浅析矿井水害事故原因及防治措施

浅析矿井水害事故原因及防治措施

高占军

神华乌海能源有限责任公司利民煤矿内蒙古乌海市016040

摘要：在煤矿开采过程中，水害事故的发生频率不断增高，逐渐成为了影响煤矿开采的重要因素之一。矿井一旦发生水害，轻则恶化生产环境，造成工作面接续紧张，破坏正常生产秩序，重则造成国家资源和财产的损失，造成伤亡或淹井事故。因此，做好矿井防水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一。通过对矿井水害事故形成的条件及诱发原因的分析，提出了矿井水害防治措施几点建议，为煤矿持续、安全生产提供一定的工作思路。

关键词：矿井；水害；防治

1引言

我国是世界上主要产煤国，是受水害危害最为严重的国家之一。所以做好矿井防水工作，是我国保证矿井安全生产的重要内容之一。结合生产工作经验及全国水害事故案例的经验教训，对煤矿水害事故原因进行浅析并提出相应的防治措施，为煤矿防治水工作提供思路[1]。

2矿井水防治现状

从我国各矿区水害防治工作的全局来看，还存在明显不足，主要表现在矿井水害防治专业技术人员严重缺乏，对水害工作的重大问题研究深度不够；少数煤矿水害防治工作的认识不够深入，投资力度不够，安全技术措施制定不规范，落实不到位；各矿区的水文地质工作不够规范，缺少强有力的的专业技术措施，尽管有些煤矿建立了水文地质件、水文地质台帐等，但由最大涌水量于日常的矿井地质工作和水文地质工作不够规范[2]。因此，近年来国家安全生产监督管理总局、各省市煤矿安全监察局、各级煤炭行业管理部门及煤炭企业已经把矿井水水害防治工作列入重要议程，对矿井防治水工作提出了更高的的要求。

3矿井水害的水源类型

煤矿在开拓和开采过程中,只要作业场所位于含水层上或含水层下时,在作业过程中就不可避免地会接近揭露或波及破坏某些含水层(体),水体就会在重力的作用下失去平衡,而导致水体以各种形式涌向掘进或回采工作面,甚至淹没巷道等。正常情况下,由于使用防水措施,巷道煤壁和顶、底板会表现为一般性的淋水、滴水或渗水,而大量突发性的水体涌出会导致水灾事故。这些主要决定于作业场所的水文地质条件、上覆含水层的富水性、地表的水量补给情况以及作业施工对含水层的破坏程度[3]。因此,水害的防治技术措施也要根据不同的情况采取相应的措施。

3.1含水层突水水害

含水层突水水害主要是指在煤层采动过程中,影响到顶板或者底板中的含水层,从而引发的水灾害。这种含水层主要是指奥陶纪灰岩[4],从煤的成因来分析,煤层一般是在海洋和陆地的交汇处,在一定的环境下形成的。这种煤层形成的特点是严重受到海水涨潮和落潮的影响,煤层会直接覆盖到灰岩上面,而且煤层厚度较小,水就很容易进入孔隙或裂隙中,从而形成较大的含水层。一旦含水层形成以后,由于地质变动和沉积的作用,它会受到上覆岩层的挤压,致使水层下面孔隙和裂隙被压实而闭合,在很长时间内会处于平衡状态。这种平衡受到开拓、掘进或回采等采动影响,会导致含水层上下原有的孔隙或裂隙张开增大,甚至形成新的孔隙或裂隙通道,从而导致煤层和含水层之间形成漏水通道,发生透水灾害事故。

3.2采空区积水造成的水害

采空区积水是指矿井开采后的采空区或巷道内形成的积水,这种积水主要是由防火灌浆水、工作除尘水、转载机头除尘水以及上覆岩层漏水等形成的。当掘进或开采下水平或下分层时,接近积水区,在采动影响下,致使上采空区的积水通过孔裂隙通道而涌入掘进面或回采面而引发透水事故,造成工作面被淹,导致人员伤亡。

3.3地表水造成的水害

这种地表水主要是指煤矿地表上的河流、湖泊、水库以及雨季的雨水等。这种水害主要是由于地下采动影响,造成地表孔隙、裂缝非常发育,甚至严重的会导致地表塌陷等,易与地表或矿区临近的河流、水库等地表水直接沟通。特别是在雨季季节,地表排水量能力不足，多余的雨水就会通过这些孔隙、裂隙直接进入井下巷道或工作面,如果矿井的排水能力不足,就会引发水害事故。

3.4不规则导水储水体造成的水害

不规则导水储水体主要是指断层水、陷落柱水、烧变岩水、封堵不良的钻孔水、含水岩脉岩体。当井下采掘活动接近不规则导水储水体时,在采动影响下就会导通该水体涌入掘进面或回采面而引发透水事故,造成财产损失或人员伤亡。

4矿井水害的形成的基本条件

矿井周围的充水水源只是构成矿井涌水的一种潜在威胁，开采时能否进入井巷，取决于是否存在充水通道。只有充水水源通过充水通道，才能形成矿井涌水。煤矿建设和生产中常见的水源有大气降水、地表水、第四纪沉积物冲积层水、底板水、老空积水和断层水及陷落柱等；常见的矿井涌水通道有构造断裂带、接触带、导水陷落柱、采矿活动造成的裂隙等。因此，如果掌握哪种水源是通过哪一种类型的通道和具体渗透路线进入矿井构成矿井涌水，就可以为矿井水治理提供依据。

5造成矿井水害的原因

总结过去发生的矿井水害，主要原因可归结为主观和客观两个方面的原因。

5.1主观原因

（1）对防治水工作不重视。防治水机构、探放水设备、防治水技术人员不到位，制度不健全、责任不明确，安全投入不足等。

（2）防治水基础工作薄弱。矿井防治水必备的基础资料、图纸、台账不健全，矿井及周边水文地质资料不清，制定的防治水措施没有针对性。

（3）防治水措施不落实。一些矿井没有按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则开展防治水工作，盲目作业。

（4）雨季“三防”措施不落实。对影响矿井安全的废弃老窑、地面塌陷坑、堤防工程等巡视检查不够，暴雨洪水期间不严格执行停产撤人制度。

（5）隐患排查治理制度不落实，对水害隐患底数不清。

（6）发现透水征兆后未立即采取撤人措施，缺乏应急预案。

（7）设计不合理，如布置在不良地质条件中或接近强含水层附近，施工后在矿山压力与水压力共同作用下，发生顶板或底板突水。

5.2客观原因

（1）地质、水文地质条件复杂。

（2）矿井水文地质基础工作薄弱。

（3）现有水害防治技术手段推广应用不够。

（4）防治水技术与相关工作投入不足。

（5）矿井防治水专门人才缺乏。

（6）超强度开采煤炭资源等。

6矿井水害防治措施

（1）重视矿井水害防治

矿井随着开采时间的推移，开采范围和开采深度的不断延伸，采空面积的不断增加，与周边小煤矿开采关系的恶劣变化，各种安全隔离煤柱、隔水煤柱被不断开采破坏，私挖乱采对露头煤和风氧化带隔水地层的破坏，地层导水通道的大量增加，水力联系的范围也在不断扩大等因素，造成矿井水文地质条件由当初的相对简单变得日趋复杂。但矿井决策层和管理层仍把其当作简单类型对待，稍有麻痹大意，水灾淹井事故就可能发生。因此矿井管理层认清矿井水文地质条件的复杂性，重视矿井防治水安全工作。

（2）认真落实矿井水害防治责任制

煤矿企业法定代表人是矿井水害防治工作的第一责任人，要切实加强对水害防治工作的领导；总工程师（技术负责人）对矿井水害防治负技术责任。水文地质条件复杂或水害隐患严重的煤矿企业应设立专门防治水机构，并根据煤矿企业实际情况，配备一定数量的专职水害防治技术人员。专职水害防治人员要具备地质类相关专业学历或经专业培训，熟悉地质与水文地质专业技术工作。

（3）加强矿井水文地质基础工作

煤矿要认真编制矿区水害防治规划、年度水害防治计划和水害应急预案，并负责组织实施。保证水害防治的资金、工程、设备仪器落实到位。要采用适合本地区的物探、钻探、化探等先进的综合探测技术，查明矿井或采区水文地质条件；定期收集、调查核对本矿及相邻煤矿的废弃老窑情况，编制《矿井综合水文地质图》、《矿井充水性图》等基础图纸，建立健全矿区地下水动态观测网，为水害防治工作提供详实、可靠的技术依据。

（4）做好预报工作

矿井必须做到年度有水情水患分析预报，月度有水情水患分析预报，特殊情况水文地质预报。预报过程中加强采掘工程与地表水体（水库、河流等）的水力联系分析，加强生产地点与浅部积水采空区和上覆煤层积水采空区的水力联系分析，加强工作面与相连煤矿的积水分析，加强工作面与地面废弃老窑积水情况的水力联系分析，对生产地点的水害隐患逐一排查，从而做出准确可靠的预测预报。

（5）建立完善的井下排水系统

矿井排水系统应按照《煤矿安全规程》的要求，配备与矿井涌水量相匹配的水仓、水泵、输电线路等设施，确保矿井正常排水，并满足特殊情况下排水需要。涌水量大的矿井或水文地质条件复杂的矿井，井底车场或井下中央泵房应设置防水闸门等防水工程。

（6）建立完善水害应急救援预案

增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。企业要储备足够的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用；如煤矿企业发生透水后，要立即启动《矿井水害应急预案》按规定及时上报有关部门，积极开展救援工作。

（7）加强矿井的雨季“三防”工作

认真编制雨季“三防”工作计划和实施方案，成立雨季“三防”领导小组，组织抢险队伍，储备足够数量的抢险物资；雨季前，要对矿井排水设备和供电设施进行一次全面检修，清挖水仓、水沟和沉淀池，开展一次联合排水试验。煤矿位于地表河流、山洪部位、水库等附近，井口、工业广场要修筑堤坝、开挖沟渠等截流措施，防止地表水体倒灌矿井。地表水体、采煤塌陷区、煤系地层露头等部位有漏水现象时，要对漏水的水体基底进行防漏加固处理。

（8）加大从业人员培训力度

井下透水事故一般都有征兆,所以要重视对有关人员特别是井下人员水害防治知识的培训,使井下从业人员能够识别透水预兆时,及时撤退,避免灾害发生。技术负责人必须持证上岗。特别是小煤矿没有力量,没有基础,需组织技术力量培训服务,建章立制。

7结束语

煤矿水害防治是一项复杂的系统工程,也是同自然灾害作斗争的科学实践。分析和研究煤矿水害的原因,对于掌握矿井透水事故的致因因素和保证煤矿的安全生产及防止水害事故的发生,都具有重要的现实意义。同时要做好“防、堵、疏、排、截”的各种工作[1],要在管理上牢固树立防水重于治水的理念,消除各种水害对煤矿的安全生产。

参考文献：

[1]国家煤矿安全监察局编.煤矿防治水规定释义.徐州:中国矿业大学出版社,2009年。

[2]李华奇主编.矿井防治水.北京:煤炭工业出版社，,2012年（2014.2重印）。

[3]管恩太.河南省煤矿开采水害综合控制技术研究[M].北京:地质出版社,2006.

[4]赵玉琳,尹世才,王海泉.奥陶系灰岩富水区带划分的综合水文地质研究[J].煤炭技术,2008,27(11):114-116.