矿井水灾害分析与防治

辽宁工程技术大学科技攻关动态论文专业采矿工程班级采矿12-5班学生姓名程世康学号1201020502二〇一五年六月矿井水灾害分析与防治程世康，辽宁工程技术大学矿业学院，123000摘要：水害事故是仅次于瓦斯事故的第二大灾害，是煤矿生产一大安全隐患。一旦遭遇水灾那就势必会影响到煤矿开采工作，还会对安全生产造成重大影响，造成巨大损失。因此，加强煤矿防水工作就变得十分重要。本文从矿井水灾害的因素入手，简要分析了水灾害对矿井正常生产过程的影响，并提出积极的矿井水灾害防治措施。关键词:煤矿，水灾害，防治水措施ThepreventionandcontrolofwaterdisasterincoalmineAbstract:Waterdisasterisapotentialsafetyhazardincoalmineproduction.Thegeologicalstructureiscomplexincoalminefield.Itisimportanttofindoutthecauseofwaterdisasterincoalminefieldtostrengthenthemanagementofgovernmentandcoalmineenterprisetodealwiththepreventionandcontrolofwaterdisasterandensuretheworksafetyinmine.Keywords:coalmine,waterdisaster,thepreventionandcontrolofwaterinrush引言：凡影响、威胁矿井安全生产、使矿井局部或全部被淹没并造成人员伤亡和经济损失的矿井涌水事故都称为矿井水灾。矿井水灾害是矿山开采中最为严重的地质灾害之一，是仅次于瓦斯事故的第二大灾害，严重威胁着煤矿生产和煤矿工人的生命安全。因此，防治煤矿水灾害的发生，是保证煤矿安全生产和煤炭资源合理回收，提高煤矿经济效益的重要工作，在煤矿建设和生产过程中起着至关重要的作用。一、矿井中发生水灾害的原因矿井充水原因可分为自然充水和人为充水。1.煤矿中发生水灾害的自然因素1.1大气降水大气降水经过风化带，断层破碎带及采空区塌陷带裂隙等渗入井下。还有的小煤矿设在河、沟周围，在其下，由于存在着一定的水力联系，使矿坑涌水量受降雨控制，每年雨季时，降水量和降水时间对渗入有利，涌水量也大，旱季涌水量小。1.2断层充水断层本身含少量的水，随着开采的扩大和井巷的延伸，原有的平衡条件将被破坏，断裂构造与地表水、地下水有可能构成水力联系，构成未来矿区的充水隐患。这从一些矿区内主要导水断层得到印证。因断层充导水性为良好，连通性较好，在地表上又均有出露。在开采过程中，地表水可能通过断层破碎带渗入井下。1.3老空积水这是矿区的一个最大的隐患。生产矿井的老采空区、老巷道等积水，以各种形式存在于采掘工作面的周围，不仅可以形成大面积的积水区，还可以呈零星形态分布，这种水体的水量虽然较小，但流动速度快，具有很大的突发性，尤其矿区已开采多年，而且下山开采，上部的煤层大都已采空，容易形成老空积水，更应该加强防范。1.4老窑积水随着经济的发展和利益的驱动，乡镇以及个体煤矿无序竞争、非法开采、乱挖乱采、越界超层时有发生，有的小窑甚至与正规矿井连通，采空区的分布和积水情况不明，埋下了不小的水害隐患。2.煤矿中发生水灾害的人为因素1)非法违规生产一些非法矿井无正规设计，边掘边采，盲目生产，非法开采防水煤柱，导致水害事故发生。还有一些煤矿对老空水没有严格执行“预测预报、有疑必探、先治后掘、先治后采”的探放水原则。2)超层越界开采据统计，50%的透水事故都是由于小煤矿违法越界开采造成的。有些煤矿经过多年的开采，煤炭资源已经枯竭，有的乡镇煤矿为了经济利益，争夺资源，越界开采相邻煤矿的煤层，由于不清楚相邻矿的地质资料，盲目进入积水老空区。还有些煤矿在国有大矿采空区反复掘进找煤，甚至非法开采保护煤柱。3)防排水系统不完善大多数乡镇煤矿都未按规定配备防排水系统，井下水仓容积太小，排水管路、泵、电缆不配套。由于小煤矿非正规开采，以掘代采，井下巷道空间也比较小，一旦发生突水，造成灾害进一步扩大。为了避免水害的发生，减少灾害对矿井生产的影响，做好防治水害的工作是必不可少的。做好矿井防治水害工作，是减少矿井水害事故发生，特别是减少重特大事故发生的前提，是保障职工安全，保护国家资源和财产，保证煤炭生产持续稳定发展的基础。二、矿井水灾害对煤矿生产的影响1)影响矿井安全生产矿井突然发生涌水事故并超过矿井排水能力，不能及时排除时，轻则造成井巷或采区被淹，重则造成人员伤亡和财产损失，直接影响煤矿的正常生产，对矿井安全生产产生重大影响。同时，涌水还可能造成巷道充留泥水，顶板淋水，煤壁渗水，空气湿度增加，使井下工作环境恶化，影响职工的身体健康2)影响煤矿经济效益矿井涌水，不仅影响巷道掘进和采煤，而且会增加排水投资，提高煤炭生产成本，给管理工作带来难度。同时，矿井水会对井下的机器设备产生腐蚀作用，缩短使用期限，也进一步增加了煤炭生产成本，影响煤矿经济效益。3)影响煤矿正常采掘矿井涌水量过大时，会在巷道产生积水，影响井下运输、支护以及巷道维护工作。积水的环境也会对工作人员的正常工作带来影响，降低工作效率，从而影响煤矿的正常采掘生产。三、矿井突水灾害的防治1.地面水防治地面防水是指在地表修筑各种防排水工程，防止或减少大气降水和地表水渗入矿井。根据矿区不同的地形、地貌及气候，应从下列几方面采取相应措施：1）慎重选择井筒位置2）铺整河底3）河流改道4）填堵通道5）挖沟排（截）洪6）排除积水7）加强雨季前的防讯工作2.井下水防治地表水防治是保证煤矿安全生产的第一道防线，而井下水防治则是第二道防线。井下水防治应坚持“预测预报、有疑必探、先治后掘、先治后采”的方针，落实“防、堵、疏、排、截”五位一体的综合防治措施。（1）井下探放水。当采掘工作面接近有突水危险区域时，就存在发生水灾害的可能。此时，必须把握“有疑必探，先探后掘”的基本原则。才用探放水方法，查明采区前方的水情，并将水有控制地放出，它是消除矿井水灾害的有效措施之一，可以本质上保证采掘工作面生产的安全。遇下列情况之一者时，必须探水：a)接近水淹井巷、老空采区时；b)接近含水层、导水断层、陷落柱时；c)接近可能出水的钻孔和各类防水煤柱时；d)接近可能与地表水体相通的断裂破碎带或裂隙发育带时；e)上层采空区积水，在两层间垂直距离小于采高40倍或巷高10倍的下层采掘工作以及采掘工作面有明显出水征兆时。（2）井下截堵水。井下截堵水是利用设置防水煤柱或防水岩柱、水闸墙，水闸门等堵水设施，临时或永久地堵截涌水，在矿井突水灾害发生时，隔离巷道或者封闭采区，不至于因某一地点的突水而威胁整个矿井，减轻突水灾害的影响。1）留设防水煤(岩)柱a)煤层位于地表水体或含水层下，而上部水源又无法疏干时需留设防水煤(岩)柱。b)在被淹没井巷的积水面以下进行采掘时需留设防水煤(岩)柱。c)煤层与强含水层直接接触时需留设防水煤(岩)柱。d)煤层接近充水断裂带时需留设防水煤(岩)柱。e)相邻煤矿开采同一煤层是在矿井分界处留防水煤柱。2）构筑防水墙（水闸墙）3）设置防水闸门（3）矿井注浆堵水a)当井巷必须穿过一个或若干个含水丰富的含水层或充水断层，如果不堵住水源无法掘进时需要采用注浆堵水。b)当涌水水源与强大水源有密切联系，单纯采用排水方法不可能或不经济时要采用注浆堵水。c)当井筒或工作面严重淋水时，为了加固井壁，改善劳动条件，减少排水费用等，可采用注浆堵水。d)隔水层受到破坏的局部地质构造破坏带，除采用隔离煤柱外，还可用注浆加固法建立人工保护带；开采时必须揭露或受开采破坏的含水层、沟通含水层的导水通道、构造断裂等，在查明水文地质条件的基础上，可用注浆堵水切断补给水源。e)涌水量大时，为了减少矿井涌水量，降低排水费用，也可采用注浆堵水法堵住水源。3.宏观角度的水灾害防控1)完善管理制度，强化指导思想。一方面，煤炭企业的经营者和管理者要对矿井防治水害工作有足够的重视，并充分认识到当前煤矿安全生产形势的严峻性和复杂性以及切实搞好煤矿安全生产工作的紧迫感和责任感。在煤炭生产过程中始终树立安全第一的思想，坚持“预测预报、有疑必探、先治后掘、先治后采”的原则，坚决防止重大透水淹井事故的发生，为人民群众的生命财产安全和煤矿安全生产提供安全可靠的保障。另一方面，落实防治水管理责任，完善矿井防治水害管理制度，健全煤炭生产企业矿井防治水害管理机构，严格执行一系列生产技术和管理规程，搞好矿井防治水，推动煤矿安全生产状况稳定好转，是加强矿井防治水害管理工作最根本的保证。更是保护劳动者的生命安全和提高行业整体素质、从根本上改变我国煤矿安全状况的一条治本之策。2)确保煤矿安全，提高技术支持对防治水害的领导工作要进一步给予重视，实施安全生产责任制，定期研究解决工作中出现的具体问题，保证各项防治水工程和措施落实到位。健全矿井防治水组织机构，保证防治水技术措施的具体实施。企业必须配备足够数量的地质及水文地质专业技术人员。水文地质条件复杂、水害威胁严重的矿井，设立专门的防治水机构和水害防治队伍，配备专职水文地质技术负责人。为矿井防治水工作提供技术保证。强化矿井安全质量标准化建设，夯实安全生产基础。要通过广泛深入地开展安全质量标准化工作，不断改善煤矿安全生产条件，确保井巷施工作业规范和工程质量都符合煤矿安全生产质量标准化的要求，保证防治水安全设施达到设计要求，形成应有的抵御水害能力。依靠先进的技术手段，加强水害预测。3)发挥企业长效机制，进一步加强矿井防治水害工作引入企业奖励机制，设立矿井水害防治奖励基金，对为矿井防治水工作做出成绩的单位和个人给予奖励。增强职工安全意识，建立完善的企业职工培训制度，组织开展全方位的职工安全技术培训和继续教育工作，全面提高煤矿职工队伍的素质和安全生产技能。提高职工对矿井水害突水预兆的正确识别，掌握安全生产的主动权。建立稳定的安全投入机制，明确矿井防治水费用在吨煤安全成本中的提取标准，保证矿井防治水所需资金的足额、及时到位。以便防治水工程建设的顺利完成和及时更新仪器设备。加大科技攻关和新技术推广力度，提高矿井防治水工作的科技含量。在矿井勘探阶段，要进行专门的矿床水文地质工作，利用三维地震勘探技术、现代信息处理技术等方法查明矿井水害因素和水害类型;在矿井建设和生产过程中要建立健全以掘进巷道大距离超前物理和钻探探水技术、瞬变电磁探测技术、突水水源化学快速诊断技术为主体的水害预测预报体系。四、结束语本文分析了矿井生产过程中涌水事故发生的原因以及对煤矿生产的危害，并提出全面的防治措施。安全生产，重于泰山，煤矿领导要高度重视矿井水灾害的防治工作，坚守水灾害防治基本原则，强化管理，提升技术水平，杜绝水灾害的发生。参考文献[1]王志荣,石明生.矿井地下水害与防治[Ｊ].郑州:黄河水利出版社,2003[2]张光德,李积臣,胡斌.矿井水灾防治[Ｊ].徐州:中国矿业大学出版社,2002[3]庞渭舟,刘维周.煤矿水文地质学[Ｍ].北京:新华书店北京发行所,1980[4]李增学.矿井地质与资源环境[Ｊ].北京:北京地质出版社,2004[5]威廉斯,Ｒ.Ｅ.等编.矿井水文学[Ｍ].孙茂远,李莫贤译.北京:煤炭工业出版社,1991[6]孙玉震,赵治霞.新安煤矿防治水注浆技术[Ｊ].新疆:西部探矿工程,2005[7]秦世祖,马士江.枣庄市地方煤矿防治水问题探讨[Ｊ].山东:山东煤炭科技,2004[8]陈腊根.江西省煤矿防治水专项监察报告(摘要)[Ｊ].江西:江西煤炭科技,2004