煤矿水灾治理.doc
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**职业技术学院矿业系专科学生毕业设计 **职业技术学院 煤矿水灾治理 作 者 院 系 矿业工程系 专 业 年 级 2011级 学 号 指导教师 答辩日期 成 绩 摘 要 矿井水灾与矿井火灾、矿井瓦斯、矿井火灾、矿井瓦斯和矿井顶板并称为煤矿五大灾害。在煤矿生产中,透水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故。煤矿在建设和生产过程中,常受到水的危害,一旦发生水灾,不仅会影响矿井的正常生产,给管理带来困难,有时还会造成人员伤亡和淹井事故,导致矿井停产和严重的经济损失,危害十分严重。据统计,目前受水害威胁的矿井约占国有重点煤矿矿井总数的48%以上,矿井水灾,是煤矿常见的主要灾害之一。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。本文通过对矿井水灾事故的诱发原因、水灾事故的影响、分类以及防治措施的分析,为煤矿持续、安全生产提供一定的理论依据。 【关键词】矿井水灾,危害,防治措施 1 目 录 1 矿井水灾的危害和分类 1 1.1 矿井水灾的危害 1 1.2 矿井水灾的分类 1 2 影响矿井水灾发生的因素 3 3 矿井水灾发生的条件 4 4 透水的预兆和不同类型水源的透水特点 6 4.1 透水的预兆 6 4.2 不同类型水源的透水特点 6 5 矿井水灾的防治 8 5.1 地面防水 8 5.2 井下防水 9 6 矿井水灾对策 12 6.1 重视矿井防治 12 6.2 建立完善的观测系统 12 6.3 做好预报工作 12 6.4 合理使用人才 12 7 矿井水灾防治措施 14 8 矿井水灾事故的处理 15 8.1 水灾事故的处理计划 15 8.2 水灾事故的避灾路线 16 9 山西王家岭煤矿透水事故分析 17 9.1 山西王家岭煤矿概况 17 9.2 山西王家岭煤矿透水事故原因 18 9.3 事故援救措施 19 9.4 水事故所暴露的一些问题 22 9.5 事故总结 23 结 论 25 参考文献 26 1 矿井水灾的危害和分类 矿井在建设和生产过程中,地面水和地下水通过各种通道涌入矿井,当矿井涌水超过正常排水能力时,就造成矿井水灾。矿井水灾(通常称为透水),是煤矿常见的主要灾害之一。一旦发生透水,不但影响矿井正常生产,而且有时还会造成人员伤亡,淹没矿井和采区,危害十分严重。所以做好矿井防水工作,是保证矿井安全生产的重要内容之一。 1.1 矿井水灾的危害 1.如果矿井排水系统不畅通,涌水任意流,巷道到处是泥水,必然恶化并井下作业环境,不利于文明生产。 2.巷道和采掘工作面出现淋水时,使空气温度增大,恶化了劳动条件,影响劳动生产率和职工身体健康。 3.矿井水对各种金属设备、支架、轨道等,均有腐蚀作用,缩短生产设备的使用寿命。 4.由于矿井水的存在,生产过程中必须安设专门的管路、水泵等设备进行排水,增加了原煤成本,也给煤炭企业管理工作增加一定的难度。 5.当发生突然涌水或其水量超过排水能力时,轻则造成局部停产,重则可能造成淹井,使国家财产受到损失并危及井下作业人员的生命安全。 6.影响煤炭资源的回收和煤炭质量。由于矿井受到水的威胁,有时就需要留设保安防水煤柱,这必然会影响煤炭资源的充分利用,有的甚至难以开采。 1.2 矿井水灾的分类 地面水和地下水通过各种通道涌入矿井,当涌入矿井的水量超过矿井最大排水能力时,就会造成矿井水灾。矿井水灾按照其水源类别可分为以下几类: 1.地表水水灾 矿井附近有江河、湖泊、池塘、水库、沟渠等积水,以及季节性雨水时,当水位暴涨,超过矿井井口标高而涌入井下,或由裂隙、断层或塌陷区渗入井下造成水灾,这种水源叫地表水。受这种水危害的情况,一般有以下几种:一是位于低洼地带的矿井,由地表水冲破矿井周围围堤而流入井口,或由于歼石山、炉灰等堆积位置选择不当,被洪水或雨水长年冲刷到附近的江河当中,使河床增高或造成河水超过堤或拦洪坝直接进入井口。这种地表水来势凶猛,而且伴随许多泥沙、砾石。如防备不当,常造成淹井事故;二是地表水与松软的沙砾岩层相通,当井筒掘进穿透冲积层含水层时,地表水将顺着砂砾岩层的裂隙涌入井下造成淹井;三是地表水与煤层顶底板的含水层相连通或由断层沟通,地表水通过含水层或断层进入井巷,致使发生水灾事故。 2.孔隙水水灾 当煤层被松散含水的流砂层、砂层、砂砾层、卵石层、粘土砂层所覆盖,在开采第一水平时,煤岩柱留设不够,往往是冒裂带直接进入松散层,或是松散层底部存在富水含水层,开采前水文地质条件不清,没有按含水层下回采条件留设煤柱,回采后水、砂或泥溃入井下;超限出煤,破坏煤岩柱或在煤岩柱中开拓巷道、硐室,破坏了隔水煤岩柱的完整性,年久渗水,冒落坍塌,使冲积层水或流砂、泥流溃入井下,淤塞巷道甚至造成淹井。 3.裂隙水水灾 水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。这些煤层顶部常有厚层砂岩和砾岩,其中裂隙发育,如与上覆第四纪冲积层和下伏奥陶系含水层有水力联系时,可导致严重水灾事故以及建井时期发生淹井事故。若砂岩层缺乏补给水源时,则涌水很快很快变小甚至疏干。 26 2 影响矿井水灾发生的因素 煤矿水灾的诱发原因多种多样,发生水灾时往往并不是由单一的原因引发的事故,而是由多种原因共同作用而引发的。因此,全面细致地了解矿井水灾发生的影响因素,对矿井水灾的防止有非常重要的作用。矿井水灾发生的影响因素可简单的分为以下几条: 1.地面防洪、防水措施不当,或因对防洪设施管理不善,暴雨山洪冲毁防洪工程,使地面水涌入井下,造成灾害; 2.水文地质条件不清,井巷接近老窑区、充水断层、强含水层、陷落柱时,不事先探放水,盲目施工;或探放水,但措施不当,而造成淹井或伤亡事故; 3.井巷位置不合理,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; 4.乱采、乱掘,破坏了防水煤柱,岩柱造成突水; 5.工程质量低劣,井巷严重塌落冒顶,造成顶板塌落,沟通强含水层突水; 6.管理不善,井下无防水闸门或虽有闸门但未及时关闭,矿井突水时不能起堵截水作用; 7.矿井排水能力不足或排水设备平时维护不当,水仓不按时清挖,突水时排水设备失效而淹井; 8.测量错误,导致巷道揭露积水区或含水断层突水而淹井; 9.忽视安全生产方针,思想麻痹大意,丧失警惕,没有严格执行探放水制度、违章作业等。 3 矿井水灾发生的条件 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。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,可以为矿井水治理提供依据。一般来说,水源与煤矿井下工作场所的通道多种多样,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。 1.构造断裂带与接触带 矿区含煤地层中存有数量不等的断裂构造,它不仅使断裂附近岩石破碎、位移,也使地层失去完整性,从而成为各种充水水源涌入矿井的通道。地层的假整合或不整合的接触带,由于空隙发育,当它与水源靠近时,也可能成为地下水进入矿井的通道。无论是构造断裂带,还是接触带,它们都是地层中破碎而变弱的地带,对于矿井充水具有非常重要的意义。 2.导水陷落柱 岩溶陷落柱是指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。空洞顶部岩层,当其失去对上覆岩体支撑能力时,上覆岩体在重力作用下向下垮落,充填于溶蚀空间中。因其剖面形态似一柱体,故称岩溶陷落柱。我国岩溶陷落柱多发育于北方石炭二叠系煤田,如山西太原、西山、霍汾、河北井陉、峰峰、开滦,江苏徐州,山东新汶,河南安阳、鹤壁、焦作等矿区,而南方矿区少见。 3.采矿造成的裂隙通道 埋藏在地下深处的煤层承受着上覆岩层的自重力,同时它自身也产生对抗力,两者处于平衡稳定状态。煤层开采后,采空区上方的岩层因下部被采空而失去平衡,相应地产生矿山压力,从而对采场产生破坏作用,必然引起顶部岩体的开裂、垮落和移动。塌落的岩块直到充满采空区为止,而上部岩层的移动常达到地表,根据采空区上方的岩层变形和破坏情况的不同,可划分为三带,三带之中的冒落带、裂隙带就是矿井充水的良好通道。 4.封闭不良的钻孔 勘探或生产建设时期,井田内施工许多钻孔,均可揭穿煤层和各含水层,构成沟通含水层的人为通道。按规程要求,钻孔施工完毕后必须用水泥封孔,其目的一方面保护煤层免遭氧化,另一方面为了防止地表与地下各种水体的直接渗透。钻孔封闭不良或没有封闭情况下,当开采接近或揭露进,造成涌水乃至突水。此类突水以突水点接近旧钻孔,采场地层完整无构造破坏,水压力大而无大水量等为特征,易与其他突水相区别。若与其他水源沟通时,亦可造成来水猛、压力大的突水事故。 4 透水的预兆和不同类型水源的透水特点 4.1 透水的预兆 采掘工作面发生透水钱前,一般都有预兆。这是从多次透水事故教训中得出的正确结论。因此,当发现采掘工作面有透水预兆时,必须停止工作,采取有效措施,防止透水事故的发生。 1. 煤层发潮发暗。干燥、光亮的煤,由于水的渗入而变得潮湿暗淡。若挖去表面还是这样,说明附近有积水。 2. 巷道壁或煤壁“挂汗”。这是由于压力水渗过煤、岩微小裂隙后,凝聚于煤层和岩石表面形成的。 3. 空气变冷。空气及煤、岩中含湿量增加时,热导率增大,气温降低,煤壁变凉,人进入后感觉阴凉,且时间越长越明显。 4. 出现雾气。含水煤、岩层温度较低,当温度较高的风流经过时,便产生冷热交换现象,使巷道中湿度增加,出现雾气。 5. 顶板来压,淋水加大。受积水区静水压力和矿山压力的影响所致,尤其是接近断层积水区是更为明显。 6. 出现压力水线。高压积水通过煤、岩缝隙向外涌出时的摩擦声,这是距水源很近的征兆。若涌水清净,表明距水源稍远,若涌水混浊,表明已迫近水源。这是透水的危险征兆,应立即发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。 7. 工作面有害气体增加。一般积水区都存在有害气体,这些有害气体主要是CH4、CO2、H2S。 8. 煤壁“挂红”,水的酸度大,水味发涩。这是由于积水时间久,水中溶解多种杂志,水中含有铁的氧化物所致。这是老空水的主要特点。 4.2 不同类型水源的透水特点 1. 冲积层水。松散的冲积层中储有大量的水,在浅部掘进井筒,或煤层回采后顶板冒落塌陷裂隙与冲积层沟通时,常常会遇到冲积层水。冲积层水一般具有开始涌水量较小,夹带泥沙,水色发黄,以后水量急剧增大的特点。冲积层水一般不至于构成对人体的伤害。 2. 老空水一般积存时间长,水量补给差,属于“死水”,所以有“挂红”、酸度大、水味发涩的特点。老空水多以静储量为主,犹如地下水库,一旦突水,来势凶猛,涌水量大,破坏性强。但涌水持续时间短,易疏干。老空水酸度大,不能饮用,而且对井下轨道、金属支架、钢丝绳等金属设备有腐蚀作用。老空水透出一般伴有有害气体的涌出。 3. 断层水。由于断层附近岩石破碎,当采掘工作面与其接近时,常常出现工作面来压,淋水增加,有时还可以在岩缝中见到淤泥。由于断层及破碎带中积存大量水,且断层沟通各含水层成为通道,因此,断层水多属于“活水”,不给充分,一旦突水,来势凶猛,涌水量大,持续时间长,在不封堵水源的情况下不易疏干。断层水混浊,多为黄色,很少“挂红”,水无涩味。 4. 岩溶水。由于岩溶长期受水侵蚀,水多为灰色,带有臭味,有时也有“挂红”现象。当采掘巷道与其接近时,可出现顶板来压、柱窝和裂缝渗水现象。当岩溶范围较小,与其他水源没有联系时,属于“死水”,透水时虽然来势凶猛,破坏性强,但持续时间短,易于疏干。 5. 大气降水。大气降水是地下水的主要补给来源,它首先渗入地下各含水层,然后再涌入矿井。因此,由于大气降水造成矿井的涌水具有明显的季节变化,最大涌水量都出现在雨季,且涌水高峰滞后降雨高峰一定时间。大气降水对矿井涌水的影响,取决于降水量的大小和含水层接收大气降水的条件。 5 矿井水灾的防治 矿井防治水的目的就是防止矿井水害事故发生,减少矿井正常涌水,降低煤炭生产成本,在保证矿井建设和生产的安全前提下使煤炭资源得到充分合理的回收。为达到上述目的,根据产生矿井水害的原因,采取不同的对策措施。为此,《煤矿安全规程》第251条规定:“煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件,编制中长期防治水规划和年度防治水计划,并组织实施。”矿井防治水的方针是:坚持预防为主、防治结合。为了防止治水工程零打碎敲,取不到良好效果,应在查明矿区和矿井水文地质条件基础上,按照当前与长远、局部与整体、地面防治与井下防治、防治与利用相结合的原则,根据不同的水文地质条件,分别采取防、疏、堵、截的方法予以防治。矿井水在在的防治主要从地面和井下两方面进行。 5.1 地面防水 地面防水是指在表修筑各种防排水工程,防止或减少大气降水和地表水涌入工业广场或渗入井下,它是保证矿井安全生产的第一道防线,特别是以大气降水和地表水为主要充水水源的矿井尤为重要。地面防水的主要方法有以下几个方面: 1. 河流改道 矿区范围内有常年性河流流过且与矿井直接充水含水层接触,河水渗漏量大,是矿井的主要充水水源,会给生产带来影响。属该情况可在河流进入矿区的上游地段筑水坝,将原河流截断,用人工河道将河水引出矿区; 2. 铺整河底 矿区有季节性河流、冲沟、渠道,当水流沿河或沟底裂缝渗入井下时,则可在渗漏地段用黏土、料石、水泥修筑不透水的人工河床,制止或减少河水渗漏。如四川南桐煤矿长兴岩出露地表且沟谷发育,通过铺整河底、修筑人工河床,雨季涌水量减少了30%~50%; 3. 填堵通道 矿区范围内,因采掘活动引起地面沉降、开裂、塌陷等,经查明是矿井进水通道时,应用黏土或水泥填堵,对较大的溶洞或塌陷裂缝,下部填碎石、上部盖以黏土分层夯实,且略高出地面,以防积水; 4. 挖沟排(截)洪 地处山麓或山前平原区的矿井,因山洪或潜水流入井下,构成水害隐患或增大矿井排水量,可在井田上方垂直来水方向沿地形等高线布置排洪沟、渠拦截洪水和浅层地下水,并通过安全地段引出矿区; 5. 排除积水 有些矿区开采后引起地表沉降与塌陷,长年积水,且随开采面积增大,塌陷区范围越广,积水越多,此时可将积水排掉,造地复田,消除稳患。 5.2 井下防水 井下水害来势凶猛,俗有“水老虎”之称。矿井防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。在采掘过程中有可能掘透压力大又和固定水脉相沟通的含水层和水体,形成突然大量涌水。因此,应通过以下几个方面的措施,防止突水灾害的发生: 1. 做好矿井水文观测与水文地质工作,查明水源 水文地质工作是各项防治水工作的基础和依据。地下水源在没有揭露以前是看不见的。因此,应通过详细的勘测工作,掌握矿区水文地质资料,了解含水层及老空积水情况,查明地下水源。掌握古井、采空区的积水以及主要含水层、充水断层和裂隙的分布,从而定出矿井的积水线、探水线与警戒线。 2. 井下探水 井下探放水是防止水害的重要手段之一,井下探水是指在井下采掘工作面用打超前钻孔的方法,对掘进与回采工作面顶板、底板、侧帮和前方端头的地质构造、含水层及废弃坑道积水的具体位置、产状和突水的可能性等做事先探查工作。“有疑必探,先探后掘”是采掘工作必须遵循的原则,也是防止井下水害事故发生的重要方法。凡遇到下面情况都必须停止掘进,进行探水: ①掘进工作面接近溶洞、含水层(流砂层、冲积层、各种承压水的含水层、含水断层或与地面大量积水区相通的断层); ②掘进工作面接近被淹井巷或有积水的小窑、老空; ③上层积水,在下层进行采掘工作,两层间垂直距离小于采煤工作面采高的40倍或小于掘进巷道高度的10倍; ④在边探边掘区内掘进时,掘进长度达到允许掘进长度; ⑤采掘工作面发现出水征兆; ⑥当采掘工作面接近各类防水煤柱时; ⑦接近可能同河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时; ⑧接近有水或稀泥的灌浆区时; ⑨接近其他可能出水地区时。 探水前应注意如下问题: ①加强靠近探水工作面的支护,以预防高压水冲垮煤壁及支架; ②检查排水系统,应根据预计出水量确定是否加大排水能力,清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用; ③水压较大时,探水孔要设套管,以便安装水阀控制放水量,特别危险的地区还要选择坚固地点,砌筑水闸墙; ④深水工作地点要安设电话,以便能及时与调度室和中央泵房联系。 放水(疏干)、疏放老空水,有下列几种方法: ①直接放水:当水压不大,不致超过矿井排水能力时,可利用探水钻孔直接放水。 ②先堵后放:当老空水与溶洞水或其他巨大水源有关系,动水储量很大,一时排不完或不可能排完的情况下,应先堵住出水点,然后排放积水。 3. 注浆堵水 注浆堵水就是将预先配置好的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中,使其扩散、凝固和硬化,使岩层具有较高的强度、密实性和不透水性而达到封堵截断补给水源和加固地层的目的,是矿井防止水害的重要手段之一。当多个钻孔注浆形成隔水帷幕带时,称帷幕注浆。注浆堵水适用条件: ①当涌水水源与强大水源有密切联系,单纯采用排水的方法不可能或不经济时; ②当井巷必须穿过一个或若干个含水丰富的含水层或充水断层,如果不堵住水源将给矿井建设带来很大的危害,甚至不可能掘进时; ③当井巷或工作面严重淋水时,为了加固井壁、改善劳动条件、减少排水费用等,可采用注浆堵水; ④某些涌水量特大的矿井,为了减少矿井涌水量,降低常年排水费用,也可采用注浆堵水的方法堵住水源; ⑤对于隔水层受到破环的局部地质构造破坏带,除采用隔离煤柱外,还可采用注浆加固法建立人工保护带;对于开采时必须揭露或受开采破坏的含水层,对于沟通含水层的导水通道、构造断裂等,在查明水文地质条件的基础上,可用注浆帷幕截流,建立人工隔水带,切断补给水源。 4. 防水煤(岩)柱留设 在水体下、含水层下承压含水层上或导水断层附近采掘时,为防止地表水或地下水溃入工作面,在可能发生突水处的外围保留最小宽度的矿柱不采,以加强岩层的强度和增加其重量阻水突入矿井。这种保证地下采矿地段的水文地质条件不致明显变坏的最小宽度矿柱,叫做防水煤(岩)柱。 6 矿井水灾对策 6.1 重视矿井防治 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。 6.2 建立完善的观测系统 生产矿井必须分水平,分采区建立水文观测站,并按规定时间进行观测。对观测数据进行定性、定量综合分析,及时掌握水文地质动态变化情况。对有水患的地方及时进行预报和向上级有关部门汇报,提出合理处理意见和制定有效防治措施。 6.3 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。 6.4 合理使用人才 要将一些懂地测防治水技术,工作踏实成熟,经验丰富,责任性强,德才兼备的专业技术人员推向有关领导岗位,使他们分兵把口,确保矿井水灾事故消灭在萌芽状态之中。要加强对水文地质工作的领导,配齐地质及水文地质专业技术人员,提高专业技术人员的技术水平和素质。同时要加强对职工的安全教肓,形成矿、区、队、班组多级培训网络,开展多层次、全方位、全过程的职业培训,使每名职工都熟悉和掌握水灾的征兆、防治措施和避灾方法。 7 矿井水灾防治措施 防治措施:防治水害的措施可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字: (1)查 查明矿区和矿井的水文地质条件,加强水害预测,制定并实施防治水的规则; (2)探 “有疑必探、先探后掘”。遇到下列情况之一,必须确定探水线进行探水; (3)放 将威胁性水源采用地面打钻抽水、井下巷道疏水、井下钻孔疏水、立井泄放水等方法,全部或部分疏放掉。是消除水患的有效措施之一; (4)截 利用水闸墙、水闸门和防水煤(岩)柱等物体,临时或永久的截住涌水,将采掘区与水源隔离,使某一地点突水不致危及其它地区,是减轻水灾危害的重要措施; (5)堵 是将水泥砂浆或化学浆堵水材料通过钻孔注入到渗水的底层裂隙、溶洞、断层破碎带,使其凝结硬化,将裂隙、裂缝和溶洞充填,达到堵水目的,是防治水害的重要措施之一; (6)排 为防止矿井水灾,矿井必须按《煤矿安全规程》规定建立有效的排水系统。煤矿地上井下的防治水的设备设施,如水泵、水管、水仓、防水煤(岩)柱、防水闸门、水闸墙以及疏水渠道等,对防治矿井水害十分重要,煤矿职工要爱护,发现问题要及时或采取相应措施。 8 矿井水灾事故的处理 8.1 水灾事故的处理计划 水灾事故发生后,应立即启动应急救援预案,按照救援程序,积极开展救援工作。 1、发生事故后,现场工作人员要保持清醒的头脑,沉着镇静,应尽可能了解和判断事故的性质、地点、危害程度,按照向有安全出口的高处撤离的原则,迅速撤离,实行自救。 2、尽快向矿调度室汇报灾害情况,并迅速通知可能波及区域的人员撤离危险区。 3、指挥中心在接到水灾报警后,立即通知相应的部门和人员迅速到位,各部门各司其职,立即启动应急预案,营救受害和被困人员,控制事态。 4、井下变电站值班人员应迅速切断已被水淹灾区的电源。未被水淹的水泵其工作人员要坚守岗位,保证水泵的正常运转。 5、生产技术人员,应迅速确定突水水源,估算涌水量,确定受灾地点、范围、受灾人员数量。根据水灾程度确定救援路线,制定抢捡救援方案和措施。对受灾区域水位及水源进行监测,预测灾害发展趋势,为救援行动提出决策性建议。 6、对由于洪水造成的灾害,应加强与当地气象部门的联系,及时了解当地降雨量、洪水水位,判定受威协的区域或受灾程度,及时指导和组织群众采取各种措施进行自身防护,必要时迅速撤离危险区域或可能受到威协的区域。 7、按涌水量大小组织强排,在现有排水设备的能力不足时,应增设水泵和管路,并组织力量做好排水、供电设备的维护检修,保证不断电、停泵。 8、加强排水和抢救中的通风,切断灾区电源,防止一切火源,防止瓦斯和其它有害气体积聚。根据灾害发展程度,对井下通风系统适时进行调整。 9、救援队伍到达矿井后,要了解灾区情况、水源、事故前人员分布及进入该地点的通道等矿井基本条件。进入灾区后应判定遇险人员位置、涌水通道、水量、水的流动路线,巷道及水泵设施受淹程度,巷道冲毁和堵塞情况,有害气体浓度、通风等情况,并将侦察结果汇报指挥中心。救援过程严格按照制定的救援方案和措施执行。在抢险救援过程中要防止冒顶和二次突水。 10、抢险救援结束后,应有救护队在现场值班,详细检测井下涌水情况及有害气体变化情况,当井下涌水量不再有变化或逐步降低,有害气体浓度符合或低于《煤矿安全规程》规定的要求时,方可进行重建工作。 8.2 水灾事故的避灾路线 井下从业人员要认真学习、熟悉、掌握各工作场所避灾路线,发生水灾事故后要按照制定的避灾路线迅速撤退,并遵守以下原则。 1、现场人员以最快的方式通知附近地区工作人员一起按规定路线撤出。 2、撤退的方向应向有安全出口高处走,沿着上山方向进入上一水平,然后出井。 3、若出路已被隔断,要迅速寻找井下位置最高、离井筒最近的地方暂时躲避,同时发出敲击呼救信号。 4、一般情况下,不能进入透水地点附近的独头巷道避难,但当独头上山下部唯一出口已被淹没无法撤退时,则可在独头工作面躲避。因为,独头上山的空气因水位上升而压缩,能保持一定时间。 5、水泵司机接到透水警报后,要立即关闭泵房两侧密闭门,启动所有水泵,没有接到撤退命令时,不得撤退。 6、严密注意,防止透水空间放出的有害气体引起井下可波及到工作人员中毒、窒息。 9 山西王家岭煤矿透水事故分析 2010年3月28日14时30分左右,中煤集团一建公司63处碟子沟项目部施工的华晋焦煤集团公司王家岭矿(在山西省临汾市乡宁县境内,为中煤集团与山西焦煤集团合作组建的华晋煤业公司所属)北翼盘区101回风顺槽发生透水事故,初步判断为小窑老空水。事故造成153人被困。经全力抢险,115人获救,另有38名矿工遇难。 9.1 山西王家岭煤矿概况 王家岭煤矿项目是经国家发改委核准(发改能源1563号),国务院第100次常务会议批准“十一五”规划重点建设项目,由华晋焦煤有限责任公司投资开发的国家和山西省重点项目。王家岭煤矿是华晋焦煤有限责任公司在乡宁矿区建设的第一对矿井,位于山西省乡宁县和河津市境内,井田面积约180平方公里,地质 王家岭煤矿资料 储量23.42亿吨,可采储量10.36亿吨,主要开采2号煤、10号煤,其中2号煤平均厚度6.5米。华晋焦煤有限责任公司拥有丰富的优质煤炭资源,属于国家明确规定的“两区一种”保护性开发资源。离柳矿区井田面积512.9平方公里,地质储量76.81亿吨,可采储量35.01亿吨,煤种主要为低灰、低硫、特低磷、高发热量、强粘结性的优质主焦煤。乡宁矿区井田面积180平方公里,地质储量23.42亿吨,可采储量10.36亿吨,煤种主要为中灰、低硫、特低磷的优质瘦煤,是极好的炼焦配煤。沙曲矿生产的煤炭被誉为“中华瑰宝”。 王家岭煤矿项目是由设计生产能力600万吨/年的矿井、入洗原煤600万吨/年的选煤厂、2×5万千瓦的综合利用电厂(热电联供)和铁路专用线构成的循环经济综合建设项目。 王家岭煤矿一期工程于2005年7月经国务院常务会议核准,2006年5月工业广场土石方等“四通一平”工程开工建设。 王家岭煤矿项目投资概算总额为51.68亿元。目前,项目已累计完成投资21亿多元。矿井项目计划于今年10月投入运营,提前5个月完成工期。 华晋焦煤有限责任公司官网说,公司将以“一流的设计,一流的工艺,一流的设备,一流的管理”,按新体制、新模式组织建设,建成国内一流、国际领先、安全高效的特大型现代化矿区。 华晋焦煤有限责任公司成立于1992年,由原国家计委、能源部和山西省政府联合组建,国务院生产办公室批准成立。2001年2月按照国务院国办通(2000)10号文精神,改组为国有股份制企业,股东为中国中煤能源集团公司和山西焦煤集团有限责任公司,各持50%的股份。公司的主要任务是开发建设山西河东煤田的离柳矿区和乡宁矿区,建设大型、特大型矿井和选煤厂。经营煤炭开采、加工、销售(原煤、精煤、焦炭及副产品),矿用设备修理,技术开发与服务,电力生产,酒店餐饮服务。 华晋焦煤有限责任公司现有员工2501人,其中各类专业技术人员344人;下设十二个职能处室;四个直属单位;五个二级单位,即:沙曲矿、沙曲选煤厂、离柳矿区建设指挥部、王家岭矿区建设指挥部、煤炭销售公司;两个参股单位,即:石太铁路客运专线有限责任公司、山西汾河焦化股份公司。 9.2 山西王家岭煤矿透水事故原因 1. 王家岭透水事故的浅层原因 经分析,事故原因为废弃小窑老空水。 老空水从学术上来说也叫做老窑水,主要是指由于过去的一些煤矿开采,包括本煤矿的开采,也包括其它一些小煤窑的开采,开采完以后遗留下一部分采空区,这部分采空区被后期的地下水或地表水充满,就形成了一些老窑积水。如果后期的地下采掘工程触及到这种老窑水的水体的边缘的时候,这部分老窑水就会以突然溃入的方式溃入到井下,造成一些突发性的水害事故。 老窑水导致的水害事故主要有三大特点:一是突发性,因为老窑水不是一种赋存于地下介质的含水层的水,它是一个小的地表水体,所以一旦采掘工程触及它,它就会以溃入的方式突然涌入到井下。第二特点就是由于老窑积水常年处于一种封闭、缺氧的环境,它是一种高度的还原环境,所以老窑水往往是呈酸性状态,PH值都是非常低的。第三个特点,就是由于这种高度还原环境,老窑积水里面往往富含有一些硫化氢的气体,而且硫化氢气体的浓度非常高。有些老窑水冲入之后,这种硫化氢气体由于浓度比较高,有时候也会给现场的接触的人员造成一些窒息性的死亡或者伤害。 2. 王家岭透水事故的深层原因 (1)该矿施工中存在违规违章行为,劳动组织管理混乱,施工 安全措施不落实,隐患排查治理不力。发现透水征兆,却未及时撤人。 (2)煤炭行业“国企垄断”的制度,从根本上导致了王家岭矿难的发生。 (3)存在因赶进度、抢进尺而忽视安全生产的问题。 9.3 事故援救措施 矿井一旦发生突水事故,事故地点人员应按《矿井灾害预防处理计划》的规定及时汇报调度室,并通知、组织受灾影响范围人员按避灾路线撤离灾区。矿调度室接到事故电话后应向矿领导汇报,通知救护队及相关部门。成立救灾指挥部,有组织按步骤处理灾害。救灾指挥部成立后,应迅速判定水灾性质、了解突水点、影响范围、 搞清事故前人员分布、统计撤离出井人员,分析被困人员躲避地点;根据突水量大小和矿井排水能力,积极采取排、堵、截水的技术措施。 1. 排水 老窑积水,积水量受老窑井巷空间限制,可选择排水方法处理涌 水。在王家岭煤矿突水事故中,采用4个方案同步实施:一是将井下水抽排向地面;二是利用井下可利用空间排水;三是井下水平钻孔泄水;四是从地面直接打钻排水。 (1)老窑水探放原则 老窑区不位于河流或重要建筑物之下,排放老窑水不会过分加重矿井排水负担,且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时,应积极探放,以彻底解除隐伏水患。 1)积极探放 老窑区不位于河流或重要建筑物之下,排放老窑水不会过分加重矿井排水负担,且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时,应积极探放,以彻底解除隐伏水患。 2)先堵后探放 老窑区为强含水层或因其他水源水所淹没且出水点动力补给量大,应先堵住水点后再进行探放水。 3)先降压后探放 对以静储存量为主,水量大、水压高的老窑积水区,应先从顶、底板岩层打穿层放水孔,待水压下降后,再沿煤层打探水钻孔。 4)先隔离后探放 老窑积水量较大,水质差(酸性大),或为避免长期负担排水费用,则应留设煤(岩)柱与生产区隔离,待到矿井生产后期再作处理。 (2)探放水程序 老窑水探放一般是在正式探水前,对小窑或老窑积水区进行调查,圈定采空区范围,确定积水边界,随后划定探水线,编制探、放水设计,确定掘进超前距离。完成上述内容后进行探水和整理探水资料,随后确定掘进距离,通知开拓单位掘进,然后再探水,依此类推,循环进行,直到揭露老窑区,放尽积水为止。 1)积水边界线的确定 将调查所行小窑、老窑分布资料,经物探资料,经物探及钻探核定后,划定积水范围,圈定积水边界,其深部界线应根据小窑或老窑的最深下山划定。 2)水线的确定 沿积水线水平外推60m~150m距离划一条线即为探水线(上山掘进时为顺层的斜距)。此数值视积水边界线的可靠程度、水压力大小、煤的坚硬程度等因素来确定。当掘进巷道至此线时,开始探水。 3)警戒线 由探水线再平行外推50m~150(在上山掘进时指倾斜距离)即为警戒线。当巷道掘进至此线后,应警惕积水威胁,注意掘进时工作面水情变化,如发现有透(突)水征兆,提前探放水。 (3) 探放水钻孔布置 探放老空水钻孔,应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面 内呈扇形布置;钻孔应成组布设,其孔数视超前距和帮距而定。 1)竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m。 2)水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。 3)探水钻孔的最小超前距或帮距10m。 4)一般倾斜煤层平巷的探放水孔,应呈半扇面形布置在巷道正 前和上帮。 5)倾斜煤层上山巷道探放水孔,呈扇面形布置在巷道的前方。 (4)探放水钻孔孔口安全装置 探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀。(必要时安装)等组成。 1)孔口管的安装与固定: 选择岩层坚硬完整地段开孔,孔径应大于孔口管直径1~2 级,钻至预定深度后,将孔内冲洗干净。注浆使孔口管(管周围应焊 扶正肋骨片)与孔壁间充满水泥浆。待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔, 扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。 扫孔后对孔口管必须进行耐压试验。试验压力应大于预计水 压并稳定30min后,孔口管周围不漏水时,方可钻进。 节理裂隙发育,岩石松软或破碎,无条件另选放水地点时, 应注浆加固后,再安设孔口管。 2)探放强含水层水或需要收集放水时的水量、水压等资料时, 应在孔口管上安装水压表、水门(闸门)和汇水短管等。 3)对水压高于1 MPa且水量较大的积水或强含水层进行探放水 时,孔口应安设防喷逆止阀。 4)在高压水喷出条件下继续钻进时,斜孔应使用孔口防喷逆止阀,倾角50°~90°的钻孔可使用“孔口防喷帽”或“盘根密封防喷器”,钻具可使用“防喷接头”,上下钻可用“孔口反压装置”。 5)探得水压高于2MPa、水量大于60m3/h,需长期保留时,孔口应使用双水门,下门备用。 (5)探放水的安全措施 1)探水的上山、下山及平巷,中间不得有低洼积水段。 2)探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进,探水孔的超前 距、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后、掘进前,应在起点处设置标志,并建立挂牌制度。 3)巷道支护应牢固,顶、帮背实,无高吊棚脚,倾斜巷有撑杆, 使巷道有较强的抗水流冲击能力。 4)探放水地点必须安设电话和报警装置。 5)必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾 路线。 6)探水巷道应加强出水征兆的观察,一旦发现异常应立即停止 工作,及时处理。情况紧急时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地区的人员。 7)“钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必 须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体超过本规程有关条文规定时,必须立即停止打钻,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,采取措施,进行处理。” 8)上山探水时,一般应双巷掘进。其中一条超前探水、汇水, 另一条随后用来安全撤人。双巷间每隔30~50m掘一联络巷并设挡水半墙。 9)放水工作应尽量避免在雨季进行。 10)探放水人员必须按照批准的设计施工,未经审批单位允许, 不得擅自改变设计。 2.救人 透水事故发生后,应正确判断遇险人员可能躲避的地点,科学分析该地点是否具有人员生存的条件,然后积极组织力量进行抢救。 (1)当躲避地点比外部水位高时,遇险人员可能生存,对于这些地 点的人员,应利用一切可能的方法(打钻或掘一段巷道)向他们输送新鲜空气、饮料和食物,以延长待救时间。 (2)当避难地点比外部水位低时,存在两种情况: 1)突水时洪水能直接涌入位于突水点下部的巷道(如平巷、下山),并把他们淹没,一般情况下,这些地点不会有空气存在,也就不具备人员生存的条件。然而,多次出现过人员躲在这些巷道高冒处获救的案例。 2)当突水点下部巷道全断面被水淹没后,与该巷道相通的独头上山等上部独头巷展开阅读全文
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