煤矿水害的预防及重大事故案例分析

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1、煤矿水害的预防及 煤矿水害的预防及 重大事故案例分析 重大事故案例分析 姚 姚 建 建 电话 电话 13269358161 13269358161 Email Email yaojian1998 yaojian1998 录目 录目 第一讲 煤矿水害基本常识及治理技术 第二讲 煤矿重大水害典型事故案例介绍第一讲 第一讲 煤矿水害基本常识及治理技术 煤矿水害基本常识及治理技术 前言 前言 一 矿井水的概念 一 矿井水的概念 二 二 矿井水的来源 矿井水的来源 三 综述 三 综述 四 国内外水害治理现状 四 国内外水害治理现状前言 前言 我们知道 煤矿在开拓和开采过 我们知道 煤矿在开拓和开采过 程

2、中 常会遇到地下水渗入巷道 程中 常会遇到地下水渗入巷道 或者引起部分大气降水和地表水流 或者引起部分大气降水和地表水流 入井下 严重的造成矿井突水 酿 入井下 严重的造成矿井突水 酿 成重特大事故 成为阻碍采掘工作 成重特大事故 成为阻碍采掘工作 的不利因素 影响煤矿的安全生产 的不利因素 影响煤矿的安全生产 矿井突水的主要危害有 威胁 矿井突水的主要危害有 威胁 矿工生命安全 影响矿工身体健 矿工生命安全 影响矿工身体健 康 降低生产效率 增加排水费 康 降低生产效率 增加排水费 用 提高开采成本 酸性地下水腐 用 提高开采成本 酸性地下水腐 蚀井下机诫设备 缩短开采机械的 蚀井下机诫设备

3、 缩短开采机械的 寿命 影响煤炭回采率 降低煤质 寿命 影响煤炭回采率 降低煤质 等 另外会引起巷道积水 增加井 等 另外会引起巷道积水 增加井 下运输的困难 破坏巷道顶底板岩 下运输的困难 破坏巷道顶底板岩 石的稳定性 使支护工作复杂化等 石的稳定性 使支护工作复杂化等 矿井水灾防治是煤矿安全生产的 矿井水灾防治是煤矿安全生产的 重要环节 矿井水灾已成为仅次于瓦 重要环节 矿井水灾已成为仅次于瓦 斯的煤矿第二大灾害 因此 进行水 斯的煤矿第二大灾害 因此 进行水 文地质研究 降低矿井水给矿井建设 文地质研究 降低矿井水给矿井建设 和生产带来的危害 实现煤矿安全生 和生产带来的危害 实现煤矿安

4、全生 产 对于煤矿工作来说 有着重要的 产 对于煤矿工作来说 有着重要的 实际意义 我国为做好防治水灾害工 实际意义 我国为做好防治水灾害工 作专门出台了 作专门出台了 煤矿防治水规定 煤矿防治水规定 充分说明政府对该项工作的重视程度 充分说明政府对该项工作的重视程度 共十章 共十章 142 142 条 条 一 一 矿井水的概念 矿井水的概念 第一节 第一节 概念 概念 在矿井建设和生产过程中 以各种形式涌 在矿井建设和生产过程中 以各种形式涌 入井筒 巷道和工作面的大气降水 地表水 入井筒 巷道和工作面的大气降水 地表水 地下水 老窖积水称为矿井水 当矿井涌水量 地下水 老窖积水称为矿井水

5、当矿井涌水量 超过矿井的正常排水能力 而造成矿井水泛滥 超过矿井的正常排水能力 而造成矿井水泛滥 成灾的现象称为矿井水灾 评价矿井的充水程 成灾的现象称为矿井水灾 评价矿井的充水程 度有两个指标 矿井含水系数和矿井涌水量 度有两个指标 矿井含水系数和矿井涌水量 由于矿井的地质条件和岩石性质不同 各矿井 由于矿井的地质条件和岩石性质不同 各矿井 的充水程度也不相同 矿井水给煤矿的安全生 的充水程度也不相同 矿井水给煤矿的安全生 产带来影响 必须搞清矿井充水的水文地质特 产带来影响 必须搞清矿井充水的水文地质特 征 以便选择合理的开采方法 选择经济合理 征 以便选择合理的开采方法 选择经济合理 的

6、安全措施 以防止矿井水灾的发生 的安全措施 以防止矿井水灾的发生 第二节 第二节 矿井水的来源 矿井水的来源 矿井水的来源 决定于一系列的 矿井水的来源 决定于一系列的 自然因素和人为因素 分析研究这些 自然因素和人为因素 分析研究这些 因素以后 才有可能采取防止矿井水 因素以后 才有可能采取防止矿井水 灾发生的必要措施 灾发生的必要措施 一 矿井充水的自然因素 一 矿井充水的自然因素 矿井充水的自然因素包括 大气 矿井充水的自然因素包括 大气 降水 地表水 地形 基岩出露程度 降水 地表水 地形 基岩出露程度 岩石成分 覆盖层的作用 地质构造 岩石成分 覆盖层的作用 地质构造 和埋没的古代地

7、形等 和埋没的古代地形等1 1 大气降水 大气降水 大气降水是矿井充水主要因素之一 除 大气降水是矿井充水主要因素之一 除 了一部分被蒸发和随河流流走以外 另一部 了一部分被蒸发和随河流流走以外 另一部 分则沿着岩石的孔隙 裂隙渗入矿井 分则沿着岩石的孔隙 裂隙渗入矿井 大气降水在不同地区 不同季节 不同 大气降水在不同地区 不同季节 不同 开采深度对矿井充水的影响也不相同 在降 开采深度对矿井充水的影响也不相同 在降 雨量少的西北地区 矿井涌水量就小 在降 雨量少的西北地区 矿井涌水量就小 在降 水量多的南方地区 矿井涌水量就大 即使 水量多的南方地区 矿井涌水量就大 即使 在同一个地区内

8、由于大气降水量是随着季 在同一个地区内 由于大气降水量是随着季 节变化的 矿井涌水量一般也随之发生周期 节变化的 矿井涌水量一般也随之发生周期 性的变化 在一般情况下 矿井涌水量是随 性的变化 在一般情况下 矿井涌水量是随 开采深度的增加而减小 也有的矿井 其涌 开采深度的增加而减小 也有的矿井 其涌 水量却随开采深度的增加而增加 这是由于 水量却随开采深度的增加而增加 这是由于 开采的愈深 水文地质条件愈加复杂的原故 开采的愈深 水文地质条件愈加复杂的原故 2 2 地表水 地表水 地表水位于矿井附近或直接分布在矿井 地表水位于矿井附近或直接分布在矿井 以上的地表水 如河流 湖泊 水溏 水库

9、以上的地表水 如河流 湖泊 水溏 水库 等是矿井充水重要因素 在这种情况下 地 等是矿井充水重要因素 在这种情况下 地 表水直接或间接地通过岩石的孔隙 裂隙 表水直接或间接地通过岩石的孔隙 裂隙 岩溶等进入矿井 如河南义马矿区的个别井 岩溶等进入矿井 如河南义马矿区的个别井 田在小浪底水库附近开采 受地表水威胁很 田在小浪底水库附近开采 受地表水威胁很 大 故必须进行多项的水文地质工作 开采 大 故必须进行多项的水文地质工作 开采 时采取必要的安全生产措施 时采取必要的安全生产措施 3 3 地形 地形 地形对矿井充水有很大的影响 同时也影 地形对矿井充水有很大的影响 同时也影 响地下水的循环条

10、件及含水层埋藏的深度 位于 响地下水的循环条件及含水层埋藏的深度 位于 当地侵蚀基准面以上的矿井 通常是涌水小的矿 当地侵蚀基准面以上的矿井 通常是涌水小的矿 井或无水矿井 在同一地质条件下 位于低标高 井或无水矿井 在同一地质条件下 位于低标高 地区 如河谷 冲沟或低地 可能是涌水量大的 地区 如河谷 冲沟或低地 可能是涌水量大的 矿井 如果四周地形高而中间为低平的盆地时 矿井 如果四周地形高而中间为低平的盆地时 在雨季积水量大 地表排泄条件不好 地表水可 在雨季积水量大 地表排泄条件不好 地表水可 大量补给煤系地层中的含水层 使矿井强烈充 大量补给煤系地层中的含水层 使矿井强烈充 水 反之

11、 在地形较陡的情况下 降水大部分形 水 反之 在地形较陡的情况下 降水大部分形 成地表水流流走 补给地下水量就少 如图一所 成地表水流流走 补给地下水量就少 如图一所 示 示 图一地形对大气降水补给含水层的影响示 图一地形对大气降水补给含水层的影响示 意图 意图 1 1 地表 地表 2 2 含水层 含水层4 4 基岩出露程度 岩石成分和覆盖层的作用 基岩出露程度 岩石成分和覆盖层的作用 如果煤层或基岩岩层出露于地表 其中 如果煤层或基岩岩层出露于地表 其中 又有透水岩层 因而能大量吸收地表水 随 又有透水岩层 因而能大量吸收地表水 随 着巷道掘进 地表水可大量进入矿井 如果 着巷道掘进 地表水

12、可大量进入矿井 如果 煤层或岩层上面存在弱透水层或不透水层 煤层或岩层上面存在弱透水层或不透水层 如粘土层或砂质粘土层覆盖 并且厚度稳 如粘土层或砂质粘土层覆盖 并且厚度稳 定 至少在 定 至少在 5m 5m 以上 则大气降水和地表水 以上 则大气降水和地表水 基本不能进行渗透 如果覆盖层是透水砂 基本不能进行渗透 如果覆盖层是透水砂 层 则水几乎都可渗入 当煤层顶板为良好 层 则水几乎都可渗入 当煤层顶板为良好 隔水层时 可以把水隔开 但在某些地区由 隔水层时 可以把水隔开 但在某些地区由 于开采地段顶板冒落 并在上部形成裂隙 于开采地段顶板冒落 并在上部形成裂隙 时 地表水可大量进入下部的

13、透水层或巷道 时 地表水可大量进入下部的透水层或巷道 中去 中去 我国华北地区多有基岩出露 坚硬岩 我国华北地区多有基岩出露 坚硬岩 层裂隙和岩溶现象显著 成为水的天然聚 层裂隙和岩溶现象显著 成为水的天然聚 积区域 矿井如果不对其加以防治 就会 积区域 矿井如果不对其加以防治 就会 造成大量的水涌入矿井 有时裂隙和石灰 造成大量的水涌入矿井 有时裂隙和石灰 岩溶洞是地表水流入矿井的通道 涌水量 岩溶洞是地表水流入矿井的通道 涌水量 也会急剧增加 也会急剧增加 岩石成分也影响充水程度 胶结很好 岩石成分也影响充水程度 胶结很好 的沉积岩 如细砂岩 粉砂岩 页岩 泥 的沉积岩 如细砂岩 粉砂岩

14、页岩 泥 灰岩等是弱透水层或隔水层 可以有效地 灰岩等是弱透水层或隔水层 可以有效地 阻挡地表水和大气降水的渗透 使矿井充 阻挡地表水和大气降水的渗透 使矿井充 水较小 水较小 在石灰岩溶洞发育的矿井中 其充水 在石灰岩溶洞发育的矿井中 其充水 性很强 对开采的影响很大 如我国华北 性很强 对开采的影响很大 如我国华北 石炭二叠纪煤田 在其煤系底部为奥陶纪 石炭二叠纪煤田 在其煤系底部为奥陶纪 石灰岩 石灰岩中存在大量的岩溶水 如 石灰岩 石灰岩中存在大量的岩溶水 如 果不及时采取措施 就有可能突然涌入矿 果不及时采取措施 就有可能突然涌入矿 井 造成矿井被淹事故 由此可见 在石 井 造成矿井

15、被淹事故 由此可见 在石 灰岩溶洞发育的地区 必须调查清楚石灰 灰岩溶洞发育的地区 必须调查清楚石灰 岩溶洞的分布情况 研究生成过程 以及 岩溶洞的分布情况 研究生成过程 以及 其补给 循环和排泄的关系 开采时 必 其补给 循环和排泄的关系 开采时 必 须事先探放水 并在危险地区留设防水煤 须事先探放水 并在危险地区留设防水煤 柱等措施 柱等措施5 5 地质构造 地质构造 大量流入矿井的水往往和区 大量流入矿井的水往往和区 域地质构造形态有关 断层破碎 域地质构造形态有关 断层破碎 带常是地下水的通道和聚积区 带常是地下水的通道和聚积区 沿断层破碎带可沟通各个含水 沿断层破碎带可沟通各个含水

16、层 并与地表水发生水力联系 层 并与地表水发生水力联系 是造成突然大量涌水的原因 如 是造成突然大量涌水的原因 如 图二所示 图二所示 图二断层破碎带引起涌水示意图 图二断层破碎带引起涌水示意图 1 1 含水层 含水层 2 2 煤层 煤层但是 也不是所有的断层都能 但是 也不是所有的断层都能 造成矿井突水事故 一般来说 造成矿井突水事故 一般来说 断层破碎带本身储存的水量并不 断层破碎带本身储存的水量并不 是很大 主要是与地表水 含水 是很大 主要是与地表水 含水 层有沟通 地下水压力很大 当 层有沟通 地下水压力很大 当 有足够力量突破断层破碎带和隔 有足够力量突破断层破碎带和隔 水层底板时

17、才会引起突水 对煤 水层底板时才会引起突水 对煤 矿生产造成威胁 如图三所示 矿生产造成威胁 如图三所示 图三断层涌水示意图 图三断层涌水示意图 1 1 含水层 含水层 2 2 煤层 煤层此外 涌水也与断层本身透水性有直接关 此外 涌水也与断层本身透水性有直接关 系 根据许多矿井的经验证明 多数逆断层透水 系 根据许多矿井的经验证明 多数逆断层透水 性差 正断层透水性强 如果在矿井中有多条断 性差 正断层透水性强 如果在矿井中有多条断 层 断层的交叉处是最容易发生突水事故的位置 层 断层的交叉处是最容易发生突水事故的位置 如果断层破碎带充填的是较细的柔性颗粒岩石 如果断层破碎带充填的是较细的柔

18、性颗粒岩石 如泥岩 粘土 煤粉等 经后期胶结牢固 也可 如泥岩 粘土 煤粉等 经后期胶结牢固 也可 能起到隔水的作用 能起到隔水的作用 6 6 埋没的古代地形 埋没的古代地形 许多矿井充水决定于埋没的古代地形形状 许多矿井充水决定于埋没的古代地形形状 后期被易透水沉积物所覆盖的起伏不平的古老侵 后期被易透水沉积物所覆盖的起伏不平的古老侵 蚀区 是地下水容易积聚场所 这些地区 不仅 蚀区 是地下水容易积聚场所 这些地区 不仅 一些含水层彼此之间有水力联系 同时含水层与 一些含水层彼此之间有水力联系 同时含水层与 地表水也有联系 有时还有古河床的存在 都给 地表水也有联系 有时还有古河床的存在 都

19、给 矿井充水造成了条件 矿井充水造成了条件 二 矿井充水的人为因素 二 矿井充水的人为因素 矿井充水的人为因素 包括旧淹没巷 矿井充水的人为因素 包括旧淹没巷 道 未封闭的钻孔及不正确的开采方法等 道 未封闭的钻孔及不正确的开采方法等 1 1 旧淹没巷道 旧淹没巷道 旧淹没巷道在老窑或者废弃的巷道中 旧淹没巷道在老窑或者废弃的巷道中 积存着大量的地下水 一旦揭露旧巷道 就 积存着大量的地下水 一旦揭露旧巷道 就 会造成严重水患 老窑和旧巷涌水时 常带 会造成严重水患 老窑和旧巷涌水时 常带 有大量碎屑物和酸性水 能破坏巷道设施和 有大量碎屑物和酸性水 能破坏巷道设施和 开采设备 开采设备 2

20、2 未封闭的钻孔 未封闭的钻孔当钻孔未封闭或者封孔质量不符合规定 当钻孔未封闭或者封孔质量不符合规定 要求时 钻孔可成为地下水的自然通道 巷 要求时 钻孔可成为地下水的自然通道 巷 道掘进遇到钻孔时会造成大量涌水 道掘进遇到钻孔时会造成大量涌水 3 3 不正确的开采方法 不正确的开采方法 如巷道布置不合理 采煤方法不正确 如巷道布置不合理 采煤方法不正确 不能很好排出矿井水的采空区等 都可能造 不能很好排出矿井水的采空区等 都可能造 成大量的水流入巷道 当采空区顶板采用垮 成大量的水流入巷道 当采空区顶板采用垮 落法进行采煤时 常引起地表下沉 造成裂 落法进行采煤时 常引起地表下沉 造成裂 隙

21、漏斗 如果破坏了隔水层 地下水就会涌 隙漏斗 如果破坏了隔水层 地下水就会涌 入工作面 此外 在断层含水区由于放炮震 入工作面 此外 在断层含水区由于放炮震 动或发生冒顶事故时 也会发生涌水现象 动或发生冒顶事故时 也会发生涌水现象 有时会造成突然涌水 如图四所示 有时会造成突然涌水 如图四所示图四 图四 开采后覆岩破坏形成 开采后覆岩破坏形成 覆岩破坏三带 覆岩破坏三带 地下水沿裂隙进入工作面造成水灾害 地下水沿裂隙进入工作面造成水灾害在河谷地区或水体下采煤时 要 在河谷地区或水体下采煤时 要 特别注意巷道设计的合理性 选择 特别注意巷道设计的合理性 选择 正确的采煤方法 防水措施一定要 正

22、确的采煤方法 防水措施一定要 严密周全 严密周全 所有矿井的井口 都必须布置 所有矿井的井口 都必须布置 在历年最高洪水位以上 以免造成 在历年最高洪水位以上 以免造成 洪水灌入井下 洪水灌入井下 三 综述 三 综述 河南省 河南省 100 100 都是地下开采 煤矿水灾是煤矿建 都是地下开采 煤矿水灾是煤矿建 设和生产的主要灾害之一 由于我国煤田水文地质 设和生产的主要灾害之一 由于我国煤田水文地质 条件极为复杂 煤矿突水事故时有发生 它不仅严 条件极为复杂 煤矿突水事故时有发生 它不仅严 重破坏煤矿的正常建设和生产 造成巨大的经济损 重破坏煤矿的正常建设和生产 造成巨大的经济损 失 而且还

23、时刻威胁矿工的生命安全 失 而且还时刻威胁矿工的生命安全 煤矿的水来源于地表水和地下水 地表水主要 煤矿的水来源于地表水和地下水 地表水主要 是指矿区附近的江河 湖泊 池潭 水库和塌陷坑 是指矿区附近的江河 湖泊 池潭 水库和塌陷坑 的积水以及雨水 冰雪融化后汇集的水 地下水主 的积水以及雨水 冰雪融化后汇集的水 地下水主 要是指含水层 断层裂隙水和老空水 这些水源可 要是指含水层 断层裂隙水和老空水 这些水源可 能从各种通道和岩层裂隙渗透进入矿井 当进入煤 能从各种通道和岩层裂隙渗透进入矿井 当进入煤 矿的水量超过矿井的正常排水能力时 就会酿成淹 矿的水量超过矿井的正常排水能力时 就会酿成淹

24、 井事故 井事故 所以故有水灾害的相关概念的定义如下 所以故有水灾害的相关概念的定义如下 凡是在煤矿开拓采掘过程中 渗入 淋 凡是在煤矿开拓采掘过程中 渗入 淋 入 流入 灌入和溃入井筒或工作面的任 入 流入 灌入和溃入井筒或工作面的任 何水源水 统称为煤矿水 何水源水 统称为煤矿水 凡因井巷 工作面与含水层 老窑采 凡因井巷 工作面与含水层 老窑采 区 古井 被淹巷道 地表水体或含水的 区 古井 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 裂隙带 溶洞 洞穴 陷落柱 顶板冒落 带 构造破碎带等接通或沟通而产生的出 带 构造破碎带等接通或沟通而产生的出 水事故 称为煤矿突

25、水 水事故 称为煤矿突水 凡影响生产 威胁采掘工作面或煤矿安 凡影响生产 威胁采掘工作面或煤矿安 全的 增加吨煤成本和使煤矿局部或全部 全的 增加吨煤成本和使煤矿局部或全部 被淹没的煤矿水 称为煤矿水害 被淹没的煤矿水 称为煤矿水害 由于突水 停电设备故障 由于突水 停电设备故障 山洪泄入 揭露富水层而导致煤 山洪泄入 揭露富水层而导致煤 矿被淹没 巷道塌方 矿工被困 矿被淹没 巷道塌方 矿工被困 淹 井下 称为煤矿水灾害 淹 井下 称为煤矿水灾害 针对受水灾害的煤矿而采取 针对受水灾害的煤矿而采取 的抢险排水为主要技术手段 以 的抢险排水为主要技术手段 以 抢救遇险矿工 恢复被淹煤矿排 抢救

26、遇险矿工 恢复被淹煤矿排 水能力为目的的一系列技术经济 水能力为目的的一系列技术经济 社会活动 称为煤矿水灾害救治 社会活动 称为煤矿水灾害救治 根据造成煤矿水害的水源进行分类 我们把 根据造成煤矿水害的水源进行分类 我们把 煤矿水灾害分成四种类型 煤矿水灾害分成四种类型 1 1 地表水灾害 地表水灾害 大气降水 江河 湖泊等 从井口或采区 大气降水 江河 湖泊等 从井口或采区 冒落列席带 断层钻孔等进入 如 平顶山市 冒落列席带 断层钻孔等进入 如 平顶山市 一小煤矿 洪水直接进入井筒 如 洛阳市新 一小煤矿 洪水直接进入井筒 如 洛阳市新 安寺沟煤矿 河水直接与井下的护河煤柱沟 安寺沟煤矿

27、 河水直接与井下的护河煤柱沟 通 造成淹井事故 通 造成淹井事故 2 2 老空水灾害 老空水灾害 即 古井 小窑 废巷几采空区积水 采掘 即 古井 小窑 废巷几采空区积水 采掘 工作面与之接近或沟通 使水体进入巷道或工 工作面与之接近或沟通 使水体进入巷道或工 作面 造成事故的 这是无论在国有重点 国 作面 造成事故的 这是无论在国有重点 国 有地方及乡镇小煤矿是最多的水害事故 都一 有地方及乡镇小煤矿是最多的水害事故 都一 一发生过 一发生过 3 3 孔隙或裂隙水灾害 孔隙或裂隙水灾害 属第三系 第四系松散含水层孔隙水 有的 属第三系 第四系松散含水层孔隙水 有的 为顶板砂岩的含水层水 流沙

28、水或泥沙等 有的 为顶板砂岩的含水层水 流沙水或泥沙等 有的 为地表补给水 当采空区冒落 裂隙导通后 或 为地表补给水 当采空区冒落 裂隙导通后 或 采面底板破裂或钻孔封孔不良 造成突水淹采面 采面底板破裂或钻孔封孔不良 造成突水淹采面 采区 或是淹井的事故 如 永煤集团的陈四楼 采区 或是淹井的事故 如 永煤集团的陈四楼 车集煤矿 郑煤集团的米村 裴沟矿等等 车集煤矿 郑煤集团的米村 裴沟矿等等 4 4 岩溶水灾害 岩溶水灾害 这主要是属于薄层或是厚层灰岩水灾害 在 这主要是属于薄层或是厚层灰岩水灾害 在 河南省是二 河南省是二 1 1 煤以下的七灰 八灰水 采动后 煤以下的七灰 八灰水 采

29、动后 使得水系导通工作面 造成淹井等事故 河南省 使得水系导通工作面 造成淹井等事故 河南省 的焦煤集团 荥巩煤田 禹州煤田的水害 主要 的焦煤集团 荥巩煤田 禹州煤田的水害 主要 是石炭二叠纪的奥灰水 或寒武纪的寒灰水 如 是石炭二叠纪的奥灰水 或寒武纪的寒灰水 如 焦煤 荥阳的王河 平禹的新峰 梁北煤矿等 焦煤 荥阳的王河 平禹的新峰 梁北煤矿等 都是受到这种水的影响 都是受到这种水的影响 水害的危害 水害的危害 1 1 通过初步统计 各种灾害平均每次事故的死亡 通过初步统计 各种灾害平均每次事故的死亡 人数为 瓦斯 人数为 瓦斯 5 54 5 54 人 火灾 人 火灾 0 56 0 56

30、 人 水灾 人 水灾 5 58 5 58 人 冒顶 人 冒顶 1 18 1 18 人 可以看出瓦斯和水灾每起的死 人 可以看出瓦斯和水灾每起的死 亡率最高 数字惊人 亡率最高 数字惊人 2 2 各种灾害的损失面大 平均每起事故计算结果 各种灾害的损失面大 平均每起事故计算结果 是瓦斯 是瓦斯 11 52 11 52 万元 万元 起 火灾 起 火灾 13 61 13 61 万元 万元 起 水灾 起 水灾 16 00 16 00 万元 万元 起 冒顶 起 冒顶 3 22 3 22 万元 万元 起 其中水灾害的 起 其中水灾害的 损失最高 损失最高 3 3 各种灾害的工作日损失统计为瓦斯 各种灾害的

31、工作日损失统计为瓦斯 16954 16954 工 工 日 日 15500 15500 工日 水灾 工日 水灾 18590 18590 工日 冒顶 工日 冒顶 5222 5222 工 工 日 以水灾工作日损失最多 日 以水灾工作日损失最多 煤矿水灾害的成因分析 煤矿水灾害的成因分析 1 1 一些煤矿 特别是乡镇小煤矿 在 一些煤矿 特别是乡镇小煤矿 在 开采设计过程中 对于防治水灾害的 开采设计过程中 对于防治水灾害的 措施不合理 没有设计探放水措施 措施不合理 没有设计探放水措施 没有设计防水煤柱等 没有设计防水煤柱等 2 2 对煤矿的水文地质分析不够 特别 对煤矿的水文地质分析不够 特别 是

32、探放水不够 在开采中盲目掘进 是探放水不够 在开采中盲目掘进 造成突水事故 造成突水事故 3 3 在开采过程中 矿工违章违规操 在开采过程中 矿工违章违规操 作 造成水灾事故 作 造成水灾事故 4 4 煤矿没有制定相应的安全规程 煤矿没有制定相应的安全规程 装备不齐全 不到位 导致水灾害 装备不齐全 不到位 导致水灾害 发生 发生 5 5 煤矿供电和排水系统运行可靠性 煤矿供电和排水系统运行可靠性 能出现故障 造成煤矿水灾害事故 能出现故障 造成煤矿水灾害事故 6 6 地震 山洪暴发等自然灾害引发 地震 山洪暴发等自然灾害引发 了煤矿水灾还事故等 了煤矿水灾还事故等 从我国河南省多年的煤矿水灾

33、害救 从我国河南省多年的煤矿水灾害救 治的理论和实践表明 目前我国对于煤 治的理论和实践表明 目前我国对于煤 矿水灾害救治缺乏系统性 计划性和应 矿水灾害救治缺乏系统性 计划性和应 急性 主要表现在 急性 主要表现在 没有从系统高度来分析 计划和开 没有从系统高度来分析 计划和开 展煤矿水灾害救治工作 从而使得煤矿 展煤矿水灾害救治工作 从而使得煤矿 水灾害救治缺乏整体性和计划性 只是 水灾害救治缺乏整体性和计划性 只是 被动地对水灾害采取应急救治措施 被动地对水灾害采取应急救治措施 对于煤矿水灾害救治的设备以及需 对于煤矿水灾害救治的设备以及需 要的各种物资缺乏合理和科学的管理和 要的各种物

34、资缺乏合理和科学的管理和 调度制度 调度制度 各个专业煤矿水灾害救治单位缺乏合 各个专业煤矿水灾害救治单位缺乏合 理的人员管理和培训 理的人员管理和培训 各个专业煤矿水灾害救治单位之间 专 各个专业煤矿水灾害救治单位之间 专 业煤矿水灾害救治单位和各个煤矿之间以及 业煤矿水灾害救治单位和各个煤矿之间以及 专业煤矿水灾害救治单位和各种社会物资 专业煤矿水灾害救治单位和各种社会物资 专家之间没有建立信息沟通渠道和信息库 专家之间没有建立信息沟通渠道和信息库 使得煤矿水灾害发生时 不能及时作出反 使得煤矿水灾害发生时 不能及时作出反 应 同时不能及时得到所需要的救治 抢险 应 同时不能及时得到所需要

35、的救治 抢险 物资和各个方面专家的指导 使得水灾害救 物资和各个方面专家的指导 使得水灾害救 治的工作效率低下 治的工作效率低下 各个专业煤矿水灾害救治单位现 各个专业煤矿水灾害救治单位现 有救治设备缺乏合理的管理和维护 有救治设备缺乏合理的管理和维护 使得在需要设备时 往往不能准确快 使得在需要设备时 往往不能准确快 速的找到 不能及时把设备运往救治 速的找到 不能及时把设备运往救治 现场 现场 救治缺乏合理的计划和科学实施 救治缺乏合理的计划和科学实施 手段 主要是凭借救治人员的经验来 手段 主要是凭借救治人员的经验来 进行的 进行的 缺乏高效 适用 可靠的抢险排 缺乏高效 适用 可靠的抢

36、险排 水技术装备和技术手段 水技术装备和技术手段 四 国内外现状 四 国内外现状 1 1 国内现状 国内现状 在突水机理与突水分析方面 提出了 在突水机理与突水分析方面 提出了 突水系 突水系 数 数 等效隔水层 等效隔水层 和底板隔水层中的 和底板隔水层中的 原始导高 原始导高 等 等 概念 经多年的试验观测与研究 认为底板突水 概念 经多年的试验观测与研究 认为底板突水 机理是 机理是 含水层富水性 隔水层厚度及其存在的天 含水层富水性 隔水层厚度及其存在的天 然裂隙与水压 矿压 采动活动影响 等因素的 然裂隙与水压 矿压 采动活动影响 等因素的 综合作用结果 综合作用结果 对突水分析采用

37、了统计学方法 对突水分析采用了统计学方法 力学平衡和能量平衡方法 同时 开始应用井下 力学平衡和能量平衡方法 同时 开始应用井下 物探技术 如坑道透视法 井下电法 氡气测定 物探技术 如坑道透视法 井下电法 氡气测定 法等来探测充水水源和充水通道 并在研究 法等来探测充水水源和充水通道 并在研究 验证预测突水量的数字模型方面有了较大的进展 验证预测突水量的数字模型方面有了较大的进展 在煤矿水灾害防治技术方面 在煤矿水灾害防治技术方面 煤矿水灾害防治技术主要有疏干降 煤矿水灾害防治技术主要有疏干降 压和堵水截流等方法 压和堵水截流等方法 疏干降压是我国煤矿防治水 疏干降压是我国煤矿防治水 灾害的

38、主要技术措施 而堵水截流 灾害的主要技术措施 而堵水截流 是我国煤矿防治水灾害的重要方法 是我国煤矿防治水灾害的重要方法 2 2 国外现状 国外现状 采用主动防护法 即采用地面垂直钻 采用主动防护法 即采用地面垂直钻 孔 用潜水泵专门疏干含水层水 德国就研 孔 用潜水泵专门疏干含水层水 德国就研 制了高扬程 制了高扬程 700m 700m 大排量 大排量 5000m3 h 5000m3 h 大功率 大功率 2000kw 2000kw 的潜水 的潜水 泵 并且采用电脑自动控制来防水灾害 泵 并且采用电脑自动控制来防水灾害 在堵水截流方面也有很大的发展 开 在堵水截流方面也有很大的发展 开 挖 护

39、壁 清渣 疏水作业 是当前国外先 挖 护壁 清渣 疏水作业 是当前国外先 进的堵水截流技术 另外利用挖沟机在松散 进的堵水截流技术 另外利用挖沟机在松散 层中修建帷幕 建造地下帷幕方法也愈来愈 层中修建帷幕 建造地下帷幕方法也愈来愈 受到重视 受到重视 第二讲 第二讲 煤矿重大水害典型事故案例介绍 煤矿重大水害典型事故案例介绍 前言 前言 一 避免水灾害事故典型案例 一 避免水灾害事故典型案例 二 违规违章水灾害事故案例 二 违规违章水灾害事故案例 三 综述 三 综述前言 前言 从 从 2000 2000 年到 年到 2008 2008 年 年 9 9 年间 年间 10 10 人以 人以 上的

40、水灾害事故多达 上的水灾害事故多达 12 12 起 共死亡 起 共死亡 208 208 人 平均 人 平均 17 33 17 33 人 人 起 是河南省最为严 起 是河南省最为严 重的煤矿事故之一 另外还有 重的煤矿事故之一 另外还有 4 4 5 5 起 起 水灾害事故被一一救出 最突出的是 水灾害事故被一一救出 最突出的是 2007 2007 年 年 7 7 月 月 29 29 日三门峡陕县支建煤矿透 日三门峡陕县支建煤矿透 水事故 水事故 69 69 人全部救出 另外是平禹煤 人全部救出 另外是平禹煤 电新峰一矿淹井事故 电新峰一矿淹井事故 400 400 多人无一伤亡 多人无一伤亡 这充

41、分说明了水灾害的严重性 这充分说明了水灾害的严重性 但在一定条件下只要救护及时 井下 但在一定条件下只要救护及时 井下 有躲避空间是可以避免事故的 发现 有躲避空间是可以避免事故的 发现 及时 及时撤除人员 是不会受到伤 及时 及时撤除人员 是不会受到伤 害的 我们在最长 害的 我们在最长 21 21 天救出一人 洛 天救出一人 洛 阳市宜阳县焦家凹煤矿 阳市宜阳县焦家凹煤矿 下面我就几个类型的典型案例给 下面我就几个类型的典型案例给 大家做一介绍 以从中吸取教训确保 大家做一介绍 以从中吸取教训确保 煤矿安全生产 煤矿安全生产 一 避免水灾害事故典型案例 一 避免水灾害事故典型案例 一 平禹

42、煤电 一 平禹煤电 新峰一矿 新峰一矿 10 19 10 19 突水事 突水事 故案例分析 故案例分析 2005 2005 年 年 10 10 月 月 19 19 日某矿东大巷水闸门以 日某矿东大巷水闸门以 东 东 967m 967m 处 扩修巷道时发生底板突水事 处 扩修巷道时发生底板突水事 故 最大突水量 故 最大突水量 38056 m 3 h 38056 m 3 h 从开始突 从开始突 水到矿井被淹历时 水到矿井被淹历时 81 81 分钟 分钟 1 1 矿井概况 矿井概况 该矿井田西依丘陵 东临平原 地 该矿井田西依丘陵 东临平原 地 势由北西向南东微倾斜 地面标高 势由北西向南东微倾斜

43、 地面标高 208 70 m 117 70 m 208 70 m 117 70 m 井田总体构造形 井田总体构造形 态为向南西倾斜的单斜构造 地层倾角 态为向南西倾斜的单斜构造 地层倾角 10 25 10 25 局部地段大于 局部地段大于 40 40 井田西 井田西 部 西南部及东北部均以断层为自然边 部 西南部及东北部均以断层为自然边 界 井田内断层比较发育 以北东向及 界 井田内断层比较发育 以北东向及 北西向正断层为主 构造类别属中等 北西向正断层为主 构造类别属中等 该矿始建于 该矿始建于 1969 1969 年 年 12 12 月 月 1976 1976 年 年 10 10 月简易投

44、产 主采二迭系山西组二 月简易投产 主采二迭系山西组二 1 1 煤层和二 煤层和二 3 3 煤层 井田面积 煤层 井田面积 13 5km2 13 5km2 设计生产能力 设计生产能力 0 6Mt a 0 6Mt a 后 后 经改造 经改造 2005 2005 年经上级主管部门核定 年经上级主管部门核定 生产能力 生产能力 1 05Mt a 1 05Mt a 矿井为立井单水 矿井为立井单水 平上 下山分区开拓 水平标高 平上 下山分区开拓 水平标高 200 200 m m 中央边界抽出式通风 矿井正常 中央边界抽出式通风 矿井正常 涌水量 涌水量 430 m3 h 430 m3 h 承压水位标高

45、 承压水位标高 132 m 132 m 2 2 事故经过 事故经过 2005 2005 年 年 10 10 月 月 19 19 日 日 15 15 时 时 50 50 分 分 200m 200m 水平东大巷扩 水平东大巷扩 修时 盯面检查工发现扩砌工作面附近有 修时 盯面检查工发现扩砌工作面附近有 4m 4m 长的拱帽 长的拱帽 冒落 而且扩砌处向后 冒落 而且扩砌处向后 20m 20m 范围内巷道压力增大 底 范围内巷道压力增大 底 板鼓起 该检查工立即向矿调度室汇报 接到汇报后 板鼓起 该检查工立即向矿调度室汇报 接到汇报后 矿领导派地测科科长到现场观察并查明原因 同时命 矿领导派地测科科

46、长到现场观察并查明原因 同时命 令现场作业人员撤离 当时在井下带班的两名副矿长 令现场作业人员撤离 当时在井下带班的两名副矿长 及安检 监 科科长得知这一情况后 迅速赶赴现场 及安检 监 科科长得知这一情况后 迅速赶赴现场 16 16 时 时 20 20 分碹帽塌落长度增加到 分碹帽塌落长度增加到 8m 8m 后方 后方 10m 10m 范围内 范围内 砌体严重变形脱落 底板鼓起严重 砌体严重变形脱落 底板鼓起严重 17 17 时 时 18 18 分 冒顶 分 冒顶 处底鼓高度达 处底鼓高度达 1 2 m 1 2 m 涌水量约 涌水量约 80m3 h 80m3 h 矿长立即向 矿长立即向 平禹

47、煤电公司调度室进行了汇报 平禹煤电公司总工 平禹煤电公司调度室进行了汇报 平禹煤电公司总工 程师紧急赶到矿上 同相关人员一起下井查看 程师紧急赶到矿上 同相关人员一起下井查看 18 18 时 时 20 20 分 水量增大 涌水量约 分 水量增大 涌水量约 180 m3 h 180 m3 h 矿井立即启动 矿井立即启动 水灾应急救援预案 受水害威胁的人员迅速沿避灾路 水灾应急救援预案 受水害威胁的人员迅速沿避灾路 线进行撤离 线进行撤离 18 18 时 时 38 38 分 冒顶处底板突然一声巨响 喷 分 冒顶处底板突然一声巨响 喷 出约 出约 0 6m 0 6m 见方的水柱 涌水量约 见方的水柱

48、 涌水量约 5000 m3 h 5000 m3 h 以 以 上 已远远超出矿井排水能力 上 已远远超出矿井排水能力 1400m3 h 1400m3 h 19 19 时 时 07 07 分 水量进一步增大 在主石门调车站 分 水量进一步增大 在主石门调车站 处用浮标法粗略测算 涌水量达 处用浮标法粗略测算 涌水量达 12000m3 h 12000m3 h 以 以 上 由于水量大 流速快和冲出的杂物使水闸 上 由于水量大 流速快和冲出的杂物使水闸 门无法关闭 此时 井下其它区域人员在各级 门无法关闭 此时 井下其它区域人员在各级 干部的带领下按避灾路线撤至地面 中央泵房 干部的带领下按避灾路线撤至

49、地面 中央泵房 大泵全部启动 大泵全部启动 19 19 时 时 59 59 分 中央变电所及泵房被淹 司泵 分 中央变电所及泵房被淹 司泵 工 副井底信号工升井 至此 当班井下的 工 副井底信号工升井 至此 当班井下的 472 472 名干部职工全部升井 无一人员伤亡 从 名干部职工全部升井 无一人员伤亡 从 矿井突水到矿井被淹只有 矿井突水到矿井被淹只有 81 81 分钟 分钟 3 3 原因分析 原因分析 突水点位于东大巷 突水点位于东大巷 967m 967m 附近 该段 附近 该段 巷道为砌碹支护 巷道为砌碹支护 1999 1999 年施工 上距二 年施工 上距二 1 1 煤层 煤层 20

50、m 20m 二 二 1 1 煤已于 煤已于 2001 2001 年回采结束 年回采结束 因原施工巷道断面小 对该段巷道进行扩 因原施工巷道断面小 对该段巷道进行扩 修 修 A A 突水点分析 突水点分析 突水时 现场有人观察 突水点位置 突水时 现场有人观察 突水点位置 清楚 底鼓范围大 突水迅猛 突水处呈 清楚 底鼓范围大 突水迅猛 突水处呈 线状沿巷道展布 是一个长度大于 线状沿巷道展布 是一个长度大于 10m 10m 的 的 出水带 出水带 B B 水源分析 水源分析 此次突水来势猛 水量大 最大 此次突水来势猛 水量大 最大 突水量约 突水量约 38056m3 h 38056m3 h