维普资讯 http://www.cqvip.com 第７—８期 山西焦煤科技 Ｎｏ．７—８ ２００８年８月 Ｓｈａｎｘｉ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｕｇ．２００８ ・技术经验・ 带压矿井应急排水系统和防水闸门的应用 王国强① （山西焦煤霍州煤电集团公司地测部） 摘要带压开采矿井防治水管理是矿井安全开采关键性的问题，在防治水管理中建筑防水闸 门和构建应急救援排水系统是积极应对突水危险的两项重要措施。对比和分析了两种措施的适用条 件及其优缺点，对带压矿井综合防治水管理，采取有效防水措施具有重要意义。 关键词 应急救援排水系统；防水闸门；带压；突水；措施；应用；意义 中图分类号：ＴＤ７４５．２５文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—０６５２（２００８）０７＆０８—０００９—０３ 随着矿井的长期开采、资源的枯竭，开采深部水 老空区积水），有较大突水危险性，利用井底中央排 平、边缘区域和水文地质条件复杂区域的资源已迫在 水系统或在其附近建造，为应对矿井突水时抢险救灾 眉捷。因此，矿井受到顶板水、承压水、老空水等水患 的抗灾强排系统。它一般选用大流量、高扬程潜水 的影响越来越严重。带压开采、水害防治已成为许多 泵，配合大流量管路直通式排水，水泵控制系统一般 矿井亟待解决的难题。为确保带压矿井安全开采，有 安装在地面，井下泵房无人职守，在突水时通过强排 效防治水害事故发生，《煤矿安全规程》第２７０条规 的方式来控制突水水量，或延缓淹井时间，是抢险救 定：“（２）承压含水层不具备疏水降压条件时，必须采 灾或恢复生产的重要手段。它在防治水管理中的主 取建筑防水闸门、注浆加固底板、留设防水煤柱、增加 要特点在于“排”。 抗灾强排能力等防水措施”。第２７３条规定：“（７） １．２应急救援排水系统的优缺点 ……老矿井不具备建筑水闸门的隔离条件，或深部 １）优点。ａ）排水能力大，抗灾抢险能力强，对 水压大于５ ＭＰａ，高压水闸门尚无定型设计时，可以 一定流量范围的突水能有效控制，可在不发生淹井事 不建水闸门，但必须制定防突水措施”。因此，建筑 故的情况下治理突水点和抢险人员、设备。ｂ）在突 防水闸门和增加抗灾强排系统是带压开采矿井在防 水量较大，超过强排系统能力时，能延缓淹井时间，最 治水管理方面所采取的两项重要措施。 大限度保证人员安全出井。 应急救援排水系统是实际生产中最常用的《煤 ２）缺点。ａ）强排在抢险费用投人上较高，电 矿安全规程》中所指的“增加抗灾强排能力”的排水 费、设备损耗及地下水破坏、地表破坏等方面需投人 系统。防水闸门和应急救援排水系统都是井下防治 较大的费用。ｂ）强排一般都会直接影响区域水位， 水的重要安全设施，在带压矿井安全管理实践中得到 破坏地下水文动态环境。Ｃ）强排可能导致出水通道 了较好的推广运用，下面将两种形式的防治水措施在 更加畅通，突水量不断增大，不利于对出水点的快速 实际工作中的运用进行分析和对比。 治理。ｄ）突水量较大时，强排只能延缓淹井时间，争 １ 应急救援排水系统 取最多的时间用于人员及设备升井，但最终仍要淹 １．１ 应急救援排水系统的组成特点 井。ｅ）由于出水是突发性和偶然性的，抢险泵在不 应急救援排水系统是指受水患影响严重的矿井， 突水情况下的日常维护和管理难度较大，一旦维护不 由于开采煤层的顶板或底板附近存在强含水层（或 到位或环节系统出现问题，不能保证应急系统时刻完 ① 作者简介：王国强男 １９７３年出生１９９５年毕业于雁北煤炭工业学校助理工程师霍州０３１４００ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ｌ０・ 山西焦煤科技 ２００８第７—８期 好，在突然出水的情况下，应急救援系统不能正常启 动或使用，会导致应急救援系统不能发挥作用。ｆ） 由于突水量是无法准确预测的，应急系统能力只能考 虑到一定突水范围内，一旦突水量超过这个范围，或 在突水情况下，泥、砂、杂物一涌而下，使排水泵效率 极低或损坏较快时，应急系统也不能起到应有的作 用。ｇ）应急救援排水系统环节不能过于复杂，否则 影响排水能力和抢险效果。 ２ 防水闸门 ２．１ 防水闸门的组成特点 防水闸门是为预防矿井突然涌水造成淹井而安 设的闸门。它由混凝土墙垛、门框和能开启的门板组 成。砌筑在通往水害威胁地区巷道的总汇合处、井底 车场和井下水泵房。它是带压开采矿井中常用的防 治水安全设施，在防治水管理中的主要作用在“堵”， 有较高的安全保障性。 ２．２ 防水闸门使用优缺点 １）优点。ａ）防水闸门操作使用简单、方便、快 捷、灵活。ｂ）一旦安装好后，日常维护方便，抢险投 入费用较少，安全保障性高。ｃ）对突水区域以“堵” 为主，形成静水环境，“堵”在一定程度上阻止了出水 量继续增大，有利于对出水点快速治理。ｄ）可将突 水区域和其它区域隔绝开，避免出水影响其它区域安 全。ｅ）一般不会对区域水位造成大的影响，不会破 坏地下水文动态环境。 ２）缺点。ａ）建造条件比较苛刻，防水闸门质量 要求较高。要求建在坚硬、稳定、完整、致密的岩层直 线巷道中，防水闸门墙体要进行注浆处理，防水闸门 关闭后不能漏水等。ｂ）防水闸门建成后，可能会对 巷道通风、电缆布设、轨道运输、皮带运输存在一定影 响，同时轨道和皮带的穿过对快速关闭防水闸门有一 定影响。ｃ）地压较大的矿井不适用，闸门容易变形， 墙体容易裂缝，无法正常使用。ｄ）带压较大的矿井 （一般在带压５ ＭＰａ以上），防水闸门没有定型设计， 不能使用。ｅ）关闭后，即对采区实行了封闭，人员及 设备不能出入，在人员没有安全撤出之前，不能关闭。 ｆ）关闭闸门后，水对被淹没区域内设备和巷道影响 较大，恢复生产难度较大。 ３分析及对比适用条件 两种防治水安全设施在带压矿井防治水安全管 理中从不同的角度发挥着积极的作用，都能保障矿井 安全，提高矿井的抗灾抢险能力。但通过分析对比可 以看出两种防水措施在适用条件上有差别，互有优 缺点。 应急救援排水系统配合矿井正常排水系统形成 了矿井强有力的抗灾排水系统，是带压矿井保障安全 生产的基础，可最大限度地保证矿井安全和抗灾抢 险。应急救援排水系统在带压矿井中均可适用，但更 适用带压较大、地压较大的矿井及立井系统中，在防 水闸门不能正常发挥作用的情况下，应急救援排水系 统对保障矿井安全及水灾后恢复生产起着积极作用。 河北峰峰矿务局梧桐庄矿主采煤层带压大，最大带压 达７ ＭＰａ以上，防水闸门没有定型设计，安装了应急 救援排水系统。通过多年探索应急救援排水系统的 管理和应用，总结出了一套较为可行的理论与经验， 在急救援排水系统的应用上走在行业的前列。 防水闸门相对而言，在带压较小（一般小于５ ＭＰａ）、分区开采及排水环节系统复杂的矿井中有着 明显优势，一方面，可以将突水控制在一定区域内，不 影响其它区域安全；另一方面，通过关闭闸门形成静 水环境，阻止了出水量继续增大，有利于快速治理封 堵出水点。如霍州煤电集团白龙煤矿在２００７年３７０ 水平首采面因构造导通奥灰灰岩含水层而出水后，突 水量最大达到１ ２００ ｍ ／ｈ，超过了采区排水能力，有 淹井危险，在关闭了３７０水平首采区防水闸门后，最 终将３７０水平首采区形成一个封闭区域，抑制了出水 量继续增大，控制了出水影响范围，为在静水条件下 封堵出水点创造了有利条件。 ４几点建议 １）在现代化矿井建设中，以提高矿井综合防治 水能力为前提，在水文地质条件适宜的矿井，建设既 有应急救援排水系统又有防水闸门安全设施的矿井， 在保障矿井安全、抗灾抢险上更具有优势，能得到双 重的安全保障。 ２）对于涌水量较大的带压矿井，可以考虑应急 救援排水系统与矿井主排水系统联合建设，使联合排 水系统既应用于日常排水，又能在矿井发生突水的情 况下进行抗灾抢险，即可大大增强了矿井的排水能 力，又可保证应急救援排水系统的时刻完好，而保证 矿井安全。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第７—８期 王国强：带压矿井应急排水系统和防水闸门的应用 ３）安装防水闸门的矿井，由于防水闸门比较笨 ４）在设计安装防水闸门时，必须考虑防水闸门 重，在开启、关闭的时候不方便，可以考虑利用液压系 安装地段的风流调节系统，防止在关闭防水闸门后， 统进行远程操纵，使防水闸门的关闭更加灵活、可靠， 造成该段巷道通风不畅或盲巷，出现新的隐患问题。 与应急救援系统一起实现地面监测与控制，最终实现 现代化矿井救援体系科学化、自动化的建设目标。 收稿日期２００８一Ｏ５一ｌＯ 参考文献 ［１］国家安全生产监督管理总局．国家煤矿安全监安局．煤矿安全规程［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，２００６：ｌ４４—１４７． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ Ｇａｔｅｓ ｉｎ Ａｑｕｉｆｅｒ Ｍｉｎｅ Ｗａｎｇ Ｇｕｏｑｉｎａｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｓ ａ ｃｒｕｃｉａｌ ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｆｅ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ ａｑｕｉｆｅｒ ｍｉｎｉｎｇ ｍｉｎｅ，ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｇａｔｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｗｏ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ａｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｗｏ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｆｉｎｄｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｕｉｔ— ａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｅｒｉｔｓ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｎｉｎｇ ｔｏ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎ— ｓｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔａｋｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ａｑｕｉｆｅｒ ｍｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ；Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｇａｔｅ；Ａｑｕｉｆｅｒ；Ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ；Ｍｅａｓｕｒｅｓ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ； Ｍｅａｎｓ （上接第８页） 经过２月大倾角俯采实践，月产均在１５万ｔ以上，工 马兰矿经过近两个月的大倾角俯采技术实践，在 作面安全顺利推进至坡底，达到了预期的目标。 大倾角俯采技术上做了一些有益的探索，取得了良好 ２）减少了１次工作面拆迁，少丢煤１０万ｔ。减 的效果，填补了西山煤电集团公司大倾角俯采的空 少了１次拆安工作面，节约成本约１５０万元。 白。 收稿日期２００８—０５—１６ 参考文献 ［１］ 周玉华．综采工作面大倾角俯采的生产实践［Ｊ］．煤矿开采，２００５（１）：３１． ［２］ 霍志朝，章之燕．大倾角俯采工作面设备下滑控制技术实践［Ｊ］．煤炭科学技术，２００４（６）：１４—１６． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ Ａｎｇｌｅ Ｕｎｄｅｒｈａｎｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｇｙ ｉｎ Ｆｌｄｌｙ Ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ Ｃｏａｌ Ｍｉｉｎｎｇ Ｆａｃｅ Ｘｕｅ Ｒｕｎｇｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｕｎｄｅｒｈａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ １ ８ １ ０５ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ ｏｆ Ｍａｌａｎ ｍｉｎｅ，ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓ— ｐｅｃｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｕｎｄｅｒｈａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ，ｅｎｄ ａｎｄ ｆｏｒｅｐｏｌｉｎｇ ｓｕｐ— ｐｏｒｔ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃａｒｒｉｅｓ ｏｕｔ ｓｔｏｐｉｎｇ ｔｏ ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｕｎｄｅｒｈａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ，ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｏｂｔａｉｎｓ ｂｅｔｔｅｒ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｖａｌｕａｂｌｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｕｎｄｅｒｈａｎｄ ｍｉｎ— ｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ；Ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ；Ｕｎｄｅｒｈａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ；Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；Ｍｅａｓｕｒｅｓ； Ｅｆｆｅｃｔｓ；Ａｎａｌｙｓｉｓ