矿井水害防治教案Word文档格式.docx
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5.岩溶水水害
6.封闭不良的钻孔水水害
四、矿井充水的水源
1地表水2大气降水3含水层水4断层水5老空水6钻孔水
五、矿井充水通道
1构造断裂带2冒落裂隙带3含水层的露头区4煤层底板岩层突破5封闭不良钻孔6导水陷落柱和地表塌陷
六、矿井水害的原因
1.工程与技术方面的原因
2.管理方面的原因
七、矿井水害防治:
防、排
1.地面水害防治
①严格按《规程》规定选择井筒及工业广场
井口和工业广场内建筑物的高程必须高于当地历年的最高洪水水位;
若井口及工业广场内建筑物的高程低于当地历年最高洪水水位时,必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。
②防止地表渗水,井田范围内的河流、沟渠等地表水,可以通过裂隙渗透到井下造成水害。
因此,应将其疏干或改道移至矿区以外。
③防止地面积水,对井田开采范围内的地面低洼处、塌陷区等易积水区,应设法填平,防止积水,积水量大时,要用水泵排出。
④对可能引起漏水的地表裂隙、塌陷、废弃钻孔等,应及时用粘土充填或用水泥堵塞。
⑤加强防洪防讯工作,在每年的雨季来临之前和雨季期间,要加强对矿区内防洪工程的检查和防讯抢险工作,发现问题及时处理。
填塞通道排除积水挖排洪沟筑防洪堤整铺河底河流改道井筒位置选择合理
2井下水害防治
(1)做好矿井水文地质工作
①做好水文观测工作
a、收集地面气象降水量与河流水水文资料;
查明地表水的分布、水量补给、排泄条件;
查明洪水泛滥对矿区、工业广场及居民点的影响程度。
b、通过探孔和水文观测孔,观测各种水源的水压、水位和水量的变化规律,分析水质等。
c、查明矿井水的来源及矿井水和地下水、地表水的补给关系,观察矿井涌水量及季节性变化规律等。
②做好矿井地质工作
a、地表以下冲积层厚度、岩性、地质构造、透水性、含水性等
b、断层和裂隙的位置,错动距离,延伸长度,破坏范围和含水、导水性。
c、含水层与导水层的位置、厚度、岩性。
各含水层的涌水量,水压,渗透性,补给、排泄条件,及其到开采煤层的距离。
d、调查老窑及开采小窑的开采范围,开采经过;
开采煤层及深度,积水区域及分布状况,勘探钻孔的填实情况及其透水性能。
e、开采过程中围岩破坏范围及地表塌陷情况;
观察塌陷带、裂隙带、沉降带的高度,以及采动对涌水量的影响,判断是否透水等情况。
f、井巷出水点的位置极其水量,老窑积水的范围、标高和积水量,都必须绘在采掘工程平面图上。
水淹区应标出探水线的位置。
(2)留设防水煤(岩)隔离柱
a、留设防水煤柱可以防止地下水溃入井下。
防水隔离煤柱的种类有:
井田边界隔离煤柱、预防断层、被淹井巷、陷落柱、冲积层的防水煤柱等。
b、防水隔离煤柱的尺寸应根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层附存条件、围岩性质、开采方法积岩层移动的规律等因素,在矿井设计中加以规定。
(3)保证安全厚度:
煤层顶板以上和底板以下与含水层的距离要符合安全厚度。
(4)建防水建筑物:
防水墙、水闸门等
(5)疏放水
(6)注浆堵水
(7)井下探放水
①探放水的原则:
“有疑必探,先探后掘”是防止井下水害的基本原则。
凡是井下受水害威胁的地区,都必须坚持这一原则。
②采掘工作面遇到下列情况之一时,必须探水:
a、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时
b、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时
c、打开隔水煤柱放水时
d、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时
e、接近有出水可能的钻孔时
f、接近有水的灌浆区时
g、接近其它可能出水地区时
底板原始裂隙有透水危险时
接近水文复杂区域,或有出水征兆时
③透水预兆
挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、水色发浑、有臭味、工作面有害气体增加、裂隙出现渗水。
发现预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
④钻进时注意事项
钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人员应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。
如发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。
八、矿井水害事故的处理措施及注意事项
1在场人员的行动原则
发生透水事故时,在场人员应尽量了解或判断事故的地点和灾害的程度,在保证人员安全的条件下,迅速组织抢救,尽可能就地取材,加固工作面,设法堵住出水点,以防止事故的继续扩大,如无法抢救,则应根据当时当地的实际情况,有组织的沿规定的避灾路线,避开压力水源,迅速撤到涌水地点的上部水平或地面,而不能进入出水点附近的独头巷道。
如果独头上下山的唯一出口被淹或被堵没有办法撤退时,则可在独头巷道内躲避,以免受涌水的伤害,这时独头巷道上山附近的空气会因水位的上升逐渐压缩,能保持一定的空间和一定的空气量。
井下人员万一来不及全部撤到安全地点,而被堵在其它巷道内,应保持镇静,避免体力过渡消耗,坚信组织上一定会努力营救。
2被困时的避灾自救措施
迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾,或选择合适地点快速建筑临时避难硐室。
迫不得已时可爬上巷道中高冒空间待救。
如系老空透水,则需在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘,防止被涌出的有毒有害气体伤害。
进入避难硐室前,应在避难硐室外留设明显标志。
在避灾期间,要情绪安定、意志坚强,轮流观察水情,减少体力和空气消耗。
避灾时要用敲击方法有规律、不间断地发出呼救信号。
断绝食物后不要嚼食杂物充饥。
需要饮用井下水时,应选择适宜水源,并用纱布或衣服过滤。
长时间被困井下,发觉救护人员到来营救时,避灾人员不可过度兴奋和慌乱,以防发生意外。
3透水事故的抢救措施
a、各级领导应准确检查井下人员,如发现尚有人员被堵于井下时,应首先制定营救措施。
b、立即通知泵房人员,要将水仓水位降到最低程度,以争取较长的缓冲时间。
c水文地质人员要分析判断突水来源和最大突水量,测量涌水量大小及其变化,察看水井及地表水体的水位变化,判断突水量的发展趋势,采取必要的措施,防止淹没矿井。
d检查和维护所有的排水设施和供电线路,了解水仓的现有容量,如果水中携带大量泥沙和浮煤时,应在水仓进口处的大巷内分段建筑临时挡墙,使其沉淀,减少水仓淤塞。
在水泵头被堵塞时,应组织会水人员清除龙头上的杂物。
e检查防水闸门是否灵活、严密、并派专人看守,清理淤渣,拆除短节轨道等,做好准备,待命关闭。
在关闭水闸门时,必须查清人员时否已全部撤出。
f采取上述应急措施仍不能阻挡淹井时,井下人员应向高处撤退,迅速向安全出口转移,安全上井。
4被淹井巷的恢复
在排水复井的过程中,有被水封柱的瓦斯或其他有害气体突然涌出的可能,必须制定安全措施:
经常检查瓦斯浓度。
当井筒空气中瓦斯浓度达1%时,应停止向井下输电排水,并加强通风,使瓦斯浓度降到1%以下;
对井下气体要定期进行取样分析,在排水时,每班取样一次;
当水位接近井底时,每两小时取样一次。
发现有害气体,必须进行处理;
严禁在井筒内或井口附近使用明火或其他火源,以防止井下瓦斯突然涌出时引起爆炸;
在井筒内安装排水管或其他工作人员,都必须佩带安全带和自救器;
在修复井巷时,应特别注意防止冒顶与坠井事故的发生。
九、寺河矿的水害因素分析及防治水工程简介
我矿的水害因数主要为:
1、3#煤层直接充水含水层:
上覆砂岩裂隙含水层2、周边小煤窑破坏严重,小窑老空水。
3、西区和北区受奥灰承压水威胁。
防治水工程简介:
寺河主排水系统:
我矿按井田分为东、西两区,各设立一个主水仓,其中东区+350水平水仓容量为1431m3,采用3台315KW的KB280-43-6型水泵进行排水。
排水量为:
一般为288m3/小时。
西区水仓容量为2251m3。
装备有3台KD450-60×
6型高吸程耐磨泵,配YB560M2-4型隔爆电动机(6kV、710KW、1500r/min)。
全矿井现实际涌水量约为2000m3/天。
练习题、复习题及作业
1、概念题:
矿井突水
2、填空题:
(1)依据造成矿井水害水的来源,可将矿井水害事故分为(地表水水害)、(含水层水害)、(断层水水害)、(老空积水水害)、(岩溶水水害)六种类型。
(2)、矿井充水的水源有(地表水)、(大气降水)、(含水层水)、(断层水)、(老空水)、(钻孔水)。
(3)、矿井的充水通道有(构造断裂带)、(冒落裂隙带)、(含水层的露头带)、(煤层底板岩层突破)、(封闭不良钻孔)、(导水陷落柱和地表塌陷)。
3、简答题:
(1)、井下采掘工作面或其它地点透水的预兆有那些?
答:
①挂红②挂汗③空气变冷④出现雾气⑤水叫⑥顶板淋水加大⑦顶板来压、底板鼓起⑧水色发浑,有臭味⑨工作面有害气体增加⑩裂隙出现渗水
(2)、井下探放水的原则是什么?
在采掘工作面遇到什么情况时,必须探放水?
探水的原则 “有疑必探,先探后掘”是防止井下水害的基本原则。
采掘工作面遇到下列情况之一时,必须探水:
①、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时
②、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时
③、打开隔水煤柱放水时
④、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时
⑤、接近有出水可能的钻孔时
⑥、接近有水的灌浆区时
⑦、接近其它可能出水地区时
4、问答题:
当井下某一地点发生突然透水事故时,现场人员除立即报告矿调度室外,如果情况危急、水势很猛,现场人员的行动原则是什么?
发生透水事故时,在场人员应尽量了解或判断事故的地点和灾害的程度,在保证人员安全的条件下,迅速组织抢救,尽可能就地取材,加故工作面,设法堵住出水点,以防止事故的继续扩大,如无法抢救,则应根据当时当地的实际情况,有组织的沿规定的避灾路线,避开压力水源,迅速撤到涌水地点的上部水平或地面,而不能进入出水点附近的独头巷道。
附件:
2003年国有煤矿重特大水害
事故分析
我国国有煤矿重特大事故中,水害在死亡人数上仅次于瓦斯事故,居第二位,全年发生12起,死亡117人(瓦斯事故44起、死亡520人);
发生起数上,在瓦斯和顶板事故之后居第三位(顶板事故14起、死亡52人,均为重大事故)。
因此,有必要对重特大水害事故进行分析。
1水灾事故情况及其同比
国有重点和国有地方煤矿均有重特大水灾事故发生。
国有重点煤矿发生5起、死亡39人;
国有地方煤矿7起、死亡78人。
国有地方煤矿的水灾事故发生频度高于国有重点煤矿。
同比2002年,国有煤矿重特大水灾事故起数和死亡人数上均有较大幅度增加。
由2002年的10起、死亡57人,增加到2003年的12起、死亡117人,分别增长20%和105.26%。
其中:
国有重点煤矿增加1起、15人;
国有地方煤矿增加1起、45人。
2水灾事故涌水来源分析
对造成重特大水害事故的涌水来源进行分析,见图1所示。
由图可见,防范老空积水(本矿采空区、老窑积水和邻近矿井老空积水)对安全生产的危害,是矿井水灾防治工作的重点。
必须在弄清矿井水文地质条件的基础上,坚持“有疑必探、先探后掘、先探后采”的原则。
3水灾发生地点分析
12重特大水灾事故,2起发生在采煤工作面,1起发生在采区,其它均发生在掘进工作面。
因此,应加强掘进过程中的水灾防治工作。
水灾事故案例
一、山东省临沂市龙山煤矿“1993.8.5”特大透水事故
1993年8月5日,临沂市遭受特大暴风雨袭击,罗庄镇朱陈公司龙山煤矿矿区内隐蔽的古井塌陷,发生特别重大透水事故,9点30分,矿井被淹,59名矿工遇难。
其中,副矿长2名,总技术员1名,科长3名,队长2名。
经过170天的昼夜奋战,新钻排水井6眼,清理和挖疏排水沟6750m,安装排水管道3100m。
围堵古井20个,新架高压输电线路2500m,安装变压器6台,共排水190万立方米,修复巷道1750m,清理井下淤积物6183立方米,累计用工16万多个,耗资1346万元。
截止1994年1月22日,先后在主、副暗斜井15—2巷道、-176大巷中找到59名遇难矿工尸体。
龙山煤矿是临沂矿务局原朱陈煤矿。
该矿主井为立井,深157m,采用半吨罐笼木罐道双罐提升,主要用于原煤、物料提升及运送人员上下井;
斜井长360m,主要用于矿井通风及安全出口;
井下中央泵房安装水泵4台、管路5条、排水能力每小时1140立方米。
现年产原煤4万t。
全矿有职工330人,其中技术管理人员21人。
1)事故的主要原因:
(1)降雨量大,又过于集中。
8月4日16时30分至5日12时,罗庄镇降雨370mm,而且降雨过程集中在8月5日7时至12时,并伴有大风。
罗庄镇北面相邻的盛庄镇降雨量达539mm,地面积水从北向南涌入矿区;
矿区南部小涑河上游岑石、大岭、义堂等乡镇平均降雨都在357mm以上,致使小涑河水位暴涨,河堤多处决口。
洪水漫溢,顶托小黑河水向北倒灌(即向矿区倒流),造成矿区范围内积水深达1.5m左右。
(2)隐蔽古井突然下陷。
这是造成淹井事故的主要原因。
该矿区从清代就开始挖煤,因年事久远,留下了许多隐蔽古井,这次塌陷的大部分古井在庄稼地里,从未被人发现过。
隐蔽古井在地面积水的压力下,突然下陷,汇成巨大的涡流泻人井下。
塌陷暴露的20处古井形成的漏斗口直径8M以上的5处,1.5M~8M的8处,1.5M以下的7处,斑纹一处长15m,宽5~7cm。
(3)由于特大暴风雨袭击,输电线路被破坏,造成了停电、失掉了提升部分人员上井的可能和机会。
(4)该矿过高地估计了自己的防洪能力,对突发性特大自然灾害没有预料到。
1993年以来,该矿在防汛上做了大量的工作,新增300kw水泵一台,使总排水量由原来的每小时780立方米增加到1140立方米,清理了30万立方米的老空区,作为备用水仓,并准备了草袋等防洪物资,其他装备等条件也较好。
但这次自然灾害超出了他们的预料。
2)事故的性质:
这次事故是因特大暴风雨袭击造成的突发性特别重大透水事故,是一起不可抗拒的自然灾害事故。
二、陕西省某矿业有限责任公司一号煤矿“3·
24”特别重大透水事故
1999年3月24日13时11分,某矿业有限责任公司一号煤矿(设计生产能力420万吨/年)井筒(22%下山平峒)离井口880m处发生特别重大透水事故,每小时涌水量约800m3,致使三条平峒大部分被淹,直接经济损失3401.08万元。
事故原因
(一)直接原因
陕西煤炭建设公司所属的某苍村一号斜井西采区,属越界非法开采。
1991年7月3日,陕西省原煤炭工业厅下发了《关于某矿区苍村一号斜井井田境界划分意见的批复》(陕煤厅基函字[1991]029号),将某苍村一号斜井西采区划归某矿业公司一号煤矿,但陕煤建司和苍村一号斜井在接到省煤炭厅的批复后,并未认真落实,仍在西采区非法开采至1998年9月13日矿井被淹。
在1990年至1998年期间,苍村一号斜井将该西采区承包给了甘肃省的一个民工队,以包代管,盲目蛮干,致使井下开采秩序混乱,造成某矿业公司一号煤矿平峒保安煤柱被采通,使沮河水由某矿业公司一号井起至沮河上游双龙乡河蒲村8公里范围内沿沮河两岸相互打通的小煤窑,经牛武矿一水沟矿一苍村一号斜井西采区进入某矿业公司一号煤矿。
苍村一号斜井西采区的非法越界开采,是导致本次事故的直接原因。
(二)主要原因
1.某县个体牛武煤矿非法开采沮河河床煤柱,并越界穿过沮河同个体水沟煤矿多处相互打通(水沟矿于1996年11月由苍村一号斜井收购)。
1998年9月13日,牛武矿发生透水后(主要是来自与该矿打通的上游小煤窑透入的沮河水),并沿水沟矿涌入某苍村一号斜井西采区。
9月14日,苍村煤矿一号斜井组织人员、材料在牛武矿边界处用料石砌墙堵水。
9月16日晚,牛武矿将堵水墙炸开泄水。
9月18日,某县政府接苍村煤矿报告后,县矿产局、煤炭局等有关部门立即赴事故现场进行协调处理,但因牛武矿提出20万吨的资源补偿和经济损失补偿等条件阻止苍村煤矿再次下井堵水,直至苍村一号斜井西采区被淹是本次事故的主要原因。
2.个体水沟煤矿矿主王小平、吴海杰,于1995年8月未经批准,非法启封已经陕政办发[1988]162号和陕地能发[1989]420号文件收购补偿并取缔了水沟煤矿,进行无证非法开采,并与苍村一号斜井西采区多处打通。
在既成事实又无法阻止的情况下,苍村一号斜井将水沟煤矿于1996年11月收购后做为风井使用。
个体水沟矿的非法开采,并与牛武矿、苍村一号斜井多处打通,是导致本次事故的又一主要原因。
本次事故为特别重大生产责任事故。
三、湖南省涟源市七一煤矿“2003.4.16”特大水害事故详细分析
2003年4月16日17时18分,湖南省涟源市七一煤矿石坝井-160m水平老水仓扩容掘进工作面发生水害(突水突泥)事故,造成在2322工作面作业的16人窒息死亡、1人失踪(估计被埋于突出的黄泥之中)。
石坝井于1984年11月建井,1987年投产,矿井设计生产能力9万吨/年,2002年实际产煤5.373万吨,2003年1-4月15日产煤9908吨。
现有职工584人,其中正式职工313人。
七一煤矿石坝井采用斜井开拓,主、副井为一对顶板反斜井。
主、副井井口标高+168.166m、倾角270、落底标高-100水平。
矿井共划分为-100、-230、-350三个水平,一水平设计有东翼12、14两个采区,西翼11、13、15三个采区,一水平已经采完。
二水平采用剃头下山开采,开采的深部标高为-160水平,已开采了21、22两个采区,正在生产的是23采区。
2322工作面巷道布置:
2003年2月26日,23采区-160西翼一石门见煤后,沿煤作-160运输平巷,3月20日起开始掘进沿煤上山。
已掘一、二、三、四号上山。
一号上山遇水停掘,二、三、四号上山遇断层停掘。
四条上山之间布置了3条联络平巷,第四上山布置了第4条平巷。
排水系统。
矿井采用二级排水。
-100m水平设有中央水泵房,水泵房安装D600-55×
6型单吸多级离心水泵7台,排水能力4200m3/h,水仓容量3800m,水平大巷安装了水闸门。
23采区-160m水平设有两个水泵房,新水泵装有4台125D25×
5型单吸多级离心水泵,排水能力400m3/h,新水仓容量300m3;
老水仓原有巷道22m,容量150m3
七一煤矿石坝井“4·
16”水害特大伤亡事故突出黄泥和水约2400m3,淹没巷道约400m,-160水平的运输大巷、水仓及泵房均被黄泥填满,积水最高淹至-135m标高。
事故联合调查组经过调查分析,认定本次事故的原因如下:
(一)直接原因
1.七一煤矿石坝井水文地质条件复杂。
区内Ⅱ煤层底板普遍发育茅口灰岩。
茅口灰岩为富含水层,与煤层间距4-6米。
茅口灰岩中岩溶裂隙发育,水力连通条件好,岩溶往往成串珠状存在,岩溶内呈半充填或全充填状态,充填物主要为黄泥和水。
-160m水平老水仓扩容掘进工作面位于富含岩溶裂隙的茅口灰岩之中。
2.施工中未采取探水措施,误穿了溶洞。
-160水平老水仓无扩容设计;
扩容掘进工作面无作业规程、无安全技术措施;
扩容巷道施工过程中没有坚持“有疑必探、先探后掘”的探放水原则,没有采取探水措施及时掌握巷道前方岩溶裂隙情况,施工中误穿了充填大量黄泥和水的溶洞。
4月15日中班(16时-24时),-160水平老水仓扩容掘进工作面放炮后,剩余岩柱减少(仅0.3米左右),岩石强度减小,在水的浸泡和溶洞中泥水压力作用下岩石强度不断下降。
16日早班(8时-14时),掘进头渗出黄泥与水,并出现岩石断裂的响声。
16日17时18分,岩柱强度不能抵抗溶洞中泥水的压力,最终失出平衡被鼓穿,瞬间从溶洞中突出大量的黄泥和积水。
3.发现突水突泥预兆后,没有采取有效措施排除事故隐患,也没有停止受水害威胁的所有作业区域内的生产。
16日早班,涟源市煤炭局安监大队副大队长张加升、七一煤矿技术主管谭显辉到该掘进工作面检查时,看到了掘进头突出的泥水,当时没有采取有效措施消除事故隐患,出班与生产矿长朱永怀研究后,只停止了-160水平老水仓扩容掘进工作面的生产,而没有停止受水害威胁的2322工作面的生产。
4.2322采煤工作面没有形成2个安全出口。
2322工作面只有-160水平西大巷一石门1个安全出口,致使突水突泥后,封堵了2322工作面的安全出口,造成在2322作业的采煤三队17名矿工(包括安监员1人)中16人窒息死亡、1人失踪。
直接经济损失151万元。
其中伤亡人员赔偿、丧葬费72万元;
受伤人员医疗费3万元;
破坏工程设施、设备价值15万元;
抢险费用51万元;
一般事务性费用10万元。
四、广西南丹“7·
17”特大透水事故调查报告
7月16日下午4点,龙山、拉甲坡和田角锌矿共安排职工500多人下井作业。
17日凌晨3点多,拉甲坡矿9号井实施两次爆破后,标高-166m平巷的3号作业面与恒源最底部-167m平巷的隔水岩体产生脆性破坏,大量高压水从恒源矿涌出,发生透水,淹及拉甲坡矿3个工作面、龙山矿2个工作面、田角锌矿1个工作面,致使81人死亡,其中拉甲坡矿59人、龙山矿19人、田角锌矿3人,直接经济损失8000余万元。
五、事故发生的原因
经调查,广西南丹“7·
17”特大透水事故是一起由于非法开采国家保护性资源,以采
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