煤矿水害及防治
授课时间：2016年7月12日授课人：张文明主要内容：
一、矿井水灾及危害
二、矿井水的来源与水文地质类型
三、煤矿水灾典型案例分析
四、我国煤矿水灾特点、原因（存在问题）
五、煤矿井下透水征兆
六、煤矿水害预防及治理
七、煤矿井下避灾路线、救灾与应急预案
八、太原市东山煤矿水害及治理
九、结论
水资源与煤炭开发概要
（一）水是人类生存最基本的资源工业、农业、各行各业——最基本的资源
（二）中国水资源特点
1、人均为世界的四分之一
2、分布不均南多北少（南水北调）
3、集中在夏季（水灾）
（三）山西水资源特点
1 、人均是全国的17%,严重缺水。

2 、山西是黄土高原，三面低、水外流。

3 、太原市人均水资源是全国的7.4%，世界最严重缺水的城市之一
（四）引黄工程
30 年代，阎锡山提出，调研考察，七七事变停止，解放后一直提，
90 年代才开始，中央批准，全年引水12亿方.
（五）煤炭开发吃水困难、水资源破坏、土地荒废、生态环境恶化
一、矿井水灾及危害
1、矿井水灾
煤矿突然大量透水，采掘工作面或井巷被淹，矿井局部或全部停产，财产损失、人员伤亡的事故。

2、矿井水灾危害：
1 ）缩短矿井服务年限
煤炭部统计：统配煤矿600 个矿井，225 处受水害威胁，占1/3 强。

400 亿吨储量，109亿吨不能或不敢采。

2 ）财产损失、人员伤亡
煤炭部统计：1955〜1990发生水灾821次，淹井227次。

直接经济损失37 亿，人员伤亡1380 人。

3）2007〜2008 发生水灾122 起，死亡518 人。

4）王家岭煤矿透水事故，153 人被困，115 人获救。

二、矿井水的来源与水文地质类型
一、矿井水的来源
（一）地表水：河流、湖泊、水库、雨水、洪水--- 渗入或直接流入
（二）地下水：
1 、概念含水层——有空隙，含有水且能透水的岩（土）层隔水层——不
含水，且能阻止水通过的岩（土）层
2、按空隙性质分类：
孔隙水——松散岩层（砂层砾石层）孔隙中的水。

裂隙水——整体岩层（砂岩）裂隙中的水。

岩溶水——石灰岩裂隙溶洞中的水。

3、按埋藏条件分类：潜水——地表下第一个隔水层上，具有自由水面的重
力水。

层间水——两个隔水层之间含水层的水。

无压层间水——含水层未充满水，水面不受压，具有潜水性质。

有压层间水——含水层充满水，水对上面隔水层有压力（承压水）
4、含水层水量丰富的影响因素：
①含水层的厚度。

②含水层的透水性质。

③承压水的压力。

5、一般规律：
地下水——水压高、水量大、来势猛、突然涌出、危险最大、最主要水源。

（三）老窖（空水）
老窖水——小煤窑采空区水、巷道积水。

老空水——本矿采空区巷道积
水。

（四）断层水
断层——地层断裂错位，形成的破碎带。

断层将地下各含水层连通，甚至与地表水连通。

（五）陷落柱（无炭柱）水石灰岩大溶洞塌陷，形成柱状的破碎带，将含水层连通。

二、煤矿水文地质类型
1、分类的目的——与水害作斗争。

2、分类因素
含水层的富水性（单位涌水量大小，q，L/min）老窖（空）水分布（王家岭114个，现有18 个）矿井涌水量
地质构造（断层、陷落柱）
突水量分布受水害影响的程度防治水难度
3、分为四类：简单、中等、复杂、极复杂（见规定P6〜7 表2 －1）
三、煤矿水灾典型案例分析
一）、西山官地矿暴雨（洪水）淹井事故
1996 年8 月4 日，太原西山暴雨引发洪水，通过小煤矿涌入官地矿，从平硐流出。

井巷被淤泥充填，停产6 个月，迎泽西大街堵塞，1 个月不通车二）、潞安五阳煤矿河水（漳河）涌入井下事故因下大雨，河水猛涨沿沉降裂隙涌入井下，该矿二水平被淹停产。

三）、吉林梅河一井，水库的水与泥沙涌入井下事故
1977 年12月19日，上山绞车房施工，距水库底仅7米，发生透水，64 人死亡，93 人负伤。

四）、王家岭透水事故
2010 年3 月28 日，20101 工作面回风巷，迎头老窖水、砂岩裂隙水补给，透水强度28817mVh。

被淹范围+ 583.168m以下标高所有巷道。

五、山东淄博北大井淹井事故
1935 年5 月19 日，奥灰岩承压水沿断层涌入井内，三天矿井全部被淹，涌水量443 m3/min ，538名矿工遇难，世界罕见。

四、我国煤矿水害原因（存在问题）
1、水文地质资料不清
1 ）矿井原有水文地质资料有问题
2 ）老窖（空）分布、积水程度——更不清楚
2 、破坏防隔水煤柱
3 、防治水工作不到位，探放水措施没落实防治水工程质量差。

4、透水征兆明显，仍违规生产。

5、监管不到位或机构重复，责任不明确。

五、煤矿井下透水征兆
一）、一般透水征兆（共性）
1、矿山压力增大，折梁、断柱、顶板下沉、底鼓
2、水气特征：有雾气、煤潮湿、变冷、水珠、滴水、淋水变大
3、水清净说明水还远，水混浊，已接近水源，已出现压力水流，离水源很近
二）、老窖（空）水征兆
有大量的H2S气体或呈酸性，有臭鸡蛋味、水发涩、挂红、有铁锈色水迹三）、顶板孔隙含水层水中含细沙、时清时混、水量增大、砂量增大。

四）、底板岩溶水底鼓，有水的嘶嘶声或刺耳水声，水色发黄或发灰，有时也“挂红”
六、煤矿水害预防及治理
一）、地面防治水
1、井口、主要建筑物标高，高出当地最高洪水位。

2、建立输水、防水和排水系统。

3、做好地表水堵漏、地面裂缝的填塞工作。

4、对河水改道或构筑防渗帷幕墙。

5、及时封闭报废的钻孔及井口。

6、健全防治水机构，加强雨季、洪水的巡视及防范。

防、排、疏、截、堵
1、留设防隔水煤（岩）柱
1）为什么要留煤（岩）柱——防止透水事故
2）什么地方留防隔水煤（岩）柱（《规定》第52 条）①煤层露头风化带
②地表水体、含水冲击层下和水淹区邻近地带
③与富含水层有水力联系的断层、裂隙带或强导水断层接触的煤层
④有大量积水的老窖和采空区
⑤导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河
⑥分区隔离开采边界、矿界
⑦受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。

3）防隔水煤柱尺寸的影响因素
①水文地质条件；②煤的物理力学性质；③地质构造；④煤层赋存条件；⑤开采方法；⑥岩层移动规律；⑦采深。

4）采空区上覆岩层破坏的普遍规律（上三带）垮落带（冒落带）—直接顶不规则冒落裂缝带————老顶断裂，成规则排列弯曲下沉带——可直达地面
岩层移动角（地表移动范围）
5）防隔水煤柱的最小尺寸《规定》
①井田露头、断层两边》20m
②老窑、老空水体下掘进：巷道与水体的最小距离》10倍巷道高度
③老窑、老空水体下回采：防隔水煤柱》导水裂隙带最大高度+保护带厚度（10m）
④两矿人为边界防隔水煤柱总宽度》40m
2、排水系统
①工作水泵：20h 排出24h 正常涌水量
②工作水泵和备用水泵20h 排出24h 正常涌水量（雨季）。

③水泵房的要求：第59条
④水仓的容量要求：第60条二）、井下探放水《规定》第五章
1 、防治水原则
预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采
2、采掘遇有下列情况，应当（必须）进行探放水（第92 条）
1 ）接近水淹或者可能积水的巷道、老空或者相邻煤矿。

2）接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱。

3）打开防隔水煤（岩）柱进行放水前。

4）接近可能与河流、湖泊、蓄水池、水井等相同的断层破碎带。

5）接近有出水可能的钻孔。

6）接近水文地质条件复杂的区域。

7）采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚，可能发生突水。

8）接近有突水的灌浆区。

9）接近可能有其他突水的地区。

3、概念
1）探水线——开始探水的位置。

2）探水钻孔主要参数①超前距—探水孔终孔位置始终超前工作面的距离。

②允许掘进距离一探水无水时，安全掘进的长度
③帮距—最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离帮距=超前距或小（1
〜2）m,帮距一般20米。

④孔间距—探水孔允许掘进终点处的间距。

3）探水钻孔布置方式扇形布置——三面受水威胁半扇形布置——巷道一侧受水威胁
4）钻孔直径与数目
直径—般为（46〜75）mn最大不宜超过91mm孔数玄3个
4、布置探放水钻孔的规定《规定》（第94条）
5、安装钻机操作前的规定《规定》（第96条）
6、探水钻孔超前距离和止水套管长度的规定《规定》（第98条）
7、探水钻孔钻进时，发现透水征兆应采取的措施《规定》（第99 条）
8、探放老空水的规定。

《规定》（第100条）
七、煤矿井下避灾路线与救灾及紧急预案
1 、一旦突水，沿避灾路线撤出，撤到上水平或地面。

2、如破坏指示牌或照明，人往高处走，朝有风流的上山撤退。

3、救灾发生水灾—报矿调度室—通知救护队—开启全部排水设备—关闭水闸门—抢险救灾—减少水害
4、应急救援:见《规定》第8 章第1 节。