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文檔簡介
礦井水害
主講人:李飛
2018年10月9日
目錄
第一章礦井水害現狀及分類第二章礦井水害防治措施第三章礦井突水事故案例分析第一章礦井水害現狀及分類一、水害定義礦井水:是指在礦井開拓、采掘過程中,滲入、滴入、淋入、流入、涌入和潰入工作面的任何水源水,統稱礦井水。礦井突水:凡是因井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體或含水的裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構造破碎帶等接近或溝通而突然產生的出水事故,稱為礦井突水。礦井水害:指影響礦井正常生產活動,對礦井安全生產構成威脅以及使礦井局部或全部被淹沒的礦井涌水事故,都稱之為礦井水害(災)。(1)、造成人員傷亡。水害是煤礦五大災害事故之一。水火無情”、“火燒一線,水漫一片”。煤礦一旦發生透水,可能造成大量井下人員傷亡。(案例)(2)、造成重大經濟損失。機電設備被淹.工作面、采區被淹。(案例)(3)、增加煤炭開采成本。(4)、生產作業環境惡劣。頂板淋水、底板突水、兩幫滲水等現象。(5)、降低煤炭資源利用率。為了預防煤礦透水事故,必須留設相當規模的防隔水煤柱,從而使煤炭不能得到充分開采和利用。(6)、地下水位大幅度下降。在巖溶水礦區,由于礦井長期大量排水,使地下水位大幅度下降,產生大量的地表塌洞,這種塌洞直徑由幾米至幾十米不等,造成農田塌陷、民房倒坍、河流中斷、交通破壞等。1、水害危害三、水害介紹
一是必須有水源;二是必須有溝通水源與井下巷道的通道;三是必須有足夠的充水強度。
2、水害形成基本條件3、水害類型劃分砂巖裂隙水老空水孔隙水地表水返回孔隙水返回鉆孔水主要水害類型4、水害類型劃分地表水孔隙水裂隙水灰巖水斷層水老空水鉆孔水陷落柱水井筒水孔隙水
老空水害:“老空”是指大、小煤礦采后留下的老采空區、老巷、老硐的統稱。老空水積存于生產、開拓水平以上,以及工作面上階段、上覆煤層老采空區等;當采掘活動進入或接近老采空區時,在水壓的作用下,老空區積水突破薄層隔水層而充入采掘工作面。老空區出水,雖然水量一般不會很大,不致造成淹井的危害,但水量集中,來勢迅猛,一旦揭露,會突然潰出,具有很大的沖擊力和破壞力,對人身安全的危害性極大。(案例)
裂隙水害:煤系砂巖裂隙含水層,在沒有地表水、新生界松散層水及其它水源補給的情況下,其動、靜儲量有限,一般不會對煤礦安全生產形成較大威脅。
賦水煤系砂巖裂隙,當采掘工作面揭露時,通過原生、后生裂隙向外滲出,表現為巷道、工作面頂板滴、淋水,也可沿巖層層面向外流淌。
謝橋礦1121
(3)工作面9.18出水事故
丁集礦西一采區-890m標高回風巷四岔門附近出水
顧橋礦1113(3)綜采工作面出水情況
井筒水害:
穿過松散含水層的井筒,當井壁出現裂縫、空洞時,在水壓作用下,井壁外含水層水透過井壁充入井筒內而出水。
潘一礦“4.8”東風井井筒出水事故
新集“4.18”以及潘三礦“2.18”出水事故
謝橋礦副井“11.
24”出水事故
孔隙水害:亦稱煤系上覆新生界松散含水層,因防隔水煤柱留設尺寸過小,在水的自重力作用下,松散層水通過采后導水裂隙帶及冒落帶充入工作面;或煤系地層與上覆含水體無粘土類隔水層,散層水通過煤系砂巖原生裂隙下滲進入采掘工作面。(見圖)鉆孔水害:
穿越松散含水層或煤系底板灰巖含水層的鉆孔,當未封或封孔不良時,含水層水通過鉆孔充入采掘工作面而出水。未封及封閉不良鉆孔由于本身可能含水,且能溝通鉆孔所穿過的各含水層,向采掘空間充水。一般在水壓大的情況下未封及封閉不良鉆孔成為礦井的充水通道。顧橋井田有封閉不合格鉆孔13個,未封鉆孔15個,情況不明鉆孔3個,均要根據不同情況采取留設煤柱,啟封后重新封孔,超前探放等措施。(見圖)
斷層水害:因斷層(帶)及附近原生裂隙發育、存在儲水空間,地下水在水壓的作用下,通過長期的徑流、運移,常積聚在斷層帶內,當采掘工作面接近或揭開斷層(帶)時,在水壓的作用下充入工作面;此外,當斷層與含水層溝通時,含水層水可通過斷層不斷地補充進入采掘工作面,而形成長期出水。灰巖水害:賦存和運移于灰巖地層孔隙中的地下水。因煤層底板距灰巖含水層層間距近隔水層薄,加之采后產生的裂隙或有斷層構造弱面,底板高水壓灰巖水通過原生、后生裂隙或斷裂構造進入到采掘工作面而出水。
灰巖含水層具有厚度大、分布廣、區域連通性好、地下水補給量大的特點,一旦發生突水將產生嚴重后果。(范各莊案例)(邢臺案例)
淮南老區1978年以前發生對生產有影響的A組煤層底板灰巖出(突)水28次,其中最大的一次1977年10月14日的謝一礦33113工作面出水,瞬時出水量1002m3/h,穩定水量772m3/h,造成33采區和三水平被淹。
陷落柱水害:該類含水層不僅有豐富的靜貯量,同時具有較大的補給量。所以一旦發生陷落柱型突水,其突水水量往往較大。該含水層賦存于煤系地層之下一定的深度,且在煤層和含水層之間存在有一定厚度的隔水層,奧陶系灰巖含水層往往在平面上延展的范圍較大,其主要在地勢較高處的裸露露頭區接受大氣降水或地表水補給,在煤層之下的含水層水往往處于高承壓狀態,一旦發生突水,往往呈現出突水點水壓大,突水流速高的特點。(桃園煤礦“2.3”透水事故)
工作面O2
地表水害:
地表河流、水庫、塌陷積水塘等地表水體以及雨季洪水,通過井筒、采后塌陷坑、煤系含水層露頭、巖溶塌陷漏斗等直接或間接地透入礦井,也可因防水煤柱留設過小,采后導水裂隙帶及冒落帶觸及地面水體,通過導水裂隙帶、冒落帶滲、潰入工作面而充水。
新莊孜井田內個體小井透地表水直接潰入大井事故
淮南樂方陶瓷有限公司升平粘土礦“9.
29”井筒透水
馮家塔煤礦地表水潰入1201綜采工作面事故
四、透水征兆(2)掛汗(3)煤壁變冷(4)出現霧氣(1)掛紅(5)水叫
(7)頂板來壓(8)水色發渾,有臭味,這是接近老空區積水的征兆
(9)工作面有害氣體增加
(6)頂板淋水加大(10)裂縫出現滲水
1、透水一般征兆
①煤層發潮發暗由于水的滲入,使煤層光澤明顯變暗淡,如果挖去一層仍是這樣說明附近有積水。②巷道壁或頂板“掛汗”積水通過巖石微小裂隙時凝聚于巖石表面的水珠,頂板“掛汗”多呈尖形水珠。而煤炭自然發火預兆中的“掛汗”則常常是平行水珠,為蒸汽凝結于頂板而形成。③煤層變涼煤層含水時能吸收人體的熱量,用手觸摸時會有發涼的感覺,而且手放的時間越長感到越涼。它還可使空氣變冷、產生霧氣。④工作面頂板淋水加大有時可出現壓力水頭。⑤從煤層或巖層裂縫中擠出“嘶嘶”水叫聲表示有涌出危險;出現壓力水流,這是離水源很近的征兆;若出水混濁,說明離水源較近;若出水清凈,說明距離水源稍遠。⑥工作面有害氣體增加積水區向外散出的主要有害氣體有硫化氫、二氧化碳、甲烷等。⑦煤壁或巷道“掛紅”水的酸度大、味發澀、有臭雞蛋味,通常屬于“死水”,這是老空積水的征兆。2、不同水源的透水征兆(1)、老空水透水征兆
由于老空水積存時間較長,水量補給較差,故稱之為“死水”。老空水透水征兆有掛紅、酸性大、水叫、發澀等特點,特別是帶有異常明顯的臭雞蛋味。(2)、斷層水透水征兆斷層水破碎帶中的地下水一般是流動的,補給也較充分,故稱“活水”。所以,很少出現掛紅現象,水無澀味而發甜。在巖巷中遇到或接近斷層水時,有時在巖縫中可見到淤泥,水較混濁多呈黃色。另外,當采掘面接近含水斷層破碎帶時,會出現來壓、淋水增大等現象。
(3)、工作面底板灰巖含水突水征兆①工作面壓力增大,底板鼓起②工作面底板產生裂隙,并逐漸增大③沿裂隙或煤幫向外滲水④底板破裂,沿裂隙有高壓水噴出,伴有“嘶嘶”聲和刺耳水聲⑤底板發生“底爆”,伴有巨響,水大量涌出
第二章礦井水害防治措施防治水工作應當堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則,采取探、防、堵、疏、排、截、監等綜合防治措施。七項治理措施是水害治理的基本技術方法。“探”主要是指超前勘探,查明工作面周圍水體具體位置和賦存狀態等情況。“防”主要指合理留設各類防隔水煤(巖)柱和修建各類防水閘門或防水墻等,防隔水煤(巖)柱一旦確定后,不得隨意開采破壞;“堵”主要指注漿封堵具有突水威脅的含水層或導水斷層、裂隙和陷落柱等通道;“疏”主要指探放老空水和對承壓含水層進行疏水降壓;“排”主要指完善礦井排水系統,排水管路、水泵、水倉和供電系統等必須配套;“截”主要指加強地表水(河流、水庫、洪水等)的截流治理。
“監”主要是指建立礦井地下水動態監測系統,必要時建立突水監測預警系統,及時掌握地下水的動態變化。一、水害防治措施礦井水害防治基本方針基本原則
十六字方針:預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采綜合防治水措施
七項治理措施:探、防、堵、疏、排、截、監
“探”主要是指超前勘探,查明工作面周圍水體具體位置和賦存狀態等情況,是為有效防治礦井水害做好必要的準備,其在水害防治措施中居核心地位和起先導作用。
主要是指物探,是用于礦井地質勘查的各種地球物理勘查方法的總稱。它可以在地面和礦井中進行,地面物探主要任務一是在新建礦井中,為采區規劃設計和先期采區設計提供詳細的地質依據;二是在生產礦井中為工作面、井巷工程合理布置和采煤工藝的選擇提供詳細地質資料。包括三維地震勘探、槽波地震勘探、電測深法、無線電透視法、瞬變電磁法?、電流法等。“防”主要指合理留設各類防隔水煤(巖)柱和修建各類防水閘門或防水墻等。“堵”主要指注漿封堵具有突水威脅的含水層或導水斷層、裂隙和陷落柱等通道。“疏”主要指探放老空水和對承壓含水層進行疏水降壓。“排”主要指完善礦井排水系統,排水管路、水泵、水倉和供電系統等必須配套。馮家塔煤礦中央水泵房、二采區水泵房均符合相關要求。重點是采掘工作面排水系統,做到與開采“三同時”,工作面有效排水能力不小于預計最大涌水量的1.5倍。采掘工作面排水系統分為五部分:排水泵、排水管、開關、電纜以及水倉。排水系統要做到能隨時開啟排水的能力。排水泵:確保現場要有兩臺排水泵,做到一用一備。流量要滿足安全生產需求,排水泵要有足夠的揚程。始終保持與排水泵相連接;管徑要滿足排水泵排水要求。開關、電纜:要滿足排水泵排水要求。水倉:大小要符合措施要求;經常清淤;必要時要有沉淀池。井下設有中央主水倉主排水系統和二采區水泵房排水系統,兩排水系統為相互獨立系統,現井下排水系統能夠滿足日常生產排水要求。礦井主排水系統為:在主泵房安裝有MD155-30×4型水泵(流量155m3/h、揚程120m、功率90KW)4臺,2臺備用、1臺檢修、1臺使用。主水倉容積2400m3(其中主水倉容積:2002.6m3,副水倉容積:397.4m3)沿主斜井敷設有兩趟排水管路(直徑Ф194×6無縫鋼管),其排水能力為2×212.7m3/h。此外在主、副水倉變坡點處增設了三臺應急泵,目前,礦井主排水系統的最大排水能力達到850m3/h。(其中:四臺主泵最大排水能力約為520m3/h、三臺應急泵最大排水能力約為330m3/h)二采區排水系統為:在二采區水泵房安設有MD280-43×3型耐磨礦用排水泵3臺(流量280m3/h、揚程129m、功率160KW),1臺工作,1臺備用,1臺檢修。容積2432m3(其中主水倉容積:1597m3,副水倉容積:835m3)排水管路采用兩趟Φ273×8無縫鋼管,其排水能力為2×425m3/h。目前,二采排水系統的最大排水能力約為560m3/h。礦井總的排水能力達到1410m3/h,能滿足礦井正常生產排水需要。
礦井排水是利用排水設備,將流入水倉的水直接排至地表的防治水方法,是煤礦生產中的基本環節。排水方式主要包括以下三種:直接排水、分區排水以及混合排水。礦井采用分區排水。將采掘工作面積水分別排至二采區水泵房、中央水泵房,再由二采區水泵房、中央水泵房排至地面污水處理站。水平排水泵水倉排水管路排水去向型號功率(kw)揚程(m)臺數單臺額流量工作+備用總容積趟數管徑正常趟數中央水泵房MD155-30×4901204150m3/h2+22400m32194mm2污水處理站二采區水泵房MD280-43×31601293280m3/h2+12432m32273mm2污水處理戰
井口及工業廣場重要建構筑物的標高,要高于當地最高洪水位。馮家塔煤礦工業廣場和主井口均布置在清水川河岸,標高大于100年一遇的洪水位標高,理論上工業廣場和井口受其影響不大。在清水川段實測洪水位點6處,入煤礦處為871.372m,出煤礦入黃河口為840.90米,經過工業廣場出為850m左右,清水川大橋橋址的洪水位為+858.00m。馮家塔煤礦三個井口標高均為+860.000m,清水川大橋橋面最低標高+860.000m。因此,工業廣場一般不會遭受清水川主流的影響。雖然洪水對工業廣場主斜井井口影響不大,但也應考慮防洪排澇措施。“截”主要指加強地表水(河流、水庫、洪水等)的截流治理。
“監”主要是指建立礦井地下水動態監測系統,必要時建立突水監測預警系統,及時掌握地下水的動態變化。圖1預警系統主界面圖2
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①孔隙水水害防治措施:
采取的主要防治措施是“隔”或“疏”兩種方法。其“隔”就是留設足夠的防水煤(巖)柱,隔斷煤系與上覆含水層間的水力聯系;“疏”就是疏干煤系上覆新生界松散含水層水,在含水層無水狀態下開采。二、不同水害治理措施
②、井筒水害防治措施:
在建井筒:利用人工制冷技術,使地層中的水變成冰。把天然粘土變成凍土,增加其強度和穩定性,隔絕地下水與井筒施工的聯系,以便在凍結壁的保護下井筒掘砌施工。凍結深度自地面至基巖風化帶下10m左右。
使用井筒:每季度觀測一次井筒上口與周邊地表沉降量,每10天觀測一次井筒下口水量;風井井筒利用每年的礦井停產檢修時間,調查一次井壁質量與出水點水量。對調查、觀測結果及時進行對比分析和核實,當井筒出水量達到6m3/h及以上時,制定方案進行注漿處理。
③、灰巖水害:
開采受底板灰巖水威脅的煤層,對灰巖水害的防治,應根據賦存條件、直接充水灰巖含水層富水性、控水構造等具體水文條件采取不同的水害防治方法與措施,但概括起來,可以總結為疏水降壓、注漿改造、注漿改造與疏水降壓相結合三種方法與措施。④、砂巖裂隙水害防治措施:1、動態分析煤系砂巖裂隙含水層的賦水性,對較為賦水區域,在工作面回采前,有針對性采用物探方法對工作面煤層頂板砂巖進行探查;在此基礎上,對可能賦水區域,采用打鉆探放。2、工作面排水系統,要與工作面開采設計、準備、投產做到“三同時”,排水能力應不低于預計工作面做大涌水量值的1.5倍。3、加強工作面排水設備、設施的日常檢修,保持排水系統狀態良好。1、日常生產中,全面調查、測繪采掘采掘工作面、各類巷道、小峒室、盲巷、封閉墻及巷幫水泱等,并建立臺賬、填繪至分煤層采掘工程平面圖和礦井充水性圖中。2、提交新施工巷道、回采工作面等水文地質資料時,詳細分析老空區積水隱患,并反映在提交資料的圖紙上。3、根據生產接替計劃和礦井采掘工程的平面及空間關系,對各采掘工作面受老空區水水害威脅情況進行逐頭、逐面分析排查和預報。4、依據巷道底板標高、積水水頭標高等合理圈定“積水線”;依據已圈定的“積水線”,明確“探水線”和“警戒線”。提前編制探放老空水設計與措施,嚴格按照設計與措施要求超前探放老空水,消除老空水害威脅。
⑤、老空水害防治措施:⑥、鉆孔水害防治措施:
一、對井田區煤炭資源勘探、建設、生產各時期鉆孔的封閉質量情況進行逐一分析,分類建立地質、水文地質和封閉不良鉆孔臺帳,并分別填繪在充水性圖、綜合水文地質圖、采掘工程平面圖上。
二、對未封或封孔不良鉆孔,當具備條件時,應首先考慮進行補封。
三、對目前正在使用且不能封閉的鉆孔(長觀孔、電纜孔),嚴格按規定留設足夠的防水煤巖柱。四、建立完善的工作面排水系統。⑦、地表水害防治措施:
1、按照“三下開采”規程規定留設安全防水煤巖柱。
2、若開采近地表水體下煤炭資源,必須遵照以下要求:
(l)勘探查明煤系上覆新生界松散層巖性、厚度及組合特征,含隔水性,基巖面起伏變化規律等。
(2)預測地表水體下煤層采后導水裂隙帶、冒落帶高度。
(3)科學評價開采近地表水體下安全可靠性,在確保安全條件下進行開采。
3、礦井井口和工業場地內建筑物的標高以及各類鉆孔孔口標高均要高于標高大于100年一遇的洪水位標高。
⑧、斷層水害防治措施:1、含導水情況不明的斷層,工作面掘采接近前,要超前采用鉆探方法或采用先物、后鉆探聯合探查方法探明斷層(帶)的含導水性。
2、過含導水斷層(帶),要超前打鉆放水,并在分析確認無水害威脅施工人員安全的情況下方可恢復向前施工。
3、過導水斷層前,要完善工作面排水系統,并保持能夠隨時啟動排水。
⑨、陷落柱水害防治措施:1、對地面物探探查發現的疑似陷落柱,應采用物探、鉆探、水化學、試驗測試等綜合方法,查明陷落柱的位置、邊界、影響區域以及含導水性等,評價對礦井開采安全影響程度。
2、開采接近及過陷落柱影響區,要采用物探超前對巷道前方及底板方向進行循環探查,必要時采用鉆探對物探結果進行驗證。
3、進入陷落柱影響區開采前,制定陷落柱影響區開采人員撤離救援應急預案;同時,對礦井排水系統進行全面檢修,保持排水設備、設施狀態良好。
4、建立完善的工作面、采區排水系統。
5、具備條件,在進入陷落柱影響區開采前,建立水閘墻。
三、水害其它治理措施
1、工作面采取仰采布置;
2、在開采程序上采取由下向上開采;
3、加強工作面排水設備、設施的日常檢修,保持排水系統狀態良好。
井下透水事故發生時,現場人員應視具體情況行動方案。首先要準確收集以下現場資料并及時匯報。突水地點:××巷道×點前多少米。頂、底板以及左右幫。突水地點有無明顯形變。水量大小:一是現場實測,二是用泵的排水量來衡量。水色:清或濁,水中含煤、矸、砂情況以及含量變化情況。水味:是否有臭味。水溫:測氣員須及時測量出水點水溫(不要在巷道積水區測量水溫)。四、水害事故的處理與避災1、準確收集現場資料2、應針對以下不同情況,分別采取相應的措施
1、若災情清楚時,涌水量不大,在不威脅現場人員安全的前提下,可采取現場救災措施,搶運設備,減少災害損失。當災情變化時,應迅速撤離。2、若災情不明,水勢較大時,應組織現場人員,按避災路線,立即逃生。3、若災情不清,水勢兇猛時,又堵住了撤退路線,立即就近撤離到高處避災。4、撤退時,在正常情況下,應按避災路線,向上山方向和通風巷道撤退。應盡可能避開水頭和主流,并防止被沖倒、絆倒。
5、若情況萬分危急,切斷撤退后路時,可暫到就近較高的峒室或上山巷道內避災當受災現場不具備事故搶救的條件,或可能危及人員的安全時,應由在場負責人、有經驗的老工人或值班干部帶領,根據預防災害計劃中規定的撤退路線和當時當地的實際情況,盡量選擇安全條件最好、距離最短的路線,迅速撤離危險區域。在撤退時,要服從領導,聽從指揮,根據災情使用防護用品和器具。
如無法撤退(通路冒頂阻塞、在自救器有效工作時間內不能到達安全地點等)時,應迅速進入預先筑好的或就近地點快速建筑的臨時避難硐室,妥善避災,等待救護隊的援救。
3、安全撤離4、妥善避災
(1)選擇適宜的避災地點。應迅速進入預先構筑好的避難硐室或其它安全地點暫時躲避。
(2)保持良好的精神心理狀態。人員在避難硐室內應靜臥,避免不必要的體力消耗和空氣消耗,借以延長待救時間。(3)加強安全防護。當發現危及人員安全情況時,應就地取材構筑安全防護設施。如用支架、木料建防護擋板,防止冒落煤矸垮入避難硐室;用衣服、風帳堵住避難硐室的孔隙,或建臨時擋風墻、吊掛風簾,防止有害氣體涌入。在有毒有害氣體濃度超限的環境中避災時,要堅持使用壓風自救裝置或自救器。
(4)改善避災地點的生存條件。如發覺避災地點條件惡化,可能危及人員安全時,應立即轉移到附近的其它安全地點。離開原避難地點后,應在轉移行進沿途設置明顯指示標記,以便于救護隊跟蹤尋找。妥善避災:
礦井發生水災后,馮家塔煤礦避災出口主要有三個,即:副井、主井、風井。礦井發生水災時,按措施中規定的避水災路線及時撤離到井底車場,到達井底車場后快速由副井到達地面,在撤退過程中根據井底車場受災情況選擇撤離出口,選擇出口的原則是先副井,其次主井、風井。如果無法到達地面,可進入井下應急避難硐室,等待救援。
(1)積極同救護人員取得聯系。應在避難硐室外或所在地點附近,采取寫字、遺留物品等方式,設置明顯標志,為礦山救護隊指示營救目標。在避災地點,應用呼堿、敲擊頂幫或金屬物等方式發出求救信號,與救護人員取得聯系。如有可能,可尋找電話或其它通訊設備,盡快與井上下領導人通話。
(2)積極配合救護人員的搶救工作。在避災地點聽到救護人員的聯絡信號,或發現救護人員來到營救時,要克制自己的情緒,不可慌亂和過分激動,應在可能的條件下給以積極的配合。脫離災區時,要聽從救護人員的安排,保持良好的秩序,并注意自身和他人安全,避免造成意外傷害。5、積極與外界溝通
第三章礦井突水事故案例分析
1984年6月2日10:20,河北開灤范各莊礦2171綜采工作面發生了一起世界采礦史上罕見的透水災害,奧陶系巖溶強含水層的高壓承壓水經導水陷落柱潰入礦井,高峰期11h平均突水量2053m3/min,歷時21h便淹沒了一座年產310萬t,開采近20年的大型機械化礦井,共有11名工人遇難。6月6日15:30,涌水又突破范各莊礦和呂家坨礦礦界煤柱而潰入呂家坨礦,迫使該礦停產。范各莊礦停產一年,減產865萬t,資產損失3.76億元,停工費0.87億元,礦井恢復費3.08億元,共達10.04億元。同時使奧灰水位下降111.09m,周圍幾十千米范圍供水中斷,使20萬居民的生活和工農業生產都受到較大影響。同時也影響到整個國民經濟,國家不得不重新調整進口精煤計劃,以保鋼鐵和其他工業生產的需要。特別重大水害事故返回返回灰巖水害特別重大水害事故
1935年5月13日,淄博北大井第三水平-117m北大巷80號上山采10層煤時發生奧灰突水,突水水量25580m3/h,3天內全礦井被淹,538名礦工死亡。
2005年8月7日13時13分,廣東省大興煤礦發生特大透水事故,造成121人死亡,傷1人,直接經濟損失4391.02萬元。
2007年8月17日,山東少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淹沒,致使9人死亡。
2010年3月28日13時40分左右,王家嶺礦20101工作面回風巷掘進頭發生導通老空積水區透水事故,選成153名礦工被淹,經過急時搶救,115人被救,38人遇難。返回
1984年6月2日10:20,河北開灤范各莊礦2171綜采工作面發生了一起世界采礦史上罕見的透水災害,奧陶系巖溶強含水層的高壓承壓水經導水陷落柱潰入礦井,高峰期11h平均突水量2053m3/min,歷時21h便淹沒了一座年產310萬t,開采近20年的大型機械化礦井,共有11名工人遇難。6月6日15:30,涌水又突破范各莊礦和呂家坨礦礦界煤柱而潰入呂家坨礦,迫使該礦停產。范各莊礦停產一年,減產865萬t,資產損失3.76億元,停工費0.87億元,礦井恢復費3.08億元,共達10.04億元。同時使奧灰水位下降111.09m,周圍幾十千米范圍供水中斷,使20萬居民的生活和工農業生產都受到較大影響。同時也影響到整個國民經濟,國家不得不重新調整進口精煤計劃,以保鋼鐵和其他工業生產的需要。特別重大水害事故返回灰巖水害河北邢臺礦業集團東龐礦2903工作面陷落柱突水事故煤系砂巖裂隙水害事故案例
1997年9月18日,謝橋礦1121(3)工作面回采至退尺230m時,工作面下端支架移動后發生突水,最大水量達186.8m3/h,到9月22日衰減至50m3/h,后逐漸衰竭,影響生產3天。
2006年10月25日6:30分,丁集礦西部集中回風大巷1出水,平均水量達130m3/h,瞬間最大出水量達160m3/h,至11月2日出水基本消失,累計出水達10840m3,此次事故造成首采區部分巷道進料和出貨系統癱瘓而停止生產,300m巷道失修。
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2005年8月7日13時13分左右,發生透水,透水發生后,主、副井井筒均有霧氣冒出,出現反風現象。13時30分,副井調度室接到-290m水平西三暗斜井絞車房電話,說“水很大,我跑不出去了,”,但話未說完電話就斷了,說明此時水已漲至-281m絞車房。14時,水已漲至離主井口80m(斜長),此時水位為+245m。透水后原四望嶂一礦明斜井水位從+262m降至+255.5m,下降6.5m,經專家估算,礦井總透水量約為25萬m3,121人遇難。經調查和專家組技術鑒定,認定在主井東翼四煤-400m石門以東150m附近,由于煤層傾角大、厚度大,小斷層發育,煤質松散易塌落,因超強度開采,致使-180m水平至-290m水平防水煤柱抽冒,導通了+262m水平至-180m水平的老空積水區,造成上部老空積水大量潰入,導致事故的發生。2005年8月7日廣東梅州大興煤礦透水事故返回老空水害案例2012.02.08~2012.08.15期間,在1121(3)軌順施工探放水鉆孔探放1117(3)采空區積水,累計放出水量12727.8m3。
2010年3月28日13時40分左右,王家嶺礦20101工作面回風巷掘進頭發生導通老空積水區透水事故,選成153名礦工被淹,經過急時搶救,115人被救,38人遇難。
淮南潘二礦“1.31”老空透水事故
淮南李嘴孜礦“1.
17”透水事故
山東棗莊八一礦901工作面探放802工作面老空積水突水事故
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(一)淮南潘二礦“1.31”老空透水事故
1997年1月31日9時54分,潘二礦掘進103隊施工的11218過壓工作面切眼迎頭發生一起透老空出水事故,總出水量約50m3,造成3人死亡,2人重傷。1、事故經過
1月29日16:
10分,掘進102隊向區上匯報11218切眼迎頭左幫炮眼出水,炮藥裝好,水量較小(迎頭距老巷最小實際平距為6.1m,圖上量得為12m),當即區分別向礦技術科、地測科及分管掘進副總進行了匯報。16:
40分,分管掘進副總安排停頭。
1月30日上午,地測部水文地質員進行現場調查,迎頭左上方炮眼出水,水量0.3m3/h,有臭味,雖現場掛牌禁止進入,并向調度所、有關領導進行了匯報。此后經觀察無異常后,安排早班進行放炮。
2、事故原因
(1)對老空可能積水情況掌握不清,認識不足。
(2)巷道測量存在誤差。經復測,原測量資料提供的迎頭位置與老巷的最小距離為12m,實際為6.1m,相差5.9m。(3)管理不到位。沒有認真執行有疑必探,先探后掘的規定。返回(二)淮南李嘴孜礦“1.
17”透水事故
1999年1月17日10時20分,淮南礦業集團李嘴孜礦多種經營總公司小井辦公室回采一隊-340mWIWB11b工作面發生一起老空透水事故,總涌水量約170m3。造成3人死亡,直接經濟損失約18.6萬元。
放炮回煤后造成采動裂隙發育溝通上階段老空區,老空積水和水壓綜合作用使階段煤柱的抗壓強度降低,失去防水能力,導致潰水。事故主要原因是:
(1)對該塊段煤層上階段采空區存有積水認識不足,沒有嚴格按照《煤礦安全規程》和集團公司老空水探放管理的有關規定,采取探放水措施。
(2)技術管理不規范、不嚴密。
(3)現場存在對作業規程和措施的規定執行不嚴,管理不到位。(4)職工自主保安意識不強。返回
(三)廣東省梅州市大興煤礦“8.7”特別重大透水事故
2005年8月7日13時13分,廣東省梅州市興寧煤礦發生特別重大透水責任事故,造成121人死亡,直接經濟損失4725萬元。
1、事故直接原因
-290m水平以下煤層在生產過程中均發生過嚴重抽冒,在此抽冒嚴重的情況下,大量出煤,超強度開采,致使-290m水平至-180m水平防水煤柱抽冒,導通了-180m水平至-262m水平的水淹區,水淹區積水大量潰入大興煤礦,導致事故發生。
2、事故間接原因(1)大興煤礦違法、違規、違章進行采礦活動。
一是違法違規組織生產。在證照不全的情況下,該礦自建礦以來一直違法生產。
二是井下采掘布置混亂,嚴重超能力超強度開采。三是安全管理混亂。該礦隨意變動安全管理機構,負責人員均無任命文件,導致職責不清,制度不落實;主要管理人員長期不下井,井下安全管理混亂,采煤工作面發生大規模抽冒后不及時采取措施處理,仍然違章組織工人冒險作業。返回砂巖裂隙水水害案例(一)謝橋礦1121
(3)工作面9.18出水事故
1、事故經過
1997年9月18日回采至距離切眼230m時,下端頭支架移動后發生突水,最大水量達186.8m3/h,到9月22日衰減至50m3/h,后逐漸衰竭。影響生產3天。
2、事故原因
(1)
13-1煤層老頂砂巖裂隙含水層較為賦水,估計不足。
(2)因開采產生的裂隙,使頂板砂巖裂隙水通過導水裂隙帶、冒落帶潰入采空區,再由采空區進入下順槽。
(3)排水設施不健全,排水能力不足。
3、防范措施
(l)回采前應采用綜合物探的方法探明工作面頂板砂巖賦水情況,并根據探查結果有針對性的打鉆放水。
(2)回采中盡量縮短空頂時間,維持頂板的完整性。
(3)建立健全工作面排水系統,排水能力要達到最大涌水量的1.5倍。返回(二)丁集礦西一采區-890m標高回風巷四岔門附近出水
出水巷道于2006年10月23日貫通,施工中無頂板淋水,貫通后兩天于2006年10月25日6:30出水,平均涌水量達130m3/h,瞬時最大出水量達160m3/h右,至11月2日出水基本消失,累計出水量達10840m3,出水水源分析為11-2煤底板砂巖水。
此次突水事故造成丁集礦井首采區部分巷道進料和出貨系統癱瘓而停止生產,300多米巷道失修。
返回(三)顧橋礦1113(3)綜采工作面出水情況
1113(3)綜采工作面,走向長2878m,面長230.8m,煤厚0~5.8m,平均3.9m。煤層傾角3°~17°,平均在7°,自切眼向外400m范圍內,沿巷邊煤層傾角在8°~17°。在工作面南部存在由煤線和泥巖組成的偽頂,但在已回采段內缺失,直接頂1.8~6m,泥巖、薄層砂巖和泥巖互層組成,老頂5.3m,由泥巖,砂質泥巖和粉砂巖組成。工作面掘進期間揭露19條斷層,電磁波CT探測共有7塊異常區。1、工作面概況返回
工作面狀態及壓力顯現:1113(3)工作面7月12日采至軌順89.5m,運順83.6m,平均86.6m。在74#見傾角45°,落差為1.3米的正斷層,采高在3.5~4.0米。直接頂初次垮落步距18.7米。老頂初次垮落步距29.64米,老頂來壓時在礦壓明顯,周期來壓步距10~12m。在6月29日老頂來壓時,90~115#共24根平衡千斤頂連接部斷裂。在7月12日至13日夜班,工作面大面積來壓,有50多架被壓死,累計136根平衡千斤頂壓斷。2、7月12日出水情況分析
壓架到7月17日中午13:26分,在74~78#的架前和煤壁處出現涌水,初始水量27m3/h,至18日4時瞬間最大水量70.3m3/h,至18日11點衰減為35~40m3/h,至19日10點衰減為20m3/h,21日衰減至10m3/h。25日衰減為6m3/h,25日11點115#架出現涌水,水量約8m3/h,到30日出水量衰減為1m3/h,老塘基本無出水。初期出水時,在運順850米低凹區形成60米長的積水區,積水深達1.7米,當時有一趟Φ159mm的排水管和二臺30m3/h的排水泵,礦組織排水搶險,在運順增設一趟Φ159mm的排水管,同時在850處以及200米處增設排水量總計300m3/h的排水泵6臺,進行強排水。
水質分析:出水點水質與上覆基巖風化帶及第四系下含水相似,礦化度隨時間推移含量指標下降。
出水通道分析:工作面在7月12日壓架后,處于停采狀態到7月17日此處基巖厚在75米,頂板處于長期懸頂狀態,,導冒順74#處的斷層裂隙向上異常發育,成為上部砂巖裂隙水和風化帶裂隙水下瀉的通道,后期由于發育于13-1煤層頂板上32米處的巨厚花斑粘土巖遇水膨脹,出水裂隙彌合,連通不暢,出水水源補給不再充分,頂板砂巖裂隙水快速疏干后,出水量急劇下降。(見圖)2、7月17日出水情況分析
出水水源分析:17日出水后,隨著出水時間的推移,礦化度下降,Cl-含量上升,SO42-
含量下降,說明有較淺層的水補給,從出水整個過程,可認為出水水源為砂巖裂隙水,有上部基巖風化裂隙帶水和第四系下含水補給。
出水原因分析:7月12日停采到21日刷幫結束,工作面一直處于漏頂、冒頂狀態,工作面60#~120#架頂漏冒頂高度達13.6米左右,寬度有7~8米。恢復回采后局部架頂繼續漏頂,因而造成頂板冒落帶和導水裂隙帶異常發育,局部導水裂隙帶可能達到基巖面,直接與松散層下部含水層連接。3、8月11日出水情況分析
工作面狀態及壓力顯現:1113(3)工作面在8月11日回采到軌順156.6米,運順156.8米處,在24~25#之間見一落差0.9米的正斷層,采高在4.0~4.8米。出水時無明顯壓力呈現,只在24#架處由于斷層形成冒頂,冒頂巖石為薄層砂巖夾有泥巖條帶。8月11日9:15,在19~27#頂板斷裂出現冒頂,同時發生潰水。初期出水在24#~25#架縫間,后擴散到19#~27#,瞬間水量達200m3/h,在11時13時,15時水量在80m3/h,23:30時水量衰減到60m3/h,12日6時,水量衰減至45m3/h,13日7時出水量為20m3/h,15日水量衰減至2~3m3/h。在18日,老塘向外出水量在2~3m3/h。到23日老塘基本無出水。3、8月11日出水情況分析
水質分析:出水點水質與7月17日出水水質基本一致。出水通道分析:導水裂縫帶上覆砂巖層儲存大量7月17日出水后因花斑泥巖層未流出的積水。在回采到8月11日位置,工作面下部突然頂板離層來壓,砂巖層儲存的積水順斷裂面(24#見H=0.9米的小斷層)突然涌出,出現初期瞬間出水量達200m3/h,單向衰減極快的出水現象。幾天后,儲存的積水即被釋放完畢,工作面無水。出水水源分析:以水質變化看,初期礦化度含量指標以及SO42-含量指標較7月17日出水時相似。結合頂板巖性組合關系,出水現象等分析,此次出水的水源為7月17日出水后因花斑泥巖層阻隔未流出來儲存在上覆砂巖裂隙中的積水。間接水源為基巖風化帶和第四系下含水。4、兩次出水情況分析
由于工作面壓架,使頂板長期處于懸頂狀態,頂板支撐力不夠,出現沿煤壁處斷裂切頂,切頂裂隙發育到老頂砂巖以及基巖風化裂隙帶,伴隨裂隙向上發育的過程,出水涌水量呈現先小后大,再變小的現象。后期巨厚花斑泥巖遇水膨脹,阻隔了上部水源的充分補給,使水量衰減。恢復回采后,由于壓架時頂板超高冒落形成的異常發育的導水裂隙帶,將基巖風化帶和松散層下含水導入花斑泥巖上部的砂巖裂隙層中,形成大量積水。后因工作面下部突然整體來壓,砂巖裂隙水順斷裂面突然潰出,形成集中突水,幾天后砂巖積水釋放完畢后,出水消失。返回1113(3)工作面“三帶”示意圖返回1978年4月8日,潘一礦東風井及井底車場、系統巷道,因突發井筒破裂出水、出砂,井筒及全部巷道被淹,被淹后井筒內水位距井口僅5m。該次井簡破裂出水,最大水量5000m3/h,平均涌水量1067m3/h,總出水量約16000m3。
1、事故經過潘一礦東風井采用凍結法施工,井筒直徑6.5m,井深381.7m,穿過厚292.46m的新生界松散層。竣工停凍13個月后,井深282m處的凍結壁開始解凍,且凍結融化深度不斷同上發展,井壁水壓不斷增大;在井深233m、242m、253m處井壁發生破壞,井筒涌水不斷增大,1978年1月25日涌水量為2m3/h,4月8日被淹前增至145m3/h。當井壁出現一個寬500mm,高220mm的突破口時,從外壁直通內壁,連水帶砂涌入井筒,15個小時后,東風井及井底車場、采區巷道全部淹沒,水位上升至距離井口5m左右。由于井壁外水、砂、礫石向井內涌入,井壁外形成空洞,井口外北側地表出現一塌陷坑,深約2m,直徑約3m。井口周圍地表普遍下降,最大下沉84mm。
2、事故原因:
井筒設計不合理,沒有根據不同地層、含水層等地質條件,因地制宜的設計井筒,而是一律采用現澆鋼筋混凝土。管理制度不嚴格,施工質量不好,井壁質量低劣。潘一礦東風井井筒出水事故返回新集“4..18”以及潘三礦“2.18”出水事故謝橋礦副井“11.
24”出水事故1、事故經過
謝橋礦副井,1984年6月開工,1991年5月建成,井口標高+26.2m,井筒凈直徑8.0m,井深772.2m,松散層厚301.5m,井底層位為16-1煤層底扳泥巖。1988年11月24日,井筒施工至累深442m位置時,出水量突增至240m3/h(之前為16m3/h),隨后進行排水,并于1989年元月份至2月2
5日又進行了壁后注漿和工作面預注漿,注漿結束后水量降至28m3/h左右,至1999年3月中旬恢復施工。
2、事故原因
(l)井筒施工揭露煤系砂巖裂隙含水層時,因受新生界松散層中含水的補給,砂巖裂隙水直接進入井筒。
(2)排水能力不足。
(3)對砂巖裂隙導水通道的危害性認識不足,防治水措施針對性不強。謝橋礦副井“11.
24”出水事故返回新集“4..18”以及潘三礦“2.18”出水事故潘一礦東風井井筒出水事故2009年4月18日,國投新集公司板集礦副井井筒發生突水涌砂事故,礦井被淹,淹沒體積99670m3,平均突水突砂量18870m3/h,當班入井622人,621人安全升井,1人死亡,突水發生后25小時,副井井筒水面距地面只有37m。該井到現在還沒有恢復生產。該礦發現井筒水量由6m3/h增加到12m3/h時,立即撤人,避免了重大人員傷亡事故的發生。
2010年2月18日潘三礦西風井井筒發生出水險情后,集團公司迅速組織搶險,迅速將整個西風井充填,對礦有關系統作出了重大調整。新集“4..18”以及潘三礦“2.18”出水事故返回謝橋礦副井“11.
24”出水事故潘一礦東風井井筒出水事故河北開灤范各莊礦2171工作面陷落柱奧灰突水淹井事故灰巖水水害案例東龐礦1983年建成投產,核定生產能力為240萬噸。2003年4月12日,2903工作面掘進過程中發生了陷落柱突水,僅次于開灤范各莊礦2l71工作面陷落柱突水,是國內第二大陷落柱突水,最大突水量達74000m3/h,雖經全力組織搶險救災,但因突水量遠遠超過了礦井排水能力,4月17日礦井被淹。
河北邢臺礦業集團東龐礦2903工作面陷落柱突水事故返回安徽淮北相城礦斷層突水淹井事故淮北相城煤礦在1971年6月在-250m水平掘進東大巷揭露F5斷層時,曾經發生出水,涌水量60m3/h。隨著時間的推移,水量逐漸減少至10~20m3/h,直到疏干。1973年5月2
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