浅谈万家煤矿方店子井煤矿水害的地质原因与防治对策

浅谈万家煤矿方店子井煤矿水害的地质原因与防治对策

韩学良

韩学良

荥经县山川煤业有限责任公司四川雅安625200

摘要：根据四川省万家煤矿井水害事故发生的特点，从水文地质学的角度分析煤矿发生水害事故的原因，并提出防治对策。

关键词：煤矿水害地质原因防治对策

前言：建矿以来，万家煤矿万庙子井水害窜故时有发佐，虽然事故发生的次数很少，但已造成过人员伤亡甚至停产。如果水害防治不力，一旦发生事故，往往具有突发性凶猛性极大的危害，不仅影响生产，造成经济损失，而且易发生重大伤亡事故。本文根据万家煤矿水害的将点，从水文地质学的角度分析煤矿事故发生的原因，并提出防治对策。

一、煤矿水害的地质原因分析

万家煤矿方店子井水害故主要要由掘进工作面和采煤工作面接近采空区附近，遇裂隙水从周边小煤窑渗透水等原因造成。

1.采空区积水造成的水害

采空区积水造成的水害有三种情况:一种是本煤层上部采空区积水，造成水害事故的原因主要是前期上水平已开采，当下水平掘进上山或采煤时，掘(采)通上部积水的采空区。另一种是，同一水平煤层前方为采空区，巷道掘进坐标控制不准导致与采空区的隔水煤柱厚度减小或者发生交叉而掘通采空区积水;还有一种是不同层位，煤层层间距小，地质构造发生变化，采下层煤时，由于两层间的岩体冒落而沟通上煤层积水的采空区或巷道，发生透水事故。“1996年方店子井在掘进6423平巷时，由于对上部采空区停采线资料掌握不详，导致掘进迎头击穿，致使采空区的积水流入掘迸巷道，虽然积水不多，没有造成人员伤亡，但给掘进工作面带来了不少安全隐患"

2.导水裂隙造成的水害

导水裂隙有两种情形:一种是通过构造裂隙带，另一种是通过采动导水裂隙使采空区水渗透到采掘面或其他作业点导致水害。"如:1994年在掘进641溜煤上山时，由于构造裂隙水发育，使溜煤上山内的煤矸渣湿透成泥状，当一名操作工在处理矸石过程中，大量的煤矸渣突然下滑，由于躲闪不及，造成该操作工死亡"另外通过采动导水裂隙渗透到采掘面的水给顶饭控制带来困难，也影响了安全生产的顺利进行。

3.小煤窑积水造成的危害

万家煤矿方店了井开采煤炭有50余年，由于受利益驱使，在矿井田范围内，也出现了十几家小煤窑，他们基本没有防治水害的措施，

又没有及时填图，超越边界进行开采，破坏了原有煤矿资源的完整性

和防水煤柱，给国有煤矿的安全生产带来极大的威胁。2001年9月，

附近一小煤窑由于越界开采破坏了防水煤柱，导致小煤窑积水大量流入方店子井655m水平，矿有关部门立即来取紧急措施，才避免了淹井的威胁，但给矿井造成了不小损失。

二、煤矿水害的防治对策

万家煤矿方店子井水害事故的发生率虽然很低，但一旦发生就会

给安全生产带来很大的威胁，甚至造成人员伤亡和巨大经济损失，因

此必须认真做好矿井水文地质工作，加强矿井水的防治，防止水害事故的发生"。

l.矿井水文地质工作

(1)设立相应是水文地质机构，配备必要的水文地质人员，建立水情监督网广泛开展水文地质调查，对矿区范围内岩层的含水性，各

种地质构造的水文地质持征，特别是小煤窑、采空区的分布和积水性

情况，以及当地的年降水量等情况进行综合分析，查明充水源通道，

编制水文地质图，指导矿井水害的防治。

(2)矿井每年必须收集，调查和核对相邻煤矿已废弃的老窑情况，进行连测并在井上下对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限和积水情况。

(3)矿井每年雨季前必须对防水工作进行全面检查，并制定专门的矿井雨季防水措施，建立抢险队伍，储备足够的抢险物资。

2、地面防治水

万家煤矿属山地矿区，其方店子井井田范围内地表主要有文锦

江、棕溪沟、马家沟流过，区内地层属砂岩、炭质泥岩、砂质泥岩、煤线五层，地表水与地下水无明显的自然通道，一般通过裂隙互为补

给，同时地面也存在局部塌陷地点;其积水也有部分经裂隙渗透到井

下。因此，地表水的防治应做到:

(1)严禁开采煤层露头的防水煤拄。

(2)对漏水的沟渠和河床，应及时堵头或改道。

(3)对地面裂隙和塌陷地点必须填塞、注浆"

(4)矿井受河流、山洪和滑坡威胁时，必须采取修筑堤坝、泄

洪或防止滑坡的措施。

(5)每次降大暴雨时必须派专人检查矿区极其附近地面有无裂隙、老窑陷落等现象，发现漏水情况，必须及时处理。疏通泄洪河道、沟渠。

(6)掌握气象资料，特别是降雨预报、预警情况，以便及时采取相应措施防治水害。

3、井下防治水

(1)凡新开采(凿)的主要穿层石门及开拓巷道都要及时进行水文

地质观测和编录，并绘制石门巷道的实测水文地质剖面图。

(2)对矿井涌水量进行观测，每月观测3次，同时还要根矿井涌水情况分区域、分主要出水点实际进行观测，每月观测不少于3次。雨季观测次数应当增加，甚至明天观测。

(3)对井下新揭露的出水点，在涌水量尚未稳定和尚未掌握涌水变化规律时，一般每天观测一次。

(4)当掘进工作面上方影响范围内有地表水流或接近老窑积水时，应加大观测涌水情况，掌握水量变化。

4、做好探放水工作

(1)矿井必须做好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的

探放水原则。探水或接近积水地区掘进前或排放被淹井巷的积水前，

必须编制探放水设计，并采取防治瓦斯和其他有害气体等安全措施。

(2)探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤(岩)层

厚度以及安全措施等在探放设计中具休规定。

(3)采掘工作面遇到下列情况之时，必须确定探水线进行探水作业;

①接近水淹或可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；

②接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱；

③打开防隔水煤（岩）柱进行放水前；

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；

⑤接近有出水可能的钻孔；

⑥接近水文地质条件复杂的区域；

⑦采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水；

⑧接近有积水的灌浆区；

⑨接近其他可能突水的地区。

(4)钻孔探水时，发现煤层松软、片帮、来压或钻孔中的水压、

水最突然增大，以及有顶钻等异状时，必须立即停止钻进，但不得拨

出钻杆。现场负责人员应立即问矿调度室报告，并派人检测水情，如果发现情况危急时，必须立即撤除所有受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。

(5)探放老空水前，首先要分析，查明老空水体的空间位置、

积水量及水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准用钻孔探放水。

探放水孔必须打中巷道水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直

到老空水放完为止。

(6)钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，

必须有瓦斯检测工或矿山救护队队员在现场值班，检查空气成分。如

遇瓦斯或其他有害气体浓度超过《规程》规定时，必须立即停止钻进，

切断电源，撤除人员，并报告矿调度室，及时处理。

(7)放水时，必须设专人检测钻空出水情况，测定水量、水压，

做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

启封恢复被淹井巷时，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气休，必须立刻处理。排水过程中，若有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定应急安全措施。

(一)相邻矿井分界处，必须留防水煤。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留隔水煤桂。煤层露头风化带也必须留足隔水煤杆。各类隔水煤柱的留没，必须按《矿井水文地质规程》的规定执行，严禁在各种防隔水煤柱中采掘。

（二）井巷出水的位置及其水量，在积水的井巷及采空区的积水范围，标高和积水量，必须绘往在掘工程平面图上，在水淹区域，应标出探水线的位置，采掘到探水线位置时，必须探水前进。

（三）每次降到暴雨时和降雨后，应及时观察(测)井下水文情况，

报告矿调室。

5、水淹区积水面以下的煤层中的采掘工作，应在排除积水后进行，如果无法排除积水，必须编制设计按管理权限，报上级主管部门审批后方可进行。

6、发现采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷，发现雾气、吱吱声、顶板来压、底板鼓起或产鳖裂隙，出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤除所有受水威胁地点的人员。由总工程师（技术负责人）组织分析异常、判断原因、拟定措施。

7、矿井必须做好采区，工作面的水文地质探查工作:

（1)当遇水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，

必须超前探放水，建立疏排水系统。

（2)当矿井出现渗透水淹井危险时，必须在井底革场周围设置

防水闸门，防水闸门必须符合《煤矿安全规程》的规定。

（3）井巷击穿含水层、地质构造带前，必须编制探放水私沈浆

堵水设计。井下揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量，水

质等地下水动态和松散含水层、涌水砂量综合观测和分析，防止突水。

8、井下排水

（1）矿井必须配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设施和水仓等，确保矿井能够正常排水。

（2）矿井井下排水设备必须符合矿井排水的要求。除正在检修的水泵外，必须配置工作水泵和备用水泵。其工作泵的能力，必须在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70％。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力，应不小于工作水泵能力的25％。只有一台工作泵的矿井或水平泵房，其备用和检修泵应与工作泵能力相同，以便于互换使用。

（3）水文地质条件复杂的矿井，除符合本条第一款规定外，应在主泵房内预留一定数量水泵的位置，或者增加相应的排水能力。

水管应有一定的备用量。工作水管的能力，应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

配电设备的能力必须与工作、备用和检修水泵的能力相匹配，并能保证全部水泵同时运转。

有突（透）水危险的矿井，可以另行增建抗灾强排水系统。

（4）矿井主要泵房必须至少有2个安全出口，一个用斜巷通到井筒，并高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应当设置可靠的控制闸门。

（5）矿井主要水仓应当有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。

新建、改建、扩建矿井或者生产矿井的新水平正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量必须能容纳8h的正常涌水量。

正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可以按照下式计算：

Ｖ＝2（Q+3000）

式中V--主要水仓的有效容量，m3；

Q--矿井每小时的正常涌水量，m3/h。

采区水仓的有效容量应当能容纳4h的采区正常涌水量。

矿井最大涌水量与正常涌水量相差大的矿井，排水能力和水仓容量应当由有资质的设计单位编制专门设计，由煤矿企业总工程师组织审查批准。

水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。水仓的空仓容量应当经常保持在总容量的50%以上。

（6）必须加强对水泵、排水管、管路阀门以及电气开关、电缆等设备设施进行维护、保养和检修，随时保持设备设施完好,并建立档案备查。每年雨季前，对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验，发现问题，及时处理。

三、应急预案及实施

1.煤矿企业应根据本单位所属矿井的主要水患类型和可能发生的水害事故，制定“水害应急预案”和“现场处置方案”。处置方案要包括发生不可预见性水害事故时，人员安全撤离的具体措施。预案和方案的有关条文要张贴公布，并让全体职工熟知。

2.矿井必须设置安全出口、规定水害避灾路线，井下要设置反光路标，并每年组织实施井下作业人员撤离演练，做好记录。

矿井作业人员发现水情异常，必须立即向矿井调度室报告，并通知人员撒离。矿井调度室接到水情报告，应立即启动本矿井水害应急预案，根据来水方向、地点、水量等具体情况，确定人员安全撤离的路线，通知井下受水患影响的作业人员立即撤离到安全地点或升井。同时向值班负责人和矿井主要负责人报告，并将水患情况通报周边矿井。

3.井下泵房应积极推广无人值守和远程监控集控系统，受水患威胁严重的矿井，应加快实现井下泵房无人值守和远程监控，推广使用地面操控的潜水泵排水系统。

4.在矿井水情异常时，应立即做好关闭防水闸门的准备，在确认人员全部撤离后，方可关闭防水闸门，并根据异常水情的影响程度，及时调整井下通风系统，避免风流紊乱、有害气体超限。调整通风系统后，应在原有通风系统图上做出相应标识。

5.煤矿企业应当将防范暴雨洪水引发煤矿水害事故灾难的情况纳入《事故应急救援预案》和《灾害预防处理计划》，落实防洪物资、设备和资金。防洪物资和设备应当专库存放、专人保管和维护，救灾资金应当列入专项资金管理。

6.煤矿企业应当建立防治水和抢险排水兼职救援队伍，Ⅰ、Ⅱ级水患矿井要与有资质的煤矿抢险排水站签订抢险排水协议。

7.水害事故发生后，矿井应当依照有关规定及时报告政府相关部门，不得迟报、漏报、谎报、瞒报。

结论：

本文所述分析的地质原因和防水措施都有一定的使用条件和局

限性，在实际工作中单纯强调某方面而忽视另一分面都是不妥的。为了做好防治水工作，做到防范于未然，确保安全生产，还应做到:

（1）有认真负责的工作态度。水患事故的发生往往与思想上的

麻痹大意有很大关系。只有思想重视，态度认真，才能对还处于萌芽状态的隐患及时发现，并做出相应的处理;即使发生透水，也能多谋善断，及时处理，减少损失。

（2）在制定防水工作计划前，水文地质技术人员应根据采矿特点，对本矿水文地质条件做系统、周密的调查研究，掌握矿井水的来龙去脉和变化规律，制定切合实际的工程计划，认真地、有计划地付诸实施。

（3）矿井水的防治工作应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。同时要经济合理，确保安全，并兼顾群众生活和工业用水。

（4）水文地质人员要究分发挥工人群众的作用，善于集中群众

的智慧，发挥群众性的水文地质预报和矿井水害防治工作。

（5）防治工程布置应按照矿井的开拓程序及速度、结合地形、

地质、气候、水文等自然条件，采用由近到远、由点到面、因地制宜、

就地取材、因陋就简等原则，重点和一般、地面和井下有机合进行。

结束语：

通过实践证明，万家煤矿采取了以上防水对策后，取得了明显效果，没有再发生事故，为矿井安全生产起到了积极的推动作用，在社会效益和经济效益方面部得到了十分的体现。笔者认为，本文所述的防治水的对策对有关矿井的防治水工作有一定的指导意义。

参考文献:

1）刘维周等编?煤矿水文地质学?煤炭工业出版社，1986

淮南煤炭学院焦作矿业学院中国矿业学院西安矿业学院

2）《煤矿安全规程》

2）《四川省煤矿防治水细则》