浅谈矿井常见水害事故及防治对策

白向东

(晋城市煤炭规划设计院，山西 晋城 048000)

目前，煤炭资源依然是我国的主要能源。为了满足人们对煤炭日益增长的需求，必然会加大煤炭开采力度，这就不可避免地为煤矿开采留下了隐患。近几年来，在矿井的开采过程中，出现了各种安全问题，尤其是矿井水害，造成经济损失和人员伤亡。分析和研究水害形成的机理和原因，对减少水害事故的发生以及确保煤矿的安全开采，具有重大的意义。

1 煤矿水害的形成及危害

我国矿区所处的地质条件以及环境较为复杂，受防水技术及其安全设备的限制及矿区开采形式和条件等多种因素的影响，使煤矿在建设和开采过程中，难以避免水害事故的发生，导致了严重的经济损失，甚至人员伤亡，严重影响了矿区的正常安全生产［1－2］。

1.1 煤矿水害形成的原因

矿井水害的形成是一个复杂的过程。由于我国矿井工作区条件复杂，其所处的水文地质条件、环境因素、含水层的富水量、矿区开采形式对某水层的破坏程度等，都对产生何种形式的水害具有重要的影响。为此，当制定防治水害的措施时，需要综合地分析考虑影响水害形成的各种因素。

1.2 煤矿水害形成的因素

1)对已关闭的废弃的老矿区及老采空区积水的认识不足。由于老矿区的建设大多都没有详细的设计图纸，从而无法准确地定位矿井的分布及积水状况。一旦发生突水事故，将会对矿区的安全生产造成较大的威胁。

2)缺乏探测矿井水文地质状况的专业型人员，从而不能够准确地掌握煤矿井下的水文地质状况，盲目地进行井下采掘。另外，由于防水技术和防水设备的限制，并且缺少矿井防水害的专业型人员，防水措施不当，造成了一定的安全隐患。

3)在煤矿复杂的开采条件下，缺乏强有力的管理水平和防治水害的技术，加大了煤矿水害事故发生的可能性。

4)对煤矿水害的类型认识不足，不能够及时合理地制定有效的防治措施。几种主要的水害类别来源见图1。

2 煤矿水害前的透水预警及案例分析

2.1 煤矿水害前的透水预警

图1 煤矿水害的主要来源示意图

无论是何种矿井水害，都需要在一定的条件下才能发生，即有充足的水源、一定的流通通道和充水途径，在达到了足够充水强度的前提下，水害事故才得以发生。因此，在水害事故发生前，是有迹可循的。只要施工人员能够敏锐地洞察这些征兆，就可以有效地减少或避免突水事故的发生［3－5］。

1)矿区煤层发汗、发潮。当采矿作业面接近积水区时，由于受到一定的水压影响，一部分水渗入煤层中，使得煤层出现发潮、发汗的现象，但也有可能是假象，可以用“浅剥皮”的方法加以判断。

2)当矿井作业面进一步靠近积水区时，隔水煤墙变软，抗压能力减弱，出现顶板下弯、底板突起或细缝等现象，煤层也开始出现滴水、渗水现象。若是接近老采空区时，煤体中还会出现铁锈色水迹(俗称:挂红)。

3)当矿井作业面更进一步接近积水区时，积水区强大的水压撞击煤墙，使得矿井内的压力增大，作业面的空气变冷，温度明显降低，或发出水声。

4)矿井工作面接近老采空积水区时，可以闻到二硫化氢、硫化氢等含有酸性的有害气体的刺鼻气味。

2.2 煤矿水害案例分析

在水害发生之前是可以预见的，只要发现，采取有效地措施，就可以将损失降到最低。

以某矿的水害事故为例，该矿在巷道掘进过程中，突发矿井透水事故。当时井下共有24名矿工，其中11名矿工安全脱险升井，13名矿工未能及时逃脱而被困于井下。究其原因是由于没有准确地掌握煤矿井下的水文地质状况，盲目地进行井下采掘，不慎将已关闭的老空区挖通，使积水涌入采掘工作面，造成透水事故。在发生突水事故后，未能及时有效地采取措施，未能在最佳营救时间内救助被困人员，造成了重大的经济损失和人员伤亡。若是在采掘前，能够有效地探知水文地质条件，采取有效的防水措施，熟知水害前的透水预警;在突水发生后，各部门紧密合作，及时采取营救措施，就可以有效地避免伤亡，减少损失。

3 煤矿水害的防治对策

在煤矿的建设和开采过程中，由于防水技术及其安全设备的限制，使得水害事故的发生难以避免。但是为了尽可能地降低水害事故发生的次数，减少水害所造成的经济损失、设备损失及人员伤亡，需合理地制定科学完善的管理制度，实现“预防为主、防治结合，综合治理”［6］。

1)提高防水害意识，加强防水能力。设立专门的防水小组，专门负责各矿区的防水技术，并加强对施工人员突水前预兆的学习和培训，做到在发生突水前，能够及时有效地采取措施，降低经济损失和人员伤亡。

2)分析研究已有资料，建立矿井水文地质专家知识库，深入了解矿井涌水、突水的形成机理和相关规律，为提高矿井水害做好知识储备。在矿井巷道和综采工作面处尽可能多地了解积水情况，采取相关措施，确保掘进前方安全可靠，保证煤矿的安全生产。

3)建立矿井水害在线监测预警系统。通过利用先进的传感技术、无线通信技术、计算机技术将矿井内水压监测数据实时传送到地面监控站，对数据进行分析处理，挖掘和判别是否存在诱发水害事故的潜在隐患，为煤炭的正常安全生产提供科学合理的决策依据。

4)在矿井的建设设计时，要综合考虑可能会造成矿井突水的各种因素，以选择合理的防水技术，以提高煤矿的安全性。目前，常用的防水技术见图2。

图2 煤矿水害的防治技术示意图

4 总结

本文结合我国矿区水文地质条件复杂，矿区开采形式和条件多变的现状，分析和归纳生产建设过程中的矿井水害事故。介绍了矿井水害形成的机理和原因，并提出了相关水灾防治对策和建议，对减少水害事故的发生以及提高煤矿的安全开采水平具有重大的意义。

［1］陈美智，周桂铨.煤矿水害事故分析及其防治技术［J］.西部探矿工程，2012(3):201－203.

［2］王景祥.岩土与地下采矿工程中的防水问题［J］.煤炭技术，2010(11):93.

［3］安 泉.矿井水灾防治［J］.煤炭安全，1998(6):46.

［4］张才广，蒋承林.矿井水灾综合防治措施［J］.煤炭技术，2012，31(11):83－84.

［5］刘国林，潘 懋，尹尚先.当前煤矿水害防治应注意的几个问题［J］.华北科技学院学报，2009，6(3):7－9.

［6］武 强，管恩太.煤矿水害应急救援预案探讨［J］.煤炭学报，2006，31(4):409－413.