PAGEPAGE253.4礦井水害主要危險因素及隱患排查煤礦水害是影響礦井安全生產的重大災害。礦井一旦發生水災，輕則淹巷道、淹工作面、淹采區、重則淹沒整個礦井，造成重大經濟損失或人員傷亡。礦井發生水災的必要條件是存在一定強度的充水水源和充水途徑。充水水源是指礦井水的來源，充水途徑就是水源進入礦井的通道。深入研究分析礦井水來源和礦井充水途徑，掌握礦區水的來龍去脈及其發生和發展規律是減少和遏制礦井水害事故發生的根本所在。礦井充水水源和充水途徑礦井充水水源有大氣降水、地表水、地下水和老空水；充水途徑包括斷裂構造、巖溶陷落柱、煤層頂底板破壞形成的通道、未封閉和封閉質量差的鉆孔和巖溶塌陷通道等。1、礦井充水水源（1）大氣降水大氣降水是地下水的主要補給來源，因此所有礦井的充水都不同程度的受到降水的影響。降水對礦井充水的影響不僅與降水的特點有關，而且與地面的入滲條件有關。對于有集中入滲通道的礦井，降水沿集中通道灌入礦井，礦井充水與降水關系密切。對于降水通過巖層的孔隙和裂隙滲入礦井的情形，其機制比較復雜，但總的來講，礦井充水與降水的關系不如前者密切，礦井涌水量的增大滯后于降水的時間較長。受降水影響的礦井，其涌水量變化一般具有周期性變化和降水的影響隨深度減弱的特點。①周期性變化分為年周期性變化和多年周期變化年周期性變化又稱為季節性周期變化，礦井涌水量變化與降水量變化相一致。如北京礦務局王平村礦涌水量與降水量是隨降水量增加涌水量也隨之增大，涌水量峰值滯后于降水量峰值（圖3-1），并年復一年地表現出明顯的年周期性變化。在實際工作中，一般按礦井涌水量峰值滯后于降水量峰值的時間長短來反映降水對礦井充水的影響快慢，用涌水量季節變化系數η來衡量降水對礦井充水的影響程度。(3-1)式中：、—當年礦井最大的和正常的涌水量，m3/h或m3/min。圖3-1礦井涌水量隨降水量變化曲線（北京礦務局王平村礦）1-降水量2-涌水量多年周期性變化。由于年降水量的變化是一種隨機性變化，它既有周期性變化特點，但又非完全重復。同樣，受年降水量影響的礦井涌水量也反映了這種變化特征（表3-1）。北京礦務局長溝峪煤礦1974～1980年礦井涌水量變化表3-1年份1974197519761977197819791980降雨年類型豐水年枯水年平水年豐水年平水年豐水年枯水年礦井正常涌水量/m3·min-11.781.771.831.682.922.152.05礦井最大涌水量/m3·min-179.443.5549.7884.7221.33103.943.89礦井涌水量季節變化系數44.622.0126.4850.437.3848.341.90注：豐水年、平水年和枯水年分別指年降水量大于、等于（或相近）和小于多年平均降水量的年份。由表1-1看出，對于受降水影響大的礦井，特別是露天礦和有集中入滲通道的礦井，不僅要考慮降水的季節性變化對礦井充水的影響，也要注意降水量的多年周期性變化影響。②降水的影響隨深度減弱同一礦井，降水對礦井充水的影響有隨深度減弱的趨勢，表現為深水平礦井涌水量比淺水平小，涌水量峰值滯后于降水量峰值的時間延長，其減小的幅度和滯后的時間長短取決于入滲條件的變化。例如，以大氣降水為主要充水來源的四川芙蓉煤礦，+515.75m水平的中平硐，礦井涌水量變化系數η=19，而+441m水平的下平硐，η=3.6。（2）地表水位于礦區附近的地表水體，如江、河、湖、海、水庫和水塘等在一定條件下可能成為礦井的充水水源。地表水能否成為礦井充水水源及其滲入量的大小，主要取決于以下幾方面因素：①地表水體的性質和規模常年性的大型水體可成為定水頭補給邊界，使礦井涌水量表現出大而穩定的特點，不易疏干，一旦出現淹井事故，礦井生產恢復難度大。如宜昌漳河水庫被小煤窯打穿的例子。而季節性的水體只能間斷充水，使礦井涌水量大小隨季節變化，受大氣降水過程控制。②地表水體與井巷之間巖石的透水性巖層的透水性控制了礦井疏干排水的影響范圍、垂直入滲水流的大小及影響深度，構成了地表水對礦井充水影響的關鍵因素。如果地表水體與井巷間為相對隔水的巖層，地表水體即使在礦井附近，只要采動破壞帶波及不到，也不會引起充水作用；反之，若二者之間為強透水巖層，即使地表水體距離礦井較遠，也有可能影響礦井充水。③地表水體與礦井的相對位置地表水體與礦井之間的相對位置應包括兩方面：一是指地表水體與礦井間位置高程的相對關系；二是指兩者之間的距離大小。顯然，只有位置高程高于礦井的地表水才有可能成為礦井充水水源；礦井與地表水體之間的垂距則決定了地表水體入滲量的大小。隨著礦井開采深度的增大，距離地表水體的垂距越來越大，地表水體的充水影響程度會逐漸減弱，當達到一定深度時，這種影響則會消失。（3）地下水地下水是礦井最基本的充水水源，這類水源既有被礦井直接揭露充入礦井的直接水源，也有通過一定通道與直接水源有水力聯系的間接水源。一般來說，直接充水水源決定了礦井涌水量的大小，而間接充水水源則決定了礦井涌水量的持續時間和變化趨勢。地下水水源的充水特點和強度與充水巖層的特性密不可分，主要受以下幾方面因素控制。①充水巖層的空隙介質類型孔隙含水層成為礦井充水主要水源時，礦井涌水量動態受大氣降水的影響較大，季節變化系數亦較大，而且往往伴有地表水的影響，其對礦井充水的影響主要取決于巖性構造（顆粒成分及膠結程度等）、含水層規模、埋藏葬條件及與其它水源的水力聯系等條件。裂隙充水巖層是礦井經常揭露的含水層，其涌水特點通常是水壓大，而水量較小，不均一性和方向性明顯，排水影響范圍小。巖溶充水巖層對我國礦井充水的影響最為嚴重，北方的石炭二疊紀煤田、南方的晚二疊紀煤田均受巖溶充水含水層水的威脅。由于巖溶水的非均一性和方向性更為突出，因而礦井充水條件比較復雜，其充水特點是礦井涌水量大。②充水巖層的分布面積和厚度充水巖層的分布面積和厚度決定了含水層系統的規模。一般情況下，分布面積和厚度越大，其中儲存水量越多，礦井涌水量就越大。我國華北各礦區太原組的數層灰巖，因厚度不同，富水性差異較大。③充水巖層的邊界條件及出露面積充水巖層的邊界條件及出露面積決定了巖層接收補給的范圍，補給量大小以及充水巖層中地下水的性質（是以靜儲量為主，還是以動儲量為主），因此對礦井充水也有較大的影響。（4）老空水我國煤礦開采歷史悠久，廢棄的古井、老窯等老空比比皆是。老空中往往儲存有大量積水，對礦井安全生產造成很大威脅，特別是歷史上的老空位置不詳，范圍和積水量不清，一旦揭露或接近，往往造成突水。老空水充水的特點是來勢猛，時間短，破壞性大。同時，老空水由于環境一般較封閉，故多為酸性水，對井下設備有較大的腐蝕作用，但由于與其它水源的聯系通常較差，一般易于疏干。2、礦井充水途徑（1）斷裂構造一切大小斷裂都可能成為充水水源進入礦井的途徑。各含水層中的地下水，往往通過斷裂帶進入礦井，華北型煤田底板奧陶系巖溶裂隙水，一般都是以斷裂為導水通道。斷裂構造能否成為充水途徑，關鍵在于其透水性。從力學性質上看，張性和張扭性斷層可能是導水斷層，而壓性及壓扭性斷層可能是阻水斷層。導水斷層主要是溝通所切穿的各含水層之間或含水層與地表水體之間的水力聯系，破壞煤層頂、底板隔水層的連續性，溝通其上下充水巖層，使之與礦井發生水力聯系，成為地下水或地表水的充水途徑。從水文地質上講，一些小的正斷層，破壞煤層頂、底板隔水層的連續性，溝通其上下充水地層，使礦井與含水層發生水力聯系，形成充水途徑。這類斷層降低隔水頂、底板的力學強度，形成突水薄弱帶，國內外的突水資料表明，突水點主要分布在斷裂帶及其附近。斷層與礦井突水的關系為斷層尖滅地段易突水；巖層彎曲處易突水；斷層密度大處易突水；斷層下降盤的煤層在靠近斷層處易突水；斷層伴生的裂隙發育區易突水。發生突水的斷層有的規模很小，在天然條件下屬無水或阻水斷層，起隔水作用，但由于巖層遭到破壞，降低了力學性質，當開挖井巷被揭露時，在礦壓和水壓共同作用下，就會從隔水轉變為透水。我國礦區斷裂帶導水類型劃分見表3-2。表3-2斷裂帶的導水類型I、隔水斷裂1.天然隔水，開采后仍隔水2.天然隔水，開采后導水Ⅱ、導水斷裂1.與其它水源無聯系的（1）本身導水（2）本身及兩側均導水2.與其它水源有聯系的（1）有垂直聯系（2）有水平聯系表3-3所示的斷裂分類，更能說明斷裂的水文地質特征和斷裂對礦井充水的作用。表3-3斷裂的水文地質特征類型類型水文地質特征及意義力學性質兩盤巖性富水斷層（1）斷層破碎帶具有較大的儲水空間，其透水性大于兩側正常巖層的透水性（2）主要起匯集兩盤含水層中地下水的作用，并有充足的補給水源各種力學性質斷層單一厚層脆性可溶巖張性及張扭性單一厚層硬脆性巖層導水斷層（1）透水性強，但本身儲水空間不大（2）主要起溝通所切穿的各含水層（或含水層與地表水體之間）水力聯系作用張性及張扭性各種巖性巖層的互層儲水斷層與周圍含水層沒有水力聯系，或聯系很弱，自成孤立的脈狀含水帶，在地形相對高差大的地段，可具有較高的壓力水頭張性及張扭性硬脆性或軟柔性巖層阻水斷層斷盤阻水；一盤不透水，形成天然的地下擋水帷幕；一盤透水，形成富水帶各種力學性質斷層一盤為硬脆性巖層一盤為軟柔性巖層構造巖阻水：起切斷兩側地下水聯系的作用（1）不透水的糜棱巖，斷層泥（2）后期沖填的巖脈，或被粘土物質膠結的角礫巖①壓性及壓扭性①硬脆性巖層或薄層脆性可溶巖與軟柔性巖層交互②張性及張扭性②除與①相同外，還包括單一的厚層脆性可溶巖無水斷層僅斷裂風化帶有少量帶狀裂隙水，整體為不透水各種力學性質斷層均為軟柔性巖層據統計斷裂導水造成礦井突水約占突水事故的80%以上。（2）巖溶陷落柱巖溶陷落柱在我國華北地區的石炭—二迭煤系地層中廣泛分布，成因說法不一。華北型煤田巖溶陷落柱的基底主要為奧陶紀灰巖，而頂部則可能位于奧灰頂面以上的任何地層，甚至直達地表。90％以上的陷落柱是不導水不含水的。只有處于現代巖溶強徑流帶和集中排泄帶并隱伏埋藏于地下水位之下者，才有可能構成奧陶系突水的潛在威脅。雖然絕大部分陷落柱不導水，但陷落柱一旦導水，往往是災害性的，例如開灤范各莊礦2171采面發生的陷落柱特大突水事故，最大水量達2053m3/min，皖北任樓礦突水量達200m3/min，邢臺東龐礦突水量達1167m3/min等，均造成淹井事故。（3）覆巖變形破壞與底板破壞形成的通道煤層采出后，上覆巖層因失去支撐而發生破壞和位移，自上而下一般出現冒落帶、裂隙帶和彎曲帶。覆巖的破壞，常形成礦井充水的通道，但各帶對礦井充水的影響是不同的。冒落帶內巖塊之間空隙多，連通性強，是水和泥砂潰入井下的可能通道；裂隙帶內既有離層裂隙（即層向裂隙），也有垂向裂隙。離層裂隙是貯水和導水的通道，垂向裂隙可與層向裂隙連通，尤其在裂隙帶下部，垂向裂隙發育，導水性明顯增強，裂隙帶一旦波及水體，即可將水導入井下；彎曲帶上一般很少出現離層，其下部出現的離層裂隙僅局部充水，一般不與導水裂隙帶導通，彎曲帶上方地表一般都出現下沉盆地，盆地邊緣往往出現張裂隙，但寬度向下變小，至一定深度即閉合，故彎曲帶具有隔水保護層的作用。采動對底板破壞是造成底板突水通道形成的重要原因，采動底板破壞深度與工作面尺寸、開采方法、采高、煤層傾向和開采深度及頂底板巖性及結構有關。（4）未封堵或封堵質量差的鉆孔這是一種人為生成的充水途徑。這類鉆孔起溝通煤層上下含水層或地表水作用。回采揭露時涌水，水量、水壓取決于是否貫通強含水層或地表水，以及鉆孔孔徑和水壓差。當礦井排水能力較小時可能造成淹井事故。對已查明的這種鉆孔，應通過重新封堵或留設防水煤柱等方法加以防范。（5）巖溶塌陷通道巖溶礦區，強烈的礦井排水，改變了水動力條件，在一定條件下，常發生巖溶塌陷，由此成為松散層地下水、巖溶水和地表水、甚至地下水涌入礦井的通道。其特點是，巖溶愈發育，塌陷愈嚴重，通道愈大，涌水和涌砂量也就愈大。3.4.2礦井水害主要危險因素礦井充水水源（具有一定強度）和充水途徑的有機結合是威脅礦井安全造成水害事故的主要危險因素。按照充水水源，礦井水害事故可分為以下幾種類型。（1）暴雨洪水水害：水源主要是暴雨洪水和泥石流等。進入礦井的途徑和方式為通過井口，開采塌陷、地面巖溶塌陷坑或洞、小煤窯、鉆孔直接灌入。例12006年７月14日～7月17日，受第4號強臺風“碧利斯”的影響，湖南省湘南地區（衡陽、郴州、永州）普降暴雨，降水量達600mm以上，引發山洪暴發，造成百年一遇的特大洪澇災害。由于災害嚴重，人力難以抗拒，造成217對礦井被淹，另有43對礦井水平被淹。其中省屬湖南省煤業集團公司6處礦井、湖南省監獄管理局所轄2處礦井被淹，礦區多處重要基礎設施淹沒和沖毀，湘煤集團沈家灣煤礦8名礦工在井下撤退途中遇難，伍家沖煤礦井下死亡1人，其他煤礦地面死亡6人，直接經濟損失達4億元。為了應對“碧利斯”臺風，確保礦山作業人員安全，湖南省安全生產監督管理局、湖南煤礦安全監察局根據氣象預報，在災前緊急電告各市州安監局、各煤礦安全監察機構，省屬大型煤礦，通知所有可能受災害襲擊礦山企業立即撤出井下作業人員，啟動應急救援預案，做好防汛工作。各煤礦按照省安監局通知要求，在臺風來之前撤出了井下所有作業人員，備足防洪物資，抗災保井。由于監管、監察部門預先采取了預報預警和預防措施，使本次事故災難降到了最小程度。例22002年6月24日，河北省張家口市蔚縣北部山區突降大到暴雨，山洪暴發，由于涌發煤礦井口低于當地歷年最高洪水位，使洪水倒灌井下，造成16人死亡。例32003年4月17日，山西省臨汾市古縣古陽鎮江水坪煤礦發生1起洪水淹井事故，造成14人死亡。直接原因是：突降大雨，形成洪峰，加之流經江水坪煤礦舊井口的矸石堆，使洪水受阻，行洪不暢，抬高了洪峰水頭，洪峰夾以矸石、泥沙、樹枝順河而下，堵塞了煤礦的排水涵洞，洪水倒灌主斜井。例42007年8月17日，山東省華源礦業有限公司發生洪水淹井事故，死亡172人，與其相鄰的名公煤礦也被洪水淹沒，致使9名礦工遇難。16日至17日，山東新泰市連續兩天集中強降雨，16日4時至18日6時，柴汶河上游又突降大暴雨，降水量為262.3mm，三天降雨量為50年一遇，而且主要集中在17日2時至15時，這一時段降雨量占本次降雨量的70%，為70年一遇。由于強暴雨導致山洪暴發，流經華源礦區的柴汶河水位暴漲漫過河岸，漫溢的洪水沖蝕河岸，掏空基礎，最終沖開約65米的決口，沖入落差約5米的岸外低洼處，在洪水強烈沖刷作用下，形成三個集中潰水點潰入井下。潰入井下的水量約1260萬立方米，砂石和粉煤灰約30萬立方米，導致淹井。由于潰水流量大、速度快，水流湍急，增加了華源礦業有限公司井下撤人的難度，當班井下作業人員756人，有584人安全升井，172人被困井下遇難。事故教訓極為深刻，主要有：一是預防自然災害的機制不健全。“8.17”事故潰水前，氣象部門對50年一遇的強降雨也預測到了，但并沒有明確預測出更為具體的降雨在什么位置，也沒有引起地方政府的高度重視；水利部門在接到強降雨應適當將上游水庫騰出庫容，以避免洪水來臨超過警界線。由于各部門預報預警機制不健全，導致該地區強降雨發生時，加上上游水庫泄洪、河道清理不及時，致使柴汶河河岸突然決口，發生淹井災害。二是暴雨期間井下停產撤人不及時。華源礦業公司發現井下透水后，沒有及時做出人員一次性撤離升井的決定，而是分三次下達撤人命令，延誤了部分人員的最佳撤離時機。名公煤礦也沒有嚴格執行上級災害性天氣停產撤人的規定，在接到政府下達撤人指令后，仍堅持生產。事故災難發生后，沒有在規定時間內按程序立即上報，貽誤了當地政府在第一時間組織搶救的時機。三是開采防隔水煤柱、超層越界開采。與華源礦業公司同一井田內還有9個小煤礦，其中6個正在生產，3個已報廢，各礦井之間基本上都相互溝通，超層越界開采非常嚴重，一個礦井發生水害會波及所有相鄰礦井的安全。廢棄的井筒未填實封死，成為洪水潰入井下的主要通道。四是應急排水設備不完善。“8.17”事故發生后，由于當地沒有大流量排水設備，只能從河北唐山、河南鄭州調大功率、高揚程水泵進行搶險排水，致使開始時排水進度不理想。五是企業超定員組織生產。山東華源礦業公司事故發生時，井下作業人員比有關規定多61人，再加上151名檢修人員，增加了事故災難的遇險人數。（2）地表水害：水源主要為地表水體，包括江、河、湖、海、水庫、溝渠、坑塘、池沼、泉水等。進入礦井的途徑和方式主要為采后冒裂帶、巖溶地面塌陷坑或洞、斷層破碎帶、老窯和未封堵或封堵質量差的鉆孔的滲漏和灌入。例如：2008年5月7日，湖北省荊門市東寶區漳河鎮李家洲煤礦發生透水事故，此次事故造成李家洲煤礦、費家堡煤礦、稠樹溝煤礦被淹，1人死亡。該礦為個體鄉鎮煤礦，生產能力約3萬噸/年，在漳河水庫周邊開采。漳河水庫總庫容20.35億m3，是荊門市生活和工業用水的水源地。該礦采掘工作面無設計方案、無作業規程，違規開采水庫防隔水煤（巖）柱，直至打通老窯采空區，發生透水事故。漳河水庫水通過李家洲煤礦、費家堡煤礦向水庫下游泄水，透水強度最大達到5.39立方米/秒，下游人民群眾受到嚴重威脅。經過3個月的注漿治理，堵水成功。（3）老空水害：水源為古井、老窯、小窯、廢棄井巷和采空區積水。當與采掘工作面接近或溝通時進入巷道或工作面。老空水害在北方、南方和新老礦區普遍存在，其分布和突水規律不易掌握，常常會造成嚴重水害事故。例12006年5月18日，山西省大同市左云縣張家場鄉新井煤礦發生1起透水事故，造成56人死亡。新井煤礦屬張家場鄉鄉辦集體煤礦，始建于1992年，該礦批準開采4#煤層，設計生產能力為9萬噸/年。但于2005年10月，該礦主井卻違規通過暗斜井延深至8#、11#、14-1#和14-2#煤層，進行超層采掘活動。經過40天的緊張排水，共排出井下積水42.2萬m3，56名遇難礦工遺體全部找到。從事故發生前的5月12日，鄰近燕西一號井采空積水區的東13巷和東14巷，就已經出現了明顯的滴水和淋水等透水征兆。東13巷附近的異常水文地質情況引起了礦方的注意，從東6巷抽調鉆機到東13巷與東14巷之間進行探水，但遺憾的是，5月17日鉆機在施工中出現了故障，5月18日安排修理。但就在透水征兆明顯、尚未完成探放水工作的情況下，礦方沒有停產，也未撤人，繼續違章冒險組織生產，最終導致突水事故發生。事故直接原因為:由于受放炮震裂松動、水壓浸泡以及采掘活動帶來的礦山壓力變化影響，破壞了燕西1#井采空積水區的有限煤巖柱，最終導致了這起特別重大透水事故。例22007年3月10日，遼寧省撫順礦業（集團）有限責任公司老虎臺礦發生1起水害事故，死亡29人。撫礦集團公司老虎臺礦于1907年進行開采，現礦井于日偽時期1937年開工建設，1942年竣工投產，礦井設計能力為300萬噸／年；2005年遼寧省煤炭工業管理局核定礦井生產能力為335萬噸／年；2006年實際生產煤炭242萬噸。事故發生在－730m水平73003＃采面。該工作面2006年9月15日正式開采，至2007年3月10日，共推進194m。煤層平均厚度19m，煤層傾角14—32度，標高為－730m至－630m，正常涌水量82.8m3/h，最大涌水量93.6m該礦73003#采面作業規程中，只說明了其南部和上部68002#西采煤工作面和73001#采煤工作面兩個已采面采空區可能有積水，但未按“有疑必探”的原則編制相應的探放水措施。事故發生的直接原因是：位于73003#采面上方的68002#西采面采空區積水，受73003#采面采煤影響，積水潰出，導致事故發生。例32008年7月21日，廣西百色市右江礦務局那讀煤礦發生老空透水事故，死亡36人。該礦為國有地方煤礦，2007年核定生產能力19萬噸，礦井周邊廢棄小煤窯積水情況不清。該礦在4304工作面（靠近廢棄小煤礦附近）違規開掘3個切眼，用煤電鉆探放老空水，前兩個切眼均因掘進時有透水征兆而停止施工，隨后又在距第一個切眼30米處重開切眼，在發現透水征兆的情況下，仍在相對較低的4301回采工作面組織生產；事故發生前，在沒有認真分析透水量變化的情況下，盲目通知已經撤到安全地點的作業人員，重新返回作業地點恢復生產，導致發生特別重大透水事故。（4）孔隙水害：水源為古近系、新近系松散或半松散含水層孔隙水、流砂或泥砂水。常通過垮落帶、導水裂縫帶、地面塌陷坑、煤層頂底板裂隙和封孔質量不好的廢舊鉆孔進入礦井。例如2004年3月7日，新疆哈密煤業集團井采公司二井W4105工作面上順槽發生涌水潰砂事故，導致9人死亡和礦井停產。造成這次事故的主要原因是采礦活動形成的垮落帶溝通了上覆新近系含水砂層。（5）裂隙水害：水源為砂巖、礫巖等裂隙含水層的水，常常受地表水或其它含水層的補給。充水途徑為采后冒裂帶、斷層、采掘巷道和工作面直接揭露或封孔不良的廢舊鉆孔。(6)巖溶裂隙水害：水源為薄層灰巖和厚層灰巖巖溶裂隙含水層的水。這種類型水害主要指華北石炭二疊系煤田奧陶系厚層灰巖含水層和受其補給的太原組薄層灰巖含水層（如肥城的徐家莊灰巖，焦作的L2和L8薄層灰巖含水層等）發生的水害。充水途徑為采后導水裂縫帶、斷層帶、陷落柱、封孔不良的鉆孔，或采掘工作面直接揭露灰巖裂隙含水層。例11996年3月4日，安徽省皖北礦務局任樓煤礦發生隱伏陷落柱突水淹井事故，最大突水量達34570m3/h，經注漿治理，恢復了生產。1999年10月12日，井下72例22004年10月20日，河北省邯鄲市武安市德盛煤礦發生1起透水事故，造成礦井被淹，29人下落不明。與其相鄰的邯鄲煤業集團陶一煤礦、陶二煤礦等生產礦井受到嚴重水害威脅。德盛煤礦主要開采下組煤，受奧灰水影響嚴重，礦井設計生產能力15萬噸/年，采用立井單水平開拓方式。事故的直接原因是：該礦1841工作面上部遇到落差1.5m左右的張性斷層，工作面底板隔水層巖石破碎，在水壓和采動影響等多種因素的作用下，奧灰承壓水從工作面后方采空區的斷層破碎帶發生滯后突水，導致礦井被淹。煤層底板突水是華北石炭二疊系煤田采煤過程中經常發生的一種災害。導致底板突水的水源主要是奧陶系巖溶裂隙含水層或與其有水力聯系的石炭系薄層灰巖含水層，而突水通道則往往是斷層、陷落柱、裂隙密集帶或其它薄弱帶。由于奧灰含水層厚度大，巖溶裂隙發育，富水性強，因此一旦發生突水，大部分情況是災難性的。在我國采礦史上，曾發生過多次煤層底板突水事故，給國家和人民生命財產造成了重大損失。例如，1984年6月2日開灤范各莊陷落柱突水，最大突水量2053m3/min，淹4井；2003年4月12日邢臺東龐礦突水量1167m3/min，淹井；1993年1月5日肥城國家莊淹井最大突水量550m3/min等等。除通過斷層、裂隙密集帶和陷落柱發生突水事故外，通過未封堵或封堵質量差的鉆孔造成水害事故的情形也時有發生。（7）巖溶水害：水源主要是溶洞水和暗河水。這種類型水害主要指南方龍潭組煤層頂板長興灰巖和底板茅口灰巖含水層發生的水害。充水途徑為采后冒裂帶、斷層構造破壞帶、地面巖溶塌陷坑，通水鉆孔或采掘工作面直接揭露。3.4.3礦井水害隱患排查水害隱患排查就是在分析研究上述水害類型的基礎上，針對礦區的具體情況，找出存在的問題，進行礦井水害隱患威脅程度評價并提出相應的對策。礦井水害隱患排查可以通過定期“自查”，或“會診”形式進行。水文地質條件復雜和極復雜的礦井還應當編寫水害隱患排查報告，報告主要的內容是：①礦井及井田概況，包括礦井及井田基本情況，地形地貌和氣象水文等。②地質概況，主要是地層和構造。③礦井水文地質，包括井田邊界及其水力性質，含水層，隔水層，礦井充水條件，井田及其周邊老窯水分布和充水狀況。④礦井涌水情況。⑤礦井防治水，包括地面防治水、排水系統、防隔水煤（巖）柱的留設、防水閘門和水閘墻、疏干開采和帶壓開采以及注漿堵水和井下探放水。⑥礦井存在的主要問題，包括礦井防治水基礎資料、水文地質條件、防治水技術措施和管理等方面的問題。⑦礦井水害隱患威脅程度評價及對策，包括礦井水害隱患說明，礦井水害隱患評價及對策以及其它主要問題的整改技術措施。⑧礦井防治水研究和工程費用概算。3.4.3.1礦井透水征兆礦井水害事故發生前一般都會出現一定的透水征兆，有時透水征兆還十分明顯，只要能夠有效識別，就可以避免重特大透水事故的發生或大大減少人員傷亡和財產損失。（1）掛紅。因井下水中含有鐵的氧化物，在水壓作用下，通過煤（巖）裂隙時，附著在裂隙表面，出現暗紅色水銹。（2）掛汗。當采掘工作面接近積水區時，水在自身壓力作用下，通過煤（巖）裂隙而在煤巖壁上凝結成許多水珠；但空氣中的水分遇到低溫煤塊也會掛汗。所以遇到掛汗時需辨別真偽。辨別方法是剝去表面層，觀察新暴露煤層有無潮氣，如果煤巖潮濕則是透水預兆。（3）空氣變冷。采掘工作面接近大量積水時，氣溫驟然降低、煤壁發涼，人一進去就有涼爽陰冷感，時間越長越感陰冷。（4）出現霧氣。當巷道內溫度很高時，積水滲到煤壁后引起蒸發而形成霧氣。（5）水叫。井下的高壓積水，向煤巖裂縫強烈擠壓與兩壁磨擦而發生嘶嘶叫聲。這說明掘進工作面距積水區已很近；若是煤巷，則透水即將發生。（6）頂板淋水增大。原有裂隙淋水突然增大，應視作透水前兆。（7）頂板來壓，底板鼓起。在地下水壓作用下，頂板和底板彎曲變形，有時還伴有潮濕、滲水現象。（8）有害氣體增加。積水區向外散發瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。（9）老空水多為“死水”，水色發紅、酸度大、味發澀；斷層水多為“活水”，水色發黃、甜而無澀；溶洞水呈黃色或灰色，攜帶臭味。（10）裂隙出現滲水。如果出水清，則離積水區尚遠；若出水渾濁，則離積水區較近。以上預兆不一定會同時出現，有時會出現一個預兆，有時會出現多個預兆，有時征兆不明顯甚至無預兆。因此要留心觀察、認真辨別。采掘工作面或者其他地點發現突水征兆時，必須停止作業，采取措施，立即報告調度室，發出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。3.4.3.2礦井水害防治方法1、礦井水害防治基礎工作為了減少水害事故的發生，煤礦企業必須作好防治水基礎工作，其主要內容包括：（1）加強領導，健全防治水機構，配備專業技術人員，保障資金來源煤礦企業主要負責人是本單位防治水工作的第一責任人，總工程師負責煤礦防治水技術管理工作。大水礦區應設立專門的防治水機構，建立專門探放水作業隊伍，配齊探放水設備。煤礦企業應當從煤價中提取防治水專項基金，確保防治水工作的資金來源。（2）建立健全水害防治崗位責任制，水害預測預報制度和水害隱患排制度為了使防治水工作任務清楚，責任明確，煤礦企業要建立健全防治水崗位責任制和水害防治技術管理制度，要堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原則。除了編制中長期防治水規劃外，還應編制年度防治水計劃，并組織實施。各礦要定期開展對水害隱患排查，對發現的水患問題，要現場落實并即時解決。（3）完善礦井防治水基礎資料煤礦企業必須具備防治水基礎資料，基礎資料包括：報告、圖件和臺帳。具體要求和詳細內容參閱《煤礦防治水規定》第十四和十五條。（4）大水礦區應定期繪制采掘空間（包括井、巷、采空區等空間）和礦井采深標高關系圖。2、礦井水害防治方法（1）暴雨洪水水害防治建立災害性天氣預警和預防機制。掌握可能危及煤礦安全生產的暴雨洪水災害信息，汛期開展24h不間斷巡查。發現暴雨洪水災害嚴重可能引發淹井的情形應立即撤出作業人員到安全地點。①所有礦井井口都應當高于當地歷年最高洪水水位，否則，必須修筑堤壩、溝渠或采取其它防排水措施。②封堵填實報廢的立井、斜井和平硐；采用填、堵、圍、排等方法對小窯、塌陷坑、巖溶漏斗等進行治理。③觀測孔、注漿孔、電纜孔，與井下或含水層相通的鉆孔其孔口管應當高出當地最高洪水位并且要加孔口蓋。④建立有效的疏水、防水和排水系統，治理礦區洪澇災害。（2）地表水害防治①留設防隔水煤（巖）柱。在江、河、湖、海和水庫等常年地表水體下或其鄰近地區采煤必須留設防隔水煤（巖）柱，防隔水煤（巖）柱的尺寸按《煤礦防治水規定》的要求確定。②選擇控制采高的采煤方法，加強頂板管理。③在河流、溝渠等的漏水和滲水地段鋪底、修建人工河床、渡槽或對河渠部分地段改道。④建閘設站，排除塌陷區和坑塘積水。⑤嚴禁在地表水體下開采急傾斜煤層，防止發生“抽冒”透水事故。（3）老空水害防治①通過調查分析和研究，初步確定老空水在井田內及其邊界附近的空間位置和水壓等情況。堅決貫徹“預測預報”、“有疑必探”、“先探后掘”、“先治后采”的十六字方針，采用物探、化探和鉆探方法探明老空水確切位置、分布范圍，估算老空水積水量和水壓。②老空水疏放。疏干老空水是防治老空水的最好方法，疏放水鉆孔應打在老空的最底部，以便達到徹底疏干的目的。疏干老空水之前，應當配齊足夠的排水設備，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，應當隨時檢查空氣成分，根據具體情況及時處理。在上部煤層已開采完畢且老空有積水的情況，如果下部煤層開采會影響上部老空積水時，必須徹底疏干上部的老空水，嚴禁頂水作業。③留設防隔水煤（巖）柱。當老空水補給源充沛或因其它原因不易疏干時，可以留設水平或垂直防隔水煤（巖）柱防治老空水。（4）孔隙水害防治①留設防隔水煤（巖）柱。在松散孔隙富含水層下采煤，為了防止潰水潰砂事故發生，必須留設縱向防隔水煤（巖）柱。需要提高采煤上限，縮小防隔水煤（巖）柱尺寸時，應當進行可行性研究，并經省級煤炭行業管理部門審查批準。②疏降孔隙含水層中的地下水。目的是減小水力坡度，防止形成流砂。疏降的主要方法是在地面或井下打疏降水鉆孔。該法一般與留設防隔水煤（巖）柱同時使用。（5）裂隙水害防治砂巖和礫巖含水層常常構成煤層的頂板或底板。當水量不大時，隨著采煤可以自然疏干；當水量較大影響生產時，應當采用井下打鉆預先疏干的方法。在向斜低洼處，斷裂構造和裂隙密集帶水量可能很大時，應當配備較大排水設備，避免淹工作面水害事故發生。（6）巖深裂隙水害防治華北型煤田奧灰和太原組薄層灰巖巖溶裂隙水害防治方法主要有，陷落柱和斷層探查，陷落柱和斷層注漿封堵、奧灰頂部和薄層灰巖注漿改造、不良鉆孔的封閉處理、防隔水煤（巖）柱留設，防水閘門和防水閘墻設置，分區隔離開采，帶壓開采和疏水減壓，井下排水系統、包括潛水電泵排水系統建立和完善，井下突水點封堵和注漿帷幕建造等方法。（7）巖溶水害防治方法留設煤巖柱避開大的暗河和溶洞這類地下水體。注漿封堵各種突水口、進水口和突水斷層裂隙帶。探放老空水。采用疏水巷道和鉆孔疏干巖溶水。建立完善地表防、排水系統。所有礦井都必須根據最新預測的礦井涌水量，建立和健全排水系統，并且要保持水泵、水倉、水溝、水管和配電設備能正常運轉。水文地質條件復雜和極復雜的礦區還應建立以潛水電泵為主的抗災排水系統。6.5井下水災處置技術6.5.1水災事故處置程序井下發生透水征兆或透水事故后，必須立即停止作業，撤出災區人員，通知礦長和政府有關部門，成立現場指揮部，召請礦山救援大隊救治人員，評估災情，制定救援方案，進行搶險救災，采取堵水、排水、抽水等措施消除災情，恢復正常生產。6.5.2水災事故處置措施1、災區人員撤離礦調度室應采用電話通知和人工通知的方法，通知所有受害及可能受威脅區域人員，根據已規定的避災路線或本著就近原則，根據自己所在的位置，按照最短路線，就近沿通往上水平的風眼、上山、斜井及暗井等地點迅速向上撤退。2、災區人員自救與互救（1）自身安全防衛。在透水迅猛、水流急速的情況下，現場人員應立即避開出水口和渲泄水流，按避災路線撤退至安全地點。如情況緊急來不及轉移躲避時，可抓住棚梁、棚腿或其他固定物體，防止被涌水打倒和沖走。一旦突水后，決不允許任何人冒險進入災區。否則，不僅達不到搶險救援的目的，反而會造成自身傷亡，擴大事故。（2）災區避難。來不及撤退人員迅速進入附近硐室避難。必要時，可設置擋墻或防護板，阻止涌水、煤矸和有害氣體的侵入。同時，要穩定情緒，做好自救，等待救援。3、搶險救援當現場有被困人員時，應積極進行搶險救援。（1）確定搶險救援方案礦井突水后，采取打閘封水、強排水和注漿堵水等方案，通常這三種方法可結合進行。無論采取何種搶險救援方案，一般應注意以下幾個方面的工作：①突水期間加強水文地質工作，水情資料要掌握清楚，對水情的發展變化趨勢做出預測，有針對性地采取措施，編制方案。②無論采取何種方案，都應根據變化了的情況對方案隨時進行調整，要因地制宜，符合現場實際，有條件時應采用比較成熟的新設備和新技術。③應盡量避免給后期礦井恢復留下隱患或困難，一般在編制搶險救援方案的同時，提前考慮礦井恢復問題。④采取綜合方法搶險救援時，要堅持協調聯動，互相配合得原則，積極創造條件。（2）實施現場搶救礦山救援隊到達事故現場后，要了解災區情況，水源及事故前人員分布，井內具有生存條件的地點及進入的通道等，并根據搶險救援方案和實際被堵人員所在地點的空間、氧氣、瓦斯濃度以及救出被困人員所需的大致時間制定相應的救援方案，實施現場搶救。6.5.3井下水災事故處置技術1、測定突水量及預測其變化該項工作主要為制訂搶險救援保護、增加排水能力、緊急救援人員等措施提供可靠的依據，是指揮部搶險救援決策指揮的基礎，礦井突水量測定要快且準確。應加強觀測，掌握水量的發展變化規律，對水量可能變大或變小的情況做出準確和必要的預測。突水量測定方法可根據不同條件選用。（1）在突水量不大，并且水量較穩定的情況下，用浮標在流水巷道中實測。（2）在突水量大的情況下，用淹沒法計算突水量，即利用已有的水平標高和礦井空間體積關系圖和淹沒時間計算。通過對突水量的連續監測或計算，在基本掌握突水量增長變化趨勢的基礎上，對淹沒水位的上漲速度及淹沒某個關鍵性水平的時間做出大體的預測，協助有關部門劃定危險區域，并為未淹井巷搶險措施的制定提供依據。2、全面分析研究礦井充水條件，確定突水水源和突水通道根據礦井有關資料進一步確定突水直接水源、突水通道和間接補給水源，為分析預測水情變化及治理打下基礎，主要進行以下工作：（1）地下水位動態變化觀測。突水后，地測科立即組織力量對地面各含水層觀測孔水位進行觀測和分析。（2）突水水源確定。主要根據含水層水位變化和突水水質監測資料確定。（3）突水通道的確定。通過構造分析和現場情況調查，以及物探、化探和鉆探等成果進行推測，逐步推斷準確的突水通道和空間位置。（4）盡最大努力保證排水設備不被水淹沒，如果涌水量超過排水能力，必須預先撤離受威脅人員。（5）由于水位上升將導致礦區巷道采空區瓦斯隨水面上升，在搶險救援過程中必須加強瓦斯監測和“一通三防”的管理工作，杜絕瓦斯事故的發生。（6）在透水區域恢復及搶救遇險遇難人員，一般要由上往下探水。疏通或開鑿臨時排水巷道時，應先探清水位，防止二次透水。3、協調聯動（1）各水平泵房值班人員接到調度室指令后，必須堅守崗位。值班人員根據水量調整排水泵數量，直至全部水泵啟動。在水位增漲至水泵房內底板以上200mm時，人員撤至管子眼口，用安裝在管子眼口的專用電話，聯絡罐籠升井至上井口水平。（2）各暗井下井口把勾工，要堅守工作崗位，組織人員升井，隨水位增漲，由最低水平向上一水平提升人員，并向調度室報告。罐籠停在上井口管子眼口，等待水泵司機升井。各水平泵房中央高壓配電室的進線開關，聯絡開關，母聯開關，帶水泵配電開關，帶照明變壓器開關提前做好“突發水災，禁止停電”標志牌。突發水災時，各水平泵房高壓電工值班人員，根據調度室指令，在泵房及時停掉未做“突發水災，禁止停電”標志的高壓開關，以保證各水平泵房供電不受影響。突發水災后，如果變電站值班員發現各水平任1條電源線出現連地報警，變電站值班員應及時拉開此開關（接地時間超過2小時），并指揮各水泵司機拉開地開關，合并兩段的母聯開關，同時啟動因停電而造成停止排水的水泵。如果各水平出現2條電源線同時連地，則把2臺電源開關同時拉開。變電站值班人員及時向調度室匯報，水泵司機按要求撤離現場。6.5.4被淹礦井的恢復和治理一般分為四個階段，即搶險救災、封堵突水地段、排水復礦和根治突水。第一階段搶險救災已在前文中做了詳細描述。第二階段封堵突水地段。因為在礦井被淹的情況下，很難確定突水點（或突水點群）以及突水通道的具體位置，一般是把突水點所在的一個局部地段（如一般巷道等）用灌注骨料和漿液的方法進行全部封堵達到能夠迅速排干礦井積水的目的。根治突水階段主要是在礦井積水排干以后，在進一步查明突水通道的基礎上，采取注漿方法截斷水源通道，達到根治的目的。第二、第四階段工作的具體內容可參閱有關文獻。下面簡要介紹一下排水恢復被淹礦井的一些具體要求。6.5.5排水恢復被淹礦井1、突水淹井調查報告編制恢復被淹礦井前，應當編制突水淹井調查報告。報告主要內容包括：（1）突水淹井過程，突水點位置，突水時間，突水形式，水源分析，淹沒速度和涌水量變化等。（2）突水淹沒范圍，估算積水量。（3）預計排水中的涌水量。查清淹沒前井巷各個部分的涌水量，推算突水點的最大涌水量和穩定涌水量，預計恢復過程中各不同標高段的涌水量，并設計恢復過程中排水量曲線。（4）提供分析突水原因用的有關水文地質點（孔、井、泉）的動態資料和曲線，水文地質平面圖、剖面圖，礦井充水性圖和水化學資料等。2、排水復礦觀察記錄要求礦井恢復時，應當設有專人跟班定時測定涌水量和下降水面高程，并做好記錄；觀察記錄恢復后井巷的冒頂、片幫和淋水等情況；觀察記錄突水點的具體位置、涌水量和水溫等，并作突水點素描；定時對地面觀測孔、井、泉等水文地質點進行動態觀測，并觀察地面有無塌陷、裂縫現象等。3、有害氣體監測處理排除井筒和下山的積水及恢復被淹井巷前，應當制定防止被水封住的有害氣體突然涌出的安全措施。排水過程中，應當有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發現有害氣體，及時處理。4、透水淹井排水復礦總結報告礦井恢復后，應當全面整理淹沒和恢復兩個過程的圖紙和資料，確定突水原因，提出避免發生重復事故的措施意見，并總結排水恢復中水文地質工作的經驗和教訓。7煤礦重大事故與應急救援案例廣東梅州市興寧市大興煤礦“2005.8.7”特別重大透水事故2005年8月7日13時13分，廣東梅州市興寧市大興煤礦發生一起特別重大透水事故，造成了121人死亡，直接濟損失4725萬元，是新中國成立以來發生的最大一次透水事故。一、礦井概況大興煤礦設計能力為3萬t/a，2005年1月至7月，共生產原煤8.6萬t。礦井采用斜井開拓方式，主、副井和風井3條明斜井與暗斜井分三級延深至-480m水平。開采3層煤，平均厚度分別為0.91m、3.54m和1.11m，煤層傾角平均為75°，屬急傾斜煤層，開采水平為-290m～+500m水平。礦井正常涌水量為150m3/h，最大涌水量為200m大興煤礦前身為原廣東省四望嶂礦務局一礦井田范內的小煤窯。原四望嶂礦務局破產后，各礦均在-180m水平以上各水平構筑了井下堵水閘墻，6對礦井共構筑29處堵水閘墻，使-180m水平以上老空區大量積水，形成水淹區。經專家估算，積水量約為1500～2000萬m3。大興煤礦在-180m至-290m水平留設了110m防隔水煤柱，并將礦井井巷向深部延深，開采水淹區下深部煤炭資源。二、事故發生經過及搶險救災情況2005年8月7日13時13分，大興煤礦主井發生透水，透水后主副井井筒均有霧氣冒出，出現反風現象。透水后約50min，礦井水位已從礦井最深部（-480m）上升了725m，離主井口斜長80m（+245m水平）。只有3名礦工提前下班，僥幸生還；高強度的突發透水，造成121名礦工被困井下。事故發生后·迅速從江西、河南、北京中煤排水站調集了6臺大流量高揚程潛水泵，經過20d的強排水，累計排出積水7l萬m3。老采空區兩個觀測點水位僅分別下降了2.9m和4.2m；在排水過程中，發現6具遇難礦工尸體。由于繼續搶排水存在重大安全隱患，并且難以達到預期目標，于8月29日終止了搶險救災工作。三、事故原因分析1．透水地點由于無法到現場勘察，經調查分析認定，本次透水透水點在礦井東翼-290m石門以東150～240m范圍內。其主要依據如下：(1)該區域煤層較厚，曾多次發生抽冒。據了解，礦井西翼煤層較硬，沒有發生過抽冒；中部煤層較薄，未進行大規模開采；礦井東翼煤層厚，傾角大，較松散，小斷層發育，易發生抽冒，且是該礦的主要產煤區。透水事故發生前的8月7日早上還看到在該地區采出120t煤。(2)事故前該區域開采強度大。礦井東翼是該礦的主要采煤區，而且開采強度一直很大。由于煤層厚，傾角大，易開采，礦井主要工作面都集中布置在礦井東翼。據調查，在-400m水平的一個反眼處放出了12000t煤。(3)該區域離斷層較近，小斷層發育、煤層傾角大，易發生抽冒。礦井東翼-400m石門以東150~240m范圍內，由于距F16逆斷層較近，該處的4煤層小斷層發育，煤層比較松散，且此處4煤層傾角是全礦井最大的地方，平均煤層傾角達75°左右，近似直立，極易發生抽冒。(4)物探查明靠近斷層有一透水通道。據物探報告，在測區內的物探低阻異常只有一個，推斷為本次透水通道，其位置在-180m～-290m水平靠近F16斷層附近，形狀為上窄(90m)下寬(140m)的倒喇叭形。物探結果與透水情況、地質構造的位置與性質基本對應，與專家技術組分析圈定的重點異常區域吻合。2．透水水源該礦發牛透水后，上部老空水從+262m平硐自動流出的水突然斷流，水位下降8.5m；在原四望嶂一礦明斜井觀測，水位也下降6.5m；據生還礦工介紹，水很臭。說明此次突水水源為-180m～+262m水淹區的老空水。3．透水量和透水強度據專家組估算，采空區體積約20萬m3，巷道容積約5萬m3，因此該礦透水水量約25萬m3。據調查了解，8月7日13時13分，發生透水事故，至13時30分，礦井被淹至-281m，17min后透水量達23.1萬m3，據此估算，