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青坪煤矿井水灾的防治安全技术措施

作者:佚名 2011-08-15 14:29 来源:本站原创

一、矿井水灾概述 矿井水灾是煤矿的主要灾害之一,在煤矿建设和生产 过程中,往往会遇到程度不同的透水事故,轻则会造成排水 设备增多,费用成本增大、原煤生产成本提高、采掘失调, 影响生产建设和煤矿发展;重则发生淹井事故、人员伤亡、 煤矿蒙受巨大经济损失。因此,必须加强水文地址工作,掌 握矿井水源分布和造成水灾的原因,采取相应的措施,防治 水灾的发生。 二、矿井水源 矿井的主要水源有:含水层水、地表水、老空积水、 大气降水、断层水及岩溶陷落柱水(暗河) 。 1、含水层含有地下水的岩层,如石灰岩、砂岩、流沙 层、砾岩层等,统称含水层。如果,含水层内含水量大,当 掘穿这些含水层时,其内的水就会涌入矿井,造成水灾。 2、地表水。地表水指地面的河流、湖泊、水库、池塘 等储存的水, 是含水层的补给水源之一。 在矿井开采活动中, 如果不按规定留设保护煤柱,在回采后,岩层受采动影响, 产生断裂和裂隙,地表水就会沿着断裂或裂隙渗入矿井,形 成矿井涌水或突水。 3、老空积水。煤矿矿井下的采空区和废弃的旧巷道, 由于长期停止排水而积存的地下水称为老空水,掘进巷道接
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近或遇到老空区时,里面的水就会突然涌出,形成水灾。涌 出的水中携带有煤岩碎块, 有的会带有毒气, 而且来势凶猛, 危害巨大。 4、大气降水。大气降水既雨水和雪水,大气降水首先 渗入地下含水层,是含水层的补给水源之一。大气降水的最 大危害是雨季防洪。 5、断层水。断层破碎带含有大量积水,特别是断层与 含水层或洽谈水源沟通时,补给丰富、威胁更大。 6、岩溶陷落柱水。在石灰岩层中,由于含水丰富,石 灰岩在水的作用下,融化形成空筒或暗河。 三、矿井水灾发生的原因 1、地面防水措施不当,或因对防洪设施管理不善,雨 季山洪有井筒或塌陷区裂缝大量渗入井下,而造成水灾。 2、水文地质资料不清,盲目施工。造成涌水量增大或 突水。 3、井筒位置低于历年最高洪水位,或井巷位置选择不 合理。 4、施工巷道低劣,导致巷道塌落冒顶、跑沙,导致顶 板含水层破裂,发生涌水事故或突水事故。 5、小煤窑乱采乱掘,破坏了防水煤柱或岩柱而造成透 水。 6、测量失误或违章作业。如留设煤柱不合理,导致水
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把煤柱鼓开而淹井。 除上述原因外,发生水灾的原因还有:井下未构筑防 水闸门或防水闸门灾发生水灾时不能及时关闭;井下水仓未 及时清理,容量减小;水泵排水能力不足,在发生水灾时, 涌水量超过排水能力,无法及时补救,造成淹井。 四、矿井水灾的危害 1、造成顶板淋水,巷道内空气湿度增加、顶板破碎, 对工人的身体健康和劳动生产率都会带来一定影响。 2、由于矿井水的存在,生产、建设过程中必须进行矿 井排水工作,随着涌水量的增大,排水费用增高,大大增加 了原煤生产成本。 3、矿井水对各种金属设备、钢轨和金属支架等具有腐 蚀作用,因而使设备的折旧率增大,设备投入增高。 4、当矿井涌水量超过矿井的排水能力或发生透水时, 轻则造成矿井局部巷道停产或局部巷道被淹没,重则造成矿 井淹没、人员伤亡,被迫停产、关井。 五、地面防治水 1、慎重选择井口位置。 井口标高必须高出当地历年最高洪水位以上,避免在 山脚和河边。在特殊条件下,确难找到较高位置或需要在山 坡上建井时,必须修筑坚实的高台,或在井口附近泄水沟河 防洪堤坝,防止暴雨、山洪直接涌入矿井造成灾害。
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2、疏排地面水体 矿区范围内的河流、湖、沟、渠尽可能将其疏排,进 行河床加固,改直河道,河道人工造底,尽量减少地表水渗 入井下。 3、填塞漏水通道和排除积水 对地面洼地、塌陷区,可用粘土填平夯实,或开凿疏 水渠道,修筑围堤,必要时设置水泵。对溶洞、废旧钻孔、 小窑及地面裂隙应用泥土、粘土、水泥等妥善封闭。 六、井下防水 、矿井透水预兆 (一) 矿井透水预兆 、 1、巷道壁或煤壁“挂汗” ,顶板挂汗多程尖型水珠, 有“承压欲滴”之势。 2、煤层变冷。 3、淋水加大,顶板来压底鼓并有渗水。 4、出现压力水线。这表明距离水源已近,应密切注视 水流情况。 出现浑浊则水源较近, 若出水清净说明水源梢远。 5、出现水流声。煤层有水挤出,并产生“嘶嘶”声, 有时尚能听到空洞的水声,这是透水危险的征兆。 6、工作面有害气体增加。 7、 煤壁或巷道挂红, 酸度大, 水味发涩或有臭鸡蛋味。 这是老空水的特点。 8、煤壁发潮发暗。干燥、光亮的煤由于水的渗入,潮
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湿、暗淡,如果挖去表层,里面都是这样说明附近有积水。 (二)、井下防治水 二、 井下防治水措施可概括为 6 个字,即“查、测、探、 放、截、堵“等方面。 1、查 查,即查明水源和通道,为探明水源和通道,应掌握 以下情况: (1) 、冲击层的组成及厚度,各分层的含水性及透水 性; (2) 、裂隙和断层的位置、错动距离、延伸长度、破 碎带范围、含水情况及导水性能; (3) 、含水层与隔水层的位置、数量、厚度,各含水 层的涌水量、透水性及距离开采煤层的间距; (4) 、老窑、古井和周边生产煤矿的分布情况、开采 范围、开采深度和积水情况,废弃钻孔的处理情况; (5) 、开采过程中,围岩破坏和地表塌陷情况,观测 围岩跨落带、断裂带、沉降弯曲带的高度及对涌水的影响。 2、测 测、即做好水文观测工作,具体有以下几方面: (1) 收集当地气象、 、 降水量和河流水文地质资料 (速 度、流量、水位、枯水季节和洪水季节) :查明地表水体分 布、水量补给、排泄条件;查明洪水泛滥对矿区、工业广场
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及居民点的影响程度。 (2) 、通过探水钻孔和水文观测孔,观测各种地下水 源的水位、水压和水量变化情况,分析水质,查明矿井水的 来源及补给关系。 (3) 、观测矿井涌水来量及其与季节变化的关系。 3、探 探,即井下探水。 (1) 、坚持“有疑必探,先探后掘”探放水原则 对于矿井的开采,地下水文条件下相当复杂,在乡镇 煤矿,水文资料缺乏、技术力量薄弱,所有在矿井开采过程 中无法掌握矿井的含水情况或者说是否存在水哈你水害的 “疑问区” ,所以,在矿井开采过程中必须坚持“有疑必探, 先探后掘”探放水原则。 (2) 、必须探水前进的情况 A、接近水淹和可能积水的井巷、老空和相邻煤矿时; B、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时; C、打开隔水煤柱放水时; D、接近有水可能的钻孔时; E、其他有积水可能的地区时。 (3) 、探水作业参数 探水的起点: A、当采空区、老巷、废弃硐室等积水区的位置准确
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且水压不超过 918Kpa 时,探水起点至积水区的最小距离: 煤巷不少于 30.0 米,岩巷不少于 20.0 米。 B、对矿井积水区,虽有图纸,但不确定积水区的边 界时,探水起点距积水区不少于 60.0 米。 C、掘进巷道附近有断层和陷落柱时,探水起点至最 大摆动范围预计煤柱线的最小距离不得小于 20.0 米 D、石门掘穿含水层前,探水起点至含水层最小距离 不得小于 20.0 米。 钻孔深度及超前距离: 采用边探边掘时,探水钻孔必须超前于掘进工作面一 定距离,留设一定的煤(岩)柱,以确保掘进安全。如下图 所示:
煤层超前距离一般不少于 20.0 米,在薄煤中可适当缩 短,但最小不得少于 5.0 米。岩层中的探水钻孔超前距离一
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般为 5.0——10.0 米。钻孔深度一般在 40.0 米左右,这样每 打一钻可以连续掘进 20.0——30.0 米。 钻孔直径及数目: 钻孔直径不大于 75 毫米,钻孔数不少于 3 个,其方向 必须保证在工作面前进方向的中心和上下左右都能起到探 水作用。 钻孔布置: 钻孔的布置根据工作面具体情况选择,一般有扇型布 置和半扇型布置两种,钻孔之间的夹角一般为 10——15 度, 开始探水时,可打 5——7 个钻孔,以后可以根据实际情况 适量减少,但不能少于 3 个。布置如下图所示:
(4) 、探放水的安全技术措施 ①、加强钻场附近的巷道支护,并在工作面打好坚固 的立柱和当水板;
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②、清理巷道,挖好排水沟,巷道低处必须备有排水 设备; ③、在打钻地点必须安设专用电话; ④、测量和探放水人员必须亲临现场,依据设计,确 定主要探水钻孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目; ⑤、预计水压较大的地区,探水钻进之前,必须先安 好孔口管和控制闸阀,进行耐压实验,达到设计水压后,方 准继续钻进,特别危险地点必须有躲避场所和避灾路线; ⑥、钻孔内水压较大时,应采用反压和防喷装置掘进, 并有防止孔口管和煤岩壁突然鼓出的措施。 ⑦、钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的 水压、水量突然增大,以及有顶钻等异常情况时,必须停止 钻进,但不得拔除钻杆,现场负责人员必须立即向调度时报 告,并派人监测水情,如发现情况紧急时,必须立即撤出所 有受水威胁的人员,然后采取措施进行处理;⑧、探放采空 区水前,首先要分析查明采空区水体的空间位置,积水量和 水压。 采空区水体高于探放水点时, 只准用钻机进行探放水。 探放水钻孔必须打中采空区水体,并要监视放水的全过程, 核对放水量,直到采空区水全部放完位为止。 ⑨、钻孔接近采空区,预计有瓦斯或其他有害气体涌 出时,必须有瓦斯检查工和矿山救护队员在现场值班,若气 体超限时,必须立即停止钻进,切断电源、撤出人员,并向
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调度室报告,及时处理。 4、放 疏放水就是在探明矿井水源之后,根据不同水源类型 采用不同的疏放水方法,有计划、有准备的将威胁矿井的水 源疏放干。 (1) 、采空区疏放水方法 ①、直接放水。当水量不大,放水量不超过矿井的排 水能力时,可采用钻孔直接放水。 ②、先堵后放。当采空区的水有补给水源时,补给水 量大,可以先堵,必须先堵主补给水源在排放积水。 ③、先放后堵。采空区虽有补给水源,补给水量小, 但无法先堵,应选择先排出积水,在进行堵漏、防漏施工。 ④、先隔后放。补给水量大,但无法堵,只有隔离, 待做好排水工作后再排放。 (2) 、含水层水疏放方法:地面疏放、开掘疏干巷道、 钻孔疏放、巷道与钻孔结合疏放。 (3) 、疏放水注意事项 ①、探到水源后,水量不大时,一般可用探水钻放水; 放水钻孔直径一般为 50——70 毫米,孔深不大于 70.0 米。 ②、钻孔放水前,必须估计积水量,根据排水能力和 水仓容量,控制放水流量。 ③、钻孔放水时,必须设专人观测钻孔出水情况,测
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定水量,水压,并做好记录。若水量突然变化时,必须立即 处理,并报告矿调度室; ④、排除井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前。必 须有矿山救护队检查有毒有害气体,若有封闭的有害气体涌 出可能,必须制定安全技术措施。 ⑤、在放水设计中,应规定好人员撤出路线,并保证 路线畅通。 5、截 在探到水源后,由于条件限制无法放水,或者虽能放 水但不合理时,可采用防水墙、防水闸门、防水煤柱或岩柱 等设施,永久或临时的截住水源,将采区与水源隔开,使局 部的涌水不至于威胁其他地点。 6、堵 将专门的堵水材料通过钻孔压入地层裂隙、溶洞或断 层破碎带,使浆液扩张、凝固、硬化,达到充填堵塞涌水道、 隔离水源的目的。 七、矿井透水事故时的自救与互救 1、透水后现场人员撤退时的注意事项 ①、透水后,应在可能的情况下迅速观察和判断透水 的地点、水源、涌水量、发生原因、危害程度等情况,根据 灾害预防和处理计划中规定的路线,迅速撤到透水地点以上 的水平,而不能进入透水地点附近及下方的独头巷道。
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②、行进中,应靠近巷道一侧,抓牢支架或固定物, 尽量避开压力水头和泄水流,并注意被水中的矸石和木料撞 伤; ③、若透水破坏了巷道中的路标,迷失行进方向,遇 险人员应顺风,撤入高处

。 ④、在撤退的巷道交叉口应留设标志,以提示救援人 员的注意。 ⑤、人员撤退时,应遵守秩序,禁止慌乱和争枪。 ⑥、若唯一的出口被水堵死无法撤退时,应在工作面 点等待救援,严禁盲目潜水逃生等冒险行为。 2、透水后被围人员的避灾自救措施 ①、当场人员被水围困时,应迅速进入预先筑好的避 难硐室避灾,或者选择合适的高点建立临时避难场所,迫不 得已时可爬入巷道高顶处待救。 ②、在避难期间,遇险矿工要有良好的精神心理状态, 情绪安定、意志坚强。要做好长时间避灾的准备,除轮流观 察水情外,其他人员静坐、以减少体力消耗和空气消耗。 ③、避灾时,应有规律的发出敲打求救信号。 ④、无食物时,要努力克制乱食杂物,需饮水时,先 用衣物过虑后使用。 ⑤、长时间被捆井下,发觉救护人员时,不要过度的 兴奋和慌乱,以防意外发生。

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