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井下水害防范知识

lqlcwj270  发表于 2014/3/21 17:53:38      622 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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一、井下透水预兆

1、发潮:采掘工作面气温骤然下降,煤、岩壁发凉,空气中含有大量水蒸气,形成雾气。

2、挂汗:煤、岩壁上骤积很多水珠,煤岩新鲜面潮湿,形成“挂汗”。

3、挂红:煤、岩裂隙面有暗红色水锈痕迹,形成“挂红”。

4、有臭鸡蛋味:煤、岩壁浸出的水发涩,有臭鸡蛋气味。

5、空气变冷:工作面气温骤然降低,煤壁发凉。

6、水叫:煤、岩层发出“吱吱”的水叫声。

7、底鼓:底板变软,底鼓严重。

8、钻杆和锚杆眼往外渗水,并有顶钻现象。

9、煤、岩壁层理紊乱,煤层发暗,松散破碎,裂隙明显增多。

二、出水水源和通道

淮南矿区存在地表水、松散含水层水、灰岩含水层水、煤系砂岩裂隙水、采空区积水等水源,存在有断层、陷落柱、裂隙、钻孔、井筒导水通道,因开采破坏沟通导水通道和含水层(体)而发生出(突)水。矿区常见的突水形式如下:

(一)底板灰岩含水层出(突)水

因煤层底板距灰岩含水层隔水层薄,加之采后产生的裂隙或有断层构造弱面,底板高水压灰岩水通过原生、后生裂隙或断裂构造进入到采掘工作面而出水。

(二)地表水透水

地表河流、水库、塌陷积水塘等地表水体以及雨季洪水,通过井筒、采后塌陷坑、煤系含水层露头、岩溶塌陷漏斗等直接或间接地透入矿井,也可因防水煤柱留设过小,采后导水裂隙带及冒落带触及地面水体,通过导水裂隙带、冒落带渗、溃入工作面而充水。

(三)煤系上覆松散含水层透水

煤系上覆新生界松散含水层,因防隔水煤柱留设尺寸过小,在水的自重力作用下,松散层水通过采后导水裂隙带及冒落带充入工作面;也可因煤系地层与上覆含水体无粘土类隔水层,松散层水通过煤系砂岩原生裂隙下渗进入采掘工作面。

在留设防水煤柱适量的情况下,煤系上覆松散砂层水,主要是通过砂岩岩层层面、原生裂隙及采后裂隙,上方松散砂层水的补给充入到采掘工作面,而发生充水。

(四)老空水出水

“老空”是指煤矿采后留下的老采空区、老巷、老硐的统称。老空水积存于生产、开拓水平以上,以及工作面上阶段、上覆煤层老采空区等;当采掘活动进入或接近老采空区时,在水压的作用下,老空区积水突破薄层隔水层而充入采掘工作面。

老空区出水,虽然水量一般不会很大,不致造成淹井的危害,但水量集中,来势迅猛,一旦揭露,会突然溃出,具有很大的冲击力和破坏力,对人身安全的危害性极大。

(五)导水断层(带)出水

因断层(带)及附近原生裂隙发育、存在储水空间,地下水在水压的作用下,通过长期的径流、运移,常积聚在断层带内,当采掘工作面接近或揭开断层(带)时,在水压的作用下充入工作面;此外,当断层与含水层沟通时,含水层水可通过断层不断地补充进入采掘工作面,形成长期出水。

(六)岩溶陷落柱突水

岩溶陷落柱是由于埋藏在煤系地层下部的可溶性岩(矿)体,在地下水的物理、化学作用下形成了大量的岩溶空洞,其上覆岩层、矿层因失去下伏岩层的支撑,在重力作用下下沉、塌陷。因为塌陷体的剖面形状似一柱体,故称“岩溶陷落柱”或称为“陷落柱”。

岩溶陷落柱基底一般发育在奥陶系或寒武系厚层灰岩中,当采掘工作面进入导水陷落柱或陷落柱边缘,在高水压作用下,灰岩水通过陷落柱或周边裂隙等进入采掘工作面。

陷落柱沟通了石炭系、奥陶系、寒武系灰岩含水层,因含水层巨厚,分布广,接受到大气降水和松散含水层水补给,富水性强,动、静储量极其丰富,陷落柱一旦出水,往往水量大,来势猛,多造成淹井,甚至波及数个相邻矿井。

(七)煤系砂岩裂隙出水

赋水煤系砂岩裂隙,当采掘工作面揭露时,通过原生、后生裂隙向外渗出,表现为巷道、工作面顶板滴、淋水,也可沿岩层层面向外流淌。

煤系砂岩裂隙含水层,在没有地表水、新生界松散层水及其它水源补给的情况下,一般不会对整个矿井形成较大威胁,但因排水系统不完善可导致工作面采掘设备被淹而停产等。

(八)井筒出水

穿过松散含水层的井筒,当井壁出现裂缝、空洞时,在水压作用下,井壁外含水层透过井壁充入井筒内而出水。

(九)钻孔导水出水

穿越松散含水层或煤系底板灰岩含水层的钻孔,当未封或封孔不良时,受开采破坏含水层水通过钻孔充入采掘工作面而出水。

三、透水后现场应急处置与避灾

(一)事故报告

透水事故发生后,现场作业人员应尽量观察和判断透水水源、地点和涌水影响范围,在积极、安全的消除或控制水情的同时,及时汇报矿调度,并尽可能迅速向透水可能波及区域发出警报。

1、报告形式:利用最近处的地势高于透水地点的电话进行报告,切忌舍近求远。

2、报告对象:矿调度,防止先报告本区队领导而延误救灾与撤退的最佳时机。

3、报告内容:透水事故的性质、发生地点、波及的范围、现场人员伤亡情况以及抢救事故、组织现场人员撤退的措施和路线等。

4、报告时注意事项:沉着冷静,尽量把话说清楚;如实汇报,不清楚的就报告“不清楚”;要按照调度指令进一步了解情况、观察水情、撤离或其它工作。

(二)积极消除灾害

发生透水事故后,现场人员应沉着冷静,根据看到的异常现象、听到的异常声响、感觉到的异常冲击等情况,迅速判断透水性质,利用现场条件,在保障自身安全的前提下,采取积极有效的措施和方法投入现场抢救,将透水事故消除在开始阶段或控制在最小的范围。在处置中应注意以下几点:

1、现场作业人员在打钻时发现孔中异常出水,要立即停止钻进,严禁拔出钻杆,进行观察并汇报矿调度。

2、必须保持统一指挥和严密组织,严禁冒险蛮干,避免惊慌失措,严禁各行其是和单独行动。

3、在抢救过程中,首先要确保自身安全。提高警惕,采取严密措施,严防窒息、中毒、爆炸、触电、顶帮垮塌和突水冲击等次生事故。

4、把抢救受伤的人员作为重中之重,坚持先救人后救灾。在抢救人员时做到“三先三后”,即对于死者和生者,先抢救生者,后抢救死者;对于伤势重者和轻者,先抢救伤势重者,后抢救轻者;对于窒息或心跳、呼吸停止不久、出血和骨折的伤员,先复苏、止血和固定,然后再进行搬运。

5、采取各种有效措施,防止灾情进一步扩大。发现透水预兆后,要立即加固附近巷道支护,防止支架冲倒或巷道坍塌;疏通排水沟,防止涌水被堵;垫高排水泵及机电设备,防止排水设备被淹。

(三)溺水人员的现场急救

井下人员溺水后现场急救要注意以下几点;

1、转移:把溺水人员从水中救出后立即转送到比较温暖和空气流通的安全地点,松开腰带、脱去湿衣、盖上干衣,以免受寒。

2、检查:以最快的速度检查溺水人员的口、鼻。撬开口,清除口鼻中的泥沙、煤矸石等杂物,把舌头拉出,保持呼吸道畅通。

3、控水:将溺水人员俯卧,控出溺水人员腹中积水。

4、人工呼吸:若溺水人员已停止呼吸,采用人工呼吸,同时注意合并伤的处理。

(四)作业人员迅速撤离灾区

井下发生透水事故,如因涌水来势凶猛,现场无法抢救,或者将危及人员安全时,井下职工应迅速组织起来,沿着规定的避灾路线和安全通道,撤退到上部水平或地面。在撤离中,应注意下列事项:

1、在透水迅猛的情况下,现场作业人员应避开水头和水流,迅速躲避到位置高的硐室内、拐弯巷道或其他安全地点。

2、在透水水流急速来不及躲避的情况下,现场人员应抓牢棚梁、棚腿或其它固定物体,防止被涌水打倒和冲走,或者互相手拉手、肩并肩地抵住水流。

3、如果透水水源为采空区积水,灾区有害气体浓度增加时,现场作业人员应立即佩戴好自救器,以避免中毒窒息事故的发生。

4、作业人员撤离灾区时,要按照作业规程规定的避水灾路线撤离,也可结合现场情况选择距离最短、安全条件最好的路线撤离。

5、在撤离过程中, 要有组织、有纪律,服从班组长和熟悉路线的人员指挥。在撤退沿途特别是巷道交叉口,应留设指示行进方向的明显标志,以提示救护人员的注意。如有可能应及时将撤离路线、人员及安全状况电话汇报矿调度。

6、在涌水的巷道中撤离时,应靠近巷道一侧,抓牢支架、风水管等其他固定物体,尽量避开泄水主流.并注意防止被水中滚动的矸石和木料撞伤。

7、在条件允许的情况下,应迅速撤往突水地点以上的巷道,不得进入突水点附近及下方的独头巷道。

8、如果撤离中迷失了方向,且巷道中的照明和指路牌已被冲毁,遇险人员应朝着有风流通过的上山巷道撤退。

9、撤退人员需从梯子间升井时,应保持好次序,严禁争抢,手抓牢、脚蹬稳。

10、当透水涌入独头上山的下部时,在万不得已的情况下,现场作业人员可以撤至未被水淹的上山上部暂避,等待救援。

11、撤退中,如因冒顶或积水造成巷道堵塞,可寻找其他安全通道撤出。在唯一的出口封堵无法撤退时,应组织好避灾。

(五)作业人员被围困时应急自救互救

透水后,现场作业人员撤退路线被涌水或冒顶阻断、水流凶猛无法穿越时,应该选择离安全出口井筒或大巷最近处,地势最高的上山独头巷道暂避,等待救援,切忌盲目潜水逃生。在被困时应该注意以下几条:

1、进入避灾地点以前,应在巷道外口留设文字、衣物等明显标志,以便救援人员及时发现。

2、对避灾地点进行安全检查和必要的维护。例如支护不好时要利用附近材料进行加固,设置挡帘、挡板等,防止有害气体和涌水进入。

3、在避灾地点进行避灾待救时,应间断地、有规律地敲击铁轨、铁管等,必要时发出呼救声,向外界求救。

4、如果避灾地点没有新鲜空气,或者有害气体大量涌出时,必须立即佩戴自救器。附近安装有压风自救系统时应该打开压风自救系统,进行呼吸;如果没有压风自救系统但安装有压风管或水管,应该打开管路阀门,放出新鲜空气,供被困人员呼吸。

5、避灾时注意身体保暖。如果衣服浸湿应该将其拧干,同时将双脚埋在干煤堆中保暖;避灾人数较多时可互相依偎紧靠、抱团取暖;打开压风阀门时,应注意围困地点气温不能过低。

6、注意节省使用矿灯。如果是单人,可以间断打开,尽可能延长矿灯使用时间;如果是多人时,可只开一盏矿灯。

7、被困期间,遇险人员可在积水边缘放置大块煤矸等物体作为水情标志,随时观察水位变化情况,推测抢险救灾的进展程度。

8、在保证自身安全的前提下,被困人员应利用一切条件自行脱险或配合外部抢险人员的救援行动。

9、被困人员要做好较长期不能脱险的思想准备。所带食物要均匀地吃,同时尽量平卧,不急不躁,避免体力的过度消耗。坚定求生信念,互相关心,共度难关。

四、水害事故案例

(一)老空水水害事故

淮南潘二矿“1.31”老空透水事故

1997年1月31日9时54分,某矿掘进103队施工的11218过压工作面切眼迎头一起透老空出水事故,总出水量约50m3,造成3人死亡,2人重伤。该次事故是一起生产性责任事故。

1、现场概述

11218工作面位于西一B组采区二阶段东翼,准备开采B8-2槽煤。该块段下顺槽标高-447.8~-450.4m,上风巷标高-387.7m;一阶段2#探煤巷以西-320~-350m部分1990年回采完毕,2#探煤巷以东的轨道巷于1991年回收封闭。

该块段的生产准备程序是:在一阶段轨道巷2#探煤巷以外17m处开窝,下山掘进至-387.7m,然后沿煤层走向掘进上风巷,已掘31m未发现出水迹象。下顺槽于-450m标高,沿煤层走向施工480m是遇一断层,无水,后退17m开窝沿煤层倾向掘进过压切眼,到预定位置后停头,由上风巷与其贯通。至事故发生前,过压切眼已施工161.2m,迎头距老巷最小实际平距为6.1m,图上量得为12m。

2、事故经过

1月29日16:10分,掘进102队向区上汇报11218切眼迎头左帮炮眼出水,炮药装好,水量较小,当即区分别向矿技术科、地测科及分管掘进副总进行了汇报。16:40分,分管掘进副总安排停头。

1月30日上午,地测科水文地质员进行了现场调查,迎头左上方炮眼出水,水量0.3m3/h,有臭味,虽现场挂牌禁止进入,并向调度所、有关领导进行了汇报。此后经观察无异常后,安排早班进行放炮。

3、事故原因

(1)对老空可能积水情况掌握不清,认识不足。

(2)巷道测量存在误差。经复测,原测量资料提供的迎头位置与老巷的最小距离为12m,实际为6.1m,相差5.9m。

(3)管理不到位。没有认真执行有疑必探,先探后掘的规定,工作安排不严、不细,对迎头异炮的处理缺乏认真的研究,措施的制定、执行不够严谨。

淮南李嘴孜矿“1.17”透水事故

1999年1月17日10时20分,淮南矿业集团李嘴孜矿多种经营总公司小井办公室回采一队-340mW1WB11b工作面发生一起老空透水事故,总涌水量约170m3,造成3人死亡,直接经济损失约18.6万元。

1、现场概况

-340mW1WB11b工作面位于-340m水平西一采区西翼,上限标高-259.7—-261.2m,下限标高-317.9—-320m,对应上阶段B11b于1995、1996年采毕。该B11b煤层在本块段赋存稳定性较差,煤层厚度0.3—2.8m,平均1.6m,倾角62—66°,属急倾斜煤层。其直接顶为12.4m的粘土岩,老顶为20m的细砂岩,直接底为3m厚的粘土岩。该块段煤原准备由大井正规采煤队使用柔性掩护支架法开采,后掘进发现块段西翼地质构造复杂,且有一较大范围薄煤带,无法采用正规方法开采,被迫交给小井,使用楼式采煤法回采,并在准备过程中对巷道施工方案进行了改造。发生透水的回煤巷道就是因煤层厚度变化原因而进行改造的新增马道。该马道设计方位294°,倾角25°斜长20m,为1.4×1.6×1.6木梯形棚支护。据巷道实际揭露,该区域构造复杂,为一煤包,煤厚约4m,且煤质松软、干燥。1月15日夜班开始回采,到出事故时,回煤两个圆班、约8m。

2、事故原因

放炮回煤后造成采动裂隙发育沟通上阶段老空区,老空积水和水压综合作用使阶段煤柱的抗压强度降低,失去防水能力,导致溃水。事故主要原因是:

(1)对该块段煤层上阶段采空区存有积水认识不足,没有严格执行《煤矿安全规程》中的有关条文和集团公司煤生技字《关于重申严格执行探放水制度与措施的通知》的规定采取探放水措施。

(2)技术管理不规范、不严密。

(3)现场存在对作业规程和措施的规定执行不严,管理不到位。

(4)职工自主保安意识不强。

广东省梅州市大兴煤矿“8.7特别重大透水事故

2005年8月7日13时13分,广东省梅州市兴宁煤矿发生特别重大透水责任事故,造成121人死亡,直接经济损失4725万元。

1、事故直接原因

在大兴煤矿主井东翼四煤-400m石门以东150m附近,因煤层倾角大(75°左右)、厚度大(3~4m),小断层发育,煤质松散易塌落,-290m水平以下煤层在生产过程中均发生过严重抽冒,在此抽冒严重的情况下,大量出煤,超强度开采,致使-290m水平至-180m水平防水煤柱抽冒,导通了-180m水平至+262m水平的水淹区,水淹区积水大量溃入大兴煤矿,导致事故发生。

2、事故间接原因

(1)大兴煤矿违法、违规、违章进行采矿活动。

一是违法违规组织生产。在证照不全的情况下,该矿自建矿以来一直违法组织生产。

二是井下采掘布置混乱,严重超能力超强度开采。该矿为了多出煤,在井下布置有34个采煤工作面和12个掘进工作面,导致大量人员在井下作业,透水后造成121人死亡;设计能力为3万吨/年,煤炭生产许可证载明能力为3万吨/年,但2004年生产原煤超过15万吨,2005年1月至7月出煤超过8万吨。

三是安全管理混乱。该矿随意变动安全管理机构,负责人员均无任命文件,导致职责不清,制度不落实;主要管理人员长期不下井,井下安全管理混乱,采煤工作面发生大规模抽冒后不及时采取措施处理,仍然违章组织工人冒险作业。

(2)政府有关部门不执行或不正确执行国家有关法律法规的规定,对大兴煤矿的安全生产监管不力,一些工作人员失职渎职、玩忽职守。

(3)有关地方政府贯彻执行国家法律法规和上级政府决定、命令不力。

山东枣庄八一矿901工作面正五上山探放802工作面老空积水突水事故

1977年7月29日1点50分,山东枣庄矿务局八一煤矿,在901工作面正五上山打钻探放802工作面老空(自采区)积水时,钻孔流水不畅,多次通孔后水量忽大忽小,似已大部放出,却突然臌破煤壁突水6250m3,淹没摧垮-560m水平车场硐室300余米,包括矿总工程师在内的28人同时遇险,2人侥幸当时逃出,经积极抢救,18人脱险,8人死亡,停产二十多天,直接经济损失176.4万元。

1、水害经过

1977年7月中旬,901水采工作面溜煤主巷西侧正五上山掘进工作面已接近本矿自采的802工作面采空区,生产科地质组于7月14日提出超前探放水措施,经审批后,于7月21日夜班开始超前探放水。24日夜班钻探13.9m透老空区,出水量很小,仅10m3/h。25日早班经矿总工程师和副总工程师商议,确定保留6m超前距,布置掘进工区再向前掘8米,然后再放水;早、中班仅掘5m即停。25日夜班再次探放,钻进9.3m透老空区,钻孔出水量不大,但煤壁有压力,煤炮剧烈,并听到水的“吱吱”声,带班地质技术员即刻停钻,未拔出钻具即向调度室汇报,而后切断电源,后方打上密集柱控制钻机及孔内钻杆,撤出人员。26日安排通巷工区中班在掘进工作面打密集柱,并用竹笆背严,风筒接到掘进工作面,电话移至与正五上山斜对门的反七上山,待夜班由矿副总工程师带人到现场观察。到现场后,将后路工作人员全部撤走,然后开钻试探。开钻后,在钻杆的搅动下沿钻孔有煤浆涌出,有压力,煤炮剧烈,煤壁层层剥落,巷道振动,不到一分钟,钻孔由外向里塌孔0.3~0.4m深,放弃在正五上山的探放水,将钻机移至正四上山另打钻放水,由于钻工不敢移动正五上山的钻机,次日只好另下一台。27日夜班生产副矿长兼总工程师又带人到正五上山观察试放,开动钻机推进8.4m,涌水量为50m3/h,水清无压力、无煤炮,听不到老塘水响,观察到2时30分,出水正常,便确定就此放水,派人监视。28日上午发现出水量逐渐减少到20m3/h左右,下午总工程师召开有关人员分析认为:一个可能水已放完;另一个可能钻孔淤塞,最后确定在正四上山再打钻验证。当天夜班总工程师亲自带钻工8名、安全监察员和瓦斯检查员各1名去现场安装钻机。下井后先到正五上山观察有无异常现象,又试探了一次:将钻杆拔出又推进4.8米,出水35m3/h左右,带人到正四上山标定好钻孔后,又带领钻机副组长、安监员和瓦斯检查员各1名回到正五上山再次试放。先用手推进2.4m,又开动钻机推进1.2m,又向外拔出0.5m,当时孔内钻具全长8.4m。此时钻孔出水增大,并听到老塘水叫,像刮风,开始满孔涌水,最后满硐子向外涌水,时间是7月29日1时50分。总工程师慌忙带领上述随行人员夺路到正五上山斜对门的反七上山,连同原在反七、反八上山的工作人员共13人均撤至反七反八联络巷待救。当时在901准备回采工作面内收到水害威胁的共28人,除上述13人外,在正四上山安装钻机的有7人,在溜煤主巷运卡兰的3人,坐在回风上山下口的与溜煤主巷交叉点木料堆上休息的5人。

这次老空突水造成死亡8人,被困待救者18人,侥幸脱险者仅2人。计算其突水量为6250 m3,冲垮巷道300m,从正五上山掘进工作面向外溜煤主巷全部被水冲坍淤堵,-560m水平车场和机电峒室被淹,停产抢险20多天,直接经济损失176.4万元。

2、事故原因

此次突水水源是采区老塘积水,属技术责任事故,原因主要是安全生产思想不牢固,因生产接续紧张,只顾生产任务,忽视安全,执行探放水的规章制度不严,盲目蛮干,违反探放水安全要求。

(1)没有确定积水范围和起始探水线。

(2)探水只规定了超前距,没规定帮距和钻孔密度。

(3)没有使用孔口安全套管。

(4)没有安全出口。

(5)在孔口没有安全套管的条件下放水,危险区内仍有大量人员进入作业,没有规定避灾路线或设置警铃信号。

(6)近距离探水,仍继续掘进。

(7)已经出现剧烈煤炮,巷道震动,放水孔由外向里坍孔等严重险情,仍多次用钻杆透孔,严重违章作业。

(8)放水虽已派人监视,但没有同时提出监视和排放瓦斯措施。

造成此次水害事故的重要原因之一,是探放水措施的审批和贯彻手续不全、不严,探放水没有专人负责;该次探放水有的领导、生产科室和工区,甚至连安全监察员都不清楚,因而造成和纵容了上述一系列违章现象。

此外,造成这次水害事故,客观上有许多人思想麻痹,探放水指挥者和有关人员丧失了应有的警惕。

3、经验教训

此次水害事故的主要经验教训除“水害发生原因”中分析的各点外,还要解决对自采区积水未作认真分析,而认为无水或小水的麻痹思想。其次是,既已探到积水,尤其是老空积水,因其极易臌破煤壁而意外突出,这时必须采取一系列万无一失的措施保证放水安全。放水后必须采取多种措施证明积水确已放尽方可掘透老空,此次放水未采区安全措施而盲目地近距离靠近了积水区,给突然臌水创造了条件。

(二)地表水害事故案例

淮南新庄孜井田内个体小井透地表水直接溃入大井事故

1987年3月2日18时,新庄孜矿井田南翼C13槽煤露头区的朱海甫个体小井,无证开采露头煤造成在塌陷积水大塘边掉塌陷漏斗,使地表积水突然溃入小井和下方的C13煤层开采区,总水量达13.7万m3, 造成区内9对相互连通的小井全部吞没,受水威胁的新庄孜矿停产,谢三矿、谢一矿部分停产,影响煤炭产量201万t,淹埋致死人员12名。

1、透水事故的经过及处理

1987年3月2日6时许,位于新庄孜矿南翼C13槽塌陷区边缘的个体农民朱海甫小煤井回采C13槽特厚煤层露头隔水煤柱,造成地表突然掉塌陷漏斗。漏斗一半位于塌陷积水大塘里,一半在岸上。开始时,遗水漏斗直径只有2m多,到下午8点遗水漏斗直径已达10m左右,急流时而带着呼啸的响声,水流呈巨大的漩涡形式直灌新庄孜矿井下C13槽开采区,抛入坑内堵溃水口的坑木、笆片、草包等都被卷入漩涡,无影无踪,溃水漏斗四周的黄土出现环形的多层阶梯状塌陷大裂缝,表土不断坍入漏斗口内,使溃水漏斗范围迅速向外扩展。与此同时,立即从大矿调来700多名人员,调运大批草包、塘柴、笆片、麻包,一边向坑内不断抛笆片、塘柴,一边围绕溃水漏斗迅速筑堤挡水,形成围堤截断水源。直至次日凌晨2点,筑成了一道长80米,宽2米的围堤。就在这时,溃水塌坑内突然一声巨响,漏斗突然向外崩坍数米。新筑的围堤几乎全部崩塌。水流呼啸着冲入漏斗,龙卷风似地漩涡吞没了抛下的一切阻挡物。

此后,再次增援抢救人员,同时调来大批数丈长的大毛竹,用打椿固定、毛竹横截、人工填土的方法,继续打围堰,到在次日凌晨6点左右,再次筑起了一道长100m、宽2m多的人工截水堤。就在围堤合拢不久,坑内又是一声巨响,溅起数丈高的水花,呼哧一声,一坑水及抛下去的坑木、塘柴、笆片、大筐等物,无影无踪。坑底出现一个巨大的黑洞,堤坝还向坑内漏水,围堤眼看又有可能坍塌的危险;在此发现不远处有一个钢管焊接好的塔式小井架,高约10m,立即将井架倒过来抛入坑内,而后再向坑内抛入大批坑木,塘柴、笆片及装满图的草包和大筐;与此同时,采取人工放炮向坑内崩土,又调来两台推土机向坑内推土,就这样,一直奋战到次日上午10点左右,漏斗终于被堵住了。

2、事故原因

完全是个体小井违反《煤矿安全规程》开采水体下露头煤,致使地表急剧塌陷,引起塌陷塘水溃入大井。溃水条件是:新庄孜矿南翼C13槽及其下伏煤层已经开采到第四水平(-412m)以下,地面形成一个面积为10590m2、深约4m的回采塌陷积水大塘,总积水量约42万m3,C13槽煤露头上方的表土层厚约17m,C13槽露头煤以下为大井老空及开采区。根据淮南的实际资料,导水裂隙带一般是采厚的10倍左右,即C13槽6m厚的煤,回采后导水裂隙带必到达地表。显然,在上述水文地质条件下,这种风化露头煤是严禁开采的。但是,由于乡镇集体、个体小井未经批准强行进入国营矿山井田内部违章开采。在厚煤层露头区相距几十米就有一对井口,并造成“楼上楼”(登空开采),“连裆裤”(互相连通),搞“地道战”,不顾一切地互相争夺资源,乱采滥掘,并直接沟通大井开采区,造成小井溃入,株连大井。大矿井田百孔千疮,这是造成这次突水淹井事故的直接和根本的原因。

淮南乐方陶瓷有限公司升平粘土矿“9.29”井筒透水

2006年9月29日,位于李一井田内已报废的淮南乐方陶瓷有限公司升平粘土矿,因井筒未封,井盖被挖开,导致区内一塌陷塘4.2万m3积水溃入井下,直接威胁李一矿生产安全,被迫停产。

造成该次井筒透地表水的原因:

1、小煤矿报废井筒没有进行充填,仅在上口放置了水泥盖板,覆盖矸石,留下了井筒透水安全隐患;

2、井口标高低,位于塌陷积水塘边缘;

3、当地群众用推土机挖采井口上覆矸石,挖开了井盖,发生井筒透水后逃走,既不及时封井盖,又不报信。此是事故直接原因。

(三)松散层出水水害事故

潘一矿东风井井筒出水事故

1978年4月8日,潘一矿东风井及井底车场、系统巷道,因突发井筒破裂出水、出砂,井筒及全部巷道被淹,被淹后井筒内水位距井口仅5m。该次井筒破裂出水,最大水量5000 m3/h,平均涌水量1067m3/h,总出水量约16000m3

1、事故经过

潘一矿东风井采用冻结法施工,于1975年12月开工,1977年5月竣工,井筒直径6.5m,井深381.7m,穿过厚292.46m的新生界松散层。竣工停冻13个月后,井深282m处的冻结壁开始解冻,且冻结融化深度不断向上发展,井壁水压不断增大;在井深233m、242m、253m处井壁发生破坏,井筒涌水不断增大,1978年1月25日涌水量为2m3/h,4月8日被淹前增至145 m3/h。当井壁出现一个宽500mm,高220mm的突破口时,从外壁直通内壁,连水带砂涌入井筒,15个小时后,东风井及井底车场、采区巷道全部淹没,水位上升至距离井口5m左右。由于井壁外水、砂、砾石向井内涌入,井壁外形成空洞,井口外北侧地表出现一塌陷坑,深约2m,直径约3m。井口周围地表普遍下降,最大下沉84mm。

2、事故原因

井筒设计不合理,没有根据不同地层、含水层等地质条件,因地制宜的设计井筒,而是一律采用现浇钢筋混凝土。管理制度不严格,施工质量不好,井壁质量低劣。

谢桥矿副井“11.24”出水事故

1、事故经过

谢桥矿副井,1984年6月开工,1991年5月建成,井口标高+26.2m,井筒净直径8.0m,井深772.2m,松散层厚301.5m,井底层位为16-1煤层底板泥岩。1988年11月24日,井筒施工至累深442m位置时,出水量突增至240m3/h(之前为16 m3/h),随后进行排水,并于 1989年元月份至2月25日又进行了壁后注浆和工作面预注浆,注浆结束后水量降至28m3/h左右,至1999年3月中旬恢复施工。

2、事故原因

(1)井筒施工揭露煤系砂岩裂隙含水层时,因受新生界松散层中含水的补给,砂岩裂隙水直接进入井筒。

(2)排水能力不足。

(3)对砂岩裂隙导水通道的危害性认识不足,防治水措施针性对不强。

(四)煤系底板灰岩水突水事故

谢一矿-250m水平33采区3311A3采煤工作面突水

1977年10月14日,谢一矿-250m水平33采区3311A3采煤工作面,在标高-222.5m处发生突水,初始出水水量数十立方米每小时,在很短的时间水量突增,瞬时最大出水量达1002m3/h,至10月30日实测水量772 m3/h。突水造成-480、-425m阶段大巷全部被淹。

1、事故原因

工作面开采底板灰岩水文地质条件没有勘探,开采条件不清。

对工作面底板直接充水含水层没有进行疏水降压,底板灰岩含水层水压达2.1MPa,其A3煤层与灰岩间的隔水层每米承受水压达0.087 MPa,是每米隔水层安全承受水压值的1.7倍。

出水区发育3条断层,断层使煤层隔水层强度减弱,并使石炭系与奥陶系灰岩含水层间产生密切水力联系,奥陶系灰岩水通过断层补给太灰,并进入工作面。

山东淄博北大井突水事故

淄博北大井属中日合办“鲁大公司”。1935年5月13日于第三水平-117m北大巷80号上山采10层煤时发生奥灰突水,突水量25580 m3/min,3天之内矿井全部被淹,有538名工人在井下遇难,实为世界罕见的突水事故。

1、突水经过

当时矿井在-117m水平沿10-1煤层北开拓至一落差30m的断层,从掘进迎头退回90m,又沿10-1煤层向倾斜上方开拓上山,自上山起每隔20m开一条回风上山,长20m,1935年5月13日,第一条与第二条回风上山之间的10-2煤采完后,转入采上层的10-1煤;当日,该10-1煤工作面顶板陷落,涌水较往常加大。在场工人迅速向外撤离,行至风道中间时,即闻轰隆一声巨响,水量骤然加大。该区工人因发现较早,迅速撤到安全地带。40分钟后,井底泵房被淹;1小时后,淹没了-117m水平,78小时淹没了第二水平,此时水位仍在上涨,该公司宣布,未脱险的数百名职工已无法抢救。

2、突水原因

突水地段10-2煤以下26m是徐灰。全厚19m,水位标高+60~100m。10-2煤以下67m为奥灰含水层。突水水源为奥灰水。

突水地段有一条走向东西的周瓦庄断层,在掘进过程中三次揭露,两次有出水象证。而后又在断层附近回采了900m2的10层煤,造成了这次重大突水事故。

造成这次突水的主要原因是:由于断层存在,不仅大大缩小10层煤距奥灰的间距,而且严重地破坏了隔水层的完整性,降低了其抗水能力,成为地下水的良好通道。在自然条件下,下伏徐灰、奥灰已沿断层裂隙上渗到10层煤位置,在其附近采煤后,顶板岩体冒落,致使应力重新分布,断层带进一步松动,奥灰高压水便乘虚集中突入矿井。

3、经验教训

突水原因主要是巷道揭露了断层,并在上盘采煤而引起突水。在巷道两处揭露断层并有水征兆情况下,本应留足断层防水煤柱再回采,但由于日本公司掠夺性开采,只管出煤,不顾安全,而造成这次特突水。

(五)陷落柱突水事故

河北开滦范各庄矿2171工作面陷落柱奥灰突水淹井事故

1984年6月2日10时20分,范各庄矿2171综采工作面发生了世界采矿史上罕见的透水灾害,奥陶系岩溶强含水层的高承压水经导水陷落柱溃入矿井,高峰期11个小时平均涌水量123180m3/h,历时20小时55分钟,便淹没了一个年产310万T、开采近20年的大型机械化矿井。9名工人遇难。

6月6日15时30分,涌水突破范各庄、吕家坨矿两矿边界煤柱溃入相邻的吕家坨矿,最大过水量达23328m3/h,吕家坨矿也遭淹没。

1、水害发生过程

范各庄矿2171工作面位于该矿二水平(-310m)七煤层第一个工作面,工作面走向长1400m,倾向宽140m,煤层倾角12到15度,平均煤厚4.0m,上风道标高-313m,承受奥灰水压3.13WPa,下运道标高-343m。

工作面内无大断层,仅见落差1m左右的小断层13条,局部有滴淋水现象,掘进回采期间工作面总涌水量为18~24 m3/h。1984年4月1日为了查清水源,在煤层中布置了4个探查钻孔,分别钻进50~60余m,均见水而停钻,其中4号孔涌水量较大,为18 m3/h,水色混浊。

此后,又增打3个钻孔。4月24日处理5号孔堵孔时,发生钻孔突水,水量298 m3/h;5月20日2时,在该孔北部8m处下帮煤层顶板喷水,南部13.5m处巷道中底板住上涌水。

1984年6月2日10时20分,在2171工作面上风道170m处发生突水,巨大的水柱从下帮煤壁喷出,十几分钟下运道被淹没。6月3日4时45分,突水点发生第二次大突水,到7时15分,泵房被淹。


范各庄矿2171陷落柱垂向切面示意图

2、经验教训

2171透水灾害给国家造成了严重损失,也充分暴露了矿井水文地质工作的薄弱环节,教训是极其沉痛的。

(1)通过这次透水使我们认识到矿井水文地质工作单凭经验和地质推断去指导生产是不够的,对于岩深陷落柱这种特殊导水构造的水文地质问题,必须配备先进的勘查手段,查清问题才能保证矿井的安全。

(2)必须坚持有疑必探的原则,解决探放水的手段问题。在煤层中,探岩溶陷落柱深层高压水具有很大的危险性,应该采用物探先行,钻探验证的方法,而且钻探时在开孔部位没有可以下好套管的坚硬岩层,不能盲目探水。

(3)在水害探测与采掘的关系上,必须坚持有疑必探先探后掘,先探后采。

(4)相邻矿井边界必须留设隔离煤柱,并不得开采破坏。

(5)要建立、健全地下水动态观测系统

(6)在陷落柱分布规律不清的条件下,煤岩巷的掘进,开拓工程,更要注意水患。

河北邢台矿业集团东庞矿2903工作面陷落柱突水事故

东庞矿1983年建成投产,核定生产能力为240万吨。2003年4月12日, 2903工作面掘进过程中发生了陷落柱突水,仅次于开滦范各庄矿2171工作面陷落柱突水,是国内第二大陷落柱突水,最大突水量达74000m3/h,虽经全力组织抢险救灾,但因突水量远远超过了矿井排水能力,4月17日矿井被淹。

该次突水,是由于陷落柱导水通道的隐蔽性和突发性导致的结果。

(六)断层出水事故

安徽淮北相城矿断层突水淹井事故

淮北相城煤矿井型为35万t/a,1973年5月24日在-250m水平东大巷F5号断层带发生突出,突水量728m3/h,虽经抢救,终因突水量超过矿井排水能力,造成-250m水平淹没。

1、突水事故经过

1971年6月在-250m水平掘进东大巷揭露F5断层时,曾经发生出水,涌水量60m3/h。为防止后患,对断层带两侧巷道砌筑双墙单拱碹加固,在出水点埋设放水导管用以疏干放水,随着时间的推移,水量逐渐减少至10~20m3/h,直到疏干。

1973年5月24日深夜,在原出水处巷道突然发生底鼓,并逐渐抬高,使电机车无法通过。接着在原出水点的碹壁上发生突水,鼓破碹帮,冲成约0.81m2的洞口,涌出灰黑色的混水,并携带约10m3的破碎带的岩石碎块,顺水流堆积在洞口附近。数小时后,水还渐变清,经实测突水量为728m3/h。自1971年3月揭露断层出水到这次突水,时间间隔23个月,而这次突水过程从发现巷道底鼓到突水还不到1小时,在这样短的时间内突出超过矿井排水能力的2.5倍水量(矿井最大排水能力为250m3/h),对矿井造成极大威胁。

2、水害事故原因

这次水害的发生有以下几方面因素:

(1)当时处于文革内乱时期,技术管理混乱,打乱了正常管理制度,技术人员大部分调离工作岗位。由于人员不足,管理制度不健全,所以在技术管理,事故分析判断和采取措施方面有失误。

(2)巷道穿过F5断层的位置不合理,巷道底板距太原群灰岩含水层太近,过断层后距一灰只有2m,距二灰也只有7.3m,底板隔水层强度不够,造成底板高压(水压2.7MPa)灰岩水突入矿井。

(3)突水点位于F5主干断裂与分支断裂的交点,构造应力集中,造成张裂隙发育,岩石破碎。加上由于巷道揭露,破坏了围岩的原始平衡状态,产生应力重新分配,在长期矿山压力作用下,加深了底板岩石的破碎,形成新的裂隙,为底板灰岩水突出创造了条件。


相城矿断层突水点水文地质剖面图

(4)1971年6月揭露F5断层后,经长期疏放水,使通道逐渐冲刷疏通,在水压作用下,产生新的突水通道,因而发生迟到突水。

3、经验教训

从相城矿水害发生的因果分析,完全属于技术管理的问题。存在充水因素、条件不清,但没有进行水文地质调查研究和勘查工作,以查清F5断层。在施工前未严格控制断层产生状要素,留足防水岩柱。

(七)煤系砂岩出水水害事故

谢桥矿1121(3)工作面9.18出水事故

1、事故经过

谢桥矿1121(3)工作面走向长1589m,倾向长149m,采高4.2m。工作面于1997年5月回采,2001年7月收作。1997年9月18日回采至距离切眼230m时,工作面下端头支架移动后发生突水,最大水量达186.8 m3/h,到9月22日衰减至50 m3/h,后逐渐衰竭。影响生产3天。

2、事故原因

(1)13-1煤层老顶砂岩裂隙含水层较为赋水,估计不足。

(2)因开采产生的裂隙,使顶板砂岩裂隙水通过导水裂隙带、冒落带溃入采空区,再由采空区进入下顺槽。

(3)排水设施不健全,排水能力不足。

3、防范措施

(1)回采前应采用综合物探的方法探明工作面顶板砂岩赋存情况,并根据探查结果有针对性的打钻放水。

(2)回采中尽量缩短空顶时间,维持顶板的完整性。

(3)建立健全工作面排水系统,排水能力要满足最大出水排水需要,并加强日常检修,保持排水设施、设备时时处于完好状态。

丁集矿西一采区-890m标高回风巷四岔门附近出水

丁集矿西部集中回风大巷1与西一采区11-2南北回风大巷四岔门,2006年8月上旬施工,由于该地点巷道压力大,变形较为严重,造成此处通风(三路风筒)和进料困难,遂在四岔门以东24m处增加一条西部集中回风大巷1与西一采区11-2北回风大巷间的回风联巷,该巷道于2006年l0月23日贯通,施工中无顶板淋水,贯通后两天于2006年10月25日6:30出水,平均涌水量达130m3/h,瞬时最大出水量达160m3/h左右,至l1月2日出水基本消失,累计出水量达10840m3,出水水源分析为11-2煤底板砂岩水。

此次突水事故造成丁集矿井首采区部分巷道进料和出货系统瘫痪而停止生产,300多米巷道失修。

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  • qjj9412786

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    qjj9412786   发表于 2014/3/22 15:07:45

    煤矿从业者必须了解的知识,很好。

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    引用 qjj9412786 2014/3/22 15:07:45 发表于2楼的内容

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