如何進(jìn)行礦井水害綜合防治
如何進(jìn)行礦井水害綜合防治
1、事故簡(jiǎn)介：
原古交市屯川煤礦2003年發(fā)生了一起透水事故，事故地點(diǎn)在主要運(yùn)輸下山臨時(shí)水倉(cāng)處與已關(guān)閉的原下石溝煤礦相鄰處。
1、 事故經(jīng)過(guò)
2003年農(nóng)歷八月十四下午14時(shí)，原屯川煤礦主要運(yùn)輸下山臨時(shí)水倉(cāng)處發(fā)生一起透水事故。大量積水涌出，淹沒(méi)了整個(gè)巷道，當(dāng)時(shí)由于過(guò)中秋節(jié)放假井下無(wú)人工作，未造成人員傷亡。但淹沒(méi)井巷使得該礦停產(chǎn)一年多，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。
在事故發(fā)生的前幾天就有好多工人反映說(shuō)該處頂板淋水加大，情況不對(duì)，當(dāng)時(shí)的領(lǐng)導(dǎo)也沒(méi)人在意，只是認(rèn)為該處一直以來(lái)是常流水，沒(méi)什么問(wèn)題，一直沒(méi)采取什么措施。事后調(diào)查得知，該處是相鄰的下石溝煤礦采空區(qū)一處積水處，由于水量水壓非常大，原下石溝煤礦的老空積水涌入，造成淹井事故。
2、 事故教訓(xùn)
(1)該礦透水處一直有頂板淋水，持續(xù)了好長(zhǎng)時(shí)間。為了排水，在該處設(shè)立了一個(gè)臨時(shí)水倉(cāng)，工人領(lǐng)導(dǎo)下井路過(guò)時(shí)全以為這個(gè)地方是常流水，一直沒(méi)人重視這個(gè)問(wèn)題，麻痹大意是造成該事故的原因之一。
(2)小煤礦管理混亂，水文地質(zhì)資料不全，防治水工作不到位，對(duì)透水預(yù)兆沒(méi)引起足夠的重視，以經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣去管理煤礦，沒(méi)有科學(xué)的管理態(tài)度是引起事故的另一原因。
(3)沒(méi)有成立專(zhuān)門(mén)的防治水機(jī)構(gòu)，對(duì)防治水工作重視不夠，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的防治水制度和措施，管理上的忽視導(dǎo)致了事故的產(chǎn)生。
(4)沒(méi)有認(rèn)真貫徹“有疑必探”的防治水制度。
以上案例說(shuō)明，煤礦水害防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，也是同自然災(zāi)害作斗爭(zhēng)的科學(xué)實(shí)踐，需要采取綜合的治理措施。既要抓全面，又要抓重點(diǎn);既要治標(biāo)，更要治本。
二、以我礦防治水為例說(shuō)明如何搞好防治水工作。
(一)、礦井基本情況：
XXX煤礦始建于1958年，于1960年投產(chǎn)，兼并重組前為集體企業(yè)，兼并重組后的XXX煤業(yè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)XXX煤業(yè))為有限公司。批采3號(hào)～15號(hào)煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬(wàn)t/a，井田東西長(zhǎng)約5.492km，南北寬約3.716km，井田面積11.9957km2，開(kāi)采標(biāo)高260～920m。井田可采煤層為3#上、3#下、15-1、15-3，現(xiàn)主采3號(hào)煤，生產(chǎn)工作面為33107工作面，生產(chǎn)水平820~810m，近三年內(nèi)準(zhǔn)備開(kāi)采的工作面為33107、33108、33109工作面。
井田內(nèi)地層總體走向近SN-NNE向。構(gòu)造特征以褶曲和斷層為主，已探測(cè)到兩組寬緩褶曲，即韓莊背斜和西嶺向斜;發(fā)育的斷層有NE向、SN向、近NNW向三組斷層，以高角度正斷層為主。全區(qū)共發(fā)育斷層10條，其中落差大于50m的1條，落差10~25m的4條，落差小于10m的5條。
本礦井的四周邊界均為人為邊界，各礦之間礦界明確，不是水文地質(zhì)單元的邊界。井田東北側(cè)為山西襄礦SL煤業(yè)有限公司，東南側(cè)為山西襄礦XGX
煤業(yè)有限公司，東側(cè)為苗MZ煤礦(已關(guān)閉)。本井田奧灰水位標(biāo)高為645.63～647.10m。為安全起見(jiàn)本井田奧灰水位標(biāo)高取最大值647.10m。在井田西部奧灰水位高于3#煤底板標(biāo)高，存在帶壓開(kāi)采，如果隔水層厚度太小、強(qiáng)度不夠或者在有集中導(dǎo)水通道存在時(shí)，就有可能發(fā)生奧灰突水事故，造成巨大的生命、財(cái)產(chǎn)損失。由于本礦3#煤層受到奧灰承壓含水層水威脅的突水系數(shù)均小于0.06，即全井田在無(wú)構(gòu)造區(qū)域?yàn)?a href=http://cltuan.cn target=_blank class=infotextkey>安全區(qū)。所以，采取一定的防治水措施，改善開(kāi)采條件后，可以實(shí)現(xiàn)3#煤層安全帶壓開(kāi)采。但是在近三年開(kāi)采范圍內(nèi)煤層底板帶壓區(qū)內(nèi)，可能存在隱伏的導(dǎo)水?dāng)鄬踊驅(qū)萋渲燃袑?dǎo)水通道，存在有一定的危險(xiǎn)性，因此在帶壓開(kāi)采區(qū)進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，應(yīng)引起礦方的重視，生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。
根據(jù)對(duì)礦井有影響的水害的分析可知，對(duì)礦井安全生產(chǎn)有較大影響的主要是頂?shù)装迳皫r水、奧灰水和老空水等。
我礦3#煤層頂?shù)装迳皫r水是本礦的主要充水含水層，這類(lèi)水害對(duì)礦井生產(chǎn)有一定影響，但一般不會(huì)出現(xiàn)災(zāi)害性事故。開(kāi)采3#煤時(shí)，井田西部帶壓，但根據(jù)突水系數(shù)法計(jì)算其T均小于0.06Mpa/m,可認(rèn)為在正常情況下不會(huì)出現(xiàn)奧灰水進(jìn)入工作面及巷道。但是在近三年開(kāi)采范圍內(nèi)煤層底板帶壓區(qū)內(nèi)，可能存在隱伏的導(dǎo)水?dāng)鄬踊驅(qū)萋渲燃袑?dǎo)水通道，存在有一定的危險(xiǎn)性，因此在帶壓開(kāi)采區(qū)進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，應(yīng)引起礦方的重視，生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。因此奧陶系灰?guī)r水對(duì)本礦局部區(qū)域安全生產(chǎn)有一定影響。
井田內(nèi)各老空區(qū)積水情況：XXX煤業(yè)的積水面積為60291m2，積水量為16844m3。該采空區(qū)距3年規(guī)劃的工作面距離較遠(yuǎn)，對(duì)現(xiàn)有工作面影響不大。
本礦東北部有SL煤業(yè)，東南有XGX聯(lián)營(yíng)煤業(yè)，東部為MZ煤礦(已關(guān)閉)。其中SL煤業(yè)采空區(qū)總積水面積有11.9792萬(wàn)m2，總積水量為3.3188萬(wàn)m3，XXX煤業(yè)于2007年放水35萬(wàn)余m3，已基本疏放完畢，通過(guò)XXX煤業(yè)前期放水工作，在堅(jiān)持執(zhí)行超前探的基礎(chǔ)上，做好排水工作，SL煤業(yè)對(duì)XXX煤業(yè)有影響，但可控;XGX聯(lián)營(yíng)煤業(yè)空區(qū)積水面積18.86萬(wàn)m2,總積水量4.04萬(wàn)m3，XGX聯(lián)營(yíng)煤業(yè)井田采空區(qū)距XXX煤業(yè)近三年開(kāi)采位置尚遠(yuǎn)，對(duì)XXX煤業(yè)威脅不大;MZ煤礦(已關(guān)閉)與本礦現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)不聯(lián)通，并且XXX煤業(yè)于2006至2007年對(duì)MZ煤礦(已關(guān)閉)古采空區(qū)主要的積水區(qū)域開(kāi)展了放水工作，耗時(shí)100天，累計(jì)放出老空水35萬(wàn)立方。MZ煤礦對(duì)XXX煤業(yè)有影響，但可控。
本礦今后三年內(nèi)計(jì)劃開(kāi)采工作面為33107、33108、33109工作面，在今后三年內(nèi)，在堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則下，老空水對(duì)礦井開(kāi)采安全威脅不大。但是由于老空水不確定性以及危害性較大，老空水是本礦安全生產(chǎn)的主要水害之一。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可采取如下防治水措施：(1)對(duì)于3#煤頂、底板砂巖、灰?guī)r水：受采掘破壞影響，冒裂帶帶范圍內(nèi)砂巖裂隙水充入回采工作面，回采工作面應(yīng)做好防、探、疏、排水工作，可采用瞬變電磁或其他方法進(jìn)行，其方法在各煤礦水害探查中應(yīng)用廣泛技術(shù)已經(jīng)成熟，且探測(cè)時(shí)間短，費(fèi)用不高，對(duì)探測(cè)環(huán)境要求低，不影響正常采掘活動(dòng)。此項(xiàng)工作技術(shù)上易于進(jìn)行且成本費(fèi)用較低。防治水工作易于進(jìn)行。(2)對(duì)于老空水,在三年之內(nèi)對(duì)礦井生產(chǎn)構(gòu)成影響的老空水其位置、范圍、水量清楚，其防治工作主要是在堅(jiān)持有掘必探、先探后掘原則。必須開(kāi)展的主要防治水工作包括坑透、物探、鉆探、老空水疏放等。對(duì)于鉆探工作，我方已組建專(zhuān)門(mén)的鉆探隊(duì)伍，降低探放水的成本費(fèi)用，提高探放水工作效率，減少對(duì)采掘工作的影響。此項(xiàng)工作技術(shù)上易于進(jìn)行，成本上如果安排合理，花費(fèi)不會(huì)太高。防治水工作易于進(jìn)行。(3)對(duì)于奧灰水，本井田西部存在帶壓區(qū)，因?yàn)榭碧匠潭容^低，不能排除在井田內(nèi)存在陷落柱或隱伏斷層的可能性，生產(chǎn)過(guò)程中必須采用三維地震等方法加強(qiáng)構(gòu)造探查。此項(xiàng)工作易于進(jìn)行且成本費(fèi)用較低。
(二)、本礦井未來(lái)三年內(nèi)主要開(kāi)采3號(hào)煤層，現(xiàn)針對(duì)各種水害問(wèn)題，提出防治水工作的如下建議：
1、針對(duì)采掘工程或回采工作面可能引發(fā)的頂?shù)装迳皫r水害問(wèn)題，一定要做好采掘活動(dòng)前方區(qū)域富水性探測(cè)工作，按照物探先行，鉆探驗(yàn)證、及時(shí)疏放的原則防止頂?shù)装迳皫r富水區(qū)瞬間大量涌水。
2、對(duì)威脅采掘工作面的老空水，必須堅(jiān)持有掘必探，先探后掘的原則，必須采取排水、探放水措施，在消除隱患后方可生產(chǎn)。
3、針對(duì)奧灰?guī)洪_(kāi)采的問(wèn)題，先要分層段進(jìn)行奧灰抽水試驗(yàn)，確定奧灰的富水性，收集、觀測(cè)奧灰水位資料;再要用三維地震等方法查明帶壓區(qū)內(nèi)是否存在陷落柱或隱伏斷層，再根據(jù)探查結(jié)果采取相應(yīng)的防治水措施，做好承壓水上開(kāi)采安全性評(píng)價(jià)。
4、本井田通過(guò)鉆探及南一采區(qū)三維地震陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一系列斷層，且以張性的正斷層為主(特別是F1斷層落差達(dá)50m)，雖然F1斷層的破碎帶富水性、導(dǎo)水性差，但在其他斷層附近掘進(jìn)、開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)及時(shí)利用物探和鉆探手段，掌握斷層位置、落差、富水性等相關(guān)信息，并時(shí)刻保持高度警惕，在逼近斷層時(shí)預(yù)先采取防治水措施。
5、未進(jìn)行物探的3號(hào)煤層未采區(qū)，開(kāi)拓掘進(jìn)前，應(yīng)用鉆探、井下物探等手段探測(cè)煤層中是否有隱伏的導(dǎo)水陷落柱、導(dǎo)水?dāng)鄬雍筒煽諈^(qū)積水，根據(jù)探測(cè)結(jié)果及時(shí)采取相應(yīng)的防治水措施。
6、建議將以往做的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料妥善保管，以后在做工作中，可以有更多的參考，將會(huì)使結(jié)果更加準(zhǔn)確，內(nèi)容更加完善。
(三)、根據(jù)我礦防治水存在的隱患問(wèn)題，我礦確立了以下防治水長(zhǎng)效機(jī)制：
1.明確煤礦水害防治工作責(zé)任，健全工作體系。
煤礦企業(yè)作為安全生產(chǎn)工作的責(zé)任主體，也是防治水工作的責(zé)任主體。礦長(zhǎng)是水害防治工作的第一責(zé)任人，要對(duì)我礦的水害防治工作全面負(fù)責(zé)，組織落實(shí)重大水害防治安全技術(shù)措施;總工程師是礦井水害防治技術(shù)管理工作的主要責(zé)任人，負(fù)責(zé)水害防治相關(guān)技術(shù)工作的日常管理。我礦配備了專(zhuān)職水害防治人員;成立了探水隊(duì)，設(shè)立了專(zhuān)職的地質(zhì)防治水技術(shù)人員。并且依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定建立健全了各級(jí)水害防治工作責(zé)任制，明確責(zé)任，抓好日常水害防治工作。
2.完善本礦水害防治工作機(jī)制，嚴(yán)格落實(shí)有關(guān)措施
建立健全各水害防治技術(shù)管理責(zé)任、部門(mén)業(yè)務(wù)保安、措施審批、隱患排查治理、安全設(shè)施管理和探放水等制度。長(zhǎng)期開(kāi)展對(duì)我礦范圍內(nèi)老窯、采空區(qū)、含水層和廢棄巷道積水等的普查工作，貫徹“物探先行、化探跟進(jìn)、鉆探確定”的防治水原則，通過(guò)收集資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、打探水鉆等措施，查明相鄰煤礦及廢棄老窯的情況，建立防治水基礎(chǔ)資料檔案。要制定符合我礦實(shí)際的水害防治標(biāo)準(zhǔn)和防治水實(shí)施細(xì)則，并抓好落實(shí)工作。要進(jìn)一步加強(qiáng)我礦地測(cè)防治水安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，認(rèn)真開(kāi)展質(zhì)量達(dá)標(biāo)活動(dòng)，夯實(shí)我礦地測(cè)防治水基礎(chǔ)工作。要按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，落實(shí)保障防治水安全的技術(shù)措施、管理措施、探放水措施，提高我礦防范重特大水害的綜合能力。我礦已經(jīng)根據(jù)實(shí)際情況，建立健全了水害事故應(yīng)急救援預(yù)案，做到了機(jī)構(gòu)、人員、設(shè)備、設(shè)施、資金“5到位。”
3.加強(qiáng)科技攻關(guān)，提高煤礦水害防治技術(shù)水平
加強(qiáng)與河南理工大學(xué)等科研院校的合作，積極開(kāi)展水害防治的技術(shù)攻關(guān)和科學(xué)研究。通過(guò)研究和攻關(guān)，初步構(gòu)建了煤礦水害防治基本理論框架，積極運(yùn)用新技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，建設(shè)本質(zhì)安全型礦井。對(duì)水害隱患嚴(yán)重的煤礦，組織水文地質(zhì)方面的專(zhuān)家進(jìn)行“會(huì)診”，進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，在確保安全的情況下方可生產(chǎn)。我公司注重不斷加大防治水的科技投入，按照標(biāo)準(zhǔn)提取安全生產(chǎn)費(fèi)用，保證煤礦水害防治的必要投入。
4.開(kāi)展以防治水患為重點(diǎn)的隱患排查活動(dòng)，嚴(yán)密防范水害事故。
我礦根據(jù)礦井受水害威脅情況和雨季“三防”的工作要求，定期組織開(kāi)展水患排查活動(dòng)，排查的主要內(nèi)容是：針對(duì)正規(guī)開(kāi)采后形成的地表裂縫情況修筑排水溝、工業(yè)廣場(chǎng)修筑防洪壩等防治地表水。
檢查防治水機(jī)構(gòu)是否健全，專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量是否到位;防排水系統(tǒng)是否完善;雨季“三防”工作計(jì)劃、物資、隊(duì)伍和措施是否落實(shí);是否嚴(yán)格執(zhí)行煤礦水害防治“十六字”原則;探放水設(shè)備是否齊全;水患是否按期治理;與相鄰礦井間的開(kāi)采關(guān)系是否明晰正常;采掘工作面附近的積水情況是否清楚;應(yīng)急救援預(yù)案是否制定和落實(shí)。同時(shí)加強(qiáng)職工的安全教育和培訓(xùn)，定期組織礦井避災(zāi)演習(xí)，提高職工的自我防范和自救能力，確保我礦防治水工作落實(shí)到位。
牢記以下方針原則：
1、煤礦安全生產(chǎn)要堅(jiān)持：“管理、裝備、培訓(xùn)并重”的原則。
2、安全生產(chǎn)“十二字”方針是：“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”。
3、瓦斯治理“十二字”方針是“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”。
4、煤礦瓦斯綜合治理工作體系：“通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”。
“通風(fēng)可靠”的基本要求是：“系統(tǒng)合理、設(shè)施完好、風(fēng)量充足、風(fēng)流穩(wěn)定”。
“抽采達(dá)標(biāo)”的基本要求是：“多措并舉、應(yīng)抽盡抽、抽采平衡、效果達(dá)標(biāo)”。
“監(jiān)控有效”的基本原則是：“裝備齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、斷電可靠、處置迅速”。
“管理到位”的基本要求是：“責(zé)任明確、制度完善、執(zhí)行有利、監(jiān)督嚴(yán)格”。
5、水害防治“十六字”原則：“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”。
