礦井水害防治培訓(xùn)講義

　　煤礦水害是與瓦斯、火災(zāi)、粉塵、頂板災(zāi)害并列的礦山建設(shè)與生產(chǎn)過程中的五大安全災(zāi)害之一。長期以來，因?yàn)?a href=http://www.treasurewfy.com target=_blank class=infotextkey>煤礦水害而給國家和人民帶來的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡極為慘重。特別是近年來，隨著煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤炭資源開發(fā)生產(chǎn)的深度在不斷加大，采煤工作面的空間尺度在不斷增加，礦井采掘速度和機(jī)械化明顯提高，這種高產(chǎn)高效的生產(chǎn)管理方式對(duì)礦井防治水害安全技術(shù)的要求也越來越高。

　　最近幾年來，我們國家的煤礦水害事故發(fā)生的頻率在不斷地增加，造成人員、經(jīng)濟(jì)的損失也是巨大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)在2005年以前的20多年里，全國煤礦共有250多個(gè)被水淹沒，死亡1700多人，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)350多億元人民幣。僅在2005年，全國煤礦就發(fā)生水害事故就達(dá)109起，死亡605人，其中發(fā)生一次死亡10人以上的 特大水害事故就有13起，死亡306人。特別是2005年8月7日，廣東省梅州市大興煤礦發(fā)生的重特大透水事故，造成6人死亡，117人至今下落不明。2010年3月28日，中煤集團(tuán)一建公司王家?guī)X項(xiàng)目部在建礦井時(shí)發(fā)生重大透水事故，153名礦工被困井下，經(jīng)過艱苦不懈地努力，115人被救，48名工人遇難。這一次次水害事故的發(fā)生，告誡我們做好煤礦防治水工作的重要性;這一次次警鐘的鳴聲告誡我們做好煤礦防治水工作的必要性。因此，做為煤礦的生產(chǎn)、建設(shè)者，掌握好、學(xué)習(xí)好煤礦的防治水知識(shí)，對(duì)于煤礦的生產(chǎn)和建設(shè)是十分重要的。

　　在座的各位都很清楚，在井工煤礦的建設(shè)和生產(chǎn)作業(yè)過程中，不可避免地要接近，揭露或波及破壞一些含水層。只要這些工程的場(chǎng)所處于含水層(水體)的水位以下，水體就會(huì)因失去原有的平衡，在重力作用下，以各種形式向井巷和采場(chǎng)涌出。這種涌出的形式有一般性的滴、淋水，也可以是突破性的大量涌出，形成水害。是否能形成水害，這主要決定于作業(yè)場(chǎng)所所處的地質(zhì)構(gòu)造部位，含水層(水體)的富水性，可能補(bǔ)給的水量和水壓，以及各采掘工程對(duì)各含水層的揭露、貫穿或波及破壞的程度。因此，煤礦生產(chǎn)建設(shè)的整個(gè)過程，都存在著與地下水的斗爭(zhēng)，礦井的生產(chǎn)與發(fā)展，都與這一斗爭(zhēng)息息相關(guān)。

　　從目前的形勢(shì)大家都知道，從中央到地方各級(jí)政府對(duì)安全生產(chǎn)的要求越來越嚴(yán)，力度也越來越大。例如公亡賠償金，由于過去的幾萬元到現(xiàn)在的幾十萬元，對(duì)業(yè)主、企業(yè)主由過去的檢討、處分到現(xiàn)在的追究法律責(zé)任等等。這些舉措的實(shí)施告誡企業(yè)主、老板各行各業(yè)抓好安全、重視安全生產(chǎn)是“以人為本”的大事。安全生產(chǎn)這件事不是僅僅靠幾個(gè)領(lǐng)導(dǎo)，幾個(gè)人就能做好的事，它是需要從員工到領(lǐng)導(dǎo)，全員全方位的重視才能做好的事。今天礦領(lǐng)導(dǎo)讓我給大家講煤礦防治水方面的知識(shí)，其目的也就是想通過這種知識(shí)的傳授，讓大家掌握了解礦井防治水方面知識(shí)，從而在礦井的建設(shè)生產(chǎn)過程中，知道怎么樣預(yù)防礦井水害的事故，知道怎么樣防治礦井水害事故，從而保證礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中的安全。

　　今天參加這個(gè)培訓(xùn)班的人員都是基層領(lǐng)導(dǎo)，我認(rèn)為做為兵頭將尾的區(qū)、隊(duì)、班組長以及項(xiàng)目經(jīng)理等這一個(gè)級(jí)別的領(lǐng)導(dǎo)，掌握好這方面的知識(shí)更為重要。為什么這樣說呢?因?yàn)槟銈冎苯宇I(lǐng)導(dǎo)著一些干活員工，經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)遇到這樣那樣各種各樣的問題，解決這些問題需要你們現(xiàn)場(chǎng)拍板、確定。如果你們?nèi)狈ο鄳?yīng)的知識(shí)，你就會(huì)無從下手解決這些問題，或者失去了戰(zhàn)機(jī)，造成不必要的損失。例如：2010年3月28日王家?guī)X的透水事故，當(dāng)時(shí)中煤一建公司施工的20101工作面，在10點(diǎn)30分項(xiàng)目副經(jīng)理曹奎興就發(fā)現(xiàn)巷道的右?guī)陀猩倭砍鏊?。他用手蘸上點(diǎn)湊到鼻子上聞聞，沒什么味道，而且水很清，這是什么水，是普通滲水，還是井下透水的前兆?于是他操起了電話。一個(gè)小時(shí)之后，另一個(gè)項(xiàng)目部副經(jīng)理被派到出水地點(diǎn)，在周邊的區(qū)域里共發(fā)現(xiàn)了5個(gè)這樣的出水點(diǎn)，出水量很小，無壓力，水質(zhì)清澈。到11時(shí)50分，這個(gè)消息被反饋到井上，項(xiàng)目經(jīng)理與正在現(xiàn)場(chǎng)的西安煤科院技術(shù)人員商量推測(cè)，這是小構(gòu)造出水，不會(huì)對(duì)施工生產(chǎn)構(gòu)成威脅。一個(gè)在本應(yīng)該得到重視的重要細(xì)節(jié)，就這樣被忽略了。就在人們以為一切平安無事的時(shí)候，滅頂之災(zāi)突然降臨，沒過一會(huì)兒，井下那幾個(gè)出水點(diǎn)的水量徒然增大，水很快從正在附近作業(yè)的工人腳下漫到了腰間。

　　從這一事故的發(fā)生，我們就不難看出掌握好這方面知識(shí)的重要性、必要性。因此，做為每一位員工、各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，學(xué)好、掌握好這方面知識(shí)，對(duì)國家、對(duì)企業(yè)，于人于己都是十分必要的。如果做為一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)沒有這方面的知識(shí)，亂指揮，瞎拍板，輕者造成淹工作面、停產(chǎn)，重者造成人員傷亡、給國家財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。做為一個(gè)員工如果你沒有這方面的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)了出水征兆，你認(rèn)識(shí)不清，形成了事故，那時(shí)不僅給你的家庭帶來了不幸，給企業(yè)、給國家同樣也帶來了損失，后果是可想而知的。

　　因此，在座的各位需要理解和認(rèn)識(shí)到，舉辦這類培訓(xùn)班的目的意義。也就是說近年來為什么國家、企業(yè)花費(fèi)如此大資金、精力將“培訓(xùn)”工作提到了如此高的位置，其目的也就是體現(xiàn)了“以人為本”，讓大家掌握、了解懂得煤礦的安全知識(shí)，在煤礦建設(shè)、生產(chǎn)過程中，認(rèn)清哪些是不安全因素，如何去防治這些不安全因素。

　　下面我從以下幾個(gè)方面給大家講一講，礦井水害的常識(shí)。

　　1 什么是煤礦水害?煤礦水害的類型?

　　1.1什么是水害

　　在座的各位都清楚，在我們煤礦的生產(chǎn)建設(shè)作業(yè)過程中，經(jīng)常會(huì)接近、揭露或波及破壞一些含水層，并以各形式向井巷和采場(chǎng)涌出，這種涌出的形式有一般性的滴、淋水，也可以是突破性的大量涌出，形成水害。那么什么叫煤礦的水害呢?煤礦的水害就是指影響或威脅采掘作業(yè)安全的、影響生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的水都稱為水害。這些水害小的會(huì)惡化采掘作業(yè)的環(huán)境，給生產(chǎn)帶來不便，增加了噸煤的成本;大一些的水害造成工作面停產(chǎn)、停掘或威脅人的生命。所以籠統(tǒng)的講，凡是是對(duì)人類的生產(chǎn)、生活、環(huán)境造成不利因素或產(chǎn)生威脅、影響的水統(tǒng)稱為水害。

　　1.2 煤礦水害的類型

　　礦井發(fā)生水害的因素很多，形成的礦井水害類型也很多。礦井是否有水害的存在，首先取決于以下三個(gè)基本因素。首先是在礦井的范圍內(nèi)有無充水的水源存在;二是礦井充水的途徑是否存在;三是充水的強(qiáng)度如何。上述三個(gè)條件缺一都不會(huì)產(chǎn)生透水。中國作為世界上第一采煤大國，煤炭資源十分豐富，而且地域分布遼闊，大家都知道在我們國家除上海市外，全國其他34各省市、自治區(qū)都有煤礦礦床。因此，各地的煤礦礦床的水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度也不一。其突水、涌水機(jī)理也不一。

　　根據(jù)礦井水害發(fā)生的水源可分為(1)大氣降水、(2)地表水、(3)地下水和老窯水等礦井水害。

　　根據(jù)礦井突水的地下水儲(chǔ)水空隙特征可分為(1)孔隙水、(2)裂隙水和巖溶水等礦井水害。

　　根據(jù)我國煤礦發(fā)生水害案例的系統(tǒng)分析研究，按水源特征，礦井水害類型主要?jiǎng)澐譃橐韵聨追N類型：

　　(1)老空積水透水水害

　　老窯積水是指年代久遠(yuǎn)且采掘范圍不明的老窯積水，礦井周圍缺乏準(zhǔn)確測(cè)繪資料的亂采亂掘小窯積水、礦井本身自掘的廢巷老塘水和煤層采空區(qū)積水。這種積水水體的特點(diǎn)是：水體壓力傳遞迅速，流動(dòng)與地表水流相同，不同于含水層中的地下水的滲透。礦井采掘工程活動(dòng)一旦接近或破壞了采空區(qū)積水水體，水就會(huì)突然涌出，發(fā)生通常所說的“透水”事故。

　　(2)地表山洪水害

　　在地表分布著有長年有水的河流、湖泊、水庫、塘壩、煤礦塌陷區(qū)水體等。由于煤礦井下采掘活動(dòng)不當(dāng)，如：防水煤柱留設(shè)、煤層頂?shù)装迕杭皫r體發(fā)生抽冒、采掘范圍內(nèi)存在導(dǎo)水構(gòu)造、超采防水煤柱等，使采掘工作面與地表水體產(chǎn)生水力聯(lián)系，地表水將迅速灌入井下，發(fā)生突水事故。特別是在一些長期無水的干河溝或低洼聚水區(qū)，由于缺乏水文地質(zhì)水害知識(shí)和防山洪灌入礦井的意識(shí)，當(dāng)突然遇山洪暴發(fā)，洪水泛濫時(shí)，礦井范圍內(nèi)存在的早已隱沒不留痕跡的古井筒、隱蔽的巖溶漏斗、淺部采空塌陷區(qū)裂縫和封閉不良的鉆孔，在洪水的侵蝕滲流作用下，這些區(qū)域突然發(fā)生陷落而成為導(dǎo)水通道，地面洪水大量倒灌井下，造成礦井透水水害事故。另外，地表水體也沿某些強(qiáng)充水含水層的露頭強(qiáng)烈滲漏，結(jié)果造成礦井透水水害事故，有些時(shí)候，當(dāng)井口設(shè)計(jì)的低于洪水位或在特殊情況下，地表山洪直接沖毀工業(yè)廣場(chǎng)，直接從生產(chǎn)井口灌入井下，使井下作業(yè)人員無法撤出造成毀滅性的礦井水害。

　　(3)第四系松散孔隙含水層和第三系砂礫含水層水害

　　在開采煤系地層的上部，若覆蓋著第四系和第三系的松散孔隙、砂礫含水層時(shí)，這些含水層往往易于直接接受大氣降水和展布其上的河流、湖泊、水庫等地表水體的滲透補(bǔ)給。這些松散的孔隙、砂礫含水層水體可以不斷地向下伏的煤系地層中的含水層及斷裂帶、裂隙帶等進(jìn)行滲透補(bǔ)給。其補(bǔ)給滲透的能量取決于彼此間的水力聯(lián)系、接觸聯(lián)系、隔水層的厚度、分布的范圍等。如遇封閉不良的鉆孔、煤層開采中加大的冒落裂隙帶對(duì)含水層的滲透性、隔水層阻水的破壞，都會(huì)造成突水淹井或水與流沙同時(shí)滲入礦井的惡性事故。

　　(4)煤層頂板含水層水害

　　在煤系地層中同時(shí)發(fā)育著很多充水的含水層，有強(qiáng)巖溶的含水層，也有砂巖的含水層等。由于煤系地層中一般含有多層可采煤層，因開采煤層中的重復(fù)活動(dòng)、斷層的裂隙、塌陷裂隙、頂板圍巖結(jié)構(gòu)等不同程度不同的發(fā)生變化，當(dāng)煤層的頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育到與含水層溝通的情況下，就會(huì)誘發(fā)煤層頂板含水層及地下富水帶的水突然導(dǎo)入采掘工作面，造成淹沒工作面，產(chǎn)生礦井水害事故。

　　(5)煤層底板承壓充水含水層水害

　　在我國很多的區(qū)域，開采的煤系地層中的基底沉積了巨厚的碳酸鹽巖巖溶充水含水層，由于含水層的露頭或隱伏地層與第四系松散孔隙含水層接觸補(bǔ)給面積，或碳酸鹽巖巖溶面積出露大，易于接受大氣降水、地表水或孔隙地下水的強(qiáng)烈補(bǔ)給，當(dāng)煤層的底板相對(duì)隔水層厚度或阻水巖層的巖性達(dá)不到一定的厚度或強(qiáng)度的時(shí)候，隨著煤層開采深度的延深，采掘工作面礦壓作用于煤層底板的強(qiáng)度和煤層底板影響破壞的深度發(fā)生變化，當(dāng)采掘活動(dòng)超過了底板巖層或阻水巖層的強(qiáng)度時(shí)，由于底板下充水含水層的水頭壓力越來越大，就會(huì)發(fā)生底鼓、底裂，沖垮底板發(fā)生突水，造成水害。

　　(6)巖溶陷落柱水害

　　由于煤系地層在地質(zhì)歷史時(shí)期中不斷向巖溶溶洞垮落，冒落的巖塊不斷充填形成了一個(gè)個(gè)地疏松巖溶陷落柱。當(dāng)我們的采掘活動(dòng)與這些疏松的巖溶陷落柱溝通時(shí)，若陷落柱的上下又賦存強(qiáng)的含水體時(shí)，往往造成大的水害事故。

　　(7)斷層破碎帶突水水害

　　斷層破碎帶突水水害，本身是礦井一大水害，也可與老窯水、煤層頂板含水層、底板承壓含水層、地表水體等發(fā)生水力聯(lián)系而引起突水水害，這類水害是煤礦水害類型中最普通的一類。斷層破碎帶可以沿?cái)鄬幼呦蚝荛L一段范圍內(nèi)普便含(導(dǎo))水而引發(fā)水害，也可以是局部的一段、一個(gè)點(diǎn)導(dǎo)水而誘發(fā)突水水害。有的斷層破碎帶原始狀態(tài)是不含(導(dǎo))水的，但由于采動(dòng)條件下引起頂板導(dǎo)水裂隙提高了上限或底板巖體裂隙的存在，斷層破碎帶發(fā)生活化而轉(zhuǎn)化為導(dǎo)水?dāng)鄬?，發(fā)生礦井突水水害。

　　2 礦井突水預(yù)兆

　　2.1 一般預(yù)兆

　　(1)礦井采掘工作面煤層變潮濕、松軟。

　　(2)煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象且淋水由小變大。

　　(3)有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡。

　　(4)礦井采掘工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味。

　　(5)礦井采掘工作面有時(shí)可聽到水的“嘶嘶”聲。

　　(6)礦井采掘工作面礦壓增大，發(fā)生片幫、冒頂及底鼓。

　　2.2 工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆

　　(1)礦井采掘工作面壓力增大，底板鼓起。底鼓的程度與水的壓力、隔水巖層或底板巖層的厚度有關(guān)。

　　(2)礦井采掘工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大。

　　(3)礦井采掘工作面沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁，底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁，底板穩(wěn)定時(shí)水色變清。

　　(4)礦井采掘工作面底板破裂發(fā)生“底爆”，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色。

　　(5)礦井采掘工作面底板破裂，沿裂隙有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲。

　　2.3 松散孔隙含水層突水預(yù)兆

　　(1)礦井采掘工作面突水部位發(fā)潮、滴水且滴水現(xiàn)象逐漸增大，仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)水中含有少量細(xì)砂。

　　(2)礦井采掘工作面發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)混，總的趨勢(shì)是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出。

　　(3)頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。

　　上面礦井突水現(xiàn)象是礦井發(fā)生突水災(zāi)害典型的情況，在礦井實(shí)際的突水事故過程中，這些預(yù)兆不一定全部表現(xiàn)出來，所以在煤礦防治水工作中應(yīng)該細(xì)心觀察，全面分析、認(rèn)真判斷，對(duì)做好煤礦防治水工作具有十分重要的作用。

　　2.4 礦井突水易發(fā)生的地段

　　(1)斷層交叉或匯合處。

　　(2)斷層尖滅或消失端一帶。

　　(3)褶曲軸部裂隙密集帶或小斷裂密集帶。

　　(4)背斜傾伏端一帶。

　　(5)兩條大斷層相互對(duì)扭地帶，即張扭性破碎帶，導(dǎo)致小構(gòu)造密集。

　　(6)與導(dǎo)水或富水大斷裂成人字形連接的小斷裂帶。

　　(7)復(fù)合部位小斷層與次級(jí)小褶曲軸在地層傾向急劇轉(zhuǎn)折帶上的復(fù)合部位，或小褶曲軸與地層傾向轉(zhuǎn)折帶的復(fù)合部位或平緩小軸曲翼部。

　　(8)壓性斷裂下盤、張性斷裂上盤因富水性強(qiáng)，井巷通過或接近時(shí)(須切割強(qiáng)含水層)往往發(fā)生突水。

　　(9)新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的斷裂帶。

　　(10)不同力學(xué)性質(zhì)的斷裂組成的斷裂帶，富水性最強(qiáng)，易于發(fā)生突水。

　　3 礦井水害的防治

　　新中國成立50多年來，隨著煤炭工業(yè)迅速發(fā)展，我國煤礦的礦井防治水工作也在不斷的探索和前進(jìn)。如何預(yù)防和有效地遏制水害事故的發(fā)生，是我們每一個(gè)煤礦生產(chǎn)和建設(shè)者的重要工作。從目前的礦井水害防治的技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面：

　　3.1 防水煤(巖)柱留設(shè)

　　煤礦在水體下、含水層下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇M(jìn)行采掘工程時(shí)，為了防止地表或地下水突出、潰入工作面，需要合理留設(shè)一定寬度或高度的防水煤(巖)層不采動(dòng)，這部分煤(巖)層稱為防隔水煤(巖)柱或防水煤(巖)柱。

　　礦井防水煤(巖)柱類型有：

　　(1)斷層防水煤(巖)柱

　　礦井存在導(dǎo)水或含水?dāng)鄬?，或?dāng)斷層使煤層與強(qiáng)含水層接觸或接近時(shí)，為防止斷層水潰入井下而在斷層兩側(cè)留設(shè)的防水煤(巖)柱。

　　(2)井田邊界煤柱

　　相鄰兩井田以技術(shù)邊界分隔時(shí)，為防止一個(gè)礦井因?yàn)橥凰驁?bào)廢引起的礦井淹沒后影響威脅相鄰礦井的安全生產(chǎn)，在兩礦井之間留設(shè)的井田邊界安全隔離煤柱。

　　(3)上、下水平(或相鄰采區(qū))防水煤(巖)柱

　　礦井在采掘工作面上、下兩水平(或相鄰兩采區(qū))之間留設(shè)的防水煤(巖)柱。煤礦采掘工作面上、下兩水平之間的防水煤(巖)柱為暫時(shí)性的煤(巖)柱，在上、下兩水平(或相鄰兩采區(qū))開采末期或透水威脅消除后，煤(巖)柱中的煤仍可回收出來。

　　(4)水淹區(qū)防水煤(巖)柱

　　礦井為防止水淹區(qū)水潰入井下采掘工作面，在水淹采掘區(qū)(包括老窯積水區(qū))四周及水淹采掘區(qū)上、下水平留設(shè)的煤(巖)柱。

　　(5)地表水體防水煤(巖)柱

　　礦井為防止地表水在采煤過程中或采煤后經(jīng)塌陷裂縫潰入井下而留設(shè)的煤(巖)柱。

　　(6)沖積層防水煤(巖)柱

　　礦井為防止煤系地層上覆沖積層中的強(qiáng)含水層水在采煤過程中或采煤后潰入井下而留設(shè)的煤(巖)柱。

　　3.2 井上、下探放水技術(shù)

　　礦井井上、下探放水系指礦井在采礦過程中用超前勘探方法查明采掘工作面上部及四鄰頂?shù)装?、?cè)幫和前方的含水構(gòu)造、含水層、積水老窖等水體的位置。為消除水害隱患，要求在采掘過程中采用鉆探探放水方法，探明工作面四鄰的水情，在有水的情況下，根據(jù)水量大小有控制地將水放出，而后進(jìn)行采掘工作，以保證安全生產(chǎn)。

　　探放水工程的布置是以保證礦井安全生產(chǎn)為目的，礦井井下采掘活動(dòng)必須執(zhí)行“有疑必探，先探后掘采”的原則，施工過程中遇到下列情況之一，礦井必須井下探放水。

　　(1)采掘活動(dòng)接近水淹的井巷、老空、老窯或小窯時(shí)。

　　(2)采掘活動(dòng)接近或穿過含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、含水裂隙密集帶、溶洞和陷落柱時(shí)。

　　(3)礦井打開隔離煤柱放水前。

　　(4)采掘活動(dòng)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通或有水力聯(lián)系的斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)。

　　(5)采掘活動(dòng)接近可能涌(突)水的鉆孔時(shí)。

　　(6)采掘活動(dòng)接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)。

　　(7)采掘活動(dòng)影響范圍內(nèi)有承壓含水層、含水構(gòu)造、或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清，采掘活動(dòng)可能導(dǎo)致突水時(shí)。

　　(8)采掘活動(dòng)接近礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地段，采掘工作過程中有涌(突)水預(yù)兆，或礦井水文地質(zhì)條件情況不明時(shí)。

　　(9)采掘活動(dòng)接近其他可能涌(突)水地段時(shí)。

　　3.3 疏水降壓技術(shù)

　　疏水降壓是指煤層頂?shù)装搴畬踊蛎合档貙雍畬?，通過疏干使煤層底板含水層水壓降低至采煤安全水壓。疏水降壓能調(diào)節(jié)流入礦坑的正常涌水量和充水含水層水壓(位)的動(dòng)態(tài)特征，防止礦井因?yàn)楹畬痈咚畨憾T發(fā)礦井突水，與礦井一般的排水在概念上有區(qū)別的。疏干降壓與礦井排水的區(qū)別主要表現(xiàn)在：前者是借助于專門的工程(如疏水巷道、抽水鉆孔和吸水鉆孔等)及相應(yīng)的排水設(shè)備，積極有計(jì)劃有步驟地疏干或局部疏干影響采掘安全的充水含水層;而后者只是消極被動(dòng)地通過排水設(shè)備，將流入水倉的水直接排至地表。

　　3.4 注漿堵水技術(shù)

　　注漿堵水的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　(1)減輕礦井排水負(fù)擔(dān);

　　(2)不破壞或少破壞地下水的動(dòng)態(tài)平衡，合理開發(fā)利用;

　　(3)改善采掘工程的勞動(dòng)條件，創(chuàng)造打干井、打干巷的條件，提高工效和質(zhì)量;

　　(4)加固薄弱地帶，減少突水幾率;

　　(5)避免地下水對(duì)工程設(shè)備的浸泡腐蝕，延長使用年限。

　　注漿堵水是防治水害的有效方法之一，注漿堵水技術(shù)是煤礦防治水最重要的手段之一，主要應(yīng)用于井筒掘鑿前的預(yù)注漿;成井后的壁后注漿;堵大突水點(diǎn)恢復(fù)被淹礦井;截源堵水減少礦井涌水;井巷堵水過含水層或?qū)當(dāng)鄬印?/p>

　　3.5 帶壓開采技術(shù)

　　當(dāng)煤層頂板以上或底板以下有承壓含水層存在時(shí)，必須根據(jù)具體的水文地質(zhì)條件采取不同的防治水措施和開采方案，以有效地防止突然涌水。底板承壓水臨界隔水層(巖柱)厚度和臨界水頭通常根據(jù)斯列沙遼夫公式計(jì)算。

　　(1)當(dāng)隔水底板的實(shí)際水壓值大于計(jì)算值，實(shí)際的底板隔水層厚度大于計(jì)算值，則認(rèn)為底板基本上是穩(wěn)定的，但在巖石比較破碎的地段(如斷層破碎帶)，要采取安全措施。

　　(2)若隔水底板的實(shí)際水壓值大于計(jì)算值，實(shí)際的底板隔水層厚度小于計(jì)算值，則認(rèn)為底板不穩(wěn)定，要保證安全生產(chǎn)，必須采取安全措施。

　　3.6 防水閘門和水閘墻

　　防水閘門、水閘墻的預(yù)防目標(biāo)與設(shè)防位置如下：

　　(1)煤礦在需要堵截水的地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置水閘墻。

　　(2)煤礦在井下巷道掘進(jìn)遇溶洞或斷層突水時(shí)，為封堵礦井水或溶洞泄出的泥砂石塊，可構(gòu)筑水閘墻。

　　(3)根據(jù)預(yù)防目標(biāo)的不同，水閘門(墻)設(shè)置的位置可以選在井底車場(chǎng)大巷、延伸水平大巷或石門、采區(qū)上下車場(chǎng)等三種不同的地段。

　　4 礦井水害事故案例

　　前面就煤礦水害的類型和防治技術(shù)為大家做了簡要介紹，接下來列舉幾例礦井水害的事故，以增進(jìn)大家對(duì)煤礦水害的認(rèn)識(shí)。

　　4.1 左云縣新井煤礦“5.18”重大透水事故

　　2006年5月18日20時(shí)30分左右，大同市左云縣張家場(chǎng)鄉(xiāng)煤礦發(fā)生了一起重大透水事故，57人因此遇難。新井煤礦始建于1992年，批準(zhǔn)生產(chǎn)能力為9萬噸/年，采礦許可證批準(zhǔn)開采4號(hào)煤層。由于該礦違法超層越界開采14-1號(hào)煤層，作業(yè)放炮時(shí)將附近廢棄礦井采空區(qū)隔離帶震壞，造成采空區(qū)積水涌出，水量約為20萬立方米。

　　該事故發(fā)生的原因是：

　　(1)礦主違法越層越界開采;

　　(2)嚴(yán)重超能力、超強(qiáng)度、超定員生產(chǎn);

　　(3)礦方管理混亂、隱患嚴(yán)重、采掘中不執(zhí)行“有疑必探，邊探邊掘”是造成此次事故的主要原因。

　　4.2 云岡礦“12.14”透水事故

　　2006年12月14日云岡礦在11-1號(hào)煤層掘進(jìn)21111巷時(shí)與小窯采空積水區(qū)打通造成4人遇難。事故發(fā)生的原因是該礦在開拓此工作面前曾委托西安院做了地面物探，發(fā)現(xiàn)該區(qū)有低阻異常區(qū)。礦方掘21109巷時(shí)，采取了由工作面1000米處(設(shè)計(jì)1300多米)邊探邊掘，但該巷掘到設(shè)計(jì)長度后沒有發(fā)現(xiàn)采空區(qū)及積水。然后礦方掘21111巷時(shí)，同樣計(jì)劃從1000米開始邊探邊掘(兩巷相鄰)，但當(dāng)掘到約890米時(shí)與解放煤礦的采空積水區(qū)打通。由于掘進(jìn)的巷道是上山，大量的積水迅速涌出，造成此次事故的發(fā)生。

　　此次事故發(fā)生的原因是：

　　(1)由于小煤窯超層越界亂采亂掘且無正規(guī)資料，導(dǎo)致其采空區(qū)無從預(yù)測(cè);

　　(2)礦方對(duì)于三線(探水線、警戒線、積水線)判斷基于21109巷的采掘情況，這種失誤導(dǎo)致了誤判。

　　由此我們可以看出，在采掘過程中，執(zhí)行好邊探邊掘工作是十分重要的。

　　4.3 燕子山礦掘進(jìn)工作面與鉆孔導(dǎo)通突水事故

　　1993年4月28日4點(diǎn)20分，燕子山礦機(jī)掘隊(duì)在掘12號(hào)煤層2107巷到800米時(shí)，與一地面施工過的鉆孔掘通，由于上層8號(hào)煤層采空區(qū)積存了大量水和該鉆孔封孔質(zhì)量不佳，當(dāng)與鉆孔掘通時(shí)，造成了大量積水順鉆孔導(dǎo)下，影響了工作面的40天正常掘進(jìn)。此事故的發(fā)生，告誡我們?cè)诓删蜻^程中遇到鉆孔時(shí)，一定要謹(jǐn)慎行事且需制定預(yù)防措施。

　　4.4 永定莊礦15號(hào)煤層8916工作面放水

　　永定莊礦于2009年在掘15號(hào)煤層8916工作面過程中，由于上部為14層采空區(qū)，為了排除上部采空區(qū)積水，該礦在掘進(jìn)中向上部采空積水施工了很多探水孔并實(shí)施了排放，共計(jì)排放積水30多萬立方米。在2010年5月2日工作面開開始采前發(fā)現(xiàn)了頂板有水。礦方經(jīng)過分析，又采取了補(bǔ)打鉆孔排水，再次排放積水10余萬立方米。這一情況告誡我們?cè)诓删蜻^程中，對(duì)于出水的原因，必須認(rèn)真分析，要徹底排除積水方能進(jìn)行生產(chǎn)。若永定莊在開采前對(duì)8916面出現(xiàn)的水情不予重視那將會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此無論對(duì)于采掘過程中出現(xiàn)的何種水情，都必須高度重視并認(rèn)真采取相應(yīng)措施。

　　4.5 大興煤礦特大水害事故

　　(1)大興煤礦概況

　?、?地理位置

　　大興煤礦位于梅州市的興寧市高黃槐鎮(zhèn)，在興寧市和平遠(yuǎn)縣交界處，南距興寧市44公里，北距平遠(yuǎn)縣22公里，東南距梅縣64公里。

　?、?礦井地質(zhì)情況

　　大興煤礦為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤地層，走向東西，傾向南，傾角55°～75°,平均65°，屬急傾斜煤層，井田范圍東以F16斷層為界，西以F1斷層為界，上以-180m隔水煤柱為界，下至-500m水平。

　?、?水文地質(zhì)情況

　　大興煤礦井田內(nèi)共有6個(gè)相對(duì)含水層和4個(gè)相對(duì)隔水層組，導(dǎo)水裂隙不發(fā)育，含水性較差，煤層本身水文地質(zhì)條件簡單。但上部水淹區(qū)估算積水體積為1500～2000萬立方米，對(duì)礦井開采形成極大威脅。

　?、?煤層情況

　　大興煤礦井田主要有5個(gè)煤層，自下而上分別為七煤、六煤、五煤、四煤(9號(hào)煤)、三煤(10號(hào)煤)，其中七煤和四煤為全井田可采，三煤為局部可采，六煤和五煤不可采。七煤厚度0～1.79m，平均0.91m，靠近F16斷層附近煤層厚度變大。上距四煤平均距離為36.27m;四煤平均厚度為0.28～7.28m，平均厚度為3.54m，中間夾兩層火成巖侵蝕層，厚0.3～0.8m，上距三煤平均間距28.42m;三煤厚度為0.04～4.02m，平均厚度為1.11m。

　?、?礦井開拓方式

　　大興煤礦采用斜井開拓方式，主、副井和風(fēng)井三條明斜井與暗斜井分三級(jí)延深至-480m水平。主斜井由地面+282m至-55m水平，第一級(jí)暗斜井由-55m水平至-290m水平，第二級(jí)暗斜井由-290m水平至-480m水平。副斜井由地面+356m至+42m水平，第一級(jí)暗斜井由+42m水平至-290m水平，第二級(jí)暗斜井從-290m水平至-480m水平。風(fēng)井由地面+282m至+75m水平，第一級(jí)暗斜井+75m水平到-55m水平，第二級(jí)暗斜井-55m水平至-290m水平。

　?、?采煤方法

　　大興煤礦采用斜坡短壁采煤法，采用打眼爆破落煤工藝，自然垮落管理頂板，開采順序?yàn)橄滦惺健?/p>

　?、?提升運(yùn)輸系統(tǒng)

　　大興煤礦采用三級(jí)提升，井下平巷采用人力推車;-480m水平煤炭通過第二級(jí)暗斜井提升到-290m水平，由第一級(jí)暗斜井分別提升到-55m水平或+42m水平，再由主、副井分別提升到地面;材料和設(shè)備下放與煤炭運(yùn)輸方向相反。

　　⑧ 通風(fēng)系統(tǒng)

　　大興煤礦通風(fēng)方式為中央并列抽出式通風(fēng)，由主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。

　?、?排水系統(tǒng)

　　大興煤礦深部正常涌水量150m3/h，最大涌水量200 m3/h;礦井分三級(jí)排水，-480m水平的水先排到-290m水平，再由-290m水平分別排到-55m水平和+42m水平，分別通過主、副斜井排至地面。

　　(2)水害事故發(fā)生的經(jīng)過

　　2005年8月7日13時(shí)13分左右，大興煤礦上部水淹區(qū)-290m標(biāo)高防水煤巖柱被破壞，發(fā)生透水，透水發(fā)生后，主、副井井筒均有霧氣冒出，出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象。13時(shí)30分，副井調(diào)度室接到-290m水平西三暗斜井絞車房(-281m)電話，說“水很大，我跑不出去了，……”，但話未說完電話就斷了，說明此時(shí)水已漲至-283m絞車房。14時(shí)，水漲至離主井口80m(斜長)，此時(shí)水位為+245m。透水后原四望嶂一礦明斜井水位從+262m降至+255.5m，下降6.5m，經(jīng)專家估算，礦井總透水量約為25萬立方米。

　　(3)事故原因分析

　　經(jīng)調(diào)查和專家組技術(shù)鑒定，認(rèn)定在主井東翼四煤-400m石門以東150m附近，由于煤層傾角大(75°左右)、厚度大(3～4m)，小斷層發(fā)育，煤質(zhì)松散易塌落，-400m以上各水平在生產(chǎn)過程中煤層均發(fā)生過嚴(yán)重抽冒。在此抽冒嚴(yán)重的情況下，大量出煤，超強(qiáng)度開采，致使-180m水平至-290m水平防水煤柱抽冒導(dǎo)通了+262m水平-180m水平的水淹區(qū)，造成上部水淹區(qū)的積水大量潰入大興煤礦，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

　　(4)事故防范措施

　?、?對(duì)開采區(qū)域上部采空區(qū)有積水的礦井，必須先排空采空區(qū)積水，方可進(jìn)行采掘活動(dòng)，否則不許生產(chǎn)。

　?、?礦與礦之間要按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定留足礦界煤柱，礦井內(nèi)設(shè)計(jì)的其他各類保安煤柱，一定要嚴(yán)格保護(hù)，如有煤柱垮塌都應(yīng)及時(shí)維護(hù)，并停止出煤，更不能去偷采煤柱。

　?、?對(duì)有水害危險(xiǎn)的礦井，一定要配備相應(yīng)的探放水設(shè)置，對(duì)工作面有疑點(diǎn)的，應(yīng)采取“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施。

　?、?停產(chǎn)整頓煤礦在停產(chǎn)整頓期間，要嚴(yán)格按照制定的整改方案進(jìn)行整改，防止停而不改，利用整改之名違法出煤生產(chǎn)。

　?、?煤礦必須依法生產(chǎn)，依法經(jīng)營，要按照規(guī)定范圍開采，沒有“四證一照”的礦井不得開采。

　?、?認(rèn)真落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，杜絕違章指揮、違章作業(yè)。煤礦企業(yè)的礦長及其他管理人員，一定要牢固樹立“安全第一，預(yù)防為主”的思想，要嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，有事故隱患及主要危險(xiǎn)源存在的礦井，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)整改，把事故消滅在萌芽之前。

　　⑦ 礦井要按核定的生產(chǎn)能力生產(chǎn)，不得超能力生產(chǎn)。

　　5 煤礦水害事故頻繁發(fā)生的根本原因

　　近些年我國煤礦為什么會(huì)發(fā)生如此頻繁的突水、透水事故呢?究其原因，我認(rèn)為有如下幾個(gè)方面：

　　(1)近年來，井巷工程的掘進(jìn)速度明顯提高，煤礦開采方式有了很大的改進(jìn)，開采的深度和工作面開采空間尺度不斷增大，這使水害產(chǎn)生的條件、水害威脅的程度以及水害形成的機(jī)理都發(fā)生了較大變化。而我們的礦井防治水技術(shù)手段落后，礦井水害條件預(yù)測(cè)的精度和廣度滿足不了大工作面快速機(jī)械化生產(chǎn)的要求。

　　(2)由于我國煤礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦山水害較為嚴(yán)重，生產(chǎn)企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下未能及時(shí)調(diào)整好快速增長的生產(chǎn)方式與安全配套的防治水技術(shù)措施之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。這使礦井水害防治技術(shù)與水害安全預(yù)警措施難以滿足礦井的滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷的生產(chǎn)要求。

　　(3)因前幾年煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不好，造成有素質(zhì)的水文地質(zhì)人才流失，或因機(jī)構(gòu)調(diào)整，減少了地質(zhì)及水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)與管理人員，加上規(guī)范化監(jiān)管力度不夠，致使現(xiàn)有的防治水技術(shù)和手段沒有得到充分應(yīng)用，礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作嚴(yán)重不足。

　　(4)近些年，隨著大量小煤礦的關(guān)閉和部分國有礦井因資源枯竭及其他原因而廢棄，使得生產(chǎn)礦井周邊形成了因廢棄礦井而產(chǎn)生的新的水源和導(dǎo)水通道，由于對(duì)該類型礦井廢棄和關(guān)閉過程中沒有采取切實(shí)的水害監(jiān)測(cè)和防范措施，沒有進(jìn)行礦井關(guān)閉后可能誘發(fā)的礦井水文地質(zhì)條件變化的研究與評(píng)價(jià)，缺乏關(guān)閉礦井相關(guān)工程和技術(shù)資料的系統(tǒng)整理與管理，對(duì)廢棄礦井突水條件的認(rèn)識(shí)防范技術(shù)準(zhǔn)備不足。

　　(5)礦井水害條件的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警裝備落后，造成了工作面回采過程中對(duì)孕育和發(fā)展過程中的水害隱患未能超前發(fā)現(xiàn)和預(yù)警。

　　(6)對(duì)隱蔽型導(dǎo)水構(gòu)造的精細(xì)探查技術(shù)與裝備不足，造成了對(duì)礦井導(dǎo)水通道的位置、分布、性質(zhì)等的先知性和預(yù)先防范措施不到位。

　　(7)礦井防治水知識(shí)的普及力度有待提高。

　　6 如何做好礦井防治水工作

　　為了有效遏制煤礦水害事故的發(fā)生，從國務(wù)院到地方各級(jí)政府在這方面下了很大力氣，曾先后頒布、發(fā)行了很多關(guān)于加強(qiáng)煤礦水害防治工作方面的指導(dǎo)意見、文件等。2009年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦監(jiān)察局，根據(jù)我國煤礦現(xiàn)階段的礦井防治水情況重新修訂頒發(fā)了《煤礦防治水規(guī)定》，這充分體現(xiàn)了各級(jí)政府對(duì)煤礦防治水工作的重視。3.28王家?guī)X透水事故發(fā)生后，山西省再次細(xì)化了礦井防治水的要求，“有掘必探，有采必探”都是為了有效保障煤礦安全生產(chǎn)。

　　(1)煤礦水害產(chǎn)生的三大因素是水源、水量、導(dǎo)水通道。要想做好煤礦防治水工作，查明這三大因素是關(guān)鍵。其中水源、水量在這三大因素中起主導(dǎo)作用。因此在煤礦的工作中，我們首先要查明礦井范圍內(nèi)的水源、水量及其存在的形式、范圍、水源補(bǔ)給和排泄分布特點(diǎn)，其次就是查清貫通這些水源的通道。如果這三個(gè)因素工作做好了，我們的礦井防治水工作就能迎刃而解，有的放矢。那么這一工作如何做，就要求我們的礦井地質(zhì)人員，要精細(xì)的探查礦井的水文地質(zhì)情況，利用不同的手段、不同的方法、不同的技術(shù)、不同的裝備搞清礦井范圍的水源、水量、導(dǎo)水通道。

　　目前的手段主要有：1)鉆探、物探方法。通過井上下的鉆探、物探查清水源水量的分布。2)煤柱留設(shè)。對(duì)已清楚的水源區(qū)留設(shè)保安煤柱，隔離水源。3)疏放減壓水源。

　　(2)礦井水害的發(fā)生都有其特定的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，特定的采礦條件和相應(yīng)的控制與影響因素，礦井水害的形成和發(fā)生都有一個(gè)從孕育、發(fā)展到發(fā)生的變化過程。在這一變化過程中，不同階段都有其對(duì)應(yīng)的征兆。因此在我們?nèi)粘５牡V井水文地質(zhì)工作中，如果能有效地對(duì)控制和影響礦井水害的關(guān)鍵因素適時(shí)監(jiān)控和分析，就可超前對(duì)水害發(fā)生進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警，從而避免突發(fā)事故的發(fā)生。

　　(3)加強(qiáng)礦井水害防治技術(shù)手段的推廣應(yīng)用，加大防治水技術(shù)工作與人力投入。針對(duì)礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作薄弱環(huán)節(jié)，在人、財(cái)、物方面給予支持，保障礦井防治水工作有效開展。與此同時(shí)，做好相關(guān)人員礦井防治水知識(shí)的培訓(xùn)和普及。只有我們把上述幾個(gè)方面工作做好了，我們的礦井防治水工作才能真正為煤礦的安全生產(chǎn)起到保駕護(hù)航的作用。

　　以上為大家簡單介紹了煤礦防治水方面的基本知識(shí)，因本人水平有限，在介紹中難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)大家批評(píng)、指正。

　　礦井水害防治培訓(xùn)講義

　　王培盛

　　大同煤礦集團(tuán)公司地質(zhì)勘測(cè)處