水災的預防和處理
水災的預防和處理
第一節(jié) 水災情況分析
一、水文地質概況
1、地表水
XX井田內地貌形態(tài)主要是梁峁相間、剝蝕堆積的黃土低山丘陵區(qū)。井田范圍內地表水系不發(fā)肓，無常年性流水的河流，硯峽溝為斜穿井田的最大溝谷，溝谷中水量很小，在硯峽鄉(xiāng)處流出井田，經(jīng)硯峽東峽口流入汭河。一年內降水量多集中在7、8、9三個月，降雨量較大時能夠形成山洪。
2、含水層
井田內主要含水層有：(1)上三疊統(tǒng)延長群含水層，在井田內廣泛分布，主要由砂巖和砂礫巖組成，為一裂隙含水層，含水性較強。(2)下侏羅統(tǒng)富縣組—延安組含水層，在井田內廣泛分布，為煤5層直接底板，主要由砂巖、含礫粗砂巖組成，為一弱含水層。(3)下侏羅統(tǒng)延安組和上第三系XX群含水層，位于煤5層頂板以上，主要由中細砂巖、粗砂巖、含礫粗砂巖及礫巖組成，為裂隙、孔隙含水層，含水性弱。(4)上第三系XX群含水層，分布于井田之內及其周圍，主要由砂礫巖組成。(5)第四系全新統(tǒng)含水層，該含水層主要為第四系砂礫卵石層，分布在井田南部 汭水河床處及硯峽溝中。
以上各含水層主要靠大氣降水補給，其次是接受地表水及第四系潛水的補給，補給條件差。各含水層滲透性差，地下涇流速度很緩慢。
3、井田水文地質勘探類型
井田內構造簡單，沒有斷裂構造，裂隙不發(fā)育，直接充分含水層埋深大，地表水系不發(fā)育，礦井直接充水含水層與地表水基本沒有聯(lián)系，煤五層頂、底板直接充水含水層含水量很小，綜上所述，本井田劃分為二類一型--裂隙充水礦床，水文地質條件簡單類型。
二、礦井涌水情況
1、礦井充水來源
(1)、地下水
煤層頂板以上含水層，井下各巷道基本不揭露，采空區(qū)冒落后，含水層中水沿冒落帶或導水裂縫滲入采空區(qū)內，涌水量很小。煤層底板含水層，井下主要巷道都已揭露，巷道揭露含水層后，部分段有滲水、流水現(xiàn)象，是礦井充水的主要水源之一。上三疊統(tǒng)延長群含水層，含水性強，巷道揭露后涌水量大，比較穩(wěn)定,為礦井主要充水來源。
(2)、灌漿、防塵及生產(chǎn)用水
為消除安全隱患，在一些生產(chǎn)場所進行防塵灑水和灌漿，以及掘進巷道所用鉆機用水量，這些水除少部分隨煤流運出外，大部分流入水倉，與地下水一同排出，是礦井充水的主要水源之一。
2、礦井涌水量
目前礦井涌水區(qū)域為一水平南北翼、1502采區(qū)、1504采區(qū)、1050軌道大巷和二水平。其中一水平南翼涌水量為12.0m3/h，北翼涌水量為15.5m3/h，1502采區(qū)涌水量為20.0m3/h，1504采區(qū)涌水量為10 m3/h， 1050軌道大巷涌水量為8m3/h，二水平涌水量約為45m3/h，礦井總涌水量約為110.5m3/h，預計后期可達到150m3/h。
三、礦井可能存在的安全隱患
1、井田周邊煤礦
XX井田內沒有廢棄小煤窯，但在井田周邊分布有10對其它煤礦。有屬于集團公司管理的XX煤礦、陳家溝煤礦、山寨煤礦(包括福利井);屬于地方政府管理的殿溝煤礦、莊浪煤礦、硯峽村煤礦、硯峽鄉(xiāng)煤礦、涇川煤礦、東溝煤礦和靜寧煤礦。其中這些地方煤礦均沿露頭分布，處于XX煤礦高處。根據(jù)目前掌握情況，部分煤礦已開采至1300米水平，超越其井田范圍，達XX井田上界，依照《煤礦安全規(guī)程》等有關規(guī)定，已屬越界開采。對這些煤礦的開采方式，開采范圍及采空區(qū)積水情況我礦了解不清，掌握不夠，一旦超層越界進入XX井田內開采，若采空區(qū)有大量積水，將對XX礦井造成重大安全隱患。同時，這些礦均處于溝谷之中，井口位置相對較低，其防洪措施難以保證到位。
2、采空區(qū)和廢棄舊巷積水
XX煤礦開拓方式為斜井多水平開拓，采煤方法為急傾斜特厚煤層水平分段和緩傾斜特厚煤層傾斜分層綜合機械化放頂煤兩種方法。目前1050水平以上采煤方法為急傾斜特厚煤層水平分段綜合機械化放頂煤，開采由上而下依次分層，不會造成采空區(qū)大面積積水，各工作面回采時間不到一年，加之含水層含水性弱，采空區(qū)僅為滲水，所以上部采空區(qū)僅有少量積水，在各水平運輸和回風順槽掘進過程中，局部有淋水和滲水情況，回采工作面在推采過程中已基本無水。二水平采煤方法為緩傾斜特厚煤層傾斜分層綜合機化放頂煤，由于煤層底板起伏不平，造成兩順槽坡度隨底板起伏而變化，個別段為倒坡度，水不能自然流出，可能會造成采空區(qū)較多積水。
目前廢舊空巷積水主要有2502采區(qū)輔運下行860大巷以下和原設計二水平水泵房通路二處。全部布置在煤五層底板以下巖層中，距煤五層底板最小間距為114米(下部平巷)，最大積水量約為11300m3。2502采區(qū)輔運下行860大巷以下段位于煤5層底板，下部變平處高程為833.9米，距煤五層底板間距為30～100米(下部平巷);最大積水量約為2250m3。二水平水泵房通路在二水平回風大巷底彎處煤層中開口，穿越煤層進入底板，最低高程為843.9米，距煤五層底板最大間距為90米(最下端)，最大積水量約為940m3。
3、地表水系及塌陷區(qū)對礦井充水的影響
本井田南部有北汭河水，對礦井充水無直接影響。井田內最大溝谷為斜穿井田的硯峽溝，溝谷中水量很小。本礦井開采區(qū)內相對高差為231.45～578.90米，根據(jù)經(jīng)驗公式計算冒裂帶最大高度不會上升到地表，因此塌陷區(qū)不會對井下造成大的安全隱患。但隨采空區(qū)和地表塌陷范圍的逐步擴大，塌陷區(qū)導水裂縫帶的發(fā)肓仍為潛在的煤礦安全隱患。
4、地表洪水
礦區(qū)地貌形態(tài)主要是梁峁相間、剝蝕堆積的黃土低山丘陵區(qū)，井口處于相對較低處，特別是一些地方煤礦，井口位于溝谷中，一旦爆發(fā)山洪，有可能造成洪水倒灌入井以及洪水淹沒房屋等災害。
5、灌漿水
一些巷道進行的灌漿，會造成局部巷道積水。
6、巷道布置
XX煤礦現(xiàn)已開采至井田中部背斜區(qū)域，巷道布置經(jīng)過井田東部向斜，形成倒馬鞍形，對防治水極為不利，一旦發(fā)生水災，會造成系統(tǒng)不暢，救援困難。
一、礦井水的防治
1、含水層中水防治
根據(jù)井巷實際揭露各含水層涌水情況，井田內只有上三疊統(tǒng)延長群含水層含水性強，涌水量大，是礦井的主要充水來源，其它含水層含水性弱，涌水量小，因此在各類設計中應盡量避免將巷道布置在該含水層中。
2、采空區(qū)積水防治
采空水的防治，主要從不產(chǎn)生大面積積水著手，因此采煤工作面在設計和施工過程中應盡量保證里高外低，使采空區(qū)積水能自然流出，不出現(xiàn)大面積積水情況。一水平由于采用水平分段綜合機械化放頂煤方法，開采順序由上而下，一般不會造成采空區(qū)大面積積水;二水平采用俯斜分層綜合機械化放頂煤方法，由于沿走向有次級褶曲發(fā)肓，使運輸、輔運、回風順槽局部出現(xiàn)倒坡度，必然造成采空區(qū)局部積水，因此做好二水平各工作面采空區(qū)積水防治工作是一項長期性的工作。
對二水平采煤面可能積水區(qū)域應在運輸順槽和輔運順槽最低處布置聯(lián)絡巷，在輔運順槽裝設排水設施進行排水，同時也可在下部工作面施工過程中進行探放。
3、廢棄巷道積水防治
礦井各類設計在設計前應充分掌握設計區(qū)域地質情況，進行廣泛的調查研究，確保設計的合理和正確性，盡量避免出現(xiàn)報廢獨頭巷道。對報廢的獨頭巷道有條件的應盡量和附近其它巷道連通，確保不積水，對已不再使用的廢棄巷道，特別是下山巷道下部要預留泄水孔。
對存有積水的廢舊巷道，按實測資料標注在水文地質圖上，同時應標明高程、積水量等。嚴禁在廢棄積水巷道周圍60米范圍內施工。確因設計需要，在廢棄積水巷道周圍施工時，應編制探放水措施，先探放水后施工。
4、灌漿水的防治
向井下采空區(qū)或廢棄巷道進行灌漿時，必須提交灌漿設計說明書，明確灌漿區(qū)域，灌漿量和時間，經(jīng)礦總工程師審批后執(zhí)行。灌漿時應做好灌漿時間、灌漿量等記錄臺帳工作;每次灌漿應按規(guī)定注入漿量，嚴禁連續(xù)超量灌漿。
在灌漿區(qū)下方及周圍進行采掘前，要查明灌漿區(qū)內的水、漿積存情況，在水、漿未干之前，嚴禁在其周圍進行采掘活動。
5、防治水工程
由于二水平水倉位于在礦井最低處，應在水倉和變電硐室入出口砌筑防水閘門，確保礦井突水后，水泵能夠正常運轉。
二、周邊礦積水防治
XX井田范圍內無報廢小煤窯，但在井田周邊有較多的各類煤礦，特別是位于井田東北部的地方小煤礦，它們處于XX煤礦高處，是XX煤礦防治水的重大隱患。對周邊煤礦特別是地方煤礦的開采和井下積水情況，防排水情況要積極協(xié)助集團公司、XX縣國土資源部門及有關煤礦安全監(jiān)察部門進行經(jīng)常性的調查，以消除其對我礦造成的安全隱患。同時我礦各工作面在施工至井田邊界時，必須堅持“有疑必探，先探后掘”的探放水原則。且在一水平高程最高的各條巷道內設立永久水文觀測站，及時掌握上部涌水情況，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即處理。
三、井下排水
礦井排水系統(tǒng)已完善，永久排水系統(tǒng)采用二級排水方式，其中：+1050水平泵房安裝MD280-65×8型耐磨水泵三臺，流量分別為280m3/h，揚程520m。通過沿南排矸進風井中敷設的兩趟Φ219管路將礦井涌水排至地面污水處理站;+860水平泵房安裝200MD-43×7型耐磨水泵5臺，流量分別為200m3/h，揚程201m。沿二水平水泵房通路，經(jīng)二水平回風上山和1050軌道大巷敷設的兩趟Φ325管路將二水平涌水排至+1050水平主水倉，經(jīng)二次排水至地面。
今后在使用過程中對井下各水倉至少每半年清理一次，(雨季前必需清理一次)對水倉周壁進行維修，要保證水倉容量。對水泵、水管、閘閥等排水設備及其配電裝置和輸電線路，必需經(jīng)常檢查和維護，保證完好，在雨季來臨之前，必需全面檢修一次，并對工作水泵和備用水泵進行一次聯(lián)合試排水試驗，及時處理存在問題，對老化設備要及時更換。
四、探放水
要做好水情水害分析預報，堅持“有疑必探、先探后掘”的探放水原則。凡不清楚或有懷疑的地段都必須先進行探放水。探放水前必須編制探放水設計，經(jīng)有關領導和礦總工程師逐級審批后執(zhí)行。要配齊探放水設備，配備兩臺探水鉆并保證完好，建立探放水專業(yè)或兼職隊伍。
五、地面水的防治
1、充分調查井田內地形、地貌條件，掌握基巖充水含水層出露及隱伏露頭情況，正確確定充水含水層的補給區(qū)，結合實際進行礦坑充水條件分析。對井下涌水情況要定期進行觀測，掌握不同時期井下涌水情況，以確定雨季期間大氣降水對地下水的補給情況和對礦井涌水的影響。
2、要充分利用當?shù)貧庀筚Y料，根據(jù)大氣降雨規(guī)律和降雨強度，比較準確地預測防(排)洪渠等的瞬時流量，以確定防(排)洪的標準和斷面。按照確定的防(排)洪標準在礦井主要建筑物周圍及四條井筒的井口等處修筑排洪溝或攔洪壩，疏通水路。
3、掌握和圈定礦區(qū)歷史最高洪水位的洪水淹及范圍，并做好汛期前的調查和汛期中的巡回觀察。每年在雨季到來之前，要組織人員對工業(yè)場區(qū)內的所有防洪設施及排洪溝、河床進行全面檢查，并組織人員徹底清理，確保設施完好，排洪溝、河床暢通，每次暴雨或山洪過后，要進行檢查和清理。同時要在在井口附近選擇適當位置，存放足夠數(shù)量的沙袋等防洪物資。
4、要建立地表及巖層移動觀測站，掌握地表及巖層移動規(guī)律，確定地表及巖層移動參數(shù)，長期對地表塌陷情況進行觀測。調查地表塌陷范圍、塌陷程度、裂縫的發(fā)肓情況。對地面塌陷坑、塌陷裂縫，特別是處于溝谷地段的裂縫要及時填平夯實;對井田范圍內的溝谷、池沼、低洼地段等應盡可能將其水路疏通，并及時排除積水，使水不能積存。
5、根據(jù)煤層開采的“上三帶”理論和導水冒裂帶發(fā)肓高度規(guī)律以及開采盆地巖移塌陷規(guī)律，觀測和計算礦區(qū)內導水裂縫帶的發(fā)肓高度，結合井上、下實際觀測資料，設計地表防治水的具體工程。
六、防治水的保障措施
1、要加強對水文地質工作的領導，配齊地質及水文地質專業(yè)技術人員，提高專業(yè)技術人員的技術水平和素質。同時要加強對職工的安全教肓，形成礦、區(qū)、隊、班組多級培訓網(wǎng)絡，開展多層次、全方位、全過程的職業(yè)培訓，使每名職工都熟悉和掌握水災的征兆、防治措施和避災方法。
2、要建立水文地質觀測系統(tǒng)，對礦井涌水、排水、積水情況和地下水位進行實時監(jiān)測。建立健全重大水害事故隱患排查、治理和報告制度。定期或不定期開展水害隱患排查，對查出的水害隱患要分級(分A、B、C三級)管理和治理，不同級別的水害隱患采取不同的防治措施。建立礦井水文資料和水害檔案，進行煤礦重大水害事故隱患登記，做到圖紙完善、臺帳齊全、記錄清楚。做好水情水害預測預報，按照年度、月開展預測預報，要逐步做到預測預報準確、可靠，能夠指導防治水工作。
3、要切實增加對防治水的安全投入，完善防治水系統(tǒng)，提高安全裝備水平。堅持“有疑必探、先探后掘”的煤礦防治水方針，落實“防、堵、疏、排、截”煤礦綜合防治水措施。加強煤礦水文地質預測預報系統(tǒng)的研究和新技術、新裝備的推廣;建立煤礦水害信息網(wǎng)和專業(yè)化的礦山水害救災搶險快速反應隊伍，提高應急救援能力。
4、建立健全煤礦防治水安全質量標準化工作制度，嚴格按照《煤礦安全質量標準化標準及考核評級辦法》(防治水)開展并檢查、驗收各項防治水工作，提高煤礦安全生產(chǎn)水平。
水災事故發(fā)生后，應立即啟動應急救援預案，按照救援程序，積極開展救援工作。
1、發(fā)生事故后，現(xiàn)場工作人員要保持清醒的頭腦，沉著鎮(zhèn)靜，應盡可能了解和判斷事故的性質、地點、危害程度，按照向有安全出口的高處撤離的原則，迅速撤離，實行自救。
2、盡快向礦調度室匯報災害情況，并迅速通知可能波及區(qū)域的人員撤離危險區(qū)。
3、指揮中心在接到水災報警后，立即通知相應的部門和人員迅速到位，各部門各司其職，立即啟動應急預案，營救受害和被困人員，控制事態(tài)。
4、井下變電站值班人員應迅速切斷已被水淹災區(qū)的電源。未被水淹的水泵其工作人員要堅守崗位，保證水泵的正常運轉。
5、生產(chǎn)技術人員，應迅速確定突水水源，估算涌水量，確定受災地點、范圍、受災人員數(shù)量。根據(jù)水災程度確定救援路線，制定搶撿救援方案和措施。對受災區(qū)域水位及水源進行監(jiān)測，預測災害發(fā)展趨勢，為救援行動提出決策性建議。
6、對由于洪水造成的災害，應加強與當?shù)貧庀蟛块T的聯(lián)系，及時了解當?shù)亟涤炅?、洪水水位，判定受威協(xié)的區(qū)域或受災程度，及時指導和組織群眾采取各種措施進行自身防護，必要時迅速撤離危險區(qū)域或可能受到威協(xié)的區(qū)域。
7、按涌水量大小組織強排，在現(xiàn)有排水設備的能力不足時，應增設水泵和管路，并組織力量做好排水、供電設備的維護檢修，保證不斷電、停泵。
8、加強排水和搶救中的通風，切斷災區(qū)電源，防止一切火源，防止瓦斯和其它有害氣體積聚。根據(jù)災害發(fā)展程度，對井下通風系統(tǒng)適時進行調整。
9、救援隊伍到達礦井后，要了解災區(qū)情況、水源、事故前人員分布及進入該地點的通道等礦井基本條件。進入災區(qū)后應判定遇險人員位置、涌水通道、水量、水的流動路線，巷道及水泵設施受淹程度，巷道沖毀和堵塞情況，有害氣體濃度、通風等情況，并將偵察結果匯報指揮中心。救援過程嚴格按照制定的救援方案和措施執(zhí)行。在搶險救援過程中要防止冒頂和二次突水。
10、搶險救援結束后，應有救護隊在現(xiàn)場值班，詳細檢測井下涌水情況及有害氣體變化情況，當井下涌水量不再有變化或逐步降低，有害氣體濃度符合或低于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求時，方可進行重建工作。
第四節(jié) 水災事故的避災路線
井下從業(yè)人員要認真學習、熟悉、掌握各工作場所避災路線，發(fā)生水災事故后要按照制定的避災路線迅速撤退，并遵守以下原則。
1、現(xiàn)場人員以最快的方式通知附近地區(qū)工作人員一起按規(guī)定路線撤出。
2、撤退的方向應向有安全出口高處走，沿著上山方向進入上一水平，然后出井。
3、若出路已被隔斷，要迅速尋找井下位置最高、離井筒最近的地方暫時躲避，同時發(fā)出敲擊呼救信號。
4、一般情況下，不能進入透水地點附近的獨頭巷道避難，但當獨頭上山下部唯一出口已被淹沒無法撤退時，則可在獨頭工作面躲避。因為，獨頭上山的空氣因水位上升而壓縮，能保持一定時間。
5、水泵司機接到透水警報后，要立即關閉泵房兩側密閉門，啟動所有水泵，沒有接到撤退命令時，不得撤退。
6、嚴密注意，防止透水空間放出的有害氣體引起井下可波及到工作人員中毒、窒息。
