矿井水害防治培训讲义

矿井水害防治培训讲义煤矿水害是与瓦斯、火灾、粉尘、顶板灾害并列的矿山建设与生产过程中的五大安全灾害之一。长期以来，因为煤矿水害而给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重。特别是近年来，随着煤炭工业的迅速发展，煤炭资源开发生产的深度在不断加大，采煤工作面的空间尺度在不断增加，矿井采掘速度和机械化明显提高，这种高产高效的生产管理方式对矿井防治水害安全技术的要求也越来越高。最近几年来，我们国家的煤矿水害事故发生的频率在不断地增加，造成人员、经济的损失也是巨大的。据统计在2005年以前的20多年里，全国煤矿共有250多个被水淹没，死亡1700多人，经济损失高达350多亿元人民币。仅在2005年，全国煤矿就发生水害事故就达109起，死亡605人，其中发生一次死亡10人以上的特大水害事故就有13起，死亡306人。特别是2005年8月7日，广东省梅州市大兴煤矿发生的重特大透水事故，造成6人死亡，117人至今下落不明。2010年3月28日，中煤集团一建公司王家岭项目部在建矿井时发生重大透水事故，153名矿工被困井下，经过艰苦不懈地努力，115人被救，48名工人遇难。这一次次水害事故的发生，告诫我们做好煤矿防治水工作的重要性；这一次次警钟的鸣声告诫我们做好煤矿防治水工作的必要性。因此，做为煤矿的生产、建设者，掌握好、学习好煤矿的防治水知识，对于煤矿的生产和建设是十分重要的。在座的各位都很清楚，在井工煤矿的建设和生产作业过程中，不可避免地要接近，揭露或波及破坏一些含水层。只要这些工程的场所处于含水层(水体)的水位以下，水体就会因失去原有的平衡，在重力作用下，以各种形式向井巷和采场涌出。这种涌出的形式有一般性的滴、淋水，也可以是突破性的大量涌出，形成水害。是否能形成水害，这主要决定于作业场所所处的地质构造部位，含水层(水体)的富水性，可能补给的水量和水压，以及各采掘工程对各含水层的揭露、贯穿或波及破坏的程度。因此，煤矿生产建设的整个过程，都存在着与地下水的斗争，矿井的生产与发展，都与这一斗争息息相关。从目前的形势大家都知道，从中央到地方各级政府对安全生产的要求越来越严，力度也越来越大。例如公亡赔偿金，由于过去的几万元到现在的几十万元，对业主、企业主由过去的检讨、处分到现在的追究法律责任等等。这些举措的实施告诫企业主、老板各行各业抓好安全、重视安全生产是“以人为本”的大事。安全生产这件事不是仅仅靠几个领导，几个人就能做好的事，它是需要从员工到领导，全员全方位的重视才能做好的事。今天矿领导让我给大家讲煤矿防治水方面的知识，其目的也就是想通过这种知识的传授，让大家掌握了解矿井防治水方面知识，从而在矿井的建设生产过程中，知道怎么样预防矿井水害的事故，知道怎么样防治矿井水害事故，从而保证矿井建设和生产过程中的安全。今天参加这个培训班的人员都是基层领导，我认为做为兵头将尾的区、队、班组长以及项目经理等这一个级别的领导，掌握好这方面的知识更为重要。为什么这样说呢?因为你们直接领导着一些干活员工，经常在现场遇到这样那样各种各样的问题，解决这些问题需要你们现场拍板、确定。如果你们缺乏相应的知识，你就会无从下手解决这些问题，或者失去了战机，造成不必要的损失。例如：2010年3月28日王家岭的透水事故，当时中煤一建公司施工的20101工作面，在10点30分项目副经理曹奎兴就发现巷道的右帮有少量出水。他用手蘸上点凑到鼻子上闻闻，没什么味道，而且水很清，这是什么水，是普通渗水，还是井下透水的前兆?于是他操起了电话。一个小时之后，另一个项目部副经理被派到出水地点，在周边的区域里共发现了5个这样的出水点，出水量很小，无压力，水质清澈。到11时50分，这个消息被反馈到井上，项目经理与正在现场的西安煤科院技术人员商量推测，这是小构造出水，不会对施工生产构成威胁。一个在本应该得到重视的重要细节，就这样被忽略了。就在人们以为一切平安无事的时候，灭顶之灾突然降临，没过一会儿，井下那几个出水点的水量徒然增大，水很快从正在附近作业的工人脚下漫到了腰间。从这一事故的发生，我们就不难看出掌握好这方面知识的重要性、必要性。因此，做为每一位员工、各级领导，学好、掌握好这方面知识，对国家、对企业，于人于己都是十分必要的。如果做为一个领导没有这方面的知识，乱指挥，瞎拍板，轻者造成淹工作面、停产，重者造成人员伤亡、给国家财产造成巨大损失。做为一个员工如果你没有这方面的知识，发现了出水征兆，你认识不清，形成了事故，那时不仅给你的家庭带来了不幸，给企业、给国家同样也带来了损失，后果是可想而知的。因此，在座的各位需要理解和认识到，举办这类培训班的目的意义。也就是说近年来为什么国家、企业花费如此大资金、精力将“培训”工作提到了如此高的位置，其目的也就是体现了“以人为本”，让大家掌握、了解懂得煤矿的安全知识，在煤矿建设、生产过程中，认清哪些是不安全因素，如何去防治这些不安全因素。下面我从以下几个方面给大家讲一讲，矿井水害的常识。1什么是煤矿水害?煤矿水害的类型?1.1什么是水害在座的各位都清楚，在我们煤矿的生产建设作业过程中，经常会接近、揭露或波及破坏一些含水层，并以各形式向井巷和采场涌出，这种涌出的形式有一般性的滴、淋水，也可以是突破性的大量涌出，形成水害。那么什么叫煤矿的水害呢?煤矿的水害就是指影响或威胁采掘作业安全的、影响生产作业环境的水都称为水害。这些水害小的会恶化采掘作业的环境，给生产带来不便，增加了吨煤的成本;大一些的水害造成工作面停产、停掘或威胁人的生命。所以笼统的讲，凡是是对人类的生产、生活、环境造成不利因素或产生威胁、影响的水统称为水害。1.2煤矿水害的类型矿井发生水害的因素很多，形成的矿井水害类型也很多。矿井是否有水害的存在，首先取决于以下三个基本因素。首先是在矿井的范围内有无充水的水源存在;二是矿井充水的途径是否存在;三是充水的强度如何。上述三个条件缺一都不会产生透水。中国作为世界上第一采煤大国，煤炭资源十分丰富，而且地域分布辽阔，大家都知道在我们国家除上海市外，全国其他34各省市、自治区都有煤矿矿床。因此，各地的煤矿矿床的水文地质条件复杂程度也不一。其突水、涌水机理也不一。根据矿井水害发生的水源可分为(1)大气降水、(2)地表水、(3)地下水和老窑水等矿井水害。根据矿井突水的地下水储水空隙特征可分为(1)孔隙水、(2)裂隙水和岩溶水等矿井水害。根据我国煤矿发生水害案例的系统分析研究，按水源特征，矿井水害类型主要划分为以下几种类型：(1)老空积水透水水害老窑积水是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水，矿井周围缺乏准确测绘资料的乱采乱掘小窑积水、矿井本身自掘的废巷老塘水和煤层采空区积水。这种积水水体的特点是：水体压力传递迅速，流动与地表水流相同，不同于含水层中的地下水的渗透。矿井采掘工程活动一旦接近或破坏了采空区积水水体，水就会突然涌出，发生通常所说的“透水”事故。(2)地表山洪水害在地表分布着有长年有水的河流、湖泊、水库、塘坝、煤矿塌陷区水体等。由于煤矿井下采掘活动不当，如：防水煤柱留设、煤层顶底板煤及岩体发生抽冒、采掘范围内存在导水构造、超采防水煤柱等，使采掘工作面与地表水体产生水力联系，地表水将迅速灌入井下，发生突水事故。特别是在一些长期无水的干河沟或低洼聚水区，由于缺乏水文地质水害知识和防山洪灌入矿井的意识，当突然遇山洪暴发，洪水泛滥时，矿井范围内存在的早已隐没不留痕迹的古井筒、隐蔽的岩溶漏斗、浅部采空塌陷区裂缝和封闭不良的钻孔，在洪水的侵蚀渗流作用下，这些区域突然发生陷落而成为导水通道，地面洪水大量倒灌井下，造成矿井透水水害事故。另外，地表水体也沿某些强充水含水层的露头强烈渗漏，结果造成矿井透水水害事故，有些时候，当井口设计的低于洪水位或在特殊情况下，地表山洪直接冲毁工业广场，直接从生产井口灌入井下，使井下作业人员无法撤出造成毁灭性的矿井水害。(3)第四系松散孔隙含水层和第三系砂砾含水层水害在开采煤系地层的上部，若覆盖着第四系和第三系的松散孔隙、砂砾含水层时，这些含水层往往易于直接接受大气降水和展布其上的河流、湖泊、水库等地表水体的渗透补给。这些松散的孔隙、砂砾含水层水体可以不断地向下伏的煤系地层中的含水层及断裂带、裂隙带等进行渗透补给。其补给渗透的能量取决于彼此间的水力联系、接触联系、隔水层的厚度、分布的范围等。如遇封闭不良的钻孔、煤层开采中加大的冒落裂隙带对含水层的渗透性、隔水层阻水的破坏，都会造成突水淹井或水与流沙同时渗入矿井的恶性事故。(4)煤层顶板含水层水害在煤系地层中同时发育着很多充水的含水层，有强岩溶的含水层，也有砂岩的含水层等。由于煤系地层中一般含有多层可采煤层，因开采煤层中的重复活动、断层的裂隙、塌陷裂隙、顶板围岩结构等不同程度不同的发生变化，当煤层的顶板导水裂隙带发育到与含水层沟通的情况下，就会诱发煤层顶板含水层及地下富水带的水突然导入采掘工作面，造成淹没工作面，产生矿井水害事故。(5)煤层底板承压充水含水层水害在我国很多的区域，开采的煤系地层中的基底沉积了巨厚的碳酸盐岩岩溶充水含水层，由于含水层的露头或隐伏地层与第四系松散孔隙含水层接触补给面积，或碳酸盐岩岩溶面积出露大，易于接受大气降水、地表水或孔隙地下水的强烈补给，当煤层的底板相对隔水层厚度或阻水岩层的岩性达不到一定的厚度或强度的时候，随着煤层开采深度的延深，采掘工作面矿压作用于煤层底板的强度和煤层底板影响破坏的深度发生变化，当采掘活动超过了底板岩层或阻水岩层的强度时，由于底板下充水含水层的水头压力越来越大，就会发生底鼓、底裂，冲垮底板发生突水，造成水害。(6)岩溶陷落柱水害由于煤系地层在地质历史时期中不断向岩溶溶洞垮落，冒落的岩块不断充填形成了一个个地疏松岩溶陷落柱。当我们的采掘活动与这些疏松的岩溶陷落柱沟通时，若陷落柱的上下又赋存强的含水体时，往往造成大的水害事故。(7)断层破碎带突水水害断层破碎带突水水害，本身是矿井一大水害，也可与老窑水、煤层顶板含水层、底板承压含水层、地表水体等发生水力联系而引起突水水害，这类水害是煤矿水害类型中最普通的一类。断层破碎带可以沿断层走向很长一段范围内普便含(导)水而引发水害，也可以是局部的一段、一个点导水而诱发突水水害。有的断层破碎带原始状态是不含(导)水的，但由于采动条件下引起顶板导水裂隙提高了上限或底板岩体裂隙的存在，断层破碎带发生活化而转化为导水断层，发生矿井突水水害。2矿井突水预兆2.1一般预兆(1)矿井采掘工作面煤层变潮湿、松软。(2)煤帮出现滴水、淋水现象且淋水由小变大。(3)有时煤帮出现铁锈色水迹。(4)矿井采掘工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味。(5)矿井采掘工作面有时可听到水的“嘶嘶”声。(6)矿井采掘工作面矿压增大，发生片帮、冒顶及底鼓。2.2工作面底板灰岩含水层突水预兆(1)矿井采掘工作面压力增大，底板鼓起。底鼓的程度与水的压力、隔水岩层或底板岩层的厚度有关。(2)矿井采掘工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。(3)矿井采掘工作面沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。(4)矿井采掘工作面底板破裂发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。(5)矿井采掘工作面底板破裂，沿裂隙有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。2.3松散孔隙含水层突水预兆(1)矿井采掘工作面突水部位发潮、滴水且滴水现象逐渐增大，仔细观察可以发现水中含有少量细砂。(2)矿井采掘工作面发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出。(3)顶板发生溃水、溃砂，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。上面矿井突水现象是矿井发生突水灾害典型的情况，在矿井实际的突水事故过程中，这些预兆不一定全部表现出来，所以在煤矿防治水工作中应该细心观察，全面分析、认真判断，对做好煤矿防治水工作具有十分重要的作用。2.4矿井突水易发生的地段(1)断层交叉或汇合处。(2)断层尖灭或消失端一带。(3)褶