煤矿立井冻结施工中出水事故分析
[摘要]在煤矿立井冻结施工过程中，经常会出现出水事故，其受各种因素影
响，严重阻滞了施工进度，因此本文按照工程规范，针对工程实际情况进行分析，
从而找出煤矿立井冻结施工过程中出水事故的原因，采取相关措施进行补救，提
高工程质量，避免不必要的意外事故。

【关键字】煤矿；立井冻结施工；出水事故；分析
前言
煤矿立井别称为竖井，其是连接井下与地面的主要通道，井下的作业人员通
过将工程材料、设备以及提取的矿物放入竖井中提取到地表之上，是煤矿的主要
提升运输系统。然而在部分地区由于各种因素的影响，煤矿立井冻结施工过程中
会出现出水的情况，其不仅影响了施工的进度与质量，也对施工人员的人身安全
造成了一定的威胁。因此，应该对煤矿立井冻结施工中出水事故的原因进行分析，
并采取相关措施进行补救，避免意外事故的发生。

一、工程规范
对本工程立井冻结施工进行常规性检查，看其是否满足《煤矿安全规程》与
《施工规范》的要求。一般情况下而言，煤矿竖井在开挖之前冻结时间规定为
35天，井帮温度应该符合《建井手册》中的规定，盐水去回路的温度差应该控
制在2.5℃上下，观察冻结后井筒水文孔水位高度，看其是否与外界水位产生联
系。如果在开挖检查之后出现出水事故，则需要迅速找出原因，保证煤矿竖井施
工的安全性。

二、煤矿立井冻结施工中出水事故原因分析
（一）地质勘探原因
地质勘探的程度较低，也容易引发立井冻结施工中的出水事故。因此在设计
过程中，必须对周围环境进行测温，并且详细分析水文地质的资料，则会降低出
水事故发生的几率。

（二）对水文地质条件的分析不足
在煤矿立井冻结施工之前，勘测组对水文地质条件的勘测准备不足，没有对
周围存在的自然因素予以分析考虑，从而造成冻结施工中的出水事故，这个原因
是出水事故的根本原因。由于在工程施工的过程中，已经对相关水源地进行了细
致的勘探与分析，并针对周围地质提出了相关的要求，即井筒和供水水井之间的
距离相隔300米。在分析过程中，由于对水利联系问题考虑不周，从而在实际施
工时井筒和供水水井之间的距离远远脱离设计距离，从而造成出水。
强含水层与所冻地层联系十分密切，水源井的数量流失与地下水井流速度成
反比，因此井筒冻结管周围的温度便升高。在施工之前施工组织未曾发现这个问
题，从而为工程施工留下了出水事故的隐患。

（三）施工过程中存在的相关问题
在煤矿立井冻结工程施工的过程中，存在着一些意想不到的问题，只有将这
些问题查明，才能够找到症结所在。

1.探究水文观测孔的深度
水文观测孔的深度在设计时应该与当地地质条件相符，如果其设计的深度达
不到要求，则可能出现出水事故。因此应该按照《煤矿安全规程》根据实际情况
对水文观测孔的深度进行测量与调整。

2.测温点出现的问题
在本工程中，设计的6个测温点均布置在目的层中，由于未对其中的隐患层
设置测温点，则会造成隐患遗留问题，因此需要对测温点进行加密，防止因测温
点设计的位置失误将隐患层遗漏。

3.方案设计
本工程所应用的是差异冻结设计方案，排除相关环境因素，差异冻结是一种
可行的方案，然而在实际施工过程中，由于受到众多因素的限制，差异冻结的位
置便难以确定，因而其冻结的结果便缺乏了可信度。凿井速度也对差异冻结产生
一定的影响，因此这种方案是不可取的。

4.未选对水源井的位置
施工组在施工之前，并未对水源井的位置进行详细勘测，因此在实际施工过
程中便因水源井距离井筒的位置而产生问题。

（四）煤矿立井冻结孔施工质量问题
在工程实施的过程中，应该防微杜渐，重视冻结孔的质量问题。冻结孔的质
量影响着工程的顺利进行。

1.在煤矿立井冻结施工的过程中，应该按照设计图纸严格进行，如果在实际
施工过程中将原有的二台制冷机组调换成一台制冷机组，而制冷的维护周期不
便，则会使其稀管段备受压力，从而引发出水事故。

2.在井筒施工的过程中，应该对出水的征兆进行预防，如果在6小时之内地
下水量开始增加，那么便需要停止施工，及时分析水量增加的原因，避免出现出
水事故。

三、措施补救
对煤矿立井冻结施工中出水事故的原因进行分析之后，应该根据其事故原因
及时采取措施，保证井筒的按时开挖。

（一）为了避免地下水流过大，冲刷冻结壁使其出现渗水，因此应该将厂内
以及周围所用水井全部关闭，并且从附近水源井为工业以及生活提供用水。

（二）预测天窗所开位置，如果天窗开的位置在地下水流向的正上方，那么
则应该将测温孔1#的位置进行更替，并将原先的测温孔改作冻结孔，然后再局
部冻结表土段。

（三）准备型号为YSLG20CF2B的冷冻机一台，冷冻机形状为螺杆状，在
冻结完表土段之后，将其安装，然后采用专业温度测量仪器测量盐水温度。从测
量仪器中可以观测到，盐水温度呈下降趋势，当其降到零下31.5摄氏度时，则
关闭冻结壁窗口，再在十日之后重新进行开工。

（四）对于水源井的选择，应该提前预测。进行抽水之后，如果水源井对周
围地层冻结的区域不造成影响，那么此处水源井便可被选择。一般情况下来说，
水流的上方是水源井布置的最佳位置，其与井筒的绝对距离应为400米，这样就
能够避免其对冻结结果造成影响了。

（五）在《煤矿安全规程》中有以下相关规定，即“水文孔冒水七天，水量
正常，确认冻结壁已交圈后可试挖”。依据此规定进行施工，从而避免煤矿立井
冻结施工中的出水事故。

（六）具体问题具体分析，如果水文孔没有出现冒水情况，则需要采取相关
措施，保证冻结壁交圈的顺利进行，满足相关施工要求，在一切准备就绪之后，
才能够进行试挖。

结语
本文在相关工程的基础上，进行实地考察，按照相关的工程规范，针对工程
实际情况进行分析，对煤矿立井冻结施工过程中出水事故的原因进行详细说明，
并采取了相关措施进行补救，既提高工程质量，又避免了不必要的意外事故。因
此在竖井冻结施工过程中，应该首先考虑其自然因素，在自然因素的基础上应用
先进技术进行分析，保证施工区域的水文条件不对施工质量与进度造成影响，从
而保证工程的顺利施工。