煤矿水害类型
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煤矿水害分析报告1. 引言煤矿是我国重要的能源资源,然而,煤矿开采过程中常常会遭遇水害问题。
水害不仅给矿井的生产造成严重影响,还会带来安全隐患。
因此,对煤矿水害进行分析,对于预防和控制水害具有重要意义。
本报告旨在对煤矿水害进行详细分析,探讨其原因及对策。
2. 煤矿水害的类型煤矿水害主要有以下几种类型:2.1 渗流水害渗流水害是指地表附近的地下水通过煤矿开采过程中形成的通道渗入矿井的现象。
渗流水害不仅导致矿井地面陷落,还对工作面的通风、排水等工作产生不利影响。
2.2 泥石流水害泥石流水害是指在煤矿开采过程中,地下岩土体发生剧烈变形,失去稳定性,形成泥石流并灌入矿井的现象。
泥石流水害给矿井的生产造成严重困扰,还会造成人员伤亡和矿井设备损坏。
2.3 断裂水害断裂水害是指煤矿开采过程中,因矿层或围岩的断裂而引起的水害。
断裂使得矿井内的水流通道增大,导致地下水涌入矿井。
断裂水害不仅会影响矿井的正常工作,还会破坏矿井的支护结构,加剧灾害程度。
3. 煤矿水害的原因煤矿水害的产生原因复杂多样,主要有以下几个方面:3.1 地质条件地质条件是煤矿水害产生的重要因素之一。
在地质构造复杂的地区,断层、褶皱等地质现象使得矿层和矿井围岩不稳定,易于发生水害。
3.2 开采工艺开采工艺不当也是导致煤矿水害的原因之一。
例如,矿井通风不畅,排水系统设计不合理等,都会增加矿井水害发生的风险。
3.3 加剧因素在煤矿开采过程中,一些外部因素也会加剧矿井水害的发生。
例如,降雨量增加、地下水位上升等都会增加煤矿水害的发生风险。
4. 煤矿水害的对策针对煤矿水害问题,应采取以下对策来预防和控制水害:4.1 加强地质勘探在煤矿生产前,应进行详细的地质勘探,了解矿井的地质条件,明确可能导致水害的地质因素,以制定相应的防治措施。
4.2 合理设计开采工艺在煤矿的开采过程中,应合理设计通风和排水系统,确保矿井的正常工作。
此外,还应加强地下水的监测,及时发现水害隐患并采取相应的措施。
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。
煤矿水害事故隐患及防治措施一、煤矿水害的基本知识(一)煤矿水害凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的,增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的水灾,都称为煤矿水害据统计,建国以来,在我国煤矿一次死亡3人以上的重大事故,水害居第三;平均每次事故死亡7.06人,仅次于瓦斯和火灾事故。
对我市而言,水害是特别可能造成重特大事故的主要因素。
矿井水害的类型有以下几种:矿井漏水两来源,包括地下和地面;对症下药定措施,做到防患于未然1、地表水水害:水源为大气降水、地表水体(江、河、湖、水库、沟渠、坑塘等)。
水源通过井口、采动冒落带、岩溶地面塌陷或熔洞、断层带及煤层顶底板封闭不良的旧钻孔充水和导水进入矿井。
例如:1998年闽北地区突发洪灾,地处河流附近的煤矿,因河水暴涨而被淹,造成巨大的经济损失。
2、老空水水害水源是古井、水窑、废巷及采空区的积水。
当采掘工作面接近或沟通时,老空水进入巷道或工作面,造成事故。
这是我市煤矿水害的主要类型。
例如:1997年7月23日永定某矿上部小煤窑采空区透水,死亡3人。
3、孔隙水水害龙永煤田煤系地层岩层含水性属弱——中等,但受大气降水补给明显,受其影响,表现为季节性4-9月份涌水量明显增大。
4、岩溶水水害龙永煤田煤系地层中无灰岩,但受构造影响,直接与栖霞灰岩接口,由断裂沟通岩溶水进入矿井造成水害。
例如:龙岩某基建井受岩溶水的严重影响,不得不在投资1300多万元,被迫下马。
5、裂隙水水害水源为砂岩,砾岩等裂隙含水层的水,常受地表水或其它含水层补给,通过冒落带,断裂带,采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水,或者封孔不良的老钻孔导水进入巷道或工作面。
二、《煤矿安全规程》对矿井防治水的主要规定1、煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件,编制中长期防治水规划和年度防治水计划,并组织实施。
煤矿企业必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下工程对照图上标出其井田位置,开采年限、积水情况。
2、水文地质条件复杂的矿井,必须针对主要含水层(段)建立地下水动态观测系统,进行地下水动态观测,水害预测分析,并制定相应的“查、探、防、堵、截、排”等综合防治措施。
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。
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。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
煤矿水害的基本知识
一、煤矿水害的基本知识(一)煤矿水害
凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的,增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的水灾,都称为煤矿水害据统计,建国以来,在我国煤矿一次死亡3 人以上的重大事故,水害居第三;平均每次事故死亡7.06 人,仅次于瓦斯和火灾事故。
对我市而言,水害是特别可能造成重特大事故的主要因素。
矿井水害的类型有以下几种:
1、地表水水害:
水源为大气降水、地表水体(江、河、湖、水库、沟渠、坑塘等)。
水源通过井口、采动冒落带、岩溶地面塌陷或熔洞、断层带及煤层顶底板封闭不良的旧钻孔充水和导水进入矿井。
例如:1998 年闽北地区突发洪灾,地处河流附近的煤矿,因河水暴涨而被淹,造成巨大的经济损失。
2、老空水水害
水源是古井、水窑、废巷及采空区的积水。
当采掘工作面接近或沟通时,老空水进入巷道或工作面,造成事故。
这是我市煤矿水害的主要类型。
例如:1997 年7 月23 日永定某矿上部小煤窑采空区透水,死亡3 人。
3、孔隙水水害
龙永煤田煤系地层岩层含水性属弱中等,但受大气降水补给明显,受其影响,表现为季节性4-9 月份涌水量明显增大。
4、岩溶水水害
龙永煤田煤系地层中无灰岩,但受构造影响,直接与栖霞灰岩接口,由断裂沟通岩溶水进入矿井造成水害。
煤矿水害及防治xx年xx月xx日contents •煤矿水害概述•煤矿水害的防治技术•煤矿水害的监测与预警•煤矿水害案例分析•煤矿水害防治的对策与建议目录01煤矿水害概述煤矿水害是指矿井在建设和生产过程中,受地下水、地表水、老窑水及注浆水等的影响,引发的井下涌水、透水、溃水等灾害。
定义根据水源和影响程度不同,煤矿水害可分为地下水害、地表水害、老窑水害、注浆水害等多种类型。
类型煤矿水害的定义与类型煤矿水害发生时,可能造成矿工伤亡,给生产带来严重威胁。
煤矿水害的危害性人员伤亡煤矿水害可能造成井下设备、设施等财产损失。
财产损失煤矿水害可能造成矿井生产中断,影响煤炭生产计划和企业的经济效益。
生产中断原因煤矿水害发生的原因主要包括自然因素和人为因素。
自然因素包括气候、地质构造、地下水位变化等;人为因素包括开采设计不合理、管理不善、施工不当等。
规律煤矿水害的发生有一定的规律,如季节性、时间性等。
一般来说,雨季、梅雨季节、台风季节等是煤矿水害高发期,而夜间、凌晨等时段也是煤矿水害易发时间。
煤矿水害发生的原因与规律02煤矿水害的防治技术坚持“预防为主、防治结合”的原则在充分调查了解矿区水文地质条件和水害类型及分布规律的基础上,制定有效的预防措施,同时加强灾害治理和应急救援。
实行分区管理将矿区划分为水害威胁区域和非水害威胁区域,分别采取不同的管理和防治措施。
水害防治的基本原则与方法通过收集矿区及周边的气象、水文、地质等资料,了解矿区的水文地质条件。
水文地质资料收集通过勘察矿区内的地下水分布、水量、水质、水位等参数,查明矿井充水水源和通道,为制定防治措施提供依据。
水文地质勘察矿井水文地质勘察技术井下防水墙在矿井下修建防水墙,将采掘区域与水源隔离,防止地下水进入矿井。
地面防水工程通过修建防水堤、截水沟等工程,防止地面水流入矿井。
排水系统建设建设完善的排水系统,将矿井中的地下水及时排出,降低水位。
矿井地下水治理技术突水预测通过应用突水预测系统,对采掘过程中的突水危险性进行预测,提前采取防范措施。
济宁煤矿主要水害类型及危害
按水源划分:地表水害、第四系松散层水害、古近系侏罗系水害、山西组砂岩水害、太原组薄层灰岩水害、煤层底板奥灰承压水害和老空水害等。
按突水通道划分:断层型,裂隙型,岩溶陷落柱型,封闭不良钻孔型等
地表水害:地球表面江、河、湖、海、水库、池沼和积水洼地等的水均为地表水,它的主要来源是大气降水。
煤矿在开采浅部煤层时,如果有上述地表水体存在,这些水久有可能通过各种途径进入井下,形成水患。
此外,地表水也可以作为地下水的补给水源,先渗入地下,再进入矿井。
第四系松散层水害:当煤层被含水的流砂层、砂层,砂砾层等第四系松散层所覆盖,如果留设的风化带隔水煤(岩)柱不可靠,冲积层水或流砂、泥流就会侵入井下,造成地面塌陷漏斗,冲垮井下设施,淤塞巷道,甚至淹井。
古近系、侏罗系水害:当第三系砂砾层或侏罗系红层接受第四系或在露头裸露区接受补给,煤层开采冒裂带达到含水层时,水会顺着裂隙进入矿井。
一般以淋水、滴水或渗水的形式进入矿井,造成矿井涌水量增加。
山西组砂岩水害:济宁各煤矿山西组砂岩为主要的含水层,特别是砂岩层厚度大,裂隙发育,采前没有探放水,采后因顶板冒落突然涌水时,极易冲垮采煤工作面。
但砂岩缺乏可靠的补给水源时,涌水量很快就会变小,甚至被疏干。
太原组薄层灰岩水害:太原组常常含有数层灰岩,由于它们或被夹在几个可采煤层之间,与煤层间距都比较近,喀斯特裂隙又都比较发育,在构造断裂的作用下,不尽其本身的含水性较好,而且有的还与相邻的薄层灰岩、冲积层及奥陶系灰岩等有较好的水力联系,因为在开采下组煤时,常常发生突水事故。
煤层底板奥灰承压水害:济宁各煤矿含煤地层直接沉积在奥陶系灰岩之上,奥陶系灰岩因在地表裸露约9亿年,不仅遭受到不同程度的风化剥蚀,而且发育了程度不一的岩溶。
这种初期的岩溶为以后的地下岩溶的发育奠定了基础,因此煤矿受岩溶水威胁尤为突出。
但奥陶系底板承压含水层具有较高的压力时,如果煤层底板至奥陶系顶面之间,因隔水层破碎,或受采煤扰动破坏,奥陶系岩溶水就会在高水头压力的作用下,突破隔水层的阻力,进入矿井,引起突水。
老空水害:“老空”是一个总称,包括老窖采空区和现代矿井的老采空区。
老空、老窖积水存在于生产、开拓水平以上,虽然水量不是很大,一般不至造成淹井的事故,但水量集中,来势凶猛。
当采掘与其沟通,则像水库溃坝一样,冲垮工作面、巷道设施,而水中常带出有害气体,致使现场人员窒息而死。
检查重点:
基础工作方面:查水文地质观测资料是否矿井涌水量1旬查1次,地下水位每月查1次;其他方面是否按《煤矿防治水规定》要求进行水文地质观测;查水文地质类型划分报告是否按要求(要求每3年修编1次,内容符合《煤矿防治水工作规定》要求)开展水文地质类型划分工作,发生重大及以上突(透)水事故后是否重新确定;查是否有井田范围内及周边矿井采空区位置和积水情况进行的调查分析记录及制定的安全技术措施。
基础资料方面:查全部井上、井下和不同观测内容的专用原始记录本,记录是否规范,保存是否完好;查是否有专门的水文地质报告或在地质报告中含有水文地质报告;查是否按《煤矿防治水规定》要求编制水文地质报告、矿井水文地质类型划分报告、水文地质补充勘探报告,是否按规定修编、审批水文地质报告;查煤矿是否按《煤矿防治水规定》第十六条规定,建立15种防治水基础台账。
水文图纸方面:查矿井充水性图、矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图、矿井综合水文地质图、矿井综合水文地质柱状图、矿井水文地质剖面图,图种是否齐全,图纸内容是否全面、准确;查采掘工程平面图和矿业充水性图是否准确标明井田范围内及周边采空区的积水范围、积水量、积水标高、积水线、探水线、警戒线。
水害预报方面:查是否有年报、月报、临时预报,是否包含突水危险性评价和水害处理意见等内容,预报内容是否齐全、下达是否及时;查在水害威胁区域进行采掘前是否查清水文地质条件,是否编制水文地质情况分析报告,编制、审批程序是否符合规定;查地质类型中等及以上的矿井,年初是否编制年度水害分析预测表及水害预测图;查是否编制矿井中长期防治水规划及年度防治水计划,是否组织实施。
防治水工程方面:查水文地质类型复杂、极复杂的矿井是否建立水文动态观测系统,运行是否正常;查井上、井下是否有各项防治水工程设计方案和施工安全技术措施、工程总结报告及验收报告,是否经矿总工程师审批;查是否有采掘工作面超前探放水专项安全技术措施、探测资料和记录;查探放水工程设计是否有单孔设计;井下探放水是否采用专用钻机,是否由专业人员和专职探放水队伍施工;查是否有对井田内井下和地面的所有水文钻孔每半年进行1次全面排查及记录;查防水煤柱留设是否按规定程序审批;查所有防治水工程及超前探放水措施落实情况。
井下现场方面:查是否存在积水未及时排除,影响正常生产;查是否每年在雨季前及时清理水仓、水沟,是否保证排水畅通;查现场是否有各种水害进行分析、检测、诊断及预警预控的技术措施记录;现场查看是否有各种水害检测、诊断的处置方案。
对各煤矿水害防治的要求及建议:
(一)深刻吸取事故教训,提高水害防治意识。
提高对水害防治工作重要性的认识,全面落实水害防治主体责任。
(二)认真贯彻《煤矿地质工作规定》,查清隐蔽致灾因素。
加强煤矿地质基础工作,进一步查清采空区、封闭不良钻孔、断层、裂隙、褶曲,陷落柱、导水裂缝带、天窗等不良地质体等主要隐蔽致灾地质因素。
要重新开展隐蔽致灾因素普查,综合各类物探及钻探等成果资料重新分析确定矿井隐蔽致灾因素。
(三)贯彻落实《煤矿防治水细则》,提升水害防治水平。
深入学习不断强化水害综合治理及水害防治效果评价,切实提升水害防治水平。
要强化“探、防、堵、疏、排、截、监”等综合防治措施的落实,认真做好老空水、承压水、顶板水等水害防治工作。
回采工作面安装前必须采用两种以上物探方法进行探测,其中至少一种对水体敏感的物探方法,对物探异常区必须进行钻探验证,开采前进行防治水安全评价。
对老空水、顶板水的疏放效果以及注浆加固或改造底板治理效果,要采取综合探测手段进行效果验证,确保治理效果可靠。
(四)加强“两探”工程的过程管理和质量控制。
济宁属地煤矿要明确物探、钻探施工过程中各环节的施工验收程序,规范物探施工、报告编制审批管理,确保探放水作业管理规范严格。
(五)加强安全教育培训,提升应急处置能力。
要采取多种形式开展防治水业务交流培训,所有地测技术人员每三年必须进行一次业务培训。
要认真制定安全培训计划,加强安全教育培训和事故警示教育,除重点加强防治水知识培训外,还要开展全员安全生产知识、安全生产规章制度、操作规程、岗位技能和应急处置、知识培训,通过教育培训切实提升全员隐患排查、风险辨识和应急处置等安全生产能力,为矿井安全生产奠定坚实基础。
(六)强化各集团公司业务指导及监督管理。
各煤矿应健全完善物探、钻探制度,明确勘探施工过程中各环节的施工验收程序、标准,对防治水重点工作流程实施视频监控,强化隐蔽工程的监督检查。
认真组织排查煤矿水害隐患及重大风险,严格执行“先探后掘、先治后采”防治水要求,隐患未消除前,必须先停产
治理,确保煤矿各项防治水措施落实到位。