浅谈矿井防治水基础管理工作

来源:环球人文地理
关键字:矿井,水害
发布时间:2015-02-08 14:04

　　摘要：煤矿突水过程主要决定于煤矿水文地质及采掘现场条件，在各类突水事故发生以前，一般都会显示出多种突水预兆，做好防治水基础工作尤为关键。

　　关键词：突水预测；矿井探放水；防隔水煤柱；排水系统

　　一、矿井水害事故特点及原因分析

　　1.1 水害事故特点

　　根据对2000~2011年我国共发生的1089起水害事故分析，最明显的特点是：1、从种类上看，老空水害约占矿井水害事故的80%；

　　2、从具体位置上看，透水事故主要发生在掘进工作面的，也约占80%；

　　3、从法人主体上看，乡镇煤矿、资源整合煤矿发生的突水事故同样约占总数的80%。

　　1.2 水害事故原因分析

　　1、防治水机构、人员及设备不到位；

　　2、防治水技术基础管理工作不到位；

　　3、防治水措施不落实；

　　4、水害应急预案不健全，培训与管理不到位。

　　二、矿井突水预测

　　当煤矿生产过程中遇到下列情况时，应当立即停止作业，并及时上报矿井水文地质技术人员，经上会讨论研究后方可采取下一步施工措施。

　　1、煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；煤帮出现铁锈色水迹。

　　2、工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味。

　　3、当工作面听到“嘶嘶”的水声时。

　　4、矿压增大，发生片帮、冒顶及底臌。

　　5、发生局部冒顶，水量突增并出现有流沙，流沙呈间歇性，水颜色时清时混，总的趋势为水量、沙量增加。

　　6、煤层顶板出现溃水、溃沙迹象。

　　三、矿井探放水基础工作

　　3.1 实施探放水的主要情形

　　纵观历史，多数矿难事故是由水害造成的。为了确保矿井安全生产，根据《煤矿安全规程》规定，“矿井必须做好水害分析预报，坚持‘预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采’的原则”。做到防患于未然。

　　3.2 探放水应注意事项

　　为了既达到切实的防灾减灾效果，又能合理节省费用，井下探放水应采取“物探先行、钻探验证、化探跟进”的三位一体的综合技术手段。而成功的关键和难点在钻探。

　　3.2.1 探水过程应注意事项

　　(1)根据矿井的水文地质类型及巷道的性质情况，探水前要先严格按照《煤矿防治水规定》设计钻孔参数，测定探水地点的坐标与标高，确定钻孔的方位、角度、深度及钻孔数目。并制定可行的应急预案，做好充分准备工作。主要包括：a.检查排水系统及设备，确保畅通和正常；b.检查支护与煤壁、顶板等，在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板，确保探水区域巷道的稳定性；c.检查孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，确保在水压较大区域的探放水作业安全；d.准备堵水材料及安设专用电话，确保遇到出水或来压时能及时处理，及时报告联络，尽快争取救援。

　　(2)探水时要不折不扣地执行相关规程和制度，严禁违章作业。重点注意事项包括：a.探水工作面必须要有一名瓦斯员跟班，随时监测瓦斯及其他有害气体的浓度，如超过规定范围，“必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员并报告矿调度室，及时处理。”b.在钻进过程中，如“发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中水压、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”，应背紧工作面，在挡板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，然后方可打开钻眼放水，压力过大时，可采用孔口防喷帽、防喷接头等防喷装置c.认真做好封孔工作。终孔后，如钻孔内无水，需及时对钻孔进行封闭。封孔前必须清除孔内煤粉，严格砂浆配比，确保封孔质量。

　　3.2.2 放水过程应注意事项

　　探明水情后，为了预防水害发生，对具有威胁性的水源全部或部分进行放排水，是矿井防治水工作的重要一环。

　　1、做好放水前的准备工作。a.按规程牢靠固定探水孔钻杆后撤出钻机，并将有关人员疏散撤离到安全地点。b.放水前应对积水量进行预估，开展放水量、水压煤层透水性试验，并根据矿井排水能力和水仓容量制定排水方案，随时做好排水应急准备。

　　2、放水时须注意事项：a.《煤矿安全规程》规定：“钻孔放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压、做好原始记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告调度室。”b.放水全程在现场要有专业人员随时监测有毒有害气体情况，超限时应立即停止作业，进行相应处理。c.遇有水压过大情况时，须安装防喷装置，并用档板和顶柱加固工作面，必要时可砌筑防水墙，以确保放水安全。

　　四、防隔水煤（岩）柱的留设

　　在地表地下水体附近采煤，必须留设足够的防隔水煤（岩）柱。至于如何留设，具体要区分煤层露头、煤层与强含水层或导水断层接触、水淹区或老空积水区下采掘等不同情况，结合矿井的整体地质条件及开采方法等因素确定。

　　防隔水煤（岩）柱的留设和计算方法主要有四种：

　　1、经验类比法。参照工程地质和水文地质条件相似矿井安全采掘的防隔水煤（岩）柱尺寸，作为本矿区开采防隔水煤（岩）柱的留设依据。

　　2、利用理论公式进行计算，如匈牙利的埃斯茨公式和查姆保公式等。

　　3、依据《煤矿防治水规定》中的传统方法留设。

　　4、利用数值法计算或相似模拟试验确定防隔水煤（岩）柱的合理尺寸。

　　五、建立健全排水系统

　　完善的疏排水系统，对于矿井防治水和抢险救灾工作来说显得极为重要。

　　1、煤矿排水系统必备的水泵、排水管路、配电设备和排水仓等，必须配备齐全，并且要与矿井规模、产能及水文地质类型相匹配。

　　2、井下主要排水设备，应符合《煤矿防治水规定》的相关要求，同时要加强日常检查和维护保养，确保在用及备用设备完好，性能正常。

　　3、主要泵房和水仓的设计建设应充分考虑矿井开采模式和地质构造特点，必须保有足够的冗余量。