浅谈煤矿水害防治措施
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摘要：矿井水害多年来一直是制约我国采矿工程建设的主要因素之一。各种类型的水害会给煤矿安全生产带来重大影响。随着煤矿开采的进一步深入,水害事故时有发生,不仅造成财产上的经济损失,更重要的是直接威胁到井下工人的生命安全。本文通过对矿井主要水害分析,采取行之有效的防治措施,保障煤矿安全生产。
关键词：矿井；采空区；水害防治；隔离；分析；采取措施
1 矿井主要水害分析
1. 1 雨季地表水威胁
1)地表河流水威胁。绝大部分煤矿附近都不同程度的存有水库、 河流、 湖泊,在雨季时,由于河流、 湖泊水位暴长,溃堤决口致使水流倒灌矿区,造成地表低洼地区积水或直接通过井口溃入井下造成水灾。
2)露天开采的矿井在地表上留下露天坑,河流在附近流过,雨季水量大时有可能倒灌露天坑,地面积水可能导入井下。
3)由于许多地区煤炭开采历史较长,矿区低洼地点、 古井、 塌陷区较多,矿井周围井口多。浅部的部分小煤矿超上限开采,造成地表斑裂,这些都是地表水导入井下的通道。
1. 2 老空水威胁
1)采空区积水。采空区内的低洼点逐步积水,对下部距离比较近的煤层的开采或同一层的下部采掘工作面带来威胁。
2)巷道内的积水。
①废弃的下山巷道逐步积水,不能正常及时填图,给以后的采掘活动留下隐患;
②平巷口或者上山巷道的下口的密闭没有留设泄水孔,密闭内如果逐渐积水,随着积水的增多,最终可能突破密闭造成突水事故;
③不少煤矿立井井筒下部存有积水,其水位经常超过罐笼的过放距离位置,如果发生罐笼过卷,可能造成罐笼内的乘员被淹。
3)矿区的积水威胁。不少报废和被关闭的矿井,内存有大量积水,与周边附近生产矿井有直接或间接相通关系,亦或填图不及时,图纸交换不正常,对生产矿井构成重大威胁。
4)挡水墙封闭的高压老空水威胁。部分煤矿在生产区域之上(矿井的浅部)为控制涌水量而对部分采空区使用挡水墙进行了封闭,当采空区水积满以后该区域就成了高压水包,由于其生产区域和作业人员都在封闭的积水区以下,一旦挡水墙出现意外,有可能造成重大损失。
5)复采区域局部滞留的老空水威胁。部分煤矿在原煤层的采空区内有复采活动,采空区的低洼地点和老巷道可能滞留部分老空水,如果探查不细有可能造成事故。
6)古空水威胁。很多煤矿处在煤层露头下部开采,露头浅部不同程度的存有古井、 古采区,下部的生产矿井遭受古空水威胁。
1. 3 承压水、 顶板水、 断层水威胁
1)底板承压水威胁。部分煤矿在开采下组煤时,在煤层底板不完整或遇有小断层的情况下受底板含水层承压水和断层水威胁。
2)顶板水威胁。主要是煤层上部含水层的威胁。有的含水层属于洞穴裂隙承压水,内部赋存水量较大,一旦揭露或导通了这些裂隙和洞穴就容易出现突水。
3)断层水威胁。有的煤层距离含水层比较近,断层有可能导通含水层造成威胁。另外一些落差较大的断层可能导水,在揭露断层时易出现突水。
1. 4 岩溶陷落柱的水害威胁
岩溶陷落柱是埋藏在煤系地层下部的巨厚可溶岩体,在地下水溶蚀作用下,形成巨大的岩溶空洞。强充水型陷落柱内充填物未被压实,柱内水力联系良好,直接导通奥灰等高压水,沟通了煤系地层各含水层,采掘工程一旦揭露就发生突水,对矿井造成灾难性的淹井事故。
1. 5 相互沟通不能实现相互隔离的问题
很多矿区由于煤炭开采历史较长,小矿多,开采关系复杂,基本矿矿相通,但又没有或不能相互隔离,一个矿井发生水害事故,其他矿井也会遭受影响。
2 水害防治措施
深入开展隐患排查活动,充分认识隐患排查对于避免水害事故的重要性,努力找到水害事故隐患的蛛丝马迹,认真加以治理,真正做到防患于未然。
1)加强雨季期间调度和值班工作。在雨季,煤矿主要负责人要在岗在位,不能远离。
2)要主动与气象、 水利、 防汛等部门联系,建立灾害性天气预警和联合预防机制,及时收听收看天气预报,掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,及时主动采取措施。与周边相邻矿井沟通信息,当矿井出现异常情况时,立即向周边相邻矿井进行预警。
3)建立雨季巡视制度。煤矿企业在雨季要安排专人负责对本井田范围内的可能威胁矿井安全的废弃老窑、 地面塌陷坑、 采动裂隙以及湖泊、 河流、 涵闸、 堤防工程等部位进行巡视检查,特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后,要实施24h 不间断巡视。矿区每次降大到暴雨时和降雨后,必须派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。
4)建立重大水害应急预案和及时撤人制度,并授予调度值班人员紧急处置权,明确撤人的指挥部门和人员以及撤人的程序等,24h降雨量超过50mm,以及发现暴雨洪水灾害严重、 可能引发淹井时,必须立即停产撤人。
5)准确、 及时地将矿井的采、 掘工程绘制到采掘工程平面图等图纸上,定期收集相邻煤矿和关闭废弃的老窑情况,及时与相邻矿井交换图纸,并在井上、 下对照图上标出其井口位置、 井田开采范围、 开采年限和地表水情况,准确掌握矿井受水患危险的情况。
6)对地表采动裂缝及塌陷坑要及时进行治理;对关闭废弃的煤矿井筒要充实填死;煤系地层露头部位有漏水时,要及时注浆加固处理。凡可能和井下有水力联系的低洼地点,设置防洪站,保证随时排除积水。同时对排水沟及时巡查维护,保证河道畅通,防止河水倒灌。
7)安装和完善井下职工的 “三条生命线” (井下通讯线路、 压风管路、 防尘管路) ,保证 “三条生命线” 安全可靠。在矿井生产水平水仓入口、 可能的突水地点、 可能的过水通道等处安设摄像头,保证安全监测系统能够对水情变化进行实时监控。
8)开采下部层位煤层受上部采空区积水威胁的矿井,要认真核对上层煤巷道和采空区的低洼地点,把可能的积水范围和积水量,标绘在上层煤采掘工程平面图上。在开采下层煤之前实行探放水,将上层煤的积水放净。
9)生产和在建矿井完善排水系统,坚持正常排水,严禁有任何超层越界违法开采行为,相邻矿井之间要及时互通信息,建立联合预警机制;加强对井下各防水闸门、 墙的日常管理,水闸门要确保备件齐全、 开启便捷,定期作关闭试验,做好涌水观测工作。
10)对于生产区域上部存在高压积水的: ①属于单道挡水墙的,在外部重新增设一道挡水墙,作为第二重保险,预留闸阀,平时观测水情。②对挡水墙及其周围的围岩情况以及涌水情况实行定期的观测。有条件的要在挡水墙前安设摄像头和水文自动观测系统,实行实时监控。发现问题及时撤出危险区域的人员。③挡水墙附近禁止进行任何采掘活动。
11)对于存在复采活动的矿井,实行有采掘必探。采用正规采煤法,有计划的逐步退出复采区域的采掘活动,消除复采区域水害、 顶板等灾害的威胁。
12)对于开采下组煤的矿井,要开展对承压水水文地质的探查和研究,弄清承压含水层的水压、 富水性、 隔水层的厚度和完整性等水文地质情况,要采用疏水降压的办法,将承压含水层的水头值降到安全范围,再行开采。对强含水层,在掘进时应加强探放水工作,在巷道过这些含水层时,必要时采用预注浆方式。
13)加强岩溶陷落柱的防治。对于准备开拓的新采区,在设计前应采用三维数字地震勘探,探清断层、褶曲、 陷落柱等地质构造和煤层赋存情况,以便及时采取措施。
14)相互连通矿井,按照有关规定应实行隔离开采,已经被破坏的防隔水煤柱,必须注浆加固并建立隔水闸墙等设施。同一区域的煤矿之间要相互合作,相互之间互保安全,出现问题及时相互通知。
3 加强水害应急救援工作
整合人力资源, 在一个矿区配备齐全的探放水设备和专业队伍, 完善水害应急预案, 在各矿与物流中心储备足够数量的抢险物资和设备, 确保抢险救灾时能够及时到位, 并发挥最大作用。
4 小结
矿井防治水工作是一项复杂而艰巨的长期性工作,不断采用新技术、 新设备等手段对矿井水害进行预测和治理,采取行之有效的综合防治水措施,是保障矿井生存和安全生产的基础。煤矿水害防治直接关系到煤矿安全和全安全生产大局, 作为矿井管理人员,必坚持贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”方针政策, 学习借鉴先进单位的成熟做法,高煤矿防治水害工作水平, 深刻吸取煤矿害事故教训, 充分认识到当前煤矿水害的重性, 落实煤矿水害防治各项措施, 推进煤矿的安全发展和可持续性发展。
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