煤礦水害事故及防治救援措施分析

摘要：煤礦生產(chǎn)有頂板、火、水、煤塵與瓦斯五大自然災(zāi)害，由于近年來不停地加大開采的深度，煤礦突水事故時(shí)有發(fā)生，給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。文章通過對煤礦水害形成條件和原因的分析，提出相應(yīng)的水害防治救援措施，以便將水害損失降到最低。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)；安全生產(chǎn)；水害事故；防治救援措施；突水事故；煤礦建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD745 文章編號：1009-2374（2017）10-0212-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.107

1 概述

煤礦水災(zāi)害作為煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中的主要災(zāi)害之一，這嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)與開采煤礦的工作，給國家與人民帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也嚴(yán)重地危害著煤礦開采隊(duì)伍的生命安全。本文通過對水害形成條件、透水特點(diǎn)及事故發(fā)生原因進(jìn)行剖析，提出防治救援措施，從而提升礦山救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)急救援能力。

2 形成煤礦水害的原因以及先兆

2.1 產(chǎn)生煤礦水害的原因

產(chǎn)生煤礦水災(zāi)的原因是由于充水的渠道與充水的源頭達(dá)到一定的強(qiáng)度。礦井水的源頭就是充水的源頭，而水的源頭流進(jìn)礦井的渠道就是充水的渠道。

2.1.1 礦井為什么會充水。生產(chǎn)和建設(shè)煤礦的過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)水的源頭有地表水、大氣降水與地下水（包含斷層水、采空區(qū)水、承壓水與潛水等）。

（1）大氣降水。雨、雪和冰雹等溶化的水；（2）地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫等處的水；（3）采空區(qū)水。那些開采過的窯洞，報(bào)廢的舊巷道或采空區(qū)，因?yàn)檎纪Ｅ潘荛L時(shí)間導(dǎo)致存積地下水；（4）承壓水。處于兩個(gè)隔水層中間的地下水，存在巨大的水量與壓力，嚴(yán)重地威脅煤礦的建設(shè)；（5）潛水。通常位于地表露出的巖塊縫隙與地下的淺部松散的第四層沉積層的縫隙中；（6）斷層水。一般情況下斷層帶的通道里面有許多的水層，而且有特別充足的水源，嚴(yán)重地威脅著采礦工作的安全問題。

2.1.2 礦井充水途徑。常見的充水渠道一般有挖掘過的廢舊的鉆孔、巖溶陷落柱、斷層縫隙、深陷孔隙、塌陷坑、巷道與井筒等。萬一水源和上述通道相通就會產(chǎn)生礦井水害。（1）斷裂構(gòu)造。斷裂導(dǎo)水造成礦井突水約占突水事故的80%以上；（2）巖溶陷落柱。90%以上的陷落柱是不導(dǎo)水、不含水的，但陷落柱一旦導(dǎo)水，往往是災(zāi)難性的；（3）封堵不良或者說沒有進(jìn)行封堵的鉆孔；（4）頂、底板三帶。采出煤層過后，因?yàn)樯细驳膸r層沒有支撐導(dǎo)致產(chǎn)生位移與損壞，構(gòu)成彎曲帶、裂隙帶與垮落帶；（5）巖溶塌陷通道。

2.2 煤礦透水征兆

2.2.1 煤層發(fā)潮、變暗。如果把表面挖去還是這樣，就代表周轉(zhuǎn)積水了。

2.2.2 產(chǎn)生霧氣。道里面如果處于高溫狀態(tài)，煤壁受到積水滲入后就會出現(xiàn)蒸發(fā)導(dǎo)致霧氣。

2.2.3 煤壁“掛紅”，這是老空水的主要特點(diǎn)。由于積水時(shí)間長、酸度大，溶解多種含有鐵的氧化物所致。

2.2.4 空氣變冷。工作面接近大量積水區(qū)，氣溫降低。

2.2.5 煤壁或巷道壁出現(xiàn)發(fā)法（掛汗）。這是因?yàn)樗畨毫B透到煤里面，細(xì)小的巖石縫隙聚集在巖石與煤層的表層面上。

2.2.6 有害氣體的提高。一般積水區(qū)都存在有害氣體，主要是CH4、CO2、H2S，聞到臭雞蛋氣味。

2.2.7 加大淋水，頂板來壓與鼓起底板。因?yàn)楸环e水的地方的礦山壓力與靜水壓力影響，最明顯的就是離斷層最近的積水區(qū)。

2.2.8 水叫。一般有兩種聲音：一種是高壓水向煤巖裂隙擠壓發(fā)出的“嘶嘶”的音響；另一種是如同水開鍋或非常低沉的鳴雷聲，這是由于水的位置變動了或者巖石滾動撞擊而導(dǎo)致的結(jié)果。

2.2.9 出現(xiàn)壓力水線。水清即離積水區(qū)稍遠(yuǎn)，若涌水混濁，表明已接近水源。

深入研究分析礦井水來源和礦井充水途徑，掌握礦井水害形成和發(fā)展規(guī)律是減少和遏制礦井水害事故發(fā)生的根本所在。

3 礦井產(chǎn)生水害意外的原因

3.1 產(chǎn)生水害的直接性原因

3.1.1 沒有提前調(diào)查清楚礦井的地理地質(zhì)就盲目地進(jìn)行挖掘采礦。

3.1.2 在水體下采煤措施不落實(shí)。一些煤礦違反《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在防隔水煤柱中進(jìn)行采掘活動。

3.1.3 未留設(shè)或破壞防隔水煤柱。

3.1.4 防治水技術(shù)力量及從業(yè)人員相關(guān)知識匱乏。井下的挖掘的工人與地質(zhì)工作人員并無具備專業(yè)的水害防治知識，無法對顯而易見的透水征兆進(jìn)行識別。

3.1.5 對已有水患未采取措施。某些煤礦的沖積層與水體下沒有安全合理地設(shè)置煤柱，沒有充實(shí)地填充廢棄的煤礦，沒有認(rèn)真地制定防水方案導(dǎo)致出現(xiàn)災(zāi)害。

3.1.6 雨季暴雨期井上下水情監(jiān)測不夠。

3.1.7 未進(jìn)行或者違章探放水。

3.2 管理原因

3.2.1 沒有嚴(yán)格地管理防治水的工作，沒有足夠的投入防治水工作，沒有落實(shí)到位的防治水方針，沒有真正地執(zhí)行防治水害的責(zé)任制。

3.2.2 防治水措施針對性不強(qiáng)。大部分經(jīng)常透水的意外在出現(xiàn)之前，就已經(jīng)有明顯的透水征兆，但是因?yàn)闆]有專業(yè)的人文水質(zhì)與煤礦地質(zhì)的人員，沒有專業(yè)的防范災(zāi)害意識，所見人不能觀察到這些前兆，讓原本能夠避免的意外不斷在相同地區(qū)或者不相同的地方重復(fù)出現(xiàn)。

3.2.3 煤礦水害防治監(jiān)管監(jiān)察制度不落實(shí)。某些煤礦企業(yè)沒有嚴(yán)格地執(zhí)行相關(guān)的安全規(guī)定，采掘隔水防水的煤柱，還有的挖掘水體下的急傾斜礦層沒有根據(jù)三下采煤的要求開展試采，開采強(qiáng)高過高，煤層不斷冒落，引發(fā)透水的意外。

3.2.4 部分企業(yè)三違現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

4 礦井水害的救援與防治手段

井下的開采工作一定要按照以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：提前測量，提前報(bào)備，針對有疑惑的問題一定要開展調(diào)查，調(diào)查后再開采，治理過后再開采，一定要嚴(yán)格執(zhí)行截、排、疏、堵、防等綜合防治手段。

建立健全發(fā)生水害的應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)有效地采取相應(yīng)措施進(jìn)行救援。

4.1 防治地面水

4.1.1 礦井的井口部門在挑選標(biāo)高井口的時(shí)候理應(yīng)比本地區(qū)每一年的洪水最高位還要高。

4.1.2 修改河流的通道，鋪置河流的底部，通道也要進(jìn)行填堵。

4.1.3 排水溝挖水溝，把積水排除干凈。

4.1.4 在雨季前與雨季后強(qiáng)化防汛的工作。

4.2 井下的積水防治措施

4.2.1 提前處理好觀測水文和地質(zhì)勘測工作，對礦區(qū)水文地質(zhì)條件和水情水害等進(jìn)行詳細(xì)勘測。

4.2.2 在礦井建設(shè)與生產(chǎn)的過程當(dāng)中，要計(jì)劃性地留存地表水，注意觀察與檢測井下水源的涌水量、水量、水位與水壓的變化。

4.2.3 疏放水。把有可能影響礦井建設(shè)的所有或某些水源分批次地進(jìn)行疏放，最終實(shí)現(xiàn)防治水害的目標(biāo)。具體疏水方法根據(jù)不同水源、水量及排水能力來確定。

4.2.4 礦井堵水。煤礦常用注漿堵水，達(dá)到封堵截?cái)嗨吹淖饔谩?/p>

4.2.5 井下探放水。一定要按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行以下措施：提前測量，提前報(bào)備，針對有疑惑的問題一定要開展調(diào)查，調(diào)查后再開采，治理過后再開采的原則。如果到達(dá)水害區(qū)或采掘工作面有明顯出水征兆時(shí)，必須進(jìn)行探放水。

4.2.6 截水。利用防水閘門、防水墻和防水煤（巖）柱等截住涌水。

除了要嚴(yán)格地執(zhí)行上述防治水害的措施和方針外，也要提高重視管理采礦業(yè)對水害的防治工作的程度，分配專業(yè)的水害防治單位與工作人員，提高投入水害工作的資金，吸收先進(jìn)的高科技預(yù)測與控測技術(shù)，一定要開展專業(yè)的員工采礦安全培訓(xùn)，真正落實(shí)對水害防治的監(jiān)督工作。

4.3 發(fā)生水害事故的應(yīng)急救援措施

應(yīng)急救援措施就是在災(zāi)害事故發(fā)生后迅速控制其發(fā)展，并努力使災(zāi)害損失降至最小。

4.3.1 啟用報(bào)警系統(tǒng)，在遇到意外之前，要以最快的速度把災(zāi)害信息傳達(dá)到所有崗位上的員工，讓所有員工都有災(zāi)害心理準(zhǔn)備同時(shí)可以根據(jù)災(zāi)害應(yīng)急方針展開相關(guān)的應(yīng)對措施。

4.3.2 及時(shí)控制危險(xiǎn)源，并對水害進(jìn)行檢驗(yàn)、監(jiān)測，測定危害區(qū)域、危害性質(zhì)及危害程度。

4.3.3 了解災(zāi)害的發(fā)生范圍，分配好災(zāi)害前的人員配置工作，分析出受困的人有可能會躲藏的位置以及尋找到達(dá)該位置的可能通道，以便迅速展開救援。

4.3.4 快速分析出水災(zāi)的所有性質(zhì)，包括水的突出位置、影響力度、靜止水位、受災(zāi)范圍、預(yù)算水的突出量、補(bǔ)給水的源頭和地面受影響的水體。積極采取排、堵、截水的技術(shù)措施。

4.3.5 把積水排出之后開展搶險(xiǎn)與偵察，以免再次出現(xiàn)掉底、冒頂以及二次突水。若排水時(shí)間較長，應(yīng)采取措施以延長其生存時(shí)間。

4.3.6 擴(kuò)大通風(fēng)性與排水量，把災(zāi)害地區(qū)的電源切斷，以免瓦斯或者別的有害有毒的氣體集聚一起然后并發(fā)。

4.3.7 盡快搶救與輸送長時(shí)間受困于井下的工作人員，安全永遠(yuǎn)是第一位的，以防突然變化的生存條件與自然環(huán)境導(dǎo)致二次意外。

4.3.8 做好現(xiàn)場清潔，把發(fā)生水害的后果消除掉。

5 結(jié)語

國內(nèi)有比較復(fù)雜的煤礦水文地理地質(zhì)環(huán)境。我國的所有重要煤礦地區(qū)里面，其中復(fù)雜的或者非常復(fù)雜的水文地理地質(zhì)環(huán)境有27%，而水文地理地質(zhì)比較簡單的礦井只有34%。國內(nèi)不斷發(fā)生煤礦的災(zāi)害意外事件，有數(shù)據(jù)資料顯示，我國在這20年左右就已經(jīng)有200多個(gè)煤礦發(fā)生水災(zāi)，導(dǎo)致了8000多人的死亡，經(jīng)濟(jì)上所遭受的損失已經(jīng)超過300億人民幣，而且這還只是不完全的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，因此加強(qiáng)對煤礦水害的研究，提高對水害的防治和救援能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡介：孟保林，男，神華包頭能源有限責(zé)任公司礦山救護(hù)隊(duì)助理工程師。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）