礦井透水事故預(yù)防探討

侯江峰

（沁水縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，山西 晉城 048200）

礦井透水事故預(yù)防探討

侯江峰

（沁水縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，山西 晉城 048200）

通過對沁水煤田南部沁河流域地質(zhì)條件的分析，結(jié)合山西沁水2號煤層淺部老窖復(fù)雜、3號煤層深部承壓開采的特點，提出了屬于山西沁水2號、3號煤層礦井透水事故的預(yù)防措施。

透水；因素分析；經(jīng)驗總結(jié)；預(yù)防措施

1 沁水2、3號煤層礦井透水因素分析

1.1 涌水水源

2號煤層的老窖（巷）積水。多位于該煤層老礦區(qū)的淺部，范圍不明，連通復(fù)雜，水量大，酸性強，水壓高，無圖紙、無數(shù)據(jù)、無形狀，是該煤層的主要水力隱患。

2號煤層其它水力因素為地表水簡單，砂巖層為2號煤層直接含水層，石灰?guī)r溶隙層為下組15號煤層直接充水含水層，含水性中等；中石炭系本溪組、上石炭統(tǒng)及下二疊統(tǒng)組組成的隔水層，隔水性好；局部有傾向北東的單斜或斷層構(gòu)造存在。

3號煤層的直接含水層是山西組及下石盒子組含水層，含水性中等；下組15號煤含水層是3號煤層承壓開采主要水力來源；埋藏較深，基本沒有老窖積水威脅，局部有同煤層老巷積水；其他水力因素與2號煤層類似。水文地質(zhì)類型二類一型。

1.2 涌水通道

涌水通道主要分為顯性通道和隱性通道。2號煤層顯性通道主要有頂板冒落裂隙，由于埋藏較淺，落后的采煤方法引起采場大面積冒落，導(dǎo)致地表塌陷或裂隙溝通井內(nèi)外。3號煤層主要有鉆孔通道，開采高瓦斯及煤與瓦斯突出煤層時，在瓦斯抽放鉆孔管理不當或已停用的鉆孔未及時封閉的情況下，就構(gòu)成了井上下涌水通道。

隱性通道比較普遍，因非正規(guī)開采造成。主要有防隔水煤柱失效或?qū)е路栏羲褐АＧ罢叨嘤扇藶楸I挖因素造成。而后者則是未建立積水區(qū)臺賬，對積水區(qū)缺乏準確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，累積效應(yīng)導(dǎo)致隔離煤柱防護強度相對不足造成的。

1.3 涌水失控

以探放水為例。如果未確定探水線或隨意確定探水線擅自探放水，將構(gòu)筑涌水通道，造成涌水失控。探水的前提條件是水體位置準確，擅自探鉆很可能直接溝通積水區(qū)的底部，導(dǎo)致涌水失控。在礦井地質(zhì)資料不齊全的情況下，探放水更要防止經(jīng)驗和偽科學(xué)誤導(dǎo)安全。

2 沁水透水事故預(yù)防成功經(jīng)驗

2.1 井上著手，以防為主

每年雨季要轉(zhuǎn)移工作重點，成立“雨季三防領(lǐng)導(dǎo)組”，同時結(jié)合氣象部門的數(shù)據(jù)，修訂雨季三防設(shè)施參數(shù)，做好水害分析預(yù)報；構(gòu)筑牢固的后勤保障防線，確保萬無一失。

礦區(qū)外圍以防為主，疏排結(jié)合。阻擋山洪入侵，使天然河渠改道；礦區(qū)內(nèi)部以導(dǎo)流為主，導(dǎo)排結(jié)合，修筑溝渠，填封地表裂隙。對于老井口，在井口附近整修溝渠、布置防洪砂袋；對于新井口，選擇超過歷史洪峰最高水位作為井口標高；嚴禁開采煤層露頭的防水煤柱，切斷淹井通道。

2.2 井下著眼，防治結(jié)合

最直接的方法是采用疏干法，將地下水源全部或部分疏放出來。

隔離水源，防止形成透水通道。目前應(yīng)用較多的是留設(shè)防隔水煤柱。

2000年起全縣推行長壁采煤，科學(xué)管理采空區(qū)，避免了因采場大冒頂造成地表塌陷；加強地面鉆孔的封閉管理，防灌井事故發(fā)生；嚴禁盜挖盜采保安煤柱、杜絕超層越界也是在隔斷涌水通道方面行之有效的措施。

防涌水失控。對水文資料相對全的礦井，在生產(chǎn)過程中堅持“有疑必探、先探后掘”的探放水原則，編制探放水設(shè)計；探水時確定探水線和探水點，放水時控制流量，杜絕因探水參數(shù)失真而導(dǎo)致涌水失控。對于水文資料相對不全的礦井，補充采集工作面含水參數(shù)并進行統(tǒng)計、分析，運用科學(xué)方法對透水危險性進行安全評價。通過評價結(jié)果，劃分出工作面的安全等級（優(yōu)良、合格、基本合格、不合格）?；竞细竦燃壒ぷ髅婢蜻M時，技術(shù)、安監(jiān)和防治水部門全程監(jiān)督；不合格等級工作面不得掘進，采取補充措施，重新評價。

3 沁水煤礦預(yù)防水害思路探討

由于勘探手段和對客觀事物認識能力的限制，對地下含水情況掌握的還不夠清楚，不能確保沒有水害威脅。因此，筆者建議需在煤礦設(shè)立專門的防治水機構(gòu)，實行主任負責制，下設(shè)防治水組委會作為管理層，成立防治水辦公室負責具體操作。擬采取“預(yù)測預(yù)報、探防結(jié)合、效果檢驗、安全防護”的“四位一體”綜合防治水措施?！八奈灰惑w”綜合防治水措施流程圖，見圖1。雨季三防期間，每旬將防治水綜合治理工作報礦長辦公會議審議。

3.1 預(yù)測預(yù)報

地測部門要收集礦井水文地質(zhì)資料，建立井上下動態(tài)觀測系統(tǒng)和礦井防治水預(yù)測預(yù)報臺賬，預(yù)算礦井在設(shè)計生產(chǎn)能力下礦井正常和最大涌水量；進行區(qū)域性預(yù)測，查明含水層的富水性、覆巖巖性和硬度指標（如2號煤層開采以防治下石盒子組（K8)為主，建議實施電法勘查，探明水體賦存規(guī)律）；確定礦井涌水危險區(qū)、威脅區(qū)和無危險區(qū)。在危險區(qū)和威脅區(qū)內(nèi)掘進時必須進行局部涌水預(yù)測預(yù)報。

3.2 探防結(jié)合

地面以防為主，井下探防結(jié)合。對于新建礦井，地表水影響較大時，可以整鋪河床、河流改道、修筑排水溝；對于已開礦井，位于山麓或山前低洼地區(qū)時，建立有效的引洪區(qū)網(wǎng)，防止山洪流入礦區(qū)。

圖1 “四位一體”綜合防治水措施流程圖

防水方面要優(yōu)先選用疏水降壓，必須完善工作面排水系統(tǒng)。但費用較高，還要兼顧因疏干引起的地下水位下降和地表塌陷。

隨著煤礦“兼并重組”工作在沁水的全面實施，規(guī)?；C械化的深井開采預(yù)計于2010年后展開，承壓開采將要納入水患防治工作的重點。承壓開采時，煤層底板突水過程是一個復(fù)雜的非平衡、非線性的演化過程。由于巖石材料的非均勻性、地質(zhì)條件的復(fù)雜性、施工過程的不確定性，理論上很難對突水過程做出準確的描述。因此建議，當頂（底）板是砂巖時，實施頂（底）板注漿加固，以增加隔水層有效厚度；當頂（底）板是灰?guī)r時，直接含水層以裂隙含水空間為主，應(yīng)用防水帷幕防水技術(shù)，對保護地下水資源、降低排水疏干費用、避免因疏干引起的地表塌陷收效良好。

老窖附近開采,盡可能收集、調(diào)查、核對相鄰礦井和廢棄老窯情況,并建立臺帳。掘進前，必須進行透水危險性評價。根據(jù)評價結(jié)果，首先由防治水辦公室牽頭劃分工作面危險等級，并制定相應(yīng)的防治措施；然后每10d進行一次防治水綜合檢查評分評價；最后統(tǒng)一形成綜合報告，由防治水領(lǐng)導(dǎo)小組決定是否進行掘進作業(yè)。掘進時，必須作好水害分析預(yù)報，堅持“有疑必探、先探后掘”的探放水原則。礦井積水區(qū)和礦井界外100m范圍內(nèi)的相鄰礦井采掘工程積水區(qū)要標繪在采掘工程平面圖上，每半年至少核實一次積水區(qū)的積水量、積水上下限標高，修訂積水線、探水線和警戒線。

探水方面,建議水文地質(zhì)資料相對不全的礦井或區(qū)域，采用三孔技術(shù)參數(shù)。水文地質(zhì)資料相對齊全礦井或區(qū)域，建議采用單孔技術(shù)參數(shù)。防治水辦公室對每次探水參數(shù)進行統(tǒng)計、匯總、分析，報防治水組委會研究，決定是否進行效果檢驗。

根據(jù)效果檢驗結(jié)果，防治水組委會對掘進工作面進行水害安全評價，防治水領(lǐng)導(dǎo)小組決定是否進行掘進作業(yè)，作業(yè)時必須保留不少于30m的措施孔超前距。

4 安全防護

安全防護具體措施有：強化全員探防水安全意識；建立通暢的避災(zāi)線路；定期疏通排水系統(tǒng)；定期檢查防水閘門；主要排水設(shè)施設(shè)置3泵2管路，排水能力保證20h,能滿足礦井24h最大涌水要求；探水時，現(xiàn)場加強支護；現(xiàn)場安裝電話；現(xiàn)場布置探水鉆具，懸掛探（放）水措施牌，探（放）水控制牌；采取探60掘30的安全技術(shù)措施，確保作業(yè)人員有不少于30m的措施孔超前距。

由于煤礦水文地質(zhì)本身的復(fù)雜性和資料搜集工作的局限性，致使我們還將在很長一段時間內(nèi)經(jīng)歷透水事故隱患的陣痛。筆者認為，通過“從井上著手，井下著眼，以防為主，防治結(jié)合，綜合治理”的成功經(jīng)驗總結(jié)，做到“預(yù)測預(yù)報、探防結(jié)合、效果檢驗、安全防護”四位一體綜合措施，沁水在礦井水患系統(tǒng)化防治方面將探索出一條新路。

Discussion on the Prevention of Water Inrush in Mines

HOU Jiang-feng
（Qinshui Supervision Bureau for Work Safety,Jincheng Shanxi 048200,China）

Based on the analysis of Qinhe geological features,old pits in the shallow part of Qinshui No.2 coal seam,deep mining features in No.3 coal seam and successful water prevention experience,the author proposes water inrush prevention measures for Qinshui No.2 and No.3 coal seams.

water inrush;factor analysis;experience summarization;prevention measures

TD745+.22

A

1672-5050（2010）03-0065-03

2009-11-18

侯江峰（1972—），男，山西沁水人,本科，助理工程師，從事礦山安全生產(chǎn)監(jiān)察工作。

劉新光