矿井水害案例分析及预防培训讲座(powerpoint 41页).pptx

矿井水害案例分析及预防矿井水害案例分析及预防目录目录1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防2 2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防3 3 老空区透水事故分析及预防老空区透水事故分析及预防顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防11 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 选择选择淮北淮北矿业集集团公司桃园煤公司桃园煤矿1022上上工作面工作面的顶板突水、溃砂事故的顶板突水、溃砂事故作为作为顶板水害案例顶板水害案例进行分析进行分析 2002年年11月月10日日0时56分，淮北分，淮北矿业集集团公司桃园煤公司桃园煤矿（以下（以下简称桃称桃园煤园煤矿）二采区）二采区1022上上工作面（准工作面（准备面），切眼上口面），切眼上口发生突水、生突水、溃砂事故，砂事故，死亡死亡4人，受人，受伤1人人矿井及二采区概况矿井及二采区概况 桃园煤矿一水平标高为桃园煤矿一水平标高为-520m，回采上限北二采区以南标高为，回采上限北二采区以南标高为-310m矿井水文地质类型为复杂类型矿井水文地质类型为复杂类型，矿井设计正常涌水量为，矿井设计正常涌水量为506.3m3/h，最大，最大涌水量为涌水量为743.3m3/h，矿井实际涌水量为矿井实际涌水量为420496m3/h。

1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 北二采区位于矿井北侧，北临北四采区，南临南一采区发生突水事北二采区位于矿井北侧，北临北四采区，南临南一采区发生突水事故的故的1022上上准备工作面位于该采区的北端，风巷标高为准备工作面位于该采区的北端，风巷标高为-255m，机巷标高，机巷标高为为-340m，走向长，走向长920m，倾斜宽，倾斜宽160m，煤层平均厚度为，煤层平均厚度为3.6m，倾角为，倾角为25，风巷采用工字钢梯形棚支护该，风巷采用工字钢梯形棚支护该工作面上覆第四系松散层，厚度为工作面上覆第四系松散层，厚度为270m左右，其中第四含水层（简称四含）厚左右，其中第四含水层（简称四含）厚9.7m，直接覆盖在煤系地层，直接覆盖在煤系地层上上，渗透系数，渗透系数K=0.00950m/d，属弱含水层属弱含水层四含水位在水位在-15m左右四含的结构为浅红色砾石，较坚硬，砾石的粒径在含的结构为浅红色砾石，较坚硬，砾石的粒径在0.058cm之间，磨圆度之间，磨圆度交叉，呈棱角状；标高为交叉，呈棱角状；标高为-266-266.3m处夹一层砂质粘土处夹一层砂质粘土1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故发生经过事故发生经过 2002年年6月月12日，日，1022上上工作面工作面920m风巷及开切眼施工完毕。

风巷及开切眼施工完毕2002年年6月月20日，日，风巷外端发生大面积冒顶，冒顶长度约为风巷外端发生大面积冒顶，冒顶长度约为370m，导致四含溃入，导致四含溃入井下井下，并伴有泥浆和小砾石，并伴有泥浆和小砾石，最大涌水量为最大涌水量为59m3/h，后逐渐减小并稳定，后逐渐减小并稳定在在25m3/h左右左右2002年年9月月27日，发现日，发现开切眼上口（事故突水点）四岔门开切眼上口（事故突水点）四岔门处冒顶，该处的双抬棚均被压垮，冒顶长度约处冒顶，该处的双抬棚均被压垮，冒顶长度约8m，最大冒高，最大冒高4m左右左右，未，未出现渗水、砂现象并于出现渗水、砂现象并于10月月1日至日至4日对其进行维修，日对其进行维修，10月月8日上午日上午10时，时，该处再次发生冒顶垮棚并有少量渗水现象，后水量逐渐增大，至该处再次发生冒顶垮棚并有少量渗水现象，后水量逐渐增大，至11月月10日，日，冒顶出大量突水、溃砂，造成冒顶出大量突水、溃砂，造成4人死亡1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故事故直接原因直接原因分析分析 1022上上工作面开切眼上口重复工作面开切眼上口重复垮棚冒顶导通四含垮棚冒顶导通四含，致使四含水、泥、，致使四含水、泥、砂、砾石溃入井下，是引起事故发生的直接原因。

经分析，造成该处垮棚砂、砾石溃入井下，是引起事故发生的直接原因经分析，造成该处垮棚冒顶导通四含的因素有如下冒顶导通四含的因素有如下3个方面：个方面： （1）1022上上工作面所采的工作面所采的10煤层平均厚度为煤层平均厚度为3.6m，事故点的煤厚达到，事故点的煤厚达到4.0m，倾角为，倾角为2.5，基本支架工字钢梯形棚架设在煤底上，在水的浸泡下，基本支架工字钢梯形棚架设在煤底上，在水的浸泡下底板松软，底板松软，支架下沉，导致了事故点的顶板离层支架下沉，导致了事故点的顶板离层 （2）1022上上工作面风巷布置在软弱、松散、破碎的基岩风化带内，工作面风巷布置在软弱、松散、破碎的基岩风化带内，上覆松散层较厚，岩层自身强度低，造成巷道的压力大，支护困难上覆松散层较厚，岩层自身强度低，造成巷道的压力大，支护困难 （3）巷道垮棚冒顶后，高冒区在风化带内形成冒落漏斗，难以形成）巷道垮棚冒顶后，高冒区在风化带内形成冒落漏斗，难以形成冒落拱，致使冒落带不断向上发育直至导通四含冒落拱，致使冒落带不断向上发育直至导通四含 1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防事故事故间接原因间接原因分析分析 （1）桃园煤矿及研究设计有关人员对该区域四含水的不均匀性和四桃园煤矿及研究设计有关人员对该区域四含水的不均匀性和四含界面的不平整性认识不足，对四含的结构与水力破坏之间的关系研究不含界面的不平整性认识不足，对四含的结构与水力破坏之间的关系研究不够充分。

方案确定够充分方案确定1022上工作面风巷标高为上工作面风巷标高为-255-260m，比原批准的矿，比原批准的矿井设计回采上限标高提高了近井设计回采上限标高提高了近85m，并布置在风化带内并布置在风化带内事故发生后测算事故发生后测算的防砂煤（岩）柱留设偏小，事故点的上覆岩层防水（砂）煤（岩）柱仅的防砂煤（岩）柱留设偏小，事故点的上覆岩层防水（砂）煤（岩）柱仅为为11.8m，满足不了防水、防砂要求满足不了防水、防砂要求根据建筑物、水体、铁路及主要根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程附录六井巷煤柱留设与压煤开采规程附录六“近水体采煤的安全煤岩柱计算方近水体采煤的安全煤岩柱计算方法法”，事故调查组进行了验算，按防水、防砂要求留设防水煤柱，事故调查组进行了验算，按防水、防砂要求留设防水煤柱H防防43.7m，防砂煤柱，防砂煤柱H防防15.8m根据水文地质规程规定，防砂煤根据水文地质规程规定，防砂煤（岩）柱最小不能小于（岩）柱最小不能小于20m1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防 （2）对该工作面风巷）对该工作面风巷6月月29日及日及9月月27日两次垮棚冒顶事故的预警未日两次垮棚冒顶事故的预警未能引起高度重视。

尤其是能引起高度重视尤其是6月月20日风巷外端垮棚冒顶长达日风巷外端垮棚冒顶长达370m，并伴有涌，并伴有涌水、溃砂现象，未能引起淮北矿业集团、桃园煤矿和研究设计课题组的高水、溃砂现象，未能引起淮北矿业集团、桃园煤矿和研究设计课题组的高度重视 （3）淮北矿业集团未严格执行国家安全生产法律法规及有关矿井防）淮北矿业集团未严格执行国家安全生产法律法规及有关矿井防治水工作的规定；生产责任制落实不到位治水工作的规定；生产责任制落实不到位 （4）研究设计课题组科研态度不够严谨研究设计课题组科研态度不够严谨1 1 顶板水害事故分析及预防顶板水害事故分析及预防防范措施防范措施 （1）要进一步树立依法办矿、依法管矿的意识，已留设的防水煤柱）要进一步树立依法办矿、依法管矿的意识，已留设的防水煤柱需要变动时，必须重新编制设计并报省级煤炭管理部分审批需要变动时，必须重新编制设计并报省级煤炭管理部分审批 （2）要切实提高对四含水危害性的认识，高度重视矿井防治水工作，）要切实提高对四含水危害性的认识，高度重视矿井防治水工作，尤其要加强防治水技术工作尤其要加强防治水技术工作 （3）在推广新技术、新工艺、新材料及与科研院所等中介机构联合）在推广新技术、新工艺、新材料及与科研院所等中介机构联合解决生产技术问题时，务必坚持解决生产技术问题时，务必坚持“安全生产、预防为主安全生产、预防为主”的方针的方针。

底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防22 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防 邯邢邯邢(han xing)矿区作为我国大水矿区，底板突水事故较多且典型，矿区作为我国大水矿区，底板突水事故较多且典型，本次以邯邢矿区为例介绍底板突水事故及预防本次以邯邢矿区为例介绍底板突水事故及预防 邯邢矿区包括邢台矿区、峰峰矿区与邯郸矿区，生产矿井主要隶属于邯邢矿区包括邢台矿区、峰峰矿区与邯郸矿区，生产矿井主要隶属于冀中能源集团矿区地处太行山与华北平原的过渡带，地势西高东低，有冀中能源集团矿区地处太行山与华北平原的过渡带，地势西高东低，有中低山，丘陵盆地及山前倾斜平原地貌景观中低山，丘陵盆地及山前倾斜平原地貌景观 矿区生产过程中勘探揭露地层主要为奥陶系中统、石炭系、二叠系、矿区生产过程中勘探揭露地层主要为奥陶系中统、石炭系、二叠系、三叠系和第四系，矿区主要开采上组煤三叠系和第四系，矿区主要开采上组煤2#煤和下组煤煤和下组煤9#煤矿区内含水层煤矿区内含水层主要包括第四系砂砾石层孔隙潜水含水层、二叠系砂岩裂隙承压含水层、主要包括第四系砂砾石层孔隙潜水含水层、二叠系砂岩裂隙承压含水层、石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩含水层、石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩含水层、奥陶系灰岩裂隙岩溶承压含水层奥陶系灰岩裂隙岩溶承压含水层及变质及变质岩、侵入岩裂隙含水层。

岩、侵入岩裂隙含水层2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防水害特点水害特点 邯邢矿区为典型华北型大水矿区，矿区煤炭资源开发受到基底奥灰岩溶邯邢矿区为典型华北型大水矿区，矿区煤炭资源开发受到基底奥灰岩溶水害威胁底板灰岩水害问题在矿区内普遍存在，水害类型多样随着邯邢水害威胁底板灰岩水害问题在矿区内普遍存在，水害类型多样随着邯邢矿区深部煤层及下组煤开采，邯邢矿区底板水害有以下特点：矿区深部煤层及下组煤开采，邯邢矿区底板水害有以下特点：（1）底板承受奥灰水压大：）底板承受奥灰水压大：部分矿井煤层底板奥灰水压高达部分矿井煤层底板奥灰水压高达10MPa以上；以上；（2）下组煤资源开采底板突水系数大；）下组煤资源开采底板突水系数大；（3）水文地质条件复杂：）水文地质条件复杂：矿区内断层众多，导水断层能形成底板薄层灰岩矿区内断层众多，导水断层能形成底板薄层灰岩水及奥灰水的突水通道；矿区内陷落柱众多，易形成底板突水通道陷落柱水及奥灰水的突水通道；矿区内陷落柱众多，易形成底板突水通道陷落柱是造成邯邢矿区突水事故的主要突水通道，尤其是隐伏陷落柱是矿区底板突是造成邯邢矿区突水事故的主要突水通道，尤其是隐伏陷落柱是矿区底板突水防治的重点和难点；水防治的重点和难点；2 底板突水事故分析及预防底板突水事故分析及预防（4）突水事故频发：）突水事故频发： 由于矿区深部煤炭资源及下组煤开采强度加大，底板奥灰突水频率明由于矿区深部煤炭资源及下组煤开采强度加大，底板奥灰突水频率明显增加。

显增加 以黄沙以黄沙112124工作面由隐伏构造引起的底板奥灰水突水事故为例进行工作面由隐伏构造引起的底板奥灰水突水事故为例进行分析序号矿井突水位置突水时间最大突水量（m3/h）突水水源突水通道1东庞矿2903工作面巷道2003年4月12日70000奥灰水陷落柱2牛儿庄矿二、三水平2004年9月26日5160奥灰水采空区3九龙矿15423N工作面2009年1月8日7200奥灰水隐伏陷落柱4东庞矿北井9208工作面2010年11月15日1550奥灰水隐伏构造5黄沙矿112124工作面2010年11月19日6000奥灰水隐伏构造6黄沙矿112106工作面2011年12月11日24000奥灰水隐伏构造。