坑道和井下灾害是发生在地下工程进行之中的灾害。这类灾害不少,本节所涉及的灾害有坑道突水、瓦斯爆炸、岩爆和煤层自燃等等。煤层自燃也有非人类工程活动引起的,因第三章没有涉及,故在这里一并论述。
(一)坑道突水
坑道突水灾害是在坑道掘进或采矿过程中揭穿地下富水溶洞、旧矿井(坑)、导水断裂等时,大量地下水突然涌入工作面或地段所导致的人员伤亡、矿井淹没或机械设备损毁的突发性灾害。如果水中带有泥沙,还会堵塞坑道和排水系统,加大处理难度。地下突水有时还会导致地表塌陷,危害更大。在建设地下通道,如隧道等工程也往往会遇到同样的问题。坑道突水的原因除了客观的地质条件之外,还与工作人员对于施工现场的地质构造、地下水条件没有充分掌握有关。而在这类地区(如喀斯特溶洞发育地区)进行根本没有地质勘测的盲目施工,其遭遇的机率更大。
早在清代,已有煤矿及其他矿区的矿坑积水灾害记载,并因积水导致生产停顿,但由于文字简略,积水的原因是否与突水相关,则无法判断。其中有乾隆二十六年(1761)的四川屏山铁矿;乾隆二十八年(1763)京西门头沟煤窑73座;山西凤台小河、辛壁、苇町、上掌四村煤窑;乾隆五十六年(1791)四川洪雅铁矿;嘉庆八年(1803)贵州水城富集厂铅矿、湖南郴州三元冲铅矿,金川塘、杉树坑、东坑湖铜铅矿,都因水淹或夏秋有水而停采。
近年以来,矿坑(坑道)突水、泥沙的灾害时有报道。至1991年,全国至少有14个省(区)出现过坑道突水事故。自80年代以来的10多年中,共发生262起,死139人,经济损失巨大,仅山东就达1.5—2亿元之多。
山西省六大煤田中,有5个煤田(宁武、河东、西山、霍西、沁水)19个矿区50个井田开采石炭系太原组煤层,都受下伏奥陶系岩溶水的突水威胁。自80年代以来,发生突水灾害的有以下各矿:
1982年,太原东山杨家峪煤矿,突水量1.3万立方米/小时,淹没矿井一个。
轩岗矿的4个生产矿井位于奥陶系岩溶水位之下,断层发育,建矿30余年,已发生突水39起。突水最严重的刘家梁矿,单点突水量值最高达到226.3—348.55立方米/小时,1986年最大突水值为841.71立方米/小时。
霍州矿区,位于汾河沿岸,地质构造复杂,矿井突水灾害不断。1985年1月,圣佛矿东区北下山大巷发生突水量达250立方米/小时的顶板突水;1984年4、5、10三月,曹村矿分别发生突水量达390立方米/小时、450立方米/小时、844立方米/小时的突水灾害。
广东地下工程的突水事故也时有发生。其中矿井突水事故从1960到1992年4月,共发生13起,死亡人数89人,经济损失589亿元。京广铁路大瑶山隧道(在乐昌、坪石之间)区内发生多处涌水涌沙现象。在1990年5月26日和11月2日共发生两起,其中5月发生的突发性涌水涌沙约1.5万立方米,堵塞中心水沟,淹没道床170米,泥沙覆盖钢轨25米,积厚 0.2米,中断行车15小时。10月至11月2日期间,拱顶发生间断性涌水涌沙,被迫中断行车87小时。
广西壮族自治区主要的矿井突水现象均与灰岩地层中的岩溶有关,突水严重的矿山有合山、温平、乔贤、东罗和西湾煤矿,桂平锡基铅锌矿、泗顶铅锌矿等。1976、1977、1979年因突水,泗顶铅锌矿均发生淹井事故。原因是矿体位于地下水位之下,进行排水后出现地面塌陷,河水从塌陷注入,通过岩溶通道进入矿坑所致。(《中国地质灾害》,第345页)
贵州省发生过坑道透水。1985年7月1日,六盘水汪家寨煤矿因小窑沟通河水进入主矿井,突水量达每天89224立方米,淹没矿井,积水130万立方米,停产一年以上。经济损失5600万元。1991年再次淹井,又遭损失4000万元。
1967年11月9日,遵义铜锣井锰矿掘进时遇石炭岩充水溶洞,稀泥从钎眼中涌出,后突水,每日达1413立方米,淹没矿井。
据不完全统计,自1977年以来,突水灾害在山东省发生12起,死17人;安徽省27起,死25人;江西省从50年代以来共68起;广东省13起,死89人;广西壮族自治区83起,死7人;河南在15个矿井中发生24起;吉林省3起,死6人;江苏、浙江、四川等省也都较严重。
本文标题:坑道和井下灾害
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