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1、四川煤矿防治水形势与相关法律规定,陈德耀.2012.6,水害概述,一、地下水 一、地下水流场基本模型： 一是地下水的天然流场 ，即在天然状态下，降水或地表水通过地表岩石裂隙、溶隙、溶缝、落水洞、地下河进口等空隙空洞进入地下，并主要汇集和储存于富水性较好的砂岩裂隙含水层和碳酸盐岩岩溶含水层。经过复杂的地下迳流，地下水最终于地势低洼处或斜坡中出露成泉，流入冲沟或河流之中。这种基本不受人类活动干扰的降水、地表水补给地下水地下水在岩体空隙中汇集、储存、运移地下水出露补给地表水的水循环作用场 。,水害概述,二是地下水的人工流场 。即地下人工工程活动形成的井巷系统成为良好的集水廊道。集水廊道减压疏干作用和
2、人工抽排活动使地下水的补、迳、排天然状态发生变化，并不断地改造地下水天然流场，形成矿井地下水人工流场。即降水或地表水通过地表岩石裂隙、溶隙、溶缝、落水洞、地下河进口以及矿（煤）层采空区、冒落裂隙塌陷区等空隙空洞进入地下，地下水主要运移和储存于富水性较好的砂岩裂隙含水层、碳酸盐岩岩溶含水层并最终汇集于采矿坑道，后经人工引排或机械抽排回到地面水循环作用场 。,水害概述,矿井水 矿井水即因人类生产生活活动在地表以下形成的人工空间，导通地下水和引入地表水的总称。 矿井水分类：根据矿井水分类标准（GB/T19223-2003）的分类：按照煤矿矿井水的可溶性固体含量、多数阳离子（Na+,0.5Ca2+,0
3、.5Mg2+）和多数阴离子（Cl-，HCO3-）的摩尔分数进行分别分类和综合分类。按照矿井水中可溶性固体含量分为高可溶性固体水（1000mg/l）、中可溶性固体水（5001000mg/l）和低可溶性固体水（500mg/l）3类。按照矿井水中阴离子的摩尔分数分为氯化物水、硫酸盐水、碳酸氢盐水、氯化物硫酸盐水、氯化物碳酸盐水、氯化物碳酸氢盐水、硫酸盐碳酸氢盐水、氯化物硫酸盐碳酸氢盐水等8类。按照矿井水中阳离子的含量和摩尔分数分为钠水、镁水、钙水、钠镁水、钠钙水、镁钙水和钠镁钙水等7类。,水害概述,矿井水的特征：矿井单位涌水量和涌水总量大小与区域水文地质条件和生产方式直接相关；矿井水水质状况与生产方
4、式直接相关；矿井水动力学特性不改变；矿井水既可改善矿井空气特性又可能破环井下生产生活环境。,水害概述,透水。指矿山、地下开采或其他井工作业时，意外水源带来的人员伤亡、财物损失事故。适用于井巷与含水岩层、地下含水带、溶洞或被淹巷道、地面水域相通时，涌水成灾的事故。不适用于地面水害事故。,水害概述,矿井水害:矿井在建设和生产过程中，地表水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，导致破坏性后果产生。当矿井水可能以突然的方式突出、喷出、溃入，导致邻接人员生命和公私财产毁损，甚至致使矿井局部或全部淹没；或矿井水渗出，在地温等条件作用下产生高湿环境，对邻接人员身体健康和公私财物毁坏，这
5、些危险性因素使矿井水形成矿井水害条件。矿井水灾害是煤矿常见的主要灾害之一。,水害概述,地表水害 洪水。包括： 雨洪水：在中低纬度地带，洪水的发生多由雨形成。大江大河的流域面积大，且有河网、湖泊和水库的调蓄，不同场次的 雨在不同支流所形成的洪峰，汇集到干流时，各支流的洪水过程往往相互叠加，组成历时较长涨落较平缓的洪峰。小河的流域面积和河网的调蓄能力较小，一次雨就形成一次涨落迅猛的洪峰。 山洪：山区溪沟，由于地面和河床坡降都较陡，降雨后产流、汇流都较快，形成急剧涨落的洪峰。,水害事故,泥石流：雨引起山坡或岸壁的崩坍，大量泥石连同水流下泄而形成。 融雪洪水：在高纬度严寒地区,冬季积雪较厚,春季气温大
6、幅度升高时，积雪大量融化而形成。 冰凌洪水：中高纬度地区内，由较低纬度地区流向较高纬度地区的河流（河段），在冬春季节因上下游封冻期的差异或解冻期差异，可能形成冰塞或冰坝而引起。 溃坝洪水：水库失事时,存蓄的大量水体突然泄放,形成下游河段的水流急剧增涨甚至漫槽成为立波向下游推进的现象。冰川堵塞河道、壅高水位，然后突然溃决时，地震或其他原因引起的巨大土体坍滑堵塞河流，使上游的水位急剧上涨，当堵塞坝体被水流冲开时，在下游地区也形成这类洪水。,水害事故,湖泊洪水：由于河湖水量交换或湖面大风作用或两者同时作用，可发生湖泊洪水。吞吐流湖泊，当入湖洪水遭遇和受江河洪水严重顶托时常产生湖泊水位剧涨，因盛行风的
7、作用，引起湖水运动而产生风生流，有时可达56m,如北美的苏必利尔湖、密歇根湖和休伦湖等。 天文潮：海水受引潮力作用，而产生的海洋水体的长周期波动现象。海面一次涨落过程中的最高位置称高潮，最低位置称低潮，相邻高低潮间的水位差称潮差。加拿大芬迪湾最大潮差达19.6m,中国杭州湾的澉浦最大潮差达8.9m。 风潮：台风、温带气旋、冷峰的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的水面异常升降现象。它和相伴的狂风巨浪可引起水位涨,又称风潮增水。 海啸:是水下地震或火山爆发所引起的巨浪。 洪水是指特大的径流而言。这种径流往往因河槽不能容纳而泛滥成灾。根据洪水形成的水源和发生时间，一般可将洪水分为春季融雪洪水和
8、暴雨洪水两类。 1931年死亡14.5万人，1954年死亡3.3万人， 1998年受灾严重的中下游五省死亡1562人，且大部分死于山区的山洪、泥石流。,水害水源,水害水源：根据水源赋存状态一般分为大气降水、地表水和地下水。 大气降水。 地表水：江、河、湖、溪、沟、池塘、山洪水和海水。 地下水：底层岩体孔裂隙水、岩溶地下河水、岩溶地下湖水、岩溶陷落柱水、暴雨期岩溶水、栖霞组茅口组半封闭岩溶水、断层水、老窑积水、采空积水。,煤矿水害,矿井水害的主要特征： 水害水源涉及面广 水害水源赋存状态复杂 水害水源突变条件较难掌握 水害水源隐蔽性较强 水害水源危险性大,中国近60年最大的灾害一览表,近60年来
9、我国的大灾害中，洪涝灾害排在 首位，共有6次，地震为5次，旱灾为2次。包括自然变异为主因的自然灾害和以人为影响为主因的人为灾害。大致可以排 出六大水灾害如下： 1950年7月，淮河大水。由于泥沙淤积，河床高 涨，加上国民党军队在淮海战役时对沿淮堤坝的大肆破坏， 这年汛期，淮河流域全面告急，河南、皖北许多地方一片汪 洋，水灾淹没土地3400余万亩，灾民1300万。淮北地区受 灾惨重，为百年所罕见。 1954年7月，长江、淮河大水。长江中下游、淮河 流域降水量普遍比常年同期偏多一倍以上，致使江河水位猛 涨，汉口长江水位高达2973米，较历史最高水位的1931 年高出145米。虽然沿江人民做出了极大
10、努力保卫荆江大 堤，从而保证了武汉市和南京市的安全，但却淹没农田 4755万亩， 1888万人受灾，财产损失在100亿元以上。由 于农产品减少，也影响了人民的生活和1955年的工业生 产。 1963年8月，海河大水。8月上旬河北省连续7天 下了5场暴雨，其中内丘县樟狐公社过程降水量2050毫 米，暴雨面积大，过程总雨量在1000毫米以上的面积达 5560平方公里，淹没104个县市7294多万亩耕地，水库崩 塌，桥梁被毁，京广线中断，天津告急， 2200余万人受 灾，直接经济损失达60亿元。,中国近60年最大的灾害一览表,1975年8月，河南大水。 7503号台风在福建登陆， 经江西南部、湖北，
11、5至7日在河南省伏牛山麓停滞和徘徊 20多个小时，最大降水量1605毫米，使汝河、沙颖河、唐 白河三大水系各于支流河水猛涨，漫溢决堤，板桥、石漫滩 水库垮坝失事，造成特大洪水，毁房断路，人畜溺毙，灾情 极为严重，直接经济损失100亿元。 1985年8月，辽河大水。 8507、8508、 8509号台 风袭击东北地区，连降大雨，加上河道年久失修，洪水宣泄 不畅，辽河原有河道行洪能力为5000秒立方米，实际上洪 水仅2000秒立方米，但却造成该省中小河流决口4000多 处，致使60多个市、县， 1200多万人， 6000多万亩农田和 大批工矿企业遭受特大洪水袭击，死230人，直接经济损失 47亿元
12、，东北三省减产粮食100亿斤。 1998年夏季，长江发生了自1954年以来的又一次全流域性特大洪水，东北嫩江、松花江也暴发了超历史记录的特大洪水。洪水造成的损失是巨大的，据不完全统计，全国受灾面积3亿多亩，受灾人口2亿2000多万人，直接经济损失2000亿元人民币。,四川地形,四川省位于我国西部，地跨青藏高原、横断山脉、云贵高原、秦巴山地、四川盆地几大地貌单元，地势西高东低，由西北向东南倾斜。最高点是西部的大雪山主峰贡嘎山，海拔高达7556米。地形复杂多样。以龙门山-大凉山一线为界，东部为四川盆地及盆缘山地，西部为川西高山高原及川西南山地。,四川煤矿水害及水患现状,我省煤矿特别重大（一次死亡3
13、0人以上）水害事故为各种事故之首。据统计，19852010年的25年间，我省共发生煤矿特别重大事故7起，其中6起为水害，占85.71%。 我省是全国煤矿水害重灾区之一。“十五”、“十一五”（20012010年）期间，全省共发生煤矿水害事故52起，死亡183人，平均死亡3.52人/起。其中，重大以上事故3起，死亡79人（2001年宜宾青龙嘴煤矿老窑透水、2005年广安龙滩煤矿岩溶突水）。 我省水害形势依然严峻。2007年，经初步调查，全省合法生产矿井个中，级水患（极危险）矿井35个，级水患（很危险）矿井140个，、级水患矿井175个，占全川矿井总数的10.36%。,重大水害事故,四川水害现状：我
14、省煤矿单起事故后果特别严重的是水害事故！1990以来，发生在我省煤矿的四起特大事故中，有三起为水害事故。其中建国以来四川煤矿（基建矿井）第一惨案是水害，1985年9月20日15时15分，正在建设中的广安李家沟煤矿+700米平硐至+830米轨道上山段岩溶裂隙透水事故，在救援中因救援不当无控制揭穿堵塞体，致使64名救援人员61人死亡、2人重伤、1人轻伤。其主要原因是“管理混乱、有疑未探、擅改设计、无章施救”；乡镇企业生产矿井，乐山犍为县东风煤矿1990年4月6日发生老窑水，致使57人遇难；1991年8月9日自贡富顺中坝煤矿老窑透水事故致使42人遇难；国有煤矿生产矿井第一惨案，2001年5月18日宜
15、宾南溪青龙嘴煤矿老窑透水事故致死39人。另外，2005年10月4日21时15分，川煤集团在建的龙滩矿井透水事故致死28人，是损失最惨重的透水事故。,四川煤矿水害严重的主要原因,1、暴露型煤田，降水补给条件好，矿井水丰富。我省具有经济技术开采价值的煤炭资源赋存于晚二叠世和晚三叠世“双纪煤田”，主要为暴露型煤田。采煤区主要分布于四川盆地周边丘陵低山及低中山区，属海洋性温暖潮湿季风气候，年降水量较大（一般12001400mm，最大可达3000mm以上），降水通过裂隙、溶隙、溶洞等直接渗漏后汇集于井下，同时，上万条河流溪沟水具有不同程度漏水情况，煤矿井采坑道水源补给量丰富。,我省煤矿水害严重的主要原因
16、,2、废弃老窑太多，老窑积水状态不清。我省煤炭开发历史悠久，多数产煤地采煤煤史在百年以上，先后经历了无序个体坑采、小窑季节井采和今天的正规设计井采阶段。在98年关井压产前全省有各类矿井9千多处。据不完全统计，现有合法生产矿井所在井田中，有1.3万个以上废弃小窑，平均每个生产矿井中有7.70个废弃小窑，位于现采巷道系统上方或侧部。废弃老窑多有积水，已知单个最大积水量达万立方米以上。多数废弃老采区积水位置及积水量不清，构成煤矿的突出水患，已发生的煤矿水害事故相当部分为老窑透水（如2001年宜宾青龙嘴煤矿死亡39人的特别重大透水事故；2011年8月29日，大竹县曾家沟煤矿+210m四夹连北采煤工作面发生的透水事故，死亡12人）。,我省煤矿水害严重的主要原因,3、构造及水文地质环境复杂，水患隐蔽性较强。四川省位于古亚洲构造域、特提斯构造域及环太平洋构造域三者的交接复合部位。在漫长的地质历史时期内，由于板块的离合、碰撞，加之后期改造的结果，使得我省煤矿区构造异常复杂。主要表现在褶皱多、断层多、煤层倾角变化大（缓倾倾斜急倾斜倒转），造成连续的煤层被分割影响坑道正常布置，岩体较破碎形成良好的过水通
