肥城矿区突水案例

肥城矿区水害事故剖析肥城矿业集团公司2011年4月肥城矿区水害事故剖析提纲矿区概况一二三四水害事故统计水害事故典型案例采取的防治措施肥城矿区水害事故剖析肥城矿区现有6对生产矿井(其中破产改制4对)，2008年核定生产能力630万吨/年。截止2008年底，全区剩余可采储量7521万吨，其中受水威胁4257万吨，占剩余可采储量的56.6%。一、矿区概况56.6%7521万吨4257万吨肥城矿区水害事故剖析矿区交通位置图肥城煤田肥城矿区分区图肥城矿区水害事故剖析一、矿区概况肥城矿区是全国知名的大水矿区，其水文地质条件有以下特点：地质构造复杂，断层发育，全区已查明落差大于5m的断层295条1奥灰富水性极强，补给充足，动储量大2隔水层厚度小，10煤下距奥灰35m左右，是华北型煤田间距最小的矿区3肥城矿区水害事故剖析一、矿区概况群O2奥灰煤10五灰煤8本溪煤9原群煤7四灰太综合柱状岩性为青至青灰色厚层灰岩，间夹泥灰岩，下部为白去质灰岩。18.01.764.82-14.78.000.70-2.841.270.85-2.001.880.57-2.603.837.874.932.15-7.9525.7岩性以石灰岩和浅灰至深灰色泥岩为主。为主要可采煤层，层位稳定。为主要可采煤层，层位稳定。为主要可采煤层，层位稳定。质纯坚硬，含较多的蜒科化石。为主要可采煤层，层位稳定。800±煤层标志层特征1.35-1.501.357.05肥城矿区水害事故剖析一、矿区概况肥城矿区是全国知名的大水矿区，其水文地质条件有以下特点：五灰与奥灰间距小，水力联系十分密切，从水位、水质、水温上视为同一水体。五灰单位疏降水量大，难以疏干。4含水层的原始导高大，个别钻孔达到10m，水量超过100m3/h，采矿裂隙极易勾通导升裂隙而出水。5深部水文地质条件不清，岩溶裂隙发育不均一，隐伏导水构造发育且探明程度相对较低，遇导水构造极易出水。6采动影响对底板的破坏深度大，在450m以深8煤36.5m，9煤14.2m，局部地段与五灰含水层直接沟通。4水压高，突水系数大（Ts=0.1～0.35MPa/m），超过了《煤矿防治水规定》的规定。8肥城矿区水害事故剖析肥城煤田自1965年开采下组煤以来，已发生各类突水296次，其中，水量大于1000m3/h的有8次，最大水量32970m3/h，造成淹矿井3次，淹水平1次，淹采区4次，经济损失巨大。近年来共发生各类水害事故17次，其中影响较大的有7次。二、水害事故统计肥城矿区水害事故剖析二、水害事故统计序号时间地点稳定水量(m3/h)特征Ts(MPa/m)标高（m）影响因素12002.12.27鑫国8101工作面165400.11-174奥灰、回采、断层22003.10.27查庄8500残采峒室697---253五灰、回采、断层32004.03.27曹庄81004工作面4490.059-352.3奥灰、回采、断层42005.03.05白庄9601外面5050.183-175五灰、回采、断层52005.03.10查庄7901运中巷309---354奥灰、掘进、断层62006.01.13查庄7905工作面14300.085-310.6五灰、回采、断层72006.09.06陶阳8800皮带下山704---146五灰、掘进、断层肥城矿区矿井突水情况一览表肥城矿区水害事故剖析58%6%6%12%18%二、水害事故统计查庄10次陶阳2次曹庄1次鑫国1次白庄3次按突水点分布统计：中西部矿井突水占82.3%肥城矿区水害事故剖析二、水害事故统计按煤层突水次数统计：随开采标高延伸，主采层煤7、8、9、10煤都受水威胁7层煤8层煤9层煤10层煤3446突水次数123456肥城矿区水害事故剖析二、水害事故统计中型突水12次大型突水4次特大型突水1次70%6%24%按突水量突水次数统计：中型：Q=60～600m3/h大型：Q=600～1800m3/h特大型：Q≥1800m3/h肥城矿区水害事故剖析从采掘情况来看，以回采工作面突水为主二、水害事故统计17次突水事故88%掘进巷道突水2次采煤工作面突水15次肥城矿区水害事故剖析从突水原因来看，多为断层突水二、水害事故统计17次突水事故82.3%断层突水14次肥城矿区水害事故剖析二、水害事故统计80%在发生的15次回采工作面突水事故中,突水系数大于0.1MPa/m的共12次肥城矿区水害事故剖析1、岩溶承压水水害事故肥城矿区自开采下组煤以来，截止2006年底，共发生五灰、奥灰突水事故183次，占肥城矿区突水次数的62.7%。其中大型突水15次，特大型突水5次，最大突水量32970m3/h，造成淹矿井3次，淹水平1次，淹采区4次。尽管没有造成人身伤亡，但经济损失巨大。三、水害事故典型案例肥城矿区水害事故剖析•⑴概况•9204工作面斜长215m，回采标高―40m～－49.6m，回采九层煤厚度1.45m。1969年工作面投产后，沿断层、斜固定溜子平推80m，后按走向固定溜子继续回采。案例19204工作面底板突水事故肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故•⑵突水经过（1969）：•当工作面推进93m后发生突水。投产前固定溜子道潮湿，底板泥泞，但未形成水流。投产后，发现固定溜子道有积水，水流约1m3/h。6月27日水量增大，水色浑白，并有大量CO2气体，水量10m3/h，29日增至25m3/h。出水点在固定溜尾、循环溜头搭接处老空一侧，标高―49m，水压1.005MPa。29日夜22点水量大增，水柱喷射到顶板，突水点在工作面后13m，水量最大达1628m3/h。•突水后全矿井停产13天，半停产半年，减少原煤产量8.1万吨，增加排水电费52万元，注浆堵水费用76.28万元；增加排水管路两趟，安设额定排水能力540m3/h的水泵两台，资金约30万元。总计直接发生费用158.28万元。肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故H=1.4mH=3.2m75291184送料孔3503A1B'B3Q=1500m/h1970.1.18401140020471200九层西大巷1989.9.29Q=1628m/h31970.5.182.0414311.09.559.051.169.651.260.580.331.453.3奥灰五灰煤11煤10II煤10I煤9泥灰岩柱状2047140010204轨中巷10204出口9204运中肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故注610204下面运中巷四灰九煤五灰奥灰十II煤十一煤奥灰五灰西大巷九煤-60-20-100-40-80-120-120-80-40-100-20-60F206肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故•⑶突水原因：•①出水点位于落差3.2m断层上盘8m，在一条落差0.5m的附生小断层附近。因断层影响，隔水层厚度减少，仅有16.5m，水压1.056Mpa，突水系数0.162MPa/m。•②断层留煤柱太少，仅有8m，采矿后产生的围岩支承压力正好分布于断层破碎带，造成断层重新活动而突水。•③突水前5天就发现出水征兆，但未采取停采等相应措施。肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故•④该工作面倾斜长215m，不能按正规循环作业推采，构造薄弱带和应力集中区停留时间太长，每日约进1m，对底板的破坏较大。•⑤工作面回采时没有规程，矿地质、水文人员全部下放劳动，无人过问出水问题，没有处理突水的经验。•⑥1965年提供的最终地质报告，受水威胁煤层未提及九层煤，造成思想麻痹。•⑦九层煤以下至徐灰隔水层结构复杂，经以后工作面附近20多钻孔证实，突水地段是富水区，岩溶裂隙发育。肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故•⑸经验教训：•①因此，对有可能突水的断层，要留足防水煤柱，其尺寸以不受矿压影响为限。•②必须建立健全防水隔离设施，这次突水，南石门防水闸门起到了缓冲作用，为安装水泵争取了时间。•③要有足够的排水能力，突水后安装两台540m3/h水泵发挥很大作用，保证了矿井不被淹没。肥城矿区水害事故剖析案例19204工作面底板突水事故•④水文地质条件复杂的大水矿区，必须配备适当的堵水队伍和设备材料以备急需之用，是完全必要的。•⑤加大对防治水工作的投入，建立可靠的水动态观测系统，为制订科学的堵水方案提供依据，创造有利条件。肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故•⑴概况：•1985年5月27日9时，在已经停止掘进达4个月之久的9101上面回风巷探巷发生突水，标高-32m，初始水量600m3/h左右并逐渐增大，17时水量达到4000m3/h，最后稳定到4409m3/h，全矿井最大涌水量达到5237m3/h，到5月28日4时35分，矿井全部被淹没并波及相邻煤矿。停产半年，经济损失2001.5万元。肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故图1杨庄煤矿9101上面回风巷探巷突水平面图运中巷9600204791014013000I-5YFH=6∠73°YF/h85年4月1堵-980020479101上114.17堵617注-溜煤道9101回风巷9101面1518-24.6z1注-注-注-43注-注-2堵54注-62022堵7344345110.55H=7.0∠70°回风巷堵-4H=11.0∠70°堵-3721m3-2532004012堵-1-2H=18.0∠70°YFIII-1H=8.0∠70°I-1YFM1:2000H=6.0∠75°H=3.09101肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故9101上面运中巷注6注59101上面回风巷9101巷探H=7.0YFYFH=8.0YFH=18.0五灰八层老空M1:1000-20-40-60图3B-B'剖面图-20-40肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故•⑶突水原因：•①9101工作面处于YFⅠ-5和FⅢ-1两断层形成的地堑中，是煤层底板承受水压高、水量丰富的部位。•②两断层落差分别为18m和8m使工作面上部断层破碎带与五灰对口，沟通了五灰、奥灰之间的水力联系。•③承压水补给丰富、水压高，隔水岩层厚度和宽度小，张裂隙发育，阻抗水压能力微弱。肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故•④没有充分利用上部已采煤层揭露断层资料确定工作面上风巷位置和断层煤柱宽度，而利用探巷揭露断层。•⑤探巷揭露断层后，未采取加固断层和巷道围岩的措施，也没有及时封堵巷道，使断层和巷道围岩长期被积水浸泡，强度大幅度降低，在矿压作用下的破坏范围逐渐扩大，最终被承压水所突破。•⑥防水闸门等隔离设施不全，泵房排水能力没有按突水可能的矿井涌水量预计，是突水事故后无力阻止淹井灾害的重要原因。肥城矿区水害事故剖析案例29101上面回风巷底板突水事故•⑸经验教训：•①查清水文地质条件，留足断层煤柱，禁止用巷探探测断层。对已揭露的断层，必须及时采取措施进行加固、封堵。•②建立健全防水隔离设施，设置防水闸门、挡水墙，进行隔离开采。•③建立足够的抗灾排水能力，保证出大水时有足够的抢险救灾能力，保证不淹井，减少水害事故损失。•④对受底板水威胁的煤层，要采取疏水降压、预注浆加固改造等措施。保证安全生产。•⑤严格执行《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》以及有关防治水规定。工程技术人员要不断学习，提高技术业务素质和工作能力，积极探索应用新技术和新设备。肥城矿区水害事故剖析肥城矿区开采近五十年来，发生多起顶板砂岩或薄层灰岩含水层水害，事故相对较小，无人身伤害事故。主要表现在建井时期及新采区投产初期，对砂岩及薄层灰岩含水层的富水性认识不足，采取疏干措施不利或未采取疏干措施，施工地点排水设施不全，排水能力小，短时间内无法及时将水排出，导致掘进工作迎头或回采工作面被淹没，影响生产。此类水害事故一般来势较缓慢，且有明显的出水征兆，只要思想上重视，及时采取疏放及排水措施，一般不会造成大的水害事故。2、顶板砂岩裂隙水水害事故案例肥城矿区水害事故剖析案例3风井砂岩突水事故突水经过1972年元月25日x