劉延威,溫忠黨(山東能源棗莊礦業集團公司,山東棗莊277000)
煤礦透水事故采取的策略分析
劉延威,溫忠黨
(山東能源棗莊礦業集團公司,山東棗莊277000)
我國很多地區的煤礦地質環境非常復雜,經常發生透水事故,嚴重影響煤礦的正常運營,并且造成巨大的人員傷亡和經濟損失。結合煤礦透水事故實際情況,做好煤礦透水事故原因分析,采取有效的解決策略,不斷提高煤礦運營的安全性和穩定性。本文分析了煤礦透水事故案例,闡述了煤礦透水事故采取的有效策略。
煤礦;透水事故;采取策略
煤礦生產運營過程中經常需要進行地下開采工作,很容易受到頂板、粉塵、瓦斯、火、水等因素的影響,當礦井中涌入的地下水、地面水超過最大排水量時,就容易發生透水事故,淹沒礦井和采礦區,直接威脅工作人員的生命安全,造成嚴重的經濟損失。因此必須高度重視煤礦透水事故問題,有針對性地采取科學合理的管理措施,保障煤礦的正常運行,不斷提高煤礦的經濟效益和社會效益。
2006年耒陽市三都鎮龍興煤礦發生透水事故,造成11人死亡。該礦井中沒有水庫、小溪等地表水體,主要包括巖層裂隙水、采空區積水、大氣降水、小窯區積水、老窯水等充水水源,這些水源通過礦井的巖石裂縫逐漸滲透到礦井和淺部小窯中。該礦井的風井和主礦井沒有貫通,2006年4月在-35水平方向沿著礦井運輸巷距離井口30米位置開門,沿著61煤礦礦井傾向設置兩條上山通道,貫穿+14水平煤巷+風井,構成負壓通風系統[1]。4月6~7日遭遇暴雨天氣,大量地表雨水沿著巖層縫隙進入煤礦礦井采空區,8日61煤其中一條上山煤柱發生塌陷,造成透水事故,矸石和煤礦以及大量積水沿著61煤上山通道傾瀉而下,經另一條上山通道堵塞,導致11名礦工被困在煤礦采空區最終窒息死亡。
事故原因分析:該礦井發生透水事故,主要是由于當地連降大雨,雨水通過巖層縫隙滲透到61煤上山采空區,導致水壓大幅上漲,水量不斷增加,最終上山煤柱被大量積水擊穿發生透水事故。同時,該煤礦生產運營過程中,對于周圍廢棄老窯井和相鄰礦井的積水狀況、開采情況了解不足,在掘進61煤上山通道時,沒有采取有效的探放水防護措施,盲目、隨便的組織開采作業,沒有制定標準、規范的作業流程,煤礦開采規劃設計不合理。另外,當地相關部門監管力度不足,沒有嚴格檢查該礦井的安全情況,對該煤礦企業提出有針對性的整改方案,最終導致發生透水事故,造成巨大的人員傷亡。
2.1規范煤礦開采技術
探放水是煤礦生產運營中的一項重要技術工作,其通過識別透水征兆,從組織探放水機構、合理安排探放水距離、留設防水煤柱等方面加強預防控制。
2.1.1識別透水征兆
煤礦透水事故發生征兆有:煤層中不斷有水擠出、出現滲水、底板鼓起、淋水、浸水、滴水以及巷道發冷、煤層變涼、煤壁掛汗、煤層變暗發潮等[2]。由于水分透過巖層縫隙,在煤層和巖石上凝聚,使得煤壁和巷壁發潮,并且受到水流壓力影響煤層不斷出現滲水。另外,由于煤層含水量較高,溫度傳導速度較快,使得煤層變涼。
2.1.2防水煤柱
很多煤礦礦井的開采深度有限,在開采淺埋煤層過程中,頂板基巖受到振動影響,容易發生全厚切落,出現冒落和裂縫,為水資源滲透和流失提供有利條件,使得頂板面臨著突水的安全風險。煤礦礦井在進行下行式開采時,應準確探察老采空區的積水狀況,有效預防老采空區透水事故。同時,合理調整煤礦開采流程,用上行式開采代替下山剃頭開采,盡量杜絕和減少在老采空區積水區域的下方進行開采作業。另外,在淺埋煤層中,采高小于覆基巖厚度時,巖層會發生全厚度切落,這時應按照以下公式h=15M+h1,計算淺埋煤層的留設煤柱,其中,h是防水煤柱深度,m;M是采高;h1是防水巖柱高度,通常情況下取15m[3]。防水煤柱是指h高度以上的煤層。
2.1.3合理安排探放水安全距離
根據我國《煤礦井下探放水技術規范》,確定探水線時,沿著老踩空工期邊界或積水線向外平行推6~100m設為探水線,水壓超過2MPa時,探放水安全距離為斷層交面線到導水斷層探水線之間的最小距離。一般情況下,探水鉆孔間距應大于10~15m,成組布設探水鉆孔,布置扇形平面圖。
2.1.4組織探放水機構
為了更好地防治煤礦礦井水害,必須做好水文地質調查工作,而這項工作具有較強的專業性,僅僅依靠煤礦企業難以取得良好效果。相關政府部門應為煤礦企業提供重要的區域性技術服務,設立專門的探放水機構,組建一支專業的、高素質的、具有豐富探放水經驗和水文地質知的探放水工作團隊,對煤礦礦區的水文地質情況進行觀測、調查和勘探,做好煤礦礦井的防治水技術服務,保障煤礦運行運營的安全性。
2.2做好應急預案
結合煤礦礦井的實際情況,做好救援防災應急預案,編制科學合理的事前計劃,制定切實可行的應急措施,一旦發生煤礦透水事故,立即展開救援,迅速控制透水事故向更大范圍發展,快速排除安全隱患,保護工作人員的生命安全。煤礦礦井應急預案,要結合煤礦礦井周圍實際的水文環境,在處理煤礦透水事故時,快速判斷水災性質,了解地面水體、補給水源、影響范圍、突水地點等,掌握工作人員分布和災區范圍,迅速開展搶救工作,采取有效的截水、堵水和排水措施,加強礦井通風,避免大量有害氣體向礦井積聚。
2.3加強主管部門監督
相關部門應加強對煤礦企業的監督檢查,促使煤礦企業全面落實《礦山安全法》,強制煤礦企業不斷完善和改進礦井生產條件,嚴格執行煤礦安全章程,采取截、排、疏、堵、防等綜合治理措施,提高煤礦開采的安全性。
煤礦透水事故給國家、社會和人民造成巨大的損失,為了有效解決這個問題,應結合煤礦透水事故的實際情況,注意分析事故原因,有針對性的采取有效措施,保護工作人員人身安全,推動我國煤礦事業的可持續發展。
[1]劉德民,李亞東,植煒.煤礦典型透水事故的應急預案研究[J].中州煤炭,2006(02):54-56.
[2]朱月敏.煤礦安全事故統計分析[D].遼寧工程技術大學,2012.
[3]仇九子,楊戍,李春華.王家嶺“3·28”煤礦透水事故救援分析[J].中國應急救援,2010(05):27-29.
劉延威(1988—),男,山東滕州人,本科,研究方向:煤炭工程技術。