國投新集能源股份有限公司新集二礦《煤礦防治水規定》
第六節 注漿堵水
第八十條 井筒預注漿應當符合下列規定:
(一)當井筒預計穿過較厚裂隙含水層或者裂隙含水層較薄但層數較多時,可以選用地麵預注漿;
(二)在製定注漿方案前,施工井筒檢查孔,以獲取含水層的埋深、厚度、岩性及簡易水文觀測、抽(壓)水試驗、水質分析等資料;
(三)注漿起始深度,確定在風化帶以下較完整的岩層內。注漿終止深度,大於井筒要穿過的最下部含水層的埋深或者超過井筒深度10-20 m;
(四)當含水層富水性較弱時,可以在井筒工作麵直接注漿。
本條是關於井筒預注漿的規定。
井筒預注漿,是指在井筒開鑿之前的地麵預注漿,其目的是在井筒周圍形成封閉的隔水帷幕,將井筒湧水量減少至最低限度,是井筒安全順利地通過含水層,從而改善井筒作業環境,為建井工程安全和快速施工創造良好的條件。
(一)井筒預注漿的實施條件。在厚度較大的裂隙含水層或者雖然單層含水層厚度不大但單層湧水量大於10m3/h,且層數多,層段又較集中的情況下,選擇地麵預注漿方法比較經濟合理。當含水層距地表很深又是單一含水層,或含水層富水性較差,或單層湧水量大於10m3/h,但含水層層數少、層段分散,選用工作麵預注漿方法較為適宜。
(二)井筒預注漿的要求。井筒預注漿前,必須施工井筒檢查孔來了解井筒附近含水層的厚度、層數、水頭壓力、湧水量等,為注漿參數設計提供依據。
當井筒設計深度馬頭門位於受注含水層時,一般地,注漿鑽孔的終孔深度超過井深10~20m;若含水層在立井設計深度之上時,鑽孔終孔深度應超過含水層底板10~20m。
第八十一條 注漿封堵突水點應當符合下列規定:
(一)圈定突水點位置,分析突水點附近的地質構造,查明降壓漏鬥形態,分析突水前後水文觀測孔和井、泉的動態變化,必要時需進行連通(示蹤)試驗;
(二)探明突水補給水源的充沛程度或者來水含水層的富水性,以及突水通道的性質和大小等;
(三)封堵突水點,注漿前,做連通試驗和壓(注)水試驗;注漿前後,做好礦井排水對比分析;
(四)編製注漿堵水方案,經煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
本條是關於注漿封堵突水點的規定。
注漿封堵突水點具有減輕礦井排水負擔、恢複被淹礦井、保護地下水資源、改善井下勞動條件的作用,是煤礦防治水的重要技術方法之一。為了正確選擇注漿堵水方案,判斷突水水源、圈定突水電位置是首先需要開展的工作。一般地,確定突水水源采用水化學、水位動態變化分析和連通(示蹤)試驗等方法。為了注漿鑽孔能夠命中關鍵部位,圈定突水點位置、確定通道性質(類型、大小)顯得尤
為重要。通常,采用直流電法、瞬變電磁法、三位地震等物探方法,結合定向鑽進技術及工藝進行定點探查。打鑽命中設計靶域是注漿堵水的關鍵。一般通過礦井排水對比分析來檢查注漿堵水效果。井下突水點注漿堵水方案由煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
第八十二條 采用帷幕注漿方案前,應當對帷幕截流進行可行性研究。
帷幕注漿方案經論證確定後,應當查清地層層序、地質構造、邊界條件,帷幕端點是否具備隔水層或閉合性斷層及其隔水性能、地下水向礦井的滲流量、地下水流速和流向等水文地質條件。
編製帷幕注漿方案,經煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
本條是關於帷幕注漿的規定。
帷幕截流技術,是指沿地下水集中補給通道斷麵布置注漿鑽孔、建造帷幕狀人工阻水體截斷地下水流的一種治水方法。帷幕截流構築的基本條件:一是過水斷麵狹窄;二是具有不透水邊界;三是受注層具有良好的可灌注性;四是帷幕截流工程具有工程量大、工期長、造價高等特點,應該結合構築帷幕的基本條件進行可行性論證。本條提出了圍繞建造帷幕的可行性研究需要開展的主要水文地質工作。帷幕注漿方案由煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
第八十三條 當井下巷道穿過與河流、湖泊、溶洞、含水層等存在水力聯係的導水斷層、裂隙(帶)、陷落柱等構造時,應當探水前進。如果前方有水,應當超前預注漿封堵加固,必要時可預先構築防水閘門或者采取其他防治水措施。否則,不準施工。穿過含水層段的井巷,應當按照防水的要求進行壁後注漿處理。
本條是井下巷道穿過導水構造時應采取的防治水方法的規定。
充水水源(河流、湖泊、含水層)與導水通道(斷層、裂隙帶、陷落柱、封閉不良鑽孔)二者之間的有機結合構成礦坑充水條件,井下巷道穿過上述水
源存在水力聯係的導水通道時,在巷道掘進過程中,具有突水危險性需要進行超前探水,根據探水情況采取預注漿加固巷道圍岩、建築防水閘門進行隔離等措施。因此,巷道掘進過程中探水注漿作業是確保安全施工的一項常規的、重要的礦井水文地質工作,尤其是巷道接近上述水文地質異常體時,一定要堅持探水注漿製度;否則,不能掘進。為了減少井巷工程湧水量,給掘進作業創造良好的工作環境,對於已經穿越含水層的井巷,淋水較大時,應當進行壁後注漿,一般會收到良好的效果。
第八十四條 當回采工作麵內有導水的斷層、裂隙或陷落柱時,應當按照規定留設防隔水煤(岩)
柱,也可以采用注漿方法封堵導水通道;否則,不準采煤。注漿改造的工作麵可以先進行物探,查明水文地質條件,根據物探資料打孔注漿改造,再用物探與鑽探驗證注漿改造效果。
本條是關於采煤工作麵內有導水構造時應采取的防治水方法的規定。
注漿加固、注漿改造和留設防隔水煤(岩)柱是采煤工作麵主要的防治水方法,防隔水煤(岩)柱留設與注漿加固、注漿改造往往配合使用。對於具有一定規模的導水斷層、陷落柱通過計算留設一定寬度的防隔水煤(岩)柱通常是經濟、合理的。對於小型斷層裂隙帶等異常含(導)水體通過局部注漿加固消除突水隱患,不僅能夠保證正常回采,而且
可以節約工作麵投產時間。但是,對於大型斷層和陷落柱往往需要留設幾十甚至上百米的防水煤柱,使大量的煤炭資源成為受水威脅的呆滯資源。為了解放這部分煤炭資源,通過注漿方法切斷其與強含水層或水體的水力聯係,則能達到提高煤炭資源回采率的目的,尤其對於麵臨資源枯竭的老礦井。注漿改造作為改變岩體(層)水文地質條件的方法與手段,其基本原理是:注漿在一定壓力、一定時間內,受注層原來被水占據的空隙或通道內脫水、固結或膠凝,是結石體或膠凝體與圍岩岩體形成阻水整體,將強含水層與煤層之間的薄含水層(一般小
於10m)改造成隔水層或相對隔水層,從而增加煤層底板隔水層厚度提高其阻水抗壓能力。無論采用哪一種注漿方法,均需要通過物探、鑽探相互配合,以鑽探為主、以查明采煤工作麵水文地質條件為前提,並驗證注漿效果。
第八十五條 湧水量大、有突水威脅的礦區,應當建立注漿專業隊伍,負責注漿堵水工作。
本條是關於礦井建立注漿專業隊伍的規定。
湧水量大、有突水威脅的礦區或礦井,井下探水注漿任務量大,組建專業注漿隊伍,一方麵能夠滿足日常礦井防治水工作的需要;另一方麵,一支經驗豐富的專業注漿隊伍對做好礦區(井)的防治水工作是十分有利的。
第八十六條 工作麵煤采完後,對於已經失去使用價值而需關閉的局部疏水降壓鑽孔,應當進行注漿封閉,並在有關圖紙上標明其位置。
本條是關於對失去使用價值的疏水降壓鑽孔進行封閉的規定。
封閉不良鑽孔誘發的礦井水害事故不乏其例。一些鑽孔是由於煤田地質勘探和實驗工程的需要而設置的,這些鑽孔往往會切穿不同地層,尤其可能會將強含水層地下水或其他水體導入采掘空間,給煤礦安全生產帶來十分不利的影響。因此,做好廢棄勘探鑽孔的封孔工作是非常重要的。一般地,要求提供完整的封孔報告並將鑽孔可靠位置準確標注在采掘工程平麵圖上,為采掘工程布置提供可靠依據。
第八十七條 廢棄礦井閉坑淹沒前,應當采用物探、化探和鑽探等方法,探測礦井邊界防隔水煤(岩)柱破壞狀況及其可能的透水地段,采用注漿堵水工程隔斷廢棄礦井與相鄰生產礦井的水力聯係,避免礦井發生水害事故。
本條是關於廢棄礦井閉坑的規定。
廢棄礦井積水(俗稱老空水、老窯水)作為充水水源經常會引起危害性(往往造成群死群傷)極大的透水事故。此類事故發生的主要原因是:采空區位置不清、側向或垂向防水煤柱不足。因此,準確掌握廢棄礦井位置、積水情況並按要求留設防水煤柱是避免發生透水事故的一項重要任務。采用物探、
化探和鑽探等方法,探測礦井邊界防隔水煤(岩)柱破壞狀況及其可能的透水地段並采用注漿堵水工程後構建密閉牆隔斷廢棄礦井與相鄰生產礦井的水力聯係,不僅是保證相鄰生產礦井安全的一種現實需要,也是做好煤礦安全生產監察工作的一種管理需要。
第五章 井下探放水
第八十八條 對於采掘工作麵受水害影響的礦井,應當堅持預測預報、有疑必探、先探後掘、先治後采的原則,進行充水條件分析,並遵守下列規定:
(一)每年年初,根據每年的采掘接續計劃,結合礦井水文地質資料,全麵分析水害隱患,提出水害分析預測表及水害預測圖;
(二)在采掘過程中,對預測圖、表逐月進行檢查,不斷補充和修正。發現水患險情,及時發出水害通知單,並報告礦調度室,通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點;
(三)采掘工作麵年度和月度水害預測資料及時報送礦井總工程師及生產安全部門。
采掘工作麵水害分析預報表和預測圖模式見附錄六。
本條是關於礦井采掘工作麵水害分析和隱患排查治理的規定。
(一)進行水害分析。礦井采掘工作麵在掘進回采前必須進行水害分析,組織專業技術人員全麵收集采掘工作麵區域的水文地質資料,按照預測預報、有疑必探、先探後掘、先治後采的原則,認真分析采掘區域的水文地質條件,對可能發生水害進行分析,提出水害預測表、圖和報告;水文地質條件不清的,要進行補充勘探。按照附錄六的要求對礦井水害進行預測。
(二)製定隱患排查治理方案。根據水害分析預測報告,對逐頭逐麵得水害製定治理措施,一般在月初由礦井總工程師召開1次水害分析會,確定水害治理重點,月底進行1次檢查驗收。
(三)落實隱患排查治理責任。水害預測報告及時報送礦井總工程師及生產安全部門。任何部門、任何人在井下發現水患險情後,都要及時報告礦調度室,將受水害威脅的人員撤到安全地點。
第八十九條 水文地質條件複雜、極複雜的礦井,在地麵無法查明礦井水文地質條件和充水因素時,應當堅持有掘必探的原則,加強探放水工作。
本條是關於水文地質條件不清的礦井必須堅持有疑必探的規定。
我國煤礦開采曆史悠久,曆史上留存了大量的廢氣關閉礦井,在加上近幾年各地政府關閉了大量不具備安全生產條件的小煤礦,廢棄關閉礦井存有大量的老空積水,使得我國煤礦安全開采條件變的十分複雜。要全麵查清礦井水文地質資料,其工程量大,同時,也十分困難。為了保障礦工生命安全,堅持以人為本的原則,本條規定在水文地質條件複雜或極複雜的礦井,在地麵難以查明礦井充水水文地質條件時,要執行有掘必探的原則,隻要井下有采掘工程,必須先按規定進行探放水,排除隱患後,采可掘進回采。實際上,有的地方和企業早已規定實施了有掘必探的原則。
第九十條 在礦井受水害威脅的區域,進行巷道掘進前,應當采用鑽探、物探和化探等方法查清水文地質條件。地測機構應當提出水文地質情況分析報告,並提出水害防範措施,經礦井總工程師組織生產、安監和地測等有關單位審查批準後,方可進行施工。
本條是關於在礦井受水害威脅區域進行巷道掘進前必須查清水文地質條件的規定。
(一)查清水文地質條件。在掘進前通過物探、化探和鑽探等綜合方法查清水文地質條件,分析礦井充水因素。
(二)提出水害分析報告。地測部門根據查清的水
文地質條件和礦井充水因素,提出掘進工作麵的主要水害類型、水害特點和預防措施。
(三)審查水害分析報告。礦井總工程師組織有關專業技術人員對水害分析報告進行認真審查,對重大水害隱患先治理後掘進。
(四)加強日常監督。專業技術人員要經常深入井下了解實際揭露的水文地質情況,不斷完善水害防範措施。發現重要異常情況,及時報告,礦井總工程師組織專業技術人員及時研究發現新問題,有效的防範水害事故。
【案例】2005年10月4日,四川省華鎣山龍潭灘煤點有限責任公司龍灘礦井(在建)發生透水事故,
28人死亡。龍灘煤礦於2003年6月開工建設,采用平硐開拓,礦井建設期間全部采用局部通風機壓入式通風方式,平硐自流排水。開拓巷道在長興組灰岩中。
事故直接原因:事故當班作業人員為按規定施工探水鑽孔,違章掘進施工,放炮誘發岩溶突水。
第九十一條 礦井工作麵采煤前,應當采用物探、鑽探、巷探和化探等方法查清工作麵內斷層、陷落柱和含水層(體)富水性等情況。地測機構應當提出專門水文地質情況報告,經礦井總工程師組織生產、安監和地測等有關單位審查批準後,方可進行
回采。發現斷層、裂隙和陷落柱等構造 充水的,應當采取注漿加固或者留設防隔水煤(岩)柱等安全措施。否則,不得回采。
本條是關於礦井工作麵回采前必須進行水文地質工作的規定。
其要求和工作程序同九十條。如果工作麵回采過程中發現斷層、裂隙和陷落柱等構造突水的情況,要分析原因,加強監測,並及時上報有關部門。同時,要加強預警,一旦突水增大後,應立即撤人到安全地點。
【案例】2004年10月20日,河北邯鄲市武安市德勝煤礦發生1起透水事故,造成礦井被淹,
29人下落不明。與其相鄰的邯鄲煤業集團陶一煤礦、陶二煤礦等生產礦井受到嚴重水害威脅。德勝煤礦主要開采下組煤,受奧灰水影響嚴重,礦井設計生產能力1.5萬t/a,采用立井單水平開拓方式。
事故直接原因:該礦1841工作麵上部遇到落差1.5m左右的張性斷層,工作麵底板隔水層岩石破碎,在水頭壓力和采動影響等多種因素的作用下,奧灰承壓水從工作麵後方采空區的斷層破碎帶發生滯後突水,導致礦井被淹。
第九十二條 采掘工作麵遇有下列情況之一的,應當進行探放水:
(一)接近水淹或者可能積水的井巷、老空或者相鄰煤礦;
(二)接近含水層、導水斷層、暗河、溶洞和導水陷落柱;
(三)打開防隔水煤(岩)柱進行放水前;
(四)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶;
(五)接近有出水可能的鑽孔;
(六)接近水文地質條件複雜的區域;
(七)采掘破壞影響範圍內有承壓含水層或者含水構造、煤層與含水層間的防隔水煤(岩)柱厚度不清楚可能發生突水;
(九)接近其他可能突水的地區。
探水前,應當確定探水線並繪製在采掘工程平麵圖上。
本條是關於礦井實施探放水對象的規定。
本條規定是在大量水害事故教訓基礎上總結確定的。礦井應對本條規定的9種情況進行全麵排查。探水前應當確定探水警戒線並繪製在采掘工程平麵圖上。如需進行探放水,應預先編製探放水設計,嚴格按照探放水設計進行探水。
探水警戒線應根據探放水對象的位置、範圍、水文地質條件和資料可靠程度等因素確定。
第九十三條 采掘工作麵探水前,應當編製探放水設計,確定探水警戒線,並采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。探放水鑽孔的布置和超前距離,應當根據水頭高低、煤(岩)層厚度和硬度等確定。探放水設計由地測機構提出,經礦井總工程師組織審定同意,按設計進行探放水。
本條是關於礦井探放水設計的規定。
(一)探放水設計的編製。對水患威脅區域確定探放措施後,要收集資料,編製設計。設計內容主要包括:探放水地區的水文地質條件;探放水巷道的開掘方向、施工次序、規格和支護形式、探放水鑽孔組數、個數、方向、角度、深度和施工技術要求及采用的超前距與幫距;探放水施工與掘進工作的
安全規定;受水威脅地區信號聯係和避災路線的確定;通風措施和瓦斯檢查製度,要製定防止在探水過程中瓦斯或其他有害氣體湧出的防治措施;防排水措施,如水閘門、水閘牆等的設計以及水倉、水泵、管路和水溝等排水係統及能力的具體安排等;水情及避災聯係彙報製度和災害處理措施。
(二)探放水鑽孔及其超前距的布置。探放水鑽孔的布置按本規定第九十四條執行;探放水鑽孔的超前距離按本規定第九十八條執行。
(三)探放水設計的審查,地測部門提出探放水設計後,礦井總工程師組織審查後,方可實施。
第九十四條 布置探放水鑽孔應當遵循下列規定:
(一)探放老空水、陷落柱水和鑽孔水時,探水鑽孔成組布設,並在巷道前方的水平麵和豎直麵內呈扇形。鑽孔終孔位置以滿足平距3 m為準,厚煤層內各孔終孔的垂距不得超過1.5 m;
(二)探放斷裂構造水和岩溶水等時,探水鑽孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鑽孔不得少於2個;
(三)煤層內,原則上禁止探放水壓高於1 MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實需要的,可以先建築防水閘牆,並在閘牆外向內探放水;
(四)上山探水時,一般進行雙巷掘進,其中一條超前探水和彙水,另一條用來安全撤人。雙巷間每隔30-50 m掘1個聯絡巷,並設擋水牆。
本條是關於探放水鑽孔布置的規定。
一、探水鑽孔主要參數的確定
(一)超前距。探水從探水線開始向前方打鑽孔,在超前探水時,鑽孔很少一次就能打到積水目標區,常是探水—掘進—再探水—再掘進,循環進行;探水鑽孔終孔位置應始終超前掘進工作麵一段距離,該距離稱超前距。
(二)允許掘進距離。經探水證實無任何水害威
脅,可安全掘進的長度稱允許掘進距離。
(三)幫距。為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離,呈扇形布置在最外側探水孔所控製的範圍與巷道幫得距離稱為幫距;其值應與超前距相同,幫距一般20m,有時幫距可比超前距小1~2m。
(四)鑽孔密度(孔間距)。鑽孔密度是指允許掘進距離終點橫剖麵上探水鑽孔之間的間距。
二、探水鑽孔的布置方式
(一)扇形布置。巷道處於三麵受水威脅的地段,要進行探索性探放積水目標區,其探水鑽孔多按扇形布置,如圖5-2所示。
(二)半扇形布置。對於積水區肯定在巷道一側的探水地區,其探水鑽孔可按半扇形布置,如圖5-3所示。
扇形。鑽孔終孔位置以滿足平距3m為準, 厚煤層內各鑽孔終孔的垂距不得超過1.5m。
(二)探放斷裂構造水和岩溶水時,探水鑽孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鑽孔不得少於2個。
(三)煤層內,原則上禁止探放水頭壓力高於1MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水燈。如果確實需要的,可以先建築防水閘牆,並由防水閘牆外向內探放水。
(四)上山探水時,一般進行雙巷掘進,其中一條超前探水和彙水;另一條用來安全撤人。雙巷間每隔30~50m掘1個聯絡行,並設擋水牆。
四、礦井探放水與掘進之間的配合
(一)雙巷配合掘進交叉探放水。當掘進上山時,如果上方有積水區存在,巷道受水威脅,一般多采用雙巷交叉探放水,如圖5-4所示。
(二)雙巷掘進單巷超前探放水。在傾斜煤層中沿走向掘進平巷時,一般是用上方巷道超前探放水,探水鑽孔呈扇形布置。
(三)平巷與開切眼互相配合探放水。其方式如圖5-5所示。
(四)隔離式探放水。巷道掘進前方的水量大、水頭壓力高、煤層鬆軟和裂隙發育時,在煤巷直接探訪時很不安全,需要采取隔離式進行探放水。在掘進石門時,可從石門中探放水,如圖5-6(a)所示;或在巷道掘進工作麵預先砌築隔水牆,在牆外探水,如圖5-6(b)所示。
第九十五條 井下探放水應當使用專用的探放水鑽機。嚴禁使用煤電鑽探放水。
本條是關於礦井探放水鑽機的規定。
礦井探放水工作存在高承壓水突出的危險,必須保證在一定的安全距離才能實施探放。礦井鑽用探放水鑽機具有鑽探深度大且可固定防噴性能;而煤電鑽鑽探距離有限,一般隻用於在煤層中探查煤的厚度等,起不到預先探放水的作用。因此,礦井探放水必須用專用探放水鑽機,嚴禁使用煤電鑽探放水。
在煤層內用煤電鑽探放水,可能導致包括探放水作業人員在內的大量人員傷亡。
第九十六條 在安裝鑽機進行探水前,應當符合下列規定:
(一)加強鑽孔附近的巷道支護,並在工作麵迎頭打好堅固的立柱和攔板;
(二)清理巷道,挖好排水溝。探水鑽孔位於巷道低窪處時,配備與探放水量相適應的排水設備;
(三)在打鑽地點或其附近安設專用電話;
(四)依據設計,確定主要探水孔位置時,由測量人員進行標定。負責探放水工作的人員親臨現場,共同確定鑽孔的方位、傾角、深度和鑽孔數量;
(五)在預計水壓大於0.1 MPa的地點探水時,預先固結套管。套管口安裝閘閥,套管深度在探放水設計中規定。預先開掘安全躲避硐,製定包括撤人的避災路線等安全措施,並使每個作業人員了解和掌握;
(六)鑽孔內水壓大於1.5 MPa時,采用反壓和有防噴裝置的方法鑽進,並製定防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。
本條是關於井下探放水鑽機安裝和施工前的有關規定。
(一)探放水鑽探現場規定。探放水現場作業直接關係到探放水人員的安全,關係到探放水周圍地區甚至整個礦井的安危,對鑽探施工現場的安全環境和安全設施的嚴格要求非常重要。加強鑽場附近的巷道支護,並在工作麵打好堅固的立柱和攔板,可以防止冒頂、防高壓水衝垮煤壁及支架等事故發生。為滿足探放水鑽孔出水暢通和施工人員安全撤離,必須清理巷道,挖好排水溝,在適當位置配備與探
放水量相適應的完好排水設備。
在打鑽地點或附近安設專用電話,可以在遇到緊急險情時及時與有關領導和部門取得聯係,彙報情況,以便及時采取有效措施。
為杜絕隨意性,保證探放水鑽孔準確打到靶位,確保鑽孔標定準確,在確定主要探放水鑽孔位置、方位、傾角、深度以及鑽孔數目時,測量以及負責探放水的技術人員必須親臨現場,根據已批準的設計給予確定,未經批準,不得擅自改變設計。
(二)探放水鑽孔承壓套管的安裝和加固。為確保探放水鑽孔出水後能有效控製放水量,確保安全,在預計水壓大於0.1MPa的地點探放水時,都應預先安裝孔口承壓套管。為確保承壓套管的牢固可靠,
開孔位置應選擇在岩層比較完整、堅硬的地方,承壓套管的長度按本規定第九十八條執行。目前一般采用的是雙層套管,考慮鑽孔出水會影響套管的下放,因此外層套管長度一般較短,盡可能下在無水段。承壓套管要用套管要用高壓注漿泵進行水泥固結,使套管和岩體成為一體,套管下放凝固至規定時間後,進行掃孔,然後進行壓水耐壓試驗,試驗的壓力不得小於設計水頭壓力,穩壓時間必須至少保持半小時,孔口周圍不漏水,孔口管牢固不活動,即為合格;否則必須重新注漿。這樣才能保證孔口管在鑽孔出水後不被衝出,孔口管下好後要安裝控製閘閥,這樣才能在鑽孔一旦出水後能有效控
製水量,防止因排水能力不足且放水孔又不能有效控製而影響礦井安全。
在水文地質條件複雜和水頭壓力、水量大的情況下,按照探放水規定要求,安裝孔口承壓套管和控製閘閥進行鑽進。
(三)探放高壓水應采取的措施。在高壓水的探放過程中,當鑽孔揭露含水層後,水頭壓力和水量會猛增,若不能有效控製,除直接影響鑽進效率外,還特別容易出現高壓水噴出或鑽具被頂出等傷人事故。因此,在鑽孔內水壓大於1.5MPa的高壓水地區施工探放水鑽孔時,鑽進和退鑽應采用反壓和有防噴裝置的方法進行鑽進和控製鑽杆。反壓就是給一
個與水頭壓力反向的作用力;防噴就是防水、防鑽杆、防孔內碎岩石塊噴出。在高壓水地區施工鑽孔時,如果不采用反壓、防噴裝置時非常危險的。如某礦在井下施工探放奧灰高壓水鑽孔時,由於未采取這些措施,就曾發生突然出水後鑽杆無法控製、頃刻間被高壓水頂出並被頂到巷道,近百米鑽杆像麵條一樣被扭曲成麻花狀、險些釀成人員傷亡事故。因此,在高壓水地區施工鑽孔時,防噴問題必須引起高度重視。
第九十七條 探水鑽孔除兼作堵水或者疏水用的鑽孔外,終孔孔徑一般不得大於75 mm。
本條是關於礦井探放水鑽孔終孔孔徑的規定。
探放水鑽孔的終孔孔徑規定一般不得大於75mm,主要是從探放水現場的圍岩穩定性方麵考慮的。這樣,探放水鑽孔的開孔孔徑也能得到控製,終孔對圍岩的破壞性小,即使遇到不可預測的高壓水及其他危險情況,也能夠得到有效控製。
井下現場空間有限,施工不便,為了提高效率和降低成本,在對井下鑽孔設計時要考慮一孔多用,如探查構造、煤層的鑽孔或兼做堵水、疏水之用等。
第九十八條 探水鑽孔超前距離和止水套管長度,應當符合下列規定:
(一)探放老空積水的超前鑽距,根據水壓、煤(岩)層厚度和強度及安全措施等情況確定,但最小水平鑽距不得小於30 m,止水套管長度不得小於10 m;
(二)沿岩層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時,按表5-1確定探水鑽孔超前距離和止水套管長度。
表5-1 岩層中探水鑽孔超前鑽距和止水套管長度
本條是關於探水鑽孔超前距離和止水套管長度的規定。
(一)探放老空水鑽孔的超前水平距最少不得小於30m,止水套管長度不得小於10m。
(二)在岩層中探放水,在水頭壓力小於1.0MPa時,超前水平距不小於10m,止水套管不小於5m;隨著水頭壓力的增大,超前水平距和止水套管都要相應增加,在水頭壓力大於3.0MPa時,超前水平距要大於25m,止水套管要大於20m。
第九十九條 在探放水鑽進時,發現煤岩鬆軟、片幫、來壓或者鑽眼中水壓、水量突然增大和頂鑽等透水征兆時,應當立即停止鑽進,但不得拔出鑽杆;應當立即向礦井調度室彙報,派人監測水情。發現情況危急,應當立即撤出所有受水威脅區域的人員到安全地點,然後采取安全措施,進行處理。
本條是關於在探放水過程中出現透水征兆時應采取措施的規定。
人們在與礦井長期鬥爭中積累了寶貴的經驗,總結出在鑽進時接近或揭露強含水體的一般征兆。在鑽進時,當煤岩出現鬆軟、片幫、來壓或鑽孔中的水頭壓力、水量突然增大以及頂鑽等異狀時,說明前
方已經接近或揭露了強含水體。當遇到這種異常情況時,如果繼續鑽進或將鑽杆拔出,極有可能造成難以控製的更大出水,以及鑽杆在拔出的過程中被高壓水頂出傷人事故,後果不堪設想,因此必須及時停止鑽進,將鑽杆固定,嚴禁移動和起拔,鑽機後麵嚴禁站人,以免鑽杆傷人。
在鑽孔出現湧水異常情況時,應及時將現場情況向礦調度室彙報。調度室接到上報的情況後,應立即派人監測水情。如果發現現場情況危急時,必須立即撤出所有受水害威脅地區的人員,然後采取措施進行處理。
第一百條 探放老空水前,應當首先分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。探放水孔應當鑽入老空水體,並監視放水全過程,核對放水量,直到老空水放完為止。當鑽孔接近老空時,預計可能發生瓦斯或者其他有害氣體湧出的,應當設有瓦斯檢查員或者礦山救護隊員在現場值班,隨時檢查空氣成分。如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關規定,應當立即停止鑽進,切斷電源,撤出人員,並報告礦井調度室,及時處理。
本條是關於老空水探放過程的規定。
(一)查明老空區積水情況。探放老空水首先要收集資料,走訪調查,分析查明老空水體的空間位置、積水量和水頭壓力,做到心中有數。
(二)探放老空積水。探放水鑽孔要打中老空水體,至少有一個孔要打中老空水體底板,才有可能放完老空水,排除隱患。如井下老空區水與地表水體存在密切的水力聯係,在雨季可接受大量雨水或地表水補給,且老空區的積水量較大,水質不好(如酸性水),為避免礦井承受長期排水的經濟負擔,礦井可首先對這種老空積水區實行注漿封堵,切斷或減少地表水等對其的補給,然後再實施探放水;如果切斷或減少老空區的補給水源有困難而無法進行有效的探放水,生產礦井必須對老空積水留設足夠尺寸的防隔水煤(岩)柱,使其與生產區隔開,待礦井生產後期條件成熟後再進行水體下采煤。如老空區積水量大且水壓高,應先從煤層頂、底板
岩層打穿層放水孔,把水壓降下來,然後再沿煤層打探放水鑽孔。
(三)製定應急預案。當鑽孔接近老空時,礦山救護隊員要在現場值班,隨時檢查空氣成分,如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關規定,應當立即停止鑽進,切斷電源,撤出人員,並報告礦井調度室,及時處理;在探放水場地應備用一定的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸和斧等,以便在探放水過程中意外出水或鑽孔水壓突然增大時及時處理;探放水施工巷道現場發現有鬆動或破損的支架要及時修整或更換,並仔細檢查幫頂是否背好;探放水施工現場及後路的巷道水溝中的浮煤、
碎石等雜物,應立即清理幹淨,若水溝被冒頂或片幫堵塞時,應立即疏通;探放水施工過程中所設計的避災路線內不許有煤炭、木料或煤車等阻塞,應隨時保證暢通無阻。
第一百零一條 鑽孔放水前,應當估計積水量,並根據礦井排水能力和水倉容量,控製放水流量,防止淹井;放水時,應當設有專人監測鑽孔出水情況,測定水量和水壓,做好記錄。如果水量突然變化,應當及時處理,並立即報告礦調度室。
本條是關於鑽孔放水的規定。
鑽孔放水應根據礦井排水係統的能力,控製放水量,防止淹井。鑽孔在放水前,應安排專人監測孔內初始水壓;在放水過程中,也應安排專人監測
放水孔出水情況,觀測水量和殘存水壓,做好記錄,及時分析,直至把水放淨。如果放水量突然變化,必須及時處理,並立即報告調度室;若水量突然變小,有可能是放水孔被堵塞,為了確保正常放水,可采用鑽杆透孔及時處理,但未安裝孔口管的不得透孔。
第六章 水體下采煤
第一百零二條 在河流、湖泊、水庫和海域等地麵水體下采煤,應當留足防隔水煤(岩)柱。在鬆散含水層下開采時,應當按照水體采動等級留設不同類型的防隔水煤(岩)柱(防水、防砂或者防塌煤岩柱)。在基岩含水層(體)或者含水斷裂帶下開采時,應當對開采前後覆岩的滲透性及含水層之間的水力聯係進行分析評價,確定采用留設防隔水煤(岩)柱或者采用疏幹方法保證安全開采。
本條是關於在地麵水體、鬆散含水層和基岩中含水層(體)下采煤的規定。
為了保護地麵水體和保障生產安全,在河流、湖泊、水庫和海域等地麵水體下采煤,應該按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷留設與壓煤開采規程》和本規定附錄三計算應該留設的防隔水煤(岩)柱的尺寸,同時應該考慮地麵水體管理部門的要求。
在鬆散含水層下進行開采時,首先要根據地層的水文地質結構、主要含水層的富水性和《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》的規定確定水體采動等級。含水層富水性按照抽水試驗的結果根據本規定的附錄二確定,或者根據井下放水試驗獲得水文地質參數換算成鑽孔單位湧水量按本規定的附錄二確定。
防隔水煤(岩)柱是指能夠防止工作麵不而外增加湧水量的煤(岩)柱,其最小垂直高度必須等於或大於導水裂縫帶的最大高度加保護層厚度。防砂煤(岩)柱是指能夠防止工作麵不額外增加長期湧水量並且能夠防止工作麵發生潰水、潰砂的煤(岩)柱,其最小垂直高度必須等於或大於垮落帶的最大高度加保護層厚度。防塌煤(岩)柱是指能夠防止工作麵潰砂的煤(岩)柱,其最小垂直高度必須不小於垮落帶的最大高度。
在基岩含水層下開采時,要對含水層的水文地質結構、補給徑流排泄關係和各含水層的富水性及其水力聯係等進行詳細勘探和研究,對比分析和預測煤
層開采前後覆岩中滲透性變化,根據岩性組合特點、覆岩破壞高度預測及技術經濟分析對比,確定是采用留設防隔水煤(岩)柱開采,還是采用疏幹方法開采。
當在斷層破碎帶下開采時,要查明斷層帶的性質、導水性和富水性,按照本規定附錄三計算留設防隔水煤(岩)柱尺寸。當斷層帶軟弱破碎、含有大量泥砂時,還應按照鬆散層留設防隔水煤(岩)柱的要求進行考慮。
第一百零三條 在水體下采煤,其防隔水煤(岩)柱的留設,應當根據礦井水文地質及工程地質條件、開采方法、開采高度和頂板控製方法等,按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采
規程》中有關水體下開采的規定,由具有乙級及以上資質的煤炭設計單位編製可行性方案和開采設計,報省級煤炭行業管理部門審查批準後實施。采煤過程中,應當嚴格按照批準的設計要求,控製開采範圍、開采高度和防隔水煤(岩)柱尺寸。
本條是關於在水體下采煤防隔水煤柱(岩)設計、審批的規定。
(一)防隔水煤(岩)柱的設計。水體下采煤,防隔水煤(岩)柱設計是關鍵,因為井下有一處薄弱地方發生與水體溝通,就會在瞬間發生淹井,造成災難。所以,防隔水煤(岩)柱的設計必須由具有乙級及以上資質的煤炭設計部門編製可行性方案和
開采設計,確定防隔水煤(岩)柱的尺寸。鑒於水體下開采涉及的水文地質工程地質條件的複雜性,水體下開采的可行性方案的編製也可以由具有乙級及以上資質的水文地質工程地質勘探部門完成。
(二)設計的審批。可行性方案和開采設計,報省級煤炭行業管理部門審查批準後實施。
(三)方案的實施。生產礦井必須嚴格按照審批的開采範圍、開采高度和防隔水煤(岩)柱尺寸進行開采活動。
【案例】2003年7月26日,山東省棗莊市滕州市木石鎮木石煤礦發生1起特大透水事故,造成35人死亡。
木石煤礦設計能力9萬t/a,該礦開拓方式為一斜井(3個立井1個斜井)綜合開采方式。該礦井田範圍內地麵有一個露天礦坑,地麵標高+60m、坑底標高+46.5m,平常坑內部分區域有積水。2003年6~7月,該地區連降暴雨,降雨量達411mm,露天礦坑內積水增至10萬m3左右。
木石煤礦為逃避當地政府及有關部門的監管,沒有將越界部分的巷道填繪在采掘工程平麵圖上,甚至在搶險救災初期也沒有提供真實圖紙,隱瞞井下作業地點。
事故直接原因:木石煤礦違法越界開采煤層防水煤柱,3208工作麵在生產過程中頂板冒落後與露天礦坑坑底直接溝通,導致露天坑內的積水和泥沙潰入井下。
第一百零四條 在采掘過程中,當發現地質條件變化,需要縮小防隔水煤(岩)柱尺寸、提高開采上限時,應當進行可行性研究,並經省級煤炭行業管理部門審查批準後方可進行試采。
本條是關於在水體下采煤防隔水煤柱(岩)變更、審批的規定。
隨著開采地質條件的變化和開采經驗的積累,原先設計留設的防隔水煤(岩)柱的尺寸需要調整的,應該首先進行可行性研究,提供詳細的水文地質、工程地質、開采地質條件以及開采方案的詳細對比分析結果,覆岩破壞程度的實測或預測結果,調整留設防隔水煤(岩)柱的類型和尺寸的依據,報省
試采過程中要按照有關規定加強水情觀測,開展覆岩垮落帶、導水裂縫帶的高度和範圍的實測工作,試采結束後提交總結報告。
第一百零五條 為了合理地確定留設防隔水煤(岩)柱尺寸,應當對開采煤層上覆岩層進行專門水文地質工程地質勘探。
專門水文地質工程地質勘探應當包括下列內容:
(一)查明與煤層開采有關的上覆岩層水文地質結構,包括含水層、隔水層的厚度和分布,含水層水位、水質、富水性,各含水層之間的水力聯係及補給、徑流、排泄條件,斷層的富水性、導水性;
(二)采用鑽探、物探等方法探明工作麵上方基岩
麵的起伏和基岩厚度。在鬆散含水層下開采時,特別應當查明鬆散層底部隔水層的厚度、變化與分布情況;
(三)通過岩芯工程地質編錄和數字測井等,查明上覆岩土層的工程地質類型、覆岩組合及結構特征,采取岩土樣進行物理力學性質測試。
本條是關於在水體下采煤進行專門水文地質工程地質勘探的規定。
水文地質勘探中應通過抽放水試驗確定含水層的水文地質參數,必要時,采用群孔抽水試驗或者連通試驗確定含水層之間的水力聯係。
岩土樣的取樣和測試要按照有關規範執行,對於岩石,一般要測試岩石的密度、比重、含水量、抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度(黏聚力和內摩擦角)、變形模量和泊鬆比等指標和膨脹、崩解特性;對於土層,一般要測試土的密度、比重、含水量、單軸抗壓強度、抗剪強度(黏聚力和內摩擦角)、滲透性、黏土的塑限、液限、砂土的相對密度等指標。
在可行性方案和初步設計中要提供詳細的水文地質和工程地質資料,如開采工作麵上覆基岩麵等高線圖、煤層上覆基岩等厚線圖、上覆鬆散層等厚線圖、鬆散層底部黏土層分布及等厚線圖、主要充水含水層的富水性分區圖、必要的水文地質工程地質剖麵
圖、柱狀圖和有關實驗數據圖表。
第一百零六條 水體下防隔水煤(岩)柱,應當按照裂縫角與水體采動等級所要求的防隔水煤(岩)柱相結合的原則設計。進行水體下開采的防隔水煤(岩)柱留設尺寸預計時,覆岩垮落帶、導水裂縫帶高度、保護層尺寸可以按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的公式計算,或者根據類似地質條件下的經驗數據結合基於工程地質模型的力學分析、數值模擬等多種方法綜合確定,同時還應當結合覆岩原始導水情況和開采引起的導水裂縫帶進行疊加分析綜合確定。涉及到水體下開采的礦區,應當開展覆岩垮落帶、導水
裂縫帶高度和範圍的實測工作,逐步積累經驗,指導本礦區水體下開采工作。
采用放頂煤開采的保護層厚度,應當根據對上覆岩土層結構和岩性、頂板垮落帶、導水裂縫帶高度以及開采經驗等分析確定。留設防砂和防塌煤(岩)柱開采的,應當結合上覆土層、風化帶的臨界水力坡度,進行抗滲透破壞評價,確保不發生潰水和潰砂事故。
本條是關於在水體下采煤防隔水煤(岩)柱尺寸設計原則的規定。
(一)裂縫角,是指在岩層移動主斷麵上移動盆地
最外側的地表裂縫和采空區邊界的連線與水平線在煤柱一側的夾角。它分為走向裂縫角、下山裂縫角、上山裂縫角和急傾斜煤層的底板裂縫角。在水體下開采時,上覆岩層內的裂縫範圍是留設隔水煤(岩)柱的依據之一。
(二)水體采動等級按照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》確定。
(三)覆岩破壞帶(垮落帶、導水裂縫帶)高度、保護層尺寸的確定。確定該尺寸的方法有很多,實際應用時要根據具體地質采礦條件綜合確定。目前采用的主要有:
1、經驗公式法。一般根據《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的經驗公式或者本礦區實測並經實踐檢驗的經驗公式計算。
2、力學計算法。該方法主要以數值模擬為主,首先按照工程地質條件建立開采覆岩破壞計算的工程地質模型,獲取各岩土層的相關物理力學參數,采用數值模擬方法,獲得采動岩體內的應力、變形和破壞分布,分析判斷覆岩垮落帶、導水裂縫帶的發育範圍和最大高度。
3、其他方法。目前,可靠度分析、人工神經網絡、GIS多因素擬和等方法也被引入到覆岩破壞高度的預計,實際生產中可以作為參考。
本條中要求結合覆岩原始導水情況和開采引起的導水裂縫帶進行疊加分析綜合確定導水裂縫帶的高度,主要是針對在原始條件下覆岩裂隙比較發育、具有較強的導水性時,計算或預測的導水裂縫帶,如果超出原始導水裂縫帶發育的範圍,應該按照計算的導水裂縫帶進行防隔水煤(岩)柱設計;如果計算的導水裂縫帶的高度和範圍小於原始導水裂縫帶的範圍,應該綜合考慮二者的關係,正確確定導水裂縫帶的範圍。
(四)本條對水體下開采的礦區要求進行導水覆岩垮落帶、導水裂縫帶高度和範圍的實測工作。實測的方法以地麵鑽孔衝洗液消耗量為主,可以結合鑽孔壓水試驗或數字測井、鑽孔電視、微震監測等地
球物理勘探方法綜合確定。實測結果要進行數據統計和相關分析,統計分析要符合一般的統計要求,找出覆岩破壞高度和地質采礦條件、開采條件、開采方法等的相關關係,用於預測本礦區新工作麵的覆岩破壞高度和範圍。
(五)《建築物水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》沒有具體規定綜放開采的保護層厚度,所以在確定時應結合覆岩土層結構、岩性、頂板垮落帶、導水裂縫帶高度以及本礦區和類似地質采礦條件的礦區的開采經驗確定。
(六)土層和風化帶的臨界水力坡度可以根據土層和風化帶的基本物理力學性質由太沙基公式計算或者根據滲透破壞試驗確定。
第一百零七條 臨近水體下的采掘工作,應當遵守下列規定:
(一)采用有效控製采高和開采範圍的采煤方法,防止急傾斜煤層抽冒。在工作麵範圍內存在高角度斷層時,采取有效措施,防止斷層導水或者沿斷層帶抽冒破壞;
(二)在水體下開采緩傾斜及傾斜煤層時,宜采用傾斜分層長壁開采方法,並盡量減少第一、第二分層的采厚;上下分層同一位置的采煤間歇時間不小於4-6個月,岩性堅硬頂板間歇時間適當延長。留設防砂和防塌煤(岩)柱,采用放頂煤開采方法時,先試驗後推廣;
(三)嚴禁在水體下開采急傾斜煤層;
(四)開采煤層組時,采用間隔式采煤方法。如果仍不能滿足安全開采的,修改煤柱設計,加大煤柱尺寸,保障礦井安全;
(五)當地表水體或鬆散層富水性強的含水層下無隔水層時,開采淺部煤層及在采厚大、含水層富水性中等以上、預計導水裂縫帶大於水體與煤層間距時,采用充填法、條帶開采和限製開采厚度等控製導水裂縫帶發展高度的開采方法。對於易於疏降的中等富水性以上鬆散層底部含水層,可以采用疏降含水層水位或者疏幹等方法,以保證安全開采。
本條是關於礦井在臨近水體下采掘工作的規定。
(一)鄰近斷層帶開采必須按照斷層煤柱的留設要求留足防隔水煤(岩)柱,同時注意由於斷層導致的跨落帶和導水裂縫帶的異常增高。
(二)在水體下開采緩傾斜及傾斜煤層采用放頂煤開采時,應當按照本規定報省級煤炭行業管理部門批準後試采,取得經驗後逐步推廣。
(三)在采用充填法、條帶法或限製回采厚度等控製導水裂縫帶發育高度的采煤方法開采時,要在采前對抑製導水裂縫帶的效果進行預測和評估。
(四)在采用疏降含水層水位或疏幹開采時,要在專門水文地質勘探基礎上,獲得水文地質參數,在試驗疏降的基礎上,設計合理的疏降方案。可以采用井下鑽孔放水疏降方法,也可以采用地麵鑽孔抽
水疏降方法,或者采用地麵、井下結合疏降的方法。在疏降過程中要加強監測,及時調整和補充原有方案。
【案例】2005年8月7日13時13分,廣東省梅州市興寧市大興煤礦發生特別重大透水事故,造成121人死亡。
大興煤礦設計能力3萬t/a,礦井采用斜井開拓方式,主井、副井和風井三條明斜井與暗斜井分三級延深至-480m水平。開采三層煤,平均厚度分別為0.91m、3.54m和1.11m,煤層傾角平均75°,屬急傾斜煤層,開采深度從-290~-500m水平。
大興煤礦前身為原廣東省四望嶂礦務局破產後,各礦均在-180m水平以上各水平構築了井下堵水閘牆,6對礦井共構築29處堵水閘牆,使-180m水平以
上老空區大量積水,形成水淹區。經專家估算,機水量約為1500萬~2000萬m3。大興煤礦在-110~-290m水平留設了110m防隔水煤(岩)柱,並將礦井井巷向深部延深,開采水淹區下深部煤炭資源。
2005年8月7日13時13分,大興煤礦主井發生透水,透水後主、副井井筒均有霧氣冒出,出現反風現象。透水後約50min,礦井水位已從礦井最深部(-480m)上升了725m,離主井口斜長80m(+245m水平)。隻有3名礦工因提前下班,僥幸生還;高強度的突發透水,造成121名礦工被困井下。
事故發生後,迅速從江西、河南、北京中煤排水站調集了6台大流量高揚程潛水泵,經過20多天的強排水,累計排出積水71萬m3,老采空區兩個觀測點
水位僅分別下降了2.9m和4.2m;在排水過程中,發現6具遇難礦工屍體。由於繼續搶排水存在重大不安全隱患,並且難以達到預期目標,於8月29日終止了搶險救災工作。
事故直接原因:透水前井下共布置46個采掘工作麵,超強度開采,導致急傾斜煤層嚴重抽冒,破壞了上部留設的安全防隔水煤柱,使上部老空積水迅速潰入井下,導致透水事故發生。
事故教訓極為深刻,主要有以下幾點:
(一)違規進行開采。按照有關規定,水體下采煤必須經過方案設計、初步設計和安全試采後方可生產,而大興煤礦深部開采是在方案設計的基礎上直接進行開采的,未進行初步設計和安全試采,是嚴重違規的。
(二)違法組織生產。大興煤礦在證照不全的情況下,自建礦以來一直違法組織生產。興寧市羅崗鎮福勝煤礦2005年7月14日發生特大透水事故後,興寧市政府責令轄區內所有煤礦停產整頓,但該礦未經驗收,擅自恢複生產,導致事故發生。
(三)超能力、超強度、超定員組織生產。大興煤礦礦井下采掘布置混亂,嚴重超能力、超強度、超定員組織生產。該礦為了多出煤,在井下布置有34個采煤工作麵和12個掘進工作麵,大量人員在井下作業;設計能力3萬t/a,但2004年生產原煤超過15萬t,2005年1月至7月出煤8.6萬t。礦井超強度開采,造成極傾斜煤層連續抽冒,防隔水煤柱被破壞,導致透水事故發生。
(四)安全管理混亂、技術管理不到位。大興煤礦
隨意變動安全管理機構,負責人員均無任命文件,導致職責不清製度不落實。主要管理人員長期不下井,井下安全管理混亂,在煤層發生大規模抽冒後不及時采取措施處理,仍然違章組織工人冒險作業。該礦沒有防治水專業技術人員,沒有水害防範措施,對從業人員培訓也不到位。
(五)政府有關部門對大興煤礦安全生產監管不力。煤炭管理部門對大興煤礦嚴重超能力生產不製止,在大興煤礦未取得采礦許可證的情況下,統一其辦理煤炭生產許可證;負責發放煤炭生產許可證的經辦人員擅自向該礦發證。
安全監管部門沒有依法查處大興煤礦違法開采和無證生產問題;違反法定條件和程序,向大型煤礦發放安全生產許可證。國土資源管理部門沒有依法查處大興煤礦無證開采國家礦產資源的問題。工商行政管理部門未依法有效查處大興煤礦無照經營問題。公安機關違反有關程序和規定向大興煤礦發放爆炸物品使用許可證和爆炸物品儲存許可證,並違規、超用量批準該礦購買爆炸物品。
第一百零八條 進行水體下采掘活動時,應當加強水情和水體底界麵變形的監測。試采結束後,礦井應當提交試采總結報告,研究規律,指導水體下采煤。
本條是關於在水體下進行采掘活動時應進行的監測項目,以及對試采結束後應提交試采總結報告的規定。
水情監測分為地表水情監測和地下水請檢測。地表水情監測一般包括:水位、水質、流量和汛期降雨量變化等。地下水情監測包括:水位、水質和水溫變化等。水體底界麵得變形監測主要在地表水體底界麵進行。有條件的礦井應設立水情自動監測係統。
試采結束後進行總結是為了更好的研究水體下采煤的規律,積累經驗和教訓,進一步指導本礦區水體下采煤。
第八章 水害應急救援第一節 應急預案及實施
第一百一十五條煤礦企業、礦井應當根據本單位的主要水害類型和可能發生的水害事故,製定水害應急預案和現場處置方案。應急預案內容應當具有針對性、科學性和可操作性。處置方案應當包括發生不可預見性水害事故時,人員安全撤離的具體措施,每年都應當對應急預案修訂完善並進行1次救災演練。
本條是關於水害應急預案和救援指揮部門在應急工作中的規定。
(一)製定水害應急預案。煤礦企業與礦井應當分別製定水害以及預案。主要根據礦區(井)的水害類型,如地表洪水、老空水、頂板水和底板水等,製定有針對性、科學性和可操作性的應急預案。對預案要加強領導,明確責任,暢通聯係方式,儲備足夠的搶險排水設備和材料,成立專業救援隊伍或與專業救援隊伍簽訂協議。
(二)進行救災演練。每年都要對應急預案進行修改完善,補充救災物資和設備,進行一次實戰救災演練;對入井工人進行培訓,告之發生水害時人員安全撤離的方向和具體路線。
(三)主要應急措施:
1、礦井發生水害事故後,應立即報告政府有關部門,同時通知救護隊組織搶救,應急救援指揮部要立即下達搶險救災命令,開展搶險救災工作。
2、在水災應急期,應急救援指揮部應本著“積極救援”的原則,爭分奪秒地組織救援隊伍在現場實施緊急救援行動,所屬各工作組應按各自職責,積極行動,盡職盡責做好搶險救災工作。
3、迅速分析災情,判定水害性質,了解透(突)水地點、時間、透(突)水源,通道,估計透(突)水水量等。
4、掌握災區範圍,查清事故前井下作業人數及人員分布情況,判斷遇險人員可能避災的地點,科學的分析這些地點是否具有人員生存條件,然後積極
組織力量進行搶救。
5、加強通風,防止硫化氫、瓦斯和其他有害氣體的積聚和發生熏人等二次意外事故。
6、根據透(突)水量的大小和礦井排水能力,要積極采取綜合搶險救援措施,實施疏、排、堵、截等水害事故的綜合搶險救援。
7、在搶險救援排水過程中,要注意環境保護和衛生防疫工作。
8、在偵察和搶險救援過程中,要防治冒頂、垮塌和邊幫破壞等二次事故發生。
9、在搶救和運送長期被困井下人員時,要防止突然改變他們已適應的井下生存環境和條件,造成不應有的二次傷亡。
第一百一十六條 礦井管理人員和調度室人員應當熟悉水害應急預案和現場處置方案。
本條是關於礦井現場管理和調度人員應當熟悉水害應急救援預案的規定。
煤礦現場管理和調度室人員應當熟悉整個礦井生產安排情況,接受水害應急預案和現場處置方案專項培訓,一旦發生水害事故後,指揮井下人員高效有序撤離危險區域。
礦井發生突水時,無論其水量大小,危害程度如何,現場管理人員都必須及時報告調度室,在保證自身安全條件下迅速組織搶險工作,如停止工作麵施工、組織搶救遇難者、有序撤離人員等;有條件時,組織進行加固巷道等防止事故擴大的技術處理
組織水情觀測;災情嚴重時,經與調度室聯係,現場管理人員有權指揮或帶領工人主動撤離現場。由於礦井突水有一個逐步惡化的演變過程,所以現場工作人員,特別時班組長、區隊長和技術人員,在處理突水事故的初始階段,起著非常重要的作用。他們時直接指揮者,又是現場緊急處理操作者。因此,對他們進行經常性的防水、治水技術知識教育和安全技術操作規程的培訓,提高現場緊急處理透(突)水事故的技能是十分重要的。
第一百一十七條 礦井應當設置安全出口,規定避水災路線,設置貼有反光膜的清晰路標,並讓全體職工熟知,以便一旦突水,能夠安全撤離,避免意
外傷亡事故。
本條是關於避水害路線的規定。
(一)礦井必須設置安全出口,不能采用獨眼井開采,基建礦井要有防水害措施。
(二)井下避水害路線清晰,所有入井職工熟知。
(三)井下作業麵應設置通訊電話等,一旦突水,能通知其他區域人員安全撤離,避免災害擴大。
第一百一十八條 井下泵房應當積極推廣無人值守和遠程監控集控係統,加強排水係統檢測與維修,時刻保持水倉容量不小於50%和排水係統運轉正常。受水威脅嚴重的礦井,應當實現井下泵房無人值守和地麵遠程監控,推廣使用地麵操控的潛水泵排水係統。
本條是關於井下泵房推廣無人值守和遠程監控的規定。
大流量高揚程潛水泵具有地麵操控優勢,泵房淹沒後仍能正常工作,礦井可以嚐試臥泵加潛水泵方案來提高整體抗水害風險的能力。國內部分礦井的實踐表明,潛水泵加臥泵排水係統,可以變被動防水為主動排水。對於受水害威脅嚴重的礦井以及經常發生突水事故的礦井,應當裝備地麵操控的潛水泵排水係統。
第一百一十九條 現場發現水情的作業人員,應當立即向礦井調度室報告有關突水地點及水情,並通知周圍有關人員撤離到安全地點或升井。
本條是關於井下現場作業人員辨識透(突)水征兆和快速報告,以及開展自救互救的規定。
井下現場作業人員應當掌握透(突)水征兆的知識,以便井下一旦出現水災征兆,能夠準確辨識,及時報告有關情況並相互通告撤離,如撤離困難,應啟動自救互救預案。
一、透(突)水征兆
導致煤礦水害發生的礦井充水水源,無論是來自地麵還是地下,均有源頭可尋;充水水源聚集起來對煤礦坑形成威脅,需要一定的充水通道和充水過程;有了充水水源和充水通道是否能夠潰決成災,
需要一定的充水強度和前提與條件。因此,水害事故發生前一般均會顯現出各種各樣的透(突)水征兆,有時這些透(突)水征兆還非常明顯,隻要能夠有效辨識,就可避免重特大透(突)水事故的發生或大大減少人員傷亡和財產的損失。
(一)工作麵頂底板顯現壓力增大,出現折梁斷柱、頂板下沉或底鼓等現象,煤層變潮濕、鬆軟、煤幫出現滴水、淋水現象,且滴、淋水量由小變大明顯,有時煤幫出現鐵鏽色水跡,這是一般的透(突)水征兆。
(二)礦壓增大,發生片幫及底鼓,工作麵氣溫降低,有時可聞到水的“嘶嘶”聲或刺耳水聲,這是工作麵底板岩溶含水層的突水征兆。
(三)突水部位發潮,滴水、淋水逐漸增大,仔細觀察可發現水中含有少量細砂,水色時清時混,總的趨勢是水量、砂量逐漸增大,直至出現大量潰水、潰砂,這是煤層頂板鬆散孔隙含水層的突水征兆。
(四)井下滴水、淋水並含有大量H2S氣體,或呈酸性,突水水勢迅猛,水流速度快,這是老空積水的透水征兆。
上述突水征兆,在具體透(突)水過程中並不一定全部表現出來,應當細心觀察,認真分析、判斷,做到有備無患。
二、水害快速報告和通告
井下發現水害後,應及時盡快地通過各種途徑向地麵調度室報告,同時,也應以最快方式告知井下毗鄰地區不同開采層位、不同采區的所有受水害威脅
的作業人員,按照《礦井水害應急預案》中所規定的方向和路線撤出。在撤退過程中應絕對聽從班組長的統一指揮,不要驚慌失措。
三、自救互救預案
如果在逃生撤退過程中發現退路已被透(突)水或其他原因所阻隔,就要立即尋找井下地理位置最高的地方作為臨時躲避場所。同時,應立即啟動積極主動的自救、互救預案,采取有效的自救、互救措施。在井下躲避的生還人員,一定要充分利用有限的避災空間保持必要的體力,要心情平靜,適量呼吸,禁止活動,躺臥待救,相互幫助;在避災場所的軌道或水管上定時敲擊向外發出求救信號;防止有害氣體的中毒和窒息;所帶幹糧和礦燈集中統一分配,應做好長期堅持的準備。
第一百二十條 礦井調度室接到水情報告後,應當立即啟動本礦井水害應急預案,根據來水方向、地點、水量等因素,確定人員安全撤離的路徑,通知井下受水患影響地點的人員馬上撤離到安全地點或者升井,向值班負責人和礦井主要負責人彙報,並將水患情況通報周邊所有礦井。
本條是關於礦井調度室接到水情報告後應做工作的規定。
(一)發生突水後,有可能淹井或人員被困時,應立即啟動應急預案。
(二)應立即以最快的方式通知井下受水害威脅的所有作業人員,按照規定的 |