三、礦井水
礦井水災(zāi)是煤礦的主要災(zāi)害之一。在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中,往往會(huì)遭到程度不同的透水事故,輕則造成排水設(shè)備增多,費(fèi)用增大、原煤成本提高、采區(qū)接續(xù)緊張,影響生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展;重則發(fā)生淹井事故、人員傷亡、國(guó)家蒙受巨額經(jīng)濟(jì)損失。
一般礦井水分靜壓水和動(dòng)壓水兩種。靜壓水是指壓力小,沒(méi)有后續(xù)的補(bǔ)給。水量雖小,但突然性較強(qiáng)的水。如:老空透水。小煤礦經(jīng)常出水,就屬于這種水。而動(dòng)壓水指的是有一定壓力,水頭高,壓力大,影響面較廣的水。如:焦作礦區(qū)的奧陶紀(jì)灰?guī)r水,壓力高,涌水量大,影響面廣,后續(xù)補(bǔ)給水量充沛。
一般要求,煤礦生產(chǎn)無(wú)論大小煤礦,必須堅(jiān)持“有疑必探,先探后掘”的探放水原則,就可以做到防止井下的透水傷人事故。
而解決井下透水的根本在于疏堵結(jié)合,能排的要排出疏干??刹捎玫乇砭孪嘟Y(jié)合的辦法,能堵的一定要隔離堵截。如底板加固,突水點(diǎn)堵水等。
1984年6月2日開(kāi)灤礦物局范各莊礦2171工作面發(fā)生了一場(chǎng)奧陶灰?guī)r溶洞陷落特大突水災(zāi)害,最大突水量為205205m3,超過(guò)我國(guó)1935年發(fā)生的世界最大水災(zāi)之一的山東淄博洪山煤礦北大井突出水量的4.74倍。突水通過(guò)礦田邊界煤柱,潰決流人相鄰的呂家坨礦,相鄰的林西礦危在旦夕,被迫停產(chǎn)。僅8天時(shí)間里年產(chǎn)共500萬(wàn)噸的范、呂兩大型礦井全部被淹沒(méi),給國(guó)家?guī)?lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此必須加強(qiáng)水文地質(zhì)工作,掌握礦井水災(zāi)的水源分布和造成礦井水災(zāi)的原因,采取相應(yīng)的防治措施,防止水患的發(fā)生。
四、礦井火災(zāi)
一般分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)兩種。很顯然,外因火災(zāi)就是人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中可能引起的一切火災(zāi)。而內(nèi)因火災(zāi)是指煤層由于自身的性質(zhì),在氧化條件下引起的火災(zāi)。煤是否不自燃取決于三個(gè)因素:一是含氧量小于4%;二是含水量小于1.4%;三是發(fā)火點(diǎn)溫度大于210度一般是不會(huì)自燃的。而含氧量、含水量越大,發(fā)火點(diǎn)越低,越容易自燃。一般煤體中含固定碳越低(如褐煤約70%左右),越容易自燃,其次是80—85%的煙煤,含90%以上的半無(wú)煙煤,無(wú)煙煤很少自燃。
五、頂板
在80年代以前,頂板事故占所有死亡事故的30%左右,大面積的采場(chǎng)來(lái)壓,工作面跨落切頂?shù)?,零敲碎打事故死亡人員較多。如今隨著煤炭科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,礦壓研究,認(rèn)識(shí)采場(chǎng)來(lái)壓規(guī)律,加之支護(hù)材料的不斷更新,采煤工藝的變革等等,頂板事故大幅度的下降,現(xiàn)已成為煤礦井下災(zāi)害中事故最少的一項(xiàng)。
出現(xiàn)這種事故的主要原因有,支架與頂板不相適應(yīng),采場(chǎng)支架支護(hù)阻力低,支柱失效,違章作業(yè)。
六、地溫
由于開(kāi)采深度加大600—800m,井下生產(chǎn)的掘進(jìn)頭、工作面會(huì)出現(xiàn)30—35℃的高溫,規(guī)程規(guī)定(≤26℃),高溫作業(yè)給工人帶來(lái)了不便,易疲勞,有損于健康。
七、巖爆
采深超過(guò)800m-1000m時(shí),井下原來(lái)能支護(hù)的巖石已經(jīng)支不住了,巖層變軟,支護(hù)難度加大,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)巖體的自然爆炸現(xiàn)象,一是破壞巷道,二是會(huì)傷及工人,這也是目前煤礦生產(chǎn)與發(fā)展中出現(xiàn)的難題,正在攻關(guān)解決。
第三節(jié)?煤礦自然災(zāi)害預(yù)防措施
對(duì)于我們現(xiàn)行生產(chǎn)的煤礦來(lái)講,上面我們談到,隨著采深的增加,井下的自然災(zāi)害也在不斷的增多,從原有的五大自然災(zāi)害發(fā)展到七大自然災(zāi)害。即:瓦斯、水、火、粉塵、頂板、高溫、巖爆。在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下所采取的主要預(yù)防措施有以下方法:
一、防瓦斯
瓦斯是煤礦的第一殺手,所謂瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2%,其體積超過(guò)0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的基本方法如下:
(一)加強(qiáng)通風(fēng)
加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦斯積聚最基本最有效的措施。為達(dá)到加強(qiáng)通風(fēng)的目的,必須做到:
(1)合理選擇最佳的通風(fēng)系統(tǒng),采用分區(qū)通風(fēng),盡量避免角聯(lián)通風(fēng)。
(2)采用機(jī)械通風(fēng),全礦井或一翼使用的主通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)、能力以及備用通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)均要符合《規(guī)程》規(guī)定。
(3)瓦斯礦井一般應(yīng)采用抽出式通風(fēng),以防止主通風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí),積存在采空區(qū)的瓦斯大量涌出。
(4)正確分配風(fēng)量,使每一工作面都有足夠的風(fēng)量通過(guò)。
(5)正確選擇通風(fēng)構(gòu)筑物,并加強(qiáng)管理,防止漏風(fēng)。
(6)在瓦斯礦井中,回采工作面、回風(fēng)巷道都要采用上行風(fēng)。
(7)瓦斯礦井的掘進(jìn)工作面,禁止用擴(kuò)散通風(fēng)。
(8)臨時(shí)停工的地點(diǎn),不得停風(fēng),否則必須設(shè)置柵欄、提示警標(biāo),切斷電源,禁止人員入內(nèi)。停工區(qū)瓦斯?jié)舛冗_(dá)3%或其它有害氣體超過(guò)規(guī)定時(shí),必須予以封閉。
(二)加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)情況的檢查
瓦斯?jié)舛裙芾硪?guī)定
《規(guī)程》中有以下規(guī)定:采掘工作面的風(fēng)流中,瓦斯和二氧化碳的濃度不得超過(guò)0.5%,采掘工作面及其他作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí),必須停止用電鉆打眼;爆破地點(diǎn)2m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí),嚴(yán)禁爆破。
采掘工作面及其他作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中、電動(dòng)機(jī)或其開(kāi)關(guān)安設(shè)地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí),必須停止工作,切斷電源,撤出人員,進(jìn)行處理。
采掘工作面及其巷道內(nèi),體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2.0%時(shí)。附近20m內(nèi)必須停止工作,撤出人員切斷電源,進(jìn)行處理。
對(duì)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)規(guī)定被切斷電源的電器設(shè)備,必須在瓦斯?jié)舛冉档?span>1.0%以下時(shí),方可通電開(kāi)動(dòng)。
采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5%時(shí),必須停止工作,撤出人員,查明原因,制定措施,進(jìn)行處理。
采區(qū)回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛?、二氧化碳濃度超過(guò)0.75%時(shí),必須立即查明原因,進(jìn)行處理。
采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^(guò)1.0%時(shí),必須停止工作,撤出人員,采取措施,進(jìn)行處理。
二、防治水
礦井水主要來(lái)源于三個(gè)方面,一是地面的地表水滲透,二是頂?shù)装宓某袎核?,如奧灰水或是砂巖層水,三是小煤窯或是古窯的老空水。解決的辦法,一是疏,二是堵。往往是采用綜合的方法即疏堵結(jié)合來(lái)防治水。另外,工作中要加強(qiáng)探放水工作,堅(jiān)持有掘必探,有疑必探的技術(shù)措施,以杜絕突水傷人。
⑴地面防治水
①防止井口灌水
礦井所有井口標(biāo)高應(yīng)在歷年最高洪水位以上。如果因地形限制,難于找到合適的井筒位置時(shí),就應(yīng)該修筑堅(jiān)實(shí)的高臺(tái)或在井口附近修筑可靠的泄水溝或攔水堤壩,以防暴雨山洪從井口灌入井下。特別是位于山麓地區(qū)或依山平原的礦井,應(yīng)在礦井的上方,沿著來(lái)水的方向挖排洪溝,攔截洪水并引出井田以外。
②防止地表滲水或漏水
井田范圍內(nèi)的河流、溝渠、湖泊等到地表水,可以通過(guò)裂隙透到井下造成水災(zāi),因此應(yīng)采取河流改道,整鋪河床和堵塞通道等措施,以防地表水漏入井下。
③防止地表積水
礦區(qū)內(nèi)的洼地、塌陷區(qū)及泥沼等易積水滲水地區(qū),必須根據(jù)具體情況,采取防止積水的措施,對(duì)面積不大的洼地、塌陷區(qū),可用粘土填平夯實(shí),使之高出地面,面積較大者,可開(kāi)鑿疏水溝渠排泄積水或修筑圍堤防止積水。必要時(shí)可安設(shè)排水設(shè)備排除積水。
④加強(qiáng)地面防水工程的檢查
在水季到來(lái)之前,對(duì)地面防水工程應(yīng)做全面檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
⑵井下防治水
①做好水文觀測(cè)工作
A.收集地面氣象、降水量與河流水文資料(流速、流量、水位、枯水期、洪水期),查明地表水體的分布、水量的補(bǔ)給、排泄條件,查明洪水泛濫對(duì)礦區(qū)、工業(yè)廣場(chǎng)及居民點(diǎn)的影響;
B.通過(guò)探水鉆孔和水文觀測(cè)孔,觀測(cè)各種水源的水壓、水位和水量變化規(guī)律,分析水質(zhì)等,查明礦井水的來(lái)源及其補(bǔ)給關(guān)系;
C.觀測(cè)礦井涌水量及其季節(jié)性變化規(guī)律等。
②做好礦井地質(zhì)工作
為了查明水源和可能漏水的通道,在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)不斷積累和掌握以下資料:
A.沖積層的厚度和組成,各分層的透水性和含水性;
B.斷層和裂隙的位置,錯(cuò)動(dòng)距離,延伸長(zhǎng)度,破碎帶范圍和含水、導(dǎo)水性能;
C.含水層與隔水層的數(shù)量、位置、厚度。各含水量的涌水量,滲透性及其到開(kāi)采煤層的距離;
D.調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開(kāi)采范圍,開(kāi)采經(jīng)過(guò),開(kāi)采煤層及深度,積水區(qū)域及分布狀況,勘探鉆孔的封堵情況;
E.開(kāi)采過(guò)程中圍巖破壞及地表塌陷情況,觀察塌陷帶、裂隙帶、彎曲沉降帶的高度,以及采動(dòng)對(duì)涌水量的影響,判斷是否透水等情況。
⑶井下防治水技術(shù)
①井下探水
在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中必須堅(jiān)持有疑必探、先探后掘的原則。采掘工作遇到下列情況之一時(shí),必須按《規(guī)程》規(guī)定探水前進(jìn)。
A.接近水淹的井巷、老空、老窯或小窯時(shí);
B.接近水文地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域,并有出水征兆時(shí);
C.接近含水層、導(dǎo)水層、溶洞、陷落柱以及可能同河、湖、池、水庫(kù)等連通的斷層破碎帶時(shí),底板原始導(dǎo)水裂隙有透水危險(xiǎn)時(shí);
D.接近有水或稀泥的灌漿區(qū),和可能出水的鉆孔或其它可能出水的地區(qū)時(shí);
E.打開(kāi)隔離煤柱放水時(shí)。
②疏放水
將礦井水源的全部或部分疏放掉,是消除水患的措施之一。下面按不同類型的水源說(shuō)明其疏干方法。
1)疏放老空水
2)疏放含水層水
③截水
在探到水源后,由于條件所限無(wú)法放水,或者能放水但不合理,便采取措施,永久或臨時(shí)地截住水源,將采區(qū)與水源隔離。截住水源是通過(guò)留隔離礦柱、水閘墻和水閘門來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
④注漿堵水
注漿堵水是將專門制備的漿液通過(guò)鉆孔壓入地層裂隙或孔洞,經(jīng)凝結(jié)、固化后達(dá)到堵隔水源的目的。它是礦山、水利工程、建筑、鐵道等部門防止地下水害的有效方法之一,在國(guó)內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。