2017年度矿井水风险辨识评估报告

2017年度矿井⽔风险辨识评估报告

开滦（集团）东欢坨矿业分公司2017年度矿井⽔风险辨识评估报告

东欢坨矿业分公司2017年4⽉

⼀、确定评估的风险对象

本评估报告依据《煤矿安全⽣产标准化基本要求及评分⽅法（试⾏）》相关要求，对开滦（集团）有限责任公司东欢坨矿业分公司矿井⽔在⽣产过程中可能存在的风险因素进⾏分析，确定风险因素导致事故造成损失的严重程度和风险等级，并制定管控措施。本次风险辨识评估的对象为开滦（集团）有限责任公司东欢坨矿业分公司矿井⽔。⼆、评估⼩组的构成

三、评估对象的基本情况描述

（⼀）矿井⽔⽂地质条件1.井⽥⽔⽂地质条件

东欢坨井⽥主要位于车轴⼭向斜的东南翼，从区域⽔⽂地质条件分析，车轴⼭向斜位于开平煤⽥的西北部，⾃成⼀独⽴的隐伏向斜。向斜上部被松散的巨厚第四系冲积层覆盖，从北向南逐渐增厚（150～650m），第四系底部卵砾⽯层厚度也从北向南逐渐增厚（20～320m），该含⽔层⽔量充沛，构成各煤系含⽔层的补给⽔源。⽯炭、⼆叠系煤系含⽔层位于第四系冲积层之下，地下⽔主要赋存于砂岩裂隙之中。下伏奥陶系⽯灰岩，裂隙、岩溶发育，含⽔丰富。第四系底部卵砾⽯层孔隙⽔、⽯炭⼆叠系砂岩裂隙⽔与奥灰岩溶⽔组成了井⽥承压⽔⼒系统。2.主要含⽔层

（1）井⽥内的三⼤含⽔系统：第四系冲积层孔隙承压含⽔层、⽯炭-⼆叠系

砂岩裂隙承压含⽔层和中奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含⽔层，有以下特征：

东欢坨矿区含⽔层特征表

（2）地下⽔运动规律及补给⽅式

⼤⽓降⽔通过下渗补给第四系底卵⽯含⽔层，然后通过顺层和垂向补给下部其它含⽔层，其中以顺层补给为主。⼤⽓降⽔对下部含⽔层及矿井涌⽔量不会造成⼤的影响，冲积层⽔向煤系地层的补给是稳定的，受季节性变化影响⼩。

煤系含⽔层地下⽔的运动，受井⽥构造及地形因素的控制,基岩裂隙⽔迳流主⼲顺层状砂岩流动,因两翼露头的地形⾼差，决定了原始状态下西北翼是补给区，东南翼是排泄区。但矿井开采后，开采区域成了排泄区，两翼成补给区。3.煤系隔⽔层

煤系隔⽔层⾃上⽽下有：

（1）A层铁铝质粘⼟岩；A层以上发育3～4层，层厚3～8m，层间距4～20m；

（2）5煤层～12-2煤层间沉凝灰岩，各类泥岩及⾼岭⼟质砂岩；

（3）G层铝⼟质粘⼟岩。

四、识别评估对象⾯临的各种风险因素

（⼀）矿井充⽔⽔源风险因素辨识和分析1.⼤⽓降⽔、地表⽔

⼤⽓降⽔、地表⽔均是井⽥内地下⽔的主要补给来源，它们分别通过基岩裸露区及风化带渗⼊补给，并顺层迳流，但在此地区受地形及基岩裂隙发育程度的控制，补给量有限，⼤⽓降⽔、地表⽔对矿井涌⽔量影响甚⼩。2.含⽔层⽔

根据开采煤层与充⽔含⽔层组的关系，可分为直接充⽔⽔源和间接充⽔⽔源。

直接充⽔⽔源为以A0～A、A～5煤层顶、12-2 ~14-1煤层含⽔层组为代表的⽯炭-⼆叠系砂岩裂隙承压含⽔层，其中5煤层顶100m为强含⽔层，单位涌⽔量以及渗透系数相对较⼤，对5煤层以下8、9等主采煤层的开采存在安全隐患，回采之前应对其进⾏打钻疏⽔降压。间接⽔源是第四系底部卵砾⽯孔隙承压含⽔层和奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含⽔层。

（1）第四系底卵⽔是矿井充⽔最终⽔源

第四系底部卵砾⽯层与基岩露头直接接触，期间⽆粘⼟类隔⽔层。底卵⽔进⼊矿井的普遍⽅式是顺层下渗，A～5煤层砂岩露头条带宽达700m左右，经垂直裂隙第四系⽔将垂直下渗。但如有构造导通，则底卵含⽔层也有可能成为矿井涌⽔的直接⽔源。

第四系底卵⽔与奥灰⽔在煤系地层外缘相互补排，因为⾃然状态下，向斜东南翼奥灰⽔⽔位⾼于底卵，5～12-2可采煤层的开采造成矿井涌⽔后，奥灰⽔将增强向底卵含⽔层的排泄量，然后通过底卵⽔顺层和垂直下渗⽅式参与矿井涌⽔。如果奥灰⽔经构造突⼊矿井，奥灰⽔与底卵⽔的补排关系将会转变，即以奥灰⽔向底卵含⽔层的排泄减量或底卵⽔反补给奥灰⽔的⽔量构成奥灰突⽔⽔量。由于向斜外缘奥灰地层全隐伏，所以第四系底卵⽔是矿井充⽔最终⽔源。

（2）奥灰⽔源与煤层开采的关系

本层含⽔性虽强，但煤系地层底部，特别是K3灰岩⾄奥陶系灰岩间（50~60m）以致密坚硬的隔⽔岩层为主，在⾃然稳定状态下，由于隔⽔层的完整连续，奥陶系岩溶⽔不会与煤系含⽔层发⽣垂向补给。但如果第四系形成疏降漏⽃，奥灰⽔将顶托补给第四系，转层进⼊矿井，因此可以说，奥陶系灰岩含⽔层是煤层开采间接充⽔⽔源。

本年度受5煤层顶板含⽔层⽔影响的为3085采⾯，受12-2～14-1煤层含⽔层

影响的⼯作⾯为：-500⽔平北翼新轨道⼤巷、-230⽔平南翼总回风巷、-690⽔平南翼轨道⼤巷、-950⽔平专⽤回风巷（-500～-230段）。3.⽼空⽔

东欢坨矿在建井、⽔平延伸、新区域施⼯及最上⽅煤层回采中，充⽔⽔源主要为含⽔层⽔，⽽在下⽅煤层回采中，⽼空⽔就成为了主要充⽔⽔源。本矿井在⽣产过程中，由于⼯作⾯的布置、顶底板的岩性特征及涌⽔等因素，在采空区或废巷，有可能存在不同形式的积⽔。⼀旦施⼯⼯程接近、揭露或冒落带导通这些积⽔，便可涌⼊井巷，发⽣⽼空区突⽔事故。⽼空区突⽔具有来势猛、破坏性⼤的特点，往往是瞬间⼤量积⽔溃⼊⼯作⾯，形成灾难性事故，⽽且⽼空⽔是长期积存起来的，多为酸性⽔，有较强的腐蚀性，对矿⼭设备危害甚⼤。

⽬前，矿井主采8、9、11、12-1和12-2煤层，煤层⼤多间距为8~12m，属煤层群开采。下⼀煤层开采时，其导⽔裂隙带远远⼤于煤层间距，这样当上⽅采空区或⽼巷道存有积⽔、动⽔时，这些积⽔、动⽔将会顺裂隙进⼊⼯作⾯，成为突⽔⽔源，若⽔中再夹杂煤渣、岩碴形成煤矸泥，对下⽅⼯作⾯威胁更⼤。

本年度受⽼空⽔威胁的⼯作⾯为3096⾥风道、3096外切眼、3096采⾯、3094采⾯、3085风道、2087

风道。

下

根据以上分析，认为含⽔层⽔及⽼空⽔为充⽔⽔源危险辨识因素。

（⼆）矿井充⽔通道风险因素辨识和分析1.揭露含⽔层

在矿井⽣产中，有些⼯程必须穿越含⽔层，当巷道直接揭露这些含⽔层后，含⽔层⽔将会进⼊矿井。从⽬前矿井的开采区域看，直接充⽔⽔源为A0～A、A～5煤层顶、12-2～14-1煤含⽔层组。

本年度-500⽔平北翼新轨道⼤巷、-230⽔平南翼总回风巷、-690⽔平南翼轨道⼤巷、-950⽔平专⽤回风巷（-500～-230段）将直接揭露12-2～14-1煤层含⽔层。2.断裂带导⽔

本井⽥构造发育。通过井巷延伸⼯程及⽣产区域来看，⼤部分断层未与含⽔层导通或不导⽔，然⽽有些断层天然条件下是隔⽔的，但是当开采矿层时，

采场内的断层会由于开采造成的矿⼭压⼒（采动后作⽤于岩层边界上或存在于岩层之中的促使围岩向已采空间运动的⼒）的变化⽽“活化”，从⽽引发突⽔。

本年度受断裂构造影响的⼯作⾯为690⽔平运输⼤巷、-950⽔平⽪带斜井及下部⽯门、3096运道、3094采⾯、3023采⾯。3.采动造成的导⽔裂缝带

巷道掘进和⼯作⾯回采时，都会对原有围岩产⽣影响，当产⽣的裂隙导通含⽔层或其他⽔源时，这些⽔也会顺采动裂隙进⼊矿井。

东欢坨矿属于较近距离多煤层开采井⽥，5煤为井⽥最上层可采煤层，14-1煤为底层可采煤层，⼆者范围内涉及多个含⽔层，各煤层导⽔裂缝带的发育情况对煤矿的安全开采具有重要的影响。其中5煤层顶100m为强含⽔段，含⽔层⽔位标⾼为-400 m左右，5~12-2煤层间为弱含⽔组，12-2 ~14-1煤层为强含⽔层，因此各含⽔层对煤层的开采存在着⼀定的安全隐患，尤其5煤层顶100m的强含⽔段，对5煤以下8、9等主采煤层的开采影响较⼤，5~12-2煤层间虽为弱含⽔层，有多套不透⽔层，但其上下均为强含⽔层，加之各煤层导⽔裂缝带⾼度均⼤于其与上覆煤层间距，所以上覆煤层采空区积⽔及含⽔层对下部煤层回采构成⽔害威胁，

本年度受采动造成的导⽔裂缝带影响的为3085采⾯。

（4）封闭不良钻孔勘探钻孔因封闭材料量不⾜或者技术验收等不达标等造成不合格，形成封闭不良钻孔。当采掘⼯程揭露这些钻孔时，由于其容易将含⽔层导通，因此，可能造成突⽔。

截⽌2016年底，东欢坨矿地质勘探及⽔⽂地质勘探共施⼯钻孔179个。其中，除了正在使⽤的含⽔层⽔位长期观测孔未封闭外，其它钻孔均已封闭，⽆封闭不良钻孔。

（5）陷落柱

煤⽥范围内因下伏⽯灰岩层岩溶发育，在重⼒作⽤下，上覆岩层呈柱状或圆锥状塌陷形成的地质体。当陷落柱穿过含⽔层时，将含⽔层⽔导⼊陷落柱内，陷落柱就成了良好的导⽔通道。

截⽌到⽬前，经过各种勘探和井下⼯程揭露证实，东欢坨矿井范围内尚未发

现有岩溶陷落柱发育。

（6）天窗

天窗是承压含⽔层顶板隔⽔层局部缺失的地段。采掘⼯程接近或通过这些区域时容易造成突⽔。

根据东欢坨矿已施⼯区域实见资料和未施⼯区域的物探、钻探资料综合分析，矿井区域未发现有天窗存在。

根据以上分析，认为揭露含⽔层、断裂带导⽔、采动造成的导⽔裂缝带及⽼空⽔为充⽔通道危险辨识因素。

五、风险致灾因素的分析

（⼀）矿井⽔害预先危险性分析评价（预先危险性分析法）

矿井发⽣⽔灾的地点为采、掘、开⼯作⾯，造成的后果，轻则造成排⽔设备增多，费⽤加⼤，造成⽣产接续紧张，影响⽣产建设的正常进⾏；重者直接危及职⼯和⽣产安全，造成⼈员伤亡或淹井。

采⽤“预先危险性分析法”对矿井⽔害进⾏评价，分析危险、有害因素6项。

Ⅲ级：危险的5项，占83.3%。

矿井⽔害预先危险性分析结果为：Ⅲ级，属危险的，会造成⼈员伤亡系统损坏。

（⼆）矿井⽔灾事故作业条件危险性评价（作业条件危险性评价法）

通过对⼯作⾯⽔灾危险、有害因素的分析，采⽤“作业条件危险性评价法”对矿井发⽣⽔灾事故的危险程度进⾏评价。

矿井主要危险有害因素为接近⽔淹区、积⽔井巷、⽼空或相邻煤矿处，断裂构造附近，含⽔层区域，陷落柱天窗等其它可能出⽔的地点，危险等级为Ⅲ级，属显著危险；含⽔钻孔附近危险等级为Ⅱ级，属⼀般危险。

六、确定风险等级

通过“预先危险性分析法”对矿井⽔害进⾏评价，得出⼯作⾯⽔害的危险等级为Ⅲ级，属危险性的，会造成⼈员伤亡系统损坏。

通过“作业条件危险性评价法”对⼯作⾯⽔灾进⾏评价，得出⽔灾的危险等级为Ⅲ级，属显著危险。七、重⼤风险清单

⼋、制定管控措施

（⼀）地⾯防治⽔措施

本井⽥范围内地表⽆河流，⽆湖泊，仅有排放矿井污⽔的排⽔渠，因此地⾯防治⽔主要是做好地⾯防汛和地⾯长期观测孔管理⼯作。1.地⾯防汛

（1）公司成⽴⾬季防汛领导⼩组，负责指挥公司的防汛及抗灾抢险⼯作，并对全矿防汛总体⼯作进⾏统⼀安排部署。

（2）本矿井所在地区最⾼洪⽔位为+15.5m，井⼝标⾼（主井+19.0m、副井+18.9m、风井+21.2m）及⼴场（风井⼴场+21.3m、主副井⼴场+19.1m）标⾼均⾼于最⾼洪⽔位，井⼝附近⾼于⼴场外部标⾼，⽆地表⽔溃⼊井下的可能，但每年汛期来临之前必须加强井⼝防汛⼯作，清理井⼝周围杂物及淤泥，保证不能存有积⽔，防⽌⾬⽔倒灌井下。

（3）汛期来临之前做好地⾯排⽔沟检查、修缮⼯作，保证⽔沟完好。对泥河的排⽔情况定期调查，出现排⽔不畅时及时通知有关部门解决。

（4）每次降⼤到暴⾬时和降⾬后，派专业⼈员及时观测矿井涌⽔量变化情况。

（5）职能部门在3⽉15⽇前对全矿地⾯各种建筑物及要害部位做好防雷电设施的检测⼯作。

（6）公司成⽴⾬季防汛抢险预备队，随时做好防汛抢险准备⼯作。

（7）防汛抢险物资在汛前必须到位，并存放在指定库房。2.井上下长期观测孔管理

东欢坨矿地⾯长期观测孔全部使⽤⽔⽂多参数遥测系统进⾏数据⾃动采集，按每季度进⾏钻孔巡视，确保系统⼯作正常。2017年在井下⽔⽂观测站安装动态遥测系统，实现数据⾃动采集。发现系统不能正常⼯作、数据传输存在问题，及时与⼚家技术⼈员联系进⾏维修。