第2讲老空水预防

第2讲老空水预防煤炭科学研究总院西安分院主讲人：靳德武CCRI.XI’ANBRANCH（1）老空水的定义及特点为了保证正常生产，煤炭开采过程中，需要对涌入井下的地下水排出地面，这时排水费用作为煤炭开采成本的一部分计入其销售成本之中，采掘作业完成后，留下大量的废弃巷道和采煤空间，对涌入的地下水一般不再排放，这时，采空区内聚集着大量的地下水，称为老空水。CCRI.XI’ANBRANCH有些煤矿地下水占据采空区的一部分，如干旱和半干旱的北方地区，而有些煤矿，如雨量充沛的南方，地下水几乎占据了采空区的全部空间。对同一矿井而言，老空水分为同层老空水和邻层老空水；对相邻矿井而言，老空水分为本矿老空水和邻矿老空水；老空水对采煤的威胁主要表现在同层老空水上水平对下水平的威胁，邻层老空水浅部对深部的威胁，邻矿老空水对本矿的威胁。CCRI.XI’ANBRANCH由于老空水往往积水体积大，在隔水煤(岩)柱不足以抵抗静水压力的情况下容易发生透水事故。老空水一般来势凶猛，经常形成群死群伤的恶性事故。近年来，采空水造成的透水事故时有发生，在所有煤矿水害事故中占居主要位置，媒体多有报道，产生十分恶劣的社会甚至是政治影响。为此，党和政府及社会各界十分关注这一影响安全生产大局的煤矿水害问题，在国家煤矿安全生产监察局多次组织的水害防治技术研讨会上均将老空水防治列为扭转安全生产大局的主要目标。面对老空水防治的严峻形势，科技部将“十一五”攻关的主题确定为“矿井老空区探测与水害防治关键技术及装备”，上述行动足以看出国家对防范老空水透水事故的决心和力度。2006年共发生重大水害事故40起,水源均来自采空区;其中32起是由于采掘作业破坏防水煤柱垮塌,8起由于防水煤柱宽度不够,抵抗力不足导致煤柱失效造成的。CCRI.XI’ANBRANCH（2）老空水的探查2006年40起老空水害事故中，26起是由于没有采取探放水措施所造成的。对于老空水的防范，关键是确定积水范围和积水水量，可以采取两条途径：一是煤矿开采有着准确的井上下对照图，采空区范围往往比较可靠；二是采空区积水范围往往没有精确的测绘资料，只能靠探查手段来解决问题了。CCRI.XI’ANBRANCH前者对于国有大中型煤矿来说很容易做到，对于地方小煤矿来说，问题就不那么简单了，就需要通过钻探和物探相结合的方法解决老空水探查问题。实际工作中，必须以钻探为主，物探配合，物探资料必须慎重对待，确保其可靠性。CCRI.XI’ANBRANCH下面举例说明老空水探查中的部分经验及教训：CCRI.XI’ANBRANCH①某矿开采浅部的10#煤，大片的老空水已经被探放出来，进入老空区回收残留煤阶段，遇30m*30m见方的煤柱，从四周老洞观察无积水，上距20m的9#煤也已证明无积水，但是煤柱的一侧却有发潮现象。CCRI.XI’ANBRANCH当时普遍认为，该煤层距地表仅60m，地面又是排水沟，是排水沟的水沿风化及采动裂隙下渗造成煤壁发潮的，周围的煤壁也比较潮湿就是例证，30m见方的煤柱内绝对不会有老空水。CCRI.XI’ANBRANCH当时探与不探的争论很大，由于分管探水工作的领导思想坚定，决定打钻探水，结果放出水量200多吨，事后发现煤柱内残留一口60m的古井，有约0.3MPa的水压，如有人员在附近作业，必然会发生伤亡事故。CCRI.XI’ANBRANCH②某矿欲从9#煤施工一反上山石门穿透7#煤，据调查资料，石门透煤点100m外有老空积水，两煤层间距33m，反上山石门倾角23◦，斜长85m,设计上山掘进60m，距7#煤10m左右的位置超前打钻探水。CCRI.XI’ANBRANCH但上山掘进到50m时，发现顶板砂岩淋水，是否探水，争论很大，普遍认为：迎头层位正常，正是7#煤底板以下13~14m的砂岩底面，砂岩裂隙有点淋水属正常现象，应该按照原设计在60m位置安钻探水，而积水范围在预定透煤点以外还有100m，现在就开始探水工程量太大，边探边掘，既影响正常生产，又无实际必要。CCRI.XI’ANBRANCH根据当时定下的“有疑必探”的原则提前施工探放水钻孔，结果第1个钻孔钻进至10.6m即透老空，放出积水62000余吨。事后查明该迎头前面4m多有一落差9m多的正断层，上盘7#煤已下降至迎头附近，积水区与迎头垂距仅2m（图1），一次难以估量损失的重大透水事故就此避免了。CCRI.XI’ANBRANCHCCRI.XI’ANBRANCH③山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿“5·18”特别重大透水事故2006年5月18日19时36分，山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿井下发生一起特别重大透水事故，死亡56人，透水水量350000立方米。CCRI.XI’ANBRANCH透水口在东13巷掘进头，距巷口17米，出水口呈不规则长方形，宽2.3米、高1.1米，面积约2.53平方米。出水口残留煤壁厚约为0.5米。CCRI.XI’ANBRANCH透水点以里正对着一条原燕西1#井废弃巷道，该废弃巷道巷高2.1米，巷宽3.0米。CCRI.XI’ANBRANCH东十三巷燕西废巷突水口突水位置断面图CCRI.XI’ANBRANCH（3）老空水疏放探水“三线”的确定：探水“三线”是指:积水线、放水线、警戒线。CCRI.XI’ANBRANCH①积水线:积水区外缘标高等高线，确定积水水面标高后，可直接在采掘工程平面图上按等高线标定。CCRI.XI’ANBRANCH②放水线:《矿井水文地质规程》规定掘进工作面在距积水实际边界20m处停止掘进，进行打钻放水。积水线外推20m即为放水线。CCRI.XI’ANBRANCH③警戒线:积水线外推60m即为警戒线。掘进工作面进入警戒线后，必须超前探放水。CCRI.XI’ANBRANCH探水“三线”必须在采掘工程平面图上明确标出。CCRI.XI’ANBRANCH（4）老空水防治注意事项《老空积水图》应根据采掘工程和探放水工作以及新发现的情况每年补充修改一次。CCRI.XI’ANBRANCH熟悉并掌握井田周边采煤历史，做好询访调查工作，要对探放水资料进行动态分析，根据已经掌握的情况给出有事实根据和说服力的结论。CCRI.XI’ANBRANCH严禁使用简易探水设备探放老空水。由于风钻和电钻钎子只能探3~4m,掘1~2m，没有安全的超前距和帮距，而且不能使用套管、水门等安全防水装置，所以此类探水设备没有安全保证。CCRI.XI’ANBRANCH