隆石煤矿矿井各种水害检测诊断和预控.docx

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隆石煤矿矿井各种水害检测诊断和预控

古蔺县石宝镇隆石煤矿

矿井各种水害检测、诊断、预控和预警管理

编制：

陈德均

总工：

黄仁全

2014年度

古蔺县石宝镇隆石煤矿

矿井各种水害检测、诊断、预控和预警管理

矿山位于古蔺复式背斜北翼，柏杨坪向斜西部仰起端，地层走向呈北西～南东向分布为单斜构造，地层倾向65～85°，倾角27～32°。

隆石煤矿所在区块位于观文向斜南东翼，川南煤田古叙矿区石宝矿段石家沟二号井田与邱家祠井田接壤处。

区内地势起伏，沟壑纵横，属中低山侵蚀、剥蚀、溶蚀地貌，其上零星迭置重力堆积地貌。

总体显示构造中低山地貌。

区内地貌轮廓与向斜构造吻合，地势在向斜扬起端较高，一般地形标高在1100m以上，区域最高点位于石宝南侧黄河沟山，海拔1428.5m，最低点标高则位于段江河入赤水河处，海拔446m，相对高差982.5m，一般高差100～300m，向斜倾伏方向，地势随之降低；三叠系须家河组、飞仙关组合二叠系栖霞组沿走向多形成山脊，横向上构造坡、剥蚀坡相间展现。

向斜横断面地形线呈下凹型，具不等距波状或呈锯齿状。

区域内主要发育有赤水河及其次级支流段江河、天堂河，而段江河、天堂河的支流又呈树枝状覆盖了向斜南东翼大部区块，它们主要接受大气降雨补给，平水期与雨季河水流量差距可达数十倍。

本区位于四川盆地南端的长江上游，矿区属亚热带湿润季风气候。

雨量充沛，气候温和，光照一般，无霜期长，雨热同季，冬季春旱，盛夏炎热。

年均气温17.8℃，极端最高39.7℃，最低－2.4℃。

无霜期341天，年均降雨量1065.4毫米，5～8月为雨季，降水量为全年降水量的50％以上；年均相对湿度84％，年均日照1397.8小时。

常年主导风向西北风，平均风速1.2米／秒。

本区位于扬子板块西部，区域性控制性主体褶曲石宝（观文）向斜北段东翼。

该向斜轴向成NE-SW西向展部，区内走向长度19km，两翼宽约8km。

枢纽北仰南伏：

烟炉寨以西，轴向北东45°，枢纽倾角10°左右；该向斜核部为侏罗系中统沙溪庙组至三叠系中统嘉陵江组，两翼地层依次为三叠系、二叠系。

北翼倾角较陡，一般50°~60°，南翼倾角较缓20°~40°，轴面微向北西倾。

矿山位于石宝向斜南东翼，马跃水背斜的南西翼。

以单斜构造为特征，走向北东~南西，倾向310～330°，倾角22°左右（地表），无较大型区域断裂构造穿越本区，煤层稳定。

矿山构造复杂程度属简单类型。

煤层赋存于二叠系上统龙潭组（P2l）地层中，在矿区范围内可采煤层4层，其编号依次为C25（Y1）、C24（Y2）、C23（Y3）、C17（Y5）。

C25煤层（原编号Y1煤层）

位于含煤岩系的近底部，下距茅口灰岩约10m。

本矿山煤层厚度2.72m~1.98m，平均厚度为1.99m，厚度稳定，为主要可采煤层。

矿山登记范围内厚度变化不大，属稳定的全区可采煤层，该煤层结构简单。

顶板为黑灰色含黄铁矿泥岩或为细砂岩，底板为黑色炭质泥岩。

C24煤层（原编号Y2煤层）

位于龙潭组的下部，下距Y1（C25）煤层10.8m。

该层为复煤结构，偶有单一结构，夹层部分为深灰色炭质泥岩，厚度常在0.05m左右。

本矿山煤层2.47~1.00m，平均煤层1.05m，厚度稳定。

顶板为黑色、黑灰色泥岩或粉砂岩，底板为灰～浅灰色泥岩，含植物叶片、碎片。

C23煤层（原编号Y3煤层）

位于龙潭组下部，距Y2（C24）煤层4.82m以单结构为主，偶为复煤层，有1~2层灰色砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹层，下部夹层变化较大，常减灭或增厚。

本矿山煤层厚度由北东至南西0.26m~1.63m，平均煤厚1.03m。

煤层厚度较稳定。

矿山登记范围内属较稳定的全区可采煤层。

该煤层结构简单。

顶板、底板为泥岩、砂质泥岩和炭质泥岩。

C17煤层（原编号Y5煤层）

位于龙潭组中部，单一结构，本矿山煤层厚度由北东至南西0.44m~1.40m平均煤厚1.20m，厚度较稳定。

下距C20煤层7.80m左右；矿山登记范围内属较稳定的全区可采煤层。

顶板为炭质泥岩、粉砂质泥岩或粉砂岩，底板为深灰色粉砂质泥岩。

矿山内可采煤层为C25、C24、C23、C17煤层，累计采厚为5.2m。

根据GB12719-91标准计算，导水裂隙带（含冒落带）最大高度为44.4m。

C19煤层距长兴灰岩平均距离65m，导水裂隙带最大高度未达到长兴灰岩岩溶裂隙含水层，故该含水层属间接充水层。

虽然本区茅口、栖霞灰岩岩溶含水层接受区域地下水补给较少，主要依靠大气降水补给，降低了该层段富水性，但其形成的岩溶管道在雨季时成为大气降雨的良好通道及贮存场所，依然是对矿井充水有直接影响的含水层。

本矿井巷水文特征主要表现为干燥、潮湿现象，矿井当前涌水量为2.2L/s（8m3/h），采空水、下渗老空水占坑道水的大部，岩溶水占坑道涌水量的35%，坑道水主要有顶底板含水层岩溶水及采空水组成，目前采空区水占本矿坑道涌水的大部，茅口灰岩岩溶水尚未成为本矿坑道水的主要来源，是坑道水的主要组成部分，其中风井下渗岩溶水是主要来源。

因此按照《煤矿安全规程》、《矿井防治水规定》的要求，认真分析采掘工作面的水文地质条件，做到年有年报，月有月报，必要时发放临时水害通知单。

应坚持“有掘必探、先探后掘”的防治水原则，确保矿井安全生产。

加强对井下职工的水情水害教育培训工作，当采掘点发现有突水征兆并有突水危险时，必须停止作业，立即向调度指挥中心汇报，待查明水情采取相应的措施。

如果情况危急，必须立即发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员,应遵循由低到高、由危险到相对安全的原则，按水害避灾路线依次撤离受水害威胁地点，直至升井。

一、重大矿井水害事故类型：

（一）、地表水溃井事故：

下暴雨时，地表洪水通过各种通道溃入井下造成淹井事故。

矿井井筒、采空区地表塌陷、裂缝（尤其是沟谷中的塌陷、裂缝）是地表洪水溃入井下的主要通道。

（二）、断层水突水事故：

断层以及周边裂隙，使局部富水性增强，形成富水的不均匀性。

断层由于本身含水且能导通松散层、煤系砂岩裂隙各含水层（组）、底板砂岩含水层（组）等含水层（组）向采掘空间充水，构成矿井充水的重要通道，造成透水事故。

（三）、顶板突水事故：

顶板突水是矿井生产过程中经常发生的水文地质现象。

由于出水的突然性，常常给矿井安全生产带来极大危害。

采掘工作面推进过程中的顶板透水，有可能淹没工作面和其他工作场所，甚至造成整个矿井淹井的重大事故。

顶板透水会引起大面积顶板垮塌，从而造成压死采面顶板支架的重大顶板事故。

（四）、老空、老窑水突水事故:

掘进工作面打通老空区积水，在短时间内有大量的积水涌入矿井，造成人员伤亡事故。

（五）、火烧区积水突水事故：

煤层自燃后产生空间，在烧区空间内积存大量水，在采掘过程中打通火烧区积水，在短时间内有大量带压积水涌入矿井，造成淹井事故。

二、各种水害突水征兆

（一）、断层裂隙水

断层裂隙水一般在巷道揭露时多表现为次生裂隙在远距离内均有不同程度的淋滴水出现，且出水量随裂隙的集中，出水量明显增大，随着出水量的增大，断层带内松弱充填物逐渐随水流游动使得出水点明显变得浑浊，且水中夹带的颗粒成份杂乱，如果出水时间较长，水量较大，巷道周围还会伴随压力增大现象发生。

（二）、顶板裂隙水

（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。

（三）、老空、老窑水

老空、老窑水多呈局部积存，其水量补给条件较差，由于积水场所受到人为和自然因素的作用，部分有机物发生还原反应后，硫含量较高，使得地下水由原来的弱碱性转变成弱酸性，且伴有特殊的臭鸡蛋味。

其透水征兆有：

挂汗、挂红、酸性大、水叫、发涩等特点。

（一）、地面防治水综合治理

（1）、工作面开采后其顶板冒落、裂隙带预计能发育到地表，为了防止地表水和大气降水对井下的危害，回采面开采后，应该对受开采影响的地表范围进行综合治理，防止采空区漏风、自燃和地表水渗漏井下。

矿区地表西部存在采动裂隙，已经过回填压实处理，雨季前应进行隐患排查，对回填不实有溃水可能的裂隙从新进行回填处理。

（2）、积极调查矿井及附近地面水流系统的汇水情况，掌握当地历年降雨量和最高洪水位的资料，以便结合矿井具体条件建立疏、防和排水系统。

（3）、井口和工业场地内主要建筑物的地面标高，需高出当地历年的最高洪水位；对低于当地历年最高洪水位的井口及建筑物，必须采取修筑坝及挖掘沟渠等疏通水路的措施。

（4）、井口附近和塌陷区内外的积水可能侵入井下时，必须根据具体情况采取措施，并符合下列要求:

①容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水.修筑沟渠时应避开露头、裂缝。

特别低洼地点无法利用沟渠排水时，应填平夯实，对范围太大无法填平的低洼地带，应用水泵排水，防止地表水渗入井下。

②排到地面的井下水，必须妥善处理，避免倒渗井下。

③在汛期来临时防治水领导小组组织人员检查矿区及其附近地表有无裂缝和塌陷等现象，发现漏水情况，必须及时处理。

（5）、对使用中的钻孔，孔口必须加盖封好。

报废的钻孔必须及时封孔，防止地表水或含水层的水流入井下。

（6）、每年雨季前、雨季中及雨季后由矿井防治水领导小组负责，

协调矿有关部门及各施工单位对井上、下防排水工作进行全面检查，对检查发现的问题及时责成有关单位进行整改；并随时观察分析险情，发现异常，立即向水害预警领导小组汇报，以便及时采取措施。

（7）、认真组织抢险队伍，储备足够数量的抢险物资，并负责检查施工单位在雨季抢险时储备的设备、工具及物资和人员落实情况等，防治水材料必须专管专用。

（8）、水文地质勘探工作，为进一步查明井田内构造特征和水文地质特征，隆石煤矿于2011年8月委托四川省煤田地质工程勘察设计研究院编制了《四川省泸州市古蔺县隆石煤矿矿井水患现状调查报告》（以下简称“水患现状调查报告”）。

（9）、地面水情水害观测，隆石煤矿地测防治水办公室对地面疏干井的水位每5天观测一次，并将观测成果记录，每10天将观测成果进行分析，分析水位下降情况。

每日对每口疏干井当日抽水量进行统计，填写抽水量报表，并将抽水情况及水位下降情况进行综合分析，每10天将观测的水位标高线绘制到矿井充水性图中。

（二）、井下防治水综合治理

（1）、为了做好采掘工作面防治水工作，严格执行“物探先行、钻探验证、钎探保障”必须按照“有掘必探，先探后掘，边探边掘，长探短掘”的原则，确保万无一失。

从而避免重大水害的发生。

（2）、井下水仓、沉淀池和排水沟中的淤泥应在雨季来临前至少清理一次，以后应根据实际情况及时进行清理。

（3）、在雨季来临之前，组织专门人员对排水设施进行一次隐患大排查，发现隐患立即予以整改，不留死角。

（4）、对防汛检查中发现的问题，责令各有关单位及时认真整改，对迟迟不行动的单位和个人，报请防治水领导小组进行严肃查处。

（5）、根据隆石煤矿初步设计矿井正常涌水量：

0.42m3/h，矿井最大涌水量：

3.33m3/h，各地点的积水流至运输大巷水沟到地面。

（6）、井下水情水害观测，每日对井下排水量进行统计分析，并对涌水量变化区域进行调查分析，目前对施工完毕的5个井下探放水钻孔进行了挂牌管理，牌板上填写钻孔深度，初始水量、初始水压，观测当日水量、观测当日水压，并对水量及水压每5天观测、记录一次。

四、矿井水害的监测监控和预控

（一）、根据我矿实际情况对矿井水害的监测监控主要包括：

（1）、每5天对地面疏干井水位、井下各涌水点和探放水钻孔水量进行观测，建立相关台账，并将数据反应在防治水图纸上。

（2）、对井下1167车场涌水进行观测，建立相关台账，总结规律。

（3）、对采掘工作面淋水量进行观测，随采掘作业的进行及时观测顶板淋水情况。

（4）、对老空区密闭处的水量、密闭墙的密闭性进行观测。

（5）、每月组织水患排查分析，建立会议纪要，根据会议纪要要求严格落实整改。

（6）、对于采掘工作面每月进行水害预报，预报及时下达，预报要求评价突水危险性，提出水害处理意见。

（二）、主要预控措施

（1）、每次汛期矿防治水技术员对地表水害加强观察，特别是雨中、雨后巡查工作，发现问题及时处理。

（2）、对于地面疏干井水位观测，将观测数据整理水位曲线图，总结水位变化规律，若一段时间内数据出现波动较大，将对数据及实地进行考察分析，查出变动因素，专项问题专项解决。

（3）、矿井掘进生产中必须坚持“有掘必探、先探后掘”的原则，探放水工作必须实行“三专”原则，井下探水必须制定安全措施。

五、矿井水灾处理原则

（一）、任何地点发现透水事故时，井下现场职工应在可能的情况下迅速观察和判断透水的地点、水源、涌水量、发生原因、危害程度等情况，并将上述情况汇报调度指挥中心，并通知附近所有工作人员按水害避灾路线撤至安全地点。

（二）、矿调度指挥中心值班人员迅速通知和引导受水害威胁区域人员按避灾路线撤出，并清点人数，同时，应按规定顺序通知有关单位和领导，采取防治水灾的相应措施。

（三）、防治水办公室接到调指挥中心通知后，迅速安排人员下井调查水害情况，进一步分析突水水源、涌水性质、涌水量、变化趋势、水害威胁程度，提出处理水害方案供领导决策，提供救灾必须的水文地质图纸资料。

（四）、矿井遇水灾后，矿井立即成立救灾抢险指挥部，矿长是处理水灾事故的全权指挥者，总工程师任副总指挥，井下基地指挥由指挥部派具有救护知识的人员担任，根据水灾性质、位置特点、水灾威胁程度制定营救遇难人员和处理事故的作战计划，积极营救井下受困职工。

（五）、遇水灾事故时，受水灾威胁职工应根据现场具体情况，做好自身救护。