一、 煤礦水害的基本知識
(一)煤礦水害
凡影響生產(chǎn)、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(zāi),都稱為煤礦水害據(jù)統(tǒng)計(jì),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(zāi)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?shù)装宸忾]不良的舊鉆孔充水和導(dǎo)水進(jìn)入礦井。
例如:1998年閩北地區(qū)突發(fā)洪災(zāi),地處河流附近的煤礦,因河水暴漲而被淹,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
2、老空水水害
水源是古井、水窯、廢巷及采空區(qū)的積水。當(dāng)采掘工作面接近或溝通時(shí),老空水進(jìn)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(qū)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(bǔ)給明顯,受其影響,表現(xiàn)為季節(jié)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?guī)r,但受構(gòu)造影響,直接與棲霞灰?guī)r接口,由斷裂溝通巖溶水進(jìn)入礦井造成水害。
例如:龍巖某基建井受巖溶水的嚴(yán)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(bǔ)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(dǎo)水進(jìn)入巷道或工作面。
二、《煤礦安全規(guī)程》對礦井防治水的主要規(guī)定
1、煤礦企業(yè)應(yīng)查明礦區(qū)和礦井的水文地質(zhì)條件,編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計(jì)劃,并組織實(shí)施。
煤礦企業(yè)必須定期收集、調(diào)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(biāo)出其井田位置,開采年限、積水情況。
2、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井,必須針對主要含水層(段)建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng),進(jìn)行地下水動態(tài)觀測,水害預(yù)測分析,并制定相應(yīng)的“查、探、防、堵、截、排”等綜合防治措施。
3、煤礦企業(yè)每年雨季前必須對防治水工作進(jìn)行全面檢查。
雨季受水威脅的礦井,應(yīng)制定雨季防治水措施,并應(yīng)組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍,儲備足夠的防洪搶險(xiǎn)物資。
4、煤礦企業(yè)必須查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況,疏水能力和有關(guān)水利工程情況,掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。
5、相鄰礦井的分界處必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時(shí),必須在斷層兩側(cè)留有防水煤柱。已經(jīng)互相連通的礦井,必須在連通的地方構(gòu)筑足夠強(qiáng)度的防水墻。
防水煤柱的尺寸,應(yīng)根據(jù)相鄰礦井的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、開采方法以及巖層移動規(guī)律等因素,在礦井設(shè)計(jì)中規(guī)定。按照《礦井水文地性規(guī)程》規(guī)定,在水淹區(qū)或在積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí),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(dǎo)水裂隙帶的最大高度與保護(hù)層厚度之和,一般應(yīng)大于30倍采厚。
6、礦井必須作好水害分析預(yù)報(bào),堅(jiān)持有疑必探,先探后掘的探放水原則。
探水或接近積水地區(qū)掘進(jìn)前或排放被水淹井巷的積水前,必須編制探放水設(shè)計(jì),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(yīng)根據(jù)水頭高低、煤(巖)層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設(shè)計(jì)中具體規(guī)定。
正確確定探水線,探水線就是探水的起點(diǎn),應(yīng)根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、水文地質(zhì)條件及資料的可靠程度,以及采空區(qū)、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(fā)生透水前的預(yù)兆
一般說來,礦井透水前主要有幾種預(yù)兆:
(1)掛汗。積水區(qū)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(jié)成許多水珠的現(xiàn)象,叫掛汗。井下空氣中的水分遇到低溫的煤體,有時(shí)也可能聚結(jié)成許多水珠的現(xiàn)象。區(qū)別真假掛汗的方法是,仔細(xì)觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕,若潮濕則是透水預(yù)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(shí),會呈現(xiàn)暗紅色水銹,這種現(xiàn)象叫掛紅。掛紅是一種出水信號。
(3)水叫。含水層或積水區(qū)內(nèi)的高壓水,向煤壁裂隙擠壓時(shí),與兩壁磨擦?xí)l(fā)出“嘶嘶”叫聲,這就說明采掘工作面距積水區(qū)或其他水源已經(jīng)很近了若是煤巷掘進(jìn),則透水即將發(fā)生,這時(shí)必須立即發(fā)出警報(bào),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(qū)域時(shí),空氣溫度會下降,煤壁發(fā)涼,人一進(jìn)入工作面就有涼爽、陰冷的感覺;但應(yīng)注意,受地?zé)嵊绊戄^大的礦井地下水的溫度偏高,當(dāng)采掘工作面接近積水區(qū)時(shí),氣溫反而升高。
(5)出現(xiàn)霧氣。當(dāng)采掘工作面氣溫較高時(shí),從煤壁滲出的積水,就會被蒸發(fā)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(fā)渾,有臭味。
(9)采掘工作面有害氣體增加,積水區(qū)向外散發(fā)出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。
(10)裂隙出現(xiàn)滲水。如果出水清凈,則離積水區(qū)較遠(yuǎn);若渾濁,則離積水區(qū)已近。
四、 礦井水害的防治措施
(一)礦井水害的預(yù)防措施
預(yù)防水害的預(yù)防措施可以概括為防、排、探、放、疏、截、堵7個(gè)字。
防:即井上下防水設(shè)施及防水措施;
排:即井下排水設(shè)施和排水能力;
探:即井巷探水;
放:即對老空區(qū)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(shè)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(jìn)如何配合
(1)雙巷掘進(jìn)交叉探水。當(dāng)掘進(jìn)上山時(shí),如果上方有積水區(qū),則巷道三面受水威脅,一般采取雙巷掘進(jìn)交叉探水。雙巷之間每隔50m左右掘一條聯(lián)絡(luò)巷,作為安全躲避地點(diǎn)。一巷探水時(shí),另一巷掘進(jìn),兩巷探水與掘進(jìn)相互交叉進(jìn)行,直至巷道達(dá)到設(shè)計(jì)終點(diǎn)而結(jié)束。
(2)雙巷掘進(jìn)單巷超前探水。在傾斜煤層中掘進(jìn)巷時(shí),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(nèi),上部掘進(jìn)上山,此時(shí)應(yīng)先探水掘進(jìn)平巷,然后再掘進(jìn)上山,這樣可避免上山掘進(jìn)的危險(xiǎn)性,又可減少上山掘進(jìn)的探水工作量。
(4)隔離式探水。在水量大、水壓強(qiáng)、煤層松軟和節(jié)理發(fā)育的情況下,直接探水很不安全,需要采取隔離方式進(jìn)行探水,如掘石門時(shí),在石門中預(yù)先探放積水;或在巷道掘進(jìn)迎頭砌隔水墻,在墻外探水;此外,當(dāng)相鄰的煤層間距大于20m時(shí),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(jìn)時(shí)應(yīng)采取哪些安全措施
(1)探水巷道的掘進(jìn)斷面不宜過大,以縮小受壓面積。同時(shí)應(yīng)有兩個(gè)安全出口,用于通風(fēng)、流水和意外情況下人員撤退,一般情況下應(yīng)雙巷掘進(jìn),必要時(shí)在橫貫之間開掘安全躲避硐室;
(2)掘進(jìn)巷道的坡度不準(zhǔn)起伏不平、以免低處的水流不出,施工人員有被堵截的危險(xiǎn);
(3)掘進(jìn)工作面遇到透水征兆時(shí),必須停止前進(jìn),加固支架,并將人員撤到安全地點(diǎn),向調(diào)度室值班人員匯報(bào);值班領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)組織有關(guān)人員到現(xiàn)場查看,分析情況,如果情況緊急,必須立即發(fā)出警報(bào),撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員;
(4)上山方向的水害未消除或正在探水時(shí),為保證下山工作人員的安全,應(yīng)暫停其工作,等水害威脅消除后再繼續(xù)工作;
(5)探到老空并已放水的掘進(jìn)工作面,如果不能馬上與老空掘透而在幾天后再掘進(jìn)時(shí),應(yīng)重打2~3個(gè)檢查孔,以免原有鉆孔坍塌堵塞重新積水,切不可冒然掘進(jìn);
(6)探水巷道必須嚴(yán)格掌握巷道掘進(jìn)方向,沿著探水孔的中心線掘進(jìn),以免造成超前距和幫距縮小而遭遇老空透水,如因地質(zhì)變化必須偏離時(shí),就進(jìn)行補(bǔ)充鉆探或采取其它措施予以補(bǔ)救;
(7)大部分積水已經(jīng)放過,在掘進(jìn)時(shí),還應(yīng)注意盲巷老空積水或因斷層的隔離而形成的孤立積水區(qū);
(8)合理選擇巷道掘進(jìn)的爆破方法,在探水眼嚴(yán)密掩護(hù)下,且保持設(shè)計(jì)超前距和幫距時(shí),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(qiáng)度;
(9)嚴(yán)格執(zhí)行三不裝藥制度:炮眼或掘進(jìn)頭有出水征兆、超前距離不夠或偏離探水方向、掘進(jìn)頭支架不牢固或空頂超過規(guī)定時(shí)不裝藥;
(10)為了預(yù)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(jìn)老空放炮時(shí)應(yīng)將所有人員撤到聯(lián)絡(luò)橫貫或下邊平巷;
(11)在掘進(jìn)打眼沿鉆桿向外流水時(shí),應(yīng)停止工作,不準(zhǔn)拔出或晃動鉆桿,要設(shè)法固定,并向調(diào)度室報(bào)告,聽候處理;
(12)老空放水后允許恢復(fù)掘進(jìn)時(shí),還必須充分注意:當(dāng)掘到離老空區(qū)3~5m處應(yīng)先用煤電鉆打2~3個(gè)檢查孔進(jìn)行再次檢查,只有在證實(shí)積水確已放凈后方可揭露老空;揭露老空時(shí),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(qū)施工的所有人員,都必須熟悉避災(zāi)路線。懂得突水后急救知識;
(14)掘進(jìn)中各班班長必須在掘進(jìn)工作面交接班,交接剩余允許掘進(jìn)的距離,嚴(yán)禁超越;
(15)掘到批準(zhǔn)位置時(shí),其最后0.5m停止放炮,用手鎬采齊迎頭,以利下次探水時(shí),安全套管不致安設(shè)在被炮震松的煤、巖層內(nèi)。
(三)發(fā)生透水事故時(shí)的處理措施
采掘工作在或其他地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有突水預(yù)兆時(shí),必須發(fā)出警報(bào),撤出所有受水威脅的人員。
最先發(fā)現(xiàn)透水的現(xiàn)場工作人員一方面報(bào)告礦調(diào)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(diǎn),防止事故繼續(xù)擴(kuò)大;水勢猛來不及進(jìn)行加固時(shí),人員應(yīng)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(zāi)路線上的指示牌,人員一旦迷失方向,必須朝著有風(fēng)流通過而又能通達(dá)地面的上山巷道方向撤退,切勿進(jìn)入獨(dú)頭下山巷道。
(四)透水后現(xiàn)場人員撤退時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)透水后,應(yīng)在可能的情況下迅速觀察和判斷透水地點(diǎn)、水源、涌水量、發(fā)生原因、程度等情況,根據(jù)災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃中規(guī)定的撤退路線,迅速撤退到透水地點(diǎn)以上的水平,而不能進(jìn)入透水點(diǎn)附近及下方的獨(dú)頭巷道。
(2)行進(jìn)中,應(yīng)靠近巷道一側(cè),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(biāo),迷失行進(jìn)方向時(shí),遇險(xiǎn)人員應(yīng)朝有風(fēng)流通過的上山巷道方向撤退。
(4)在撤退沿途和所經(jīng)過的巷道交叉口,應(yīng)留設(shè)指示行進(jìn)方向的明顯標(biāo)志,以提示救護(hù)人員的注意。
(5)如惟一的出口被水封堵無法撤退時(shí),應(yīng)有組織地在獨(dú)頭工作面躲避,等待救護(hù)人員營救。嚴(yán)禁盲目潛水逃生等冒險(xiǎn)行為。
(五)透水后被圍困時(shí)的避災(zāi)自救措施
(1)當(dāng)現(xiàn)場人員被涌水圍困無法退出時(shí),應(yīng)迅速進(jìn)入預(yù)先筑好的避難硐室中避災(zāi),或選擇合適地點(diǎn)快速建筑臨時(shí)避難硐室避災(zāi),迫不得已時(shí),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(shí)擋墻或吊掛風(fēng)簾,防止被涌出的有毒有害氣體傷害。進(jìn)入避難硐室前,應(yīng)在硐室外留設(shè)明顯的標(biāo)志。
(2)在避災(zāi)期間,遇險(xiǎn)礦工要有良好的精神心理狀態(tài),情緒安定、自信樂觀、意志堅(jiān)強(qiáng)。要作好長時(shí)間避災(zāi)的準(zhǔn)備,除輪流擔(dān)任崗哨觀察水情的人員外,其余人員均應(yīng)靜臥,以減少體力和空氣消耗。
(3)避災(zāi)時(shí),應(yīng)用敲擊的方法有規(guī)律、不間斷地發(fā)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(yīng)努力克制自己,決不嚼食雜物充饑。需要飲用井下水時(shí),應(yīng)選擇適宜的水源,并用紗布或衣服過濾。
(5)長時(shí)間被困在井下,發(fā)覺救護(hù)人員到來營救時(shí),避災(zāi)人員不可過度興奮和慌亂,以防發(fā)生意外