二号煤矿井下突水事故分析

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【摘要】二号煤矿水文地质类型划分为中等，受水害威胁程度较低，但在矿区范围内存在大量油气井以及勘探钻孔，可能导通上部含水层，造成井下突水事故。本文通过对“6·3四盘区瓦斯泵站突水事故”以及“10·6201辅运巷突水事故”进行分析，找出突水来源及导水通道，为后期矿井防治水工作提供参考。

【关键词】防治水；突水；事故分析

前言

陕西黄陵二号煤矿有限公司井田范围行政区划隶属于黄陵县双龙乡和富县张村驿乡，井田面积351.94平方公里。煤矿地处陕北黄土高原南部，属黄土高原中等切割区，侵蚀构造地形。区内沟壑纵横，塬面支离破碎，地形复杂，森林植被广泛分布。井田内地形为低山丘陵，西高东低，南高北低。

二号煤矿含煤地层为中下侏罗统延安组，含煤四层，主要可采煤层一层，为2#煤层，煤层厚度0.82～6.05米，平均为3.45米，倾角1～5度，含夹矸0～4层，夹矸岩性多为炭质泥岩，局部为细粒砂岩、粉砂岩。2#煤层老顶以半坚硬的细粒砂岩为主，直接顶以粉砂岩、细粒砂岩为主，局部为泥岩或砂质泥岩，其粉砂岩为半坚硬岩石，泥岩或砂质泥岩为软弱岩石。直接底板主要为泥岩、砂质泥岩和少量炭质泥岩，遇水膨胀。

1、矿井水文地质

二号煤矿水文地质条件类型划分为中等，主要水患类型为2#煤层（主采）上覆岩层砂岩裂隙水。洛河组裂隙孔隙含水层地下水是防治水的重点层位。

按含煤组、岩性组合及含水层水力性质、埋藏条件等，由上而下划分为8个主要含水层，包括第四系全新统冲洪积孔隙潜水含水层（Q4）、第四系上中更新统黄土裂隙孔隙含水层（Q2L+3m）、下白垩统华池组裂隙含水层（K1h）、下白垩统洛河组砂岩裂隙孔隙含水层（K1l）、中侏罗统安定组裂隙含水层（J2a）、中侏罗统直罗组下段含水层（J2z1）、中侏罗统延安组中部含水层（J2y中）和上三叠统砂岩裂隙含水层（T3w -T3y）。隔水层共计3层，包括中侏罗统直罗组上段相对隔水层（J2z2）、中侏罗统延安组上部相对隔水层（J2y上）和中侏罗统延安组下部与富县组相对隔水层（J2y下，J1f）。

2、事故分析

2.16·3四盘区瓦斯泵站突水事故

2012年6月3日0时，二矿四盘区瓦斯抽放1#管道井在施工钻进到611米进入2号煤层底板时，施工单位194队发现泥浆迅速漏失，无法正常施工，立即提钻停止施工。提钻后监测不到水位，泥浆已全部漏失。该钻孔目前施工孔径222毫米，计算泥浆总体积24立方米。0时15分井下发现瓦斯抽放硐室帮部、顶板多处淋水，1时涌水量达到80立方米/小时（最大值），顶、拱部出现跨落，钢筋外露，底板底鼓裂缝。15时涌水量开始减小为73立方米/小时，19时涌水量减小为55立方米/小时。12时二矿在该区域增加了φ159mm排水管路一趟，17时大巷的积水开始明显下降，水害得到初步控制。

2.26·3四盘区瓦斯泵站突水事故分析

1、通过查阅瓦斯管道井附近的R37钻孔资料，矿区主要含水层洛河组在该处厚度194米，均位于地表以下，底界距煤层274米。根据以往钻孔抽水资料，此孔径该层的涌水量为30-50立方米/小时，矿区供水工程上畛子水源地相近井径水井最大抽水能力40立方米/小时。瓦斯管道井施工穿越该层，存在导水的可能性。

2、正在施工的1#瓦斯管道井距北二1#辅运大巷24米，距瓦斯抽放硐室中间通道11米，距已竣工的2#瓦斯管道井21.8米，瓦斯管道井与相关巷道相距较近。

3、瓦斯抽放硐室和先期施工的2#管道井对周边原始地层造成扰动，煤层及顶底板裂隙增加。瓦斯硐室砌碹在拱、顶部是施工薄弱环节，容易造成充填不实，导水性能强。

4、瓦斯管道井中泥浆迅速漏失，造成孔内压力快速降低，泥浆平衡地层压力能力消失，洛河组砂岩含水在孔内形成相对低压汇集，进而沿管道井涌入井下。

故判断此次涌水的水源：先期为少量打钻泥浆，后期主要为洛河组砂岩裂隙水。导水通道为：洛河组砂岩裂隙水瓦斯管道井煤层附近天然和人工造成的裂隙瓦斯硐室砌碹拱顶部等接触不密实处矿井涌水。

2.310·6 201辅运巷突水事故

2012年10月6日凌晨4点36分，当班调度员接到掘二队曾绍虹汇报，201辅运巷正头右帮突然大面积出水。经过现场查看，出水点位于201辅运巷开口以里2464m巷道右帮正头位置。初步判断出水水源疑是封闭不良钻孔或油气勘探井导通强含水层所致。6点38分水量减小，经现场测算，出水点水量稳定在2m3/h左右，巷道积水长24m，积水深度0.4m，约为50m3。17点35分，出水位置跨帮后凸显油气探井套管，并有水流涌出，后出水量有间歇性增大，至10月7日4点10分出水量稳定在3m3/h左右。

2.410·6 201辅运巷突水事故分析

通过地表巡查，确定在该区域有一口油气井，该油气井终孔深度为1244m，钻孔直接穿越上覆含隔水层以及2#煤层，形成导水通道。钻孔施工时在周边围岩内形成裂隙，巷道掘进至该区域时，破坏应力平衡，造成裂隙增加，导致孔内压力失衡，油气套管与孔壁间积水产生的压力破坏封堵的水泥浆，涌入井下。

故判断此次涌水的水源：先期为油气套管与孔壁间积水，后期主要为洛河组砂岩裂隙水。导水通道为：洛河组砂岩裂隙水油气井矿井涌水。

3、结论及建议

3.1结论

二号煤矿主采煤层为2#煤层，直接充水水源为中侏罗统延安组中段砂岩裂隙地下水，部分地段直罗组下段地下水通过导水裂隙也可直接进入井下，增加矿井涌水量，但水量均不大。根据顶板裂隙带探测结果，大部分地段裂隙发育带顶段均未进入洛河组砂岩裂隙含水层，不会造成矿井突水。鉴于上述条件，二号煤矿井下突水事故原因均可归结为因封闭不良钻孔导致的突水事故。

3.2建议

1、由于在井田范围内存在其他公司施工油气探井，且终孔层位较深，在以后的防治水工作中，应加强对地表油气井的巡查工作，并与油气井所属公司进行资料沟通，全面掌握油气井各项技术参数，防止煤层上覆下伏强含水层对矿井安全生产造成威胁。

2、对井田范围内勘探阶段施工的钻孔资料进行认真分析，掌握钻孔封闭情况。对可能存在封闭不良情况的钻孔，在进入影响区域前，编制详细的安全技术措施，实施超前探测，根据探测结果进行治理。