水文地质条件探查的要求越来越高，90年代以来许多出现了许多新的水文地质物探方法，主要有：电法探测，地震探查和钻孔雷达透视等。电法探测。电法探测的新技术主要有矿井音频电透视和瞬变电磁技术。音频电透视技术是上世纪90年代末开发并应用于煤矿工作面顶底板富水性异常体探查的新方法，它以岩层的导电性差异为基础探测含水构造。音频电透视法采用的多频点音频技术既可探查水文地质异常的平面位置，又能确定其立体形态，最终以CT成像法方式显示出来。该技术已在山东、河北、江苏、安徽、陕西、山西、四川、新疆、湖南等九省（区）的20个矿务局40个矿近100个工作面得以推广应用，均取得了良好的效果，避免了数次突水淹井等重大灾害性事故的发生。瞬变电磁法（TEM）是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次电磁场，在一次脉冲场间歇期间，使用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其物理基础为电磁感应原理，即导电介质在阶跃变化的激励磁场的激发下产生涡流场的问题。由于感应二次场的衰变规律与地下地质体的导电性有关，通过研究二次场的衰减规律可以探测到地下地质异常体。该技术过去主要应用于地面勘探，近几年开始应用于矿井下，在山东、两淮、峰峰等地矿区应用广泛。地震探查。随着数据处理技术的提高，自90年代以来高分别率三维地震勘探新技术在我国较为广泛的开展起来。这种方法不仅能够查清断距大于5m的小断层，还可以探查典型陷落柱。地震方法在煤矿防治水应用的另一种形式就是井下曹波地震探查。曹波地震法是利用弹性波在不同密度的地层界面上产生的并沿该界面传播的全反射波进行地质异常探测的。它可以准确地圈定工作面或采区范围内的陷落柱边界，对煤矿防治水工程部署具有重要意义。钻孔雷达透视。该技术是瑞典和加拿大开发出的新技术，它是通过钻孔中发射和接收雷达波来探测钻孔间的水文地质异常体。其应用条件是灰岩等电阻率较高的地层。该技术对于探查钻孔之间的导水断裂和陷落柱等强流渗通道具有很好的效果。原位应力探测。原位应力探测是根据套筒致裂原理测量煤层底板采动前后的静态、动态原位地应力、岩体的破坏强度和底板破坏深度的方法。这一方法为采前模拟计算，评价工作面底板的水情提供了数据。监测技术:90年代，应煤矿现代化生产的需要，华北科技学院和西安煤炭研究院成功地研制了煤层底板突水前兆监测系统。该技术是根据煤层底板深部超前破裂现象，监测底板的应力、应变、水温、水压和弹性波速度等突水前兆，再根据底板承压水递进导升的突水机理，通过模拟计算实现对突水的预测预报。1.5高产高效煤矿对防治水新技术的需求对探测技术的要求尽管90年代以后研发了许多种煤矿水文地质探测仪器，但尚有许多问题没有解决。首先是煤层底板承压水初始导升高度和隐伏导水裂隙带的探查问题没有解决。由于初始导升高度和导水裂隙带对于底板突水的评价和底板突水监测位置的选定起着非常重要的作用，因此对其准确的探测显得尤为主要。然而不论是电极电位、瞬变电磁还是音频电透，因其探测空间的体积效应和井下的众多干扰因素，目前尚无法的探查到它的准确位置和高度。钻孔雷达透视因砂页岩的电阻率而无法使用，这给煤矿有效的防治水带来了一定的困难。目前某些科研单位和教学部门针对这一问题正在试验微震或声发射系统，试图从裂隙扩展方面扑捉导升高度的变化，以达到水害预报的目的。对潜在导水通道的探测除物探方法以外，化探也是有效的方法之一。由于威胁煤矿安全的导升是灰岩水沿隔水层裂隙带内的入侵现象，灰岩水的某些化学指标，特别是放射性指标不可避免地要在一定的范围内有所显现，如何利用这些化学指标探查这些潜在的导水通道，以便制定有效的防治措施，是高产高效生产对防治水工作的新要求。目前已经有科研人员在这一方面进行试验性研究，试图研发出高精度化学探测仪，以无创的形式探测底板隐伏导水通道。其次是对陷落柱的探测。尽管高精度三维地震勘探对陷落柱有一定的效果，但由于陷落柱充填物的似层状结构，使得探测精度和准确度不高，仍有很大部分的陷落柱探测不到，这不仅对工作面的布置带来影响，而且也对给煤矿带来难以估量的水文地质灾害。为了弥补三维地震的这一缺陷，某些物探科技人员已经开发了一套地震资料的动态处理和解译方法。我们知道三维地震资料信息量巨大，目前我们利用仅是其100多种信息中的几种，尚有大量信息没有得到利用。地震资料的动态解译就是根据生产种揭露出来的新的地质信息对原有数据进行再处理，使某些有用信息得到增强，噪音得到过滤，使得资料的解译更加准确，精度更高。这不仅能够解译出更多的小断层而且还能够更解译出更多的陷落柱。1.6对水害预警技术的要求高度集约化生产要求煤矿具有更高的水害预警能力。90年代初我国技术人员尽管研制出一套工作面底板突水前兆监测和预测系统，但由于八五计划以后国家对煤矿防治水技术研究的投入大幅度减少，这项很有意义的研发工作没有继续下去，仍然停留在单点监测阶段，模型也停留在二维岩水耦合模型上，不能处理工作面内部任意产状的不连续面问题。应用也仅限于煤层底板突水一种类型上，不能监测和处理陷落柱和老塘的突水问题，这对于工作面越来越大的现代化矿井来说是远远不够的。针对这种情况华北科技学院已经初步研究成功煤矿水害预警系统，并在安徽恒源煤电集团试验成功。该系统是煤层底板突水前兆监测和预测系统的更新换代产品。在软件上增加了对冲击水压的处理、三维状态下工作面内部任意产状的不连续面问题处理的功能。对于不同计算结果的处理上增加了专家判定系统。在水情的危险性判别方面增加了预警级别划分内容。硬件上在原有的探测指标上增加了位移、水的特征离子监测指标。在应用上，增加了多点监测，陷落柱突水和老塘突水预警内容；在数据采集和监控方式方面增加了远程多终端监控功能。因此该系统不但对煤矿水害预防更加实用，而且对突水判别更加准确。对确保煤矿安全，高产高效具有很大的意义。另外，由于物理预警受到许多限制……。化学预警的研究已经开始研究……。综上所述，我们可以看出：我国煤矿水害问题依然严重，水害造成的死亡率在逐年上升，水害造成的经济损失据高不下。大采高和大采深开采产生了新的水文地质问题。大采深高承压条件下的开采使得煤层底板突水频率和突水强度增大。大采高开采使得破坏远上方含水层，而目前的计算方法和规程不使用新的采煤方法，给水文地质条件评价和防治水方法的确定带来了困难。国家煤炭的生产中心的向西部倾斜，产生了保水采煤的新问题，这一问题在毛乌素沙地外围尤为突出。高产高效生产对煤矿水文地质提出了更高的要求，煤矿隐伏突水通道探查和水害预警系统迫在眉睫。煤矿防治水的科学研究需要企业的支持，科学是第一生产力，企业为与自己有关的科学的投入，将使新的技术首先用于本企业的生产中，最先创造价值，提高自身在市场竞争中的地位。我国煤矿主要水害类型及其防治3.1顶板水3.1.1水害因素及致灾机理顶板水害是煤层顶板含水层因采掘涌出而造成的灾害。它包括三种形式的水害：顶板裂隙、岩溶水害，顶板上方冲积层水害，顶板次水水害。顶板裂隙、岩溶水害是处于冒裂带中的含水层水在采掘过程中涌入矿坑的现象。顶板含水层有砂岩含水层或灰岩含水层。顶板砂岩含水层水害在我国的山东枣庄、兖州、肥城、新汶，皖北的刘桥一矿、刘桥二矿，江苏的徐州、河北的开滦，陕西的长武等矿区最为严重；顶板灰岩水害在河北的峰峰、邢台、井陉等矿区最为严重顶板裂隙、岩溶水在我国造成的水害在我国频繁发生。3.1.2顶板次生离层水害一一新型水害淮北矿业集团公司海孜煤矿745工作面于2006年5月21日发生了顶板砂岩水溃入式突水事故。强大水流瞬间涌出，冲出工作面下部顶板矸石400多方，沿途所有具有一定坡度的巷道底板严重冲刷，5名工人未来及撤离而遇难。水流到达石门口运输大巷时，最大淹没深度在水沟盖板上0.4m，测算前18分钟平均涌水量在3887m3/h以上。水害的原因是上覆30m地层为砂岩透镜体，36m上方为具有的火成岩床，顶板砂页岩地层和厚层砂岩、火成岩床发生离层 积水 溃爆 致灾。。这种罕见的水害仅在裂隙带上方为坚硬岩层(砂岩、火成岩床)的情况下会发生。3.2顶板水害的防治方法3.2.1顶板砂岩水的防治方法⑴预疏干在开采前在工作面的上下巷向顶板施工钻孔放水疏干。疏干提前量要计算和实验确定，一般要提前月3个月。采动疏干当工作面顶板的砂岩的厚度较大但渗透系数较小时，顶板难以疏干，而在开采过程中顶板水泻出，严重时，工作面如瓢泼大雨，致使工作环境恶劣，设备受损，寿命缩短，工作效率低下，这种情况下可以利用工作面的超前破裂进行疏干。充气疏干如果顶板为古近系或新近系半固结砂岩可采用充气疏干相结合的方法。即在工作面的上巷施工充气钻孔，在工作面的下巷施工疏干钻孔。顶板灰岩水的防治利用保护层顶板有保护层时，改变采煤方法，降低冒裂带高度，使得含水层不被破坏。避开、封堵地下暗河(南方)示踪分析、钻孔雷达透视、地面瞬变电磁探查地下暗河，避开或封堵地下暗河。例如，贵州新田煤矿……疏干或帷幕灰岩薄或富水性弱时，疏干。灰岩富水性强时，注浆帷幕上覆沙层水防治(1)防水煤柱按照国家规定留设煤柱，但在特殊构造区要超过国家规定留设，例如皖北祁东煤矿……。疏干水量不丰富，则疏干，如毛乌素沙地。水量丰富，留设煤柱。如果不符合上述条件，要提高回采上限，注浆改造含水层，井下放水。3.3陷落柱、断层水害陷落柱作为导水通道，是奥灰水开采空间发生了联系，由于奥灰含水层厚度巨大，其造成的水害是巨大的。例1：河北邢台东庞矿2903工作面下巷陷落柱突水淹井灾害。2003年4.12日2903工作面掘进至750m处时，迎头片帮、涌水,2小时后水量达2500m3/h,巷道被淹，7小时后水量大30000m3/h，11小水后水量水量增值70000m3/h,矿井被淹。水源为奥灰含水层，水温为41°C,通道为陷落柱陷落柱水害的治理（1）水闸墙在可疑的倒水陷落柱巷道筑建水闸门。例如皖北矿区的任楼煤矿的7218工作面机巷。3.3地表水害地表水害是地表水体通过裂隙、落水洞、井筒等通道涌入矿坑造成灾害的过程。通过裂隙涌入矿井造成灾害在我国华南型煤矿时常发生，特别是在四川南桐矿区、江西乐坪矿区、湖南斗笠山、连邵等矿区最为严重。这些矿区的矿井涌水量随降雨量的增加，在暴雨季节往往造成灾害。90年代我们在四川南桐煤矿做研究时发现将降水导入矿井的主要通道之一是落水洞。我们知道落水洞往往和地下暗河相连，但由于该地区地壳经过多起抬升,形成了多层地下暗河，上层地下暗河已成为干河，井下巷道揭露时无水,落水洞也不在低洼地带，多被泥土充填。巷道揭露时呈软泥出现，这些软泥在暴雨时变成稀泥，开始流动，继而突发性的大量涌水，造成灾害。最简单的治理方法是在地表山上寻找落水洞，对其灌入粘土，效果特好。在江西乐平矿区地表河流通过裂隙和井下连通，雨季河水上涨时，矿井涌水量增加。2004年。…地表水害的另一种形式就是河流灌入井口。这对于小煤矿时常发生，小煤矿的井口多位于沟谷处（为了减少掘进量），平时无水，当遇到50年一遇，或百年一遇的暴雨时，沟谷成为河流，大水灌入矿井致灾。90年山西有多个小煤矿因此而被淹没，死亡多人。。地表水因裂隙导入井下致灾在北方煤矿也有发生，例如2003年，新疆伊利某矿区顶板裂隙造成砂石水俱下，16人被埋。。对北方深井这种事故也有发生，2009年4月19日淮南新集能源集团公司板集在建煤矿发生顶板涌水、淹井。该矿井深约800m，出水点深度约694m，出水后地表出现塌陷，村庄房屋破裂，地板砖翘起。如此深度的出水在我国还是首次出现，其成因尚不清除。地表河流涌入矿坑灾害不仅发生在地方小矿，在国有大矿也有发生，例如8月17日发生山东省华源矿业有限公司（原新汶矿务局张庄煤矿）发生重大溃水事故,17日14时30分洪水通过煤矿用于井下水砂充填的废弃砂井，以50立方米/秒的流量溃入新矿集团华源有限公司（原张庄煤矿）矿井下。该矿发现险情后，紧急撤人，但仍有172人撤离不及困于井下。截至18日零时10分，该矿井下4个生产水平（-860水平、-700水平、-450水平、-210水平）全部被淹，井下所有排水泵全部被淹。死亡107人。事故原因：据事故抢险指挥部介绍，8月17日，新汶地区突降大雨，造成汶河水位暴涨，冲毁汶河大堤50米左右。14时30分，洪水通过煤矿用于井下水砂充填的废弃砂井，以50立方米/秒的流量溃入华源矿业公司矿井下造成事故。3.4老空水害老空水害是老空区积水突发造成的灾害。老空水害的发生主要是老空区的防水煤柱被破坏所造成的。破坏的原因一是位置不清、水量不清，又不做探放水工程，掘进时误入老空区所致；二是开采煤柱，许多凋煤矿以开采煤柱为生，开采时对其它煤矿的老空区位置不清，造成灾害；或正常采煤时对煤柱的破坏无法估计、缺乏监测和保护措施。震惊国内外的广东梅州大兴煤矿的透水事故；三是对顶板的冒裂带计算错误，例如内蒙某矿顶板老空水涌出，死亡17人的灾害。此类灾害主要发生在地方小矿，近20年来煤矿重大和特别重大水害事故都属于这一类。案例不胜枚举。。3.5底板水害3・5・1底板突水机理底板水害是华北C-P煤矿区和华南P煤矿区特有的水害。在华北煤矿区,煤层受到下伏太原组薄层灰岩、奥陶系巨厚层或寒武系白云岩的威胁和危害。在采动过程中，灰岩水通过断层、裂隙或陷落柱突出，造成灾害。由于底板水害影响巨大，对底板突水的研究较早。70年代在邯郸王凤煤矿和峰峰一矿进行了大量工作。。提出了突水系数的概念。。80年代在淮南新庄孜煤矿做了系统的底板观测；80-90进行了底板注水试验和超声波测试；90年代进行了底板应力、应变、水温、水压观测；2000年以后开展了预警。提出了：递进导升的突水机理承压水在煤层底板的递进导升现象承压水在“完整”煤层底板递进导升的探测②超声波探测。钻孔的深度为：20m（距离徐II灰约3m）探测过程是：探测从孔深5m开始，每隔lm作为一个注水点。工作面前方35m开始一一过后115m结束。超声波探测从5m孔深开始，每0.5m布置一个测点，与注水试验同步观测。3・5・2断层底板的递进导升观测3・5・3煤层底板递进导升突水的实验研究实验表明：采矿对断层底板的影响程度大于完整底板，断层的深部最先受到扰动，扰动逐渐向上发展，由于所模拟的断层具有导升高度，因此导升是递进发展的。这种超前的扰动或破坏正是底板突水的前兆，是底板突水的预测、预警的依据。4•煤矿水害的预警技术是通过对煤矿的致灾因素的在线监测，和数据处理，对水害进行预报的方法。该方法在我国是最新技术包括：物理预警和化学预警1985年，美地调局和美气象中心联合在旧金山湾地区建立了滑坡泥石流预警系统，据降雨强度、岩土体渗透能力、含水量和气象变化做出判断,预警结果通过气象中心进行广播。1986年2月12-21日，旧金山湾地区累计降雨800mm，他们发布滑坡、泥石流预警，暴雨过后，调查人员检查10处发生滑坡、泥石流的时间和地点，有8处与预报时间完全吻合，这是目前为止世界上最为成功的一次突发地质灾害预警预报。4・1国内监测预警技术研究现状香港地区在边坡详细调查编录的基础上，采用雷达图像解译小范围地质构造和岩土结构，从而确定滑坡发生的潜在区域。指出香港地区根据近20年有关资料的分析研究得出：当日降雨强度小于100mm时，香港地区很少发生滑坡（少于10次），而当日降雨强度大于270mm时，每次暴雨都诱发较多的滑坡（一天内所报导的滑坡事件超过10次），并且当小时降雨强度超过70mm时，滑坡的数量及其严重性将会激增。成都理工大学以200mm/d作为四川盆地地区暴雨滑坡的临界强度；文宝萍等通过对陕南典型滑坡的数值模拟得出该区临界暴雨强度为75mm/d;近30年的降雨及滑坡资料表明：鄂西地区滑坡的临界降雨强度大致为100mm/d。简易裂缝观测法，仪器观测法（对监测桩（墩）距离测量），钻孔深部位移观测，地下水水位观测等。许家美（2005）开展了重庆涪陵区谷水溪滑坡监测与预警研究，以重庆涪陵区谷水溪滑坡监测为例，对裂缝观测法在滑坡监测中的应用做了探讨。通过布设裂缝观测标志，按监测周期采集数据，对裂缝观测数据进行统计分析，并成功地做出预警预报，使100余人安全撤离；减少财产损失1500余万元，运用裂缝观测法监测滑坡收到了较好的效果。泥石流灾害监测预警一一线状交通干线和点状重要工程、基础设施以及城镇居民点的群防群测为主一一长江上游水土保持重点防治区泥石流预警系统。地震灾害监测预警一一城市地震预警系统（如墨西哥市、伊斯坦布尔、台北市、横滨市）、铁路地震预警系统（如日本东海道新干线）、煤气系统地震监测与应急控制系统（东京煤气公司1994年就建成了地震监测与震害快速评估系统）、核电站地震预警系统（立陶宛Ignalina核电站、广东大亚湾核电站）。煤矿水害物理预警技术依据理论：煤层底板的递进导升突水机理煤层底板隔水层在薄弱部位存在着一定高度的导升现象，开采过程中在矿压的作用下，底板的受力状态同梁或薄板相似，在