礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中,地面水和地下水會(huì)通過各種通道涌入礦井。為保證礦井正常建設(shè)與生產(chǎn),必須采取各種措施防止水進(jìn)入礦井或者將進(jìn)入礦井的水排至地面,但當(dāng)?shù)V井涌水超過正常排水能力或在采掘工作時(shí)挖透老塘積水或巖溶水等地下水體時(shí),就會(huì)造成水害。
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。
一、礦井水的來源
1、地表水源。地表水源主要有降雨和下雪,以及江河、湖泊、沼澤、水庫和洼地積水等。它們在一定條件進(jìn)入礦井形成水害。
2、地下水源。包括老窯水、含水層水、斷層水、巖溶陷落柱水、鉆孔水等。
二、礦井水的危害
礦井水來源于地表水和地下水,其危害主要有:
1、井下巷道和采掘工作面出現(xiàn)淋水時(shí),空氣潮濕,人易患風(fēng)濕病。
2、礦井水腐蝕井下各種金屬設(shè)備、支架、軌道等。
3、如果發(fā)生了突水和透水,就可能淹沒采掘工作面或礦井,造成人員傷亡。
三、礦井水害的類型
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(dòng)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。
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
4、巖溶水水害
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。
四、礦井水災(zāi)事故的預(yù)防措施
《煤礦安全規(guī)程》第252條規(guī)定: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(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng),進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測、水害預(yù)報(bào),并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。一般來說,預(yù)防水害的預(yù)防措施可以概括為“探、防、堵、截、排”及“疏、放”等7個(gè)字。
探:即井巷探水;
防:即井上下防水設(shè)施及防水措施;
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。
截:即留設(shè)各種防水煤柱隔阻有害水源;
排:即井下排水設(shè)施和排水能力;
疏:即疏水降壓或疏干有害含水層;
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。
五、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(dòng)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(shí);
(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)。
六、透水前的預(yù)兆
《煤礦安全規(guī)程》第266條規(guī)定:采掘工作面或其他地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預(yù)兆時(shí),必須停止作業(yè),采取措施,立即報(bào)告礦調(diào)度室,發(fā)出警報(bào),撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員。