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[摘 要]煤矿企业为了确保煤矿安全生产,对煤矿水灾加以控制,并对其所造成的突发事件妥善处置,就显得尤为重要。本文首先对煤矿水灾形成的具体原因进行分析,并简要阐述了煤矿水灾的危害,进而提出煤矿水灾的具体治理措施,期望能够为煤矿的安全生产给予一定帮助。
[关键词]煤矿;防止水;治理措施
中图分类号:TH235 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)22-0359-01
目前,煤矿的开采工作正不断的由浅入深,致使地下含水层的平衡被严重破坏,井下作业环境也日趋恶化。至于这一现状,对煤矿水灾的治理工作已经刻不容缓。因此,加强煤矿防治水安全生产技术措施和建立健全煤矿防治水安全生产保障体系、引进推广和使用新的防治水技术和方法,对确保煤矿安全生产具有重要意义。
1 煤矿水灾形成的具体原因分析
煤矿水灾形成的原因可以归纳为两个方面:一方面是自然因素造成的;另一方面是人为因素造成的。
1.1 自然因素由自然因素造成的煤矿水灾大致可分为以下几类
①自然降水及地表水水灾。该类水灾形成的具体原因是由于自然降水或地表水通过区 内含水层露头、古井、坍塌区等溃入煤矿井中,从而引发的水灾事故。特别是当发生暴雨、 洪水等情况时, 大量的水会溃入到矿井中, 造成矿井被淹埋。 这种类型的水灾害具有水量大、 破坏性强、影响面广等特点,一旦发生后果较为严重,会给煤矿带来巨大的经济损失和人员 伤亡。 ②老窑水水灾。老窑水多数都处于开采时间较久、埋藏较浅的煤层中。由于煤层在实际 开采过程中, 积水量以及积水范围都不是十分清楚, 并且在积水中还都含有大量的有害物质, 如果发生透水,后果会十分严重。据不完全统计,我国煤矿水灾事故,有 60%以上是由于老 窑水透水导致的。因此,对该类水灾必须进行重点预防。 ③含水层突水水灾。 该类水灾主要是由于在对煤层的开采过程中, 由于压强的作用使底 顶板以及厚层灰岩含水层受到一定程度的影响,致使采掘工作面破裂,含水层中的水涌出, 形成水灾。④松散层水灾。 这类水灾形成的主要原因是由于防水煤柱设置不当, 在受到强含水冲积 层的影响下,导致冒落带进入松散强含水层,引起水灾。
1.2 人为因素
(1)违规开采。各别煤矿对防水煤柱进行开采,致使防水煤柱被破坏,从而导致水灾事故 的发生;有的煤礦在经济利益的驱使下,越界开采邻近煤矿的煤层,由于不能准确的掌握邻 近煤层的地质资料,使开采作业很容易进入积水区,进而引发水灾事故。
(2)防排水系统不完善。目前,很多煤矿在防排水系统的配备上,都不符合相关规定的具 体要求,如排水管路和排水泵不配套、井下储水仓容积太小等。如果发生水灾事故,很难对 水灾进行及时有效地控制。
2 煤矿水害的分类及其危害分析
2.1 采空区和废弃巷道及井筒的积水危害
随着煤矿开发强度的增大,矿井涌水量随着开采面积的扩大而相应增加,煤矿采空区或废弃巷道、报废井筒因疏水难度大导致局部或大面积蓄水。同时,由于现有保留矿井多次与原关闭矿井进行了整合,矿井生产系统、排水系统、提升运输系统发生多次变更,造成更多废弃巷道,形成大量老巷积水,一旦生产矿井与这些巷道联通,便形成高强度突水,危害矿井安全。
2.2 地质勘探钻孔对煤矿的危害
一些地质勘探钻孔由于时间久远,位置准确性难以确定,不但本身充含大量积水,而且很可能将其穿越的不同含水层或含水构造带互相贯通连接,当生产矿井采掘活动接近或打通这些钻孔时,不可避免的发生突水事故。
2.3 灾害性天气对煤矿的危害
地下开采的矿井往往容易忽视暴雨洪水对矿井的危害。一些煤矿的井口标高低于洪水位,遇灾害性恶劣气候时往往容易受到山体滑坡或泥石流和洪水倒灌的威胁,或因煤矿开采形成的塌陷区未能得到有效治理,与山洪或地面河流沟通,引发煤矿事故灾难。
3 防治煤矿水害的技术措施
煤矿防治水的总原则是:坚持预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
3.1 全面加强防治水基础工作
建立健全煤矿防治水专业机构和专业技术人员,编制煤矿水文地质类型划分报告,对煤矿井田范围及其周边受采动影响的含水层及水体、关闭废弃老窑及采空区、废弃巷道、井筒水的分布情况进行全面调查和分析。建立完善煤矿防治水工作地质报告、图纸和基础资料,为防水治水、防灾抗灾提供科学依据。
3.2 煤矿防水技术措施
(1)做好井下探放水工作“有疑必探,先探后采”是预防矿井水灾的重要措施之一。通过探放水的方法,先查明待采区的水情,并对可能引发水灾的水源加以控制,以此来确保采掘工作的顺利进行,疏放水的具体方法可根据不同类型的水情予以确定。
(2)井下截水。井下截水主要是通过设置截水设施对水灾进行临时性或永久性的拦截, 以此来达到防止水灾的目的。具体设施主要有:防水煤柱、水闸门和水闸墙等。
(3)注浆堵水。该方法主要通过将提前配制好的浆液注入到井下的岩层裂隙、空袭以及巷 道内,当浆液凝固硬化后,能够使原有岩层和巷道的强度、密实度、及透水性有所提高,进 而达到对水灾水源封堵和拦截的目的。
(4)井下排水。矿井排水是煤矿防治水灾基本措施之一。通过排水系统可以将流入井下的水直接排放到地面,能够较好地控制水灾的形成。
(5)修筑防洪沟。该措施主要针对煤矿地面防治水灾而言的。对于一些位于山区或山前平 原地区上的煤矿,可以通过修筑防洪沟,来阻止山洪进入井口。
设置防洪沟时需注意以下几点:①防洪沟的具体位置应尽量选择在矿区或井田的范围以外;②要尽可能的利用天然沟渠;③防洪沟的具体线路应选择在地质条件好的地段进行布置;④必须做好防洪沟的防渗处理工作。
3.3 严格规范煤矿探放水工作
煤矿采掘作业必须进行水害隐患分析,在采掘活动受水危害的区域前必须查清水文地质情况,对有可能突水的应当进行探放水,同时在探水前应当编制探放水设计,确定探水警戒线,并严格按照《煤矿防治水规定》的有关要求组织探放水工作。
认真开展煤矿水害隐患排查和治理。对排查的重大安全隐患要落实治理责任、方案、资金、人员、物资、期限和安全预案。各煤矿应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备,把防治煤矿水害的各项工作落到实处。
3.4 应急措施当水灾发生时,必要的应急措施不但能够挽回大量的经济损失,还可以减少人员伤亡
首先,在水流速度较快的情况下,井下工作人员应躲避到硐室内或较为安全的地点,应尽量 避开出水口,如果来不及躲避,可以抓紧附近的一些固定物体,避免被水流冲走;其次,如遇到老窖水水灾,则需立即带好自救器,避免吸入过多的有害气体;最后,水灾发生时,应尽量不要慌张,并想办法通知可能受到威胁区域的人员立即撤离现场。
结束语
总而言之, 煤矿水灾不仅影响煤矿企业自身的经济效益, 还与煤矿员工的生命安全息息 相关。因此,煤矿应加大对水灾治理工作的力度,分析煤矿水灾的各种形成原因,并通过有 效地措施加以治理,以此来确保煤矿的正常安全生产。
参考文献
[1] 胡六欣.庇山煤矿矿井突水灾害分析及治理技术[J].中州煤炭.2009(07).
[2] 张振.周生举.煤矿防治水技术措施研究[J].科技信息.2010(10).
[3] 白云来.矿井底板承压水突水特征与防治措施研究现状[J].煤田地质与勘探.2008(05).
[关键词]煤矿;防止水;治理措施
中图分类号:TH235 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)22-0359-01
目前,煤矿的开采工作正不断的由浅入深,致使地下含水层的平衡被严重破坏,井下作业环境也日趋恶化。至于这一现状,对煤矿水灾的治理工作已经刻不容缓。因此,加强煤矿防治水安全生产技术措施和建立健全煤矿防治水安全生产保障体系、引进推广和使用新的防治水技术和方法,对确保煤矿安全生产具有重要意义。
1 煤矿水灾形成的具体原因分析
煤矿水灾形成的原因可以归纳为两个方面:一方面是自然因素造成的;另一方面是人为因素造成的。
1.1 自然因素由自然因素造成的煤矿水灾大致可分为以下几类
①自然降水及地表水水灾。该类水灾形成的具体原因是由于自然降水或地表水通过区 内含水层露头、古井、坍塌区等溃入煤矿井中,从而引发的水灾事故。特别是当发生暴雨、 洪水等情况时, 大量的水会溃入到矿井中, 造成矿井被淹埋。 这种类型的水灾害具有水量大、 破坏性强、影响面广等特点,一旦发生后果较为严重,会给煤矿带来巨大的经济损失和人员 伤亡。 ②老窑水水灾。老窑水多数都处于开采时间较久、埋藏较浅的煤层中。由于煤层在实际 开采过程中, 积水量以及积水范围都不是十分清楚, 并且在积水中还都含有大量的有害物质, 如果发生透水,后果会十分严重。据不完全统计,我国煤矿水灾事故,有 60%以上是由于老 窑水透水导致的。因此,对该类水灾必须进行重点预防。 ③含水层突水水灾。 该类水灾主要是由于在对煤层的开采过程中, 由于压强的作用使底 顶板以及厚层灰岩含水层受到一定程度的影响,致使采掘工作面破裂,含水层中的水涌出, 形成水灾。④松散层水灾。 这类水灾形成的主要原因是由于防水煤柱设置不当, 在受到强含水冲积 层的影响下,导致冒落带进入松散强含水层,引起水灾。
1.2 人为因素
(1)违规开采。各别煤矿对防水煤柱进行开采,致使防水煤柱被破坏,从而导致水灾事故 的发生;有的煤礦在经济利益的驱使下,越界开采邻近煤矿的煤层,由于不能准确的掌握邻 近煤层的地质资料,使开采作业很容易进入积水区,进而引发水灾事故。
(2)防排水系统不完善。目前,很多煤矿在防排水系统的配备上,都不符合相关规定的具 体要求,如排水管路和排水泵不配套、井下储水仓容积太小等。如果发生水灾事故,很难对 水灾进行及时有效地控制。
2 煤矿水害的分类及其危害分析
2.1 采空区和废弃巷道及井筒的积水危害
随着煤矿开发强度的增大,矿井涌水量随着开采面积的扩大而相应增加,煤矿采空区或废弃巷道、报废井筒因疏水难度大导致局部或大面积蓄水。同时,由于现有保留矿井多次与原关闭矿井进行了整合,矿井生产系统、排水系统、提升运输系统发生多次变更,造成更多废弃巷道,形成大量老巷积水,一旦生产矿井与这些巷道联通,便形成高强度突水,危害矿井安全。
2.2 地质勘探钻孔对煤矿的危害
一些地质勘探钻孔由于时间久远,位置准确性难以确定,不但本身充含大量积水,而且很可能将其穿越的不同含水层或含水构造带互相贯通连接,当生产矿井采掘活动接近或打通这些钻孔时,不可避免的发生突水事故。
2.3 灾害性天气对煤矿的危害
地下开采的矿井往往容易忽视暴雨洪水对矿井的危害。一些煤矿的井口标高低于洪水位,遇灾害性恶劣气候时往往容易受到山体滑坡或泥石流和洪水倒灌的威胁,或因煤矿开采形成的塌陷区未能得到有效治理,与山洪或地面河流沟通,引发煤矿事故灾难。
3 防治煤矿水害的技术措施
煤矿防治水的总原则是:坚持预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
3.1 全面加强防治水基础工作
建立健全煤矿防治水专业机构和专业技术人员,编制煤矿水文地质类型划分报告,对煤矿井田范围及其周边受采动影响的含水层及水体、关闭废弃老窑及采空区、废弃巷道、井筒水的分布情况进行全面调查和分析。建立完善煤矿防治水工作地质报告、图纸和基础资料,为防水治水、防灾抗灾提供科学依据。
3.2 煤矿防水技术措施
(1)做好井下探放水工作“有疑必探,先探后采”是预防矿井水灾的重要措施之一。通过探放水的方法,先查明待采区的水情,并对可能引发水灾的水源加以控制,以此来确保采掘工作的顺利进行,疏放水的具体方法可根据不同类型的水情予以确定。
(2)井下截水。井下截水主要是通过设置截水设施对水灾进行临时性或永久性的拦截, 以此来达到防止水灾的目的。具体设施主要有:防水煤柱、水闸门和水闸墙等。
(3)注浆堵水。该方法主要通过将提前配制好的浆液注入到井下的岩层裂隙、空袭以及巷 道内,当浆液凝固硬化后,能够使原有岩层和巷道的强度、密实度、及透水性有所提高,进 而达到对水灾水源封堵和拦截的目的。
(4)井下排水。矿井排水是煤矿防治水灾基本措施之一。通过排水系统可以将流入井下的水直接排放到地面,能够较好地控制水灾的形成。
(5)修筑防洪沟。该措施主要针对煤矿地面防治水灾而言的。对于一些位于山区或山前平 原地区上的煤矿,可以通过修筑防洪沟,来阻止山洪进入井口。
设置防洪沟时需注意以下几点:①防洪沟的具体位置应尽量选择在矿区或井田的范围以外;②要尽可能的利用天然沟渠;③防洪沟的具体线路应选择在地质条件好的地段进行布置;④必须做好防洪沟的防渗处理工作。
3.3 严格规范煤矿探放水工作
煤矿采掘作业必须进行水害隐患分析,在采掘活动受水危害的区域前必须查清水文地质情况,对有可能突水的应当进行探放水,同时在探水前应当编制探放水设计,确定探水警戒线,并严格按照《煤矿防治水规定》的有关要求组织探放水工作。
认真开展煤矿水害隐患排查和治理。对排查的重大安全隐患要落实治理责任、方案、资金、人员、物资、期限和安全预案。各煤矿应当装备必要的矿井防治水抢险救灾设备,把防治煤矿水害的各项工作落到实处。
3.4 应急措施当水灾发生时,必要的应急措施不但能够挽回大量的经济损失,还可以减少人员伤亡
首先,在水流速度较快的情况下,井下工作人员应躲避到硐室内或较为安全的地点,应尽量 避开出水口,如果来不及躲避,可以抓紧附近的一些固定物体,避免被水流冲走;其次,如遇到老窖水水灾,则需立即带好自救器,避免吸入过多的有害气体;最后,水灾发生时,应尽量不要慌张,并想办法通知可能受到威胁区域的人员立即撤离现场。
结束语
总而言之, 煤矿水灾不仅影响煤矿企业自身的经济效益, 还与煤矿员工的生命安全息息 相关。因此,煤矿应加大对水灾治理工作的力度,分析煤矿水灾的各种形成原因,并通过有 效地措施加以治理,以此来确保煤矿的正常安全生产。
参考文献
[1] 胡六欣.庇山煤矿矿井突水灾害分析及治理技术[J].中州煤炭.2009(07).
[2] 张振.周生举.煤矿防治水技术措施研究[J].科技信息.2010(10).
[3] 白云来.矿井底板承压水突水特征与防治措施研究现状[J].煤田地质与勘探.2008(05).