矿井水害典型案例分析

煤 矿 典 型 水 害 案 例 分 析刘峰水文地质工程师注册安全工程师彭庄煤矿地测防治水副总工程师2012年 5月鲁 能 菏 泽 煤 电 开 发 有 限 公 司 主 要 内 容 一 、 我 国 煤 矿 水 害 类 型 及 特 点 （ 8） 二 、 矿 井 突 水 预 兆 与 充 水 条 件 分 析 (4) 三 、 煤 矿 防 治 水 规 定 解 读 (2) 一 .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 。 2005年 大 兴 煤 矿 和 2010年 骆 驼 山 煤 矿 的 水 害 即 如 此 。 广 东 省 大 兴 煤 矿老 空 积 水 特 大 水 灾 事 故 大 兴 煤 矿 位 于 广 东 省 梅 州 市 的 兴 宁 市 黄 槐 镇 ， 在 兴 宁 市 和 平 远县 交 界 处 ， 南 距 兴 宁 市 44km， 北 距 平 远 县 22km， 东 南 距 梅 州 市64km。 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 。 1.矿 井 概 况 1.1 矿 井 由 来 20世 纪 90年 代 ， 在 原 四 望 嶂 矿 务 局 范 围 内 ， 约 有 300处 小煤 窑 开 采 。 由 于 乱 采 滥 挖 ， 使 国 有 煤 矿 失 去 了 安 全 生 产 的 基 本条 件 ， 加 之 企 业 亏 损 严 重 ， 经 梅 州 市 同 意 ， 将 原 四 望 嶂 矿 务 局开 采 范 围 和 有 关 资 产 有 偿 转 让 给 民 营 企 业 继 续 经 营 生 产 ， 并 重新 规 划 为 大 径 里 、 梨 树 坑 、 东 兴 、 大 兴 、 大 窝 里 和 上 丰 煤 矿 6对矿 井 ， 大 兴 煤 矿 是 其 中 的 一 个 矿 井 。 1.2 建 井 情 况 大 兴 煤 矿 是 合 伙 煤 矿 企 业 ， 始 建 于 1990年 ， 原 为 一 个 主 井和 一 个 风 井 ， 位 于 原 四 望 嶂 矿 务 局 一 矿 井 田 范 围 内 ， 2003年 将永 丰 煤 矿 的 一 个 井 买 来 作 为 副 井 ， 形 成 现 有 的 主 井 、 副 井 和 风井 。 1.3 生 产 情 况 大 兴 煤 矿 是 一 矿 两 井 生 产 ， 主 井 和 副 井 生 产 管 理 相 对 独 立 ，主 井 和 副 井 分 别 出 煤 ， 材 料 、 设 备 、 人 员 分 别 走 主 、 副 井 ， 共用 一 个 风 井 回 风 。 大 兴 煤 矿 煤 炭 生 产 许 可 证 核 定 的 年 生 产 能 力为 3万 吨 ， 2004年 实 际 生 产 原 煤 9万 吨 。 1.4 矿 井 地 质 、 水 文 地 质 情 况 大 兴 煤 矿 为 二 叠 系 上 统 龙 潭 组 含 煤 地 层 ， 走 向 东西 ， 倾 向 南 ， 倾 角 55o 75o。 平 均 65o， 属 急 倾 斜 煤 层 ，井 田 范 围 东 以 F16断 层 为 界 ， 西 以 F1断 层 为 界 ， 上 以 -180m隔 水 煤 柱 为 界 ， 下 至 -500m水 平 。 煤 层 本 身 水 文 地 质 条 件 较 简 单 。 以 上 部 水 淹 区 估算 积 水 体 积 为 1500万 2000万 m3， 对 矿 井 开 采 形 成 极大 威 胁 。 1.5 煤 层 情 况 大 兴 煤 矿 井 田 主 要 有 5个 煤 层 ， 其 中 七 煤 和 四 煤 为 全 井 田 可 采 。 七 煤 厚 度 0 1.79m， 平 均 0.91m， 靠 近 F16断 层 附 近 煤 层 厚 度 变化 大 ， 上 距 四 煤 平 均 距 离 为 36.27m； 四 煤 平 均 厚 度 为 0.28 7.28m， 平 均 厚 度 为 3.54m。 1.6 矿 井 开 拓 方 式 采 用 斜 井 开 拓 方 式 ， 主 、 副 井 和 风 井 3条 明 斜 井 与 暗 斜 井 分三 级 延 伸 至 -480m水 平 。 主 斜 井 由 地 面 +282m-55m水 平 ， 第 一 级 暗 斜 井 由 -55m水 平至 -290m水 平 ， 第 二 级 暗 斜 井 由 -290m水 平 至 -480m水 平 。 副 斜 井 由 地 面 +356m至 +42m水 平 ， 第 一 级 暗 斜 井 由 42m水平 至 -290m水 平 ， 第 二 级 暗 斜 井 从 -290m水 平 至 -480m水 平 。 风 井 由 地 面 +282m至 +75m水 平 ； 第 一 级 暗 斜 井 +75m水 平 至-55m水 平 ， 第 二 级 暗 斜 井 -55m水 平 至 -290m水 平 。 2 . 矿 井 老 空 积 水 区 下 开 采 2.1 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 。 2.2 积 水 区 下 部 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 。 3.水 害 事 故 发 生 经 过 2005年 8月 7日 13时 13分 左 右 ， 大 兴 煤 矿 上 部 水 淹 区 -290m标 高防 水 煤 岩 柱 被 破 坏 ， 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。 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 。 4.1 该 区 域 煤 层 厚 、 出 煤 多 ， 曾 多 次 发 生 抽 冒 矿 井 西 翼 煤 层 较 硬 ， 据 了 解 没 有 发 生 过 抽 冒 ； 矿 井 中 部 煤 层 较 薄 ， 未 进 行 大 规 模 开 采 ； 只 有 矿 井 东 翼 -400m石 门 四 煤 厚 度 3 4m， 倾 角 大 ， 约 75o，较 松 散 ， 小 断 层 发 育 ， 易 发 生 抽 冒 ， 是 该 矿 的 主 要 产 煤 区 ， 据 事故 矿 井 资 料 证 实 ， 从 2004年 到 现 在 ， 在 东 翼 -400m石 门 东 侧 -400m水 平 以 上 各 水 平 都 在 出 煤 ， 且 出 煤 量 较 大 ， 就 在 8月 7日 13时 13分透 水 事 故 发 生 前 早 上 在 该 地 区 采 出 105 120t。 该 处 四 煤 的 出 煤 量为 9000t左 右 。 4.2 该 区 域 离 F16断 层 较 近 ， 小 断 层 发 育 、 煤 层 倾 角 大易 抽 冒 据 水 害 矿 井 生 产 资 料 证 实 ， 东 翼 -400m石 门 以 东 150m处 距 离 F16断 层 仅 100m左 右 。 F16断 层 为 逆 断 层 ， 断 距 90m， 该 处 -290m水 平 的 四 煤 小 断 层 发 育 ，煤 层 比 较 松 散 ， 且 此 处 四 煤 倾 角 是 全 矿 井 最 大 的 地 方 ， 平 均 煤 层 倾角 达 75o左 右 ， 近 似 直 立 ， 易 抽 冒 。 由 于 各 水 平 煤 层 均 已 发 生 抽 冒 ， 以 致 -180m水 平 至 -290m水 平 防水 隔 煤 柱 被 抽 冒 破 坏 ， 导 通 了 原 四 望 嶂 矿 区 +262m至 -180m水 淹 区 积水 ， 造 成 水 淹 区 积 水 溃 入 大 兴 煤 矿 。 王 家 岭 煤 矿 老 空 积 水 特 大 水 灾 事 故 2010年 3月 28日 13时 40分 左 右 ， 中 煤 集 团 一 建 公 司 63处 碟 子 沟 项 目部 施 工 的 华 晋 公 司 王 家 岭 矿 20101工 作 面 回 风 巷 掘 进 头 发 生 透 水 事 故 ,选成 153名 矿 被 淹 ， 经 过 急 时 抢 救 ， 115人 被 救 ， 38人 遇 难 。 初 步 分 析 是 掘 进 过 程 中 导 通 老 空 积 水 区 而 引 发 透 水 事 故 。 事 故 暴 露 出 的 主 要 问 题 是 ： (1) 事 发 矿 施 工 过 程 中 存 在 违 规 违 章 行 为 ， 未 严 格 执 行 煤 矿 防 治 水 规 定 （ 国 家 安 全监 管 总 局 令 第 号 ） 。 水 文 地 质 资 料 未 查 清 ， 没 有 严 格 执 行 有 疑 必 探 、 先 探 后 掘 的 规 定 ，井 田 内 老 窑 积 水 情 况 未 查 清 就 进 行 回 采 工 作 面 巷 道 施 工 ， 没 有 按 要 求 配 备 探 放 水 钻 机 ， 未采 取 打 钻 探 水 措 施 ； (2)劳 动 组 织 管 理 混 乱 ， 为 了 赶 工 期 、 赶 进 度 ， 当 班 安 排 5个 掘 进 队 同 时 作 业 ， 作 业 人员 过 度 集 中 ， 且 领 导 干 部 带 班 制 度 不 落 实 。 (3)施 工 组 织 不 合 理 ， 违 反 施 工 组 织 程 序 ， 在 矿 井 一 二 期 工 程 没 有 全 面 完 成 ， 主 要 排 水 系统 没 有 建 成 的 情 况 下 ， 就 强 行 施 工 三 期 工 程 。 (4） 安 全 培 训 不 到 位 ， 未 对 职 工 进 行 安 全 培 训 ， 新 到 职 工 未 培 训 就 安 排 上 岗 作 业 ， 部 分特 殊 工 种 无 证 上 岗 。 (5) 施 工 安 全 措 施 不 落 实 ， 工 作 面 出 现 透 水 征 兆 后 ， 没 有 按 照 规定 及 时 撤 人 和 采 取 有 效 应 对 措 施 ； (6) 隐 患 排 查 治 理 不 力 ， 特 别 是 今 年 月 份 以 来 工 作面 回 风 巷 多 次 发 现 巷 道 积 水 ， 但 一 直 未 能 采 取 有 效 措 施 消 除 隐 患 。 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 . 不 抛 弃 不 放 弃 的 信 念 创 造 生 命 奇 迹 4月 4日 晚 ,山 西 王 家 岭 透 水 事 故 救 援 队 准 备 下 井 救 人 .。 他 们 头 上的 矿 灯 ,连 成 了 一 条 救 助 生 命 的 光 明 通 道 。 4月 5日 凌 晨 ,第 一 批 获 救 的 9名 遇 险 工 人 成 功 升 井 ， 其 后 又 相 继 救出 了 106名 遇 险 矿 工 ， 创 造 了 人 类 矿 抢 救 和 生 命 奇 迹 。 王 家 岭 煤 矿 3日 28日 发 生 的 透 水 事 故 ,在 对 事 故 原 因 进 行 追 究 、 反思 的 同 时 ,媒 体 和 公 众 关 注 的 目 光 ,更 多 地 聚 焦 对 井 下 遇 险 工 人 的 抢 救 。153名 工 人 的 生 命 安 危 ,时 刻 牵 动 着 全 国 人 民 的 心 ,人 们 在 一 种 并 不 抱有 太 大 希 望 的 期 待 中 ,渴 望 着 生 命 的 奇 迹 .。 应 该 承 认 ,事 故 发 生 后 的 几 天 里 ,虽 然 有 党 中 央 、 国 务 院 的 高 度 重视 ,和 中 央 政 府 到 社 会 各 界 的 全 力 救 援 ,但 通 过 媒 体 传 达 给 公 众 的 信 息 ,却 并 不 让 人 乐 观 。 按 照 以 往 各 种 矿 难 报 道 中 所 获 知 的 常 识 ,煤 矿 透 水 与 互 斯 爆 炸 ,是各 种 矿 难 中 伤 亡 人 数 最 大 的 事 故 。 井 下 透 水 往 往 会 在 瞬 间 淹 没 井 下 巷道 ,对 井 下 遇 险 工 人 造 成 灭 顶 之 灾 。 加 之 往 往 与 透 水 事 故 伴 生 的 互 斯突 出 ,更 会 对 遇 险 人 员 的 生 命 造 成 二 次 伤 害 。 所 以 ， 116名 矿 工 的 获 救 创 造 了 人 类 矿 难 抢 救 史 上 和 生 命 的 奇 迹 。 2、 地 表 水 害 地 表 长 年 有 水 的 河 流 、 湖 泊 、 水 库 、 塘 坝 、 煤 矿 塌 陷 区 水 体等 ， 由 于 井 下 防 水 煤 （ 岩 ） 柱 留 设 不 当 、 采 掘 工 程 活 动 不 当 导 致 煤层 顶 板 煤 （ 岩 ） 体 发 生 抽 冒 、 工 作 面 区 域 内 存 在 导 水 断 裂 地 质 构 造 、超 采 防 水 煤 柱 等 ， 使 采 掘 工 作 面 与 地 表 水 体 产 生 水 力 联 系 ， 地 表 水迅 速 灌 入 井 下 ， 发 生 突 水 事 故 。 如 ： 2007年 7月 22日 ， 山 西 省 吕 梁 市 兴 县 魏 家 滩 镇 马 圜 圜 煤 矿 ， 因 山 洪暴 发 ， 造 成 河 床 下 采 空 区 发 生 塌 陷 ， 沉 陷 面 积 约 800m2， 洪 水 经 采 空 区 溃入 矿 井 ， 导 致 11人 死 亡 。 某 煤 矿 一 号 井 南 翼 502工 作 面 地 表 水 、 黄 泥 溃 入 示 意 图 3、 第 四 系 松 散 孔 隙 含 水 层 和 第 三 系 砂 砾 含 水 层 水 害 第 四 系 松 散 孔 隙 充 水 含 水 层 、 第 三 系 砂 砾 含 水 层 呈 不 整 合覆 盖 在 煤 系 地 层 上 ， 直 接 接 受 大 气 降 水 和 展 布 其 上 的 河 流 、 湖泊 、 水 库 等 地 表 水 体 的 渗 透 补 给 ， 形 成 在 剖 面 和 平 面 上 结 构 极其 复 杂 的 松 散 孔 隙 充 水 含 水 体 。 如 ： 安 徽 皖 北 祁 东 煤 矿 新 矿 井 首 采 面 刚 刚 推 进 40m后 ,发 生 了 第 四系 松 散 孔 隙 含 水 层 水 溃 入 淹 井 。 某 矿 704工 作 面 松 散 冲 积 层 突 水 示 意 图 4、 煤 层 顶 板 充 水 含 水 层 水 害 煤 系 地 层 中 一 般 存 在 多 层 可 采 煤 层 ， 在 煤 系 地 层 上部 同 时 发 育 有 多 层 充 水 含 水 层 ， 有 的 是 强 岩 溶 充 水 含 水层 ， 如 南 方 型 龙 潭 组 煤 系 地 层 的 顶 部 就 发 育 有 长 兴 灰 岩含 水 层 。 如 ： 2009年 神 华 宁 煤 红 柳 煤 矿 首 采 面 推 进 56m发 生 顶 板砂 岩 溃 水 ， 瞬 时 水 量 1817m3/h。 5、 煤 层 底 板 承 压 充 水 含 水 层 水 害 煤 层 底 板 承 压 充 水 含 水 层 水 害 是 我 国 煤 矿 水 害 频 率 最 高 、 危 害 程 度 最 大 的 一 种灾 害 ， 多 次 造 成 突 水 淹 采 煤 工 作 面 、 淹 采 区 、 淹 水 平 、 淹 整 个 矿 井 的 恶 性 事 故 。 神 华 骆 驼 山 煤 矿 底 板 奥 灰 岩 溶 承 压 特大 水 灾 事 故 2010年 月 日 时 分 左 右 ， 神 华 集 团 乌 海 能 源 有 限 责 任 公司 骆 驼 山 煤 矿 在 基 建 巷 道 施 工 中 发 生 透 水 事 故 。 骆 驼 山 煤 矿 属 新 建 矿井 ， 于 年 月 开 工 建 设 ， 由 神 华 集 团 乌 海 能 源 有 限 责 任 公 司建 设 ， 中 煤 西 安 设 计 工 程 有 限 责 任 公 司 负 责 设 计 ， 设 计 生 产 能 力 为 每年 万 吨 。 当 班 井 下 共 有 作 业 人 员 名 ， 经 抢 救 有 人 相 继升 井 ， 其 中 人 死 亡 ， 人 受 伤 ， 人 被 困 井 下 。 事 故 原 因 初 步 判 断 是 掘 进 过 程 中 掘 进工 作 面 底 板 奥 灰 水 突 水 造 成 的 ， 突 水 的 具体 位 置 大 致 在 施 工 的 井 下 16号 煤 层 掘 进 工作 面 。 骆 驼 山 煤 矿 透 水 事 故 暴 露 出 了 掘 进 施工 探 放 水 管 理 和 工 程 承 包 中 安 全 责 任 不 落实 、 不 到 位 等 问 题 。 6、 岩 溶 陷 落 柱 水 害 由 于 煤 系 地 层 在 地 质 历 史 时 期 中 不 断 向 奥 灰 溶 洞 垮 落 ，冒 落 的 岩 块 不 断 冲 填 形 成 一 个 质 地 疏 松 岩 溶 陷 落 柱 ， 导水 性 很 强 ， 同 时 由 于 陷 落 柱 的 赋 存 条 件 孤 立 而 隐 蔽 ， 事前 难 以 探 查 发 现 ， 防 治 难 度 极 大 ， 所 以 造 成 灾 难 性 的 岩溶 陷 落 柱 水 害 。 1984年 6月 开 滦 范 各 庄 矿 在 回 采 距 煤 层 底 板 奥 陶系 灰 岩 含 水 层 超 过 200m的 第 七 号 煤 层 时 ， 这 个 岩 溶陷 落 柱 是 一 个 短 轴 46m、 长 轴 67m的 椭 圆 形 岩 溶 陷 落柱 ， 柱 体 冒 落 高 度 竟 达 200m， 顶 部 直 到 七 号 煤 层 顶板 ， 由 于 岩 溶 陷 落 柱 沟 通 了 煤 系 地 层 与 奥 灰 强 充 水含 水 层 的 水 力 联 系 ， 发 生 了 突 水 量 高 达 120530m3/h的 恶 性 突 水 淹 井 事 故 ， 损 失 巨 大 ， 在 世 界 采 矿 史 上留 下 了 令 人 难 以 置 信 的 案 例 。 7、 断 层 破 碎 带 突 水 水 害 断 层 破 碎 带 突 水 水 害 ， 本 身 是 矿 井 一 大 水 害 ， 也 可 与 老 空 水 、 煤层 顶 板 含 水 层 、 底 板 承 压 含 水 层 、 地 表 水 体 等 发 生 水 力 联 系 而 引 起突 水 水 害 ， 是 煤 矿 水 害 类 型 中 最 普 遍 的 一 类 。 断 层 破 碎 带 可 以 沿 断层 走 向 很 长 一 段 范 围 内 普 遍 含 （ 导 ） 水 而 引 发 水 害 ， 也 可 以 是 局 部的 一 小 段 、 一 个 点 导 水 而 诱 发 突 水 水 害 。 有 的 断 层 破 碎 带 原 始 状 态是 不 含 （ 导 ） 水 的 ， 但 由 于 采 动 条 件 下 引 起 顶 板 导 水 裂 隙 提 高 了 上限 或 底 板 岩 体 裂 隙 的 存 在 ， 断 层 破 碎 带 发 生 活 化 而 转 化 为 导 水 断 层 ，发 生 矿 井 突 水 水 害 。 如 ： 1982年 8月 23日 江 西 丰 城 矿 务 局 云 庄 煤 矿 因 遇 断 层 两 次 淹 井 。 8、 地 表 滑 坡 和 井 上 下 泥 石 流 灾 害 地 表 滑 坡 和 井 上 下 泥 石 流 灾 害 发 生 的 前 提 条 件 是 有 层 间 软 滑 的 黏 土 层 、疏 松 破 碎 的 断 层 带 、 黏 土 充 填 的 节 理 裂 隙 等 软 弱 结 构 面 ， 地 表 、 地 下 的工 程 活 动 等 。 四 川 、 贵 州 、 云 南 等 高 、 中 山 地 区 的 一 些 煤 矿 ， 发 生 地 表滑 坡 和 井 上 下 泥 石 流 灾 害 十 分 突 出 ， 造 成 的 危 害 也 很 大 。 解 决 这 类 灾 害问 题 的 方 法 要 从 水 文 地 质 、 工 程 地 质 和 岩 土 工 程 的 角 度 去 探 讨 分 析 。 如 ： 内 蒙 古 鄂 尔 多 斯 金 利 煤 矿 洪 水 瞬 时 入 井 造 成 伤 人 。 二 .矿 井 突 水 预 兆 与 充 水 条 件 分 析 (1)矿 井 突 水 一 般 预 兆 矿 井 采 掘 工 作 面 煤 层 变 潮 湿 、 松 软 ； 煤 帮 出 现 滴 水 、 淋 水 现 象 ， 且 淋 水 由 小 变 大 ； 有 时 煤 帮 出 现 铁 锈 色 水 迹 ； 矿 井 采 掘 工 作 面 气 温 降 低 ， 或 出 现 雾 气 或 硫 化 氢 气 味 ； 矿 井 采 掘 工 作 面 有 时 可 听 到 水 的 “ 嘶 嘶 ” 声 ； 矿 井 采 掘 工 作 面 矿 压 增 大 ， 发 生 片 帮 、 冒 顶 及 底 鼓 。 ( 2) 矿 井 突 水 易 发 生 的 地 段 断 层 交 叉 或 汇 合 处 ； 断 层 尖 灭 或 消 失 端 一 带 ； 褶 曲 轴 部 裂 隙 密 集 带 或 小 断 裂 密 集 带 ； 背 斜 倾 伏 端 一 带 ； 两 条 大 断 层 相 互 对 扭 地 带 ， 即 张 扭 性 破 碎 带 ， 导 致 小 构 造 密 集 ； 与 导 水 或 富 水 大 断 裂 成 人 字 形 连 接 的 小 断 裂 带 ； 复 合 部 位 小 断 层 与 次 级 小 褶 曲 轴 在 地 层 倾 向 急 剧 转 折 带 上 的 复 合 部 位 ，或 小 褶 曲 轴 与 地 层 倾 向 转 折 带 的 复 合 部 位 或 平 缓 小 轴 曲 翼 部 ； 压 性 断 裂 下 盘 、 张 性 断 裂 上 盘 因 富 水 性 强 ， 井 巷 通 过 或 接 近 时 （ 须 切 割 强 含 水 层 ） 往 往 发 生 突 水 ； 新 构 造 活 动 强 烈 的 断 裂 带 ； 不 同 力 学 性 质 的 断 裂 组 成 的 断 裂 带 ， 富 水 性 最 强 ， 易 于 发 生 突 水 。 (3)矿 井 充 水 通 道 分 析 1） 矿 井 充 水 天 然 通 道 A.点 状 岩 溶 陷 落 柱 型 通 道 岩 溶 陷 落 柱 是 指 埋 藏 在 煤 系 地 层 下 部 的 巨 厚 可 溶 岩 体 ， 在 地 下 水 溶 蚀 作用 下 ， 形 成 巨 大 的 岩 溶 空 洞 。 当 空 洞 顶 部 岩 层 失 去 对 上 覆 岩 体 的 支 撑 能 力 时 ，上 覆 岩 体 在 重 力 作 用 下 向 下 垮 落 ， 充 填 于 溶 蚀 空 间 中 。 B.线 状 断 裂 (裂 隙 )带 型 通 道 断 裂 (裂 隙 )带 型 通 道 成 为 充 水 通 道 主 要 取 决 于 断 裂 带 本 身 水 力 性 质 和 矿床 开 采 时 人 为 采 矿 活 动 方 式 与 强 度 。 矿 区 含 煤 地 层 中 存 有 数 量 不 等 的 断 裂 构 造 ， 它 使 断 裂 附 近 岩 石 破 碎 、 位 移 ， 也 使 地 层 失 去 完 整 性 ， 成 为 各 种 充 水 水 源 涌 人 矿 井 的 通 道 。 国 内 外 大 量 统 计 资 料 表 明 ， 由 于 揭 露 或 靠 近 断 层 而 引 起 突 水 事 故 占 70%一80%， 可 见 矿 井 突 水 事 故 的 发 生 多 与 断 层 导 水 有 关 。 c. 窄 条 状 隐 伏 露 头 型 通 道 我 国 大 部 分 煤 矿 山 。 煤 系 地 层 灰 岩 充 水 含 水 层 、 中 厚 砂 岩 裂 隙充 水 含 水 层 多 呈 窄 条 状 的 隐 伏 露 头 与 上 覆 第 四 系 松 散 沉 积 物 地 层 呈 不整 合 接 触 。 多 层 充 水 含 水 层 组 在 隐 伏 露 头 部 位 垂 向 水 力 交 替 补 给 的 影 响 因 素主 要 有 两 个 ： 一 个 是 隐 伏 露 头 部 位 基 岩 风 化 带 的 渗 透 能 力 大 小 ;另 一 个是 上 覆 第 四 系 底 部 卵 石 孔 隙 含 水 层 组 底 部 是 否 存 在 较 厚 层 的 黏 性 土 隔水 层 。 一 般 地 说 ， 基 岩 风 化 带 的 风 化 程 度 太 强 或 太 弱 。 其 地 下 水 的 渗 透性 均 较 弱 。 d.面 状 裂 隙 网 络 (局 部 面 状 隔 永 层 变 薄 区 j型 通 道 根 据 含 煤 岩 系 和 矿 床 水 文 地 质 沉 积 环 境 分 析 ， 华 北 型 煤田 的 北 部 ， 煤 系 含 水 层 组 主 要 以 厚 层 状 砂 岩 裂 隙 充 水 含 水层 组 为 主 ， 薄 层 灰 岩 沉 积 较 少 ， 在 厚 层 状 砂 岩 裂 隙 含 水 层组 之 间 沉 积 了 以 粉 细 砂 岩 、 细 砂 岩 为 主 的 隔 水 层 组 ， 在 地质 历 史 的 多 期 构 造 应 力 作 用 下 ， 这 些 脆 性 的 隔 水 岩 层 在 外力 作 用 下 以 破 裂 形 式 释 放 应 力 ， 致 使 隔 水 岩 层 产 生 了 不 同方 向 的 较 为 密 集 的 裂 隙 和 节 理 ， 形 成 了 较 为 发 育 的 呈 整 体面 状 展 布 的 裂 隙 网 络 。 这 种 面 状 展 布 的 裂 隙 网 络 随 着 上 、下 充 水 含 水 层 组 地 下 水 水 头 差 增 大 ， 以 面 状 越 流 形 式 的 垂向 水 交 换 量 也 将 增 加 。 e. 地 震 通 道 :， ， 根 据 开 滦 唐 山 矿 在 唐 山 地 震 时 矿 井 涌 水 量 和 矿 区 地 下 水 水 位 的长 期 观 测 资 料 。 地 震 前 区 域 含 水 层 受 张 时 ， 区 域 地 下 水 水 位 下 降 。 矿坑 涌 水 量 减 少 。 当 地 震 发 生 时 ， 区 域 含 水 层 压 缩 ， 区 域 地 下 水 水 位 瞬时 上 升 数 米 。 矿 坑 涌 水 量 瞬 时 增 加 数 倍 。 强 烈 地 震 过 后 ， 区 域 含 水 层逐 渐 恢 复 正 常 状 态 ， 区 域 地 下 水 水 位 逐 渐 下 降 ， 矿 井 涌 水 量 也 逐 渐 减少 。 震 后 区 域 含 水 层 仍 存 在 残 余 变 形 ， 所 以 矿 井 涌 水 在 很 长 时 间 内恢 复 不 到 正 常 涌 水 量 。 矿 井 涌 水 量 变 化 幅 度 与 地 震 强 度 成 正 比 ， 与震 源 距 离 成 反 比 。 2） 矿 井 人 为 充 水 通 道a.顶 板 冒 落 裂 隙 带 煤 层 开 采 后 ， 采 空 区 上 方 的 岩 层 因 下 部 被 采 空 而 失 去 平 衡 ， 相 应地 产 生 矿 山 压 力 ， 从 而 对 采 场 产 生 破 坏 作 用 ， 必 然 引 起 顶 部 岩 体 的 开 裂 、垮 落 和 移 动 。 塌 落 的 岩 块 直 到 充 满 采 空 区 为 止 ， 顶 板 自 下 而 上 分 别 称 为冒 落 带 、 裂 隙 带 、 弯 曲 带 。 （ 见 图 ） 而 冒 落 裂 隙 带 则 成 为 导 水 通 道 。 b.地 面 岩 溶 塌 陷 带 随 着 我 国 岩 溶 充 水 矿 床 大 规 模 抽 放 水 试 验 和 疏 干 开 采 实 践 活 动的 开 展 ， 煤 矿 区 及 其 周 围 地 区 的 地 表 岩 溶 塌 陷 随 处 可 见 ， 地 表 水 和大 气 降 水 通 过 塌 陷 坑 直 接 充 入 井 下 ， 有 时 随 着 塌 陷 面 积 的 增 大 ， 大量 砂 砾 石 和 泥 砂 与 水 一 起 溃 入 矿 坑 。 岩 溶 塌 陷 通 道 的 存 在 极 易 引 起第 四 系 孔 隙 水 、 地 表 水 大 量 下 渗 和 倒 灌 ， 使 大 量 水 和 泥 砂 涌 入 矿 井 ，对 矿 井 安 全 生 产 造 成 极 大 的 威 胁 。 c.封 孔 质 量 不 佳 钻 孔 由 于 矿 区 钻 孔 封 孔 质 量 不 佳 ， 这 些 钻 孔 转 变 为 矿 井 突 水 的 人 为 导 水通 道 。 造 成 矿 坑 的 涌 （ 突 ） 水 事 故 （ 见 图 ） 。 如 ： 陕 西 彬 县 下 沟 煤 矿 钻 孔 封 孔 质 量 不 佳 溃 水 。 导 水 钻 孔 形 成 突 水 通 道 示 意 图 （ 4） 矿 井 充 水 强 度 地 下 水 储 存 在 不 同 的 充 水 含 水 层 中 ， 含 水 层 的 埋 藏 条 件 不同 和 岩 石 性 质 不 同 ， 决 定 了 它 们 含 水 强 度 的 不 同 ， 当 采 掘 巷 一 旦接 近 或 揭 露 含 水 层 时 ， 涌 入 矿 井 的 水 量 是 不 一 样 的 ， 有 的 很 大 ，有 的 却 很 微 弱 。 在 煤 矿 生 产 中 ， 把 地 下 水 涌 入 矿 井 内 水 量 的 多 少 称 为 矿 井充 水 程 度 ， 用 来 反 映 矿 井 水 文 地 质 条 件 的 复 杂 程 度 。 生 产 矿 井 常用 含 水 系 数 （ K B） 或 矿 井 涌 水 量 （ Q） 2个 指 标 来 表 示 矿 井 充 水 程度 。 (1) 含 水 系 数 含 水 系 数 又 称 富 水 系 数 ， 即 矿 井 每 采 一 吨 煤 时 ， 需 排 出 的 水 量 。含 水 系 数 用 KB表 示 ， 即 KB=Q/P 根 据 含 水 系 数 的 大 小 ， 将 矿 井 充 水 程 度 划 分 为 4个 等 级 ： 充 水 性 弱 的 矿 井 ： KB10m3/t。 (2) 矿 井 涌 水 量 矿 井 涌 水 量 是 指 单 位 时 间 内 流 入 矿 井 的 水 量 ，用 符 号 Q表 示 ， 单 位 为 m3/d、 m3/h、 或 m3/min。根 据 涌 水 量 大 小 可 分 为 4个 等 级 ： 涌 水 量 小 的 矿 井 ： Q15m 3/min。 三 煤 矿 防 治 水 规 定 解 读 国 家 安 全 生 产 监 督 管 理 总 局 第 28号 令 ： 煤 矿 防 治 水 规 定 自 2009年 12月 1日 起 施 行 。 1. 煤 矿 防 治 水 规 定 目 的 、 特 点 、 新 增 内 容 (1)颁 布 煤 矿 防 治 水 规 定 目 的 防 治 水 规 定 是 在 现 行 矿 井 水 文 地 质 规 程 及 煤 矿 防 治 水 工 作 条 例 (以下 简 称 规 程 和 条 例 ） 的 基 础 上 制 定 的 ， 主 要 考 虑 的 是 适 应 当 前 煤 矿 水 害 防 治工 作 的 新 情 况 、 新 变 化 ， 进 一 步 规 范 煤 矿 防 治 水 工 作 ， 有 效 防 治 矿 井 水 害 。 一 是 近 年 来 发 生 多 起 重 特 大 水 害 事 故 ， 总 结 事 故 教 训 。 需 要 对 原 规 程 和 条例 进 行 补 充 ; 二 是 随 着 煤 炭 工 业 的 迅 速 发 展 ， 我 国 不 少 煤 矿 已 经 在 湖 底 下 、 水 库 下 、 河 流 下 甚 至在 海 底 下 进 行 采 煤 ， 急 需 对 相 关 防 治 水 工 作 做 出 规 定 ; 三 是 煤 矿 安 全 监 管 监 察 体 制 发 生 了 变 化 ， 制 定 防 治 水 规 定 ， 并 提 升 为 部 门 规章 ， 以 利 于 企 业 贯 彻 执 行 和 强 化 对 煤 矿 防 治 水 的 监 督 检 查 。 (2) 煤 矿 防 治 水 规 定 特 点 一 是 对 防 范 重 特 大 水 害 事 故 规 定 更 加 严 格 针 对 近 几 年 发 生 的 重 特 大 水 害 事 故 ， 防 治 水 规 定 在 内 容 上 作 出 了 相应 补 充 和 完 善 。 如 针 对 2005年 广 东 “ 8.7”水 害 事 故 和 2007年 山 东 “ 8.17”水害 等 暴 露 出 的 问 题 ， 防 治 水 规 定 中 有 关 条 款 规 定 ： 严 禁 在 水 体 下 开 采 急倾 斜 煤 层 ； 煤 矿 在 雨 季 要 建 立 巡 视 检 查 制 度 和 停 产 撤 人 制 度 ， 发 现 暴 雨 洪 水灾 害 严 重 、 可 能 引 发 淹 井 时 ， 必 须 立 即 停 产 撤 人 ， 只 有 在 确 认 隐 患 已 彻 底 消除 后 方 可 恢 复 生 产 。 二 是 对 防 治 老 空 水 害 规 定 更 加 严 密 据 统 计 ， 老 空 透 水 事 故 占 煤 矿 水 害 事 故 的 80%以 上 ， 主 要 原 因 是 探 放水 措 施 不 落 实 、 在 有 透 水 征 兆 的 情 况 下 仍 违 规 作 业 。 因 此 ， 防 治 水 规 定 在 总 则 中 就 明 确 规 定 ： 煤 矿 井 田 内 及 周 边 区 域 水 文 地 质 条 件 不 清 的 ， 严 禁 进 行 采 掘 活 动 ； 矿 井 有 透 水 征 兆 时 ， 受 水 害 威 胁 的 区 域 要 立 即 停 止 作 业 ， 撤 出作 业 人 员 到 安 全 地 点 。 第 五 章 中 对 有 关 探 放 水 设 计 、 施 工 等 作 出 了 具 体 规 定 ， 明 确 要 求 井 下 探放 水 使 用 专 用 的 探 放 水 钻 机 ， 严 禁 使 用 煤 电 钻 进 行 探 放 水 。 三 是 对 强 化 防 治 水 基 础 工 作 作 出 规 定 矿 井 水 文 地 质 类 型 划 分 、 水 文 地 质 勘 探 等 工 作 是 矿 井 搞 好 防 治 水 的 基 础 。为 此 ， 防 治 水 规 定 专 门 增 加 了 相 应 内 容 ， 对 矿 井 水 文 地 质 类 型 划 分 及 基础 资 料 、 水 文 地 质 补 充 调 查 与 勘 探 等 作 出 规 定 ， 要 求 矿 井 编 制 井 田 地 质 报 告 、建 井 设 计 和 建 井 地 质 报 告 ， 并 且 应 当 有 相 应 的 防 治 水 内 容 ； 矿 井 应 当 按 照 规定 编 制 必 要 的 防 治 水 图 件 ， 内 容 真 实 可 靠 ， 并 每 半 年 对 图 件 内 容 进 行 修 改 完善 ； 矿 井 防 治 水 基 础 台 账 ， 也 要 认 真 收 集 、 整 理 ， 实 行 计 算 机 数 据 库 管 理 ，并 每 半 年 修 改 完 善 1次 ， 为 防 治 水 决 策 提 供 科 学 依 据 。 四 是 减 少 了 有 关 防 治 水 的 行 政 审 批 根 据 行 政 许 可 法 的 有 关 规 定 ， 这 次 在 防 治 水 规 定 中 ， 除 水 体 下 采 煤 留 设 和 变 更 防 隔 水 煤 （ 岩 ） 柱 尺 寸 须 经 省 级 煤 炭 行 业 管 理 部 门 审 查 批 准后 方 可 进 行 开 采 外 ， 对 矿 井 其 它 水 害 防 治 设 计 等 审 批 ， 均 确 定 由 煤 矿 企 业 负责 。 (3) 煤 矿 防 治 水 规 定 的 重 点 煤 矿 防 治 水 工 作 应 当 坚 持 “ 预 测 预 报 、 有 疑 必 探 、 先 探 后 掘 、 先 治 后 采 ”的 原 则 ， 采 取 “ 防 、 堵 、 疏 、 排 、 截 ” 的 综 合 治 理 措 施 。 水 文 地 质 条 件 复 杂 和 极 复 杂 的 矿 井 ， 在 地 面 无 法 查 明 矿 井 水 文 地 质 条 件和 充 水 因 素 时 ， 必 须 坚 持 有 掘 必 探 。 煤 矿 企 业 、 矿 井 的 主 要 负 责 人 （ 含 法 定 代 表 人 、 实 际 控 制 人 ） 是 本 单 位防 治 水 工 作 的 第 一 责 任 人 ， 总 工 程 师 （ 技 术 负 责 人 ） 具 体 负 责 防 治 水 的 技 术管 理 工 作 。 煤 矿 企 业 、 矿 井 应 当 按 照 本 单 位 的 水 害 情 况 ， 配 备 满 足 工 作 需 要 的 防 治水 专 业 技 术 人 员 ， 配 齐 专 用 探 放 水 设 备 ， 建 立 专 门 的 探 放 水 作 业 队 伍 。 水 文 地 质 条 件 复 杂 、 极 复 杂 的 煤 矿 企 业 、 矿 井 ， 还 应 当 设 立 专 门 的 防 治水 机 构 ， 装 备 防 治 水 抢 险 救 灾 的 配 套 设 备 。