中国煤炭学会

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对中国煤矿水害频发的几个关键科学问题的探讨――董书宁
发布时间: 2016年5月12日
来源: 中国煤炭学会

目的

  煤矿水害成为长期以来制约我国煤炭资源安全开采的主要灾害之一。我国煤矿水害事故发生的原因有很多,本文归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点和诱发原因,研究探讨导致水害频发的几个关键科学问题。

方法

  对我国煤矿水害发生发展的基本规律进行了分析,对煤矿水害致灾因素的几个关键科学问题进行探讨,研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件,分析了现行断层与陷落柱等附近防水煤岩柱留设中存在的问题,讨论了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷,提出了正确认识老空与陷落柱重大水害的前兆和新的可行的预警技术手段,为新仪器的研制作出提示。

结果

  (1)废弃矿井及老空积水已经成为我国煤矿重特大事故的危险源,居各种重特大水害事故因素之首。加强对废弃关闭矿井和老空区的矿床水文地质研究工作是有效控制煤矿水害频发的重要途径。因此,要开展必要的关井安全技术条件、地质灾害和环境影响评价研究,开展废弃煤矿边界、水文地质条件的探查和水情的监测。(2)防水煤岩柱留设不足会造成断层或其它含水体水突(透)入矿井。在防水煤岩柱计算时要考虑导含水构造的水文地质性质、产状、与煤层的相对位置、与煤层开采后冒裂带的位置关系、导含水构造的地质影响带宽度、水压大小及煤岩柱的综合阻水能力等因素,要在确保最容易被突破的薄弱位置安全的前提下,逐级反算煤岩柱的留设厚度,切勿简单的计算采掘停头到导含水构造之间的距离。(3)底板突水机理认识不足或对突水评价方法不准确也会导致水害事故的发生。突水实质上是导升高度的递进发展过程,要加强对水压力和突水系数临界值的研究,将突水系数的计算公式修正后,同步调整相应的突水系数判别指标,来作为突水预测的依据。(4)防治水技术装备落后、安全管理薄弱,在矿井水文地质条件不清的条件下盲目生产是导致许多矿井,特别是乡镇煤矿矿井水害事故发生的根本原因。需要有与掘进同步的动态超前探测技术装备,以及可以对老空透水和陷落柱突水进行检测或监测的预警技术装备,这样就可以及时发现问题,解决问题。同时,用来指导煤矿水害防治保障体系的技术规程、规范、条例等也亟待进一步补充完善。

结论

  煤矿水害的致灾因素尽管很多,本文通过对几个关键问题的探讨,即,在水文地质条件认识方面,对于老空水害问题,积水边界及积水量确定;对于陷落柱水害问题,环带导水断裂识别;对于底板水害,导升高度探查和递进导升高度的确定;对于断层水害,煤柱合理留设;对于冲积层水害问题,顶板基岩高角度裂隙的识别等防治水规定以外的问题;在探测、监(检)测技术方面,掘进头的动态超前探,老空水和陷落柱环带水的微渗流检测是水害预警与防范的薄弱环节。为进一步地做好煤矿水害防治工作,从根本上遏制煤矿重大水害事故的发生提供了有力保障。