国投新集能源股份有限公司新集二矿《煤矿防治水规定》
第六节 注浆堵水
第八十条 井筒预注浆应当符合下列规定:
(一)当井筒预计穿过较厚裂隙含水层或者裂隙含水层较薄但层数较多时,可以选用地面预注浆;
(二)在制定注浆方案前,施工井筒检查孔,以获取含水层的埋深、厚度、岩性及简易水文观测、抽(压)水试验、水质分析等资料;
(三)注浆起始深度,确定在风化带以下较完整的岩层内。注浆终止深度,大于井筒要穿过的最下部含水层的埋深或者超过井筒深度10-20 m;
(四)当含水层富水性较弱时,可以在井筒工作面直接注浆。
本条是关于井筒预注浆的规定。
井筒预注浆,是指在井筒开凿之前的地面预注浆,其目的是在井筒周围形成封闭的隔水帷幕,将井筒涌水量减少至最低限度,是井筒安全顺利地通过含水层,从而改善井筒作业环境,为建井工程安全和快速施工创造良好的条件。
(一)井筒预注浆的实施条件。在厚度较大的裂隙含水层或者虽然单层含水层厚度不大但单层涌水量大于10m3/h,且层数多,层段又较集中的情况下,选择地面预注浆方法比较经济合理。当含水层距地表很深又是单一含水层,或含水层富水性较差,或单层涌水量大于10m3/h,但含水层层数少、层段分散,选用工作面预注浆方法较为适宜。
(二)井筒预注浆的要求。井筒预注浆前,必须施工井筒检查孔来了解井筒附近含水层的厚度、层数、水头压力、涌水量等,为注浆参数设计提供依据。
当井筒设计深度马头门位于受注含水层时,一般地,注浆钻孔的终孔深度超过井深10~20m;若含水层在立井设计深度之上时,钻孔终孔深度应超过含水层底板10~20m。
第八十一条 注浆封堵突水点应当符合下列规定:
(一)圈定突水点位置,分析突水点附近的地质构造,查明降压漏斗形态,分析突水前后水文观测孔和井、泉的动态变化,必要时需进行连通(示踪)试验;
(二)探明突水补给水源的充沛程度或者来水含水层的富水性,以及突水通道的性质和大小等;
(三)封堵突水点,注浆前,做连通试验和压(注)水试验;注浆前后,做好矿井排水对比分析;
(四)编制注浆堵水方案,经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
本条是关于注浆封堵突水点的规定。
注浆封堵突水点具有减轻矿井排水负担、恢复被淹矿井、保护地下水资源、改善井下劳动条件的作用,是煤矿防治水的重要技术方法之一。为了正确选择注浆堵水方案,判断突水水源、圈定突水电位置是首先需要开展的工作。一般地,确定突水水源采用水化学、水位动态变化分析和连通(示踪)试验等方法。为了注浆钻孔能够命中关键部位,圈定突水点位置、确定通道性质(类型、大小)显得尤
为重要。通常,采用直流电法、瞬变电磁法、三位地震等物探方法,结合定向钻进技术及工艺进行定点探查。打钻命中设计靶域是注浆堵水的关键。一般通过矿井排水对比分析来检查注浆堵水效果。井下突水点注浆堵水方案由煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
第八十二条 采用帷幕注浆方案前,应当对帷幕截流进行可行性研究。
帷幕注浆方案经论证确定后,应当查清地层层序、地质构造、边界条件,帷幕端点是否具备隔水层或闭合性断层及其隔水性能、地下水向矿井的渗流量、地下水流速和流向等水文地质条件。
编制帷幕注浆方案,经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
本条是关于帷幕注浆的规定。
帷幕截流技术,是指沿地下水集中补给通道断面布置注浆钻孔、建造帷幕状人工阻水体截断地下水流的一种治水方法。帷幕截流构筑的基本条件:一是过水断面狭窄;二是具有不透水边界;三是受注层具有良好的可灌注性;四是帷幕截流工程具有工程量大、工期长、造价高等特点,应该结合构筑帷幕的基本条件进行可行性论证。本条提出了围绕建造帷幕的可行性研究需要开展的主要水文地质工作。帷幕注浆方案由煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
第八十三条 当井下巷道穿过与河流、湖泊、溶洞、含水层等存在水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱等构造时,应当探水前进。如果前方有水,应当超前预注浆封堵加固,必要时可预先构筑防水闸门或者采取其他防治水措施。否则,不准施工。穿过含水层段的井巷,应当按照防水的要求进行壁后注浆处理。
本条是井下巷道穿过导水构造时应采取的防治水方法的规定。
充水水源(河流、湖泊、含水层)与导水通道(断层、裂隙带、陷落柱、封闭不良钻孔)二者之间的有机结合构成矿坑充水条件,井下巷道穿过上述水
源存在水力联系的导水通道时,在巷道掘进过程中,具有突水危险性需要进行超前探水,根据探水情况采取预注浆加固巷道围岩、建筑防水闸门进行隔离等措施。因此,巷道掘进过程中探水注浆作业是确保安全施工的一项常规的、重要的矿井水文地质工作,尤其是巷道接近上述水文地质异常体时,一定要坚持探水注浆制度;否则,不能掘进。为了减少井巷工程涌水量,给掘进作业创造良好的工作环境,对于已经穿越含水层的井巷,淋水较大时,应当进行壁后注浆,一般会收到良好的效果。
第八十四条 当回采工作面内有导水的断层、裂隙或陷落柱时,应当按照规定留设防隔水煤(岩)
柱,也可以采用注浆方法封堵导水通道;否则,不准采煤。注浆改造的工作面可以先进行物探,查明水文地质条件,根据物探资料打孔注浆改造,再用物探与钻探验证注浆改造效果。
本条是关于采煤工作面内有导水构造时应采取的防治水方法的规定。
注浆加固、注浆改造和留设防隔水煤(岩)柱是采煤工作面主要的防治水方法,防隔水煤(岩)柱留设与注浆加固、注浆改造往往配合使用。对于具有一定规模的导水断层、陷落柱通过计算留设一定宽度的防隔水煤(岩)柱通常是经济、合理的。对于小型断层裂隙带等异常含(导)水体通过局部注浆加固消除突水隐患,不仅能够保证正常回采,而且
可以节约工作面投产时间。但是,对于大型断层和陷落柱往往需要留设几十甚至上百米的防水煤柱,使大量的煤炭资源成为受水威胁的呆滞资源。为了解放这部分煤炭资源,通过注浆方法切断其与强含水层或水体的水力联系,则能达到提高煤炭资源回采率的目的,尤其对于面临资源枯竭的老矿井。注浆改造作为改变岩体(层)水文地质条件的方法与手段,其基本原理是:注浆在一定压力、一定时间内,受注层原来被水占据的空隙或通道内脱水、固结或胶凝,是结石体或胶凝体与围岩岩体形成阻水整体,将强含水层与煤层之间的薄含水层(一般小
于10m)改造成隔水层或相对隔水层,从而增加煤层底板隔水层厚度提高其阻水抗压能力。无论采用哪一种注浆方法,均需要通过物探、钻探相互配合,以钻探为主、以查明采煤工作面水文地质条件为前提,并验证注浆效果。
第八十五条 涌水量大、有突水威胁的矿区,应当建立注浆专业队伍,负责注浆堵水工作。
本条是关于矿井建立注浆专业队伍的规定。
涌水量大、有突水威胁的矿区或矿井,井下探水注浆任务量大,组建专业注浆队伍,一方面能够满足日常矿井防治水工作的需要;另一方面,一支经验丰富的专业注浆队伍对做好矿区(井)的防治水工作是十分有利的。
第八十六条 工作面煤采完后,对于已经失去使用价值而需关闭的局部疏水降压钻孔,应当进行注浆封闭,并在有关图纸上标明其位置。
本条是关于对失去使用价值的疏水降压钻孔进行封闭的规定。
封闭不良钻孔诱发的矿井水害事故不乏其例。一些钻孔是由于煤田地质勘探和实验工程的需要而设置的,这些钻孔往往会切穿不同地层,尤其可能会将强含水层地下水或其他水体导入采掘空间,给煤矿安全生产带来十分不利的影响。因此,做好废弃勘探钻孔的封孔工作是非常重要的。一般地,要求提供完整的封孔报告并将钻孔可靠位置准确标注在采掘工程平面图上,为采掘工程布置提供可靠依据。
第八十七条 废弃矿井闭坑淹没前,应当采用物探、化探和钻探等方法,探测矿井边界防隔水煤(岩)柱破坏状况及其可能的透水地段,采用注浆堵水工程隔断废弃矿井与相邻生产矿井的水力联系,避免矿井发生水害事故。
本条是关于废弃矿井闭坑的规定。
废弃矿井积水(俗称老空水、老窑水)作为充水水源经常会引起危害性(往往造成群死群伤)极大的透水事故。此类事故发生的主要原因是:采空区位置不清、侧向或垂向防水煤柱不足。因此,准确掌握废弃矿井位置、积水情况并按要求留设防水煤柱是避免发生透水事故的一项重要任务。采用物探、
化探和钻探等方法,探测矿井边界防隔水煤(岩)柱破坏状况及其可能的透水地段并采用注浆堵水工程后构建密闭墙隔断废弃矿井与相邻生产矿井的水力联系,不仅是保证相邻生产矿井安全的一种现实需要,也是做好煤矿安全生产监察工作的一种管理需要。
第五章 井下探放水
第八十八条 对于采掘工作面受水害影响的矿井,应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,进行充水条件分析,并遵守下列规定:
(一)每年年初,根据每年的采掘接续计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害隐患,提出水害分析预测表及水害预测图;
(二)在采掘过程中,对预测图、表逐月进行检查,不断补充和修正。发现水患险情,及时发出水害通知单,并报告矿调度室,通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点;
(三)采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。
采掘工作面水害分析预报表和预测图模式见附录六。
本条是关于矿井采掘工作面水害分析和隐患排查治理的规定。
(一)进行水害分析。矿井采掘工作面在掘进回采前必须进行水害分析,组织专业技术人员全面收集采掘工作面区域的水文地质资料,按照预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,认真分析采掘区域的水文地质条件,对可能发生水害进行分析,提出水害预测表、图和报告;水文地质条件不清的,要进行补充勘探。按照附录六的要求对矿井水害进行预测。
(二)制定隐患排查治理方案。根据水害分析预测报告,对逐头逐面得水害制定治理措施,一般在月初由矿井总工程师召开1次水害分析会,确定水害治理重点,月底进行1次检查验收。
(三)落实隐患排查治理责任。水害预测报告及时报送矿井总工程师及生产安全部门。任何部门、任何人在井下发现水患险情后,都要及时报告矿调度室,将受水害威胁的人员撤到安全地点。
第八十九条 水文地质条件复杂、极复杂的矿井,在地面无法查明矿井水文地质条件和充水因素时,应当坚持有掘必探的原则,加强探放水工作。
本条是关于水文地质条件不清的矿井必须坚持有疑必探的规定。
我国煤矿开采历史悠久,历史上留存了大量的废气关闭矿井,在加上近几年各地政府关闭了大量不具备安全生产条件的小煤矿,废弃关闭矿井存有大量的老空积水,使得我国煤矿安全开采条件变的十分复杂。要全面查清矿井水文地质资料,其工程量大,同时,也十分困难。为了保障矿工生命安全,坚持以人为本的原则,本条规定在水文地质条件复杂或极复杂的矿井,在地面难以查明矿井充水水文地质条件时,要执行有掘必探的原则,只要井下有采掘工程,必须先按规定进行探放水,排除隐患后,采可掘进回采。实际上,有的地方和企业早已规定实施了有掘必探的原则。
第九十条 在矿井受水害威胁的区域,进行巷道掘进前,应当采用钻探、物探和化探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告,并提出水害防范措施,经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后,方可进行施工。
本条是关于在矿井受水害威胁区域进行巷道掘进前必须查清水文地质条件的规定。
(一)查清水文地质条件。在掘进前通过物探、化探和钻探等综合方法查清水文地质条件,分析矿井充水因素。
(二)提出水害分析报告。地测部门根据查清的水
文地质条件和矿井充水因素,提出掘进工作面的主要水害类型、水害特点和预防措施。
(三)审查水害分析报告。矿井总工程师组织有关专业技术人员对水害分析报告进行认真审查,对重大水害隐患先治理后掘进。
(四)加强日常监督。专业技术人员要经常深入井下了解实际揭露的水文地质情况,不断完善水害防范措施。发现重要异常情况,及时报告,矿井总工程师组织专业技术人员及时研究发现新问题,有效的防范水害事故。
【案例】2005年10月4日,四川省华蓥山龙潭滩煤点有限责任公司龙滩矿井(在建)发生透水事故,
28人死亡。龙滩煤矿于2003年6月开工建设,采用平硐开拓,矿井建设期间全部采用局部通风机压入式通风方式,平硐自流排水。开拓巷道在长兴组灰岩中。
事故直接原因:事故当班作业人员为按规定施工探水钻孔,违章掘进施工,放炮诱发岩溶突水。
第九十一条 矿井工作面采煤前,应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层(体)富水性等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告,经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后,方可进行
回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造 充水的,应当采取注浆加固或者留设防隔水煤(岩)柱等安全措施。否则,不得回采。
本条是关于矿井工作面回采前必须进行水文地质工作的规定。
其要求和工作程序同九十条。如果工作面回采过程中发现断层、裂隙和陷落柱等构造突水的情况,要分析原因,加强监测,并及时上报有关部门。同时,要加强预警,一旦突水增大后,应立即撤人到安全地点。
【案例】2004年10月20日,河北邯郸市武安市德胜煤矿发生1起透水事故,造成矿井被淹,
29人下落不明。与其相邻的邯郸煤业集团陶一煤矿、陶二煤矿等生产矿井受到严重水害威胁。德胜煤矿主要开采下组煤,受奥灰水影响严重,矿井设计生产能力1.5万t/a,采用立井单水平开拓方式。
事故直接原因:该矿1841工作面上部遇到落差1.5m左右的张性断层,工作面底板隔水层岩石破碎,在水头压力和采动影响等多种因素的作用下,奥灰承压水从工作面后方采空区的断层破碎带发生滞后突水,导致矿井被淹。
第九十二条 采掘工作面遇有下列情况之一的,应当进行探放水:
(一)接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿;
(二)接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱;
(三)打开防隔水煤(岩)柱进行放水前;
(四)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带;
(五)接近有出水可能的钻孔;
(六)接近水文地质条件复杂的区域;
(七)采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤(岩)柱厚度不清楚可能发生突水;
(九)接近其他可能突水的地区。
探水前,应当确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。
本条是关于矿井实施探放水对象的规定。
本条规定是在大量水害事故教训基础上总结确定的。矿井应对本条规定的9种情况进行全面排查。探水前应当确定探水警戒线并绘制在采掘工程平面图上。如需进行探放水,应预先编制探放水设计,严格按照探放水设计进行探水。
探水警戒线应根据探放水对象的位置、范围、水文地质条件和资料可靠程度等因素确定。
第九十三条 采掘工作面探水前,应当编制探放水设计,确定探水警戒线,并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离,应当根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度等确定。探放水设计由地测机构提出,经矿井总工程师组织审定同意,按设计进行探放水。
本条是关于矿井探放水设计的规定。
(一)探放水设计的编制。对水患威胁区域确定探放措施后,要收集资料,编制设计。设计内容主要包括:探放水地区的水文地质条件;探放水巷道的开掘方向、施工次序、规格和支护形式、探放水钻孔组数、个数、方向、角度、深度和施工技术要求及采用的超前距与帮距;探放水施工与掘进工作的
安全规定;受水威胁地区信号联系和避灾路线的确定;通风措施和瓦斯检查制度,要制定防止在探水过程中瓦斯或其他有害气体涌出的防治措施;防排水措施,如水闸门、水闸墙等的设计以及水仓、水泵、管路和水沟等排水系统及能力的具体安排等;水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施。
(二)探放水钻孔及其超前距的布置。探放水钻孔的布置按本规定第九十四条执行;探放水钻孔的超前距离按本规定第九十八条执行。
(三)探放水设计的审查,地测部门提出探放水设计后,矿井总工程师组织审查后,方可实施。
第九十四条 布置探放水钻孔应当遵循下列规定:
(一)探放老空水、陷落柱水和钻孔水时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3 m为准,厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5 m;
(二)探放断裂构造水和岩溶水等时,探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个;
(三)煤层内,原则上禁止探放水压高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的,可以先建筑防水闸墙,并在闸墙外向内探放水;
(四)上山探水时,一般进行双巷掘进,其中一条超前探水和汇水,另一条用来安全撤人。双巷间每隔30-50 m掘1个联络巷,并设挡水墙。
本条是关于探放水钻孔布置的规定。
一、探水钻孔主要参数的确定
(一)超前距。探水从探水线开始向前方打钻孔,在超前探水时,钻孔很少一次就能打到积水目标区,常是探水—掘进—再探水—再掘进,循环进行;探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离,该距离称超前距。
(二)允许掘进距离。经探水证实无任何水害威
胁,可安全掘进的长度称允许掘进距离。
(三)帮距。为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离,呈扇形布置在最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮得距离称为帮距;其值应与超前距相同,帮距一般20m,有时帮距可比超前距小1~2m。
(四)钻孔密度(孔间距)。钻孔密度是指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距。
二、探水钻孔的布置方式
(一)扇形布置。巷道处于三面受水威胁的地段,要进行探索性探放积水目标区,其探水钻孔多按扇形布置,如图5-2所示。
(二)半扇形布置。对于积水区肯定在巷道一侧的探水地区,其探水钻孔可按半扇形布置,如图5-3所示。
扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准, 厚煤层内各钻孔终孔的垂距不得超过1.5m。
(二)探放断裂构造水和岩溶水时,探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。
(三)煤层内,原则上禁止探放水头压力高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水灯。如果确实需要的,可以先建筑防水闸墙,并由防水闸墙外向内探放水。
(四)上山探水时,一般进行双巷掘进,其中一条超前探水和汇水;另一条用来安全撤人。双巷间每隔30~50m掘1个联络行,并设挡水墙。
四、矿井探放水与掘进之间的配合
(一)双巷配合掘进交叉探放水。当掘进上山时,如果上方有积水区存在,巷道受水威胁,一般多采用双巷交叉探放水,如图5-4所示。
(二)双巷掘进单巷超前探放水。在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时,一般是用上方巷道超前探放水,探水钻孔呈扇形布置。
(三)平巷与开切眼互相配合探放水。其方式如图5-5所示。
(四)隔离式探放水。巷道掘进前方的水量大、水头压力高、煤层松软和裂隙发育时,在煤巷直接探访时很不安全,需要采取隔离式进行探放水。在掘进石门时,可从石门中探放水,如图5-6(a)所示;或在巷道掘进工作面预先砌筑隔水墙,在墙外探水,如图5-6(b)所示。
第九十五条 井下探放水应当使用专用的探放水钻机。严禁使用煤电钻探放水。
本条是关于矿井探放水钻机的规定。
矿井探放水工作存在高承压水突出的危险,必须保证在一定的安全距离才能实施探放。矿井钻用探放水钻机具有钻探深度大且可固定防喷性能;而煤电钻钻探距离有限,一般只用于在煤层中探查煤的厚度等,起不到预先探放水的作用。因此,矿井探放水必须用专用探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。
在煤层内用煤电钻探放水,可能导致包括探放水作业人员在内的大量人员伤亡。
第九十六条 在安装钻机进行探水前,应当符合下列规定:
(一)加强钻孔附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板;
(二)清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,配备与探放水量相适应的排水设备;
(三)在打钻地点或其附近安设专用电话;
(四)依据设计,确定主要探水孔位置时,由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场,共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量;
(五)在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时,预先固结套管。套管口安装闸阀,套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐,制定包括撤人的避灾路线等安全措施,并使每个作业人员了解和掌握;
(六)钻孔内水压大于1.5 MPa时,采用反压和有防喷装置的方法钻进,并制定防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。
本条是关于井下探放水钻机安装和施工前的有关规定。
(一)探放水钻探现场规定。探放水现场作业直接关系到探放水人员的安全,关系到探放水周围地区甚至整个矿井的安危,对钻探施工现场的安全环境和安全设施的严格要求非常重要。加强钻场附近的巷道支护,并在工作面打好坚固的立柱和拦板,可以防止冒顶、防高压水冲垮煤壁及支架等事故发生。为满足探放水钻孔出水畅通和施工人员安全撤离,必须清理巷道,挖好排水沟,在适当位置配备与探
放水量相适应的完好排水设备。
在打钻地点或附近安设专用电话,可以在遇到紧急险情时及时与有关领导和部门取得联系,汇报情况,以便及时采取有效措施。
为杜绝随意性,保证探放水钻孔准确打到靶位,确保钻孔标定准确,在确定主要探放水钻孔位置、方位、倾角、深度以及钻孔数目时,测量以及负责探放水的技术人员必须亲临现场,根据已批准的设计给予确定,未经批准,不得擅自改变设计。
(二)探放水钻孔承压套管的安装和加固。为确保探放水钻孔出水后能有效控制放水量,确保安全,在预计水压大于0.1MPa的地点探放水时,都应预先安装孔口承压套管。为确保承压套管的牢固可靠,
开孔位置应选择在岩层比较完整、坚硬的地方,承压套管的长度按本规定第九十八条执行。目前一般采用的是双层套管,考虑钻孔出水会影响套管的下放,因此外层套管长度一般较短,尽可能下在无水段。承压套管要用套管要用高压注浆泵进行水泥固结,使套管和岩体成为一体,套管下放凝固至规定时间后,进行扫孔,然后进行压水耐压试验,试验的压力不得小于设计水头压力,稳压时间必须至少保持半小时,孔口周围不漏水,孔口管牢固不活动,即为合格;否则必须重新注浆。这样才能保证孔口管在钻孔出水后不被冲出,孔口管下好后要安装控制闸阀,这样才能在钻孔一旦出水后能有效控
制水量,防止因排水能力不足且放水孔又不能有效控制而影响矿井安全。
在水文地质条件复杂和水头压力、水量大的情况下,按照探放水规定要求,安装孔口承压套管和控制闸阀进行钻进。
(三)探放高压水应采取的措施。在高压水的探放过程中,当钻孔揭露含水层后,水头压力和水量会猛增,若不能有效控制,除直接影响钻进效率外,还特别容易出现高压水喷出或钻具被顶出等伤人事故。因此,在钻孔内水压大于1.5MPa的高压水地区施工探放水钻孔时,钻进和退钻应采用反压和有防喷装置的方法进行钻进和控制钻杆。反压就是给一
个与水头压力反向的作用力;防喷就是防水、防钻杆、防孔内碎岩石块喷出。在高压水地区施工钻孔时,如果不采用反压、防喷装置时非常危险的。如某矿在井下施工探放奥灰高压水钻孔时,由于未采取这些措施,就曾发生突然出水后钻杆无法控制、顷刻间被高压水顶出并被顶到巷道,近百米钻杆像面条一样被扭曲成麻花状、险些酿成人员伤亡事故。因此,在高压水地区施工钻孔时,防喷问题必须引起高度重视。
第九十七条 探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外,终孔孔径一般不得大于75 mm。
本条是关于矿井探放水钻孔终孔孔径的规定。
探放水钻孔的终孔孔径规定一般不得大于75mm,主要是从探放水现场的围岩稳定性方面考虑的。这样,探放水钻孔的开孔孔径也能得到控制,终孔对围岩的破坏性小,即使遇到不可预测的高压水及其他危险情况,也能够得到有效控制。
井下现场空间有限,施工不便,为了提高效率和降低成本,在对井下钻孔设计时要考虑一孔多用,如探查构造、煤层的钻孔或兼做堵水、疏水之用等。
第九十八条 探水钻孔超前距离和止水套管长度,应当符合下列规定:
(一)探放老空积水的超前钻距,根据水压、煤(岩)层厚度和强度及安全措施等情况确定,但最小水平钻距不得小于30 m,止水套管长度不得小于10 m;
(二)沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时,按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。
表5-1 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度
本条是关于探水钻孔超前距离和止水套管长度的规定。
(一)探放老空水钻孔的超前水平距最少不得小于30m,止水套管长度不得小于10m。
(二)在岩层中探放水,在水头压力小于1.0MPa时,超前水平距不小于10m,止水套管不小于5m;随着水头压力的增大,超前水平距和止水套管都要相应增加,在水头压力大于3.0MPa时,超前水平距要大于25m,止水套管要大于20m。
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区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。
本条是关于在探放水过程中出现透水征兆时应采取措施的规定。
人们在与矿井长期斗争中积累了宝贵的经验,总结出在钻进时接近或揭露强含水体的一般征兆。在钻进时,当煤岩出现松软、片帮、来压或钻孔中的水头压力、水量突然增大以及顶钻等异状时,说明前
方已经接近或揭露了强含水体。当遇到这种异常情况时,如果继续钻进或将钻杆拔出,极有可能造成难以控制的更大出水,以及钻杆在拔出的过程中被高压水顶出伤人事故,后果不堪设想,因此必须及时停止钻进,将钻杆固定,严禁移动和起拔,钻机后面严禁站人,以免钻杆伤人。
在钻孔出现涌水异常情况时,应及时将现场情况向矿调度室汇报。调度室接到上报的情况后,应立即派人监测水情。如果发现现场情况危急时,必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理。
第一百条 探放老空水前,应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体,并监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。当钻孔接近老空时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。
本条是关于老空水探放过程的规定。
(一)查明老空区积水情况。探放老空水首先要收集资料,走访调查,分析查明老空水体的空间位置、积水量和水头压力,做到心中有数。
(二)探放老空积水。探放水钻孔要打中老空水体,至少有一个孔要打中老空水体底板,才有可能放完老空水,排除隐患。如井下老空区水与地表水体存在密切的水力联系,在雨季可接受大量雨水或地表水补给,且老空区的积水量较大,水质不好(如酸性水),为避免矿井承受长期排水的经济负担,矿井可首先对这种老空积水区实行注浆封堵,切断或减少地表水等对其的补给,然后再实施探放水;如果切断或减少老空区的补给水源有困难而无法进行有效的探放水,生产矿井必须对老空积水留设足够尺寸的防隔水煤(岩)柱,使其与生产区隔开,待矿井生产后期条件成熟后再进行水体下采煤。如老空区积水量大且水压高,应先从煤层顶、底板
岩层打穿层放水孔,把水压降下来,然后再沿煤层打探放水钻孔。
(三)制定应急预案。当钻孔接近老空时,矿山救护队员要在现场值班,随时检查空气成分,如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理;在探放水场地应备用一定的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯和斧等,以便在探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理;探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支架要及时修整或更换,并仔细检查帮顶是否背好;探放水施工现场及后路的巷道水沟中的浮煤、
碎石等杂物,应立即清理干净,若水沟被冒顶或片帮堵塞时,应立即疏通;探放水施工过程中所设计的避灾路线内不许有煤炭、木料或煤车等阻塞,应随时保证畅通无阻。
第一百零一条 钻孔放水前,应当估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当及时处理,并立即报告矿调度室。
本条是关于钻孔放水的规定。
钻孔放水应根据矿井排水系统的能力,控制放水量,防止淹井。钻孔在放水前,应安排专人监测孔内初始水压;在放水过程中,也应安排专人监测
放水孔出水情况,观测水量和残存水压,做好记录,及时分析,直至把水放净。如果放水量突然变化,必须及时处理,并立即报告调度室;若水量突然变小,有可能是放水孔被堵塞,为了确保正常放水,可采用钻杆透孔及时处理,但未安装孔口管的不得透孔。
第六章 水体下采煤
第一百零二条 在河流、湖泊、水库和海域等地面水体下采煤,应当留足防隔水煤(岩)柱。在松散含水层下开采时,应当按照水体采动等级留设不同类型的防隔水煤(岩)柱(防水、防砂或者防塌煤岩柱)。在基岩含水层(体)或者含水断裂带下开采时,应当对开采前后覆岩的渗透性及含水层之间的水力联系进行分析评价,确定采用留设防隔水煤(岩)柱或者采用疏干方法保证安全开采。
本条是关于在地面水体、松散含水层和基岩中含水层(体)下采煤的规定。
为了保护地面水体和保障生产安全,在河流、湖泊、水库和海域等地面水体下采煤,应该按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷留设与压煤开采规程》和本规定附录三计算应该留设的防隔水煤(岩)柱的尺寸,同时应该考虑地面水体管理部门的要求。
在松散含水层下进行开采时,首先要根据地层的水文地质结构、主要含水层的富水性和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定确定水体采动等级。含水层富水性按照抽水试验的结果根据本规定的附录二确定,或者根据井下放水试验获得水文地质参数换算成钻孔单位涌水量按本规定的附录二确定。
防隔水煤(岩)柱是指能够防止工作面不而外增加涌水量的煤(岩)柱,其最小垂直高度必须等于或大于导水裂缝带的最大高度加保护层厚度。防砂煤(岩)柱是指能够防止工作面不额外增加长期涌水量并且能够防止工作面发生溃水、溃砂的煤(岩)柱,其最小垂直高度必须等于或大于垮落带的最大高度加保护层厚度。防塌煤(岩)柱是指能够防止工作面溃砂的煤(岩)柱,其最小垂直高度必须不小于垮落带的最大高度。
在基岩含水层下开采时,要对含水层的水文地质结构、补给径流排泄关系和各含水层的富水性及其水力联系等进行详细勘探和研究,对比分析和预测煤
层开采前后覆岩中渗透性变化,根据岩性组合特点、覆岩破坏高度预测及技术经济分析对比,确定是采用留设防隔水煤(岩)柱开采,还是采用疏干方法开采。
当在断层破碎带下开采时,要查明断层带的性质、导水性和富水性,按照本规定附录三计算留设防隔水煤(岩)柱尺寸。当断层带软弱破碎、含有大量泥砂时,还应按照松散层留设防隔水煤(岩)柱的要求进行考虑。
第一百零三条 在水体下采煤,其防隔水煤(岩)柱的留设,应当根据矿井水文地质及工程地质条件、开采方法、开采高度和顶板控制方法等,按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采
规程》中有关水体下开采的规定,由具有乙级及以上资质的煤炭设计单位编制可行性方案和开采设计,报省级煤炭行业管理部门审查批准后实施。采煤过程中,应当严格按照批准的设计要求,控制开采范围、开采高度和防隔水煤(岩)柱尺寸。
本条是关于在水体下采煤防隔水煤柱(岩)设计、审批的规定。
(一)防隔水煤(岩)柱的设计。水体下采煤,防隔水煤(岩)柱设计是关键,因为井下有一处薄弱地方发生与水体沟通,就会在瞬间发生淹井,造成灾难。所以,防隔水煤(岩)柱的设计必须由具有乙级及以上资质的煤炭设计部门编制可行性方案和
开采设计,确定防隔水煤(岩)柱的尺寸。鉴于水体下开采涉及的水文地质工程地质条件的复杂性,水体下开采的可行性方案的编制也可以由具有乙级及以上资质的水文地质工程地质勘探部门完成。
(二)设计的审批。可行性方案和开采设计,报省级煤炭行业管理部门审查批准后实施。
(三)方案的实施。生产矿井必须严格按照审批的开采范围、开采高度和防隔水煤(岩)柱尺寸进行开采活动。
【案例】2003年7月26日,山东省枣庄市滕州市木石镇木石煤矿发生1起特大透水事故,造成35人死亡。
木石煤矿设计能力9万t/a,该矿开拓方式为一斜井(3个立井1个斜井)综合开采方式。该矿井田范围内地面有一个露天矿坑,地面标高+60m、坑底标高+46.5m,平常坑内部分区域有积水。2003年6~7月,该地区连降暴雨,降雨量达411mm,露天矿坑内积水增至10万m3左右。
木石煤矿为逃避当地政府及有关部门的监管,没有将越界部分的巷道填绘在采掘工程平面图上,甚至在抢险救灾初期也没有提供真实图纸,隐瞒井下作业地点。
事故直接原因:木石煤矿违法越界开采煤层防水煤柱,3208工作面在生产过程中顶板冒落后与露天矿坑坑底直接沟通,导致露天坑内的积水和泥沙溃入井下。
第一百零四条 在采掘过程中,当发现地质条件变化,需要缩小防隔水煤(岩)柱尺寸、提高开采上限时,应当进行可行性研究,并经省级煤炭行业管理部门审查批准后方可进行试采。
本条是关于在水体下采煤防隔水煤柱(岩)变更、审批的规定。
随着开采地质条件的变化和开采经验的积累,原先设计留设的防隔水煤(岩)柱的尺寸需要调整的,应该首先进行可行性研究,提供详细的水文地质、工程地质、开采地质条件以及开采方案的详细对比分析结果,覆岩破坏程度的实测或预测结果,调整留设防隔水煤(岩)柱的类型和尺寸的依据,报省
试采过程中要按照有关规定加强水情观测,开展覆岩垮落带、导水裂缝带的高度和范围的实测工作,试采结束后提交总结报告。
第一百零五条 为了合理地确定留设防隔水煤(岩)柱尺寸,应当对开采煤层上覆岩层进行专门水文地质工程地质勘探。
专门水文地质工程地质勘探应当包括下列内容:
(一)查明与煤层开采有关的上覆岩层水文地质结构,包括含水层、隔水层的厚度和分布,含水层水位、水质、富水性,各含水层之间的水力联系及补给、径流、排泄条件,断层的富水性、导水性;
(二)采用钻探、物探等方法探明工作面上方基岩
面的起伏和基岩厚度。在松散含水层下开采时,特别应当查明松散层底部隔水层的厚度、变化与分布情况;
(三)通过岩芯工程地质编录和数字测井等,查明上覆岩土层的工程地质类型、覆岩组合及结构特征,采取岩土样进行物理力学性质测试。
本条是关于在水体下采煤进行专门水文地质工程地质勘探的规定。
水文地质勘探中应通过抽放水试验确定含水层的水文地质参数,必要时,采用群孔抽水试验或者连通试验确定含水层之间的水力联系。
岩土样的取样和测试要按照有关规范执行,对于岩石,一般要测试岩石的密度、比重、含水量、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度(黏聚力和内摩擦角)、变形模量和泊松比等指标和膨胀、崩解特性;对于土层,一般要测试土的密度、比重、含水量、单轴抗压强度、抗剪强度(黏聚力和内摩擦角)、渗透性、黏土的塑限、液限、砂土的相对密度等指标。
在可行性方案和初步设计中要提供详细的水文地质和工程地质资料,如开采工作面上覆基岩面等高线图、煤层上覆基岩等厚线图、上覆松散层等厚线图、松散层底部黏土层分布及等厚线图、主要充水含水层的富水性分区图、必要的水文地质工程地质剖面
图、柱状图和有关实验数据图表。
第一百零六条 水体下防隔水煤(岩)柱,应当按照裂缝角与水体采动等级所要求的防隔水煤(岩)柱相结合的原则设计。进行水体下开采的防隔水煤(岩)柱留设尺寸预计时,覆岩垮落带、导水裂缝带高度、保护层尺寸可以按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的公式计算,或者根据类似地质条件下的经验数据结合基于工程地质模型的力学分析、数值模拟等多种方法综合确定,同时还应当结合覆岩原始导水情况和开采引起的导水裂缝带进行叠加分析综合确定。涉及到水体下开采的矿区,应当开展覆岩垮落带、导水
裂缝带高度和范围的实测工作,逐步积累经验,指导本矿区水体下开采工作。
采用放顶煤开采的保护层厚度,应当根据对上覆岩土层结构和岩性、顶板垮落带、导水裂缝带高度以及开采经验等分析确定。留设防砂和防塌煤(岩)柱开采的,应当结合上覆土层、风化带的临界水力坡度,进行抗渗透破坏评价,确保不发生溃水和溃砂事故。
本条是关于在水体下采煤防隔水煤(岩)柱尺寸设计原则的规定。
(一)裂缝角,是指在岩层移动主断面上移动盆地
最外侧的地表裂缝和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。它分为走向裂缝角、下山裂缝角、上山裂缝角和急倾斜煤层的底板裂缝角。在水体下开采时,上覆岩层内的裂缝范围是留设隔水煤(岩)柱的依据之一。
(二)水体采动等级按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》确定。
(三)覆岩破坏带(垮落带、导水裂缝带)高度、保护层尺寸的确定。确定该尺寸的方法有很多,实际应用时要根据具体地质采矿条件综合确定。目前采用的主要有:
1、经验公式法。一般根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的经验公式或者本矿区实测并经实践检验的经验公式计算。
2、力学计算法。该方法主要以数值模拟为主,首先按照工程地质条件建立开采覆岩破坏计算的工程地质模型,获取各岩土层的相关物理力学参数,采用数值模拟方法,获得采动岩体内的应力、变形和破坏分布,分析判断覆岩垮落带、导水裂缝带的发育范围和最大高度。
3、其他方法。目前,可靠度分析、人工神经网络、GIS多因素拟和等方法也被引入到覆岩破坏高度的预计,实际生产中可以作为参考。
本条中要求结合覆岩原始导水情况和开采引起的导水裂缝带进行叠加分析综合确定导水裂缝带的高度,主要是针对在原始条件下覆岩裂隙比较发育、具有较强的导水性时,计算或预测的导水裂缝带,如果超出原始导水裂缝带发育的范围,应该按照计算的导水裂缝带进行防隔水煤(岩)柱设计;如果计算的导水裂缝带的高度和范围小于原始导水裂缝带的范围,应该综合考虑二者的关系,正确确定导水裂缝带的范围。
(四)本条对水体下开采的矿区要求进行导水覆岩垮落带、导水裂缝带高度和范围的实测工作。实测的方法以地面钻孔冲洗液消耗量为主,可以结合钻孔压水试验或数字测井、钻孔电视、微震监测等地
球物理勘探方法综合确定。实测结果要进行数据统计和相关分析,统计分析要符合一般的统计要求,找出覆岩破坏高度和地质采矿条件、开采条件、开采方法等的相关关系,用于预测本矿区新工作面的覆岩破坏高度和范围。
(五)《建筑物水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》没有具体规定综放开采的保护层厚度,所以在确定时应结合覆岩土层结构、岩性、顶板垮落带、导水裂缝带高度以及本矿区和类似地质采矿条件的矿区的开采经验确定。
(六)土层和风化带的临界水力坡度可以根据土层和风化带的基本物理力学性质由太沙基公式计算或者根据渗透破坏试验确定。
第一百零七条 临近水体下的采掘工作,应当遵守下列规定:
(一)采用有效控制采高和开采范围的采煤方法,防止急倾斜煤层抽冒。在工作面范围内存在高角度断层时,采取有效措施,防止断层导水或者沿断层带抽冒破坏;
(二)在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层时,宜采用倾斜分层长壁开采方法,并尽量减少第一、第二分层的采厚;上下分层同一位置的采煤间歇时间不小于4-6个月,岩性坚硬顶板间歇时间适当延长。留设防砂和防塌煤(岩)柱,采用放顶煤开采方法时,先试验后推广;
(三)严禁在水体下开采急倾斜煤层;
(四)开采煤层组时,采用间隔式采煤方法。如果仍不能满足安全开采的,修改煤柱设计,加大煤柱尺寸,保障矿井安全;
(五)当地表水体或松散层富水性强的含水层下无隔水层时,开采浅部煤层及在采厚大、含水层富水性中等以上、预计导水裂缝带大于水体与煤层间距时,采用充填法、条带开采和限制开采厚度等控制导水裂缝带发展高度的开采方法。对于易于疏降的中等富水性以上松散层底部含水层,可以采用疏降含水层水位或者疏干等方法,以保证安全开采。
本条是关于矿井在临近水体下采掘工作的规定。
(一)邻近断层带开采必须按照断层煤柱的留设要求留足防隔水煤(岩)柱,同时注意由于断层导致的跨落带和导水裂缝带的异常增高。
(二)在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层采用放顶煤开采时,应当按照本规定报省级煤炭行业管理部门批准后试采,取得经验后逐步推广。
(三)在采用充填法、条带法或限制回采厚度等控制导水裂缝带发育高度的采煤方法开采时,要在采前对抑制导水裂缝带的效果进行预测和评估。
(四)在采用疏降含水层水位或疏干开采时,要在专门水文地质勘探基础上,获得水文地质参数,在试验疏降的基础上,设计合理的疏降方案。可以采用井下钻孔放水疏降方法,也可以采用地面钻孔抽
水疏降方法,或者采用地面、井下结合疏降的方法。在疏降过程中要加强监测,及时调整和补充原有方案。
【案例】2005年8月7日13时13分,广东省梅州市兴宁市大兴煤矿发生特别重大透水事故,造成121人死亡。
大兴煤矿设计能力3万t/a,矿井采用斜井开拓方式,主井、副井和风井三条明斜井与暗斜井分三级延深至-480m水平。开采三层煤,平均厚度分别为0.91m、3.54m和1.11m,煤层倾角平均75°,属急倾斜煤层,开采深度从-290~-500m水平。
大兴煤矿前身为原广东省四望嶂矿务局破产后,各矿均在-180m水平以上各水平构筑了井下堵水闸墙,6对矿井共构筑29处堵水闸墙,使-180m水平以
上老空区大量积水,形成水淹区。经专家估算,机水量约为1500万~2000万m3。大兴煤矿在-110~-290m水平留设了110m防隔水煤(岩)柱,并将矿井井巷向深部延深,开采水淹区下深部煤炭资源。
2005年8月7日13时13分,大兴煤矿主井发生透水,透水后主、副井井筒均有雾气冒出,出现反风现象。透水后约50min,矿井水位已从矿井最深部(-480m)上升了725m,离主井口斜长80m(+245m水平)。只有3名矿工因提前下班,侥幸生还;高强度的突发透水,造成121名矿工被困井下。
事故发生后,迅速从江西、河南、北京中煤排水站调集了6台大流量高扬程潜水泵,经过20多天的强排水,累计排出积水71万m3,老采空区两个观测点
水位仅分别下降了2.9m和4.2m;在排水过程中,发现6具遇难矿工尸体。由于继续抢排水存在重大不安全隐患,并且难以达到预期目标,于8月29日终止了抢险救灾工作。
事故直接原因:透水前井下共布置46个采掘工作面,超强度开采,导致急倾斜煤层严重抽冒,破坏了上部留设的安全防隔水煤柱,使上部老空积水迅速溃入井下,导致透水事故发生。
事故教训极为深刻,主要有以下几点:
(一)违规进行开采。按照有关规定,水体下采煤必须经过方案设计、初步设计和安全试采后方可生产,而大兴煤矿深部开采是在方案设计的基础上直接进行开采的,未进行初步设计和安全试采,是严重违规的。
(二)违法组织生产。大兴煤矿在证照不全的情况下,自建矿以来一直违法组织生产。兴宁市罗岗镇福胜煤矿2005年7月14日发生特大透水事故后,兴宁市政府责令辖区内所有煤矿停产整顿,但该矿未经验收,擅自恢复生产,导致事故发生。
(三)超能力、超强度、超定员组织生产。大兴煤矿矿井下采掘布置混乱,严重超能力、超强度、超定员组织生产。该矿为了多出煤,在井下布置有34个采煤工作面和12个掘进工作面,大量人员在井下作业;设计能力3万t/a,但2004年生产原煤超过15万t,2005年1月至7月出煤8.6万t。矿井超强度开采,造成极倾斜煤层连续抽冒,防隔水煤柱被破坏,导致透水事故发生。
(四)安全管理混乱、技术管理不到位。大兴煤矿
随意变动安全管理机构,负责人员均无任命文件,导致职责不清制度不落实。主要管理人员长期不下井,井下安全管理混乱,在煤层发生大规模抽冒后不及时采取措施处理,仍然违章组织工人冒险作业。该矿没有防治水专业技术人员,没有水害防范措施,对从业人员培训也不到位。
(五)政府有关部门对大兴煤矿安全生产监管不力。煤炭管理部门对大兴煤矿严重超能力生产不制止,在大兴煤矿未取得采矿许可证的情况下,统一其办理煤炭生产许可证;负责发放煤炭生产许可证的经办人员擅自向该矿发证。
安全监管部门没有依法查处大兴煤矿违法开采和无证生产问题;违反法定条件和程序,向大型煤矿发放安全生产许可证。国土资源管理部门没有依法查处大兴煤矿无证开采国家矿产资源的问题。工商行政管理部门未依法有效查处大兴煤矿无照经营问题。公安机关违反有关程序和规定向大兴煤矿发放爆炸物品使用许可证和爆炸物品储存许可证,并违规、超用量批准该矿购买爆炸物品。
第一百零八条 进行水体下采掘活动时,应当加强水情和水体底界面变形的监测。试采结束后,矿井应当提交试采总结报告,研究规律,指导水体下采煤。
本条是关于在水体下进行采掘活动时应进行的监测项目,以及对试采结束后应提交试采总结报告的规定。
水情监测分为地表水情监测和地下水请检测。地表水情监测一般包括:水位、水质、流量和汛期降雨量变化等。地下水情监测包括:水位、水质和水温变化等。水体底界面得变形监测主要在地表水体底界面进行。有条件的矿井应设立水情自动监测系统。
试采结束后进行总结是为了更好的研究水体下采煤的规律,积累经验和教训,进一步指导本矿区水体下采煤。
第八章 水害应急救援第一节 应急预案及实施
第一百一十五条煤矿企业、矿井应当根据本单位的主要水害类型和可能发生的水害事故,制定水害应急预案和现场处置方案。应急预案内容应当具有针对性、科学性和可操作性。处置方案应当包括发生不可预见性水害事故时,人员安全撤离的具体措施,每年都应当对应急预案修订完善并进行1次救灾演练。
本条是关于水害应急预案和救援指挥部门在应急工作中的规定。
(一)制定水害应急预案。煤矿企业与矿井应当分别制定水害以及预案。主要根据矿区(井)的水害类型,如地表洪水、老空水、顶板水和底板水等,制定有针对性、科学性和可操作性的应急预案。对预案要加强领导,明确责任,畅通联系方式,储备足够的抢险排水设备和材料,成立专业救援队伍或与专业救援队伍签订协议。
(二)进行救灾演练。每年都要对应急预案进行修改完善,补充救灾物资和设备,进行一次实战救灾演练;对入井工人进行培训,告之发生水害时人员安全撤离的方向和具体路线。
(三)主要应急措施:
1、矿井发生水害事故后,应立即报告政府有关部门,同时通知救护队组织抢救,应急救援指挥部要立即下达抢险救灾命令,开展抢险救灾工作。
2、在水灾应急期,应急救援指挥部应本着“积极救援”的原则,争分夺秒地组织救援队伍在现场实施紧急救援行动,所属各工作组应按各自职责,积极行动,尽职尽责做好抢险救灾工作。
3、迅速分析灾情,判定水害性质,了解透(突)水地点、时间、透(突)水源,通道,估计透(突)水水量等。
4、掌握灾区范围,查清事故前井下作业人数及人员分布情况,判断遇险人员可能避灾的地点,科学的分析这些地点是否具有人员生存条件,然后积极
组织力量进行抢救。
5、加强通风,防止硫化氢、瓦斯和其他有害气体的积聚和发生熏人等二次意外事故。
6、根据透(突)水量的大小和矿井排水能力,要积极采取综合抢险救援措施,实施疏、排、堵、截等水害事故的综合抢险救援。
7、在抢险救援排水过程中,要注意环境保护和卫生防疫工作。
8、在侦察和抢险救援过程中,要防治冒顶、垮塌和边帮破坏等二次事故发生。
9、在抢救和运送长期被困井下人员时,要防止突然改变他们已适应的井下生存环境和条件,造成不应有的二次伤亡。
第一百一十六条 矿井管理人员和调度室人员应当熟悉水害应急预案和现场处置方案。
本条是关于矿井现场管理和调度人员应当熟悉水害应急救援预案的规定。
煤矿现场管理和调度室人员应当熟悉整个矿井生产安排情况,接受水害应急预案和现场处置方案专项培训,一旦发生水害事故后,指挥井下人员高效有序撤离危险区域。
矿井发生突水时,无论其水量大小,危害程度如何,现场管理人员都必须及时报告调度室,在保证自身安全条件下迅速组织抢险工作,如停止工作面施工、组织抢救遇难者、有序撤离人员等;有条件时,组织进行加固巷道等防止事故扩大的技术处理
组织水情观测;灾情严重时,经与调度室联系,现场管理人员有权指挥或带领工人主动撤离现场。由于矿井突水有一个逐步恶化的演变过程,所以现场工作人员,特别时班组长、区队长和技术人员,在处理突水事故的初始阶段,起着非常重要的作用。他们时直接指挥者,又是现场紧急处理操作者。因此,对他们进行经常性的防水、治水技术知识教育和安全技术操作规程的培训,提高现场紧急处理透(突)水事故的技能是十分重要的。
第一百一十七条 矿井应当设置安全出口,规定避水灾路线,设置贴有反光膜的清晰路标,并让全体职工熟知,以便一旦突水,能够安全撤离,避免意
外伤亡事故。
本条是关于避水害路线的规定。
(一)矿井必须设置安全出口,不能采用独眼井开采,基建矿井要有防水害措施。
(二)井下避水害路线清晰,所有入井职工熟知。
(三)井下作业面应设置通讯电话等,一旦突水,能通知其他区域人员安全撤离,避免灾害扩大。
第一百一十八条 井下泵房应当积极推广无人值守和远程监控集控系统,加强排水系统检测与维修,时刻保持水仓容量不小于50%和排水系统运转正常。受水威胁严重的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控,推广使用地面操控的潜水泵排水系统。
本条是关于井下泵房推广无人值守和远程监控的规定。
大流量高扬程潜水泵具有地面操控优势,泵房淹没后仍能正常工作,矿井可以尝试卧泵加潜水泵方案来提高整体抗水害风险的能力。国内部分矿井的实践表明,潜水泵加卧泵排水系统,可以变被动防水为主动排水。对于受水害威胁严重的矿井以及经常发生突水事故的矿井,应当装备地面操控的潜水泵排水系统。
第一百一十九条 现场发现水情的作业人员,应当立即向矿井调度室报告有关突水地点及水情,并通知周围有关人员撤离到安全地点或升井。
本条是关于井下现场作业人员辨识透(突)水征兆和快速报告,以及开展自救互救的规定。
井下现场作业人员应当掌握透(突)水征兆的知识,以便井下一旦出现水灾征兆,能够准确辨识,及时报告有关情况并相互通告撤离,如撤离困难,应启动自救互救预案。
一、透(突)水征兆
导致煤矿水害发生的矿井充水水源,无论是来自地面还是地下,均有源头可寻;充水水源聚集起来对煤矿坑形成威胁,需要一定的充水通道和充水过程;有了充水水源和充水通道是否能够溃决成灾,
需要一定的充水强度和前提与条件。因此,水害事故发生前一般均会显现出各种各样的透(突)水征兆,有时这些透(突)水征兆还非常明显,只要能够有效辨识,就可避免重特大透(突)水事故的发生或大大减少人员伤亡和财产的损失。
(一)工作面顶底板显现压力增大,出现折梁断柱、顶板下沉或底鼓等现象,煤层变潮湿、松软、煤帮出现滴水、淋水现象,且滴、淋水量由小变大明显,有时煤帮出现铁锈色水迹,这是一般的透(突)水征兆。
(二)矿压增大,发生片帮及底鼓,工作面气温降低,有时可闻到水的“嘶嘶”声或刺耳水声,这是工作面底板岩溶含水层的突水征兆。
(三)突水部位发潮,滴水、淋水逐渐增大,仔细观察可发现水中含有少量细砂,水色时清时混,总的趋势是水量、砂量逐渐增大,直至出现大量溃水、溃砂,这是煤层顶板松散孔隙含水层的突水征兆。
(四)井下滴水、淋水并含有大量H2S气体,或呈酸性,突水水势迅猛,水流速度快,这是老空积水的透水征兆。
上述突水征兆,在具体透(突)水过程中并不一定全部表现出来,应当细心观察,认真分析、判断,做到有备无患。
二、水害快速报告和通告
井下发现水害后,应及时尽快地通过各种途径向地面调度室报告,同时,也应以最快方式告知井下毗邻地区不同开采层位、不同采区的所有受水害威胁
的作业人员,按照《矿井水害应急预案》中所规定的方向和路线撤出。在撤退过程中应绝对听从班组长的统一指挥,不要惊慌失措。
三、自救互救预案
如果在逃生撤退过程中发现退路已被透(突)水或其他原因所阻隔,就要立即寻找井下地理位置最高的地方作为临时躲避场所。同时,应立即启动积极主动的自救、互救预案,采取有效的自救、互救措施。在井下躲避的生还人员,一定要充分利用有限的避灾空间保持必要的体力,要心情平静,适量呼吸,禁止活动,躺卧待救,相互帮助;在避灾场所的轨道或水管上定时敲击向外发出求救信号;防止有害气体的中毒和窒息;所带干粮和矿灯集中统一分配,应做好长期坚持的准备。
第一百二十条 矿井调度室接到水情报告后,应当立即启动本矿井水害应急预案,根据来水方向、地点、水量等因素,确定人员安全撤离的路径,通知井下受水患影响地点的人员马上撤离到安全地点或者升井,向值班负责人和矿井主要负责人汇报,并将水患情况通报周边所有矿井。
本条是关于矿井调度室接到水情报告后应做工作的规定。
(一)发生突水后,有可能淹井或人员被困时,应立即启动应急预案。
(二)应立即以最快的方式通知井下受水害威胁的所有作业人员,按照规定的 |