煤矿水害防治基本知识

(6) 台湾第三系煤田的裂隙—孔隙水 水害区
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2.我国煤矿水害类型及特点
( 1 ) 老空积水透水水害 老空积水是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水、 矿井周围缺乏准确测绘资料的乱掘小窑积水、矿井本 身自掘的废巷老塘水和煤层采空区积水。 老空积水水体的特点是： 水体压力传递迅速，流动与地表水流相同，不同于 含水层中地下水的渗透。大兴煤矿的水害即如此。
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(2) 透水事故造成煤矿资源财产损失
1984年6月2日10:20,河北开滦范各庄矿2171综 采工作面发生了一起世界采矿史上罕见的透水灾害, 奥陶系岩溶强含水层的高压承压水经导水陷落柱溃 入矿井,高峰期11h平均突水量2053m3/min,历时21h 便淹没了一座年产310万t,开采近20年的大型机械化 矿井,共有11名工人未及时撤出遇难。
西北侏罗系裂隙水水害区位于昆仑—秦岭构造带西段以 北，贺兰构造带以西地区，属干旱气候区，局部为亚干 旱区，年降水量为25～100mm。该水害区严重缺水，存 在供水问题，部分矿区存在地表水和老窑水形成的煤矿 水害事故。
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(5) 西藏—滇西中生代裂隙水水害区
西藏—滇西中生代裂隙水水害区和台湾第三系裂 隙、孔隙水水害区、新生代煤田储量仅占全国储量 的0.1％，水文地质条件比较简单，水害也不严重。
兴宁矿难透水事故死 亡矿工尸体
事故中伤亡家属在祭 拜亲人
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2005年8月7日广东梅州大兴煤 矿透水事故，121人遇难
兴宁矿难透水事故的矿井远景
兴宁矿难透水事故救援人员
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2005 年 8 月 7 日 广 东 梅 州 大 兴 煤矿透水事故，121人遇难
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1 . 矿井积水区的形成
1999年11月，因小煤窑开采破坏，当年降水 量大，矿井排水能力不足及排水费用过高，矿井 采区被淹，井下巷道大量积水，为了保护矿井不 被淹掉和减少排水费用，各矿均在-180m水平以上， 各水平构筑了井下堵水闸墙，6对矿井共构筑29处 堵水闸墙，使-180m水平以上采空区逐步充满，形 成1500万～2000万m3积水区。从+262m平硐溢出。
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(1) 华北石炭二叠系岩溶—裂隙水害区
华北石炭二叠系岩溶—裂隙水害区位于阴山构造带以 南，昆仑—秦岭构造带东段以北，贺兰山构造带以东地区， 属亚湿润、亚干旱气候区。 该水害区矿井出水、突水较频繁，涌水量大，影响煤矿安 全生产或发生淹井事故。目前矿井中深部下组煤层受煤系 地层底板强含水层威胁，有几百亿吨防隔水煤柱煤不能开 采。
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按突水地点分：
发生在掘进工作面111次，死亡1091人，占64.7%； 发生在采煤工作面49次，死亡328人，占19.47%； 发生在井巷的27次，死亡149人，占8.84%； 发生在其他地点16次，死亡117人，占6.94%。
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3.煤矿透水事故的危害
(1) 透水事故造成井下人员伤亡
透水事故是煤矿五大灾害事故之一。俗话说：水 火无情”、“火烧一线，水漫一片”。煤矿一旦发生 透水,可能造成大量井下人员伤亡。
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(4)防排水工程质量低劣
有的矿井防水闸门长期不检修，已经失效，出水 时不是关不上，就是不起作用。 有的矿井挡水墙打在浮煤上，两边不掏槽，水压 一大就被冲垮。 有的煤矿工业用水管线泄漏，长期不处理，在低 洼处或塌陷处大量积水，造成事故隐患。
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(5)无序开采，先天不足
有的煤矿特别是乡镇煤矿井口位置选择不当，紧靠 河流、湖泊，个别井口标高过低，遇有地面洪水必然 倒灌井下。 有的井口位置设计不合理，接近强含水层等水源， 施工后在矿压和水压的共同作用下，围岩发生突水。 有不少小煤窑就开在大矿的采区上方。 有的就在大矿的保安煤柱、防水煤柱上滥采滥掘， 甚至已与大矿贯通，一到雨季时洪水从小煤窑灌入大 矿井下，造成事故。
矿井水害：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全 的、增加吨煤成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井 水，都称为矿井水害。
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2.我国煤矿水害事故情况
常言道：水火无情。煤矿在生产建设过程中经常受到水 的威胁。突水事故与顶板、瓦斯、火等事故相比，发生 率不算高，但一旦发生，造成的人员伤亡和经济损失比 顶板、机电、火灾等事故等要大得多，危害相当严重。 据统计，1949～1995年在我国煤矿一次死亡3人以上的 事故中，以死亡人数计算，水害事故占15.72％，仅次于 瓦斯和顶板事故，位居第三；平均每次事故死亡7.06人， 仅次于瓦斯和火灾事故，位居第三。
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3.水害事故发生经过
2005年8月7日13时13分左右，发生透水，透水发生后， 主、副井井筒均有雾气冒出，出现反风现象。
13时30分，副井调度室接到-290m水平西三暗斜井绞车 房（-281m）电话，说“水很大，我跑不出去了，”，但话 未说完电话就断了，说明此时水已涨至-281m绞车房。
14时，水已涨至离主井口80m（斜长），此时水位为 +245m。透水后原四望嶂一矿明斜井水位从+262m降至 +255.5m，下降6.5m，经专家估算，矿井总透水量约为25万 m3。
第一章 矿井水害概述
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1.矿井水害的概念
矿井水：是指在矿井开拓、采掘过程中，渗入、滴入、 淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水， 统称矿井水。
矿井突水：凡是因井巷、工作面与含水层、被淹巷道、 地表水体或含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶 板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出 水事故，称为矿井突水。
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第二章 煤矿水害防治
基本知识
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1. 我国煤矿水害区域的划分
我国煤矿床分布范围很广，储量丰富，除上海市外， 全国34个省市自治区都有煤矿床。
据资料统计，除西藏自治区和台湾省，在我国巳开发 的大小煤田中，含煤地层属晚古生代石炭二叠纪的占 38%,这类煤田称华北型煤田；含煤地层属二叠、三叠纪的
占30%,这类煤田称华南型煤田；含煤地层属中生代侏罗纪和白 垩纪的的占28%,这类煤田称华北、东蒙煤田；含煤地层属新生 代古近纪、新近纪的占4%。
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(3) 东北侏罗系裂隙水水害区
东北侏罗系裂隙水水害区位于阴山构造带以北地区，属 湿润—亚湿润气候区，年降水量为400～800mm。该水害区 矿井涌水量不大，部分矿区由于受地表水、第四系松散层水 和由地表水与第四系松散层水补给含水层的威胁，易发生矿 井突水事故。
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(4) 西北侏罗系裂隙水水害区
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事
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2005 年 8 月 7 日 广 东 梅 州大兴煤矿透水事故， 121人遇难
兴宁矿难透水事故中伤亡 矿工家属伤痛欲绝
兴宁矿难透水事故 中失去矿友的矿工 呆坐在井口
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2005 年 8 月 7 日 广 东 梅 州 大 兴 煤矿透水事故，121人遇难
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4. 水害事故的原因分析
经调查和专家组技术鉴定，认定在主井东翼四煤-400m石 门以东150m附近，由于煤层倾角大（75度左右）、厚度大 （3～4m），小断层发育，煤质松散易塌落，-400m以上各水 平在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。
在此抽冒严重的情况下，大量出煤，超强度开采，致使180m水平至-290m水平防水煤柱抽冒，导通了+262m水平至180m水平的老空积水区，造成上部老空积水大量溃入，导致 事故的发生。
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2 .积水区下煤炭开采的形成
2000年5月，大兴煤矿委托北京煤炭设计研究 院编制完成了《永丰煤炭延深方案设计》和《防 水闸墙施工计算咨询》。
该设计从-180m水平至-290m水平留设垂高110m 防水隔离煤柱，延深开采老空积水区下深部煤炭 资源。
2001年2月26日由广东省经贸委审查通过该设计， 该矿开始向深部延伸开采。
酸性矿井水的腐蚀作用,使井下机电设备、器材 的使用年限大大缩短。
(6)矿井水影响煤炭资源开采利用
防水煤柱造成资源滞呆。
(7)矿井大量排水使地下水位大幅度下降。
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4. 水害事故多发原因分析
(1) 没有树立“安全第一，预防为主”的思想
有的矿井在突水事故前，已有明显的预兆，但那里 的领导同志为了早出煤、多挣钱，仍不采取措施，还 强令工人继续掘进。
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(3) 矿井水增加煤炭开采成本
由于矿井水的存在,在生产中必须进行排水工作, 水量越大,排水费用越高,增加原煤成本。
焦作矿区吨煤排水占原煤成本20%.。
(4) 矿井水造成生产作业环境恶劣
顶板淋水、底板突水、两邦渗水等,对工人劳动 条件和生产效率有很大影响。
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(5)矿井水缩短机电设备、管材等使用年限
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王家岭煤矿老空积水 特大水灾事故
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2010年3月28日13时40分左右，王家岭矿 20101工作面回风巷掘进头发生导通老空积水区透 水事故,选成153名矿工被淹，经过急时抢救，115 人被救，38人遇难。
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事发前曾两次接到渗水报告,多名工人发现异常。 承建工程的某部经理说,28日11时10分,当班的一名副经理升 井汇报,井下27队的工作面800m处右下角底板处有少量渗水； 安排正在井下的技术经理到出水点观察。 11点50分,这名经理升井汇报,出水没有压力,水是清的,无异 味.并向在场的一位技术人员询问,该人说曾对该位置进行了 探测,探测报告说：在820m之内可以正常堀进。 记者在采访中,部分工人反映：25日就巳发现工作面”掌头 煤层压力增大,煤壁挂汗并出现异味”,并向调度室进行了汇 报,但没有引起重视.
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广东省大兴煤矿 老空积水特大水灾事故
2005年8月7日13时13分，大兴煤矿发生特 大透水事故，造成121人死亡，伤1人，直接经 济损失4391.02万元。
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广东省梅州市兴宁市黄槐镇大兴煤 矿原为地方国有煤矿，1999年破产改 制为民营股份制企业，由于开采30年， 该矿上部老采空区存在大量积水。改 制后经有关部门设计留设条带隔水煤 柱，对深部煤层进行开采，设计能力3 万t/a。
有的积水巷道位置测量错误或资料遗漏、不准。 有的知道有水源，但对其赋存状况及补给关系不清 楚，特别是构造复杂、断层较多、老窑分布较广的地 区，对水源位置不清，却盲目掘进，结果酿成突水事 故。
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(3)没有坚持“预测预报、有疑必探、先探后 掘、先治后采”的原则
有些领导和作业人员思想麻痹，存有侥幸心 理。图省事，怕麻烦，井巷已接近老空、充水断 层、陷落柱、强含水断层，还不探水放水，结果 造成突水事故。
6月6日15:30,涌水又突破范各庄矿和吕家坨矿己 被人为削弱的矿界煤柱而溃入吕家坨矿,迫使该矿停 产。
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范各庄矿2171工作面透水事故使矿井停产一年,减 产865万t,资产损失3.76亿元,仃工费0.87亿元,矿井 恢复费3.08亿元,共达10.04亿元。 同时使奥灰水位下降111.09m,周围几十千米范围 供水中断,使20万居民的生活和工农业生产都受到较 大影响。 同时也影响到整个国民经济,国家不得不重新调整 进口精煤计划,以保钢铁和其他工业生产的需要。
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在上述巳知煤田中含煤岩系的水文地质环境相当 复杂，煤系地层形成时的沉积环境，包括岩相和岩 性组合特征，煤系形成后的地质构造作用，以及现 时所处的自然地理环境变化都很大。 这些水文地质环境条件，决定了矿井在开采该煤系 煤层时的矿井充水的强弱、水害的类型以及水害防 治的方法和防治技术。 我国煤矿划分为6大矿井水害区，具体分布见图。
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(2) 华南晚二叠统岩溶水害区
华南晚二叠统岩溶水害区位于昆仑—秦岭构造带东 段以南，川滇构造带以东地区，属湿润气候区，年降水量 为1200～2000mm。该水害区矿井突水量大，约为2700～ 27000m3/h，矿井正常涌水量为3000～8000 m3/h，矿井担 负着巨额的排水电费400～1500万元；矿区地面塌陷严重， 矿井安全生产受到严重威胁，在雨季，浅部煤层开采受水 害危险更大。
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(6)职工安全意识淡薄，技术素质不高
有的矿井发生突水事故前已有明显征兆，但职工缺 乏安全意识或经验不足，没引起足够重视和采取相应 措施。 有的矿井上山巷道冒落，里面有大量的水、煤、矸 等杂物，而工人在处理时竟从下往上扒，导致突水而 被淹。 有的工人见溜煤眼被堵，竟用水冲，致使眼内大量 积水，有些透水事故就是捅溜煤眼时发生的。
有的井底水仓长期不清理，致使容量减少或水泵排 水能力不足，在矿井发生突水时涌水量大于排水能力， 眼看着矿井被淹。
有的巷道、硐室工程质量不好，水砂慢慢浸下，不 及时分析原因，采取相应措施，处理与地表水相联的 通道，导致地表水溃入井下。
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(2)水文地质情况不清
有些煤矿对井田范围内水文地质情况不清，资料不 全，对地下水、老塘水心中无数，就盲目开井或采掘。