煤矿井下水灾事故的预防及控制.pdf

2 0 1 0 年 第6 期 东 媳晨 科I妓 1 9 3 煤矿井下水灾事故的预 防及控制 王鹏龙 ， 李辉 ， 高赘跃 太原理工大学阳泉学 院， 山西 阳泉0 4 5 O O 0 摘要该 文通过分析煤矿 的水害类型、 事 故原 因及事故易发 生地点 ， 总结 出预 防和控 制井下水灾事故 的方法及 井下水 灾应急响应及 紧急处 置措施， 为煤矿预 防和控制水灾事故提供参考。 关键词 井下水 灾事故 预 防措施抢 险方案 中图分类号 T D 7 4 5 文献标识码A 1井下水 灾隐 患分析 1 煤矿水灾事故发生有 3个必要条件， 即水源、 导水通道 、 释放水空间 。 2 井下水害类型 根据煤矿井下水灾事故的特 点结合煤矿具体情况， 井下水灾一般分为 地表水水 害 、 老空水水 害。 3 事故危 害 井 下水灾事故 轻则影 响生产 ， 给管 理带来困难 ； 重则淹井伤人 ， 造成严重经济损失。 4 事故原因分析 ①地面防洪、 防水措施不当或 管理不善， 地表水大量灌人井下， 造成水灾。②掘进或 回采过程 中未严格执 行 “ 预测预报 ， 有疑必探 ， 先 探后 掘， 先治后采” 原则。③施工质量低劣， 致使矿井井巷 严重塌落、 冒顶、 跑砂， 导致透水。④无防水闸门或虽 有而管理、 组织不当， 造成透水时无作用而淹井。⑤排 水设施平时维护不 当。如水仓不按 时清挖 ， 突水时煤 、 岩块堵塞水井， 致使排水设备失去效用而淹井等。 5 事故易发生的地点 遇到构造、 陷落柱的采、 掘工作面 ， 隔水层厚 度小 于承压水 的最小 隔水 层厚 度 的工作面顶底板， 可能受洪涝灾害影响的井筒。 2井下 突水征 兆 1 煤层发潮、 变冷。由于水的渗人， 使得煤层变 得潮湿 、 暗淡 。如果 挖 去表面一层 ， 里 面仍如此 ， 说 明 附近有积水。 2 巷道壁“ 挂汗” ， “ 挂红” ， 工作面温度降低， 煤 壁发冷 ， 出现雾 气、 水 叫、 顶板淋水 加大 、 顶 板来 压、 底 板鼓起并有渗水、 水色发浑 说明水源很近， 若出现清 净水， 说明水源远 、 有臭味、 打钻时发觉钻孑 L 底松软或 钻孔有水流出等突水预兆。 以上预兆是典型的情况， 在具体的突水事故过程 中， 不一定会全部表现出来 ， 所以应该认真负责的去观 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 2 0 作者简 介 王鹏龙 1 9 8 8一 男 ， 山西阳泉人 ， 太原理 工大学 阳泉学 院 ， 采矿工程专业 。 察 、 判 断。 3 井下水 灾预 防措 施 防治矿井水害的方针是“ 预防为主， 防治结合” 。 地测公司要不断完善矿井 的水文地质资料 ， 编制中长 期防治水害规划和年度 防治水害计划， 并组织实施。 对水文地质不清楚 的区域 及时补 勘。 3 ． 1 老 窑水 的 防治 地测站负责定期收集、 调查和核对相邻煤矿和废 弃的老窑情况， 完善井上、 下对照图， 标出其准确位置、 范围 、 存在时间、 积水情况等 ， 分析 、 制订 防治老窑透水 方案并执行。 3 ． 2采空区积水和老巷积水的防治 地测公司要将采掘情况及时准确上图。当掘进面 接近采 空区和老巷道 时要先 探后 掘。采煤 面 回采时 ， 要 打钻把水疏 干。掘进 面需要掘 透 老巷道 时 ， 一定 要 先把老巷道水排干 ， 才能掘透老巷道。 3 ． 3钻孔水 防治 掌握井田范围内所有钻孔的位置和封孔质量。地 测站要根据钻孔测斜资料及时分析巷道掘进前方是否 有钻孔。如果封孔质量不好 ， 掘进前要打钻放水。 3 ． 4 按 规定 留设 防水煤 柱 必须按规定计算并留设矿井 的防水隔离煤柱、 采 区防水隔离煤柱和断层、 陷落柱等防水煤柱， 防水煤柱 不得小于2 0 m 。以上各类煤柱一经批准， 任何人不得 在批准的煤柱中布置采掘工程。 3 ． 5保证矿 井排水 系统 可靠 井下各主要巷道的水沟、 水仓要定期清理， 每年雨 季来临前将所有水仓清理干净， 保证排水畅通。井下 临时水仓、 临时排水点水泵保证完好 ， 运转正常， 水泵 及管路排水能力须满足该处最大涌水量的需要， 并备 有余量。 4主要 抢险 方案 1 迅速判定水灾的性质 ， 了解突水地点、 影响范 围、 静止水位 ， 估 计 突出水量 、 补给水 源及 已有 影响 的 地面水体。 1 9 4 夯蠛j i ； 舛技 2 0 1 0 年 第6 期 2 掌握灾区范围， 搞清事故前人员分布， 分析被 困人员可能躲避的地点 ， 以便迅速组织抢救。 3 对 于被水 、 沙截堵 的灾区人员 ， 除应积极组 织 抢救外 ， 如一时难 以疏通 ， 则应利用管道或其 它方 式 向 遇难人员供风 ； 一方 面积极组织力量 ， 千方 百计抢 险救 人 ， 另一方面狠抓抢险过程中的安全问题。 4 按涌水量组织强排， 发动群众堵塞地面补给 水源， 排除有影响的地表水， 必要时可采用灌浆堵水。 5 组织排水 时 ， 应 切断 电源 ， 加强 通风 ， 排除 沼 气和其他有害气体 ， 并随时检查有害气体 ， 防止火源产 生 。 6 排水后进行侦察 、 抢 险时 ， 要 防止 冒顶和二 次 突水 。 5 应急 响应及 紧急处 置与处理措 施 5 ． 1 突水 时的注意 事项 1 在 突水迅猛 、 水流急速 的情况下 ， 井 下人员应 立即避开出水 口和泄水流， 躲避到硐室内、 拐弯巷道或 其他安全地点。如情况 紧急来不及转移躲 避时 ， 可抓 牢顶梁、 立柱或其他固定物体 ， 防止被涌水冲走。 2 如是老空水涌出， 使所在地点的有害气体浓 度增高时， 现场人员应立即佩好 自救器。 3 迅速汇报 ， 透水事故发生后 ， 应利用 一切可能 手段及时向下部水平和其他 可能受到威胁 区域 的人员 发 出警报 ， 通知撤离 。 5 ． 2现场 抢救 注意事 项 1 突水不严重情况下， 应该在现场领导和老工 人的带领下 ， 团结力量， 迅速加固工作面， 堵住出水点 ， 控制水源 。 2 在水源情况不明、 涌水迅猛、 顶帮松散的情况 下 ， 决不可强行封堵出水口， 以免引起工作面大面积突 水 ， 造成人员伤亡 ， 扩大灾情。 3 应用一切办法与与遇险人员联络， 确定遇险 人员位置和人数。 4 遇险人员被困时， 应利用水管、 打钻孔等方法 输送新鲜空气、 营养液和食物。 5 避难人员应保持镇静， 避免能量消耗， 增强信 心 ， 等待救援。 5 ． 3 自救措 施 1 行进 中， 应靠近巷道一侧 ， 抓 牢支架或其 他 固 定物体， 尽量避开压力水头和泄水主流， 并注意防止被 水 中滚动的矸石 和木料撞伤。 2 如因突水后破坏 了巷道中的照明和指示牌， 迷失了行进方向时， 遇险人员应朝着有风流通过的上 山巷道方向撤退 。 3 在撤 退沿 途和所 有经 过 的巷 道岔 口， 应 留设 指示行进方向的明显标 志 ， 以提示救援人员 的注意。 4 撤退中， 如因冒顶或积水造成巷道堵塞 ， 可寻 找其他安全通道撤出。在唯一的出口堵塞无法撤退 时， 应 自觉组织好灾区避灾 ， 等待救援人员的营救 ， 严 禁盲 目潜水等冒险行为。 参考文献 [ 1 ] 唐公沟煤矿防灾计划， 2 0 1 0 [ 2 ] 李增学等， 煤矿地质学， 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 9 ． 3 上接第 1 9 2页 一位 ， 约为美 国的 3 倍 。地壳浅层 埋 深小于 2 0 0 0 m 总贮藏量约为 3 0 3 5 1 0 1 2 m 3 ， 与陆 上天然气资源量测算值 3 8 X l O 1 2 m 3 相当。从资源地 域分布上看 ， 我国煤层气与天然气资源有 良好的互补 性， 天然气资源主要分布在西部地区， 而煤层气资源则 分布在中部地区和天然气缺乏的东部地区， 其中华北 地区煤层气约占我国总资源量的6 2 ％。 3 ． 2 我 国煤层 气利用 的实例 1 原本 属于采 煤废 弃物 的煤矿 瓦斯 ， 在黑 龙江 省四大煤城之一的鹤岗市却被合理抽放和利用， 变成 了有利于经济发展的新型能源， 有利于环境保护的洁 净能源。 合理利用瓦斯， 为当地带来了可观的安全、 经 济和社会等综合效益。据保守估算， 鹤岗每年通过利 用瓦斯节省燃煤 1 0 万 t 以上， 大大减轻了煤烟对环境 造成的污染， 极大地改善了城区的大气环境。据统计， 到 目前为止 ， 鹤 岗矿 区瓦斯气使 用户 已发展 到 3 ． 5万 户 ， 并以每年 2 0 0 0户的速度递增， 目前鹤岗矿区每年 利用矿井瓦斯气约 1 0 0 0万 m ， 市区居民每月用气 8 0 多万 ， 城市瓦斯气化率为2 6 ％。 2 屯兰矿作为山西焦煤集团的一座现代化高瓦 斯矿井 ， 煤层气资源丰富 ， 过去每小时就要 向大气 中排 放瓦斯 4 8 0 0 m ， 不仅 浪费了能源、 污染 了空气 ， 而且 还 加重了温室效应。为了确保煤矿的安全生产和矿井的 可持续发展 ， 他们借鉴国内煤矿瓦斯治理的成功经验， 利用安徽理工大学的专利技术， 投资 1 9 0 万元 ， 改造了 燃气锅炉， 铺设了输气管网， 把矿上的招待所、 澡塘也 全部带了起来。为企业带来的经济、 环境和社会效益 也十分可观。 4结束语 山西省作为煤炭大省 ， 高瓦斯矿井很多， 煤层气资 源储量丰富， 如何充分利用山西煤层气资源， 把煤层瓦 斯气作为接续能源来开发利用， 优化能源消费结构， 尽 快实现瓦斯综合利用的产业化 ， 不仅是解决中国能源 接续问题、 建立节约型社会的当务之急 ； 而且也是保护 大气环境 ， 提高人民生活质量， 避免煤矿瓦斯事故的有 效办法。