安全是煤礦的“天”字號(hào)工程。煤礦安全生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)的、長(zhǎng)期的和艱巨的工作，而近些年伴隨煤礦事故的頻頻發(fā)生，瓦斯爆炸，礦井突水，冒頂?shù)劝踩[患也引起了廣泛的關(guān)注與重視。那么，什么是礦井突水事故？礦井突水有哪些預(yù)兆？如何防止呢？今天佰佰安全網(wǎng)來(lái)介紹下相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害小知識(shí)。

礦井突水的定義

礦井突水是掘進(jìn)或采礦過(guò)程中當(dāng)巷道揭穿導(dǎo)水?dāng)嗔?、富水溶洞、積水老窿,大量地下水突然涌入礦山井巷的現(xiàn)象。

礦井突水事故的原因

煤礦水害的原因可分為自然地質(zhì)因素和人為因素兩個(gè)方面。地質(zhì)因素包括：老窖、老空積水、含水層和斷層導(dǎo)水等。其中老空積水是指生產(chǎn)礦井的老采空區(qū)、老巷道等積水，這種水存在于采掘工作面周?chē)?，既可以形成大面積的積水區(qū)，也可以以零星形態(tài)分布，這種水體的水量雖然不是很大，但因流動(dòng)快而具有很大的突發(fā)性，尤其是礦區(qū)開(kāi)采多年，而且下山開(kāi)采，上部的煤層大都已采空，容易形成老積水。

人為因素主要指一些煤礦，超層越界開(kāi)采，防水系統(tǒng)不完善造成較為嚴(yán)重的水害災(zāi)害。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)及有關(guān)理論分析，認(rèn)為影響底板突水的因素主要有以下幾個(gè)方面．

礦壓

采礦過(guò)程中的礦山壓力，對(duì)工作面底板具有嚴(yán)重的破壞作用，產(chǎn)生新裂隙，并“活化”原有斷裂，導(dǎo)致底板突水．

隨著采煤工作面的推進(jìn)，底板任一斷面總是經(jīng)歷超前支撐壓力壓縮破壞、采后懸頂卸壓膨脹破壞、采空區(qū)周邊剪切破壞、最后頂板冒落壓實(shí)的再受壓過(guò)程．其中采空區(qū)卸壓膨脹及其周邊剪切對(duì)底板破壞最嚴(yán)重，產(chǎn)生的裂隙礦壓對(duì)底板的破壞程度是不一樣的．根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，工作面初壓及周期來(lái)壓時(shí)頂板懸頂面積最大，工作面周?chē)后w的支撐壓力及煤壁處的剪切力達(dá)到最大值，煤層底板最易造成破壞，底板最易突水．因此突水點(diǎn)多在初壓及周壓地段或煤壁處．一般工作面自切眼推至60m這段距離內(nèi)，即初壓及第一次周壓位置時(shí)底板發(fā)生突水的概率最大，為72%．

礦壓對(duì)底板的破壞作用與工作面頂板巖性有關(guān)．工作面頂板巖層越不易冒落，礦壓對(duì)底板的破壞作用越明顯，工作面越易出水．

斷裂

斷裂構(gòu)造是突水的主要因素之一，綜合分析其作用主要有：

(1)斷裂構(gòu)造的存在破壞了底板完整性，降低了底板的強(qiáng)度．

(2)斷層上下兩盤(pán)錯(cuò)動(dòng)的結(jié)果，縮短了煤層與含水層的距離，甚至使煤層與含水層直接對(duì)口．

(3)斷裂帶破碎、軟弱，易形成導(dǎo)水通道．

(4)斷層帶充水成為充水帶，更使水文地質(zhì)條件復(fù)雜化．

隔水層

隔水層對(duì)突水起阻擋作用，其阻水能力是由其厚度、巖性組合及力學(xué)強(qiáng)度決定的．厚度越大，越不易出水．其巖性組合及力學(xué)強(qiáng)度是控制底板巖層受采動(dòng)影響的重要因素．當(dāng)煤層底板巖層軟硬相間時(shí)，不易形成裂隙；當(dāng)?shù)装鍘r層自近(煤層)而遠(yuǎn)，強(qiáng)度由弱到強(qiáng)時(shí)，巖層間易形成采動(dòng)裂隙．如煤礦9、10煤層底板巖性分別為粘土巖、粉砂巖、中砂巖，其力學(xué)強(qiáng)度由弱到強(qiáng)，受礦壓作用易形成采動(dòng)裂隙而造成突水．

煤層到底板含水層之間的距離由采礦破壞深度、有效隔水層厚度及導(dǎo)高三部分組成(導(dǎo)高是承壓水沿煤層底板導(dǎo)水裂隙上升的高度)．起阻水作用的主要是有效隔水層厚度．如果礦壓對(duì)底板破壞深度大，導(dǎo)高又大，則有效隔水層厚度相對(duì)減小，工作面底板就容易出水。

含水層

含水層的富水性及水壓對(duì)工作面底板突水具有重要作用．含水層的富水性是突水大小的物質(zhì)基礎(chǔ)，它決定著突水后水害的規(guī)模及對(duì)礦井的威脅程度．富水性與其巖溶裂隙發(fā)育程度、逕流條件、構(gòu)造發(fā)育情況及埋藏深度等因素有關(guān)．

含水層的水壓是工作面底板突水的動(dòng)力，表現(xiàn)為靜水壓力及動(dòng)水壓力兩種形式．未突水前表現(xiàn)為靜水壓力，靜水壓力對(duì)隔水層裂隙具有頂劈擴(kuò)大作用，水壓愈高，作用愈顯著；出水后承壓水頭降低，含水層的水位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這是以動(dòng)水壓力為主．其作用主要表現(xiàn)在出水后，裂隙被沖刷擴(kuò)大，充填物質(zhì)不斷被帶走，通道越來(lái)越暢通，出水量越來(lái)越大．

礦井突水事故的危害

在煤礦生產(chǎn)中，隨著工作面推進(jìn)，經(jīng)過(guò)爆破震動(dòng)或頂板冒落，上下巖層受到破壞，會(huì)有一部分地面雨水和地下水流入井下，這些正常流出來(lái)的水，用水泵把它排到地面去，是不會(huì)造成災(zāi)害的。但有時(shí)候，因?yàn)樗牡刭|(zhì)情況不明，或者工作中的疏忽大意，會(huì)造成老巷或老窯的積水突然涌出；地面的洪水倒灌井下；巷道與特大含水層接通；頂板和地面的河流、湖泊、水庫(kù)塌透等現(xiàn)象，以至淹沒(méi)礦井造成嚴(yán)重災(zāi)害。

危害礦工生命，破壞資源環(huán)境，影響礦井生產(chǎn)的災(zāi)害。礦井突水是常見(jiàn)的突發(fā)性強(qiáng)烈的礦井災(zāi)害。主要危害是：淹沒(méi)井巷和礦山設(shè)備，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；影響采礦生產(chǎn)，減少產(chǎn)量；限制礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，減少可采儲(chǔ)量，縮短礦井有效使用年限；破壞礦區(qū)水資源和水環(huán)境，常造成地表水干涸、地下水位大幅度下降；有時(shí)引起地面塌陷、地面沉降等次生災(zāi)害。

礦井突水預(yù)兆有哪些？

1）一般預(yù)兆.

(1)煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大；有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡。

(2)工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味(即臭雞蛋味)。

(3)有時(shí)可聞到水的“嘶嘶”聲。

(4)礦壓增大，發(fā)生片幫、冒頂及底鼓。

2）工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆

(1)工作面壓力增大，底板鼓起，底鼓量有時(shí)可達(dá)500mm以上。

(2)工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大。

(3)沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當(dāng)?shù)装鍧B水量增大到一定程度時(shí)，煤幫滲水可能停止，此時(shí)水色時(shí)清時(shí)濁：底板活動(dòng)時(shí)水變渾濁，底板穩(wěn)定時(shí)水色變清。

(4)底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有"嘶嘶"聲或刺耳水聲。

(5)底板發(fā)生"底爆",伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色。

3）松散孔隙含水層水突水預(yù)兆

(1)突水部位發(fā)潮、滴水、且滴水現(xiàn)象逐漸增大，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)水中含有少量細(xì)砂。

(2)發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流沙，流沙常呈間歇性，水色時(shí)清時(shí)濁，總的趨勢(shì)是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

(3)頂板發(fā)生潰水、潰沙，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。

透水以前，都是有預(yù)兆的，如工作面頂?shù)装鍓毫υ龃蟆⒂辛茴^水、煤幫掛水珠、煤層里有嘶嘶的水聲，有水從鉆眼中流出來(lái)等等。每個(gè)井下職工，都要知道這些透水預(yù)兆。如果發(fā)現(xiàn)了這些預(yù)兆，就要自動(dòng)停止工作，并向礦調(diào)度室報(bào)告。在原因未查清、隱患未排除之前,不得進(jìn)行任何采掘活動(dòng)。

礦井發(fā)生突水怎么辦？

井下發(fā)生透水事故時(shí)，礦工如何避災(zāi)自救？

井下發(fā)生透水事故，一般水勢(shì)很猛，沖力很大，在避開(kāi)水頭沖擊后，一定要注意人往高處走，沿上山進(jìn)入上部水平，而后安全升井，假若出路已被水隔斷，就要迅速尋找井下最高、離井筒和大巷最近的地點(diǎn)臨時(shí)躲避，同時(shí)敲打鐵管或鐵道等發(fā)出呼救信號(hào)，等待救援。為防止從老空區(qū)帶出大量有害氣體傷人，應(yīng)及時(shí)佩戴自救器。

掘進(jìn)工作面發(fā)現(xiàn)透水征兆時(shí)應(yīng)采取什么措施？

1）立即停止打眼，嚴(yán)重時(shí)已打進(jìn)眼內(nèi)的釬子及其鉆桿都不要拔出，立即向值班人員和調(diào)度匯報(bào)，聽(tīng)候指示；

2）情況十分危急時(shí)，要邊匯報(bào)，一邊撤出人員，發(fā)出警報(bào)通知受水威脅地點(diǎn)的所有人員立即撤出；

3）撤出的人員要按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定或礦井救災(zāi)計(jì)劃規(guī)定的避災(zāi)路線，撤到安全地點(diǎn)。

礦井突水時(shí)搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)的決策要點(diǎn)

①迅速判定水突的性質(zhì)，了解突水地點(diǎn)，影響范圍，靜止水位，估計(jì)突出水量，補(bǔ)給水源及有影響的地面水體。

②掌握災(zāi)區(qū)范圍，搞清事故前人員分布，分析被困人員可能躲避的地點(diǎn)。撤出事故地點(diǎn)和可能波及的地區(qū)人員。

③關(guān)閉有關(guān)地區(qū)的防水閘門(mén)，切斷災(zāi)區(qū)電源。

④根據(jù)突水量的大小和礦井排水能力，積極采取排、堵、截水的技術(shù)措施。啟動(dòng)全部設(shè)備加速排水，防止整個(gè)礦井被淹，注意水位的變化。

⑤加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯和其它有害氣體的積聚和發(fā)生熏人事故。

⑥若排水時(shí)間較長(zhǎng)，不能及時(shí)解救出遇險(xiǎn)人員時(shí)，應(yīng)利用灑水管路改為壓縮空氣管路，向井下閉災(zāi)人員輸送壓縮空氣，以延長(zhǎng)其生存時(shí)間。如有必要時(shí)，應(yīng)請(qǐng)求海軍部隊(duì)派潛水員支援，讓潛水員給閉災(zāi)人員運(yùn)送瓶裝O2、食品和藥品。

⑦排水后進(jìn)行偵察、搶險(xiǎn)時(shí)，要防止冒頂、掉底和二次突水。

⑧搶救和運(yùn)送長(zhǎng)期被困井下的人員時(shí)，要防止突然改變他們已適應(yīng)的環(huán)境和生存條件，造成不應(yīng)有的傷亡。

如何預(yù)防礦井突水事故？

組織措施：

1、教育井下工必須熟悉透水象征，發(fā)現(xiàn)透水象征時(shí)須立即匯報(bào)給值班人員，并上報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)，未經(jīng)研究分析和提出安全措施，同時(shí)也未確定水源以前，不得繼續(xù)作業(yè)。

2、組織專(zhuān)人對(duì)探水點(diǎn)或淋水地點(diǎn)逐日進(jìn)行觀察，并記錄變化情況，作出分析比較，如有明顯變化，不得繼續(xù)作業(yè)。

3、必要時(shí)組織專(zhuān)業(yè)探水隊(duì)，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行探水工作，并直接由礦長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)，制定探水制度，切實(shí)貫徹有象征必探的原則。

水點(diǎn)或淋水地點(diǎn)逐日進(jìn)行觀察，并記錄變化情況，作出分析比較，如有明顯變化，不得繼續(xù)作業(yè)。

4、對(duì)井田范圍以?xún)?nèi)的老空要詳細(xì)進(jìn)行調(diào)查，并將調(diào)查資料繪在地面與井下對(duì)照?qǐng)D上，詳細(xì)標(biāo)明老空分布范圍和積水?dāng)?shù)量，并慎重劃出老空警戒線。同時(shí)，要反復(fù)慎重地核實(shí)過(guò)的有關(guān)資料。

技術(shù)措施：

1、分段下行探水法：探放水是解除水害威脅的最主要的措施。因?yàn)檫@種方法既適應(yīng)水頭低的老空水，也適應(yīng)水頭高的積水采用化整為零的方法放盡，如果對(duì)水頭很高的積水采用“端底”的方法作一次處理時(shí)，危險(xiǎn)就會(huì)大大增加。因此，采用“分段下行探水法”把高水頭的積水分為若干段，從上而下地依次探放。這樣每次探放所遇到的水頭高度就能控制在安全限度以?xún)?nèi)。而且這個(gè)方法的采用與斜井片盤(pán)開(kāi)拓程序可以完全一致起來(lái)。即使是在豎井開(kāi)采的情況下，采取這一方法，也是符合客觀規(guī)律的。

2、鉆孔的布置與鉆孔數(shù)目的確定。當(dāng)工作地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有透水象征而決定探水時(shí)，首先要解決的問(wèn)題是鉆眼怎樣布置，鉆孔數(shù)如何確定。解決這些問(wèn)題必須根據(jù)煤層厚度、傾角大小、巷道與頂?shù)装宓年P(guān)系是平巷還是上下山及其斷面大小等具體情況來(lái)確定。根據(jù)不同情況大體可分為以下幾種方法：①如果煤層不厚（2.0米以下），而斜角又比較平緩時(shí)，所作的巷道，無(wú)論是平巷或是上下山，鉆孔的布置都可以采用比較簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行。即在巷道中布置一個(gè)與頂?shù)装迤叫械你@孔，另外在巷道兩幫各布置一個(gè)與擋頭成45°角的鉆孔，以控制從兩幫透水的可能；

②在厚煤層里送道時(shí)情況就比較復(fù)雜，如果巷道是沿著頂板送時(shí)，那么探孔就應(yīng)多設(shè)幾個(gè)。就是說(shuō)，一方面要探明正前方及兩幫有無(wú)老空，另一方面還要探明前下方有無(wú)隱患；如果巷道是沿底板前進(jìn)時(shí)，探眼必須是既能探明正前方（包括兩幫）的情況，又能探明前上方（包括兩幫）有無(wú)老空存在。如果巷道開(kāi)在煤層腹部，需探水時(shí)，探眼的布置就應(yīng)照顧到更多方面，無(wú)論正前方、前上方、前下方以及各方面兩幫都應(yīng)控制住才成。

③如在立槽厚煤層內(nèi)送道時(shí)，情況又所不同：除正前及下幫要布置探眼外，前下方、前上方及下幫上下角均應(yīng)成有放射形的方向布置探眼?？傊瑧?yīng)根據(jù)巷道及煤層的具體情況，參考當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)調(diào)查資料來(lái)確定探眼的布置方法。關(guān)于探眼數(shù)目的確定，也是根據(jù)各種不同情況來(lái)決定。無(wú)論在任何條件下，都應(yīng)掌握一條，就是用最少的探眼達(dá)到全面控制透水的目的。

3、掌握安全超前距離。關(guān)于探眼的超前距離問(wèn)題，安全規(guī)程上有明文規(guī)定。規(guī)程要求探水的超前距離至少要保持20米。但在實(shí)際執(zhí)行中，特別是沒(méi)有探水設(shè)備或者探水設(shè)備不足的單位，往往不能達(dá)到這一要求。對(duì)這些單位來(lái)說(shuō)，深入摸清當(dāng)?shù)剡^(guò)去透水經(jīng)驗(yàn)就顯得非常重要，這主要是從過(guò)去透水事件中查清煤墻被突破的厚度，當(dāng)時(shí)突破煤墻的水頭高度以及煤質(zhì)等。參考這些情況來(lái)規(guī)定探水工作的超前距離。如有的單位規(guī)定“探四進(jìn)一保持三”的意思是說(shuō)，探深四米、掘進(jìn)一米、保持三米超前離。

4、放水問(wèn)題：在進(jìn)行探水時(shí)就應(yīng)該做了一切放水工作的準(zhǔn)備。只有將積水放出以后，才能徹底清除水害危脅，擴(kuò)大采區(qū)，多采煤。如果所探放的積水情況已調(diào)查很清楚，應(yīng)及早在探水巷道內(nèi)安排適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)接好放水管。放水管的安裝方法是把帶有截水門(mén)的放水管裝在錐形的混凝土圓柱中。為使放水管能固定在混凝土圓柱中，管子外套要備有錐形環(huán)。這樣，裝好以后，將鉆桿通過(guò)帶有水門(mén)的放水管進(jìn)行鉆眼工作。鉆進(jìn)時(shí)為了保證安全，必須在工作面附近裝設(shè)不透水的帶門(mén)的隔水墻，門(mén)要向來(lái)水的方向開(kāi)啟，隔水墻也可以不帶門(mén)，直接設(shè)在工作面的前面，在這種情況下，鉆眼工作就要在墻外進(jìn)行。

但無(wú)論哪種隔水墻都必須裝有放水管。以便關(guān)閉后放水之用。在接近個(gè)別積水區(qū)或涌水量大的含水層時(shí)，都可以采用這種方法，這種辦法的探眼深度可以縮小到3-5米。如果預(yù)計(jì)積水量不大時(shí)，則可以不用放水管，但要事先預(yù)備好長(zhǎng)約1.5-2.0米的錐形木塞。

以上文章中介紹的預(yù)兆是典型的情況，在具體的突水事故過(guò)程中，并不一定全部表現(xiàn)出來(lái)，所以我們應(yīng)該細(xì)心觀察，認(rèn)真分析、判斷，盡量避免突水事故的發(fā)生。