【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 山東“ ”特大地表水災(zāi)事故原因 (一 ) 預(yù)防自然災(zāi)害的機(jī)制不健全 ” 8. 17“事故潰水前，氣象部門(mén)對(duì) 50年一遍的強(qiáng)降雨也預(yù)測(cè)到了，但并沒(méi)有明確預(yù)測(cè)出更為具體的降雨在什么位置，也沒(méi)有引起地方政府的高度重視 。 水利部門(mén)在接到強(qiáng)降雨應(yīng)適當(dāng)將上游水庫(kù)騰出庫(kù)容，以避免洪水來(lái)臨超過(guò)警界線。 由于各部門(mén)預(yù)報(bào)預(yù)警機(jī)制不健全，導(dǎo)致該地區(qū)強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí)，加上上游水庫(kù)泄洪、河道清理不及時(shí)，致使柴墳河河岸突然決口，發(fā)生淹井災(zāi)害。 (二 ) 暴雨期間井下停產(chǎn)撤人不及時(shí) 華源礦業(yè)公司發(fā)現(xiàn)井下透水后，沒(méi)有及時(shí)做出人員一次性撤離升井的決定，而是分 3次下達(dá)撤人命令，延誤了部分人員的最佳撤離時(shí)機(jī)。 名公煤礦也沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行上級(jí)災(zāi)害性天氣停產(chǎn)撤人的規(guī)定，在接到政府下達(dá)撤人指今后，仍堅(jiān)持生產(chǎn)。 （ 三 ) 事故災(zāi)難發(fā)生后，沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按程序立即上報(bào)。 胎誤了當(dāng)?shù)卣诘谝粫r(shí)間組織搶救的時(shí)機(jī)。 (四 ) 開(kāi)采防隔水煤柱、超層越界開(kāi)采 與華源礦業(yè)公司同一井田內(nèi)還有 9個(gè)小煤礦，其中 6個(gè)正在生產(chǎn)， 3個(gè)己報(bào)廢，各礦井之間基本上都相互溝通，超層越界開(kāi)采非常嚴(yán)重，一個(gè)礦井發(fā)生水害會(huì)波及所有相鄰礦井的安全。 廢棄的井筒未填實(shí)封死，成為洪水潰入井下的主要通道。 (五 ) 應(yīng)急排水設(shè)備不完善 817事故發(fā)生后，由于當(dāng)?shù)貨](méi)有大流量排水設(shè)備，只能從河北唐山、河南鄭州調(diào)大功率、高揚(yáng)程水泵進(jìn)行搶險(xiǎn)排水，致使開(kāi)始時(shí)排水進(jìn)度不理想。 (六 ) 企業(yè)超定員組織生產(chǎn) 山東華源礦業(yè)公司事故發(fā)生時(shí)，井下作業(yè)人員比有關(guān)規(guī)定多 61人，再加上 151名檢修人員，增加了事故災(zāi)難的遇險(xiǎn)人數(shù)。 (3) 第四系松散孔隙含水層和第三系砂礫含水層水害 第四系松散孔隙充水含水層、第三系砂礫含水層呈不整合覆蓋在煤系地層上，直接接受大氣降水和展布其上的河流、湖泊、水庫(kù)等地表水體的滲透補(bǔ)給，形成在剖面和平面上結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的松散孔隙充水含水體。 [案例 ]安徽皖北祁東煤礦新礦井首采面剛剛推進(jìn) 40m后 ,發(fā)生了第四系松散孔隙含水層水潰入淹井。 (4) 煤層頂板含水層水害 煤系地層中一般存在多層可采煤層，在煤系地層上部同時(shí)發(fā)育有多層充水含水層，有的是強(qiáng)巖溶充水含水層，如南方型龍?zhí)督M煤系地層的頂部就發(fā)育有長(zhǎng)興灰?guī)r含水層。 [案例 ]2023年 11月神華寧煤分公司紅柳煤礦首采面推進(jìn) 56m發(fā)生頂板砂巖潰水，瞬時(shí)水量 1817m3/h。 ( 5 ) 煤層底板承壓含水層水害 煤層底板承壓充水含水層水害是我國(guó)煤礦水害頻率最高、危害程度最大的一種災(zāi)害，多次造成突水淹采煤工作面、淹采區(qū)、淹水平、淹整個(gè)礦井的惡性事故。 (6) 水體上水害狀況 水體上水害約占礦井水害的一半。 上世紀(jì) 80年代與 50年代相比，突水頻率增長(zhǎng)。 19561986年 30年間，淹井 222起，突水 1600次， 1318人喪生。 19841985年一年間，全國(guó)因底板突水而淹井事故 22起，僅開(kāi)灤、焦作、肥城 就有 6對(duì)井被淹。峰值水量高達(dá) 2053m179。/min，世界之最。 水上威脅礦井?dāng)?shù)量和煤量 目前受水威脅礦井約 300處，約占大型礦井的一半 受水威脅儲(chǔ)量近百億噸。 [案例 ]山東淄博北大井于 1935年 5月13日透水， 3天內(nèi)礦井全部淹沒(méi)，有 538名礦井下遇難，為世界罕見(jiàn)的突水事故。 [案例 ]神華駱駝山煤礦 底板奧灰?guī)r溶 承壓 特大水災(zāi)事故 2023年３月１日７時(shí)２０分左右，駱駝山煤礦在基建巷道施工中發(fā)生透水事故。 駱駝山煤礦于2023年５月開(kāi)工建設(shè)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每年１５０萬(wàn) t 。當(dāng)班井下共有作業(yè)人員７７名，經(jīng)搶救有４６人相繼升井，其中１人死亡，７人受傷，３１人被困井下。 事故原因是掘進(jìn)過(guò)程中掘進(jìn)工作面底板奧灰水突水造成的，突水的具體位置大致在施工的井下 16號(hào)煤層掘進(jìn)工作面。 有的斷層破碎帶原始狀態(tài)是不含（導(dǎo)）水的，但由于采動(dòng)條件下引起頂板導(dǎo)水裂隙提高了上限或底板巖體裂隙的存在，斷層破碎帶發(fā)生活化而轉(zhuǎn)化為導(dǎo)水?dāng)鄬樱l(fā)生礦井突水水害。 [案例 ]1982年 8月 23日 江西豐城礦務(wù)局云莊煤礦因遇斷層兩次淹井。 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 礦井充水通道分析 1）礦井充水天然通道 通道 巖溶陷落柱是指埋藏在煤系地層下部的巨厚可溶巖體，在地下 水溶蝕作用下，形成巨大的巖溶空洞。 當(dāng)空洞頂部巖層失去對(duì)上覆巖體的支撐能力時(shí)，上覆巖體在重力作用下向下垮落，充填于溶蝕空間中。 (裂隙 )帶型通道 礦區(qū)含煤地層中存有數(shù)量不等的斷裂構(gòu)造，它使斷裂附近巖石破碎、位移，也使地層失去完整性，成為各種充水水源涌人礦井的通道。 國(guó)內(nèi)外大量統(tǒng)計(jì)資料表明，由于揭露或靠近斷層而引起突水事故占 70%一80%，可見(jiàn)礦井突水事故的發(fā)生多與斷層導(dǎo)水有關(guān)。 c. 窄條狀隱伏露頭型通道 煤系地層含水層、中厚砂巖裂隙充水含水層多呈窄條狀的隱伏露頭與上覆第四系松散沉積物地層呈不整合接觸。 多層充水含水層組在隱伏露頭部位垂向水力交替補(bǔ)給的影響因素主要有兩個(gè)：一個(gè)是隱伏露頭部位基巖風(fēng)化帶的滲透能力大小 。另一個(gè)是上覆第四系底部卵石孔隙含水層組底部是否存在較厚層的黏性土隔水層。 根據(jù)含煤巖系和礦床水文地質(zhì)沉積環(huán)境分析，華北型煤田的北部，煤系含水層組主要以厚層狀砂巖裂隙充水含水層組為主，在厚層狀砂巖裂隙含水層組之間沉積了以粉細(xì)砂巖、細(xì)砂巖為主的隔水層組。 在地質(zhì)歷史的多期構(gòu)造應(yīng)力作用下，這些脆性的隔水巖層在外力作用下以破裂形式釋放應(yīng)力，致使隔水巖層產(chǎn)生了不同方向的較為密集的裂隙和節(jié)理，形成了較為發(fā)育的呈整體面狀展布的裂隙網(wǎng)絡(luò)。 e. 地震通道 根據(jù)開(kāi)灤唐山礦在唐山地震時(shí)礦井涌水量和礦區(qū)地下水水位的長(zhǎng)期觀測(cè)資料。地震前區(qū)域含水層受張時(shí)，區(qū)域地下水水位下降。礦坑涌水量減少。 當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，區(qū)域含水層壓縮，區(qū)域地下水水位瞬時(shí)上升數(shù)米。礦坑涌水量瞬時(shí)增加數(shù)倍。 2）礦井人為充水通道 隨著我國(guó)巖溶充水礦床大規(guī)模抽放水試驗(yàn)和疏干開(kāi)采實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展，礦區(qū)及其周圍地區(qū)的地表巖溶塌陷隨處可見(jiàn)，地表水和大氣降水通過(guò)塌陷坑直接充入井下，有時(shí)隨著塌陷面積的增大，大量砂礫石和泥砂與水一起潰入礦坑。 對(duì)礦井安全生產(chǎn)造成極大的威脅。 由于礦區(qū)鉆孔封孔質(zhì)量不佳，這些鉆孔轉(zhuǎn)變?yōu)榈V井突水的人為導(dǎo)水通道。造成礦坑的涌（突）水事故。 導(dǎo)水鉆孔形成突水通道示意圖 [案例 ]安徵淮南礦務(wù)局某煤礦鉆孔封孔質(zhì)量不佳潰水 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 該礦開(kāi)采石炭系下部 10四層煤，其中 8煤層直接頂為第四層灰?guī)r ,厚度4~5m,溶洞 /裂隙發(fā)育 ,透水性很強(qiáng) ,屬富含水層 ,雖排水五年仍難以疏干 ,不得不改變礦井生產(chǎn)能力。掘進(jìn)一水平石門(mén)遇 四灰 后突然涌水 ,占礦井總涌水量的 92%。經(jīng)分析 ,奧灰水通過(guò) 封孔質(zhì)量不佳 328號(hào)鉆孔。重新封閉 328號(hào) 鉆孔 ，涌水量由原來(lái)的 788m3/h急劇下降到 309m3/h；先后封閉了 18個(gè)鉆孔，解放了“四灰”下部的三個(gè)煤層，恢復(fù)了礦井原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。 煤礦防治水技術(shù) 2..注漿堵水 煤礦防治水技術(shù) 1 2 3 4 疏降排放技術(shù) 堵水截水技術(shù) 探放水技術(shù) 水體下采煤技術(shù) 疏降排放技術(shù) 1 2 排水 3 地面防治水 疏水 降壓 第一章 煤礦安全生產(chǎn)方針和法律法規(guī) 我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)煤國(guó)家，煤炭產(chǎn)量約占全世界總產(chǎn)量的 40%左右，而我國(guó)又是世界上煤礦自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家。煤炭系統(tǒng)廣大干部職工堅(jiān)決貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)工作的一系列重要指示和決策部署，堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”方針，促進(jìn)了全國(guó)煤礦安全生產(chǎn)狀況呈現(xiàn)總體穩(wěn)定、趨向好轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 疏水降壓技術(shù) 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 當(dāng)承壓含水層與開(kāi)采煤層之間的隔水層能夠承受的水頭值小于實(shí)際水頭值時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用疏水降壓、注漿加固底板和改造含水層或充填開(kāi)采等措施，并進(jìn)行效果檢測(cè)，保證隔水層能夠承受的 水頭值大于實(shí)際水頭值，有效防止底板突水。 上述措施由煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審查，報(bào)煤礦企業(yè)主要負(fù)責(zé)人審批。 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 疏水降壓開(kāi)采對(duì)水文地質(zhì)工作的要求 ①查明影響礦井 (采區(qū) )安全開(kāi)采的承壓含水層。 ②查明承壓含水層的水文地質(zhì)邊界條件及補(bǔ)給關(guān)系。 ③查明疏水降壓范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造。 ④編制各種專用圖紙 ,如井田承壓含水層水壓等值線圖 (1:5000)、井田分煤層突水系數(shù)等值線圖 (1∶ 5000)和井田水文地質(zhì)邊界條件分析圖(1:5000)等。 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 按照時(shí)間階段劃分 ,疏水降壓有三種方式 ①預(yù)先疏干。預(yù)先疏干是在井巷開(kāi)拓前 ,采用地面深井降水孔 ,安裝潛水泵或深井泵排水 ,達(dá)到疏干的目的。 ②并行疏干。并行疏干是在礦井開(kāi)拓過(guò)程中進(jìn)行的地下疏干 ,通常采用巷道疏干或井下鉆孔疏干方法。 ③聯(lián)合疏干。聯(lián)合疏干是上述兩種疏干方式的結(jié)合 ,常用于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井 ,或水文地質(zhì)條件傾向惡化的老礦井。 煤礦防治水技術(shù)及應(yīng)急救援 為了減少疏水降壓排水費(fèi)用，從而降低開(kāi)采成本，當(dāng)承壓含水層的集中補(bǔ)給邊界已經(jīng)基本查清情況下，可以預(yù)先進(jìn)行 帷幕注漿 ，截?cái)嗨?，然后疏水降壓開(kāi)采； 帷幕注漿的主要目的是堵截礦井工作面的水源。在施行帷幕截流工程之前，要查清水源含水層的水補(bǔ)給煤系地層含水層的方式、地段和水量。若通過(guò)斷層補(bǔ)給，必須查清斷層位