浅谈矿井突水中的灾害及预防

冯波　李波　聂忠

摘 要：突水是煤矿生产安全的主要灾害之一。在煤矿生产实践过程中，提出一套合理的坊治水措施，以减少矿井正常涌水量，降低生产成本，合理回收煤炭资源，预防和消除矿井水对煤矿建设和生产的影响，保证煤矿的安全生产。

关键词：矿井突水；危害；防治措施

一、引起突水的因素

（一）煤矿区一般所处的地质条件都比较复杂，地下水源补偿丰富，随着开采水平的不断延深和开采范围的不断扩大，水压逐渐升高，突水威胁愈加严重，最终酿成突水。

（二）工作人员的意识水平不高，对于突水以前出现的预兆现象（挂红、挂汗、煤壁变冷、顶板淋水加大、裂隙出现渗水……）

不了解，遇到上述情况后没有及时停止工作，最终导致水灾的发生。

（三）预测方法不够先进，野外采集和数据处理存在一定的局限。

（四）防治措施不够完善，对于一些突发的现象不能及时的判断和处理。

二、矿井突水的危害

煤礦水灾害是与瓦斯、煤尘等并列的矿山建设与生产过程中主要安全灾害之，矿井突水是因井巷、工作面与含水层、溶洞、溶穴、陷落柱、构造破碎带等接近或沟通而突然产生的出水事故。在采矿过程中，由于地下水大量涌入矿山坑道，往往使施工复杂化和采矿成本增高，严重时甚至威胁矿山工程和人身安全。由于其发生突然和出水量大的特点，常常影响生产或淹井，而且突水后还要负担巨大排水费用，采矿和矿井安全都受到严重威胁，有时候甚至会造成直接的矿区报废，不能继续开采，给经济和资源利用方面造成严重的损失。如湖南煤炭坝矿区，顶板为长兴灰岩，底板为茅口灰岩，都是强含水层，开采中矿井用水量很大，达8230m/h，每采一吨煤便要从井下排出120吨水，紧排水费用一项便占原煤成本1/4以上。水害严重时还会发生突水淹井事故，造成生命财产的重大损失。山东淄博北大井发生突水淹井事故，图水量达433m/rain，仅一个多小时便将整个矿井淹没，造成人员财产的重大损失。开滦范各庄发生特大突水，最大图水量达2053m3/rain，为世界采矿史上所罕见，使范各庄、吕家沱和林西等矿被淹，直接经济损失达5.9亿元，影响采煤865万吨。

三、矿井突水的防治措施

对于矿区的防治工作，应该本着“以防为主，防治结合” 的原则，要花大力气把工作放在“防”上，因为与“治”比较起来，“防” 不仅能最大限度的节省大量的人力物力财力，而且能大大降低重特大事故的发生几率，减少死亡率。

（一）地面防水。地面防水是指在地面修筑防排水工程或采取其他措施，以限制大气降水和地表水补给含水层或直接渗入井下，从而减少矿井用水量。地面防排水工程是保证矿井安全生产的第一道防线，特别是对于以大气降水和地表水作为矿井主要充水来源的矿井尤为重要。

地面防排水措施：（1）挖沟排洪。位于山麓和山前平原去的矿井，雨季常有大量山洪流入矿区，淹没井口或工业广场，或沿煤层、含水层露头带以及裂隙等进入井下，使矿井涌水量增大。这种情况下，一般应在矿区上方垂直来水方向修筑排水沟，拦截山洪或浅部地下水。排洪沟大致沿地形等高线布置，并保持适当坡度，将水排至影响范围之外。（2）堵塞通道。对矿区地面由于采矿引起的塌陷坑、裂缝、洞穴等可能成为矿井充水的通道，用粘土、水泥或混凝土将其添堵，对于较大的塌陷坑和裂缝，通常下部充以碎石，上部覆盖粘土夯实并稍高出地表，以防水流渗入。（3）河流改道。当矿区内有河流通过，并严重威胁矿井生产时，应采取河流改道措施。即在河流进入矿区的上游地段修筑拦水坝，将河流截断，用新修的人工河道将水引出矿区；也可采取去弯取直的方法。在山区开挖河道比较困难时，可以开挖平峒将水引走。（4）铺整河底、防止渗漏。当流经矿区的河流不能改道时，可在河床漏水地段利用粘土、片石、水泥等材料铺砌不透水的人工河床，以制止或减少河水渗漏，从而影响矿井用水量。

地面防水措施应根据矿区的地形、地质、气候、水文地质及开采条件，因地制宜加以选择与布置，往往是综合配套收效更好。

（二）井下防水。由于采掘工程破坏了岩层的天然状态，降低了岩土的强度，地表水、老窑积水以及含水层中的地下水就有可能在水压力作用下，通过薄弱地段溃入井下；这就需要直接在井下采取防水措施，以消除或削弱地下水的威胁。所以说井下防水是保证矿井安全生产的第二道防线。

井下防水措施包括探放水、留设防水煤柱、建防水构筑物等。（1）探放水，是在一些矿井范围内，对小窑老空、积水旧巷道、充水断层及含水层的位置和含水情况尚不清楚的清况下进行的。当采掘工作面接近这些地区时，为消除隐患而事先进行超前探水，探明工作面前面的水情，在有水时根据水量的大小有控制地将水放出后，再进行采掘工作，以保证安全生产。（2）留设防水煤柱。在矿井可能受水害威胁的地段设一定高度或宽度的煤柱，可以堵截水源流入矿井巷道，这段煤柱称为防水煤柱。留设防水煤柱需要一定的条件，煤层直接被疏松含水层覆盖或位于疏松含水层以及地表水体之下，而含水层或地表体又无法疏干时，应设防水煤柱；煤层局部位于强含水层之下时应留设防水煤柱；煤层直接与强含水层接触或与强含水层接触又被它局部掩盖时应留设防水煤柱；巷道接近底板承压含水层时，如有底板突破的危险，贝Ⅱ应留设防水煤柱；煤层与充水断层或岩溶陷落柱接触时应留设防水煤柱；巷道接近被淹井巷，积水量很大又不宜疏于时应设防水煤柱。（3）构筑防水建筑物。为了避免矿井受突然涌水的袭击或者使用井下局部地区的涌水不波及其他地区，拦截水源，将生产区与突水水源隔开，需在井下适当地点构筑水闸门或水闸墙。水闸门一般设置在可能发生涌水需要拦截而平时仍需运输或行人的巷道内。对于大水矿井必须设计密封式泵房，以保证矿井全部淹没而泵房与变电所安然无恙，仍可照常运转、排水以至恢复矿井的正常生产。

四、结语

矿井突水现象在我国煤矿生产部门是普遍存在的。我们要不断的分析研究各种突水现象的原因、机理，总结矿井突水规律，进行突水预测，保证以后煤矿的安全生产和运行。

参考文献

[1] 李义昌，郑伦素编.水文地质及工程地质学[M].中国矿业大学出版社，1988.

[2] 任天培.水文地质学[M].地质出版社，1986.

[3] 章至浩编.水文地质学基础[M].中国矿业大学出版社，1995.

[4] 陈南祥，工程地质及水文地质（第三版）[M].中国水利水电出版社，2007