煤矿典型水害案例分析,主要内容,一、我国煤矿水害类型及特点（8） 二、矿井突水预兆与充水条件分析 (4) 三、 煤矿防治水规定解读(2),一.我国煤矿水害类型及特点 1、 老空积水透水水害 老空积水是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水、矿井周围缺乏准确测绘资料的乱掘小窑积水、矿井本身自掘的废巷老塘水和煤层采空区积水。 老空积水水体的特点是： 水体压力传递迅速，流动与地表水流相同，不同于含水层中地下水的渗透。 2005年大兴煤矿和2010年骆驼山煤矿的水害即如此。,广东省大兴煤矿 老空积水特大水灾事故,大兴煤矿位于广东省梅州市的兴宁市黄槐镇，在兴宁市和平远县交界处，南距兴宁市44km，北距平远县22km，东南距梅州市64km。 2005年8月7日13时13分，大兴煤矿发生特大透水事故，造成121人死亡，伤1人，直接经济损失4391.02万元。 1.矿井概况 1.1 矿井由来 20世纪90年代，在原四望嶂矿务局范围内，约有300处小煤窑开采。由于乱采滥挖，使国有煤矿失去了安全生产的基本条件，加之企业亏损严重，经梅州市同意，将原四望嶂矿务局开采范围和有关资产有偿转让给民营企业继续经营生产，并重新规划为大径里、梨树坑、东兴、大兴、大窝里和上丰煤矿6对矿井，大兴煤矿是其中的一个矿井。,1.2 建井情况 大兴煤矿是合伙煤矿企业，始建于1990年，原为一个主井和一个风井，位于原四望嶂矿务局一矿井田范围内，2003年将永丰煤矿的一个井买来作为副井，形成现有的主井、副井和风井。 1.3 生产情况 大兴煤矿是一矿两井生产，主井和副井生产管理相对独立，主井和副井分别出煤，材料、设备、人员分别走主、副井，共用一个风井回风。大兴煤矿煤炭生产许可证核定的年生产能力为3万吨，2004年实际生产原煤9万吨。,1.4 矿井地质、水文地质情况 大兴煤矿为二叠系上统龙潭组含煤地层，走向东西，倾向南，倾角55o75o。平均65o，属急倾斜煤层，井田范围东以F16断层为界，西以F1断层为界，上以-180m隔水煤柱为界，下至-500m水平。 煤层本身水文地质条件较简单。以上部水淹区估算积水体积为1500万2000万m3，对矿井开采形成极大威胁。,1.5 煤层情况 大兴煤矿井田主要有5个煤层，其中七煤和四煤为全井田可采。 七煤厚度01.79m，平均0.91m，靠近F16断层附近煤层厚度变化大，上距四煤平均距离为36.27m； 四煤平均厚度为0.287.28m，平均厚度为3.54m。,1.6 矿井开拓方式 采用斜井开拓方式，主、副井和风井3条明斜井与暗斜井分三级延伸至-480m水平。 主斜井由地面+282m-55m水平，第一级暗斜井由-55m水平至-290m水平，第二级暗斜井由-290m水平至-480m水平。 副斜井由地面+356m至+42m水平，第一级暗斜井由42m水平至-290m水平，第二级暗斜井从-290m水平至-480m水平。 风井由地面+282m至+75m水平；第一级暗斜井+75m水平至 -55m水平，第二级暗斜井-55m水平至-290m水平。,2 . 矿井老空积水区下开采 2.1 矿井积水区的形成 1999年11月，因小煤窑开采破坏，当年降水量大，矿井排水能力不足及排水费用过高，矿井采区被淹，井下巷道大量积水，为了保护矿井不被淹掉和减少排水费用，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水平以上采空区逐步充满，形成1500万2000万m3积水区。从+262m平硐溢出。 2.2 积水区下部煤炭开采的形成 2000年5月，大兴煤矿委托北京煤炭设计研究院编制完成了永丰煤炭延深方案设计和防水闸墙施工计算咨询。 该设计从-180m水平至-290m水平留设垂高110m防水隔离煤柱，延深开采老空积水区下深部煤炭资源。 2001年2月26日由广东省经贸委审查通过该设计，该矿开始向深部延伸开采。,3.水害事故发生经过 2005年8月7日13时13分左右，大兴煤矿上部水淹区-290m标高防水煤岩柱被破坏，发生透水，透水发生后，主、副井井筒均有雾气冒出，出现反风现象。 13时30分，副井调度室接到-290m水平西三暗斜井绞车房 （-281m）电话，说“水很大，我跑不出去了，.”，但话未说完电话就断了，说明此时水已涨至-281m绞车房。 14时，水已涨至离主井口80m（斜长），此时水位为+245m。透水后原四望嶂一矿明斜井水位从+262m降至+255.5m，下降6.5m，经专家估算，矿井总透水量约为25万m3。,4. 水害事故的原因分析 经调查和专家组技术鉴定，认定在主井东翼四煤-400m石门以东150m附近，由于煤层倾角大（75度左右）、厚度大（34m），小断层发育，煤质松散易塌落，-400m以上各水平在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。 在此抽冒严重的情况下，大量出煤，超强度开采，致使-180m水平至 -290m水平防水煤柱抽冒，导通了+262m水平至-180m水平的老空积水区，造成上部老空积水大量溃入，导致事故的发生。,4.1 该区域煤层厚、出煤多，曾多次发生抽冒 矿井西翼煤层较硬，据了解没有发生过抽冒； 矿井中部煤层较薄，未进行大规模开采； 只有 矿井东翼-400m石门四煤厚度34m，倾角大，约75o，较松散，小断层发育，易发生抽冒，是该矿的主要产煤区，据事故矿井资料证实，从2004年到现在，在东翼-400m石门东侧-400m水平以上各水平都在出煤，且出煤量较大，就在8月7日13时13分透水事故发生前早上在该地区采出105120t。该处四煤的出煤量为9000t左右。,4.2 该区域离F16断层较近，小断层发育、煤层倾角大易抽冒 据水害矿井生产资料证实，东翼-400m石门以东150m处距离F16断层仅100m左右。 F16断层为逆断层，断距90m，该处-290m水平的四煤小断层发育，煤层比较松散，且此处四煤倾角是全矿井最大的地方，平均煤层倾角达75o左右，近似直立，易抽冒。 由于各水平煤层均已发生抽冒，以致-180m水平至-290m水平防水隔煤柱被抽冒破坏，导通了原四望嶂矿区+262m至-180m水淹区积水，造成水淹区积水溃入大兴煤矿。,王家岭煤矿老空积水 特大水灾事故,2010年3月28日13时40分左右，中煤集团一建公司63处碟子沟项目部施工的华晋公司王家岭矿20101工作面回风巷掘进头发生透水事故,选成153名矿被淹，经过急时抢救，115人被救，38人遇难。 初步分析是掘进过程中导通老空积水区而引发透水事故。 事故暴露出的主要问题是： (1) 事发矿施工过程中存在违规违章行为，未严格执行煤矿防治水规定（国家安全监管总局令第号）。水文地质资料未查清，没有严格执行有疑必探、先探后掘的规定，井田内老窑积水情况未查清就进行回采工作面巷道施工，没有按要求配备探放水钻机，未采取打钻探水措施； (2)劳动组织管理混乱，为了赶工期、赶进度，当班安排5个掘进队同时作业，作业人员过度集中，且领导干部带班制度不落实。 (3)施工组织不合理，违反施工组织程序，在矿井一二期工程没有全面完成，主要排水系统没有建成的情况下，就强行施工三期工程。 (4）安全培训不到位，未对职工进行安全培训，新到职工未培训就安排上岗作业，部分特殊工种无证上岗。,(5) 施工安全措施不落实，工作面出现透水征兆后，没有按照规定及时撤人和采取有效应对措施； (6) 隐患排查治理不力，特别是今年月份以来工作面回风巷多次发现巷道积水，但一直未能采取有效措施消除隐患 。 事发前曾两次接到渗水报告,多名工人发现异常。承建工程的某部经理说,28日11时10分,当班的一名副经理升井汇报,井下27队的工作面800m处右下角底板处有少量渗水；安排正在井下的技术经理到出水点观察.。11点50分,这名经理升井汇报,出水没有压力,水是清的,无异味.并向在场的一位技术人员询问,该人说曾对该位置进行了探测,探测报告说,在820m之内可以正常堀进。 记者在采访中,部分工人反映：25日就巳发现工作面”掌头煤层压力增大,煤壁挂汗并出现异味”,并向调度室进行了汇报,但没有引起重视.,不抛弃不放弃的信念创造生命奇迹 4月4日晚,山西王家岭透水事故救援队准备下井救人.。他们头上的矿灯,连成了一条救助生命的光明通道。 4月5日凌晨,第一批获救的9名遇险工人成功升井，其后又相继救出了106名遇险矿工，创造了人类矿抢救和生命奇迹。,王家岭煤矿3日28日发生的透水事故,在对事故原因进行追究、反思的同时,媒体和公众关注的目光,更多地聚焦对井下遇险工人的抢救。153名工人的生命安危,时刻牵动着全国人民的心,人们在一种并不抱有太大希望的期待中,渴望着生命的奇迹.。 应该承认,事故发生后的几天里,虽然有党中央、国务院的高度重视,和中央政府到社会各界的全力救援,但通过媒体传达给公众的信息,却并不让人乐观。 按照以往各种矿难报道中所获知的常识,煤矿透水与互斯爆炸,是各种矿难中伤亡人数最大的事故。井下透水往往会在瞬间淹没井下巷道,对井下遇险工人造成灭顶之灾。加之往往与透水事故伴生的互斯突出,更会对遇险人员的生命造成二次伤害。 所以，116名矿工的获救创造了人类矿难抢救史上和生命的奇迹。,2、地表水害 地表长年有水的河流、湖泊、水库、塘坝、煤矿塌陷区水体等，由于井下防水煤（岩）柱留设不当、采掘工程活动不当导致煤层顶板煤（岩）体发生抽冒、工作面区域内存在导水断裂地质构造、超采防水煤柱等，使采掘工作面与地表水体产生水力联系，地表水迅速灌入井下，发生突水事故。如： 2007年7月22日，山西省吕梁市兴县魏家滩镇马圜圜煤矿，因山洪暴发，造成河床下采空区发生塌陷，沉陷面积约800m2，洪水经采空区溃入矿井，导致11人死亡。,某煤矿一号井南翼502工作面地表水、黄泥溃入示意图,3、 第四系松散孔隙含水层和第三系砂砾 含水层水害 第四系松散孔隙充水含水层、第三系砂砾含水层呈不整合覆盖在煤系地层上，直接接受大气降水和展布其上的河流、湖泊、水库等地表水体的渗透补给，形成在剖面和平面上结构极其复杂的松散孔隙充水含水体。如： 安徽皖北祁东煤矿新矿井首采面刚刚推进40m后,发生了第四系松散孔隙含水层水溃入淹井。,某矿704工作面松散冲积层突水示意图,4、 煤层顶板充水含水层水害 煤系地层中一般存在多层可采煤层，在煤系地层上部同时发育有多层充水含水层，有的是强岩溶充水含水层，如南方型龙潭组煤系地层的顶部就发育有长兴灰岩含水层。如： 2009年神华宁煤红柳煤矿首采面推进56m发生顶板砂岩溃水，瞬时水量1817m3/h。,5、 煤层底板承压充水含水层水害 煤层底板承压充水含水层水害是我国煤矿水害频率最高、危害程度最大的一种灾害，多次造成突水淹采煤工作面、淹采区、淹水平、淹整个矿井的恶性事故。 (1) 水体上水害状况 水体上水害约占矿井水害的一半。 上世纪80年代与50年代相比，突水频率增长2.57倍。 1956-1986年30年间，淹井222起，突水1600次，1318人丧生。 1984-1985年一年间，全国因底板突水而淹井事故22起，仅开滦、焦作、肥城 就有6对井被淹。峰值水量高达2050m/min，世界之最。 (2) 水上威胁矿井数量和煤量 目前受水威胁的矿井约300处，约占大型矿井的一半 受水威胁储量近百亿吨。 山东淄博北大井于1935年5月13日透水， 三天内矿井全部淹没，有538名矿井下遇难，为世界罕见的突水事故。,神华骆驼山煤矿 底板奥灰岩溶承压特大水灾事故,2010年月日时分左右，神华集团乌海能源有限责任公司骆驼山煤矿在基建巷道施工中发生透水事故。骆驼山煤矿属新建矿井，于年月开工建设，由神华集团乌海能源有限责任公司建设，中煤西安设计工程有限责任公司负责设计，设计生产能力为每年