第7章 矿井主要水害类型及其特征
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矿井水害及透水、突水征兆总结一、矿井水灾事故(矿井水害)主要包括:(1)地表水水灾;(2)含水层水水灾;(3)断层水水灾;(4)采空区积水水灾;(5)岩溶水水灾;(6)封闭不良的钻孔水水灾等类型。
二、矿井透水有(1)挂红;(2)挂汗;(3)空气变冷;(4)出现雾气;(5)水叫;(6)顶板淋水加大;(7)顶板来压、底板鼓起;(8)水色发浑,有臭味;(9)工作面有害气体增加;(10)裂隙出现渗水等预兆。
三、一般说来,矿井透水前主要有几种预兆:(1)挂汗。
积水区的水,在自身压力作用下,通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上聚结成许多水珠的现象,叫挂汗。
井下空气中的水分遇到低温的煤体,有时也可能聚结成许多水珠的现象。
区别真假挂汗的方法是,仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿,若潮湿则是透水预兆。
(2)挂红。
矿井水中含有铁的氧化物,在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面的煤岩体表面时,会呈现暗红色水锈,这种现象叫挂红。
挂红是一种出水信号。
(3)水叫。
含水层或积水区内的高压水,向煤壁裂隙挤压时,与两壁磨擦会发出“嘶嘶”叫声,这就说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了若是煤巷掘进,则透水即将发生,这时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁的人员。
(4)空气变冷。
采掘工作面接近积水区域时,空气温度会下降,煤壁发凉,人一进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉;但应注意,受地热影响较大的矿井地下水的温度偏高,当采掘工作面接近积水区时,气温反而升高。
(5)出现雾气。
当采掘工作面气温较高时,从煤壁渗出的积水,就会被蒸发而形成雾气。
(6)顶板淋水加大。
(7)顶板来压,底板鼓起。
(8)水色发浑,有臭味。
(9)采掘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。
(10)裂隙出现渗水。
如果出水清净,则离积水区较远;若浑浊,则离积水区已近。
矿井水害的探讨引言随着我国煤矿行业的快速发展,越来越多的煤矿突水问题已成为制约煤矿发展的主要因素,同时也引起了国内各大煤矿部门的高度重视。
加强对煤矿突水的分析研究,并对其进行及时准确的预报,对煤矿企业的发展有着重要的意义。
1.矿井水害类型矿井水害按水源特征一般分为地表水、老空水、孔隙水、裂隙水和岩溶水五大类型,其中岩溶水又按含水层厚度分为薄层灰岩水水害和厚层灰岩水水害两类。
(1)地表水水害其水源是大气降水、地表水体。
水源通过井口、采后冒裂带、岩溶塌陷坑、断层带或封闭不良钻孔充水或导水进入矿井。
(2)老空水水害其水源是老窑、小窑、废巷及采空区积水。
当采掘共组面接近或遇到老空水区时,往往在短时间内涌出大量老空水,来势凶猛,具有很大的破坏性,常造成恶性事故。
(3)孔隙水水害其水源是第三系、第四系松散层中的孔隙水。
当煤层被第四系松散含水的流砂层、砂层、砂砾层、卵石层、粘土层所覆盖,在开采时,煤岩柱留设不足,往往造成冒裂带直接进入松散层;或松散层底部存在富水含水层,开采前水文地质条件不清,没有按含水层下回采条件留设煤柱,回采后水、砂或泥溃入井下。
(4)裂隙水水害其水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水。
这种水害发生在开采北方二叠纪山西组煤层和侏罗纪煤层以及开采南方侏罗纪的煤层中。
这些煤层顶部常含有厚层砂岩和砾岩,且裂隙发育,如与上覆第四纪冲积层或下覆奥陶系含水层有水力联系时,可导致严重突水事故。
(5)灰岩岩溶水水害厚层灰岩岩溶水水害分为南方型和北方型。
南方型厚层灰岩赋存与主采煤层顶、底板,几乎无隔水保护层可利用,故一旦发生突水,往往来势凶猛;北方型煤田厚层灰岩主要是奥陶系灰岩含水层,主采煤层与厚层灰岩含水层常有不同的煤系隔水保护层,此类奥灰突水与构造成岩溶陷落柱有关。
2.矿井突水预兆矿井在各种水害发生之前都有一定的预兆,一般会出现如下现象。
(1)向导迎头空气温度降低,感到发凉。
(2)迎头空气潮湿,温度异常增大。
矿井主要水害类型
1、老空水害
矿井开采多为下山开采,盲巷和采空区积水点多,加之地质条件复杂,极易形成老空积水,对采掘工作面有直接威胁,若隐患排查不到位、煤柱留设不足、探放措施执行不力,易发生老空突水事故。
2、四灰水害
四灰局部接受五灰和奥灰的直接补给,水压高,水量大。
随着矿井开采深度的不断延深,煤层底板破坏深度逐渐加大,煤层底板有效隔水厚度减小,若疏降效果不理想,受采动影响,在矿山压力和水压的共同作用下,容易发生底板突水事故,对矿井安全生产威胁极大。
3、底板五灰岩溶承压水及奥灰水害
五灰上距煤10间距小(一般16-20M),水压高,富水性强且不均匀,加之五灰、奥灰之间间距小(3.75-11.86M),奥灰水以水平或垂直补给五灰,若五灰含水层疏降和注浆改造效果差,奥灰承压水预防措施不利,容易发生底板突水事故,对下组煤开采存在着严重威胁。
4、断层水害
煤田内地质构造复杂,隐伏构造发育,断裂构造对煤系底层切割严重,破坏了岩层的完整性,降低了有效隔水层厚度,且断层面岩层破碎,裂隙发育,往往和强含水层沟通,当采掘工作面接近或穿过断层时,承压水易沿断层破碎带导出,造成突水事故。
5、钻孔水害
地面勘探施工的地质孔和水文孔,如封堵质量不合格,若该钻孔
穿过含水层,就成为导水通道,当采掘工作面接近或碰到钻孔就会造成突水事故。
6、相邻煤矿矿井水水害
7、地表水水害
由于常年开采,矿井周围存有塌陷区积水、池塘积水,并受大气降水补给,若盲目开采,保护岩帽留设不足,防水措施不力,采矿冒裂带一旦和空隙含水层沟通,易造成地表水溃入井下,发生人员伤亡、财产损失等较大事故。
矿井水灾防治安全知识模版第一章矿井水灾的基本概念和类型一、矿井水灾的定义和特点1. 定义:指煤矿或金属矿山等地下开采作业中,因矿井内积水超过一定限度或突水而造成的危害事故。
2. 特点:突发性强,波及范围广,后果严重。
二、矿井水灾的分类1. 按矿井积水程度分类:轻度积水、中度积水、重度积水。
2. 按突水方式分类:渗水突水、冒水突水、喷水突水。
3. 按突水源头分类:地下水突水、矿井自生水突水、地表水突水。
第二章矿井水灾防治的基本原则一、安全第一1. 将安全放在首要位置,确保人员和设备的安全。
2. 加强安全生产意识,提高员工安全意识和自救自护能力。
二、预防为主1. 加强矿井防渗排水措施,确保水文地质的稳定。
2. 细化预防措施,确保矿井始终处于防灾状态。
三、多级防治1. 采取有效的技术措施,形成多层次防护体系,确保矿井安全。
2. 通过分段排水、巡视检查和预警系统等手段,实现水灾的早期发现和处理。
第三章矿井水灾的防治措施一、提高矿井防水能力1. 加强矿井通风系统的排湿装置,降低矿井湿度。
2. 采取合理放水原则,保持矿井水位稳定。
3. 加强防渗排水系统建设,确保矿井内积水控制在安全范围内。
二、健全矿井水灾预警系统1. 建立并完善矿井水灾预警系统,通过监测设备和网络技术,实现实时监控和预警。
2. 设立报警装置,及时向矿井工作人员发送预警信息。
三、强化巡查检测1. 加大巡查力度,及时发现水灾隐患。
2. 配备专业检测设备,对矿井地质和水文条件进行监测。
四、加强应急预案制定和演练1. 制定完善的应急预案,明确责任分工和紧急处置措施。
2. 定期组织演练,提高人员的应急反应能力。
第四章矿井水灾事故应急处置一、应急预案的实施1. 组织人员按预案组织疏散。
2. 切断电源,避免火灾风险。
3. 尽量将人员迅速救出险区。
二、人员的自救自护1. 切勿恐慌,保持冷静。
2. 寻找高处,避免淹没。
3. 用湿毛巾或衣物捂住口鼻,防止水中溶解性有害气体的吸入。
我国水害类型类别水源水源进入矿井的途径或方式发生过突水、淹井的典型矿区及典型事例地表水水害大气降水、地表水体(江河湖泊、水库、沟渠、坑塘、池沼、泉水或泥石流)井口、采后冒裂带、岩溶地面塌坑或洞、断层带及煤层顶底板或封孔不良的旧钻孔充水或导水2005年8月19日发生在吉林舒兰矿业集团五井,死亡16人的特大水害事故就是由于地表水通过已关闭,但封闭不好的邻矿主井导入矿坑而酿成的。
发生在贵州水城汪家寨矿、内蒙古平山古庄矿等透水事故也均属地表水水害类型。
老空水水害古井、小窑、废巷及采空区积水采掘工作面接近或沟通时,老空水进入巷道或工作面。
2005年8月7日在发生广东兴宁大兴寺矿的新中国成立以来最大的煤矿水害事故(从人员伤亡角度)是由于采矿引起煤层严重抽冒,继而破坏防水煤柱,致使老窑水溃入矿坑酿成121人遇难的惨痛灾难。
发生在吉林蛟河腾达煤矿、山西陵川关岭山煤矿、徐州旗山矿及山西大同左云县张家场乡新井煤矿的水害事故也均属老空水害类型。
孔隙水水害第三系、第四系松散含水层孔隙水、流沙水或泥沙等,有时为地表水补给采空冒裂带、地面塌陷坑、断层带或煤层顶底板含水层裂隙或封孔不良的旧钻孔导水2004年3月7日发生在新疆哈密煤业集团井采公司二井的透水事故是由于顶板裂隙带导通第四系松散层孔隙水,使第四系水、砂、第三系岩石溃入矿坑,24人被困,虽经全力抢救也有9人丧生。
发生在淮南孔集矿、徐州新河矿的透水事故也均属孔隙水害类型裂隙水水害砂岩、砾岩等裂隙含水层的水,常常受地表水或其他含水层水的补给采后冒落带、断层带、采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水,或者封闭不良的老钻孔导水2005年5月21日发生在淮北矿业集团海孜矿745工作面透水灾害属于工作面顶板砂岩裂隙水突出事故,致5人死亡。
曾发生在徐州大黄山、韩桥煤矿等水害事故均属此类。
开滦范各庄等几对矿井也都存在较严重的裂隙水害岩溶水水害薄层灰岩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(山东省一带为徐家庄灰岩水),并往往得到中奥陶系灰岩石水补给采后冒裂带、断层带及陷落柱、封孔不良的老钻孔,或采掘工作面直接揭露薄层灰岩岩溶裂隙带突水徐州青山泉二号井,淮南谢一矿,肥城大封煤矿、杨庄矿(旭灰),新蜜芦沟矿厚层灰岩水水害煤层间接顶板厚层灰岩含水层,并往往受地表水补给采后冒裂带、采掘工作面直接揭露或地面岩溶埸陷坑江西丰城云庄矿煤系或煤层的底板厚层灰岩水(在我国煤矿区主要是华北的中奥陶系厚层(500-600米)灰岩水和南方晚二叠统阳新灰岩水),对煤矿开采威胁最大,也最严重采后底鼓裂隙、断层带、构造破碎带、陷落柱或封孔不良的老钻孔和地面岩溶塌陷坑吸收地表水2005年10月3日发生在四川广能龙滩煤矿的透水事故是由于该矿在挖掘巷道时打通溶洞,造成28人死亡。
矿井水害防治1、矿井水害的主要类型及危害水害的主要类型:透水;突水;涌水.矿井水来源大气降水;地表水;地下水(含水层水,断层水等);老空区积水。
此类水灾突发性强,发展快,造成的人员伤亡和财产损失大,矿井被淹,矿山全面停产。
2、矿井突水预兆煤矿突水过程主要决定于矿井水文地质及采掘现场条件。
一般突水事故可归纳为两种情况:一种是突水水量小于矿井最大排水能力,地下水形成稳定的降落漏斗,迫使矿井长期大量排水;另一种是突水水量超过矿井的最大排水能力,造成整个矿井或局部采区淹没。
在各类突水事故发生之前,一般均会显示出多种突水预兆。
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、冒顶及底臌。
㈡工作面底板灰岩含水层突水预兆(1)工作面压力增大,底板臌起,底臌量有时可达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。
㈢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。
以上预兆是典型的情况,在具体的突水事故过程中,并不一定全部表现出来,所以应该细心观察,认真分析、判断。
3、水灾自救与救援(1)井巷发生透水事故时,矿山救护队的任务是抢救受淹和被困人员,防止井巷进一步被淹和恢复井巷通风。