煤矿水害防治规标准和煤矿水害超前探测技术措施.ppt

煤矿水害防治规章标准和 煤矿水害超前探测技术措施,武 强 中国矿业大学（北京）,全国煤矿总工程师座谈会,主 要 目 录一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点三、煤矿防治水规定修订背景四、煤矿防治水规定修订要点,3,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,党中央、国务院高度重视煤矿安全工作。在各方努力下，“十一五”期间，全国煤矿安全监察机构、煤矿安全监管部门和煤炭行业管理部门，以及煤矿企业、科研单位、大专院校、地勘单位、设计和中介机构等，认真贯彻党中央、国务院关于加强煤矿安全生产工作的一系列重要指示精神，积极开展“安全生产年”活动，使煤矿安全生产工作取得了显著成效。,1.煤炭产量大幅度增加,2.事故总量大幅单调下降,3.煤矿百万吨死亡率大幅度降低,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,据2011年最新统计，全国煤矿共发生事故1201起、死亡1973人，同比减少202起、462人，分别下降14.4%和19%。发生一次死亡3-9人较大事故85起，死亡412人，同比下降22.7%和20.3%。发生一次死亡10-29人重大事故20起、死亡307人，同比上升11.1%和4.4%。发生一次死亡30人以上特别重大事故1起，死亡43人，同比下降83.3%和82.1%。,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,全国煤矿百万吨死亡率0.564，同比减少0.185，下降24.7%。总体安全形势好转！,6,但煤矿防治水工作却不容乐观，煤矿重特大水害事故仍时有发生。如前年（2010）发生了6起重特大透水事故（见下表），给国家和人民生命财产造成了重大损失，社会影响巨大。,1、2010年3月1号，内蒙，神华集团乌海能源公司骆驼山煤矿，国有重点，死亡人数32人，水害类型：奥灰水，事故地点：掘进工作面。2、2010年3月28号，山西，华晋焦煤公司王家岭煤矿，国有重点，死亡人数38人，水害类型：老空水，事故地点：掘进工作面。3、2010年7月17号，甘肃洒泉市，金塔县金源矿业公司芨芨台子煤矿，乡镇，死亡人数13人，老空水水害，事故地点：掘进工作面。4、2010年7月31号，黑龙江鸡西市恒山区恒鑫源煤矿，乡镇企业，死亡人数24人，老空水水害，事故地点：掘进工作面。5、2010年8月10号，吉林通化市宏远煤矿，乡镇企业，死亡人数18人，地表水水害，洪水井口倒灌。6、2010年10月27号，贵州安顺市普定县大坡煤矿（瞒报），乡镇企业，死亡人数12人，老空水水害，事故地点：掘进工作面。,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,去年（2011年）全国煤矿发生水害事故44起、死亡192人，同比增加6起、少死亡32人，分别上升15.8%和下降14.3%，占全国煤矿事故总起数的3.7%，占全国煤矿总死亡人数的9.7%；其中较大水害事故16起、死亡78人，同比增加3起、多死亡18人，分别上升23.1%和30%，占较大事故总数的18.8%和18.9%；发生重大透水事故6起，死亡85人，占重大以上事故的28.6%和24.3%。更为严重的是今年7月2日，接连发生两起重大透水事故。其一为：贵州省黔南州平塘县牛棚煤矿发生透水事故，造成23人死亡；其二为：广西壮族自治区来宾市合山煤业公司八矿樟村井也发生透水事故，死亡20人。,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,所以，从上述数据对比分析可看出：在各方面共同努力下，在煤矿安全生产形势总体稳定好转的大趋势背景下，水害事故却处于上升态势，特别是重大水害事故。这一点必须引起我们从事防治水工作人员的高度重视。,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,近年来重特大透水事故暴露出一些共性问题:,1.发现透水征兆、甚至明显征兆时仍未及时撤人；2.对井下探放水概念和措施理解不全面；3.探放水方法还不太规范；4.水害预防与预警机制不规范；5.基建新井或老矿井延深的防治水措施不到位；6.水体、水淹区下采掘未能严格按照规程规定进行。,一、煤矿安全规程（防治水部分）修订背景,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,煤矿安全规程第二编第六章防治水部分原来共有44条；本次只是在原44条基础上修改，没有增减任何新条款；但本次修改面较宽，对原44条中的39条进行了修改，修改后的条款更加严格、更具有操作性。2011年1月25日，国家安全生产监督管理总局以第37号局长令正式颁布了新的煤矿安全规程（防治水部分），自2011年3月1日起施行。,1、规定煤矿企业、矿井须配备防治水专业技术人员 防治水工作技术性较强，只有具备一定地质、水文地质基础知识的专业人员经过实践后才可胜任该项工作。因此，所有煤矿企业、矿井必须配备受过正规院校地质、水文地质专业教育的技术人员来专门从事防治水工作。水文地质条件复杂或极复杂的煤矿井应当配备不少于3人的专业技术人员，其他煤矿井可配备13人，以满足防治水工作要求为准。专业技术人员要定期进行防治水专业培训，不断更新知识，收集了解和掌握全国发生的重特大典型水害案例教训，以及先进的防治水技术和经验，结合本单位水害实况，不断完善防治水技术体系，提升防治水工作水平。,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,2、明确了采掘工作面的探放水概念与方法，规定了探放水工作必须满足“三专”要求：据水害案例统计分析，我国大部分煤矿水害事故都是由于超前探放水概念不清、方法不当、措施未能真正落实而造成的。因此，本次修改要求矿井采掘工作面探放水必须采用钻探方法（钻探验证），不能采用物探等间接方法替代钻探进行直接探水工作（第二百六十七条）。煤矿探放水工作必须满足“三专”要求，即由专职探放水队伍和专业探放水人员使用专用探放水钻机进行施工。煤矿必须组织成立专职探放水队伍（第二百六十七条、第二百八十五条、第二百八十八条）。,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,探放水工已正式确定为特殊工种，必须经过专业培训并考核合格后方可上岗成为专业探放水人员，严禁探放水作业人员无证上岗（第二百八十八条）；严禁使用煤电钻或锚杆钻等非专用探放水设备进行探放水，应采用专用探放水钻机进行施工（第二百八十八条）；有条件矿井可采用先进的定向钻机作为井下探放水设备；,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,3、建立极端灾害气候条件下矿井水害监测处置和预警机制 近几年极端灾害天气多发，在一些干旱、半干旱缺水地区也发生了洪水灾害。煤矿是安全生产的责任主体，应当主动与气象、水利、防汛等部门密切联系，密切关注灾害性天气的预报预警信息，及时掌握可能危及矿井安全生产的暴雨洪水灾害信息，在暴雨期间要安排专人对重点水患地区进行24 h巡视检查。当发现矿井水害可能影响相邻矿井时，应立即向周边相邻矿井通告并进行预警，加强相邻矿井的区域联防；当暴雨洪水威胁本矿井安全时，煤矿生产现场带班人员和班组长等进下各级管理干部或调度人员应及时撤出井下受水害威胁的所有作业人员至安全位置，只有在确认暴雨洪水隐患彻底消除后方可再组织恢复生产。,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,4、加强矿井透水征兆信息捕捉与辨识能力 水害事故发生前一般均会显现出各种各样的透（突）水预兆，有时这些透（突）水预兆还非常明显，只要能够有效辨识，就可避免重大透（突）水事故的发生或大大减少人员伤亡和财产的损失。,二、煤矿安全规程（防治水部分）修订要点,5、增加了新建矿井和老矿井延深的有关防治水规定 第二百七十一条规定矿井建设和延深中，当开拓到设计水平时，只有在建成防、排水系统后，方可开始向有突水危险地区开拓掘进。第二百八十三条规定井筒开凿到底后，应当先施工永久排水系统。永久排水系统应当在进入采区施工前完成。在永久排水系统完成前，井底附近应当先设置具有足够能力的临时排水设施，保证永久排水系统完成之前的施工安全。第二百八十二条规定新建矿井揭露的水文地质条件比地质报告预报复杂的，应该进行水文地质补充勘探，及时查明水害隐患，采取可靠的安全防范措施。井下探放水应当采用专用钻机、由专业人员和专职探放水队伍进行施工。,6、对水淹区下采掘作出了明确规定，与煤矿防治水规定相衔接 第二百六十二条规定受水淹区积水威胁的区域，必须在排除积水、消除威胁后方可进行采掘作业。如果无法排除积水，开采倾斜、缓倾斜煤层的，必须按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中有关水体下开采的规定，编制专项开采设计，由煤矿企业主要负责人审批后，方可进行。严禁在水体下、采空区水淹区域下开采急倾斜煤层。第二百六十四条规定开采水淹区域下的废弃防隔水煤柱时，应当彻底疏干上部积水，进行可行性技术评价，确保无溃浆（沙）威胁。严禁顶水作业。,三、煤矿防治水规定修订背景,矿井水文地质规程（1984年由原煤炭工业部以(84)煤生字第550号文颁发）和煤矿防治水工作条例（1986年由原煤炭工业部以(86)煤生字第629号文颁发）自颁发以来，在指导我国矿井（主要指煤矿）安全生产过程中水害的预防与治理起到了很大的积极作用，功不可抹。,1原规程与条例的内容存在相互重复和互相冲突以及不妥或错误问题如重复部分：探放水、防隔水煤（岩）柱、地面防治水、注浆堵水、疏水降压开采等；如矛盾部分：1984年矿井水文地质规程规定临界突水系数：构造区：0.6；正常块段：1.5；而1986年煤矿防治水工作条例规定临界突水系数：构造区：0.6；正常块段：1.0；,四、煤矿防治水规定修订要点,2关于台风暴雨等极端气候条件下的雨季防洪问题,针对2007年“729”一次被困69人的河南陕县支建煤矿透水事故、2007年“8.17”一次死亡181人的山东华源矿业有限公司特别重大透水矿难和2007年湖南省200多个小煤矿受极端暴雨影响所发生的突水淹井事故等，原规程和条例对极端气候条件下引发的山洪暴发、河水猛涨、河岸决口、洪水淹井的防范与雨季“三防”等问题，重视不够。因此，本次新修订的规定增加了以下第47、48、49、50条,第47条 煤矿要主动与气象、水利、防汛等部门联系，建立灾害性天气预警和预防机制。掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息；及时掌握汛情水情，主动采取措施。并与周边相邻矿井沟通信息，当矿井出现异常情况时，立即向周边相邻矿井进行预警。第48条 煤矿要安排专人负责对本井田范围内及可能与井田有联系的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙及可能影响矿井安全生产的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查，特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后，要实施24h不间断巡查。矿区每次降大到暴雨前后，必须派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。,第49条 煤矿要建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准、撤人的指挥部门和人员及撤人程序等;发现暴雨洪水灾害严重、可能引发淹井时，必须立即撤人，只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产。第50条 煤矿在雨季前要全面检查防范暴雨洪水引发事故灾难措施的落实情况，对排查出的隐患,要落实责任，限定在汛期前完成整改。防治水工程要有专门设计，竣工后由煤矿总工程师负责组织验收。,四、煤矿防治水规定修订要点,3水文地质条件复杂矿井防水闸门的设置问题 第六十六条 水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。,四、煤矿防治水规定修订要点,4关于矿井水文地质类型划分问题 考虑到我国近几年连续发生的几次特别重大透水矿难均为由老空积水诱发的。因此，本次新修订的规定有关矿井水文地质类型划分依据中，增补了”矿井及周边老空水分布状况“和“矿井突水量”这两个新依据。,四、煤矿防治水规定修订要点,表2-1 矿井水文地质类型,注：1.单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准。2.在单位涌水量q，矿井涌水量Q1、Q2和矿井突水量Q3中，以最大值作为分类依据。3.同一井田煤层较多，且水文地质条件变化较大时，应当分煤层进行矿井水文地质类型划分。4.按分类依据就高不就低的原则，确定矿井水文地质类型。,5.关于矿井水文地质基础资料问题 矿井水文地质基础资料涉及内容较多，包括报告、图纸和基础台帐等，部分矿井（特别是新建矿井或非央企矿井等）可能暂时未能编制积累或根据实际水文地质条件不需要全部基础资料。但作为一个生产矿井，最基本的基础资料必须具备，它包括3个报告、5份图纸和15类台帐。其中图纸和台帐每半年需修正一次。3个报告：井田地质报告、建井设计和建井地质报告；5份图纸：（1）矿井充水性图；（2）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；（3）矿井综合水文地质图；（4）矿井综合水文地质柱状图；（5）矿井水文地质剖面图。15类台帐：（1）矿井涌水量观测成果台账；（2）气象资料台账；（3）地表水文观测成果台账；（4）钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账；（5）抽（放）水试验成果台账；（6）矿井突水点台账；（7）井田地质钻孔综合成果台账；（8）井下水文地质钻孔成果台账；（9）水质分析成果台账；（10）水源水质受污染观测资料台账；（11）水源井（孔）资料台账；（12）封孔不良钻孔资料台账；（13）矿井和周边煤矿采空区相关资料台账；（14）水闸门（墙）观测资料台账；（15）其他专门项目的资料台账。考虑到现代计算机技术和信息系统已在我国大部分矿区得到普及应用（如龙软系统等），本次新修订规定有关“矿井防治水基础资料”方面，新增补了：第19条 煤矿防治水工作应建立水文地质信息管理系统，实现矿井水文地质文字资料、数据、图件、计算评价和矿井防治水预测预报等的信息一体化。,6关于水文地质补充勘探问题 原规程缺少目前日益成熟且常用的物探、化探等先进方法和手段。因此，本次新修订的规定增补了地面和井下水文地质补勘中的地球物理勘探和水化学与同位素分析等新技术新方法内容，这对于经济、快速、准确确定矿井充水水源和充水通道以及诱发近年来多次恶性透水事故的小煤矿老空积水范围、水量和边界等重要信息，具有重要的意义。如第34条和40条。,四、煤矿防治水规定修订要点,第34条 地面水文地质物探物探工作布置、参数确定、检查点数量和重复测量误差、资料处理及解释应符合国家现行有关标准的规定。根据勘探区的水文地质条件、被探测地质体的地球物理特征和不同的工作目的等因素确定勘探方案。采用多种物探方法进行综合探测。物探工作结束后，应提交相应的综合成果图件。物探成果应与其它勘探成果相结合，相互验证后可作为矿井采掘设计的依据。第40条 井下水文地质物探应用于井下的物探方法主要有直流电法（电阻率法）、音频电穿透法、瞬变电磁法、电磁频率测深法、无线电波透视法、地质雷达法、浅层地震勘探、瑞利波勘探、槽波地震勘探方法等。煤矿可根据实际选用并结合钻探方法对资料进行验证。,四、煤矿防治水规定修订要点,7审批制度的条款问题 考虑到煤炭工业管理机构的几次大的变化，本次新修订的规定有关审批制度修改原则为：除第六章水体下采煤的第104条需缩小安全煤（岩）柱尺寸提高上限时，必须经省级煤炭行业管理部门审查批准外，安全生产主要由煤炭企业自身负责，基本分为两级，重大安全问题的审批由企业总工程师负责，一般安全问题的审批由煤矿总工程师负责。8.关于水害事故的应急救援 原规程和条例缺少系统总结这部分内容，本次新修订的规定专门增加了第八章，增补了这部分内容，这对于强化水害事故的应急救援预案制定，减少不必要的人员伤亡和财产损失，具有重要的意义。,四、煤矿防治水规定修订要点,9.关于废弃矿井应当提交闭坑报告的规定 考虑到大量关闭的废弃矿井是煤矿安全生产的重大隐患，特别是废弃积水矿井，已构成对煤矿安全生产的严重威胁，发生了多起重特大水害事故。（王家岭矿）本规定第十八条要求所有矿井在关闭前必须编写闭坑报告，其主要内容包括：闭坑前的矿井采掘空间分布情况，对可能存在的充水水源、通道、积水量和水位等情况的分析评价；闭坑对邻近生产矿井安全的影响和采取的防治水措施。第十八条 矿井在废弃关闭之前，应当编写闭坑报告。闭坑报告应当包括下列主要内容：（一）闭坑前的矿井采掘空间分布情况，对可能存在的充水水源、通道、积水量和水位等情况的分析评价；（二）闭坑对邻近生产矿井安全的影响和采取的防治水措施。闭坑报告（包括图纸资料）应当报所在地煤炭行业主管部门备案。,10.关于露天煤矿防治水原规程和条例缺少这部分内容，本次新修订的规定专门列第七章增补了这部分内容，这对于愈来愈多的露天采矿的水害防治，具有重要的意义。,四、煤矿防治水规定修订要点,11由于煤炭资源紧缺导致的水体下和周边开采问题（海、湖、水库、河流等）原条例规定太松，故导致了2005年广东梅州大兴煤矿一次死亡121人、高峰透水量达13600立方米/分钟的“8.7”重特大事故。这次事故从伤亡人数上来说，是自1935年淄博北大井透水事故以来一次水害事故造成伤亡人数最多的矿难；从透水强度而言，是国际采矿史上最大的一次水害事故。,四、煤矿防治水规定修订要点,12、矿井防治水基本原则,四、煤矿防治水规定修订要点,其中：T 煤层底板突水系数，MPa/m；M隔水段厚度，m；P 隔水段承受的地下水压，MPa。,1）煤层底板突水预测预报的新方法“脆弱性指数法”煤层底板突水是我国大部分煤矿山在开发过程中普遍面临的工程技术难题。,以往解决这个问题的方法，无论在矿山企业现场，还是在科研、教学部门，甚至在大学教学课本中，唯一方法就是“突水系数法”。那么何谓“突水系数”？,四、煤矿防治水规定修订要点,提出了煤层底板突水预测预报评价的新方法：脆弱性指数法 根据上述突水主控因素体系分析可以看出，各种因素具有两个基本特征：一是具有空间域变化特征（只有水压具有时间特征）；二是各因素对突水的影响控制权重比例不同。因此，脆弱性指数法采用的基本模型就是将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合与具有强大空间信息分析处理功能的GIS耦合于一体的评价模型，即式中：VI煤层底板突水的脆弱性指数；Si第i个主控因素对底板突水的“贡献”或相对权重；Ii 第i 个主控因素归一化后的无量纲值。,2）煤层顶板突水灾害预测预报新方法“三图双预测法”,四、煤矿防治水规定修订要点,3）采掘前方断层小构造预测预报技术,4）断裂构造延迟滞后突水预测方法和工作程序,13、有关法律责任 既然是以国家安全生产监督管理总局令的形式颁发本规定，它就应该与国家一般的技术规程或标准有所区别，除了技术上的一些规定外，本次新修订的规定在第九章新增补了“罚则”，如：第130条 煤矿违反本规定第5条的，责令停产整顿，处50万元以上100万元以下的罚款；对企业负责人处3万元以上5万元以下罚款。（第5条 煤矿必须配备专门负责防治水工作的专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专业探放水队伍。水文地质条件复杂、极复杂的煤矿要设立专门防治水机构。）第131条 煤矿违反本规定第8条的，责令停产整顿，处100万元以上200万元以下的罚款；对企业负责人处10万元以上15万元以下罚款。导致发生生产安全事故的，对有关责任人给予撤职、留用察看或开除处分；造成较大以上生产安全事故的，对相关责任人员依法追究刑事责任。（第8条 煤矿井田内及周边区域水文地质条件不清的，严禁进行采掘活动。矿井有透水征兆时，受水害威胁的区域要立即停止作业，撤出作业人员，分析原因，采取有效措施。）,四、煤矿防治水规定修订要点,谢谢大家！,全国煤矿总工程师座谈会,