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我国煤矿水害现状华北科技学院：王经明Email:xinming248@sina.com主要内容•1.当前全国煤矿水害形势分析；•2.煤矿水害防治技术现状及发展趋势；•3.煤矿突水机理及预测、预报；•4.煤矿水害治理技术1.煤矿水害综述•水害是仅次于瓦斯爆炸的煤矿重大灾害，在煤矿重、特大事故中所占比重较大。2005年全国煤矿共发生水害事故109起、死亡605人，其中1次死亡10人以上特大水害事故13起、死亡360人，分别占全国煤矿特大事故起数、死亡人数的22.4%和20.7%。同比分别上升160%、233.6%；2006年1～7月，全国已发生煤矿水害事故53起，死亡259人。其中，重大透水事故20起，死亡104人；特大以上透水事故4起，死亡114人。特别是山西省左云县张家场乡新井煤矿“5·18”特别重大透水事故，导致56人遇难。•2006年7月15日，国家煤矿安全监察局组成了7个督查组，对山西、四川、贵州、内蒙古、黑龙江、河南、河北7个重点产煤省区，进行了煤矿水害防治安全督查。经督查发现，这些地区的煤矿水害防治基础性工作仍然比较薄弱，一些重大煤矿水害隐患依然存在。综合来看，主要集中在以下几个方面。•(1).煤矿水文地质工作薄弱•一些煤矿企业水文地质情况不清，图纸测绘不及时，不准确。古空区、采空区范围不准，积水区域不明，企业冒险生产。山西吕梁市现保留有矿井400个，部分煤矿企业水文地质情况不清。2006年3月18日，吕梁市临县胜利煤焦有限公司樊家山井在整顿期间违法组织生产，发生１起特大透水事故，死亡28人。事故的直接原因是樊家山坑口在发现有透水预兆后，没有落实“有疑必探”，掘进时冒险爆破，导致挡水结构突发式破坏，导通本矿约1万6000m3的老空积水。•除了自身水文地质不清，大矿旁边的小煤矿水文地质更不清。一些关闭的小煤矿要么没有留下任何水文地质资料，要么留下的情况与井下实际不符，其开采边界、分布范围、积水空间不清楚。2006年7月5日，吕梁市中阳县雷家沟煤矿发生1起重大透水事故，导致6人死亡。事故的直接原因是雷家沟煤矿生产井在4#煤2402工作面运输巷掘进中，打通了井田范围内的老窑积水，透水量约1000m3。无独有偶，左云新井煤矿“5·18”特别重大透水事故，也是该矿14#-1煤层在作业时放炮震动破坏了附近废弃矿井采空区的隔离带，造成采空区积水倒灌，涌水量约20万m3，导致56人罹难。山西省今年发生的4起特别重大透水事故，无一不是与此相关。•（2）.水害防治措施不落实•大多数小煤矿没有建立水害防治规章制度。督查中发现，“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治“十六字原则”和“防、堵、疏、排、截”5项水害综合治理措施流于空谈。2006年7月15日，贵州省安顺市紫云县偏坡院煤矿发生１起特大透水事故，18名矿工遇难。事故发生前，主管部门和该矿矿长都知道近在咫尺的雷打石煤矿(已关闭)有老窑积水这一重大隐患，也标注在偏坡院煤矿图纸上；6月份，紫云县县委书记就此问题专门到该矿提出要求；•7月13日，该县安监部门也下达了停产整顿通知书，明确指出“邻近老窑积水，需要排除隐患”，矿长签了字，但却没有落实。•（3）.非法违规开采严重•督查中发现超层越界和非法生产仍然比较普遍，一些非法小煤矿，围聚在国有大矿井田范围内，疯狂蚕食着国有资源，有的甚至连国有大矿的保安煤柱也给偷采了。有的国有大矿井田范围内的小煤矿开采范围和开采煤层没有界定清楚，存在着资源交叉、矿界重叠等现象。如山西省汾西矿业集团高阳煤矿周边小煤窑多达42个，这些小煤窑迂回交叉，“曲径通幽”，不仅将高阳煤矿蛀蚀得千疮百孔，而且给防治水工作带来极大困难；四川省广能集团井田范围内，也存在着小煤矿越界开采问题，严重威胁着广能集团有关矿井的安全生产。•4.防排水体系不完善•部分小煤矿井下水仓、水泵、排水管路、供电系统不健全，配备标准低，不符合规程要求。有的小煤矿甚至用探煤钻代替探水钻进行探、放水，引发水害事故。很多小煤矿虽然配备了探、放水钻机，但由于担心增加生产成本，实际并未使用。贵州省安顺市紫云县偏坡院煤矿“7·15”特大透水事故前，矿上已经购买了2台探水设备，但却一直闲置着，设备被用来应付检查。•督查中发现，大部分小煤矿和县(市)级地区没有应急预案，没有配备相应的应急救援排水设备，更没有进行应急救援演练，一旦发生水害事故，只能束手无策，等待他援。如山西省柳林县郭家山煤矿，编制的应急预案极不规范，表述不准确，根本不具备可操作性，纯粹为了应付检查，更谈不上防治水机构和探放水队伍建设。•5.专业技术人员短缺•目前，煤矿地质、水文地质、测量等专业人才严重匮乏。部分从业人员没有只是储备，滥竽充数，得过且过。如山西省吕梁市，乡镇煤矿工程技术人员严重短缺，每矿平均不到1人，大部分煤矿是靠多年从事煤炭生产的老工人指导生产。就连区(县)级煤炭、安监管理部门，也没有1名水文地质方面的技术人员，无法科学合理地指导煤矿企业安全生产。今年山西省吕梁市发生的4起透水事故，都是老空(窑)透水，而且在透水前都有明显的征兆，由于从业人员没有防治水害的专业知识，不仅不能识别明显的透水预兆，而且还违章指挥，使煤矿水害雪上加霜。•6.水害防治认识不高•一些地区多年未发生重大水害事故，导致水害防治工作思想麻痹、认识不高。内蒙古属于北方干旱地区，多年来没有大雨和洪水。2006年7月13日，鄂尔多斯市准格尔旗却突降暴雨，引发金利煤矿洪水灌井事故，造成2名矿工遇难。金利煤矿“7·13”事故后，鄂尔多斯市当即制定并发布了煤矿全面停产撤人、排查隐患等紧急措施。7月14日，相关检查人员在鄂托克旗棋盘井矿业公司三号井检查时发现，该井仍有117人在井下超强度生产，矿上当面承诺马上停产撤人，但检查组走后，矿上仍然组织88人继续生产，检查组杀回马枪时发现问题，现场监督撤人，工人升井2h后，洪水暴发，矿井被淹。•此次督查还发现，黑龙江省龙煤集团鸡西分公司团山子水库存在堤坝多处漏水等重大安全隐患。东坝端3处漏水，最大一股每日流量48.79m3，公司闸门钢结构强度安全系数太小，重力坝多处渗水，廊道内成射流状漏水，最大漏水点每日流量为36.9m3，严重威胁着矿井安全。2.煤矿水害的现状与特点•§2.1水害区的划分•根据我国聚煤区的不同地质、水文地质特征，并考虑到矿井水对生产的危害程度，可将我国煤矿划分为6个矿井水害区(1、华北石炭二叠纪煤田的岩溶—裂隙水水害区；2、华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；3、东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；4、西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；5、西藏—滇西中生代煤田的裂隙水水害区；6、台湾第三纪煤田的裂隙—孔隙水水害区)•§2.2各水害区的概况•我国矿井水害主要分布在华北和华南两大区。华北石炭二叠纪煤田的煤系基底巨厚中奥陶统岩溶-裂隙含水层水害；黄淮平原新生界松散层水的水害；华南晚二叠世煤田的煤系顶底板灰岩岩溶水水害。而东北侏罗纪煤田虽然存在着裂隙水及第四系松散层水的危害，但不严重；西北侏罗纪煤田处于干旱、半干旱气候区，因为存在着活动断裂——地震带。偶尔发生新断层抽冒涌水现象，危害很大。西藏-滇西及台湾的中、新生代煤田的水文地质条件比较简单，水害问题也不严重。表1-1-1我国煤矿水害区的概况水害分区气候大区年降水量及其覆盖面积的百分数矿井水对生产危害程度附注编号名称1华北石炭二叠系岩溶-裂隙水害区亚湿润—亚干旱气候区600~1000mm约占70%200~600mm约占20%出水、突水较频繁，涌水量大或特大（1000~123180m3/h）。常常影响生产或淹井，或负担巨大排水费用，采煤和矿井安全都受到严重威胁，区内中深部下组煤有几百亿吨不能开采煤田为分布范围大、可采煤层多、储量大、煤种齐全的焦煤和主焦煤重要产地，对国民经济影响重大2华南晚二叠统岩溶水水害区湿润气候区1200~2000mm约占95%以上出水、突水很频繁，经常影响生产或淹井，突水量大（2700~27000m3/h），矿井正常涌水量亦大（3000~8000m3/h）。负担巨额排水电费（400~1500万元/a）；地面塌陷严重，井下黄泥突出堵塞井巷。矿井安全受到严重威胁雨季更危险由于地面塌陷，每年矿区付出上百万元赔偿费。由于主巷布设在强含水层内，故突水、出水频繁，主要为底板茅口灰岩水，江西是顶板长兴灰岩水3东北侏罗系裂隙水水害区湿润-亚湿润气候区400~600mm约占60%600~800mm占25%一般不影响生产，部分矿区受地表水和第四系松散层水的危害较重，有时造成淹井事故局部为亚干旱区（15%）4西北侏罗系裂隙水水害区干旱气候区25~75mm占80%75~100mm占80%100~400mm占20%本区存在活动断层，含水断层因采动发生抽冒将造成严重煤矿水害局部为亚干旱区5西藏-滇西中生界裂隙水水害区湿润-亚湿润气候区300~600mm约占55%800~1000mm约占35%1000~2000mm约占10%西藏-滇西和台湾中、新生代煤田煤炭储量仅占全国储量0.1%，水文地质条件比较简单，水害也不严重一小部分为亚干旱区6台湾第三系裂隙-孔隙水水害区湿润气候区1800~4000mm约占95%以上•§2.3矿井水害类型•造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其储水空隙特征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。现根据水源分类，把我国矿井水害分成若干类型（见表1-1-2），作为防治矿井水害时的参考。表1-1-2矿井水害类型类别水源水源进入矿井的途径或方式发生过突水、淹井的典型矿区地表水水害大气降水、地表水体（江、河湖泊、水库、沟渠、坑塘、池沼、泉水和泥石流）井口、采空冒裂带、岩溶地面塌陷坑或洞、断层带及煤层顶底板或封孔不良的旧钻孔充水或导水水城汪家寨矿、内蒙古平庄古山矿、辽源梅河一井等老空水水害古井、小窑、废巷及采空区积水采掘工作面接近或沟通时，老空水进入巷道或工作面山西陵川县关岭山煤矿、徐州旗山矿、峰峰四矿等矿区都发生过老空水的水害孔隙水水害第三系，第四系松散含水层孔隙水、流沙水或泥沙等，有时为地表水补给采空冒裂带、地面塌陷坑、断层带及煤层顶、底板含水层裂隙及封孔不良的旧钻孔导水吉林舒兰煤矿、淮南孔集矿、徐州新河煤矿裂隙水水害砂岩、砾岩等裂隙含水层的水，常常受到地表水或其他含水层水的补给采后冒裂带、断层带、采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水，或封孔不良的老钻孔导水徐州大黄山煤矿、韩桥煤矿，开滦范各庄矿等煤矿区都有裂隙水水害岩溶水水害薄层灰岩水水害主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水（山东省一带为徐家庄灰岩水），并往往得到中奥陶系灰岩水补给采后冒裂带、断层带及陷落柱，封孔不良的老钻孔，或采掘工作面直接揭露薄层灰岩岩溶裂隙带突水徐州青山泉二号井，淮南谢一矿，肥城大封煤矿，杨庄矿（徐灰），新蜜芦沟矿厚层灰岩水水害煤层间接顶板厚层灰岩含水层，并往往受地表水补给采后冒裂带、采掘工作面直接揭露或地面岩溶塌陷坑江西丰城云庄矿煤系或煤层的底板厚层灰岩水（在我国煤矿区主要是华北的中奥陶系厚层（500~600m）灰岩水和南方晚二叠统阳新灰岩水），对煤矿开采威胁最大，也最严重采后底臌裂隙、断层带、构造破碎带、陷落柱或封孔不佳的老钻孔和地面岩溶塌陷坑吸收地表水峰峰一矿，焦作演马庄矿、冯营矿、中马村矿、淄博北大井均为断层导水淹井；开滦范各庄矿，安阳铜冶矿为中奥灰水通过陷落柱、探孔进入矿井•注：①表中矿井水害类型系指按某一种水源或某一种水源为主命名的。然而，多数矿井水害往往是由2~3种水源造成的。单一水源的矿井水害很少。•②顶板水或底板水，只反映含水层水与开采煤层所处的相对位置，与水源丰富与否、水害大小无关。同一含水层水，既可以是上覆煤层的底板水，又同时是下伏煤层的顶板水。例如，峰峰矿区的大青灰岩水，既是小青煤层的底板水，又是大青煤层的顶板水。因此，不按此分类。•③断层、旧钻孔、陷落柱等都可能成为地表水或地下水进入矿井的通道（水路），它们可以含水或导水，但是以它们命名的水害，既不能反映水源的丰富程度，又不能表明对矿井安全危害和威胁的严重性。因为由它们导水造成的矿井水害