煤矿矿井突水预兆及防治水措施
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煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
矿井突水预兆1)一般预兆.(1)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。
(2)工作面气温降低,或出现雾气或硫化氢气味(即臭鸡蛋味)。
(3)有时可闻到水的“嘶嘶”声。
(4)矿压增大,发生片帮、冒顶及底肢。
2)工作面底板灰岩含水层突水预兆(1)工作面压力增大,底板股起,底殿量有时可达500mm以上。
(2)工作面底板产生裂隙,并逐渐增大。
(3)沿裂隙或煤帮向外渗水,随着裂隙的增大,水量增加,当底板渗水量增大到一定程度时,煤帮渗水可能停止,此时水色时清时浊:底板活动时水变浑浊,底板稳定时水色变清。
(4)底板破裂,沿裂缝有高压水喷出,并伴有"嘶嘶"声或刺耳水声。
(5)底板发生"底爆",伴有巨响,地下水大量涌出,水色呈乳白或黄色。
3)松散孔隙含水层水突水预兆(1)突水部位发潮、滴水、且滴水现象逐渐增大,仔细观察发现水中含有少量细砂。
(2)发生局部冒顶,水量突增并出现流沙,流沙常呈间歇性,水色时清时浊,总的趋势是水量、沙量增加,直至流沙大量涌出。
(3)顶板发生溃水、溃沙,这种现象可能影响到地表,致使地表出现塌陷坑。
矿井突水征兆1.与承压水有关断层水突水征兆(1)工作面顶板来压、掉渣、冒顶、支架倾倒或断柱现象。
(2)底软膨胀、底鼓张裂。
(3)先出小水后出大水也是较常见的征兆。
(4)采场或巷道内瓦斯量显著增大。
这是因裂隙沟通增多所致。
2.冲积层水突水征兆(1)突水部位岩层发潮、滴水、且逐渐增大,仔细观察可发现水中有少量细砂。
(2)发生局部冒顶,水量突增并出现流砂,流砂常呈间歇性,水色时清时混,总的趋势是水量砂量增加,直到流砂大量涌出。
(3)发生大量溃水、溃砂,这种现象可能影响至地表,导致地表出现塌陷坑。
3.老空水突水征兆(1)煤层发潮、色暗无光。
(2)煤层“挂汗”。
(3)采掘面、煤层和岩层内温度低,“发凉”。
(4)在采掘面内若在煤壁、岩层内听到“吱吱”的水呼声时,表明因水压大,水向裂隙中挤发出的响声,说明离水体不远了,有突水危险。
防治水综合安全技术措施煤矿水害是矿井五大灾害之一,往往造成突水淹井或淹没整个工作面的恶性事故。
根据矿井水的来源可分为地下水害、地表水害和老窑积水水害。
防治水是防止矿井水害事故发生,减小矿井正常涌水,降低煤炭生产成本,在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。
为防止水害事故给矿井的正常安全生产造成影响,特制定矿井防治水综合安全技术措施。
一、水文地质情况我公司矿区位于沁水盆地南缘低山丘陵区,水文地质单元属延河泉域中北部。
根据含水层岩性和地下水赋存特征,本区地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑盐类裂隙水、碎屑夹碳酸岩类岩溶裂隙水、和碳酸盐岩类岩溶水四种。
1、矿区水文地质条件矿区松散岩孔隙水含水岩组主要赋存于第四系上更新统地层,含水岩组一般厚为0-10米,富水性差,为透水而不含水层;碎屑岩类裂隙水、碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水,富水性弱;碳酸盐岩岩溶水在本区埋深较深,据山西煤田地质勘探144队,1996年提交的本矿地质报告,区域水位标高为450-560米,高于本矿现开采3#煤层底板标高79-122米,3#煤为带压开采,但奥陶系灰岩顶界至3#煤层间距为120余米,可起一定的隔水作用,构成3#煤底板突水危险性小,但该含水层富水性强,具不均匀性,开采过程中,若遇断层,在断裂连通导水的情况下,不排除有突水的可能,因此在开采过程中应坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则。
本区与煤层开采有关的地下水类型主要有二叠系、石炭系碎屑及碳酸盐类岩溶水。
1)主要含水层①石炭系、二叠系岩裂隙含水层含水层主要为山西组K7砂岩和下石盒子组底部的K8砂岩。
K7砂岩为山西组与太原组的分界标志层,岩性以中细、中粗粒砂岩为主,局部为粉砂岩,具有近似垂直于层面的裂隙带。
据邻区抽水试验,单位涌水量为0.04-0.3L/S・m,水位标高567.12米,为弱富水含水层。
K8砂岩是山西组与下石盒子组分界标志层,岩性以中细粒岩为主,局部地段为粗砂岩,裂隙较发育。
透水征兆及防范安全措施透水征兆及防范安全措施一、透水征兆观察《煤矿安全规程》第二百六十六条:采掘工作面或其他地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等突水征兆时,应当立即停止作业,报告矿调度室,并发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
在原因未查清、隐患未排除之前,不得进行任何采掘活动。
《煤矿防治水规定》第九十九条:在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,应当立即停止钻进,但不得拔出钻杆;应当立即向矿井调度室汇报,派人监测水情。
发现情况危急,应当立即撤出所有受水威胁地区域的人员到安全地点。
然后采取安全措施,进行处理。
二、矿井透水征兆分析1、煤壁“挂红”这是因为矿井水中含有铁的氧化物,渗透到采掘工作面呈暗红色水锈。
2、煤壁“挂汗”采掘工作面接近积水时,水由于压力渗透到采掘工作面形成水珠,特别是新鲜切面潮湿明显。
3、空气变冷采掘工作面接近积水时,气温骤然降低,煤壁发凉,人一进去就有阴凉感觉,时间越长越明显。
4、出现雾气当巷道内温度较高,积水渗透煤壁后,引起蒸发形成雾气。
5、“嘶嘶”水叫井下高压水向煤(岩)裂隙强烈挤压,两壁摩擦而发出“嘶嘶”水叫声,这种现象说明即将突水。
6、底板鼓起这是底板受承压水(或积水区)作用的结果。
17、水色发浑断层水和冲击层水常出现淤泥,砂、水浑浊,多为黄色。
8、出现臭味老窑水一般可闻到臭鸡蛋味,这是因为老窑中有害气体增加所致。
9、顶板淋水加大这是因为顶板裂隙加大,积水渗透到顶板上。
10、片帮冒顶这是由于顶板受承压含水层(或积水区)作用的结果。
矿井水的类型不同,出现的征兆也不相同:1、老空水:老空水年代久,水量补给较差,属于“死水”,所以有挂红、酸度大,水味发涩的特点。
2、断层水:断层附近的岩层较为破碎,一般情况下,会出现工作面来压,淋水增大。
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有:大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种:(一)地表水水害:主要水源为大气降水、地表水体(江河、水库、沟渠等);(二)老空水水害:主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水;(三)孔隙水水害:主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四)裂隙水水害:主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水;(五)岩溶水水害:主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等;二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度(涌水量)。
(一)水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽(放)水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术(1)地震勘探:包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面:查明落差大于5米的断层;查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱;探测采空区和岩浆浸入体。
(2)瞬变电磁探测技术:是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。
(3)高密度高分辨率电阻率法探测技术:是地面及其地下洞体的首选方法。
(4)直流电法探测技术:属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面:巷道底板富水性探测;底板隔水层厚度,原始导高探测;掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测;潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
防治井下涌水、突水安全技术措施为认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”方针,规范矿井突水、涌水的应急管理工作,提高井下突水、涌水的事故的能力,保证员工安全、减少财产损失和社会影响。
对井下突水、涌水管理责任明确,措施正确有效,资源准备充分,在发生突水、涌水事故后能快速、有效、有序的实施安全措施,控制事故进一步扩大。
特制定以下措施:一、矿床充水条件及水文地质类型大气降水是地下水、地表水的主要补给来源。
降雨入渗率随深度增加而减小。
矿床上覆隔水层厚度较大,矿区构造复杂程度简单。
矿山大部分矿床位于最低侵蚀基准面以上,直接充水水源主要为龙潭组裂隙水、原小煤矿采空区积水、老窑积水、冲沟水,故本矿山属于以裂隙充水为主,水文地质条件复杂程度为中等,水文地质类型属二类二型。
二、矿井水文地质特征顺发煤矿由原顺发、风华煤矿整合而成,两矿为斜井及平硐开拓,巷道长度约3800.00m;主要开采M2+5、M15、M20、M25+26、M30煤层,平均厚度1.77、1.00、1.47、2.17、1.07m,顶板岩性为粉砂岩及细砂岩,稳定性较好;井底有临时水仓,主要出水形式为地表水通过浅部裂隙及顶板渗入矿井,其次为老窑及采空区积水。
目前,巷道内有14处出水点:原顺发煤矿4处为顶板滴、淋水,流量为0.008-0.332L/s 。
2处是原风华煤矿为顶板滴、淋水,流量为0.023-0.146L/s。
8处是在顺发煤矿新系统中,其中2处为顶板淋水,流量为0.006-0.444L/s;5处为探放水点,流量为0.056-1.722L/s。
三、为认真贯彻执行党和国家的安全生产方针,进一步加强煤矿防治井下突水、涌水工作,防止重大突水、涌水事故的发生。
成立防治井下突水、涌水工作机构如下:1、组织机构:组长:孙晋成周长鹏副组长:张东强周成平张成君张金洋袁满蒋新全管油发成员:各科室人员领导小组下设办公室,办公室设在生产技术科,主任由张金洋兼任。
2、领导小组职责:1)负责查清采区的水文地质情况,并根据实际编制井下突水、涌水计划并组织实施.2)负责制定顺发煤矿防治井下突水、涌水工作安全管理责任制,并监督实施.3)负责监督落实采区防治水工作的“查、堵、截、疏、排、探、防、躲”八字方针.4)负责每月组织有关人员专门研究、解决水害防治工作中的问题,加大水情水患排查力度,检查水害防治工作的落实执行情况.5)负责制定顺发煤矿重特大水灾事故应急救援预案.6)根据矿防治水部门的安排,负责顺发煤矿防治井下突水、涌水的日常性工作及资料、图纸的整理上报工作。
煤矿防治⽔安全技术措施1矿井防治⽔措施为了更好地贯彻执⾏《煤矿防治⽔规定》切实抓好矿井防治⽔⼯作。
确保安全⽣产,特根据我矿实际编制矿井防治⽔措施及⽔害预警程序。
⼀、建⽴健全防治⽔领导机构1、成⽴了矿井防治⽔⼯作领导组矿长 : 郭爱权总⼯ : 马锡友成员 : 闫志刚、黄明光、王占东、曹继伟、李清⾂、郝达来、刘学全、史永成、朱彩飞、赵强⼆、地形地貌井⽥内的地形特征为东北⾼,西南低,地形标⾼为1160m~1260m,⾼差为100m。
以风积沙漠地貌为主,呈波状起伏,微地貌形态有新⽉形沙丘、沙垄等,流⽔地貌分布在井⽥西部的乌兰⽊伦河,河流两侧可见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地,第四系萨拉乌素组湖积地层多为风蚀地貌。
三、地表⽔系区内地表⽔系较发育,主要河流为位于井⽥西部的乌兰⽊伦河及位于井⽥东南部的乌兰⽊伦河⽀流~考考赖沟,乌兰⽊伦河发源于鄂尔多斯市巴定沟,流径鄂尔多斯市、伊⾦霍洛旗,于陕西省神⽊县汇⼊黄河,全长228km,流域⾯积8706km2,内蒙古境内长117km,流域⾯积3041 km2,为常年径流,年平均流量为337mm3,其中净⽔304 mm3,年含砂量44Mt,据黄河⽔利委员会所设王道恒塔⽔⽂站历年观测成果,该河最⼤洪流量为9760m3/s(1976.8.2),贫⽔期流量⼀般为3.13m3/s。
最低侵蚀基准⾯为1228.23m,最⾼洪⽔位为1238.66m。
考考赖沟发源于⼯作区中北部,呈东北~西南⾛向,全长约6km,⾄⽯圪台井⽥东南⾓流⼊乌兰⽊伦河,该溪为常年性地表径流,流量⼀般为0.158m3/s,⾬季有所加⼤,是神东煤炭公司的供⽔⽔源地。
四、⽓象本区⽓候属于半⼲旱、半沙漠的⾼原⼤陆性⽓候,冬季严寒,夏季炎热,春季多风,秋季凉爽,全年少⾬,昼夜温差⼤,⽆霜期短。
降⾬量多集中于每年7、8、9三个⽉,年降⾬量为100.8~593.5mm,年蒸发量为2297.4~2833.7 mm,是降⽔量的4~5倍。
⽓温最⾼为36.6℃ (1975年7⽉16⽇),最低为-30.1℃(1974年12⽉14⽇),年平均⽓温为6.2℃。
煤矿矿井突水预兆及防治水措施
矿井突水预兆及防治水措施
一、矿井突水的一般预兆:
采掘工作面或其它地点突水前,一般都有以下预兆:
⒈挂红。
水中含有铁的氧化物,在水压作用下,通过煤(岩)裂隙时,附着在裂隙表面,出现暗红色水锈。
⒈挂汗。
水在水压作用下,通过煤岩裂隙在煤岩壁上凝结成水珠,此时巷道接近积水区。
但有时空气中的水汽遇到低温煤块也会挂汗,这是一种假象。
所以,遇到挂汗时,要辨别真伪,方法是剥去一薄层,观察新暴露面是否也有潮气,若有则是突水先兆。
⒈煤壁变冷。
工作面接近大量积水时,气温骤冷,煤壁发凉,人一进去就有阴冷的感觉,时间愈长就愈感到阴凉。
但受地热影响较大的矿井,地下水温高,当掘进工作面接近时,温度反而升高。
⒈出现雾气。
当巷道温度很高时,积水渗到煤壁后引起蒸发而形成雾气。
⒈水叫。
井下的高压积水向裂缝挤压与两壁发生摩擦而发出嘶嘶的叫声,说明已很接近积水区。
若是煤巷掘进,则突水即将发生,这时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁的人员。
⒈顶板淋水加大。
⒈顶板来压,底板鼓起。
⒈水色发深,有臭味。
老空水含铁质变成红色,酸度大,水味发涩。
断层水呈黄色,水无涩味而发甜。
溶洞水大多在石灰岩中遇到,是呈黄色或灰色,有时带有臭味,有时也出现挂红。
冲击层水色发黄,往往夹有砂子,开始时水小,以后逐渐增大。
⒈工作面有害气体增加。
积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。
⒈裂隙出现渗水。
如果出水清净,则离积水区尚远;若出水浑浊,则离积水区已近。
当发现上述突水预兆时,必须停止作业,判明情况,向矿有关部门或领导报告。
如果情况紧急,必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
二、采掘工作面接近积水区时,应采取的安全措施:
掘进工作面接近积水区时,单靠探放水来保证安全是不够的,还必须在掘进期间采取安全措施加以防范。
⒈探水巷道的掘进断面不宜过大,以缩小受压面积。
同时应有两个安全出口,用于通风、流水和撤人。
一般情况下应双巷掘进,必要时在联络巷之间开掘安全躲避洞室。
⒈掘进巷道坡度不准起伏不平,以免低处的水流不出去,施工人员有被堵的危险。
⒈上山方向的水害威胁未消除或正在探水时,为保证下山工作人员的安全,应暂停其工作,等水害威胁消除后再继续工作。
⒈探到老空并已放水的掘进工作面,如果不能马上与老空掘透而在
几天后再掘进时,应重打2~3个检查孔,以免原有的钻孔坍塌堵塞而重新积水。
切不可冒然掘进。
⒈探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向,沿着探水孔的中心线掘进,以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水。
如果地质变化必须偏离时,应进行补充钻探或采取其它措施予以补救。
⒈大部分积水已经放出,还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立积水区。
⒈合理选择巷道掘进的爆破方法,在探水眼严密掩护下,且保持超前距和帮距时,可以采取多打眼、少装药、放小炮的方法,以利于保持煤体的稳定性。
⒈严格执行“三不装药”制度,即炮眼或掘进工作面有出水预兆不装药,超前距不够或偏离探水方向不装药,掘进工作面支架不牢或空顶距超过规定时不装药。
⒈为了预防探放水以后又重新积水造成事故,上山巷道或坡度大的穿层斜石门掘进接近老空放炮时,应将所有人员撤到联络巷或下部平巷。
⒈掘进打眼沿钎杆向外流水时,应停止工作,不准拔出或摇晃钻杆,要设法固定,并向矿报告,听候处理。
⒈老空放水后允许恢复掘进时,还必须注意:当掘进到离老空3~5m 处时,应先打2~3个检查孔进行一次再检查,只有证实积水确已放净后方可揭露老空。
揭露老空时,要先由小断面从放水钻孔上方与老空
打透,还要注意处理瓦斯、硫化氢等有害气体。
⒈在受水威胁地区施工的所有人员,都必须熟悉避灾路线,懂得突水后的急救知识。
⒈掘进中各班班(组)长必须在掘进工作面交接班,交接班允许掘进剩余的距离,严禁超越。
⒈掘到批准位置时,其最后0.5m停止放炮,用手镐采齐迎头,以利于下次探水时,安全套管不致安设在被炮震松的煤岩层内。
三、探水的一般原则:
采掘工作面必须执行“有疑必探,先探后掘”的原则,因而遇到下列情况之一时,必须探水。
⒈接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时。
⒈接近含水层、到水断层、含水裂隙密集带、溶洞和陷落柱时,或通过它们之前。
⒈打开隔离煤柱放水前。
⒈接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎或裂隙发育带时。
⒈接近可能涌(突)水的钻孔时。
⒈接近有水或稀泥的灌浆区时。
⒈采动影响范围内有承压含水层或含水构造,或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清,可能突水时。
⒈接近矿井水文地质条件复杂的地段,采掘工作有涌(突)水预兆或
情况不明时。
⒈采掘工程接近其它可能涌(突)水地段时。
四、探放老窑水的原则:
⒈积极探放的原则。
当老空区不在河沟或重要建筑物下面、排放老空区内积水不会过分加重矿井排水负担、且积水区之下又有大量的煤炭资源急待开采时,这部分积水应千方百计地放出来,以彻底解除隐患。
⒈先隔离后探放的原则。
与地表水有密切水力联系且雨季可能接受大量补充的老窑水;老空的积水量较大,水质不好(酸性大),为避免负担长期排水费用,对这种积水区应先设法隔断或减少其补给水量,然后再进行探水,若隔断水源有困难无法进行有效的的探放,则应留设煤岩柱与生产区隔开,待到矿井生产后再进行处理。
⒈先降压后探放的原则。
对水量大、水压高的积水区,应先从顶、底板岩层打穿层放水孔,把水压降下来,然后再沿煤层打探水钻孔。
⒈先堵后探放的原则。
当老空区为强含水层水或其它大小水源水所淹没,出水点有很大的补给量时,一般应先封堵出水点,而后再探放水。