1、专题部分采掘过程中矿井水灾害防治研究摘要：根据历年的矿井水灾害事故，我国煤矿水灾害的特点以及矿井水在采煤、掘进过程中对矿井产生的影响，分析煤矿矿井水的主要来源，总结矿井水分类治理方法。只要因地制宜，科学合理的确定适合具体矿井的防治水措施，矿井水对煤矿生产的影响是可以消除的，最终实现煤矿的安全生产。关键词：矿井水；现状；防治措施；煤矿灾害；分类治理Mining process of mine water hazard controlABSTRACTAccording to years of mine water disasters, and characteristics of Chinas c
2、oal mine disaster and the mine water in coal mining, excavation of the mine during the impact analysis of major sources of coal mine water, mine water classification management method summary. As long as local conditions, scientific and reasonable determination of appropriate water control measures
3、for specific mine, mine water on the mine production could be eliminated, and ultimately the safety of coal production.Keywords: Mine water; the status quo; control measures; coal mine disaster; Category Management1 问题的提出近年来，随着煤炭工业的迅速发展，矿井开采深度的不断加深，开采过程中承受的水压越来越大，尤其是随着采煤方法的改革，采掘机械化程度快速提高，矿井生产能力不断加大，
4、矿井水灾害事故的条件、威胁程度以及水灾害形成的机理都在发生着很大的变化，煤矿水灾害事故频发，给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重，矿井水灾的防治越来越受到高度重视。1.1近期发生的重大事故我国是世界上最大的产煤国，煤炭产量比整个欧洲国家煤炭产量的总和还要多。但是，随着我国煤矿开采规模的迅速扩大，开采深度的不断增加开采时承受的水压越来越大。近年来，煤矿井下突水事故呈增加趋势，轻者影响矿井正常生产，造成经济损失；重者造成矿井的局部或全部被淹，甚至造成重大的人员伤亡事故，我国的煤矿已成为受水灾危害最严重的国家之一。近年来发生了多起重特大的煤矿水灾害事故，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。开滦范
5、各庄矿1984年6月2日发生突水量为2053mmin的特大突水事故，造成经济损失5亿元以上；2005年4月24日，吉林省蛟河市吉安煤矿发生透水，水流经连通处泄入相邻的腾达煤矿，造成腾达煤矿29人死亡、1人下落不明；2006年5月18日，左云县张家场乡新井煤矿发生特大透水事故，造成56名矿工死亡；2006年5月18日，山西省大同市左云县张家场乡新井煤矿发生特大透水事故，造成56名矿工死亡；2007年1月17日凌晨，内蒙古包头市东河区超越矿业公司发生特大透水事故，35名矿工中除6人获救外，其余29人遇难；2007年3月10日20时44分，抚顺矿业集团老虎台矿井下73003号综采工作面在生产过程中突
6、然透水，当班作业人员29人，死亡22人，7人下落不明；2007年8月15日，山东新汶突降暴雨，导致柴汶河东都河堤被冲垮。8月17日14时洪水涌入华源煤矿，172人遇难，另一相邻矿9人遇难。共造成遇难181人；2010年3月1日，内蒙古乌海在建的神华集团骆驼山煤矿发生透水事故，32名矿工死亡。2010年3月28日13时，华晋焦煤公司王家岭煤矿发生一起特别重大透水事故，造成153人被困，经全力抢险，38人遇难，115人获救。据不完全统计，在过去的20多年里，有400多个矿井被水淹没，死亡2300多人，经济损失高达400多亿元人民币。1.2我国煤矿水灾害事故的基本特点凡是影响矿井正常生产、威胁采掘工
7、作安全、增加吨煤成本以及使矿井局部或全部被淹的矿井水带来的灾害统称为矿井水灾。从大部分的煤矿水灾害中，底板高压水通过导水构造突入矿井、采空区及老窑积水突入矿井的水灾害事故占水灾害事故总数的85%。华北地区受底板承压水威胁的矿区较多，由于该区奥陶系灰岩富水性强、水压高、补给水源区域广，隔水层薄，而区内断裂构造及陷落柱较发育，致使华北地区煤矿重特大突水事故多发。另外由于大量乡镇煤矿无序开采导致矿井之间的隔水煤柱遭到破坏，使得废弃矿井中的积水瞬间溃入矿井造成严重灾害的现象近年来迅速增加。由于煤矿企业规模迅速扩张，1986-1995年、2000-2003年期间是我国煤矿水灾最为严重的时期，当时华北各矿
8、区以及广东、广西、湖南、山西等矿区连续发生了多起灾难性突水淹井事故。2004年以来，由于国家安全生产监督管理总局对矿井水灾害防治工作监管力度的加大，我国煤矿水灾害事故呈现出逐年减少的趋势，但重特大事故的数量并没有降下来。随着科学技术的进步，煤矿生产与建设过程中的装备、工艺和技术都有了极大的提高，矿井生产和建设规模迅速扩张，而矿井水灾害防治技术的发展却远不能适应矿井生产与防治水工作的需求，从而形成了某些矿区煤矿突水事故、死亡人数及经济损失的反弹和上升，特别是特大型矿井突水事故的频繁发生。通过近年来对我国一些突水事故的调查与分析，总结出我国煤矿水害事故有如下特点：(1) 重特大水灾害事故增多，事故
9、后果严重，社会影响面大。(2) 重特大水灾害事故都是底板高压突水和老空突水事故。(3) 大的水灾害事故主要发生在华北型煤田。(4)水灾害事故与矿井防治水措施落实不到位有着密切的关系。在近期发生的突水事故中70%-80%的矿井防治水措施落实不到位，矿井水灾害防治技术人员缺乏，安全管理水平低下。(5)突水事故的高发期往往出现在煤炭工业的快速发展期，矿井超设计能力生产往往是水灾害事故孕育和发生的根本原因。煤矿突水事故的所造成的经济损失是巨大的。例如：我国的永成，井陉，淄博，郑州等矿区均发生过突水量在50mmin以上的重大突水事故，各矿区总排水量均大于500mmin。吨煤排水成本为10-40元，占原煤
10、成本的10%-30%。年排水费高达数千万元，部分矿区由于排水费用过高，长期亏损，严重影响到企业的发展。据统计目前我国受水害威胁的矿井有2000多处，核定生产能力占总产量的40%以上。其中受水患威胁比较严重的矿井有500多处，煤炭产量7亿多吨，占总产量的30%，这种局面严重影响到各矿区的安全生产，影响矿井的正常交替，阻碍煤炭企业的发展！如不迅速解决水灾害事故上升的问题，将会出现矿区煤炭产量下降的趋势。此外，目前不少矿井已进入深部开采，有些矿井开采标高已超过-1000m，最深的已达-1200m。煤层底板承受岩溶承压水的水压已达6-7MPa，而开采煤层与其下伏的灰岩岩溶含水层之间的隔水层厚度一般只有
11、10-20m，突水的几率增大，淹井事故也逐年上升。由此可见，水灾已成为影响煤矿安全生产的重大问题之一，水灾防治工作已经成为各矿区保证安全生产所必须面对的重大研究课题之一。1.3我国煤矿水灾害防治现状近年来，国家安全生产监督管理总局、各省市煤矿安全监察局、各级煤炭行业管理部门以及煤炭企业已经把矿井水灾害防治工作列入重要议事日程，对矿井防治水工作提出了更高的要求，各矿区对水灾防治工作进行了全方位的整改。进一步完善矿井水灾防治措施，建立、健全水灾防治组织机构，按照相关法律、法规、规程及标准要求建立专业的探放水队伍，配备探放水技术装备，完善矿井主排水系统，保证其可靠性；制定年度和季度水灾防治计划、汛期
12、防洪计划，为防治水工作做好充分的思想准备、物质准备和组织准备。受底板灰岩水威胁的华北各矿区在水灾防治策略方面基本上清理了思路，认真贯彻“预测预报、有疑必探、先探后掘、先采后治”的防治水原则，确立了以疏放结合的带压开采为主的防治水策略，部分煤矿自主研究创新，取得了重大研究成果，使涌水量下降，大幅度节约排水费，扭转了长期亏损的被动局面，为企业的发展做出了重大贡献。从我国各矿区水灾防治工作的全局来看，还存在有明显不足的问题，主要表现在矿井水灾防治专业技术人员的严重缺乏，对水灾防治工作的重大研究深度不够；少数煤矿对水灾防治工作的认识不够深入，投资力度不够，安全技术措施制定不规范，落实不到位；各矿区水文
13、地质工作不够规范，缺少强有力的专业技术措施，对矿井水文地质的变化情况掌握不够，对未来水灾隐患预测不够；矿井对自己区域内的水文地质，涌水量大小，突水压力，对涌水量随季节的变化规律，承受水压大小等主要影响矿井水大小的原因认识模糊、不足；部分煤矿的主排水系统不够完善，综合排水能力达不到水灾害防治要求，主排水系统安全设备存在严重缺陷；矿井主水仓不符合煤矿安全规范的要求，主水仓容量不够，淤泥没有得到及时清理，水仓的有效容积没有得到充分发挥；部分煤矿没有检查“预测预报、有疑必探、先探后掘、先采后治”的防治水原则，探水过程中安全技术措施不够完善，存在盲目掘进，盲目开采的现象；部分矿区注浆堵水工作开展的不够及
14、时，注浆堵水技术普及率太低，专业技术人员短缺，水灾害治理不够及时，造成了很大的经济损失。由于存在以上不足，近年来，我国煤矿重特大水灾害事故时有发生，矿井水灾害防治工作任重道远。2 矿井水的来源及水灾害的基本类型在矿井开拓、采掘过程中渗入、滴入、淋入、流入、涌入和溃入井巷或工作面的任何水源水，统称为矿井水。矿井水的形成一般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致，主要可分为地面水和地下水，地面水主要包括大气降水和地表水，地下水主要包括断层水、含水层水和采空区水等。 由于造成矿井水灾害事故的充水水源可能是单一的，也可能是由两种以上水源构成的，故矿井水灾类型是按某一种水源或以某一种水源为主命名的，一
15、般分为地表水、老窑水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类。其中岩溶水灾又按含水层的厚度细分为薄层灰岩水灾和后层灰岩水灾两类。2.1矿井水的来源21.1 大气降水大气降水是矿井水的总根源，它除了一部份被蒸发和随河流流走以外，另一部分则沿岩石的孔隙和裂隙进入地下，或直接进入矿井。大气降水对矿井水量的影响随地区、季节、开采深度的差异而不同。一般来说，降水量小的地区，少雨的季节，开采深度较大的矿井，受大气降水对矿井水量影响较小。21.2 地表水位于矿井附近或直接分布在矿井以上的地表水体，如河流、湖泊、水池、水库等，是矿井充水的重要水源，可直接或间接的通过岩石的孔隙、裂隙等流入矿井，威胁矿井生产的安全。21.
16、3含水层水多数情况下，大气降水与地表水先是补给含水层，然后再流入矿井。流入矿井的含水层水量包括静储量和动储量。静储量就是巷道未揭露含水层前，实际赋存在含水层中的地下水，它的大小决定于含水层的厚度、岩石裂隙大小及多少。如果大气降水、地表水等不断流入含水层中，使含水层的水得到新的补充，这些补给含水层的水量称为动储量。因此，属静储量的含水层水对矿井生产初期有一定的影响，而后逐渐减弱，属动储量的含水层水对矿井生产的影响将长期存在。21.4断层水断层破碎带是地下水的通道和聚积区，沿断层破碎带可沟通各个含水层，并与地表水发生水力联系，形成断层水。由于巷道揭露或采掘活动破坏了围岩的隔水性能造成断层带的水涌入井下。当断层水与地表水或高压强含水层沟通，对矿井生产造成巨大威胁，特别是在断层交叉处最容易发生透水事故。21.5 采空
