劉曉宏
摘要:煤礦突水過程主要決定于煤礦水文地質(zhì)及采掘現(xiàn)場條件,在各類突水事故發(fā)生以前,一般都會顯示出多種突水預(yù)兆,做好防治水基礎(chǔ)工作尤為關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:突水預(yù)測;礦井探放水;防隔水煤柱;排水系統(tǒng)
一、礦井水害事故特點及原因分析
1.1水害事故特點
根據(jù)對2000~2011年我國共發(fā)生的1089起水害事故分析,最明顯的特點是:1、從種類上看,老空水害約占礦井水害事故的80%;
2、從具體位置上看,透水事故主要發(fā)生在掘進工作面的,也約占80%;
3、從法人主體上看,鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、資源整合煤礦發(fā)生的突水事故同樣約占總數(shù)的80%。
1.2水害事故原因分析
1、防治水機構(gòu)、人員及設(shè)備不到位;
2、防治水技術(shù)基礎(chǔ)管理工作不到位;
3、防治水措施不落實;
4、水害應(yīng)急預(yù)案不健全,培訓(xùn)與管理不到位。
二、礦井突水預(yù)測
當(dāng)煤礦生產(chǎn)過程中遇到下列情況時,應(yīng)當(dāng)立即停止作業(yè),并及時上報礦井水文地質(zhì)技術(shù)人員,經(jīng)上會討論研究后方可采取下一步施工措施。
1、煤層變潮濕、松軟;煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象,且淋水由小變大;煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡。
2、工作面氣溫降低,或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味。
3、當(dāng)工作面聽到“嘶嘶”的水聲時。
4、礦壓增大,發(fā)生片幫、冒頂及底臌。
5、發(fā)生局部冒頂,水量突增并出現(xiàn)有流沙,流沙呈間歇性,水顏色時清時混,總的趨勢為水量、沙量增加。
6、煤層頂板出現(xiàn)潰水、潰沙跡象。
三、礦井探放水基礎(chǔ)工作
3.1實施探放水的主要情形
縱觀歷史,多數(shù)礦難事故是由水害造成的。為了確保礦井安全生產(chǎn),根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,“礦井必須做好水害分析預(yù)報,堅持‘預(yù)測預(yù)報,有疑必探,先探后掘,先治后采的原則”。做到防患于未然。
3.2探放水應(yīng)注意事項
為了既達到切實的防災(zāi)減災(zāi)效果,又能合理節(jié)省費用,井下探放水應(yīng)采取“物探先行、鉆探驗證、化探跟進”的三位一體的綜合技術(shù)手段。而成功的關(guān)鍵和難點在鉆探。
3.2.1探水過程應(yīng)注意事項
(1)、根據(jù)礦井的水文地質(zhì)類型及巷道的性質(zhì)情況,探水前要先嚴格按照《煤礦防治水規(guī)定》設(shè)計鉆孔參數(shù),測定探水地點的坐標與標高,確定鉆孔的方位、角度、深度及鉆孔數(shù)目。并制定可行的應(yīng)急預(yù)案,做好充分準備工作。主要包括:a.檢查排水系統(tǒng)及設(shè)備,確保暢通和正常;b.檢查支護與煤壁、頂板等,在工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板,確保探水區(qū)域巷道的穩(wěn)定性;c.檢查孔口管和控制閘閥,進行耐壓試驗,確保在水壓較大區(qū)域的探放水作業(yè)安全;d.準備堵水材料及安設(shè)專用電話,確保遇到出水或來壓時能及時處理,及時報告聯(lián)絡(luò),盡快爭取救援。
(2)、探水時要不折不扣地執(zhí)行相關(guān)規(guī)程和制度,嚴禁違章作業(yè)。重點注意事項包括:a.探水工作面必須要有一名瓦斯員跟班,隨時監(jiān)測瓦斯及其他有害氣體的濃度,如超過規(guī)定范圍,“必須立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員并報告礦調(diào)度室,及時處理?!眀.在鉆進過程中,如“發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中水壓、水量突然增大以及有頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿”, 應(yīng)背緊工作面,在擋板外面加設(shè)頂柱或木垛,必要時還應(yīng)在頂、底板堅固地點砌筑防水墻,然后方可打開鉆眼放水,壓力過大時,可采用孔口防噴帽、防噴接頭等防噴裝置c.認真做好封孔工作。終孔后,如鉆孔內(nèi)無水,需及時對鉆孔進行封閉。封孔前必須清除孔內(nèi)煤粉,嚴格砂漿配比,確保封孔質(zhì)量。
3.2.2放水過程應(yīng)注意事項
探明水情后,為了預(yù)防水害發(fā)生,對具有威脅性的水源全部或部分進行放排水,是礦井防治水工作的重要一環(huán)。
1、做好放水前的準備工作。a.按規(guī)程牢靠固定探水孔鉆桿后撤出鉆機,并將有關(guān)人員疏散撤離到安全地點。b. 放水前應(yīng)對積水量進行預(yù)估,開展放水量、水壓煤層透水性試驗,并根據(jù)礦井排水能力和水倉容量制定排水方案,隨時做好排水應(yīng)急準備。
2、放水時須注意事項:a.《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:“鉆孔放水時,必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水量、水壓、做好原始記錄。若水量突然變化,必須及時處理,并立即報告調(diào)度室?!眀.放水全程在現(xiàn)場要有專業(yè)人員隨時監(jiān)測有毒有害氣體情況,超限時應(yīng)立即停止作業(yè),進行相應(yīng)處理。c.遇有水壓過大情況時,須安裝防噴裝置,并用檔板和頂柱加固工作面,必要時可砌筑防水墻,以確保放水安全。
四、防隔水煤(巖)柱的留設(shè)
在地表地下水體附近采煤,必須留設(shè)足夠的防隔水煤(巖)柱。至于如何留設(shè),具體要區(qū)分煤層露頭、煤層與強含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|、水淹區(qū)或老空積水區(qū)下采掘等不同情況,結(jié)合礦井的整體地質(zhì)條件及開采方法等因素確定。
防隔水煤(巖)柱的留設(shè)和計算方法主要有四種:
1、經(jīng)驗類比法。參照工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件相似礦井安全采掘的防隔水煤(巖)柱尺寸,作為本礦區(qū)開采防隔水煤(巖)柱的留設(shè)依據(jù)。
2、利用理論公式進行計算,如匈牙利的埃斯茨公式和查姆保公式等。
3、依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中的傳統(tǒng)方法留設(shè)。
4、利用數(shù)值法計算或相似模擬試驗確定防隔水煤(巖)柱的合理尺寸。
五、建立健全排水系統(tǒng)
完善的疏排水系統(tǒng),對于礦井防治水和搶險救災(zāi)工作來說顯得極為重要。
1、煤礦排水系統(tǒng)必備的水泵、排水管路、配電設(shè)備和排水倉等,必須配備齊全,并且要與礦井規(guī)模、產(chǎn)能及水文地質(zhì)類型相匹配。
2、井下主要排水設(shè)備,應(yīng)符合《煤礦防治水規(guī)定》的相關(guān)要求,同時要加強日常檢查和維護保養(yǎng),確保在用及備用設(shè)備完好,性能正常。
3、主要泵房和水倉的設(shè)計建設(shè)應(yīng)充分考慮礦井開采模式和地質(zhì)構(gòu)造特點,必須保有足夠的冗余量。
4、在礦井建設(shè)初期,可先設(shè)置臨時排水系統(tǒng),以確保具備足夠的應(yīng)急處置能力。
結(jié)束語
根據(jù)每個礦井水文地質(zhì)類型的不同,防治水工作難易程度也不同,采取的具體防治水措施肯定也有所區(qū)別,但按照預(yù)防為主的原則,通過水害事故分析與征兆預(yù)測,把握共性,結(jié)合實際,科學(xué)規(guī)范有效地搞好礦井防治水基礎(chǔ)管理工作,就可以更好促進煤礦的安全生產(chǎn)。
參考文獻
[1]淺談搞好整合礦井防治水工作的途徑2013.4.499(山西焦煤科技)。endprint