一、我國煤礦水害概況
1.煤礦水害的現(xiàn)狀
我國是世界上產(chǎn)煤量最多的國家之一,原煤總產(chǎn)量的90%以上屬于井工開采。然而,我國煤礦地質(zhì)、水文地質(zhì)條件總體來講十分復(fù)雜,受水害威脅的煤炭儲(chǔ)量約占探明儲(chǔ)量的27%,僅華北地區(qū)受底板承壓水威脅的煤炭儲(chǔ)量約為160億t。
煤礦水害是與瓦斯突出、粉塵爆炸、頂板冒裂、火災(zāi)等并列的五大災(zāi)害之一,其嚴(yán)重程度僅次于瓦斯,位列第二。長期以來,因?yàn)槊旱V水害事故而造成的國家和人民生命財(cái)產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)損失極為慘重。例如,1935年5月13日,山東淄博北大井由于巷道掘至與河水連通的斷層帶,造成突水,最大瞬時(shí)水量為648m3/min,350名礦工遇難,礦井停產(chǎn)報(bào)廢,直到43年后(1978年)才恢復(fù)礦井生產(chǎn)。1984年6月2日,開灤范各莊煤礦2171綜采工作面發(fā)生世界采礦史上罕見的陷落柱突水事故,最大突水量為2053 m3/min,致使范各莊煤礦及其周邊3對(duì)礦井被水很快淹沒。為救災(zāi)復(fù)礦,調(diào)集了當(dāng)時(shí)基本上是全球范圍內(nèi)最權(quán)威的防治水專家和世界上最大的抽水泵進(jìn)行搶險(xiǎn),其地面注漿封堵工程規(guī)模和場(chǎng)面也是空前的。該水患治理工程及相關(guān)工作歷時(shí)近1 a,直接間接經(jīng)濟(jì)損失超過5億元。
另外,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),從20世紀(jì)80年代至今的20余年里,我國有近250對(duì)礦井被水淹沒,死亡近9000人,經(jīng)濟(jì)損失350多億元人民幣。僅:t995年至2005年11年間共發(fā)生各類煤礦水害事故1391起,死亡5280人,約占各類煤礦事故死亡總數(shù)的7.6%。其中,10人以上水害事故105起,死亡1881人,經(jīng)濟(jì)損失近210億元。特別是最近幾年,隨著開采條件的變化,各類水害事故發(fā)生次數(shù)及死亡人數(shù)都呈上升勢(shì)頭。
2.煤礦水害的類型
根據(jù)我國不同聚煤區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)特征,結(jié)合礦井水危害程度,我國煤礦區(qū)可分為6個(gè)水害影響區(qū):華北石炭二疊系煤田的巖溶一裂隙水水害區(qū);華南晚二疊系煤田巖溶水水害區(qū);東北侏羅系煤田裂隙水水害區(qū);西北侏羅系煤田裂隙水水害區(qū);西藏一滇西中生界煤田裂隙水水害區(qū);臺(tái)灣第三系煤田裂隙孔隙水水害區(qū)。幾十年來,這些地區(qū)都大大小小發(fā)生過災(zāi)害性透(突)水事故。通過回顧總結(jié)1995~2005年11年來我國煤礦發(fā)生的水害事故不難發(fā)現(xiàn),我國煤礦各類水害(按礦井充水水源分類)事故包括地表水害、第四系松散層孔隙水害、基巖裂隙水害、巖溶溶隙(溶洞)水害及老空水害。例如:
2005年8月19日,吉林舒蘭礦業(yè)集團(tuán)五井發(fā)生死亡16人的特大水害事故。其原因就是由于地表水通過已關(guān)閉但封閉不好的鄰礦主井導(dǎo)入礦井而釀成的。發(fā)生在貴州水城汪家寨礦、內(nèi)蒙古平莊古山礦等透水事故也屬于地表水水害類型。
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2004年3月7日,新疆哈密煤業(yè)集團(tuán)井采公司二井發(fā)生透水事故。其原因是由于頂板裂隙帶導(dǎo)通第四系松散層孔隙水,使第四系水、砂、第三系巖石潰入礦坑,共24人被困,雖經(jīng)全力搶救也有9人喪生。發(fā)生在淮南孔集礦、徐州新河礦的透水事故也屬于孔隙水害類型。
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2005年10月3日,四川龍灘煤礦發(fā)生透水事故,造成28人死亡。其原因是由于該礦在挖掘巷道時(shí)打通溶洞。2003年4月12日發(fā)生在邢臺(tái)東龐煤礦2903工作面的特大型突水事故及淄博北大井、開灤范各莊,還有峰峰二礦、焦作演馬莊等許多突水事故均屬于巖溶溶隙水害類型。
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2005年8月7日,廣東興寧大興礦發(fā)生的新中國成立以來最大的煤礦水害事故(從人員傷亡角度),致使老窯水潰人礦井釀成121人死亡的慘痛災(zāi)難。其原因是由于采礦引起煤層嚴(yán)重抽冒,繼而破壞防水煤柱。發(fā)生在吉林蛟河騰達(dá)煤礦、山西陵川關(guān)嶺山煤礦、徐州旗山礦及山西大同左云縣張家場(chǎng)鄉(xiāng)新井煤礦的水害事故均屬于老空水害類型。
2005年5月21日,淮北礦業(yè)集團(tuán)海孜礦745工作面發(fā)生工作面頂板砂巖裂隙水突出事故,造成5人死亡。曾發(fā)生在徐州大黃山、韓橋煤礦等水害事故均屬于砂巖裂隙水害類型。開灤范各莊等幾對(duì)礦井也都存在較嚴(yán)重的裂隙水害。
3.煤礦水害的特點(diǎn)及水害事故頻發(fā)的主要原因
根據(jù)對(duì)1995~2005年我國煤礦水害事故的全面分析,發(fā)現(xiàn)我國煤礦水害有如下特點(diǎn):
(1)雖然各類型水害(按充水水源劃分)事故都有發(fā)生,但不同地區(qū)、不同水害類型的發(fā)生頻次及危害程度各不相同??傮w來講,北方以底板奧灰?guī)r溶水、老空水突(透)水為主,南方以頂、底板巖溶水、老空水突(透)水為主;地表水體潰入礦井事故在南、北方也均占相當(dāng)比例;陷落柱、斷層、巖溶塌洞等天然通道及“上三帶”、“下三帶”、防水煤(巖)柱等人為通道是煤礦水害發(fā)生的主要突(透)水通道。
(2)隨著已關(guān)閉礦井,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)體小礦的大量增加,近幾年老空水透水事故明顯增多,造成的災(zāi)害明顯增強(qiáng),已成為目前我國煤礦水害的主要類型之一。
(3)近幾年煤礦水害有上升的勢(shì)頭(包括事故起數(shù)和傷亡人數(shù))。
(4)雨季發(fā)生的透水事故約占50%左右。
(5)70%的水害事故發(fā)生在掘進(jìn)工作面。
(6)從煤礦所有制形式來看,煤礦水害事故主要發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、改制礦井及基建礦井。
(7)水害事故給鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦帶來的人員傷亡慘重,對(duì)國有煤礦造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。如廣東大興“8.10”礦難死亡121人,山西左云“5.18”礦難死亡56人;邢臺(tái)東龐“4.12”突水事故直接經(jīng)濟(jì)損失近5億元人民幣;峰峰牛兒莊煤礦“9.26”突水事故損失超過3.8億元人民幣。
(8)事故發(fā)生后搶險(xiǎn)救災(zāi)難度大,時(shí)間長,費(fèi)用高,社會(huì)影響惡劣。搶險(xiǎn)救災(zāi)一般都需要半年以上的時(shí)間,有的甚至礦井徹底報(bào)廢。
通過分析總結(jié)認(rèn)為,我國煤礦水害事故頻發(fā)的主要原因是:我國煤礦地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜,礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作薄弱,現(xiàn)有水害防治技術(shù)手段推廣應(yīng)用不夠,防治水技術(shù)與相關(guān)工作投入不足,礦井防治水專門人才缺乏及超強(qiáng)度開采煤炭資源。