煤矿五大自然灾害防治教案4(3)

①煤层注水湿润煤体。在采煤和掘进之前，利用钻孔向煤层注入压力水，使水沿着煤层的层理、节理或裂隙向四周扩散并渗入到煤体的微孔中去，增加煤的水分，使煤体和其内部的原生煤尘都预先湿润。同时，使煤体的塑性增强，以减少采煤时生成煤尘的数量。这是防治煤尘的一项根本措施。

②采空区灌水。采空区灌水也是一种预先湿润煤体的防尘方法，当采用下行垮落法分层开采活煤层、近距离且无隔水层法开采煤层群或急倾斜水平分层法采煤时，可以利用往采空区灌水的方法，以润湿下分层下组煤的煤层，防止开采时生成大量的煤尘。

③湿式打眼。在工作面使用电钻或风钻打炮眼时，将压力水经过钻杆中央的水孔送到炮眼底部，将粉尘湿润后从炮眼中冲洗出来，从而达到降尘的目的。

④水封爆破和水炮泥。水封爆破和水炮泥都是由钻孔注水湿润煤体演变而来的，它是将注水和爆破联合起来，不仅起到消除炮烟和防尘作用，而且还提高了炸药的爆破效果。

⑤喷雾洒水降尘。喷雾撒水是将压力水通过特制的喷嘴喷出，使水流雾化成细小的水滴散布在空气中，将漂浮的尘粒湿润下沉，防止飞扬。喷雾洒水简单方便，广泛应用于采掘机械切割、工作面爆破、煤炭装载、运输转载、液压支架前移、单体支柱放顶等井下作业过程中。

⑥合理的风速。风速同空气中含尘量的关系比较密切，风速太小，不能把悬浮的煤尘及时吹出工作面，使空气中含尘量增加；风速太大，虽然将浮尘吹走，但是也把大量的落尘吹扬起，增加工作面的煤尘浓度。因此，工作面的风速以控制在1.2—1.6m/s为宜。

⑦消除落尘。沉积在巷道四周的煤尘，一旦受到振动和冲击会再度飞扬起来，为煤尘爆炸创造条件。必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期散布岩粉，定期对主要大巷刷浆。

2）防止煤尘引燃的措施。防止煤尘引燃的措施与防止瓦斯引燃的措施基本相同，参见“矿井瓦斯防治”。

3）隔爆措施。隔爆措施就是将已发生的煤尘爆炸或瓦斯煤尘爆炸限制在一定区域，尽量减少爆炸产生的危害而采取的技术措施。其主要措施是设置被动式隔爆装置和采用自动抑爆装置。

①被动式隔爆装置。被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的动力使隔爆装置动作（岩粉槽、水槽破碎，水袋脱钩），并抛洒消焰剂形成抑制带，扑灭滞后于冲击波传播的爆炸火焰，以阻止爆炸的传播。最早采用的撒布岩粉和设置普通岩粉棚方法，虽然防止传播效果好，但岩粉暴露在潮湿空气中，极易受潮而失去消焰剂功效，频繁更换岩粉的工作量较大。因此我国矿山已几乎不采用这两种方法。在20世纪80年代，我国开发使用了隔爆水槽和隔爆水袋，以水为消焰剂，方便安装和使用，得到了广泛应用。

②自动抑制装置。自动抑爆装置的作用原理是：利用传感器测量煤尘爆炸所产生的各种

物理参数并迅速转换成电信号，指令机构的演算器根据这些电信号准确地计算出爆炸火焰的传播速度，并在最恰当的时间发出动作信号，喷洒机构及时喷出消焰剂，准确可靠地扑灭爆炸火焰，阻止爆炸的传播。

四、矿井水灾防治 1.矿进水灾的原因及危害 （1）矿井火灾的概念

1）矿井突水。井巷、工作面与含水层、被淹巷道、地表水体和含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而导致的突然出水事故，称为矿井突水（亦称矿井透水）。

2）矿井水灾。矿区内的大气降水、地表水、地下水通过各种通道涌入井下，称为矿井涌水。当矿井涌水量超过矿井正常的排水能力时，将发生水灾。

凡是影响矿井正常生产活动、威胁矿井安全生产、增加生产成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故，称为矿井水灾（亦称矿井水害）。

（2）矿井实在发生的条件。

1）矿山常见的水源。①大气降水。从天空降到地面的雨和雪、冰、雹等融化的水，称为大气降水。②地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水库、沼泽、积水洼地等处的水均为地表水。③潜水。埋藏在地表以下第一个融水层以上的地下水称为潜水。潜水一般分布在地下浅部第四纪松散沉积层的空隙和出露地表的岩石裂隙中。潜水主要由大气降水和地表水补给。④承压水。处于两个隔水层中间的地下水，称为承压水（或称自流水）。石灰岩裂隙及溶洞中的水为承压水，它具有很大的水量和压力，对矿山生产威胁极大。⑤老空积水。已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。⑥断层水。处于断层破碎带中的水，称为断层水。断层带往往是许多含水层的通道，因此，断层水往往水源充足，对矿井的威胁极大。

2）矿井水灾的通道。水源进入矿井的可能通道有：井筒、断层破碎带、采掘形成的裂缝、陷落柱、采空区、井下巷道和封堵不严的钻孔等。

（3）矿井水灾发生的主要原因

造成矿井水灾的原因是多方面的，归纳起来主要有：

1）地面防洪、防水措施不当。因对防洪设施管理不善，雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成在

2）水文地质情况不清。对老空积水、充水断层、陷落柱、钻孔、强含水层水量和水压等情况不清楚，因而在施工中造成水害事故。

3）井巷位置设计不合理。将井巷置于不良的地质条件中或距强含水层太近，导致透水。 4）乱采乱挖破坏了防水煤柱或岩柱造成透水。

5）排水设备失修，水仓不按时清挖，突水时，失去排水能力而淹井。

6）没有执行“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，或者探放水措施不严密，盲目施工造成突水淹井事故。

7）测量工作失误，导致巷道穿透积水区而造成透水。

8）出现透水征兆未察觉、未重视，或处理方法不当而造成透水。

9）施工措施不力，工程质量低劣，致使井巷严重坍塌冒顶，导致地下水或地表水灌入矿井。

10）在水文地质条件复杂、有突水淹井危险的矿井，需要安设防水闸门而未安设，或防水闸门安设不合格以及年久失修关闭不严而造成淹井。

11）钻孔封闭不合格或没有封孔，成为各水体之间的垂直联络通道。当采掘工作面和这些钻孔相遇时，便发生透水事故。

（4）矿井水灾的危害

矿井水灾的危害具体表现在以下几方面：

1）如果排水系统不完善，会造成涌水四溢，巷道到处是泥水，使作业环境恶化，给安全生产和文明生产造成不利影响。

2）顶板淋水、煤壁渗水，使巷道内空气湿度加大，影响职工的身体健康。

3）矿井水量越大，排水设备和排水费用越高，不仅增加生产成本，而且增加了管理工作难度。

4）矿井水对机器设备和金属材料产生腐蚀作用，缩短其使用寿命，增加生产成本。 5）矿井涌水量一旦超过排水能力或突然涌水，轻则造成井巷或采区被淹，重则造成人员伤亡和财产损失。

2.地面防治水

地面防治水是指在地面修筑一些防排水工程，防止或减少大气降水和地表水涌入工业场地或通过渗漏区流入井下，它是保证矿井安全生产的第一道防线，这对于以降雨和地表水为主要涌水来源的矿井尤为重要。对于雨季受水威胁的矿井，应制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物质。井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历年最高洪水位时，必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。

3.井下防治水

防治矿井水灾的原则，是在保证矿井安全生产的前提下，以防为主，防治结合。矿井水灾的防治方法，可归纳为“查、探、放、截、堵、排”六个字的综合防治措施。

（1）掌握矿井的水文地质资料

水文地质资料是制定防水措施的依据。因此，必须查明矿井水源和可能涌水的通道从而编制防治水计划，并组织实施。主要内容包括以下几个方面：

1）收集地面气象、降水量与河流水文资料，查明地表水体分布、水量和补给、排泄等情况，查明洪水对矿井的影响程度。

2）掌握井田范围内冲击层、含水层的情况。 3）掌握断层和裂隙的分布情况。

4）调查老窑和现采小窑的开采范围、采空区的积水和分布状况。 5）掌握采动后顶板破碎及地表陷落情况。 （2）井下探水

“有疑必探，先探后掘”是采掘工作必须遵循的原则，也是预防井下水害事故发生的重要方法。当采掘工作面接近有突水危险区域时，必须采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制地放出，以保证采掘工作面安全生产。

采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水： 1）接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻矿时。 2）接近含水层、导水断层、溶洞或导水陷落柱时。 3）打开隔离煤柱放水时。

4）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。 5）接近有出水可能的钻孔时。 6）接近有水的灌浆区时。 7）接近其他可能出水地区时。 （3）放水（疏干）

掌握和探明地下水源之后，应采取一定的措施，有计划地将威胁性水源全部或部分放出，并排出地面。它是消除水患的有效措施之一。根据不同类型的水源，可采取不同的疏放水方法和措施。

（4）截水

截水是利用水闸墙、水闸门和防水煤（岩）柱等物体，临时或永久地截住涌水，将采掘区与水源隔离，使某一地点突水不致危及其他地区、减轻水灾危害的重要措施。

1）留设防水煤（岩）柱。在水体下、含水层下、承压含水层上或导水断层附近采掘时，在可能发生突水处的外围留设一定宽度的煤（岩）柱，以防止地表水或地下水涌入工作地点，形成水灾。在相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防水煤柱。

2）防水闸门。防水闸门一般设置在可能发生涌水需要堵截，而平时仍需运输合行人的巷道内。如：井底车场出入口、井下水泵房、变电所以及有涌水互相影响的区域之间，都必须设置防水闸门。一旦发生水患，立即关闭闸门，将水堵截，把水患限制在局部地区。

3）水闸墙。在需要永久截水而平时无运输、无行人的地点设置水闸墙，有临时水闸墙和

永久水闸墙两种。临时水闸墙一般用木料或砖料砌筑，永久水闸墙采用混凝土或钢筋混凝土浇灌。

（5）注浆堵水

注浆堵水就是将配制的浆液压入井下岩层空隙、裂隙或巷道中，使其扩散、凝固和硬化，使岩层具有较高的强度、密实性和不透水性而达到封堵截断补给水源和加固地层的作用，是矿井防治水害的重要手段之一。当多个钻孔注浆形成隔水帷幕带时称帷幕注浆。矿井注浆堵水通常用于下列情况：

1）当涌水水源与强大水源有密切联系，单纯采用排水的方法不可能或不经济时。 2）井巷必须穿过一个或若干个含水丰富的含水层或充水断层，若不隔离水源就无法掘进时。

3）涌水量大的矿井，为了减少矿井的涌水量，降低排水费用。 （6）矿井防排水系统

目前，我国煤矿在防排水方面应用了许多新技术和新设备，例如，水泵自动化控制技术、密闭水泵房以及采用大孔径直通式排水孔分散排水等，均取得了良好效果。

我国在煤矿防治水探查技术方面，也有了很大发展，如水化学探查技术、地球物理探查技术。一些学者还提出了“煤矿排水、供水、生态环保三位一体结合”的管理模式。

4.采掘工作面透水事故的处理 采掘工作面透水前，一般有如下预兆：

（1）挂红。因地下水中含有铁的氧化物，在水压作用下，通过煤（岩）裂隙时，附着在煤岩表面，呈现暗红色水锈。

（2）挂汗。积水区的水，在水压作用下，通过煤岩裂隙而在煤岩壁上凝结成许多水珠，称“挂汗”。但井下空气中水分遇到低温煤体也会聚结水珠，这是假汗。区别真汗、假汗的方法是：仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是“真汗”即透水征兆。

（3）空气变冷。采掘工作面接近积水区时，空气温度会骤然下降，煤壁发凉，进入工作面有凉爽、阴冷的感觉。

（4）出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，就会被蒸发而形成雾气。 （5）水叫。一种是高压积水向煤岩裂隙强烈羁押于两壁摩擦而发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声，这些都是离水源很近的危险预兆。

（6）顶板淋水加大。原有裂隙淋水突然增大。

（7）顶板来压、底板鼓起。在地下水压作用下，顶底板弯曲变形，有时伴有潮湿、渗水现象。

（8）水色发浑、有臭味。老空水一般发红、味涩；断层水一般发黄、味甜；溶洞水常带有臭味；冲击层水呈黄色并夹有沙子。

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