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煤礦水害知識及其防治措施

 日期:2018-07-24 17:56:30 人氣:40

一、 煤礦水害的基本知識

(一)煤礦水害

凡影響生產、威脅采掘工作面或礦井安全的,增加噸煤成本使礦井局部或全部被淹沒的水災,都稱為煤礦水害據統計,建國以來,在我國煤礦一次死亡3人以上的重大事故,水害居第三;平均每次事故死亡7.06人,僅次于瓦斯和火災事故。

礦井水害的類型有以下幾種:

1、地表水水害:

水源為大氣降水、地表水體(江、河、湖、水庫、溝渠、坑塘等)。水源通過井口、采動冒落帶、巖溶地面塌陷或熔洞、斷層帶及煤層頂底板封閉不良的舊鉆孔充水和導水進入礦井。

例如:1998年閩北地區突發洪災,地處河流附近的煤礦,因河水暴漲而被淹,造成巨大的經濟損失。

2、老空水水害

水源是古井、水窯、廢巷及采空區的積水。當采掘工作面接近或溝通時,老空水進入巷道或工作面,造成事故。這是我市煤礦水害的主要類型。

例如:1997年7月23日永定某礦上部小煤窯采空區透水,死亡3人。

3、孔隙水水害

龍永煤田煤系地層巖層含水性屬弱——中等,但受大氣降水補給明顯,受其影響,表現為季節性4-9月份涌水量明顯增大。

4、巖溶水水害

龍永煤田煤系地層中無灰巖,但受構造影響,直接與棲霞灰巖接口,由斷裂溝通巖溶水進入礦井造成水害。

例如:龍巖某基建井受巖溶水的嚴重影響,不得不在投資1300多萬元,被迫下馬。

5、裂隙水水害

水源為砂巖,礫巖等裂隙含水層的水,常受地表水或其它含水層補給,通過冒落帶,斷裂帶,采掘巷道揭露頂板或底板砂巖水,或者封孔不良的老鉆孔導水進入巷道或工作面。

二、《煤礦安全規程》對礦井防治水的主要規定

1、煤礦企業應查明礦區和礦井的水文地質條件,編制中長期防治水規劃和年度防治水計劃,并組織實施。

煤礦企業必須定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況,并在井上、下工程對照圖上標出其井田位置,開采年限、積水情況。

2、水文地質條件復雜的礦井,必須針對主要含水層(段)建立地下水動態觀測系統,進行地下水動態觀測,水害預測分析,并制定相應的“查、探、防、堵、截、排”等綜合防治措施。

3、煤礦企業每年雨季前必須對防治水工作進行全面檢查。

雨季受水威脅的礦井,應制定雨季防治水措施,并應組織搶險隊伍,儲備足夠的防洪搶險物資。

4、煤礦企業必須查清礦區及其附近地面水流系統的匯水、滲漏情況,疏水能力和有關水利工程情況,掌握當地歷年降水量和最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水系統。

5、相鄰礦井的分界處必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時,必須在斷層兩側留有防水煤柱。已經互相連通的礦井,必須在連通的地方構筑足夠強度的防水墻。

防水煤柱的尺寸,應根據相鄰礦井的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍巖性質、開采方法以及巖層移動規律等因素,在礦井設計中規定。按照《礦井水文地性規程》規定,在水淹區或在積水區下掘進時,巷道與水體之間的最小垂直距離不得小于巷道高度的10倍,防水煤巖柱的尺寸不得小于導水裂隙帶的最大高度與保護層厚度之和,一般應大于30倍采厚。

6、礦井必須作好水害分析預報,堅持有疑必探,先探后掘的探放水原則。

探水或接近積水地區掘進前或排放被水淹井巷的積水前,必須編制探放水設計,并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。

探水眼的布置的超前距離,應根據水頭高低、煤(巖)層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設計中具體規定。

正確確定探水線,探水線就是探水的起點,應根據積水區的位置、范圍、水文地質條件及資料的可靠程度,以及采空區、巷道受礦山壓力的破壞情況等因素來確定探水線。

三、 礦井發生透水前的預兆

一般說來,礦井透水前主要有幾種預兆:

(1)掛汗。積水區的水,在自身壓力作用下,通過煤巖裂隙而在采掘工作面的煤巖壁上聚結成許多水珠的現象,叫掛汗。井下空氣中的水分遇到低溫的煤體,有時也可能聚結成許多水珠的現象。區別真假掛汗的方法是,仔細觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕,若潮濕則是透水預兆。

(2)掛紅。礦井水中含有鐵的氧化物,在它通過煤巖裂隙而滲透到采掘工作面的煤巖體表面時,會呈現暗紅色水銹,這種現象叫掛紅。掛紅是一種出水信號。

(3)水叫。含水層或積水區內的高壓水,向煤壁裂隙擠壓時,與兩壁磨擦會發出“嘶嘶”叫聲,這就說明采掘工作面距積水區或其他水源已經很近了若是煤巷掘進,則透水即將發生,這時必須立即發出警報,撤出所有受水威脅的人員。

(4)空氣變冷。采掘工作面接近積水區域時,空氣溫度會下降,煤壁發涼,人一進入工作面就有涼爽、陰冷的感覺;但應注意,受地熱影響較大的礦井地下水的溫度偏高,當采掘工作面接近積水區時,氣溫反而升高。

(5)出現霧氣。當采掘工作面氣溫較高時,從煤壁滲出的積水,就會被蒸發而形成霧氣。

(6)頂板淋水加大。

(7)頂板來壓,底板鼓起。

(8)水色發渾,有臭味。

(9)采掘工作面有害氣體增加,積水區向外散發出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。

(10)裂隙出現滲水。如果出水清凈,則離積水區較遠;若渾濁,則離積水區已近。

四、 礦井水害的防治措施

(一)礦井水害的預防措施

預防水害的預防措施可以概括為防、排、探、放、疏、截、堵7個字。

防:即井上下防水設施及防水措施;

排:即井下排水設施和排水能力;

探:即井巷探水;

放:即對老空區積水、可疑水源采取放水,或超前放出頂板水;

疏:即疏水降壓或疏干有害含水層;

截:即留設各種防水煤柱隔阻有害水源;

堵:即注漿堵住水口,或加固裂隙帶,充填溶改造含水層,加固底板度。

(二)探放水注意事頂

1、探水與掘進如何配合

(1)雙巷掘進交叉探水。當掘進上山時,如果上方有積水區,則巷道三面受水威脅,一般采取雙巷掘進交叉探水。雙巷之間每隔50m左右掘一條聯絡巷,作為安全躲避地點。一巷探水時,另一巷掘進,兩巷探水與掘進相互交叉進行,直至巷道達到設計終點而結束。

(2)雙巷掘進單巷超前探水。在傾斜煤層中掘進巷時,一般是用上方巷道超前探水的方式。

(3)平巷與上山配合探水:在同一煤層內,上部掘進上山,此時應先探水掘進平巷,然后再掘進上山,這樣可避免上山掘進的危險性,又可減少上山掘進的探水工作量。

(4)隔離式探水。在水量大、水壓強、煤層松軟和節理發育的情況下,直接探水很不安全,需要采取隔離方式進行探水,如掘石門時,在石門中預先探放積水;或在巷道掘進迎頭砌隔水墻,在墻外探水;此外,當相鄰的煤層間距大于20m時,還可采用隔離層打孔的方法,探放另一煤層的老空積水。

2、探水巷道掘進時應采取哪些安全措施

(1)探水巷道的掘進斷面不宜過大,以縮小受壓面積。同時應有兩個安全出口,用于通風、流水和意外情況下人員撤退,一般情況下應雙巷掘進,必要時在橫貫之間開掘安全躲避硐室;

(2)掘進巷道的坡度不準起伏不平、以免低處的水流不出,施工人員有被堵截的危險;

(3)掘進工作面遇到透水征兆時,必須停止前進,加固支架,并將人員撤到安全地點,向調度室值班人員匯報;值班領導應組織有關人員到現場查看,分析情況,如果情況緊急,必須立即發出警報,撤出所有受水威脅地點的人員;

(4)上山方向的水害未消除或正在探水時,為保證下山工作人員的安全,應暫停其工作,等水害威脅消除后再繼續工作;

(5)探到老空并已放水的掘進工作面,如果不能馬上與老空掘透而在幾天后再掘進時,應重打2~3個檢查孔,以免原有鉆孔坍塌堵塞重新積水,切不可冒然掘進;

(6)探水巷道必須嚴格掌握巷道掘進方向,沿著探水孔的中心線掘進,以免造成超前距和幫距縮小而遭遇老空透水,如因地質變化必須偏離時,就進行補充鉆探或采取其它措施予以補救;

(7)大部分積水已經放過,在掘進時,還應注意盲巷老空積水或因斷層的隔離而形成的孤立積水區;

(8)合理選擇巷道掘進的爆破方法,在探水眼嚴密掩護下,且保持設計超前距和幫距時,可以采取多打眼、少裝藥、放小炮的方法,以利保持煤體抗壓強度;

(9)嚴格執行三不裝藥制度:炮眼或掘進頭有出水征兆、超前距離不夠或偏離探水方向、掘進頭支架不牢固或空頂超過規定時不裝藥;

(10)為了預防探 放后重新積水造成事故,上山巷道或坡度大的穿層斜石門掘進老空放炮時應將所有人員撤到聯絡橫貫或下邊平巷;

(11)在掘進打眼沿鉆桿向外流水時,應停止工作,不準拔出或晃動鉆桿,要設法固定,并向調度室報告,聽候處理;

(12)老空放水后允許恢復掘進時,還必須充分注意:當掘到離老空區3~5m處應先用煤電鉆打2~3個檢查孔進行再次檢查,只有在證實積水確已放凈后方可揭露老空;揭露老空時,要先用小斷面巷道從放水鉆孔上方與老空做透,還要注意處理瓦斯等有害氣體;

(13)在受水威脅地區施工的所有人員,都必須熟悉避災路線。懂得突水后急救知識;

(14)掘進中各班班長必須在掘進工作面交接班,交接剩余允許掘進的距離,嚴禁超越;

(15)掘到批準位置時,其最后0.5m停止放炮,用手鎬采齊迎頭,以利下次探水時,安全套管不致安設在被炮震松的煤、巖層內。

(三)發生透水事故時的處理措施

采掘工作在或其他地點發現有突水預兆時,必須發出警報,撤出所有受水威脅的人員。

最先發現透水的現場工作人員一方面報告礦調度室,另一方面迅速組織搶救。打木垛或用密集柱,堵住出水點,防止事故繼續擴大;水勢猛來不及進行加固時,人員應向高處撤退,安全出井。

井下突然突水,破壞了巷道中的照明和避災路線上的指示牌,人員一旦迷失方向,必須朝著有風流通過而又能通達地面的上山巷道方向撤退,切勿進入獨頭下山巷道。

(四)透水后現場人員撤退時的注意事項

(1)透水后,應在可能的情況下迅速觀察和判斷透水地點、水源、涌水量、發生原因、程度等情況,根據災害預防和處理計劃中規定的撤退路線,迅速撤退到透水地點以上的水平,而不能進入透水點附近及下方的獨頭巷道。

(2)行進中,應靠近巷道一側,抓牢支架或固定物體,盡量避開壓力水頭和泄水流,并注意防止被水中流動的矸石和木料撞傷。

(3)如透水破壞了巷道中的照明和路標,迷失行進方向時,遇險人員應朝有風流通過的上山巷道方向撤退。

(4)在撤退沿途和所經過的巷道交叉口,應留設指示行進方向的明顯標志,以提示救護人員的注意。

(5)如惟一的出口被水封堵無法撤退時,應有組織地在獨頭工作面躲避,等待救護人員營救。嚴禁盲目潛水逃生等冒險行為。

(五)透水后被圍困時的避災自救措施

(1)當現場人員被涌水圍困無法退出時,應迅速進入預先筑好的避難硐室中避災,或選擇合適地點快速建筑臨時避難硐室避災,迫不得已時,可爬上巷道中高冒空間待救。如系老窯透水,則須在避難硐室處建臨時擋墻或吊掛風簾,防止被涌出的有毒有害氣體傷害。進入避難硐室前,應在硐室外留設明顯的標志。

(2)在避災期間,遇險礦工要有良好的精神心理狀態,情緒安定、自信樂觀、意志堅強。要作好長時間避災的準備,除輪流擔任崗哨觀察水情的人員外,其余人員均應靜臥,以減少體力和空氣消耗。

(3)避災時,應用敲擊的方法有規律、不間斷地發出呼救信號,向營救人員指示躲避處的位置。

(4)被困期間斷絕食物后,即使在饑餓難忍的情況下,也應努力克制自己,決不嚼食雜物充饑。需要飲用井下水時,應選擇適宜的水源,并用紗布或衣服過濾。

(5)長時間被困在井下,發覺救護人員到來營救時,避災人員不可過度興奮和慌亂,以防發生意外


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