煤矿立井冻结施工中出水事故分析

煤矿立井冻结施工中出水事故分析

[摘要]在煤矿立井冻结施工过程中，经常会出现出水事故，其受各种因素影响，严重阻滞了施工进度，因此本文按照工程规范，针对工程实际情况进行分析，从而找出煤矿立井冻结施工过程中出水事故的原因，采取相关措施进行补救，提高工程质量，避免不必要的意外事故。

【关键字】煤矿；立井冻结施工；出水事故；分析

前言

煤矿立井别称为竖井，其是连接井下与地面的主要通道，井下的作业人员通过将工程材料、设备以及提取的矿物放入竖井中提取到地表之上，是煤矿的主要提升运输系统。然而在部分地区由于各种因素的影响，煤矿立井冻结施工过程中会出现出水的情况，其不仅影响了施工的进度与质量，也对施工人员的人身安全造成了一定的威胁。因此，应该对煤矿立井冻结施工中出水事故的原因进行分析，并采取相关措施进行补救，避免意外事故的发生。

一、工程规范

对本工程立井冻结施工进行常规性检查，看其是否满足《煤矿安全规程》与《施工规范》的要求。一般情况下而言，煤矿竖井在开挖之前冻结时间规定为35天，井帮温度应该符合《建井手册》中的规定，盐水去回路的温度差应该控制在2.5℃上下，观察冻结后井筒水文孔水位高度，看其是否与外界水位产生联系。如果在开挖检查之后出现出水事故，则需要迅速找出原因，保证煤矿竖井施工的安全性。

二、煤矿立井冻结施工中出水事故原因分析

（一）地质勘探原因

地质勘探的程度较低，也容易引发立井冻结施工中的出水事故。因此在设计过程中，必须对周围环境进行测温，并且详细分析水文地质的资料，则会降低出水事故发生的几率。

（二）对水文地质条件的分析不足

在煤矿立井冻结施工之前，勘测组对水文地质条件的勘测准备不足，没有对周围存在的自然因素予以分析考虑，从而造成冻结施工中的出水事故，这个原因是出水事故的根本原因。由于在工程施工的过程中，已经对相关水源地进行了细致的勘探与分析，并针对周围地质提出了相关的要求，即井筒和供水水井之间的距离相隔300米。在分析过程中，由于对水利联系问题考虑不周，从而在实际施工时井筒和供水水井之间的距离远远脱离设计距离，从而造成出水。

强含水层与所冻地层联系十分密切，水源井的数量流失与地下水井流速度成反比，因此井筒冻结管周围的温度便升高。在施工之前施工组织未曾发现这个问题，从而为工程施工留下了出水事故的隐患。

（三）施工过程中存在的相关问题

在煤矿立井冻结工程施工的过程中，存在着一些意想不到的问题，只有将这些问题查明，才能够找到症结所在。

1.探究水文观测孔的深度

水文观测孔的深度在设计时应该与当地地质条件相符，如果其设计的深度达不到要求，则可能出现出水事故。因此应该按照《煤矿安全规程》根据实际情况对水文观测孔的深度进行测量与调整。

2.测温点出现的问题

在本工程中，设计的6个测温点均布置在目的层中，由于未对其中的隐患层设置测温点，则会造成隐患遗留问题，因此需要对测温点进行加密，防止因测温点设计的位置失误将隐患层遗漏。

3.方案设计

本工程所应用的是差异冻结设计方案，排除相关环境因素，差异冻结是一种可行的方案，然而在实际施工过程中，由于受到众多因素的限制，差异冻结的位置便难以确定，因而其冻结的结果便缺乏了可信度。凿井速度也对差异冻结产生一定的影响，因此这种方案是不可取的。

4.未选对水源井的位置

施工组在施工之前，并未对水源井的位置进行详细勘测，因此在实际施工过程中便因水源井距离井筒的位置而产生问题。

（四）煤矿立井冻结孔施工质量问题

在工程实施的过程中，应该防微杜渐，重视冻结孔的质量问题。冻结孔的质量影响着工程的顺利进行。

1.在煤矿立井冻结施工的过程中，应该按照设计图纸严格进行，如果在实际施工过程中将原有的二台制冷机组调换成一台制冷机组，而制冷的维护周期不便，则会使其稀管段备受压力，从而引发出水事故。

2.在井筒施工的过程中，应该对出水的征兆进行预防，如果在6小时之内地

下水量开始增加，那么便需要停止施工，及时分析水量增加的原因，避免出现出水事故。

三、措施补救

对煤矿立井冻结施工中出水事故的原因进行分析之后，应该根据其事故原因及时采取措施，保证井筒的按时开挖。

（一）为了避免地下水流过大，冲刷冻结壁使其出现渗水，因此应该将厂内以及周围所用水井全部关闭，并且从附近水源井为工业以及生活提供用水。

（二）预测天窗所开位置，如果天窗开的位置在地下水流向的正上方，那么则应该将测温孔1#的位置进行更替，并将原先的测温孔改作冻结孔，然后再局部冻结表土段。

（三）准备型号为YSLG20CF2B的冷冻机一台，冷冻机形状为螺杆状，在冻结完表土段之后，将其安装，然后采用专业温度测量仪器测量盐水温度。从测量仪器中可以观测到，盐水温度呈下降趋势，当其降到零下31.5摄氏度时，则关闭冻结壁窗口，再在十日之后重新进行开工。

（四）对于水源井的选择，应该提前预测。进行抽水之后，如果水源井对周围地层冻结的区域不造成影响，那么此处水源井便可被选择。一般情况下来说，水流的上方是水源井布置的最佳位置，其与井筒的绝对距离应为400米，这样就能够避免其对冻结结果造成影响了。

（五）在《煤矿安全规程》中有以下相关规定，即“水文孔冒水七天，水量正常，确认冻结壁已交圈后可试挖”。依据此规定进行施工，从而避免煤矿立井冻结施工中的出水事故。

（六）具体问题具体分析，如果水文孔没有出现冒水情况，则需要采取相关措施，保证冻结壁交圈的顺利进行，满足相关施工要求，在一切准备就绪之后，才能够进行试挖。

结语

本文在相关工程的基础上，进行实地考察，按照相关的工程规范，针对工程实际情况进行分析，对煤矿立井冻结施工过程中出水事故的原因进行详细说明，并采取了相关措施进行补救，既提高工程质量，又避免了不必要的意外事故。因此在竖井冻结施工过程中，应该首先考虑其自然因素，在自然因素的基础上应用先进技术进行分析，保证施工区域的水文条件不对施工质量与进度造成影响，从而保证工程的顺利施工。