结合对矿井水害事故分析

浅谈如何进行矿井水害综合防治

【摘要内容】：矿井各类水害的综合防治

【关 键 词】：老窑水、孔隙水、顶板水

    开展矿井水害防治是杜绝重大水害事故的发生，保障职工安全、保护国家资源和财产，保证矿井可持续发展的首要工作，是推进改革发展与和谐稳定的内在要求。为此，本人对如何做好矿井防治进行些粗浅探析。

一、矿井水害的主要类型及特点

（一）老窑积水透水水害

 所谓老窑水，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源的乱掘小窑积水或矿井本身自掘的废巷老塘水。这种水体十分集中，压力传递迅速，是煤矿生产普遍存在的一种水害。

（二）地表山洪水害

在有地表水体分布的地区，如长年有水的河流、湖泊、水库、塘坝等，因煤矿井下防水煤（岩）柱留设不当，当井下采掘工程发生冒顶或沿断层带坍裂导水时，地表水将大量迅速灌入下井下。因此，防水重于排水，防重于治。

（三）第四系松散孔隙含水层和第三系含水砂砾层水害

矿井目前主要开采中生代侏罗纪和古生代石炭二叠纪地层中的煤炭。新生代第四系松散孔隙充水含水层甚至第三系充水含水砂砾层往往呈不整合覆盖在这些煤系地层之上。它直接接受大气降水和展布其上的河汉、湖泊、水库等地表水体的渗透补给，形成松散孔隙充水含水体。这些含水体常年累月地不断地向其下伏的煤层和煤层顶底板充水含水层以及断层裂隙带渗透补给。

（四）煤层顶板充水含水层水害

煤系地层中一般包括多层可采煤层，其中有的可采煤层厚度又很大，在这些煤层顶板之上往往沉积有多层充水含水层，有的甚至是强岩溶充水层。由于采动和断层裂隙塌陷滑移等原因，使顶板充水含水层的水突然泄入采掘工作面，造成重大滴水害事故。

（五）岩溶陷落柱水害

这种水害，赋存条件孤立而隐蔽，事前难以探查发现，防治难度极大。

（六）断层破碎带突水水害

这种类型的水害，既可与老窑水发生联系，也可与煤层顶板含水层或底板承压含水层甚至与地表水体发生水力联系而引起，是煤矿水害类型中最普遍的一类。

二、矿井不同类型的水害防治

（一）地表水害的防治

矿井水的主要来源是地表水和大气降水的渗透补给。即使原水层的矿井充水，其最终补给也是大气降水或地表水，充水含水层，只不过是它的直接或间接通道罢了。因此矿井防治水最重要的一个环节就是防治地表或大气降水的渗透补给。对于一些强充水含水层防治的着眼点也应从这方面考虑。

案例：某矿区开采太原群煤层，煤系总厚160米左右，顶板岩性以灰岩为主，累计沉积厚达45米，裂隙发育、渗透系数较大。矿区边界基本是隔水的，可是在开采该煤系时先后5次突水，其中3次局部淹井，2次全井被淹。

事故直接原因：由于该矿区汇水面积中山区面积大，平原面积小，且平原水系乱，河床比较小。降雨和地表册洪汇聚，通过灰岩裂隙渗入井下所致。

治理措施：采取井着眼、地面着手的方针，防、排、治相互结合。

具体措施如下：

（1）在近山区，以蓄为主，蓄防结合。结合地方水土整治，建水库，挖鱼鳞坑植树，开挖山前顺水沟，进行水土保持，减少水土流失，尽量使山洪少下山或缓慢下山。

（2）在矿区外围，以防为主，排放结合。在太原群灰岩露头以外，挖排洪沟组成截圈，截山洪内侵，使外围山洪集中汇向主干排洪道（有渗透段则需铺底防渗），排洪道下游设闸并建排洪站，一旦河水倒流可落闸向外排水。

（3）矿区内部，以导流为主，导排结合，在低平的矿区内部，结合采动的低凹塌陷区分布情况，挖纵横交错的排洪道进入矿区的地表水、平原区降水和矿井迅速泄出矿区。如一些低凹塌陷区有渗漏可能者，则设站排出，使其永不存水。

（二）老窑水的防治

老窑水在煤矿生产中具有普遍性，其危害性较大，针对老窑水害的主要防治对策，就是要严格执行探放水原则。即“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”，同时要统筹兼顾，做好以下七个方面的问题：

1、克服麻痹侥幸心理，避免疏忽大意

由于老窑积水的分布规律不易掌握，又带有灾害的特点，一旦警惕不高，很简单的问题也会酿成惨痛的水害事故。因此，必须采取严肃慎重和一丝不苟的工作态度，坚持“全面分析，逐头逐面排查，多找疑点，有疑必探”的基本原则。

2、认真分析老窑积水的调查资料

老窑和地方小煤矿开采的积水范围，由于缺乏准确的测绘资料，是老窑水防治难度大县城易于发生水害的主要原因。即使是自采自掘有准确测绘资料的国有矿山的老塘废巷积水，也存在巷道长度记录不准、漏记小盲洞、意外冒顶阻水、下层采动沉陷重新积水等情况。因此，对老窑积水调查资料的系统分析和正确使用，是防治这类水害事故的一个重要关键环节。即使有了资料和“三线”分布图，应用时仍要随时警惕，不能绝对化、盲目自信，而要根据现场的新情况，及时重新分析判断或补充调查。

3、制订合理有效的防治对策

老窑积水的主要防治方法就是“探放”。但放与不放？何时探放？怎样探放？需要从安全生产全局出发，根据矿井和老窑积水的具体条件，权衡利弊，作出战略性决策和安排。

4、严密组织探水掘进

防治老窑积水的唯一有效手段就是探水掘进，在有足够帮距、超前距和控制密谋的钻孔掩护下，掘进巷道逐步接近它，最后达到发现之的目的。

5、特别注意近探近放和贯通积水巷道或积水区

6、重视自采自掘采空区废巷积水的探放

对原不积水的区域要分析重新积水的条件和可能，经常圈定积水区，不过分自信，盲目进行近探近放。

7、钻、物探结合问题

积极采用物探手段，圈定积水区，减少超前探水的工作量，开展探水孔端的孔间透视，以减少钻孔密度。物探结合，必须要以钻探为主，物探资料要有钻孔验证。

案例：

某矿开采侏罗系15#层上覆8#、9#、11#、12#、14#五层采空区，开采年限从60年代——80年代，根据地质水文资料显示，没有积水区。2009年，当开采该煤系15#层309盘区8916工作面时，经过认真分析调查，决定坚持探放水原则，试探性的施工探放水孔，结果，满孔水日排水量约1700立方，继续掘进该巷道的650米处，测得放水孔压力值为0.18Mpa，反推算出该盘区积水范围为51.1万平方米，积水量约39.6万立方。

（三）孔隙水害的防治

查清工程地点的松散沉积层的结构和厚度，松散沉积物之下基岩的结构厚度以及两者之间的接触关系，是有效防治孔隙地下水的重要手段。

查明孔隙水地质条件的主要方法手段：

1、充分利用勘探险阶段的资料;

2、针对防治水工程需要做一些“查条件”工作；

3、如条件相对清楚，可以采取“以治带查、查治结合”的方针进行。

（四）煤层顶板水害的防治

煤矿床是层状矿体，在平面上展布面积较大，在剖面上煤层与多个充水含水层互层沉积，相间赋存。有的煤层直接顶板就是充水含水层，有的顶板以上不远处分布着充水含水层，有的含水层距煤层顶板虽然较远，但采动导水裂隙或井巷掘必须穿过它才能到过所要开采的煤层。充水含水层的充水能力大小直接关系到煤层开采的可能性和其经济合理性，如想要减少涌水量达到经济合理开采，则必须采取防治措施。

1、对这类充水含水层，凡煤层采动导水裂隙带范围以外的，必须事前封堵。

2、对可采煤层直接顶板或导水裂隙带涉及到的充水含水层，必须坚决疏放。

3、如发现在煤田范围内存在各类勘探钻孔，用粘土浆或水泥浆封孔。

4、由于煤层顶板直接充水含水层本身渗透性较差，富水性极不均匀。因此应针对地质构造提前分阶段、多钻孔、长时间疏放水的方法。

以上几种水害的防治方法不是孤立的，它们相互关联，有时几种防治方法综合利用，方能达到综合治理的最佳效果。

作者介绍：李志保 1968年6月出生

                  1994年同煤集团职工大学毕业  大专文化

                  现永煤公司地测科工程师