煤矿防治水细则新旧对照

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1、原煤矿防治水规定条款修订后条款第三条 防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。 第三条第三条 煤矿防治水工作应当坚持煤矿防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采先治后采的原则,根据不同水文地的原则,根据不同水文地质条件,采取质条件,采取探探、防、堵、疏、排、防、堵、疏、排、截、截、监监的综合防治措施。的综合防治措施。 煤矿必须落实防治水的主体责煤矿必须落实防治水的主体责任,推进防治水工作由过程治理向任,推进防治水工作由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、源头预防、局部治理向区域治理、

2、井下治理向井上下结合治理、措施井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保防范向工程治理、治水为主向治保结合的转变,构建理念先进、基础结合的转变,构建理念先进、基础扎实、勘探清楚、科技攻关、综合扎实、勘探清楚、科技攻关、综合治理、效果评价、应急处置的防治治理、效果评价、应急处置的防治水工作体系。水工作体系。 防治水十六字原则科学地概括了水害防治工作的基本程序。它们的含义是: “预测预报” 是指查清矿井水文地质条件基础上,对水害作出科学地分析判断和评价。 “有疑必探” 是根据预测预报评价结论,对可能构成水害威胁的区域、地点,采用钻探、物探、化探、等综合技术手段查明水害隐患。 “先

3、探后掘” 是指首先进行综合探查并排除水害威胁,确认巷道掘进前方没有水害隐患后再掘进施工。 “先治后采” 是指根据查明的水害情况,采取有针对性的治理措施排除水害威胁后,再安排回采。 煤矿防治水七项综合治理措施是指煤矿防治水七项综合治理措施是指:探:探、防、堵、防、堵、疏、排、截、疏、排、截、监监。它们的含义是:。它们的含义是: “探探” ” 是指煤矿井下探放水。是指煤矿井下探放水。 “防防” 是指合理留设各类防隔水煤是指合理留设各类防隔水煤( (岩岩) )柱。柱。 “堵堵” 是指注浆封堵具有突水威胁的含水层和导是指注浆封堵具有突水威胁的含水层和导水通道。水通道。 “疏疏”是指探放老空水和对承压含

4、水层进行疏水降是指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压。压。 “排排是指完善矿井排水系统。是指完善矿井排水系统。 “截截”是指加强地表水的截流治理。是指加强地表水的截流治理。 “监监”是指对水文进行是指对水文进行动态动态监测监控。监测监控。 第四条 煤炭企业、煤矿的主要负责人(法定代表人、实际控制人,下同)是本单位防治水工作的第一责任人,总工程师(技术负责人,下同)负责防治水的技术管理工作。 第五条 煤矿应当根据本单位的水害情况,配备满足工作需要的防治水专业技术人员,配齐专用的探放水设备,建立专门的探放水作业队伍,储备必要的水害抢险救灾设备和物资。 水文地质类型复杂、极复杂的矿矿,还应当设立专

5、门的防治水机构、配备防治水副总工程师。 原煤矿防治水规定条款修订后条款第五条 煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况,配备满足工作需要的防治水专业技术人员,配齐专用探放水设备,建立专门的探放水作业队伍。 水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井,除符合本条第一款规定外,还应当设立专门的防治水机构。 第五条 煤矿应当根据本单位的水害情况,配备满足工作需要的防治水专业技术人员,配齐专用的探放水设备,建立专门的探放水作业队伍,储备必要的水害抢险救灾设备和物资。 水文地质类型复杂、极复杂的矿矿,还应当设立专门的防治水机构、配备防治水副总工程师。原煤矿防治水规定条款修订后条款第六条 煤矿企业、矿井应当建

6、立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。 第六条 煤炭企业、煤矿应当结合本单位实际情况建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度以及应急处置制度等。 煤矿主要负责人必须赋予调度员、安检员、井下带班人员、班组长等相关人员紧急撤人的权力,发现突水(透水、溃水,下同)征兆、极端天气可能导致淹井等重大险情,立即撤出所有受水患威胁地点的人员,在原因未查清、隐患未排除之前,不得进行任何采掘活动。 原煤矿防治水规定条款修订后条款第七条 煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划

7、和年度计划,并组织实施。 第七条 煤炭企业、煤矿应当编制本单位防治水中长期规划(5年)和年度计划,并组织实施。煤矿防治水应当做到“一矿一策、一面一策”,确保安全技术措施的科学性、针对性和有效性。原煤矿防治水规定条款新增条款原煤矿防治水规定没有该条款第九条第九条 矿井应当建立地下水矿井应当建立地下水动态监测系统,对井田范围内动态监测系统,对井田范围内主要充水含水层的水位、水温、主要充水含水层的水位、水温、水质等进行长期动态观测,对水质等进行长期动态观测,对矿井涌水量进行动态监测。受矿井涌水量进行动态监测。受底板承压水威胁的水文地质类底板承压水威胁的水文地质类型复杂、极复杂矿井,应当采型复杂、极复

8、杂矿井,应当采用微震、微震与电法耦合等科用微震、微震与电法耦合等科学有效的监测技术,建立突水学有效的监测技术,建立突水监测预警系统,探测水体及导监测预警系统,探测水体及导水通道,评估注浆等工程治理水通道,评估注浆等工程治理效果,益测导水通道受采动影效果,益测导水通道受采动影响变化情况。响变化情况。原煤矿防治水规定条款修订后条款第十一条 根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度,矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种 。第十二条第十二条 根据井田内受采掘破坏或根据井田内受采掘破坏或

9、者影响的含水层及水体、井田及周者影响的含水层及水体、井田及周边老空(边老空(火烧区,下同火烧区,下同)水分布状)水分布状况、矿井涌水量、突水量、开采受况、矿井涌水量、突水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程水害影响程度和防治水工作难易程度,将矿井水文地质类型划分为简度,将矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂和极复杂单、中等、复杂和极复杂4 4种类型。种类型。原煤矿防治水规定条款修订后条款第十三条 矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定。当发生重大突水事故后,矿井应当在1年内重新确定本单位的水文地质类型。 第十四条第十四条 矿井水文地质类型矿井水文地质类型应当每应当每3年修订年修订1次。当

10、发生较次。当发生较大以上水害事故或者因突水造大以上水害事故或者因突水造成采掘区域和矿井被淹的,应成采掘区域和矿井被淹的,应当在恢复生产前重新确定矿井当在恢复生产前重新确定矿井水文地质类型。水文地质类型。原煤矿防治水规定条款修订后条款第十六条 矿井应当建立下列防治水基础台账: (一)矿井涌水量观测成果台账;(二)气象资料台账;(三)地表水文观测成果台账;(四)钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账;(五)抽(放)水试验成果台账;(六)矿井突水点台账;(七)井田地质钻孔综合成果台账;(八)井下水文地质钻孔成果台账;(九)水质分析成果台账;(十)水源水质受污染观测资料台账;(十一)水源井(孔)资料

11、台账;(十二)封孔不良钻孔资料台账;(十三)矿井和周边煤矿采空区相关资料台账;(十四)水闸门(墙)观测资料台账;(十五)其他专门项目的资料台账。矿井防治水基础台账,应当认真收集、整理,实行计算机数据库管理,长期保存,并每半年修正1次。 第十四条第十四条 矿井水文地质类型矿井水文地质类型应当每应当每3年修订年修订1次。当发生较次。当发生较大以上水害事故或者因突水造大以上水害事故或者因突水造成采掘区域和矿井被淹的,应成采掘区域和矿井被淹的,应当在恢复生产前重新确定矿井当在恢复生产前重新确定矿井水文地质类型。水文地质类型。 (六)矿井突水点台账;(六)矿井突水点台账; (七)井田地质钻孔综合成果台账

12、;(七)井田地质钻孔综合成果台账; (八)井下水文地质钻孔成果台账;(八)井下水文地质钻孔成果台账; (九)水质分析成果台账;(九)水质分析成果台账; (十)水源水质受污染观测资料台账;(十)水源水质受污染观测资料台账; (十一)水源井(孔)资料台账;(十一)水源井(孔)资料台账; (十二)封孔不良钻孔资料台账;(十二)封孔不良钻孔资料台账; (十三)矿井和周边煤矿采空区相关资料台账;(十三)矿井和周边煤矿采空区相关资料台账; (十四)防水闸门(墙)观测资料台账;(十四)防水闸门(墙)观测资料台账; (十五)物探成果验证台账;(十五)物探成果验证台账; (十六)其他专门项目的资料台账。(十六)

13、其他专门项目的资料台账。 第十六条第十六条 建设矿井应当按照矿井建设的有关规定,在建设矿井应当按照矿井建设的有关规定,在建井期间收集、整理、分析有关水文地质资料,并在建井完建井期间收集、整理、分析有关水文地质资料,并在建井完成后将井田地质勘探报告、建井设计及建井地质报告等资料成后将井田地质勘探报告、建井设计及建井地质报告等资料全部移交给生产单位。全部移交给生产单位。 建设矿井应当编制下列主要成果及图件:建设矿井应当编制下列主要成果及图件: (一)水文地质观测台账和成果;(一)水文地质观测台账和成果; (二)突水点台账,防治水的技术总结,注浆堵水记录和(二)突水点台账,防治水的技术总结,注浆堵水

14、记录和有关资料;有关资料; (三)井筒及主要巷道水文地质实测剖面;(三)井筒及主要巷道水文地质实测剖面; (四)建井水文地质补充勘探成果(如井筒检查孔等);(四)建井水文地质补充勘探成果(如井筒检查孔等); (五)建井地质报告,应当包含防治水的相关内容(五)建井地质报告,应当包含防治水的相关内容 第十七条第十七条 生产矿井应当编制包括防治水内容的生产地质生产矿井应当编制包括防治水内容的生产地质报告,并按照规定编制下列水文地质图件:报告,并按照规定编制下列水文地质图件: (一)矿井综合水文地质图;(一)矿井综合水文地质图; (二)矿井综合水文地质柱状图;(二)矿井综合水文地质柱状图; (三)矿井

15、水文地质剖面图;(三)矿井水文地质剖面图; (四)矿井充水性图;(四)矿井充水性图; (五)矿井涌水量与相关因素动态曲线图。(五)矿井涌水量与相关因素动态曲线图。 矿井水文地质图件主要内容及要求见矿井水文地质图件主要内容及要求见 附录二,并至少每附录二,并至少每半年修订半年修订1次。次。 其他有关防治水图件由矿井根据实际需要编制。其他有关防治水图件由矿井根据实际需要编制。 附录二附录二 矿井水文地质图件主要内容及要求矿井水文地质图件主要内容及要求 一、矿井综合水文地质图一、矿井综合水文地质图 矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之一,矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之一

16、,也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。 综合水文地质图一般在井田地形地质图的基础上编制,综合水文地质图一般在井田地形地质图的基础上编制,比例尺为比例尺为1 1:20002000、1 1:50005000或者或者1 1:1000010000。主要内容有:。主要内容有: 1基岩含水层露头(包括岩溶)及冲积层底部含水层基岩含水层露头(包括岩溶)及冲积层底部含水层(流砂、砂砾、砂礓层等)的平面分布状况;(流砂、砂砾、砂礓层等)的平面分布状况; 2地表水体,水文观测站,井、泉分布位置及陷落柱范地表水体,水文观测站,井、泉分布位置及陷落柱范围;围; 3水文地质钻孔及

17、其抽水试验成果;水文地质钻孔及其抽水试验成果; 4。基岩等高线(适用于隐伏煤田);。基岩等高线(适用于隐伏煤田); 5.已开采井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水点已开采井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水点资料;资料; 6主要含水层等水位(压)线;主要含水层等水位(压)线; 7。老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况;。老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况; 8有条件时,划分水文地质单元,进行水文地质分区。有条件时,划分水文地质单元,进行水文地质分区。二、矿井综合水文地质柱状图二、矿井综合水文地质柱状图 矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水层矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水

18、层及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水性的图纸。一般采用相应比例尺随同矿井综合水文性的图纸。一般采用相应比例尺随同矿井综合水文地质图一道编制。主要内容有:地质图一道编制。主要内容有: 1。含水层年代地层名称、厚度、岩性、岩溶发。含水层年代地层名称、厚度、岩性、岩溶发育情况;育情况; 2各含水层水文地质试验参数;各含水层水文地质试验参数; 3。含水层的水质类型;。含水层的水质类型; 4含水层与主要开采煤层之间距离关系。含水层与主要开采煤层之间距离关系。三、矿井水文地质剖面图三、矿井水文地质剖面图 矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲

19、、矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。主要内容有:断裂构造等和煤层之间的空间关系。主要内容有: 1含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度;含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度; 2水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测资料;水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测资料; 3. 地表水体及其水位;地表水体及其水位; 4主要井巷位置;主要井巷位置; 5.主要开采煤层位置。主要开采煤层位置。 矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质剖面为基础。剖面为基础。 四、矿井充水性图四、矿井充水性图

20、矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸,是分析矿矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸,是分析矿井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一,也是井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一,也是矿井防治水的必备图纸。一般采用采掘工程平面图作底图进行编制,矿井防治水的必备图纸。一般采用采掘工程平面图作底图进行编制,比例尺为比例尺为1:2000或者或者1:5000。主要内容有:。主要内容有: 1各种类型的出(突)水点应当统一编号,并注明出水日各种类型的出(突)水点应当统一编号,并注明出水日期、涌水量、水位(水压)、水温及涌水特征;期、涌水量、水位(水压)、

21、水温及涌水特征; 2古井、废弃井巷、采空区、老硐等的积水范围和积水量;古井、废弃井巷、采空区、老硐等的积水范围和积水量; 3井下防水闸门、防水闸墙、放水孔、防隔水煤(岩)柱、井下防水闸门、防水闸墙、放水孔、防隔水煤(岩)柱、泵房、水仓、水泵台数及能力;泵房、水仓、水泵台数及能力; 4。井下输水路线;。井下输水路线; 5井下涌水量观测站(点)的位置;井下涌水量观测站(点)的位置; 6其他。其他。 矿井充水性图应当随采掘工程的进展定期补充填绘。矿井充水性图应当随采掘工程的进展定期补充填绘。五、矿井涌水量与相关因素动态曲线图五、矿井涌水量与相关因素动态曲线图 矿井涌水量与相关因素动态曲线是综合反映矿

22、井矿井涌水量与相关因素动态曲线是综合反映矿井充水变化规律,预测矿井涌水趋势的图件。各矿井充水变化规律,预测矿井涌水趋势的图件。各矿井应当根据具体情况,选择不同的相关因素绘制下列应当根据具体情况,选择不同的相关因素绘制下列几种关系曲线图。几种关系曲线图。 1. 矿井涌水量与降水量、地下水位关系曲线图;矿井涌水量与降水量、地下水位关系曲线图; 2矿井涌水量与单位走向开拓长度、单位采空面矿井涌水量与单位走向开拓长度、单位采空面积关系曲线图;积关系曲线图; 3矿井涌水量与地表水补给量或者水位关系曲线矿井涌水量与地表水补给量或者水位关系曲线图;图; 4.矿井涌水量随开采深度变化曲线图。矿井涌水量随开采深

23、度变化曲线图。六、矿井含水层等水位(压)线图六、矿井含水层等水位(压)线图 等水位(压)线图主要反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和等水位(压)线图主要反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和极复杂型的矿井,对主要含水层(组)应当坚持定期绘制等水位(压)极复杂型的矿井,对主要含水层(组)应当坚持定期绘制等水位(压)线图,以对照分析矿井疏干(降)动态。比例尺为线图,以对照分析矿井疏干(降)动态。比例尺为1:2000、1:5000或者或者1:10000。主要内容有:。主要内容有: 1含水层、煤层露头线,主要断层线;含水层、煤层露头线,主要断层线; 2水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高,孔(井、泉

24、)口标高水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高,孔(井、泉)口标高和地下水位(压)标高;和地下水位(压)标高; 3。河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地。河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地面标高和同期水面标高;面标高和同期水面标高; 4矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线;矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线; 5地下水等水位(压)线和地下水流向;地下水等水位(压)线和地下水流向; 6可采煤层底板隔水层等厚线(当受开采影响的主含水层在可采煤可采煤层底板隔水层等厚线(当受开采影响的主含水层在可采煤层底板下时);层底板下时); 7。井下涌水、突水

25、点位置及涌水量。井下涌水、突水点位置及涌水量。 七、区域水文地质图七、区域水文地质图 区域水文地质图一般在1:10000 -1:100000区蜮地质图的基础上经过区域水文地质调查之后编制。成图的同时,尚需写出编图说明书。矿井水文地质复杂型和极复杂型矿井,应当认真加以编制。主要内容有: 1地表水系、分水岭界线、地貌单元划分; 2主要含水层露头,松散层等厚线; 3地下水天然出露点及人工揭露点; 4岩溶形态及构造破碎带; 5。水文地质钻孔及其抽水试验成果; 6地下水等水位线,地下水流向; 7划分地下水补给、径流、排泄区; 8划分不同水文地质单元,进行水文地质分区; 9附相应比例尺的区域综合水文地质柱

26、状图、区域水文地质剖面图。八、矿区岩溶图 岩溶特别发育的矿区,应当根据调查和勘探的实际资料编制矿区岩溶图,为研究岩溶的发育分布规律和矿井岩溶水防治提供参考依据。 岩溶图的形式可以根据具体情况编制成岩溶分布平面图、岩溶实测剖面图或者展开图等。 1.岩溶分布平面图可以在矿井综合水文地质图的基础上填绘岩溶地貌、汇水封闭洼地、落水洞、地下暗河的进出水口、天窗、地下水的天然出露点及人工出露点、岩溶塌陷区、地表水和地下水的分水岭等; 2岩溶实测剖面图或者展开图,根据对溶洞或者暗河的实际测绘资料编制。 第十八条第十八条 矿井闭坑报告应当包括下列防治水相关内容:矿井闭坑报告应当包括下列防治水相关内容: (一)

27、闭坑前的矿井采掘空间分布情况,对可能存在的(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;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(二)闭坑对邻近生产矿井安全的影响和采取的防治水措施;措施; (三)矿井关闭时采取的水害隐患处置工作及关闭后淹(三)矿井关闭时采取的水害隐患处置工作及关闭后淹没过程检测监控情况。没过程检测监控情况。 第十九条第十九条 矿井应当建立水文地质信息管理系统,实现矿矿井应当建立水文地质信息管理系统,实现矿井水文地质文字资料收集、数据采集、台账编制、图件绘井水文地质文字资料收

28、集、数据采集、台账编制、图件绘制、计算评价和水害预测预报一体化制、计算评价和水害预测预报一体化。第三章第三章 矿井水文地质补充勘探矿井水文地质补充勘探第一节第一节 一般规定一般规定 第二十条第二十条 矿井有下列情形之一的,应当开展水文地质补充勘探工作:矿井有下列情形之一的,应当开展水文地质补充勘探工作: (一)矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的;(一)矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的; (二)矿井原勘探工作量不足,水文地质条件尚未查清的;(二)矿井原勘探工作量不足,水文地质条件尚未查清的; (三)矿井经采掘揭露煤岩层后,水文地质条件比原勘探报告复杂的;(三)矿井经采掘揭露

29、煤岩层后,水文地质条件比原勘探报告复杂的;(四)矿井水文地质条件发生较大变化,原有勘探成果资料难以满足生(四)矿井水文地质条件发生较大变化,原有勘探成果资料难以满足生产建设需要的;产建设需要的; (五)矿井开拓延深、开采新煤系(组)或者扩大井田范围设计需要的;(五)矿井开拓延深、开采新煤系(组)或者扩大井田范围设计需要的; (六)矿井采掘工程处于特殊地质条件部位,强富水松散含水层下提高煤(六)矿井采掘工程处于特殊地质条件部位,强富水松散含水层下提高煤层开采上限或者强富水含水层上带压开采,专门防治水工程设计、施工层开采上限或者强富水含水层上带压开采,专门防治水工程设计、施工需要的;需要的; (七

30、)矿井井巷工程穿过强含水层或者地质构造异常带,防治水工程设计、(七)矿井井巷工程穿过强含水层或者地质构造异常带,防治水工程设计、施工需要的。施工需要的。 第二十一条第二十一条 矿井水文地质补充勘探应当针对具体问题合理选择勘查技术、矿井水文地质补充勘探应当针对具体问题合理选择勘查技术、方法,井田外区域以方法,井田外区域以遥感遥感水文地质测绘等为主,井田内以水文地质物探、钻水文地质测绘等为主,井田内以水文地质物探、钻探、试验、实验及长期动态观(监)测等为主,进行综合勘查。探、试验、实验及长期动态观(监)测等为主,进行综合勘查。 第二十二条第二十二条 矿井水文地质补充勘探应当根据相关规范编制补充勘探

31、设计,矿井水文地质补充勘探应当根据相关规范编制补充勘探设计,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。补充勘探工作完成后,应当及时提交经煤炭企业总工程师组织审批后实施。补充勘探工作完成后,应当及时提交矿井水文地质补充勘探报告和相关成果,由煤炭企业总工程师组织评审。矿井水文地质补充勘探报告和相关成果,由煤炭企业总工程师组织评审。第二节第二节 水文地质补充调查水文地质补充调查 第二十三条第二十三条 水文地质测绘应当采用水文地质测绘应当采用遥感遥感水文地质测绘方法,应用全球卫水文地质测绘方法,应用全球卫星定位系统、地理信息系统、数字影像、互联网等技术手段,提高测绘质量。星定位系统、地理信息系统、数字影像、互

32、联网等技术手段,提高测绘质量。区域水文地质测绘比例尺应当采用区域水文地质测绘比例尺应当采用1:1000001:10000,矿区应当采用,矿区应当采用1:100001:2000。 第二十四条第二十四条 水文地质补充调查应当包括下列主要内容:水文地质补充调查应当包括下列主要内容: (一)资料收集。收集降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风(一)资料收集。收集降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及其历年月平均值、两极值等气象资料。收集调查区内以往向、风速及其历年月平均值、两极值等气象资料。收集调查区内以往勘查研究成果,动态观测资料,勘探钻孔、供水井钻探及抽水试验资勘查研究成果,动态观测

33、资料,勘探钻孔、供水井钻探及抽水试验资料;料; (二)地貌地质。调查收集由开采或者地下水活动诱发的崩塌、滑(二)地貌地质。调查收集由开采或者地下水活动诱发的崩塌、滑坡、地裂缝、人工湖等地貌变化、岩溶发育矿区的各种岩溶地貌形态。坡、地裂缝、人工湖等地貌变化、岩溶发育矿区的各种岩溶地貌形态。对松散覆盖层和基岩露头,查明其时代、岩性、厚度、富水性及地下对松散覆盖层和基岩露头,查明其时代、岩性、厚度、富水性及地下水的补排方式等情况,并划分含水层或者相对隔水层。查明地质构造水的补排方式等情况,并划分含水层或者相对隔水层。查明地质构造的形态、产状、性质、规模、破碎带(范围、充填物、胶结程度、导的形态、产状

34、、性质、规模、破碎带(范围、充填物、胶结程度、导水性)及有无泉水出露等情况,初步分析研究其对矿井开采的影响;水性)及有无泉水出露等情况,初步分析研究其对矿井开采的影响; (三)地表水体。调查收集矿区河流、水渠、湖泊、积水区山塘、水(三)地表水体。调查收集矿区河流、水渠、湖泊、积水区山塘、水库等地表水体的历年水位、流量、积水量、最大洪水淹没范围、含泥沙量、库等地表水体的历年水位、流量、积水量、最大洪水淹没范围、含泥沙量、水质以及与下伏含水层的水力联系等。对可能渗漏补给地下水的地段应当水质以及与下伏含水层的水力联系等。对可能渗漏补给地下水的地段应当进行详细调查,并进行渗漏量监测;进行详细调查,并进

35、行渗漏量监测; (四)地面岩溶。调查岩溶发育的形态、分布范围。详细调(四)地面岩溶。调查岩溶发育的形态、分布范围。详细调 查对地下水查对地下水运动有明显影响的补给和排泄通道,必要时可进行连通试验和暗河测绘工运动有明显影响的补给和排泄通道,必要时可进行连通试验和暗河测绘工作。分析岩溶发育规律和地下水径流方向,圈定补给区,测定补给区内的作。分析岩溶发育规律和地下水径流方向,圈定补给区,测定补给区内的渗漏情况,估算地下水径流量。对有岩溶塌陷的区域,进行岩溶塌陷的测渗漏情况,估算地下水径流量。对有岩溶塌陷的区域,进行岩溶塌陷的测绘工作;绘工作; (五)井泉。调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌水量

36、、水位、(五)井泉。调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌水量、水位、水质、水温、气体溢出情况及类型、流量(浓度)及其补给水源。素描泉水质、水温、气体溢出情况及类型、流量(浓度)及其补给水源。素描泉水出露的地形地质平面图和剖面图;水出露的地形地质平面图和剖面图; (六)老空。调查老空的位置、分布范围、积水量及补给情况等,分(六)老空。调查老空的位置、分布范围、积水量及补给情况等,分析空间位置关系以及对矿井生产的影响;析空间位置关系以及对矿井生产的影响; (七)周边矿井。调查周边矿井的位置、范围、开采层位、充水情况、(七)周边矿井。调查周边矿井的位置、范围、开采层位、充水情况、地质构造、采煤方

37、法、采出煤量、隔离煤柱以及与相邻矿井的空间关地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱以及与相邻矿井的空间关系,以往发生水害的观测资料,并收集系统完整的采掘工程平面图及系,以往发生水害的观测资料,并收集系统完整的采掘工程平面图及有关资料;有关资料; (八)本矿井历史资料。收集整理矿井充水因素、突水情况、矿井涌(八)本矿井历史资料。收集整理矿井充水因素、突水情况、矿井涌水量动态变化情况、防治水措施及效果等。水量动态变化情况、防治水措施及效果等。 第二十五条第二十五条 煤矿应当加强与当地气象部门沟通联系,及煤矿应当加强与当地气象部门沟通联系,及时收集气象资料,建立气象资料台账;矿井时收集气象资料,建立

38、气象资料台账;矿井30 km范围范围内没有气象台(站),气象资料不能满足安全生产需要时,内没有气象台(站),气象资料不能满足安全生产需要时,应当建立降水量观测站。应当建立降水量观测站。 第二十六条第二十六条 矿井应当对与充水含水层有水力联系的地表水矿井应当对与充水含水层有水力联系的地表水体进行长期动态观测掌握其动态规律,分析研究地表水体进行长期动态观测掌握其动态规律,分析研究地表水与地下水的水力联系,掌握其补给、排泄地下水的规律,与地下水的水力联系,掌握其补给、排泄地下水的规律,测算补给、排泄量。测算补给、排泄量。第二十七条第二十七条 井下水文地质观测应当包括下列主要内容:井下水文地质观测应当

39、包括下列主要内容: (一)对新开凿的井筒、主要穿层石门及开拓巷道,应当(一)对新开凿的井筒、主要穿层石门及开拓巷道,应当及时进行水文地质观测和编录,并绘制井筒、石门、巷道及时进行水文地质观测和编录,并绘制井筒、石门、巷道的实测水文地质剖面图或者展开图。的实测水文地质剖面图或者展开图。 (二)井巷穿过含水层时,应当详细描述其产状、厚度、(二)井巷穿过含水层时,应当详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或者岩溶的发育与充填情况,揭露点的岩性、构造、裂隙或者岩溶的发育与充填情况,揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量和水温等,并采取水样进位置及标高、出水形式、涌水量和水温等,并采取水样进行水质分析。行

40、水质分析。 (三)遇裂隙时,应当测定其产状、长度、宽度、数量、(三)遇裂隙时,应当测定其产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填物及充填程度等,观察地下水活动的形状、尖灭情况、充填物及充填程度等,观察地下水活动的痕迹,绘制裂隙玫瑰花图,并选择有代表性的地段测定岩石痕迹,绘制裂隙玫瑰花图,并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率。较密集裂隙,测定的面积可取的裂隙率。较密集裂隙,测定的面积可取12m2;稀疏裂;稀疏裂隙,可取隙,可取410m2。其计算公式为。其计算公式为 式中式中 KT裂隙率,裂隙率,%; A测定面积,测定面积,m2; L 裂隙长度,裂隙长度,m; b裂隙宽度,裂隙宽度,m。 (四

41、)遇岩溶时,应当观测其形态、发育情况、分布状况、(四)遇岩溶时,应当观测其形态、发育情况、分布状况、充填物成分及充水状况等,并绘制岩溶素描图。充填物成分及充水状况等,并绘制岩溶素描图。 (五)遇断裂构造时,应当测定其产状、断距、断层带宽(五)遇断裂构造时,应当测定其产状、断距、断层带宽度,观测断裂带充填物成分、胶结程度及导水性等。度,观测断裂带充填物成分、胶结程度及导水性等。 (六)遇褶曲时,应当观测其形态、产状及破碎情况等。(六)遇褶曲时,应当观测其形态、产状及破碎情况等。 (七)遇陷落柱时,应当观测陷落柱内外地层岩性与产状、(七)遇陷落柱时,应当观测陷落柱内外地层岩性与产状、裂隙与岩溶发育

42、程度及涌水等情况,并编制卡片,绘制平裂隙与岩溶发育程度及涌水等情况,并编制卡片,绘制平面图、剖面图和素描图面图、剖面图和素描图。 (八)遇突(透、溃)水点时,应当详细观测记录突(八)遇突(透、溃)水点时,应当详细观测记录突(透、溃)水的时间、地点、出水形式,出水点层位、岩(透、溃)水的时间、地点、出水形式,出水点层位、岩性、厚度,围岩破坏情况等,并测定水量、水温、水质和性、厚度,围岩破坏情况等,并测定水量、水温、水质和含砂量等。同时,应当观测附近出水点涌水量和观测孔水含砂量等。同时,应当观测附近出水点涌水量和观测孔水位的变化,并分析突(透、溃)水原因。各主要突(透、位的变化,并分析突(透、溃)

43、水原因。各主要突(透、溃)水点应当作为动态观测点进行系统观测,并编制卡片,溃)水点应当作为动态观测点进行系统观测,并编制卡片,绘制平面图、素描图和水害影响范围预测图。绘制平面图、素描图和水害影响范围预测图。 对于大中型煤矿发生对于大中型煤矿发生300m3/h以上、小型煤矿发生以上、小型煤矿发生60m3/h以上的突(透、溃)水,或者因突(透、溃)水以上的突(透、溃)水,或者因突(透、溃)水造成采掘区域和矿井被淹的,应当将突(透、溃)水情况造成采掘区域和矿井被淹的,应当将突(透、溃)水情况及时上报所在地煤矿安全监察机构和地方人民政府负有安及时上报所在地煤矿安全监察机构和地方人民政府负有安全生产监督

44、管理职责的部门、煤炭行业管理部门。全生产监督管理职责的部门、煤炭行业管理部门。 (九)应当加强矿井涌水量观测和水质监测。(九)应当加强矿井涌水量观测和水质监测。 矿井应当分水平、分煤层、分采区设观测站进行涌水量观矿井应当分水平、分煤层、分采区设观测站进行涌水量观测,每月观测次数不得少于测,每月观测次数不得少于3次。对于涌水量较大的断裂破次。对于涌水量较大的断裂破碎带、陷落柱,应当单独设观测站进行观测,每月观测碎带、陷落柱,应当单独设观测站进行观测,每月观测13次。水质的监测每年不得少于次。水质的监测每年不得少于2次,丰、枯水期各次,丰、枯水期各1次。涌水次。涌水量出现异常、井下发生突水或者受降

45、水影响矿井的雨季时段,量出现异常、井下发生突水或者受降水影响矿井的雨季时段,观测频率应当适当增加。观测频率应当适当增加。 对于井下新揭露的出水点,在涌水量尚未稳定或者尚未对于井下新揭露的出水点,在涌水量尚未稳定或者尚未掌握其变化规律前,一般应当每日观测掌握其变化规律前,一般应当每日观测1次。对溃入性涌水,次。对溃入性涌水,在未查明突水原因前,应当每隔在未查明突水原因前,应当每隔12h观测观测1次,以后可以适次,以后可以适当延长观测间隔时间,并采取水样进行水质分析。涓水量稳当延长观测间隔时间,并采取水样进行水质分析。涓水量稳定后,可按井下正常观测时间观测。定后,可按井下正常观测时间观测。 当采掘

46、工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含水层,穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或者接水层,穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或者接近老空积水区时,应当每作业班次观测涌水情况,掌握水量近老空积水区时,应当每作业班次观测涌水情况,掌握水量变化。变化。 对于新凿立井、斜井,垂深每延深对于新凿立井、斜井,垂深每延深10 m,应当观测,应当观测1次次涌水量;揭露含水层时,即使未达规定深度,也应当在含水涌水量;揭露含水层时,即使未达规定深度,也应当在含水层的顶底板各测层的顶底板各测1次涌水量。次涌水量。 矿井涌水量观测可以采用矿井涌水量观

47、测可以采用容积法、堰测法、浮标法、流容积法、堰测法、浮标法、流速仪法速仪法等测量方法,测量工具和仪表应当定期校验;等测量方法,测量工具和仪表应当定期校验; (十)对含水层疏水降压时,在涌水量、水压稳定前,应(十)对含水层疏水降压时,在涌水量、水压稳定前,应当当每小时每小时观测观测12次钻孔涌水量和水压;待涌水量、水压基次钻孔涌水量和水压;待涌水量、水压基本稳定后,按照正常观测的要求进行。本稳定后,按照正常观测的要求进行。 第三节第三节 地面水文地质补充勘探地面水文地质补充勘探 第二十八条第二十八条 应当根据勘探区的水文地质条件、探测地质体的地球物理应当根据勘探区的水文地质条件、探测地质体的地球

48、物理特征和探测工作目的等编写地面水文地质物探设计,由煤炭企业总工程特征和探测工作目的等编写地面水文地质物探设计,由煤炭企业总工程师组织审批。师组织审批。 应当采用多种物探方法进行综合勘探,可以采用地震与电法相结合的应当采用多种物探方法进行综合勘探,可以采用地震与电法相结合的勘探技术方法查明构造及其富水性。水文物探主要以电法勘探为主,宜勘探技术方法查明构造及其富水性。水文物探主要以电法勘探为主,宜采用直流电法、瞬变电磁法或者可控源音频电磁测深等技术方法。可以采用直流电法、瞬变电磁法或者可控源音频电磁测深等技术方法。可以采用高精度三维地震勘探查明火成岩侵入范围和断层、陷落柱等构造。采用高精度三维地

49、震勘探查明火成岩侵入范围和断层、陷落柱等构造。 物探作业时,野外施工、资料处理和解释应当符合国家、行业标准。物探作业时,野外施工、资料处理和解释应当符合国家、行业标准。 施工结束后应当提交成果报告,由煤炭企业总工程师组织审批。物探施工结束后应当提交成果报告,由煤炭企业总工程师组织审批。物探成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。 第二十九条第二十九条 水文地质钻探工程量应当根据水文地质补充勘探目的、水文地质钻探工程量应当根据水文地质补充勘探目的、具体任务及综合勘探的要求等确定;应当充分利用已有钻孔(井)及钻具体任务及综合勘探的要求等确定;应当充分利用已有

50、钻孔(井)及钻探戍果,与长期水文动态观(监)测网的建设(完善)统筹考虑,形成探戍果,与长期水文动态观(监)测网的建设(完善)统筹考虑,形成控制地下水降落漏斗形态的水文地质剖面线。控制地下水降落漏斗形态的水文地质剖面线。 第三十条第三十条 按照水文地质补充勘探设计要求,编写单孔设计,内容包按照水文地质补充勘探设计要求,编写单孔设计,内容包括钻孔结构、套管结构、孔斜、岩芯采取、封孔止水、终孔直径、终孔括钻孔结构、套管结构、孔斜、岩芯采取、封孔止水、终孔直径、终孔层位、简易水文观测、抽水试验、地球物理测井及采样测试、封孔质量、层位、简易水文观测、抽水试验、地球物理测井及采样测试、封孔质量、孔口装置和

51、测量标志等要求。孔口装置和测量标志等要求。 水文地质钻探主要技术指标应当符合下列要求:水文地质钻探主要技术指标应当符合下列要求: (一)以煤层底板水害为主的矿井,其钻孔终孔深度以揭露下伏主要(一)以煤层底板水害为主的矿井,其钻孔终孔深度以揭露下伏主要含水层段为原则;含水层段为原则; (二)所有勘探钻孔均应当进行水文测井工作,配合钻探取芯划分(二)所有勘探钻孔均应当进行水文测井工作,配合钻探取芯划分含、隔水层,取得有关参数;含、隔水层,取得有关参数; (三)主要含水层或者试验观测段采用清水钻进。遇特殊情况可以(三)主要含水层或者试验观测段采用清水钻进。遇特殊情况可以采用低固相优质泥浆钻进,并采取

52、有效的洗孔措施;采用低固相优质泥浆钻进,并采取有效的洗孔措施; (四)抽水试验孔试验段孔径,以满足设计的抽水量和安装抽水设(四)抽水试验孔试验段孔径,以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则;水位观测孔观测段孔径,应当满足止水和水位观测的要求;备为原则;水位观测孔观测段孔径,应当满足止水和水位观测的要求; (五)抽水试验钻孔的孔斜,应当满足选用抽水设备和水位观测仪(五)抽水试验钻孔的孔斜,应当满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求;器的工艺要求; (六)钻孔应当取芯钻进,并进行岩芯描述。岩芯采取率:岩石,(六)钻孔应当取芯钻进,并进行岩芯描述。岩芯采取率:岩石,大于大于7070% %;破碎带,

53、大于;破碎带,大于5050% %;黏土,大于;黏土,大于7070% %;砂和砂砾层,大于;砂和砂砾层,大于3030% %。当采用水文物探测井,能够正确划分地层和合(隔)水层位置及厚。当采用水文物探测井,能够正确划分地层和合(隔)水层位置及厚度时,可以适当减少取芯;度时,可以适当减少取芯; (七)在钻孔分层(段)隔离止水时,通过提水、注水和水(七)在钻孔分层(段)隔离止水时,通过提水、注水和水文测井等不同方法,检查正水效果,并作正式记录;不合格文测井等不同方法,检查正水效果,并作正式记录;不合格的,应当重新止水;的,应当重新止水; (八)除长期动态观测钻孔外,其余钻孔应当使用高标号水(八)除长期

54、动态观测钻孔外,其余钻孔应当使用高标号水泥封孔,并取样检查封孔质量;泥封孔,并取样检查封孔质量; (九)水文地质钻孔应当做好简易水文地质观测,其技术要(九)水文地质钻孔应当做好简易水文地质观测,其技术要求参照相关规程规范。否则,应当降低其钻孔质量等级或者求参照相关规程规范。否则,应当降低其钻孔质量等级或者不予验收;不予验收; (十)观测孔竣工后,应当进行洗孔,以确保观测层(段)(十)观测孔竣工后,应当进行洗孔,以确保观测层(段)不被淤塞,并进行抽水试验。水文地质观测孔,应当安装孔不被淤塞,并进行抽水试验。水文地质观测孔,应当安装孔口装置和长期观测测量标志,并采取有效保护措施。口装置和长期观测测

55、量标志,并采取有效保护措施。 第三十一条第三十一条 编制抽水试验设计,应当根据矿井水文地质编制抽水试验设计,应当根据矿井水文地质条件、水文地质概念模型和水文地质计算的要求,选择稳定条件、水文地质概念模型和水文地质计算的要求,选择稳定流或者非稳定流抽水试验。抽水试验时,应当对其影响范围流或者非稳定流抽水试验。抽水试验时,应当对其影响范围内的观测孔同步观测水位。内的观测孔同步观测水位。 抽水试验成果应当满足矿井涌水量预测、防治水工程设抽水试验成果应当满足矿井涌水量预测、防治水工程设计施工的要求,取得含水层渗透系数、导水系数、给水度、计施工的要求,取得含水层渗透系数、导水系数、给水度、释水系数等水文

56、地质参数。释水系数等水文地质参数。 应当利用抽水试验资料分析研究地下水、地表水及不同含应当利用抽水试验资料分析研究地下水、地表水及不同含水层(组)之间水力联系,确定断层、陷落柱等构造的导水层(组)之间水力联系,确定断层、陷落柱等构造的导(含)水性,必要时进行抽(放)水连通(示踪)试验。(含)水性,必要时进行抽(放)水连通(示踪)试验。 第三十二条第三十二条 需要进行注水试验的,应当编制注水试验设计。需要进行注水试验的,应当编制注水试验设计。设计包括试验层段的起、止深度,孔径及套管下入层位、设计包括试验层段的起、止深度,孔径及套管下入层位、深度及止水方法,采用的注水设备、注水试验方法,以及深度及

57、止水方法,采用的注水设备、注水试验方法,以及注水试验质量要求等内容。注水试验质量要求等内容。 注水试验施工主要技术指标,应当符合下列要求:注水试验施工主要技术指标,应当符合下列要求: (一)根据岩层的岩性和孔隙、裂隙发育深度,确定试验(一)根据岩层的岩性和孔隙、裂隙发育深度,确定试验孔段。并严格做妤止水工作;孔段。并严格做妤止水工作; (二)注水试验前,彻底洗孔,以确保疏通含水层,并测(二)注水试验前,彻底洗孔,以确保疏通含水层,并测定钻孔水温和注入水的温度;定钻孔水温和注入水的温度; (三)注水试验前后,应当分别进行静止水位和恢复水位(三)注水试验前后,应当分别进行静止水位和恢复水位的观测。

58、的观测。第四节第四节 井下水文地质补充勘探井下水文地质补充勘探 第三十三条第三十三条 矿井有下列情形之一的,应当进行井下水文矿井有下列情形之一的,应当进行井下水文地质补充勘探:地质补充勘探: (一)采用地面水文地质勘探难以查清问题,需要在井下(一)采用地面水文地质勘探难以查清问题,需要在井下进行放水试验或者连通(示踪)试验的;进行放水试验或者连通(示踪)试验的; (二)受地表水体、地形限制或者受开采塌陷影响,地面(二)受地表水体、地形限制或者受开采塌陷影响,地面没有施工条件的;没有施工条件的; (三)孔深或者地下水位埋深过大,地面无法进行水文地(三)孔深或者地下水位埋深过大,地面无法进行水文地

59、质试验的。质试验的。 第三十四条第三十四条 井下水文地质补充勘探应当采用井下钻探、井下水文地质补充勘探应当采用井下钻探、物探、化探、监测、测试等综合勘探方法,针对井下特殊作物探、化探、监测、测试等综合勘探方法,针对井下特殊作业环境,采取可靠的安全技术措施。业环境,采取可靠的安全技术措施。 第三十五条第三十五条 放水试验应当符合下列要求:放水试验应当符合下列要求: (一)编制放水试验设计,确定试验方法、降深值和放水(一)编制放水试验设计,确定试验方法、降深值和放水量。量。 放水量视矿井现有最大排水能力而确定,原则上放水放水量视矿井现有最大排水能力而确定,原则上放水试验的观测孔应当有明显的水位降深

60、。其设计由煤矿总工试验的观测孔应当有明显的水位降深。其设计由煤矿总工程师组织审批;程师组织审批; (二)做好放水试验前的准备工作,检验校正观测仪器和(二)做好放水试验前的准备工作,检验校正观测仪器和工具,检查排水设备能力和排水线路,采取可靠的安全技工具,检查排水设备能力和排水线路,采取可靠的安全技术组织措施;术组织措施; (三)放水前,在同一时间对井上下观测孔和出水点的水(三)放水前,在同一时间对井上下观测孔和出水点的水位、水压、涌水量、水温和水质进行统测;位、水压、涌水量、水温和水质进行统测; (四)根据具体情况确定放水试验的延续时间。当涌水量、(四)根据具体情况确定放水试验的延续时间。当涌

61、水量、水位难以稳定时,试验延续时间一般不少于水位难以稳定时,试验延续时间一般不少于1015日。选日。选取现测时间间隔,应当考虑非稳定流计算的需要。中心水取现测时间间隔,应当考虑非稳定流计算的需要。中心水位或者水压与涌水量进行同步观测;位或者水压与涌水量进行同步观测; (五)观测数据及时录入台账,并绘制涌水量与水位历时(五)观测数据及时录入台账,并绘制涌水量与水位历时曲线:曲线: (六)放水试验结束后,及时整理资料,提交放水试验总(六)放水试验结束后,及时整理资料,提交放水试验总结报告。结报告。 第三十六条第三十六条 井下物探应当符合下列要求:井下物探应当符合下列要求: (一)物探作业前,应当根

62、据采掘工作面的实际情况和工作目的等编写设(一)物探作业前,应当根据采掘工作面的实际情况和工作目的等编写设计,设计时充分考虑控制精度,设计由煤矿总工程师组织审批;计,设计时充分考虑控制精度,设计由煤矿总工程师组织审批; (二)可以采用直流电阻率电测深、瞬变电磁、音频电穿透、探地雷达、(二)可以采用直流电阻率电测深、瞬变电磁、音频电穿透、探地雷达、瑞利波及槽波、无线电坑透等方法探测,采煤工作面应当选择两种以上瑞利波及槽波、无线电坑透等方法探测,采煤工作面应当选择两种以上方法,相互验证;方法,相互验证; (三)采用电法实施掘进工作面超前探测的,探测环境应当符合下列要求:(三)采用电法实施掘进工作面超

63、前探测的,探测环境应当符合下列要求: 1.巷道断面、长度满足探测所需要的空间;巷道断面、长度满足探测所需要的空间; 2距探测点距探测点20 m范围内不得有积水,且不得存放掘进机、铁轨、皮带范围内不得有积水,且不得存放掘进机、铁轨、皮带机架、锚网、锚杆等金属物体;机架、锚网、锚杆等金属物体; 3巷道内动力电缆、大型机电设备必须停电;巷道内动力电缆、大型机电设备必须停电; (四)施工结束后,应当提交成果报告,由煤矿总工程师组织验收。物探(四)施工结束后,应当提交成果报告,由煤矿总工程师组织验收。物探成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。 第四章第四章 井下

64、探放水井下探放水 有些生产矿井的范围内,常常有许多充水的小窑、老有些生产矿井的范围内,常常有许多充水的小窑、老空、断层以及富含水层。当采掘工作面接近这些水体时,空、断层以及富含水层。当采掘工作面接近这些水体时,就有可能造成地下水突然涌入矿井的事故。就有可能造成地下水突然涌入矿井的事故。 为了消除这些隐患,在生产中使用超前探放水的方法,为了消除这些隐患,在生产中使用超前探放水的方法,探明工作面前方的水情,然后将水有控制地放出来,以保探明工作面前方的水情,然后将水有控制地放出来,以保证采掘工作的安全。证采掘工作的安全。 按照按照“预测预报、有疑必探,先探后掘、先治后采预测预报、有疑必探,先探后掘、

65、先治后采”防治水原则,在有可能存在水害威胁的地区都必须坚持这防治水原则,在有可能存在水害威胁的地区都必须坚持这样做,绝不能存有侥幸心理和麻痹思想。样做,绝不能存有侥幸心理和麻痹思想。 我国煤矿开采历史悠久,历史上留存了大量的我国煤矿开采历史悠久,历史上留存了大量的废弃关闭废弃关闭矿井矿井,再加上近几年各地政府,再加上近几年各地政府关闭关闭了大量不具备安全生产条了大量不具备安全生产条件的件的小煤矿小煤矿,废弃关闭矿井存有大量的老空积水,使得我国,废弃关闭矿井存有大量的老空积水,使得我国煤矿安全开采条件变得十分复杂。煤矿安全开采条件变得十分复杂。 要全面查清矿井水文地质条件,其工程量大,同时也十分

66、要全面查清矿井水文地质条件,其工程量大,同时也十分困难。为了保障矿工生命安全,坚持以人为本的原则,本条困难。为了保障矿工生命安全,坚持以人为本的原则,本条规定在水文地质条件复杂或极复杂的矿井,在地面难以查明规定在水文地质条件复杂或极复杂的矿井,在地面难以查明矿井充水水文地质条件时,要执行有掘必探的原则,只要井矿井充水水文地质条件时,要执行有掘必探的原则,只要井下有采掘工程,必须先按规定进行探放水,排除隐患后,才下有采掘工程,必须先按规定进行探放水,排除隐患后,才可掘进回采。可掘进回采。 实际上,有的地方和企业早已规定实施了实际上,有的地方和企业早已规定实施了有掘必探有掘必探的原的原则。则。 1

67、.1.井下探放水井下探放水的规定的规定: : 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对对井下探放水井下探放水作了如下规定作了如下规定: : 第三十七条第三十七条 矿井应当加强充水条件分析,认真开展水害预测预报及隐患排查矿井应当加强充水条件分析,认真开展水害预测预报及隐患排查工作。工作。 (一)每年年初,根据年度采掘计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害(一)每年年初,根据年度采掘计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害隐患,提出水害分析预测表及水害预测图;隐患,提出水害分析预测表及水害预测图; (二)水文地质类型复杂、极复杂矿井应当每月至少开展(二)水文地质类型复杂、极复杂矿井应当每月至少开展1次水害

68、隐患排查,次水害隐患排查,其他矿井应当每季度至少开展其他矿井应当每季度至少开展1次;次; (三)在采掘过程中,对预测图、表逐月进行检查,不断补充和修正。发现水(三)在采掘过程中,对预测图、表逐月进行检查,不断补充和修正。发现水患险情,及时发出水害通知单,并报告矿井调度室;患险情,及时发出水害通知单,并报告矿井调度室; (四)采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送煤矿总工程师及生产安全(四)采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送煤矿总工程师及生产安全部门。部门。 采掘工作面水害分析预报表和预测图模式见附录三。采掘工作面水害分析预报表和预测图模式见附录三。附录三附录三 采掘工作面水害分析预报表

69、和预测图模式采掘工作面水害分析预报表和预测图模式一、采掘工作面水害分析预报表 附表3 -1 采掘工作面水害分析预测表矿矿井井项项号号预测预测水害水害地点地点采采掘掘队队工作工作面上面上下标下标高高煤层煤层采采掘掘时时间间水水害害类类型型水文水文地质地质简述简述预防预防及处理及处理意见意见责责任任单单位位备备注注名名称称厚度厚度(m)倾角倾角()某某矿矿某某井井12345注:水害类型指地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、断裂构造水、陷落柱水、钻孔水、顶板水、底板水等。二、水害预测图 在矿井采掘工程图(月报图)上,按预报表上的项目,在可能发生水害的部位,用红颜色标上水害类型符号。符号图例如附图

70、3 -1所示。附图附图3 -1 矿井采掘工作面水害预测图例矿井采掘工作面水害预测图例 第三十八条第三十八条 在地面无法查明水文地质条件时,应当在采掘前采用物探、在地面无法查明水文地质条件时,应当在采掘前采用物探、钻探或者化探等方法查清采掘工作面及其周围的水文地质条件。钻探或者化探等方法查清采掘工作面及其周围的水文地质条件。 采掘工作面遇有下列情况之一的,必须进行探放水:采掘工作面遇有下列情况之一的,必须进行探放水: (一)接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿时;(一)接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿时; (二)接近含水层、导水断层、溶洞或者导水陷落柱时;(二)接近含水层、导

71、水断层、溶洞或者导水陷落柱时; (三)打开隔离煤柱放水时;(三)打开隔离煤柱放水时; (四)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的导水通道时;(四)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的导水通道时; (五)接近有出水可能的钻孔时;(五)接近有出水可能的钻孔时; (六)接近水文地质条件不清的区域时;(六)接近水文地质条件不清的区域时; (七)接近有积水的灌浆区时;(七)接近有积水的灌浆区时; (八)接近其他可能突水的地区时。(八)接近其他可能突水的地区时。 第三十九条第三十九条 严格执行井下探放水严格执行井下探放水“三专三专”要求。由专业要求。由专业技术人员编制探放水设计,采

72、用专用钻机进行探放水,由专技术人员编制探放水设计,采用专用钻机进行探放水,由专职探放水队伍施工。严禁使用非专用钻机探放水。职探放水队伍施工。严禁使用非专用钻机探放水。 严格执行井下探放水严格执行井下探放水“两探两探”要求。采掘工作面超前探放要求。采掘工作面超前探放水应当同时采用钻探、物探两种方法,做到相互验证,查清水应当同时采用钻探、物探两种方法,做到相互验证,查清采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情况。有条件的矿井,钻探可采用定向钻机,开展长距离、大况。有条件的矿井,钻探可采用定向钻机,开展长距离、大规模探放水。规模探放水。

73、 第四十条第四十条 矿井受水害威胁的区域,巷道掘进前,地测部矿井受水害威胁的区域,巷道掘进前,地测部门应当提出水文地质情况分析报告和水害防治措施,由煤矿门应当提出水文地质情况分析报告和水害防治措施,由煤矿总工程师组织生产、安检、地测等有关单位审批。总工程师组织生产、安检、地测等有关单位审批。 第四十一条第四十一条 工作面回采前,应当查清采煤工作面及周边老空水、含工作面回采前,应当查清采煤工作面及周边老空水、含水层富水性和断层、陷落柱含(导)水性等情况。地测部门应当提出专水层富水性和断层、陷落柱含(导)水性等情况。地测部门应当提出专门水文地质情况评价报告和水害隐患治理情况分析报告,经煤矿总工程门

74、水文地质情况评价报告和水害隐患治理情况分析报告,经煤矿总工程师组织生产、安检、地测等有关单位审批后,方可回采。发现断层、裂师组织生产、安检、地测等有关单位审批后,方可回采。发现断层、裂隙或者陷落柱等构造充水的,应当采取注浆加固或者留设防隔水煤(岩)隙或者陷落柱等构造充水的,应当采取注浆加固或者留设防隔水煤(岩)柱等安全措施;否则,不得回采。柱等安全措施;否则,不得回采。 第四十二条第四十二条 采掘工作面探水前,应当编制探放水设计和施工安全技术采掘工作面探水前,应当编制探放水设计和施工安全技术措施,确定探水线和警戒线,并绘制在采掘工程平面图和矿井充水性图措施,确定探水线和警戒线,并绘制在采掘工程

75、平面图和矿井充水性图上。探放水钻孔的布置和超前距、帮距,应当根据水头值高低、煤(岩)上。探放水钻孔的布置和超前距、帮距,应当根据水头值高低、煤(岩)层厚度、强度及安全技术措施等确定,明确测斜钻孔及要求。探放水设层厚度、强度及安全技术措施等确定,明确测斜钻孔及要求。探放水设计由地测部门捉出,探放水计由地测部门捉出,探放水 设计和施工安全技术措施经煤矿总工程师组织审批,按设计和措施进设计和施工安全技术措施经煤矿总工程师组织审批,按设计和措施进行探放水。行探放水。 第四十三条第四十三条 布置探放水钻孔应当遵循下列规定:布置探放水钻孔应当遵循下列规定: (一)探放老空水和钻孔水。老空和钻孔位置清楚时,

76、应当根据具体(一)探放老空水和钻孔水。老空和钻孔位置清楚时,应当根据具体情况进行专门探放水设计,经煤矿总工程师组织审批后,方可施工;老空情况进行专门探放水设计,经煤矿总工程师组织审批后,方可施工;老空和钻孔位置不清楚时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直和钻孔位置不清楚时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形,钻孔终孔位置满足水平面间距不得大于面内呈扇形,钻孔终孔位置满足水平面间距不得大于3m,厚煤层内各孔,厚煤层内各孔终孔的竖直面间距不得大于终孔的竖直面间距不得大于1.5 m; (二)探放断裂构造水和岩溶水等时,探水钻孔沿掘进方向的正前方及含(二)探放断裂构造水和

77、岩溶水等时,探水钻孔沿掘进方向的正前方及含水体方向呈扇形布置,钻孔不得少于水体方向呈扇形布置,钻孔不得少于3个,其中含水体方向的钻孔不得少个,其中含水体方向的钻孔不得少于于2个;个; (三)探查陷落柱等垂向构造时,应当同时采用物探、钻探两种方法,根(三)探查陷落柱等垂向构造时,应当同时采用物探、钻探两种方法,根据陷落柱的预测规模布孔,但底板方向钻孔不得少于据陷落柱的预测规模布孔,但底板方向钻孔不得少于3个,有异常时加密个,有异常时加密布孔,其探放水设计由煤矿总工程师组织审批;布孔,其探放水设计由煤矿总工程师组织审批; (四)煤层内,原则上禁止探放水压高于(四)煤层内,原则上禁止探放水压高于l

78、MPa的充水断层水、含水层水及的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的,可以先构筑防水闸墙,并在闸墙外向内探放陷落柱水等。如确实需要的,可以先构筑防水闸墙,并在闸墙外向内探放水。水。第四十五条第四十五条 在安装钻机进行探水前,应当符合下列规定:在安装钻机进行探水前,应当符合下列规定: (一)加强钻孔附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚(一)加强钻孔附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板,严禁空顶、空帮作业;固的立柱和拦板,严禁空顶、空帮作业; (二)清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处(二)清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,应当施工临时水仓,配备足够能

79、力的排水设备;时,应当施工临时水仓,配备足够能力的排水设备; (三)在钻探她点或附近安设专用电话;(三)在钻探她点或附近安设专用电话; (四)由测量人员依据设计现场标定探放水钻孔位置,与(四)由测量人员依据设计现场标定探放水钻孔位置,与负责探放水工作的人员共同确定钻孔的方位、倾角、深度负责探放水工作的人员共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量;和钻孔数量; (五)制定包括紧急撤人时避灾路线在内的安全措施,使(五)制定包括紧急撤人时避灾路线在内的安全措施,使作业区域的每个人员了解和掌握,并保持撤人通道畅通。作业区域的每个人员了解和掌握,并保持撤人通道畅通。 第四十六条第四十六条 在预计水压大于

80、在预计水压大于0.1 0.1 MPaMPa的地点探水时,预先固结套管,的地点探水时,预先固结套管,并安装闸阀。止水套管应当进行耐压试验,耐压值不得小于预计静水并安装闸阀。止水套管应当进行耐压试验,耐压值不得小于预计静水压值的压值的1.51.5倍,兼做注浆钻孔的,应当综合注浆终压值确定,并稳定倍,兼做注浆钻孔的,应当综合注浆终压值确定,并稳定3030 min min以上;预计水压大于以上;预计水压大于1.51.5 MPa MPa时,采用反压和有防喷装置的方时,采用反压和有防喷装置的方法钻进,并制定防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。法钻进,并制定防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。 第四十七

81、条第四十七条 探放水钻孔除兼作堵水钻孔外,终孔孔径一般不得大探放水钻孔除兼作堵水钻孔外,终孔孔径一般不得大于于9494 mm mm。 第四十八第四十八条条 探放水钻孔超前距和止水套管长度,应当符合下列规探放水钻孔超前距和止水套管长度,应当符合下列规定:定: (一)老空积水范围、积水量不清楚的,近距离煤层开采的或者地(一)老空积水范围、积水量不清楚的,近距离煤层开采的或者地质构造不清楚的,探放水钻孔超前距不得小于质构造不清楚的,探放水钻孔超前距不得小于30 m,止水套管长度不,止水套管长度不得小于得小于10m;老空积水范围、积水量清楚的,根据水头值高低、煤;老空积水范围、积水量清楚的,根据水头值

82、高低、煤(岩)层厚度、强度及安全技术措施等确定;(岩)层厚度、强度及安全技术措施等确定;水压水压p/MPa钻孔超前钻距钻孔超前钻距/m止水套管长度止水套管长度/mp1.01051.0p2.015102.0 p3.0 2015p 3.02520(二)沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时,二)沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时,按表按表4 -1确定探放水钻孔超前距和止水套管长度。确定探放水钻孔超前距和止水套管长度。 表41岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度 第四十九条第四十九条 在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻孔在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻孔中水压、水量

83、突然增大和顶钻等突水征兆时,立即停止钻进,但不得拔中水压、水量突然增大和顶钻等突水征兆时,立即停止钻进,但不得拔出钻杆;应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,并向矿井出钻杆;应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,并向矿井调度室汇报,采取安全措施,派专业技术人员监测水情并分析,妥善处调度室汇报,采取安全措施,派专业技术人员监测水情并分析,妥善处理。理。 第五十条第五十条 探放老空水时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出探放老空水时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,随时检查空气的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,

84、随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。揭露老空未进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。揭露老空未见积水的钻孔应当立即封堵。见积水的钻孔应当立即封堵。 第五十一条第五十一条 钻孔放水前,应当估计积水量,并根据排水能力和水仓钻孔放水前,应当估计积水量,并根据排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井淹面;放水时,应当设有专人监测钻孔容量,控制放水流量,防止淹井淹面;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量

85、突然变化,应当分析出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当分析原因,及时处理,并立即报告矿井调度室。原因,及时处理,并立即报告矿井调度室。2.井下探放水技术要求 1). 1).划出老空水划出老空水“三线三线” 当采掘工作面接近老空积水区时,为防止老空水透水,确保采掘工作和人身安全,需将老空积水区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上。经过分析三条界线,即积水线、探水线、和警戒线,简称“三线”。 (1)(1)积水线积水线 即老空区、小窑采空区的积水范围。是根据地质调查、物探、即老空区、小窑采空区的积水范围。是根据地质调查、物探、钻探等探查结果圈定的老空积水边界线。

86、钻探等探查结果圈定的老空积水边界线。 (2)(2)探水线探水线 根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。具体有如下规定:具体有如下规定:a 探水线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资探水线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度,以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等料的可靠程度,以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素确定。因素确定。 b 对本矿开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区,其边界对本矿开采所造成

87、的老空、老巷、水窝等积水区,其边界位置准确,水压不超过位置准确,水压不超过1MPa,探水线至积水线的最小距离,探水线至积水线的最小距离为为:在煤层中不得少于在煤层中不得少于30m,在岩层中不得少于,在岩层中不得少于20m。 C 对本矿井的积水区,虽有图纸资料,但不能确定积水边界对本矿井的积水区,虽有图纸资料,但不能确定积水边界时,探水线至推断的积水线的最小距离不得少于时,探水线至推断的积水线的最小距离不得少于60m。 D 对有图纸资料可查的老窑,探水线至老窑边界的最小距离对有图纸资料可查的老窑,探水线至老窑边界的最小距离不得少于不得少于60m。对没有图纸资料可查的老窑,可根据本矿井已。对没有图

88、纸资料可查的老窑,可根据本矿井已了解到的小窑开采最低水平,作为预测的可疑区,必要时可先了解到的小窑开采最低水平,作为预测的可疑区,必要时可先进行物探控制可疑区,再由可疑区向外推进行物探控制可疑区,再由可疑区向外推100m作为探水线。作为探水线。 (3) (3)警戒线警戒线 图纸资料可靠的由探水线外推不少于图纸资料可靠的由探水线外推不少于30m作为警戒线;有作为警戒线;有一定图纸资料参考的外推不少于一定图纸资料参考的外推不少于50m作为警戒线,资料依靠调作为警戒线,资料依靠调查分析判断的外推不少于查分析判断的外推不少于80m作为警戒线。作为警戒线。 2.)探放水钻孔布置探放水钻孔布置 (1)超前

89、距超前距 探水时从探水线开始向前方打钻孔,在超前探水时,钻探水时从探水线开始向前方打钻孔,在超前探水时,钻孔很少一次就能打到积水目标区,常是孔很少一次就能打到积水目标区,常是探水一掘进一再探水探水一掘进一再探水一再掘进,循环进行一再掘进,循环进行; 探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离,该探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离,该段距离称超前距,如图段距离称超前距,如图4-24-2所示。所示。图图4-2 探水钻孔的超前距、帮距和允许掘进距离示意图探水钻孔的超前距、帮距和允许掘进距离示意图 探放老空水超前距、帮距需满足前述规定,另外也可按以探放老空水超前距、帮距需满足前述规定,另外

90、也可按以下公式计算确定。下公式计算确定。 超前距超前距 老空积水范围、积水量等不清楚的,探放水钻孔超前距可老空积水范围、积水量等不清楚的,探放水钻孔超前距可按下式计算:按下式计算:式中:式中:a超前距(或帮距),超前距(或帮距),m; A安全系数,一般取安全系数,一般取25; L巷道的跨度(宽或高取其大者),巷道的跨度(宽或高取其大者),m; P水头压力,水头压力,MPa; Kp煤的抗张强度,煤的抗张强度,MPa,可由试验测定。一般采用,可由试验测定。一般采用0.21.4MPa,在无实测资料时可供参考。,在无实测资料时可供参考。 由上式计算得出的超前距若小于由上式计算得出的超前距若小于30m,

91、应按照,应按照30m设定超前距。设定超前距。 允许掘迸距离允许掘迸距离 经探水证实无任何水害威胁,可安全经探水证实无任何水害威胁,可安全掘迸的长度掘迸的长度称允许掘称允许掘进距离。进距离。 帮距帮距 为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离,为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离,呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距为帮距;其值应与其值应与超前距相同超前距相同,帮距一般取,帮距一般取20m,有时帮距可,有时帮距可比超前距小比超前距小1-2m。 钻孔密度钻孔密度 ( (孔间距孔间距) ) 钻孔密度是指

92、允许掘迸距离的终点,横剖面上探水钻孔之钻孔密度是指允许掘迸距离的终点,横剖面上探水钻孔之间的间距,间距一般不应大于古空老巷的尺寸。如古空老巷间的间距,间距一般不应大于古空老巷的尺寸。如古空老巷道宽度为道宽度为3m3m,则巷道允许掘进终点钻孔间距最大不得超过,则巷道允许掘进终点钻孔间距最大不得超过3m3m 。 (2)(2)探水钻孔扇形布置 巷道处于巷道处于三面受水威胁的地段三面受水威胁的地段,要进行搜索性探,要进行搜索性探放积水目标区,其探水钻孔多按扇形布置,如图放积水目标区,其探水钻孔多按扇形布置,如图5-5-2 2所示。所示。(3(3) )半扇形布置。半扇形布置。 对于积水区肯定是在巷道一侧

93、的探水地区,其探对于积水区肯定是在巷道一侧的探水地区,其探水钻孔可按半扇形布置,如图水钻孔可按半扇形布置,如图5-35-3所示。所示。 3) 3) 探放水方式探放水方式 (1)(1)隔离式探放水隔离式探放水 巷道掘迸前方的水量大、水头压力高、煤层松软和裂隙发育时,在煤巷直接探放水很不安全,需要采取隔离方式进行探放水。 a a 石门探放水石门探放水 当积水区水压高(水头100m)水量大,附近又无巷道可以利用时,由煤层向岩层中掘石门并应使石门与积水煤层之间的距离不小于10m。 b b墙外探放水墙外探放水 煤层松软或节理发育采掘工作已邻近积水区时,应修筑煤层松软或节理发育采掘工作已邻近积水区时,应修

94、筑隔水墙,并预埋套管,在墙外进行探放水隔水墙,并预埋套管,在墙外进行探放水( (水闸墙上预埋孔管,水闸墙上预埋孔管,其孔口安全装置经试压达到设计要求目,再探放水其孔口安全装置经试压达到设计要求目,再探放水) ) c 隔层探放水放水 煤层间距大于20m,相邻煤层又有探水和排水条件时,可在煤巷内向上方打探放水孔,也可向下方打探放水孔,将水位高于探放水孔孔口位置的上或下层煤老空水放出来(必须买好空口安全装置,放水后要注意钻孔堵塞情况,防止重新积水)。 (2)配合巷道掘进进行探水 受水害威胁的地区,必须与掘进施工管理相配合,才能取得良好的放水效果。 a 双巷掘进交叉探水 上山巷道三面受水威胁,一般应采

95、取双巷掘进,交叉探水(图4-1)。双巷之间每隔3050m掘一联络巷,作为安全躲避地点,同时在联络巷中设挡水半墙,以便其中一条上山出水时,水不会窜到另一条上山中去。探水钻孔布置成扇形,甲上山探水,乙上山掘进;乙上山探水,甲上山掘进,相互掩护。 图图4-1 双巷掘进交叉探水示意图双巷掘进交叉探水示意图 b.双巷掘进、单巷超前探水双巷掘进、单巷超前探水 倾斜煤巷平巷掘进时,应采用双巷掘进,单巷超前探水,倾斜煤巷平巷掘进时,应采用双巷掘进,单巷超前探水,钻孔布置成扇形,两巷之间每隔钻孔布置成扇形,两巷之间每隔3050m掘一联络巷,上方掘一联络巷,上方巷道探水,下方巷道作泄水巷(图巷道探水,下方巷道作泄

96、水巷(图4-2)。)。图图4-2 双巷掘进、单巷超前探水示意图双巷掘进、单巷超前探水示意图C 平巷和开切眼互相配合探水平巷和开切眼互相配合探水 在煤层内,准备回采工作面时,上风道应先探水掘进到在煤层内,准备回采工作面时,上风道应先探水掘进到位,再施工开切眼(图位,再施工开切眼(图4-3)。这样既减少开切眼掘进的)。这样既减少开切眼掘进的危险性,又减少开切眼掘进时的探水工作量。危险性,又减少开切眼掘进时的探水工作量。图图4-3 平巷和开切眼互相配合探水示意图平巷和开切眼互相配合探水示意图 d上山与下山互相配合探水上山与下山互相配合探水 下山巷道掘进,除防止迎头和两帮来水外,还应特别注意下山巷道掘

97、进,除防止迎头和两帮来水外,还应特别注意背后来水。当上山巷道水害未消除或正在探水时,下山巷道背后来水。当上山巷道水害未消除或正在探水时,下山巷道应停止掘进,待水害威胁消除后再继续掘进(图应停止掘进,待水害威胁消除后再继续掘进(图4-4)。)。图图4-4 上山和下山互相配合探水示意图上山和下山互相配合探水示意图 4). 4).按按“三线三线”布置探水钻孔布置探水钻孔 (1 1)针对)针对“警戒线、探水线、积水线警戒线、探水线、积水线”不同范围内的钻孔不同范围内的钻孔设计原则,因水患威胁不同,结合现场的可操作性和实际经设计原则,因水患威胁不同,结合现场的可操作性和实际经济效果等综合因素考虑,应分济

98、效果等综合因素考虑,应分3 3种情况进行分别设计。种情况进行分别设计。 探水钻孔的布置方式、数量和夹角大小可参见表探水钻孔的布置方式、数量和夹角大小可参见表1 1。 在警戒线圈定以外区域在警戒线圈定以外区域,按照掘进钻探,按照掘进钻探“有掘必探有掘必探”工工作要求,实行基本钻探方式。作要求,实行基本钻探方式。 薄煤层薄煤层:钻孔成扇形布置,超前距至少:钻孔成扇形布置,超前距至少3030m m,帮距至少,帮距至少2020m m的要求,探放水钻孔布置至少的要求,探放水钻孔布置至少3 3个进行设计。个进行设计。 一般水平布置一般水平布置3个钻孔。个钻孔。 厚煤层厚煤层:钻孔成扇形布置,超前距至少:钻

99、孔成扇形布置,超前距至少3030m m,帮距至少,帮距至少2020m m的要求,探放水钻孔布置至少的要求,探放水钻孔布置至少4 4个进行设计。即在薄煤个进行设计。即在薄煤层钻孔设计基础上,在垂直方向上增加层钻孔设计基础上,在垂直方向上增加1 1个钻孔。个钻孔。 一般布置4个孔,按照巷道沿顶底板掘进方式,分别有一个钻孔探至煤层顶、底板 在警戒线以内在警戒线以内、探水线以外的过渡区域,应按照资料掌握的可、探水线以外的过渡区域,应按照资料掌握的可靠程度,结合地面、井下物探成果,针对性的进行钻孔方案设计,原靠程度,结合地面、井下物探成果,针对性的进行钻孔方案设计,原则上要比情况则上要比情况1 1方案设

100、计钻孔数多、比情况方案设计钻孔数多、比情况3 3方案设计钻孔数少,应按方案设计钻孔数少,应按照山西省掘进钻探照山西省掘进钻探“有掘必探有掘必探”工作要求,实行有针对性的钻探方式。工作要求,实行有针对性的钻探方式。参考方案(以钻孔设计参考方案(以钻孔设计6060m m为例)。为例)。 薄煤层薄煤层:煤层赋存方向应至少应布置:煤层赋存方向应至少应布置5 5个探放水钻孔(见图个探放水钻孔(见图1 1)。)。一般水平布置一般水平布置5-7个钻孔。个钻孔。厚煤层:厚煤层:应至少布置8个探放水钻孔,煤层赋存方向布置5个孔,垂直方向的前进方向布置3个孔。巷道沿煤层顶板正常掘进时,3个垂直方向钻孔应探至煤层底

101、板(见图2); 巷道沿煤层底板正常掘进时,3个垂直方向钻孔应探至煤层顶板(见图3)。一般布置一般布置8孔,分别有孔,分别有3个钻孔探至煤层顶、底板个钻孔探至煤层顶、底板 在探水线以内区域,在探水线以内区域,按照探放老空水管理工作要求进行按照探放老空水管理工作要求进行钻孔设计,钻孔设计, 薄煤层薄煤层:在探水线以内区域,一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超在探水线以内区域,一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超过过3m,纵向孔间距不得超过,纵向孔间距不得超过1.5m。 厚煤层:厚煤层:在探水线以内区域,一般在终孔位置处横向钻孔间距不得在探水线以内区域,一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超过超过3m,纵向

102、孔间距不得超过,纵向孔间距不得超过1.5m。 (2 2)探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的)探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的方式(见图方式(见图3 3)。)。 每次探放水应打每次探放水应打3 3个深孔(中眼和两个外斜眼),只要不个深孔(中眼和两个外斜眼),只要不脱离煤层应尽量打深。由于外斜眼深度大,控制的帮距也大,脱离煤层应尽量打深。由于外斜眼深度大,控制的帮距也大,可保继续探水掘进时安全。中深孔布置在可保继续探水掘进时安全。中深孔布置在3 3个深孔之间或外斜个深孔之间或外斜眼外侧,孔深要满足超前距、帮距和孔间距的要求。眼外侧,孔深要满足超前距、帮距和孔间距的要求。 薄煤层探水时,钻

103、孔先穿过煤层至顶底板,然后布置浅孔薄煤层探水时,钻孔先穿过煤层至顶底板,然后布置浅孔沿煤层钻进,钻孔深度根据需要确定。沿煤层钻进,钻孔深度根据需要确定。 厚煤层或急倾斜煤层的探放水钻孔,不仅平面上布置成扇厚煤层或急倾斜煤层的探放水钻孔,不仅平面上布置成扇形,剖面上也应布置成扇形,以防漏掉老空巷道。形,剖面上也应布置成扇形,以防漏掉老空巷道。图图3 深孔、中深孔和浅孔相结合探放水示意图深孔、中深孔和浅孔相结合探放水示意图1-深孔;深孔;2-中深孔;中深孔;3-浅孔浅孔 A1、A2-第一、第二次超前距;第一、第二次超前距;B1-帮距;帮距;C1、C2-第一、第二次孔间距;第一、第二次孔间距;D1、

104、D2-第一、第二次允许掘进距离。第一、第二次允许掘进距离。 4). 4).探水钻孔安装固结套管探水钻孔安装固结套管 (1)(1)孔口安全装置的布设 探放水孔按规定必须使用孔口安全装置。它由孔口管、探放水孔按规定必须使用孔口安全装置。它由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀( (必要时安装必要时安装) )等组成。等组成。其施工和安装程序如下:其施工和安装程序如下: (1)(1)选择岩层坚硬完整地段开孔,孔径应比孔口管直径大选择岩层坚硬完整地段开孔,孔径应比孔口管直径大I I2 2级,钻至预定深度级,钻至预定深度( (视水位高低和煤岩层强度而定视水位高低和煤

105、岩层强度而定) )后,将后,将孔内冲洗干净。孔内冲洗干净。 (2)(2)首先将预先准备好的孔口套管按其对接顺序,每两节之首先将预先准备好的孔口套管按其对接顺序,每两节之间上紧丝扣后顶入孔内。间上紧丝扣后顶入孔内。 方法一:方法一:向孔内注入水泥浆,将预先准备好的孔口管向孔内注入水泥浆,将预先准备好的孔口管(末端应塞以木(末端应塞以木塞)放入孔内,待水泥浆凝结后,即可在孔口管内钻进。塞)放入孔内,待水泥浆凝结后,即可在孔口管内钻进。 方法二:方法二:将止水套管插入孔内后,在孔口部分用渗水玻璃的水泥浆将将止水套管插入孔内后,在孔口部分用渗水玻璃的水泥浆将止水套管固定封死。止水套管固定封死。 在止水

106、套管的上方另留在止水套管的上方另留1 1个小管,而后从止水套管内向四周压入水泥个小管,而后从止水套管内向四周压入水泥浆,待从小管跑出浓水泥浆时即将小管封死。浆,待从小管跑出浓水泥浆时即将小管封死。 继续向止水套管内压入水泥浆,至一定压力后停止注浆,关闭止水套继续向止水套管内压入水泥浆,至一定压力后停止注浆,关闭止水套管闸阀。待水泥浆凝固。管闸阀。待水泥浆凝固。如图如图4-4。 图图4-4 探放水孔孔口管安装示意图探放水孔孔口管安装示意图 (2)(2)封孔质量检查封孔质量检查 经过封孔,待水泥浆凝固34天后方可进行扫孔。扫孔深度超过止水套管长度0.51.0m退出钻具,安装孔口闸阀及孔口压力表,通

107、过压力泵向孔内做压水试验。 试验压力大于孔口管末端承压静水压力的1.2倍或水压值超过预计放水时的水压,稳压时间至少保持半小时,孔口管周围没有漏水现象,说明合乎要求,否则需重新注浆加固。 (3)放水孔孔口安装放水孔孔口安装 探放水时需要收集放水时的水量与水压资料,并且出于安全目的考虑,还应在孔口管上安装水压表、水门、三通和泄水短管等,完整的放水试验孔孔口安全装置如图4-5所示。.5).5).探放高压水应采取的措施探放高压水应采取的措施 在高压水的探放过程中,当钻孔揭露含水层后,水头压力和水量会猛增,若不能有效控制,除百接影响钻迸效率外,还特别容易出现高压水喷出或钻具被顶出等伤人事故。 因此,在钻

108、孔内水压大于15MPa的高压水地区施工探放水钻孔时,钻进和退钻应采用反压和有防喷装置的方法进行钻迸和控制钻杆。 反压就是给一个与水头压力反向的作用力; 防喷就是防喷就是防水、防钻杆、防孔内碎岩石块喷出防水、防钻杆、防孔内碎岩石块喷出。 在高压水地区施工钻孔时,如果不采用反压、防喷装置是在高压水地区施工钻孔时,如果不采用反压、防喷装置是非常危险的。非常危险的。 案例:案例:如某矿在井下施工探放奥灰高压水钻孔时,由于未如某矿在井下施工探放奥灰高压水钻孔时,由于未采取这些措施,就曾发生突然出水后钻杆无法控制、顷刻之采取这些措施,就曾发生突然出水后钻杆无法控制、顷刻之间被高压水顶出并被顶到巷道,近百米

109、钻杆像面条一样被扭间被高压水顶出并被顶到巷道,近百米钻杆像面条一样被扭曲成麻花状,险些酿成人员伤亡事故。曲成麻花状,险些酿成人员伤亡事故。 因此,在高压水地区施工钻孔时,防喷问题必须引起高因此,在高压水地区施工钻孔时,防喷问题必须引起高度重视。度重视。 对水压高于对水压高于1.01.0MPaMPa、且水量较大的积水或强含水层进行、且水量较大的积水或强含水层进行探放水时,孔口应安装防喷逆止阀,以免高压水顶出钻杆,探放水时,孔口应安装防喷逆止阀,以免高压水顶出钻杆,喷出碎石伤人,如图喷出碎石伤人,如图6 6。 图图6 6 防喷逆止阀安装示意图防喷逆止阀安装示意图1-孔口管加压螺栓;2-孔口立柱;3

110、-固定管卡;4-钻头;5-岩芯管;6-42mm钻杆;7-防喷立柱;8-挡水板;9-逆止阀固定盘;10-弹簧架;11-弹簧;12-轮轴;13-偏心轮;14-制动手把;15-制动卡瓦。 安装防喷逆止阀时应注意安装防喷逆止阀时应注意: 防喷立柱必须切实打牢,它与防喷挡水板用螺钉固定,挡水板上留防喷立柱必须切实打牢,它与防喷挡水板用螺钉固定,挡水板上留有钻杆通过的圆孔;有钻杆通过的圆孔; 逆止阀固定盘与挡板用固定螺钉连接;逆止阀固定盘与挡板用固定螺钉连接; 在打倾斜孔时,逆止阀固定盘与挡板之间有不同的夹角,可用木楔在打倾斜孔时,逆止阀固定盘与挡板之间有不同的夹角,可用木楔夹紧;打水平孔时二者重叠(夹角

111、为零)固定;打垂直孔时可直接与孔夹紧;打水平孔时二者重叠(夹角为零)固定;打垂直孔时可直接与孔口水门法兰盘连接;口水门法兰盘连接; 孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时,用逆止阀制动手把控制钻杆徐徐孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时,用逆止阀制动手把控制钻杆徐徐退出拆卸。当岩芯管离开孔口闸阀后,立即关闭孔口闸阀退出拆卸。当岩芯管离开孔口闸阀后,立即关闭孔口闸阀让高压水沿三让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点;通泄水阀喷向安全地点; 当积水为当积水为PH值值5的酸性水放水时间又较长时,孔口安全装置应涂的酸性水放水时间又较长时,孔口安全装置应涂敷防腐漆或沥青,以防腐蚀;必要时用铜或不锈钢材料制造孔口安全装敷防腐漆或

112、沥青,以防腐蚀;必要时用铜或不锈钢材料制造孔口安全装置。置。 第五章第五章 矿井防治水技术矿井防治水技术第一节第一节 地表水防治地表水防治 地表长年有水的江、河流、湖泊、海、水库、塘坝、煤地表长年有水的江、河流、湖泊、海、水库、塘坝、煤矿塌陷区水体等。矿塌陷区水体等。 由于有些煤层埋藏深度浅,煤层开采厚度大,开采后覆由于有些煤层埋藏深度浅,煤层开采厚度大,开采后覆岩导水裂隙带与水体导通;岩导水裂隙带与水体导通; 采掘工程不当导致煤层顶板煤(岩)体发生抽冒、工作采掘工程不当导致煤层顶板煤(岩)体发生抽冒、工作面区域内存在导水断裂构造、超采防水煤柱等。使采掘工面区域内存在导水断裂构造、超采防水煤柱

113、等。使采掘工作面与地表水体产生水力联系,地表水迅速灌入井下,发作面与地表水体产生水力联系,地表水迅速灌入井下,发生突水事故,距统计我国有生突水事故,距统计我国有10%10%左右的水害是地表水水害。左右的水害是地表水水害。1.1.地表水水害案例地表水水害案例: 山东山东“8.17”8.17”特大地表水灾事故特大地表水灾事故 2007年8月17日,山东省华源矿业有限公司发生洪水淹井事故,死亡172人,与其相邻的名公煤矿也被洪水淹没,致使9名矿工遇难。本次事故共造成181人遇难。 8月16日至17日,山东新泰市连续两天集中强降雨,16日4时至18日6时,柴坟河上游又降大暴雨,降水量为2623mm。

114、3 3天集中降雨量为天集中降雨量为5050年一遇,而且主要集中在年一遇,而且主要集中在1717日日2 2时至时至1515时,这一时段降雨量占本次降雨量的时,这一时段降雨量占本次降雨量的7070% %,为,为7070年一遇年一遇。由于强暴雨导致山洪暴发,流经华由于强暴雨导致山洪暴发,流经华源矿区的柴坟河水位暴涨漫过河岸,漫溢的洪水冲源矿区的柴坟河水位暴涨漫过河岸,漫溢的洪水冲蚀河岸,掏空基础,最终冲开约蚀河岸,掏空基础,最终冲开约65m65m的决口,冲入落的决口,冲入落差约差约5 5m m的岸外低洼处,在洪水强烈冲刷作用下,形的岸外低洼处,在洪水强烈冲刷作用下,形成成3 3个个集中溃水点溃入井下

115、。集中溃水点溃入井下。 溃入井下的水量约溃入井下的水量约12601260万万m3m3,砂石和粉煤灰约,砂石和粉煤灰约3030万万m3m3,导致淹井。导致淹井。 水害事故发生的原因:水害事故发生的原因: (1) (1) 预防自然灾害的机制不健全预防自然灾害的机制不健全 溃水前,气象部门对溃水前,气象部门对5050年一年一遇遇的强降雨也预测到了,但并没有明确预的强降雨也预测到了,但并没有明确预测出更为具体的降雨在什么位置。测出更为具体的降雨在什么位置。 水利部门在接到强降雨水利部门在接到强降雨后,后,没有将上游水库提可腾出库容,以避免洪没有将上游水库提可腾出库容,以避免洪水来临超过警界线。水来临超

116、过警界线。 由于各部门预报预警机制不健全,导致该地区强降雨发生时,上游水由于各部门预报预警机制不健全,导致该地区强降雨发生时,上游水库泄洪、河道清理不及时,致使柴坟河河岸突然决口,发生淹井灾害。库泄洪、河道清理不及时,致使柴坟河河岸突然决口,发生淹井灾害。 (2) (2) 暴雨期间井下停产撤人不及时暴雨期间井下停产撤人不及时 华源矿业公司发现井下透水后,没有及时做出人员一次性撤离升井的华源矿业公司发现井下透水后,没有及时做出人员一次性撤离升井的决定,而是分决定,而是分3 3次下达撤人命令,延误了部分人员的最佳撤离时机。次下达撤人命令,延误了部分人员的最佳撤离时机。 名公煤矿不执行上级灾害性天气

117、停产撤人的规定,在接到政府下达撤名公煤矿不执行上级灾害性天气停产撤人的规定,在接到政府下达撤人指今后,仍坚持生产。人指今后,仍坚持生产。 (3)(3)开采防隔水煤柱、超层越界开采开采防隔水煤柱、超层越界开采 与华源矿业公司同一井田内有与华源矿业公司同一井田内有9 9个小煤矿,其中个小煤矿,其中6 6个生产,个生产,3 3个报废,各矿井之间基本上都相互沟通,超层越界开采非常个报废,各矿井之间基本上都相互沟通,超层越界开采非常严重,一个矿井发生水害会波及所有相邻矿井的安全。严重,一个矿井发生水害会波及所有相邻矿井的安全。 (4)(4)废弃的井筒未填实封死废弃的井筒未填实封死 成为洪水溃入井下的主要

118、通道。成为洪水溃入井下的主要通道。 (5)(5)企业超定员组织生产企业超定员组织生产 山东华源矿业公司事故发生时,井下作业人员比有关规定山东华源矿业公司事故发生时,井下作业人员比有关规定多多6161人,再加上人,再加上151151名检修人员,增加了灾难的遇险人数。名检修人员,增加了灾难的遇险人数。 (6)6)事故灾难发生后,没有在规定时间内按程序立事故灾难发生后,没有在规定时间内按程序立即上报即上报。 胎误了当地政府在第一时间组织抢救的时机。 2.2.地表水的防治规定地表水的防治规定: : 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井地表水的对矿井地表水的防治作了如下规定防治作了如下规定: : 第五十二

119、条第五十二条 煤矿应当查清矿区、井田及其周煤矿应当查清矿区、井田及其周边对矿井开采有影响的河流、湖泊、水库等地表水边对矿井开采有影响的河流、湖泊、水库等地表水系和有关水利工程的汇水、疏水、渗漏情况,掌握系和有关水利工程的汇水、疏水、渗漏情况,掌握当地历年降水量和历史最高洪水位资料,建立疏水、当地历年降水量和历史最高洪水位资料,建立疏水、防水和排水系统。防水和排水系统。 煤矿应当查明采矿塌陷区、地裂缝区分布惰况及煤矿应当查明采矿塌陷区、地裂缝区分布惰况及其地表汇水情况。其地表汇水情况。 第五十三条第五十三条 矿井井口和工业场地内建筑矿井井口和工业场地内建筑物的地面标高,应当高于当地历史最高物的地

120、面标高,应当高于当地历史最高洪水位;否则,应当修筑堤坝、沟渠或洪水位;否则,应当修筑堤坝、沟渠或者采取其他可靠防御洪水的措施。不具者采取其他可靠防御洪水的措施。不具备采取可靠安全措施条件的,应当封闭备采取可靠安全措施条件的,应当封闭填实该井口。填实该井口。 在山区还应当避开可能发生泥石流、在山区还应当避开可能发生泥石流、滑坡等地质灾害危险的地段。滑坡等地质灾害危险的地段。 第五十四条第五十四条 当矿井井口附近或者塌陷区波及范围的地表当矿井井口附近或者塌陷区波及范围的地表水体可能溃入井下时,必须采取安全防范措施。水体可能溃入井下时,必须采取安全防范措施。 在地表容易积水的地点,应当修筑沟渠,排泄

121、积水。修筑在地表容易积水的地点,应当修筑沟渠,排泄积水。修筑沟渠时,应当避开煤层露头、裂隙和导水岩层。特别低洼地沟渠时,应当避开煤层露头、裂隙和导水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水的,应当填平压实。如果低洼地带范围点不能修筑沟渠排水的,应当填平压实。如果低洼地带范围太大无法填平时,应当采取水泵或者建排洪站专门排水,防太大无法填平时,应当采取水泵或者建排洪站专门排水,防止低洼地带积水渗入井下。止低洼地带积水渗入井下。 当矿井受到河流、山洪威胁时,应当修筑堤坝和泄洪渠,当矿井受到河流、山洪威胁时,应当修筑堤坝和泄洪渠,防止洪水侵入。防止洪水侵入。 对于排到地面的矿井水,应当妥善处理,避免再渗入井

122、下。对于排到地面的矿井水,应当妥善处理,避免再渗入井下。 对于漏水的沟渠(包括农田水利的灌溉沟渠)和河床,对于漏水的沟渠(包括农田水利的灌溉沟渠)和河床,如果威胁矿井安全,应当进行铺底或者改道。地面裂缝和塌如果威胁矿井安全,应当进行铺底或者改道。地面裂缝和塌陷地点应当及时填塞。进行填塞工作时,应当采取相应的安陷地点应当及时填塞。进行填塞工作时,应当采取相应的安全措施,防止人员陷入塌陷坑内。全措施,防止人员陷入塌陷坑内。 在有滑坡危险的地段,可能威胁煤矿安全时,应当进行在有滑坡危险的地段,可能威胁煤矿安全时,应当进行治理。治理。 在井田内季节性沟谷下开采前,需对是否有洪水灌井的危在井田内季节性沟

123、谷下开采前,需对是否有洪水灌井的危险进行评价,开采应避开雨季,采后及时做好地面裂缝的填险进行评价,开采应避开雨季,采后及时做好地面裂缝的填堵工作。堵工作。 案例案例 2005 2005年年8 8月月1919日,吉林省舒兰矿务局五井发生日,吉林省舒兰矿务局五井发生1 1起起透水事故,造成透水事故,造成1616人死亡。人死亡。 事故直接原因事故直接原因: : 连河泡积水淹没废弃井回填土的标高低,在水体浸泡及压连河泡积水淹没废弃井回填土的标高低,在水体浸泡及压力的作用下,导通废弃立井采空区水,溃入井下,导致事故力的作用下,导通废弃立井采空区水,溃入井下,导致事故的发生的发生。 第五十五条第五十五条

124、严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段,以免淤塞河遒、沟渠。洪、河流可能冲刷到的地段,以免淤塞河遒、沟渠。 发现与煤矿防治水有关系的河道中存在障碍物或者堤坝发现与煤矿防治水有关系的河道中存在障碍物或者堤坝破损时,应当及时报告当地人民政府,采取措施清理障碍破损时,应当及时报告当地人民政府,采取措施清理障碍物或者修复堤坝,防止地表水进入井下。物或者修复堤坝,防止地表水进入井下。 第五十六条第五十六条 使用中的钻孔,应当按照规定安装孔口盖。使用中的钻孔,应当按照规定安装孔口盖。报废的钻孔应当及时封孔,防止地表水或者含水层的水涌报废的钻孔应当及

125、时封孔,防止地表水或者含水层的水涌入井下,入井下, 封孔资料等有关情况记录在案,存档备查。观测孔、注封孔资料等有关情况记录在案,存档备查。观测孔、注浆孔、电缆孔、下料孔、与井下或者含水层相通的钻孔,浆孔、电缆孔、下料孔、与井下或者含水层相通的钻孔,其孔口管应当高出当地历史最高洪水位。其孔口管应当高出当地历史最高洪水位。 案例:2003年4月17日,山西省临汾市古县古阳镇江水坪煤矿发生1起洪水淹井事故,造成14人死亡。 事故直接原因:突降大雨,形成洪峰,加之经江水坪煤矿旧井口的矸石堆,由于洪水受阻,行洪不畅,抬高了洪峰水头,洪峰夹以矸石、泥沙、树枝顺河而下,堵塞了煤矿的排水涵洞,洪水倒灌主斜井。

126、 对于正在使用的钻孔,应当按照规定安装孔口盖。对于报废的钻孔,应当及时封孔,防止地表水或含水层的水流入井下。观测孔、注浆孔、电缆孔与井下或者含水层相通的钻孔,其孔口管应当高出当地最高洪水位。 案例:1999年6月18日,郑煤集团超化煤矿在井下开拓时,发生突水,最大突水量达600m3/h,导致采区被淹。该突水处附近有一个未封孔的水文勘查孔,也未标绘在采掘工程平面图上。 第五十七条第五十七条 报废的立井应当封堵填实,或者在井口浇注坚实的钢筋报废的立井应当封堵填实,或者在井口浇注坚实的钢筋混凝土盖板,设置栅栏和标志。混凝土盖板,设置栅栏和标志。 报废的斜井应当封堵填实,或者在井口以下垂深大于报废的斜

127、井应当封堵填实,或者在井口以下垂深大于20 m处砌筑处砌筑1座混凝土墙,再用泥土填至井口,并在井口砌筑厚度不低于座混凝土墙,再用泥土填至井口,并在井口砌筑厚度不低于Im的混凝的混凝土墙。土墙。 报废的平硐,应当从硐口向里封堵填实至少报废的平硐,应当从硐口向里封堵填实至少20 m,再砌封墙。,再砌封墙。 位于斜坡、汇水区、河道附近的井口,充填距离应当适当加长。报位于斜坡、汇水区、河道附近的井口,充填距离应当适当加长。报废井口的周围有地表水影响的,应当设置排水沟。废井口的周围有地表水影响的,应当设置排水沟。 封填报废的立井、斜井或者平硐时,应当做好隐蔽工程记录,并填封填报废的立井、斜井或者平硐时,

128、应当做好隐蔽工程记录,并填图归档。图归档。 第五十八条第五十八条 每年雨季前,必须对煤矿防治水工作进行全面检查,制每年雨季前,必须对煤矿防治水工作进行全面检查,制定雨季防治水措施,建立雨季巡视制度,组织抢险队伍并进行演练,定雨季防治水措施,建立雨季巡视制度,组织抢险队伍并进行演练,储备足够的防洪抢险物资。对检查出的事故隐患,应当制定措施,落储备足够的防洪抢险物资。对检查出的事故隐患,应当制定措施,落实资金,贵任到人,并限定在汛期前完成整改。需要施工防治水工程实资金,贵任到人,并限定在汛期前完成整改。需要施工防治水工程的应当有专门设计,工程竣工后由煤矿总工程师组织验收。的应当有专门设计,工程竣工

129、后由煤矿总工程师组织验收。 第五十九条第五十九条 煤矿应当与当地气象、水利、防汛等部门进行联系,建立灾害性煤矿应当与当地气象、水利、防汛等部门进行联系,建立灾害性天气预警和预防机制。应当密切关注灾害性天气的预报预警信息,及时掌握可能天气预警和预防机制。应当密切关注灾害性天气的预报预警信息,及时掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,采取安全防范措施;加强与周边相邻矿危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,采取安全防范措施;加强与周边相邻矿井信息沟通,井信息沟通, 发现矿井水害可能影响相邻矿井时,立即向周边相邻矿井发出预发现矿井水害可能影响相邻矿井时,立即向周边相邻矿井发出预警。 第六十条第六十

130、条 煤矿应当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煤矿应当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、指挥部门、联络人员、撤人程序和撤退路线出井下人员的制度,明确启动标准、指挥部门、联络人员、撤人程序和撤退路线等,当暴雨威胁矿井安全时,必须立即停产撤出井下全部人员,只有在确认暴雨等,当暴雨威胁矿井安全时,必须立即停产撤出井下全部人员,只有在确认暴雨洪水隐患消除后方可恢复生产。洪水隐患消除后方可恢复生产。 第六十一条第六十一条 煤矿应当建立重点部位巡视检查制度。当接到暴雨灾害预警信息和煤矿应当建立重点部位巡视检查制度。当接到暴雨灾害预警信息和警报

131、后,对井田范围内废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全警报后,对井田范围内废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的河流、湖泊、水库、涵闸、堤防工程等实施生产的河流、湖泊、水库、涵闸、堤防工程等实施24 h不间断巡查。矿区降大到不间断巡查。矿区降大到暴雨时和降雨后,应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。暴雨时和降雨后,应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。 3. 3.地表水防治的方法地表水防治的方法 1)1)井口及工业场地的防洪与泄洪井口及工业场地的防洪与泄洪 井口及工业场地是煤矿生产的咽喉与腹地,井口及工业场地是煤矿生产的咽喉与腹地,为保证在任何情况下均使井

132、口和其他地面设为保证在任何情况下均使井口和其他地面设施不至于被洪水淹没,井口和各种工业建筑施不至于被洪水淹没,井口和各种工业建筑物的基础标高,均应高于当地历年最高洪水物的基础标高,均应高于当地历年最高洪水位。位。 矿井设计时,井口及工业场应选择在不受矿井设计时,井口及工业场应选择在不受洪水威胁的地点。洪水威胁的地点。 如井口及工业场地标高低于当地最高洪水位时,如井口及工业场地标高低于当地最高洪水位时, 必须修筑堤坝、沟渠等来疏通水路,或者将井口及必须修筑堤坝、沟渠等来疏通水路,或者将井口及主要建筑物的标高加高,使其高出当地最大洪水位主要建筑物的标高加高,使其高出当地最大洪水位之上之上。 平原区

133、井口安全超高平原区井口安全超高0.5m0.5m 丘陵、山区井口安全超高丘陵、山区井口安全超高1.0 m1.0 m 工业场地及居民区安全超高工业场地及居民区安全超高0.5m0.5m。 工业场地及居民区距河流较近,并受到河水威工业场地及居民区距河流较近,并受到河水威胁时,应考虑修筑堤岸胁时,应考虑修筑堤岸; ; 内涝地区和洪水季节有河水倒流现象的矿区与工内涝地区和洪水季节有河水倒流现象的矿区与工业场地,应设置排洪站,将积水沿泄洪沟排出。业场地,应设置排洪站,将积水沿泄洪沟排出。 2) 2) 修筑排洪渠修筑排洪渠 位于山麓或山前平原地区的矿井,在多雨季节山洪暴发有位于山麓或山前平原地区的矿井,在多雨

134、季节山洪暴发有大量洪水流人矿区,积水下渗,造成井下大量涌水,需要修大量洪水流人矿区,积水下渗,造成井下大量涌水,需要修筑地面引洪渠网,防止洪水进入煤层开采段或矿区内。筑地面引洪渠网,防止洪水进入煤层开采段或矿区内。 一般可在矿区上方山坡处,垂直于来水方向修建排洪渠,一般可在矿区上方山坡处,垂直于来水方向修建排洪渠,拦截洪水。排洪渠可大致沿地形等高线布置,并保持适当的拦截洪水。排洪渠可大致沿地形等高线布置,并保持适当的坡度,而后根据地形特点将洪水引出矿区。如徐州贾汪矿区坡度,而后根据地形特点将洪水引出矿区。如徐州贾汪矿区( (图图5-2) 5-2) ,东、西、北三面环山,地表水是充水岩溶含水层,

135、东、西、北三面环山,地表水是充水岩溶含水层的主要补给水源,汇水面积达的主要补给水源,汇水面积达234.11 km2234.11 km2 ,山洪约,山洪约1 1小时就小时就可涌入矿区,每到雨季极易遭受洪水危害以致淹井。可涌入矿区,每到雨季极易遭受洪水危害以致淹井。 后在井田外围修筑了后在井田外围修筑了43km43km长的环形排洪沟,疏导地表水,长的环形排洪沟,疏导地表水,才免受洪水威胁,从而保证了煤矿安全生产。京西的一些矿才免受洪水威胁,从而保证了煤矿安全生产。京西的一些矿井,为了防止雨水沿山坡流入导空塌陷区,而修筑了许多防井,为了防止雨水沿山坡流入导空塌陷区,而修筑了许多防洪沟,也取得了很好的

136、效果。洪沟,也取得了很好的效果。 3)3)河床铺底与填堵陷坑河床铺底与填堵陷坑 当河槽底下局部地段出露有透水的充水层或塌陷区时,可当河槽底下局部地段出露有透水的充水层或塌陷区时,可在漏水地段铺筑不透水的人工河床。在漏水地段铺筑不透水的人工河床。 如门头沟矿,雨季时井下涌水主要由地面渗入,占地面总如门头沟矿,雨季时井下涌水主要由地面渗入,占地面总漏水量的漏水量的61%61%。该矿地表有。该矿地表有1 1条由横岭至龙门长约条由横岭至龙门长约4.4km4.4km主沟渠,主沟渠,漏水比较严重。为了消除雨季时对井下大量充水,采取了大漏水比较严重。为了消除雨季时对井下大量充水,采取了大规模的铺底防漏措施,

137、对防止地表水渗入矿井起了重要作用。规模的铺底防漏措施,对防止地表水渗入矿井起了重要作用。该矿采取的主要措施是该矿采取的主要措施是: (1) (1)在沟渠中铺底三层。在沟渠中铺底三层。 底层是韧性防漏层,厚度在底层是韧性防漏层,厚度在25cm25cm以上,用黄土压实而成以上,用黄土压实而成; ; 中间是伸缩层,用厚中间是伸缩层,用厚20cm20cm砂夹石砂夹石( (砂石比为砂石比为3:73:7) )铺设,以防铺设,以防止底层翻浆,在冬季则可防止沟底冻裂止底层翻浆,在冬季则可防止沟底冻裂; ; 上层是用水泥砂浆及河卵石构筑,厚度在上层是用水泥砂浆及河卵石构筑,厚度在35cm35cm以上,能抵以上,

138、能抵御流速御流速6m/s6m/s的水流冲刷。的水流冲刷。(2)(2)按水量与坡度确定沟渠断面,在按水量与坡度确定沟渠断面,在上游建筑拦水坝以降低流速,使水速限制在上游建筑拦水坝以降低流速,使水速限制在 6m/s6m/s以下,拟可以下,拟可防止急流冲毁下游工程和泥沙在下游淤积。防止急流冲毁下游工程和泥沙在下游淤积。 此外,如广东、山东、四川等省的一些煤矿,地面沟谷发此外,如广东、山东、四川等省的一些煤矿,地面沟谷发育,由于岩石裂隙极多,所以漏水严重,在地表水流过的冲育,由于岩石裂隙极多,所以漏水严重,在地表水流过的冲沟,经人工铺底后,都取得了较好的实效,雨季时井下涌水沟,经人工铺底后,都取得了较

139、好的实效,雨季时井下涌水量一般都比原来减少量一般都比原来减少40%-60%40%-60%。 (2) (2)填堵陷坑填堵陷坑 矿区的岩溶洞穴、塌陷裂缝和废弃的小煤窑等,都可能矿区的岩溶洞穴、塌陷裂缝和废弃的小煤窑等,都可能在地面形成塌陷坑和较大的缝隙,它们极易成为雨水或地表在地面形成塌陷坑和较大的缝隙,它们极易成为雨水或地表水流入井下的通道。水流入井下的通道。 因此,必须采取防治措施,一方面要防止地面积水,另因此,必须采取防治措施,一方面要防止地面积水,另一方面对于面积不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。一方面对于面积不大的塌陷裂缝和塌陷坑要及时填堵。 (1)(1)填塞塌陷裂缝填塞塌陷裂缝。可沿缝

140、挖沟,深度为。可沿缝挖沟,深度为0.4- O. 8m0.4- O. 8m,裂,裂缝边缘两侧各宽缝边缘两侧各宽0.3 - 0.5m0.3 - 0.5m,缝内填石块或片石,上部用,缝内填石块或片石,上部用3:73:7的灰土填塞夯实。的灰土填塞夯实。 (2) (2)填堵塌陷坑。填堵塌陷坑。有的塌陷坑漏水十分严重,对生产影响有的塌陷坑漏水十分严重,对生产影响极大。极大。 如湖南连邵斗笠山矿香花台井,每逢洪水季节,山洪水如湖南连邵斗笠山矿香花台井,每逢洪水季节,山洪水直接从地面塌陷区渗入地下,涌入矿井,使矿井涌水量急剧直接从地面塌陷区渗入地下,涌入矿井,使矿井涌水量急剧增加。增加。 有一次暴雨后,使矿井

141、涌水量猛增到有一次暴雨后,使矿井涌水量猛增到2692m3/h2692m3/h( (旱旱季为季为865m3/h865m3/h) ),严重威胁矿井安全生产。该矿在地,严重威胁矿井安全生产。该矿在地面采取了回填塌陷坑、疏通河道、修筑排水沟及拦面采取了回填塌陷坑、疏通河道、修筑排水沟及拦洪坝等综合防水措施后,取得了显著效果。在抢救洪坝等综合防水措施后,取得了显著效果。在抢救险情回填陷坑导水时,一般多采用以下应急措施险情回填陷坑导水时,一般多采用以下应急措施: : 在陷坑底部首先架起废钢管、废钢轨或废钢丝在陷坑底部首先架起废钢管、废钢轨或废钢丝绳,以此作为铺垫坑底骨架,将足够的柴把、草束绳,以此作为铺垫

142、坑底骨架,将足够的柴把、草束等投入坑内,再连续投入砂包及片石,当陷坑的泄等投入坑内,再连续投入砂包及片石,当陷坑的泄水量明显减少后,再用大量石块进行填堵,这时可水量明显减少后,再用大量石块进行填堵,这时可以堵住水流通道,最后在石块上部用水泥浆砌片石、以堵住水流通道,最后在石块上部用水泥浆砌片石、填灰土填灰土( (灰砂比为灰砂比为3:73:7) )开实。开实。 4) 4)修筑防洪堤隔绝水源修筑防洪堤隔绝水源 为了有效地防止地表水涌入矿井,河南宜洛矿区修筑了规为了有效地防止地表水涌入矿井,河南宜洛矿区修筑了规模较大的防水堤,这一防水堤用水泥及粘土筑成,其下部筑在模较大的防水堤,这一防水堤用水泥及粘

143、土筑成,其下部筑在冲积层底部隔水层上,有效地隔绝了地表水与冲积层水对矿井冲积层底部隔水层上,有效地隔绝了地表水与冲积层水对矿井的补给。的补给。 山东某矿,其水文地质条件与上述情况相似,在汶河南岸也山东某矿,其水文地质条件与上述情况相似,在汶河南岸也修筑了一条长达数百米的水泥墙,保证了安全生产。修筑了一条长达数百米的水泥墙,保证了安全生产。5)5)注浆截流堵水注浆截流堵水 山东枣庄郭东井田,山东枣庄郭东井田, 九灰九灰 直接出露于谭家河河床内,构成河水补给直接出露于谭家河河床内,构成河水补给井下的良好通道。井下的良好通道。 在在“九灰九灰”露头地段进行投盐连通试验测得,河水通过灰岩裂隙流向露头地

144、段进行投盐连通试验测得,河水通过灰岩裂隙流向井下的速度为每天井下的速度为每天1OOOm1OOOm,矿井投产以后,经常因地表河水补给而发生突,矿井投产以后,经常因地表河水补给而发生突水。水。 为了杜绝河水对灰岩的补给,沿河床灰岩出露的倾斜方向,打了一排为了杜绝河水对灰岩的补给,沿河床灰岩出露的倾斜方向,打了一排钻孔,通过钻孔注入水泥浆,浆液固结后形成一条隔水屏幕,堵住了钻孔,通过钻孔注入水泥浆,浆液固结后形成一条隔水屏幕,堵住了 九九灰灰 裂隙,截断了地表水源的通路。裂隙,截断了地表水源的通路。6)6)河流改道或取直河流改道或取直 当矿区地表河流渗漏范围很大,利用当矿区地表河流渗漏范围很大,利用

145、上述堵水方法难以奏效时,则可考虑上述堵水方法难以奏效时,则可考虑将河流改道。修筑水坝将原河道截断,将河流改道。修筑水坝将原河道截断,用人工挖掘新河道,将河水引出矿区用人工挖掘新河道,将河水引出矿区以外。以外。 如果地形条件不允许,则可将井田如果地形条件不允许,则可将井田范围内的河道取直,以减少渗透面积范围内的河道取直,以减少渗透面积和开采时的煤柱损失。和开采时的煤柱损失。 如徐州大黄山矿将流经井田范围内如徐州大黄山矿将流经井田范围内的不老河改道,黑龙江的一个煤矿将的不老河改道,黑龙江的一个煤矿将黄泥河移出矿外,川东南某矿利用排黄泥河移出矿外,川东南某矿利用排水平硐将河水引出采区范围以外等措水平

146、硐将河水引出采区范围以外等措施,都产生了积极的效果。施,都产生了积极的效果。 地表水防治方法结语地表水防治方法结语: : 防治矿区地表水是一项比较复杂的工作,必须根据当地地防治矿区地表水是一项比较复杂的工作,必须根据当地地形、地质、水文地质和气象等条件,因地制宜地选择防治措形、地质、水文地质和气象等条件,因地制宜地选择防治措施,综合治理。施,综合治理。 事实说明,片面地采取单事实说明,片面地采取单- -措施,是不可能收到理想防治措施,是不可能收到理想防治效果的,只有从实际情况出发,采取多种措施构成完整的地效果的,只有从实际情况出发,采取多种措施构成完整的地表水防治系统,才能受益。表水防治系统,

147、才能受益。 徐州贾汪矿区对地表水的治理正是一个较好的案例,他徐州贾汪矿区对地表水的治理正是一个较好的案例,他们结合煤矿生产与发展,坚持从井下着眼、地面着手、远近们结合煤矿生产与发展,坚持从井下着眼、地面着手、远近结合、以防为主的原则,采用以下措施进行综合防治。结合、以防为主的原则,采用以下措施进行综合防治。 第一,山区以蓄水为主,配合当地农林建设,修建水库,第一,山区以蓄水为主,配合当地农林建设,修建水库,植树造林,挖掘山前顺水沟,减缓洪水下山,以降低雨季洪植树造林,挖掘山前顺水沟,减缓洪水下山,以降低雨季洪峰时的矿井涌水量。峰时的矿井涌水量。 第二,矿区外围以防为主,防排结合。即在主要充水含

148、水第二,矿区外围以防为主,防排结合。即在主要充水含水层露头以外,修建环形排洪道,构成防洪圈,通过一整套设层露头以外,修建环形排洪道,构成防洪圈,通过一整套设施向外排水。施向外排水。 第三,矿区内部以导流为主,导排结合。矿区内部,大面第三,矿区内部以导流为主,导排结合。矿区内部,大面积是地势低平的汇水区,挖掘中央排洪道,向矿区外围导流积是地势低平的汇水区,挖掘中央排洪道,向矿区外围导流放水,低洼的塌陷区设泵排除积水。放水,低洼的塌陷区设泵排除积水。 由于采取了上述综合措施,该矿区雨季时,各矿井的涌水由于采取了上述综合措施,该矿区雨季时,各矿井的涌水量普遍减少量普遍减少20%-40%20%-40%

149、, 还战胜过一次还战胜过一次5050年来少见的特大洪水,年来少见的特大洪水,保证了矿井的安全生产。保证了矿井的安全生产。 在我国治理地表水的成功经验中,并非徐州贾汪矿区一例,在我国治理地表水的成功经验中,并非徐州贾汪矿区一例,仅以此例叙述综合防治措施,以作借鉴。仅以此例叙述综合防治措施,以作借鉴。第二节第二节 顶板水防治顶板水防治 煤系地层中一般存在多层可采煤层,同时也发育有多层充煤系地层中一般存在多层可采煤层,同时也发育有多层充水含水层,如砂岩含水层和岩溶含水层。水含水层,如砂岩含水层和岩溶含水层。 有些充水含水层由于为煤层的直接或间接顶板,对开采直有些充水含水层由于为煤层的直接或间接顶板,

150、对开采直接造成影响。接造成影响。 砂岩裂隙水对矿井的充水性强弱主要决取于含水层的构造砂岩裂隙水对矿井的充水性强弱主要决取于含水层的构造开启性程度和含水层的厚度。构造开启性好,纯砂岩厚度大开启性程度和含水层的厚度。构造开启性好,纯砂岩厚度大的含水层对矿井的威胁更大一些;反之,对矿井的威胁则较的含水层对矿井的威胁更大一些;反之,对矿井的威胁则较小。小。 砂岩裂隙型突水不同于喀斯特岩溶型突水的突发性和溃入砂岩裂隙型突水不同于喀斯特岩溶型突水的突发性和溃入性,而往往呈现出小性,而往往呈现出小大大小的突水过程,也就是说突水前小的突水过程,也就是说突水前期一般有先兆,突水后期水量会逐渐衰减,如图期一般有先

151、兆,突水后期水量会逐渐衰减,如图1414所示。所示。 图14砂岩裂隙型突水典型水量过程示意图 当煤矿床中出现砂岩和泥岩交互沉积,这就大大限制了砂当煤矿床中出现砂岩和泥岩交互沉积,这就大大限制了砂岩含水层中构造裂隙的延展性和不同砂岩含水层段之间的水力岩含水层中构造裂隙的延展性和不同砂岩含水层段之间的水力联系,使得砂岩裂隙含水层水较岩溶充水矿床对矿井安全的威联系,使得砂岩裂隙含水层水较岩溶充水矿床对矿井安全的威胁程度要弱得多。胁程度要弱得多。 砂岩裂隙含水层水害的主要特点是,断层、构造砂岩裂隙含水层水害的主要特点是,断层、构造裂隙、采矿扰动裂隙或工作面顶板垮落带直接沟通裂隙、采矿扰动裂隙或工作面顶

152、板垮落带直接沟通含水层和矿井,从而导致砂岩水突入矿井。含水层和矿井,从而导致砂岩水突入矿井。 1.1.顶板水顶板水水害案例水害案例: 案例案例1 1:红柳煤矿顶板砂岩溃水红柳煤矿顶板砂岩溃水 2009 2009年年1111月神华宁煤分公司红柳煤矿首采面推进月神华宁煤分公司红柳煤矿首采面推进56m56m发生顶板砂岩溃水,瞬时水量发生顶板砂岩溃水,瞬时水量1817m1817m3 3/h/h。 案例案例2 2 :云庄煤矿直接顶灰岩淹井云庄煤矿直接顶灰岩淹井。 1982年年8月月23日日 江西丰城矿务局云庄煤矿因直接江西丰城矿务局云庄煤矿因直接顶灰岩出水两次淹井。顶灰岩出水两次淹井。 2. 2.顶板水

153、顶板水水害的防治规定水害的防治规定: : 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井对矿井顶板水水害顶板水水害作了如下规定作了如下规定: : 第六十二条第六十二条 当煤层(组)顶板导水裂隙带范围内的当煤层(组)顶板导水裂隙带范围内的含水层或者其他水体影响采掘安全时,应当采用超前疏放、含水层或者其他水体影响采掘安全时,应当采用超前疏放、注浆改造含水层、帷幕注浆、充填开采或者限制采高等方注浆改造含水层、帷幕注浆、充填开采或者限制采高等方法,消除威胁后,方可进行采掘活动。法,消除威胁后,方可进行采掘活动。 第六十三条第六十三条 采取超前疏放描施对含水层进行区域疏采取超前疏放描施对含水层进行区域疏放水的,应当

154、综合分析导水裂隙带发育高度、顶板含水层放水的,应当综合分析导水裂隙带发育高度、顶板含水层富水性,进行专门水文地质勘探和试验,开展可疏性评价。富水性,进行专门水文地质勘探和试验,开展可疏性评价。根据评价成果,编制区域疏放水方案,根据评价成果,编制区域疏放水方案, 由煤炭企业总工由煤炭企业总工程师审批。程师审批。 第六十四条第六十四条 采取注浆改造顶板含水层的,采取注浆改造顶板含水层的,必须制定方案,经煤炭企业总工程师审批后必须制定方案,经煤炭企业总工程师审批后实施,确保开采后导水裂隙带波及范围内含实施,确保开采后导水裂隙带波及范围内含水层改造成弱含水层或者隔水层。水层改造成弱含水层或者隔水层。

155、第六十五条第六十五条 采取充填开采、限制采高等措采取充填开采、限制采高等措施控制导水裂隙带高度的,必须制定方案,施控制导水裂隙带高度的,必须制定方案,经煤炭企业总工程师审批后实施,确保导水经煤炭企业总工程师审批后实施,确保导水裂隙带不波及含水层。裂隙带不波及含水层。 第六十六条第六十六条 疏干(降)开采半固结或者较松散的古近系、疏干(降)开采半固结或者较松散的古近系、新近系、第四系含水层覆盖的煤层时,开采前应当遵守下新近系、第四系含水层覆盖的煤层时,开采前应当遵守下列规定:列规定: (一)查明流砂层的埋藏分布条件,研究其相变及成因类型;(一)查明流砂层的埋藏分布条件,研究其相变及成因类型; (

156、二)查明流砂层的富水性、水理性质,预计涌水量和评价可疏干(二)查明流砂层的富水性、水理性质,预计涌水量和评价可疏干(降)性,建立水文动态观测网,观测疏干(降)速度和疏干(降)(降)性,建立水文动态观测网,观测疏干(降)速度和疏干(降)半径;半径; (三)在疏干(降)开采试验中,应当观测研究导水裂隙带发育高度,(三)在疏干(降)开采试验中,应当观测研究导水裂隙带发育高度,水砂分离方法、跑砂休止角,巷道开口时溃水溃砂的最小垂直距离,水砂分离方法、跑砂休止角,巷道开口时溃水溃砂的最小垂直距离,钻孔超前探放水安全距离等;钻孔超前探放水安全距离等; (四)研究对溃水溃砂引起地面塌陷的预测及处理方法。(四

157、)研究对溃水溃砂引起地面塌陷的预测及处理方法。 第六十七条第六十七条 被富水性强的松散含水层覆盖的缓倾斜煤层,被富水性强的松散含水层覆盖的缓倾斜煤层, 需要疏需要疏干(降)开采时,应当进行专门水文地质勘探或者补充勘探,根据勘干(降)开采时,应当进行专门水文地质勘探或者补充勘探,根据勘探成果确定疏干(降)地段、制定疏干(降)方案,经煤炭企业总工探成果确定疏干(降)地段、制定疏干(降)方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。程师组织审批后实施。 第六十八条第六十八条 矿井疏干(降)开采可以应用矿井疏干(降)开采可以应用“三图及预测三图及预测 法法”进行进行顶板水害分区评价和预测。有条件的矿井可以应

158、用数值模拟技术,进顶板水害分区评价和预测。有条件的矿井可以应用数值模拟技术,进行导水裂隙带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和预测;行导水裂隙带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和预测;观测研究多煤层开采后导水裂隙带综合发育高度。观测研究多煤层开采后导水裂隙带综合发育高度。 第六十九条第六十九条 受离层水威胁(火成岩等坚硬覆岩下开采)的矿井,受离层水威胁(火成岩等坚硬覆岩下开采)的矿井,应当对煤层覆岩特征及其组合关系、力学性质、含水层富水性等进行应当对煤层覆岩特征及其组合关系、力学性质、含水层富水性等进行分析,判断离层发育的层位,采取施工超前钻孔等手段,破坏离层空分析,判断离层发育

159、的层位,采取施工超前钻孔等手段,破坏离层空间的封闭性、预先疏放离层的补给水源或者超前疏放离层水等。间的封闭性、预先疏放离层的补给水源或者超前疏放离层水等。 3.3.顶板水防治的方法顶板水防治的方法 3.13.1. .超前疏放顶板含水层水超前疏放顶板含水层水 超前疏放排水与一般的矿井排水是不同的,它是指有计划、有步骤地超前疏放排水与一般的矿井排水是不同的,它是指有计划、有步骤地均衡矿井涌水量,改善井下作业条件,保证采掘工作安全和降低排水费均衡矿井涌水量,改善井下作业条件,保证采掘工作安全和降低排水费用目的,借助于专门的疏水巷道、放水钻孔、水位降低钻孔、吸水钻孔用目的,借助于专门的疏水巷道、放水钻

160、孔、水位降低钻孔、吸水钻孔等对影响采掘安全的煤层上覆或下伏强水层中的地下水降低水位等对影响采掘安全的煤层上覆或下伏强水层中的地下水降低水位( (水压水压) )或使其局部疏干,或使其局部疏干, 实现安全采掘。实现安全采掘。 疏放排水根据具体的水文地质条件,有时在地表进行疏放排水根据具体的水文地质条件,有时在地表进行( (地面疏干地面疏干) );有;有时在井下巷道中进行时在井下巷道中进行( (井下疏干井下疏干) );有时在建井生产前进行;有时在建井生产前进行( (预疏干预疏干) );也;也有时在建井生产过程中进行。有时在建井生产过程中进行。 井工煤矿,疏放排水主要是在井下巷道中进行。这里着重介绍在

161、井下井工煤矿,疏放排水主要是在井下巷道中进行。这里着重介绍在井下巷道疏放含水层中地下水的基本方法。巷道疏放含水层中地下水的基本方法。 我国绝大多数煤矿,煤层上覆近距离的灰岩岩溶含水层、砂岩裂隙含水层,受采掘的影响,这些含水层水直接进入采掘工作面,造成顶板滴水和淋水,甚至大量的溃水,造成矿井淹被和人员伤亡。 如华北某矿139工作面,含水砂岩位于煤层顶板以上17m处(图5-18),回采前几乎无水,回采后期也仅见淋水,水量0052m3min,但顶板冒落后涌水量骤增至1.17m3min,冲垮工作面,堵死出口,造成事故。 为了预防顶板含水层水大量、突然涌入矿井,避免突水为了预防顶板含水层水大量、突然涌入

162、矿井,避免突水事故的发生,消除地下水高水压水造成的破坏作用,对位于事故的发生,消除地下水高水压水造成的破坏作用,对位于开采影响范围内、又不能通过留设防水煤开采影响范围内、又不能通过留设防水煤( (岩岩) )柱或降低采高柱或降低采高等措施的的等措施的的煤层上覆近距离含水层水含水层水。 1) 1) 利用利用“采准采准”巷道疏放巷道疏放 煤层直接顶板为含水层时,通常是将采区巷道或采面准煤层直接顶板为含水层时,通常是将采区巷道或采面准备巷道提前开拓,利用备巷道提前开拓,利用“采准采准”巷道预先疏放顶板含水层。巷道预先疏放顶板含水层。 如华东开采太原群煤层的某矿,如华东开采太原群煤层的某矿,2121层煤

163、直接顶板为层煤直接顶板为1212层灰层灰岩,为了疏干灰岩含水层,常常利用岩,为了疏干灰岩含水层,常常利用2121层煤的层煤的“采准采准”巷道巷道进行疏放,如图进行疏放,如图5-195-19所示。所示。图5-19 利用21层煤采准巷道疏放顶板灰岩含水层 图5-20 利用石门疏放太原群灰岩含水层 利用采准巷道预先疏放顶板含水层中地下水是一种经济有效的办法,既不需要专门的设备和额外的巷道工程,又能保证疏放水效果,在有利的地形条件下(如开采位于侵蚀基准面以上的煤层时)还可以自流排水。 利用采准巷道疏放顶板含水层时应注意: (1)采准巷道提前掘进的时间应根据疏放水量和疏放速度决定,超前时间过长会影响采掘

164、计划的平衡,造成巷道长期闲置,有时还会增加维修工作量;超前时间太短又会影响疏放效果。 (2)疏放强含水层时,应视水量大小考虑是否要扩大排水沟、水仓以及增加排水设备。 至于专门的疏放水巷道在煤矿矿井中并不多见,只是在水量很大的情况下偶尔采用。 但是,在露天煤矿中,专用的疏放水巷道(图5-21)却是保证露天边坡稳定极为重要的防治水措施之一。图5-21 疏放松散含水层中潜水专用巷道1含水层;2专用疏放水巷道;3降落曲线;4露天采矿场人工边坡;5煤层;6排水明沟;7隔水层2)放水钻孔疏放疏放 当含水层距离煤层较远,采准巷道起不到疏放效果时,在巷道中每隔一定距离向含水层打放水钻孔的办法进行预先疏放。 如

165、神华宁煤分公司红柳矿、华东某矿14l143工作面疏放顶板水时共打放水孔10个,其中6个孔见水(图5-22),涌水量一般为1.52.5m3h,5号孔最大为15.4m3h,两个多月共放水10900m3。工作面疏放顶板水钻孔布置示意图 直通式放水钻孔直通式放水钻孔 顶板以上有几层含水层,岩层比较平缓,顶板以上有几层含水层,岩层比较平缓,含水层距地表较浅,并且巷道顶板为相对隔水含水层距地表较浅,并且巷道顶板为相对隔水层时可使用直通式放水钻孔。层时可使用直通式放水钻孔。 它由地表施工,向下打穿含水层,并与井它由地表施工,向下打穿含水层,并与井下疏干巷道的放水硐室相通的垂直放水钻孔。下疏干巷道的放水硐室相

166、通的垂直放水钻孔。当放水钻孔通过松散含水层或者涌砂涌泥的含当放水钻孔通过松散含水层或者涌砂涌泥的含水层时,应在相应部位安装过滤器。水层时,应在相应部位安装过滤器。图5-23直通式过滤器结构示意图 l孔盖; 2108ranl无缝管; 3卵石; 4108筛管; 5铁盘牛皮止水承座; 6孔口管接头 7闸阀; 8井下放水硐室 3.2.3.2.其他疏放方法其他疏放方法 地面疏降地面疏降 是指在需要疏降的地段于地面施工大口径钻孔,安装深井泵或深井潜是指在需要疏降的地段于地面施工大口径钻孔,安装深井泵或深井潜水泵排水,使地下水位降低的一种疏降方法。水泵排水,使地下水位降低的一种疏降方法。 地面疏降的适用条件

167、地面疏降的适用条件: 渗透性能良好,含水丰富的含水层,其渗透系数一般不小于渗透性能良好,含水丰富的含水层,其渗透系数一般不小于2.52.566m66md d; 疏放降压深度不应超过水泵的扬程。疏放降压深度不应超过水泵的扬程。 地面疏放的优点地面疏放的优点: 施工简单,施工期限较短,劳动和安全条件好,疏放工程布置的灵活性施工简单,施工期限较短,劳动和安全条件好,疏放工程布置的灵活性强。强。 地面疏放的缺点地面疏放的缺点: 受含水层渗透条件的限制,深井泵管理和维修比较复杂。受含水层渗透条件的限制,深井泵管理和维修比较复杂。 所以这种方法目前使用尚不普遍,尤其是井煤矿中更为少见。所以这种方法目前使用

168、尚不普遍,尤其是井煤矿中更为少见。根据疏放根据疏放地段的地质、水文地质条件和几何轮廓,疏放降压孔的布置主要有两种形地段的地质、水文地质条件和几何轮廓,疏放降压孔的布置主要有两种形式:式: (1)(1)直线孔排直线孔排: 地下水由一侧补给时采用,如茂名油页岩矿利用疏放降压地下水由一侧补给时采用,如茂名油页岩矿利用疏放降压钻孔疏放矿层顶板含水层。钻孔疏放矿层顶板含水层。 (2)(2)环形孔群:环形孔群: 地下水为圆形补给时采用,如大屯煤矿在井筒穿过疏松含地下水为圆形补给时采用,如大屯煤矿在井筒穿过疏松含水层时曾采用过这种方式,但成本水层时曾采用过这种方式,但成本较高。 4.矿井疏放排水矿井疏放排水

169、需注意的问题 (1) (1) 水压较高时,必须注意孔口的安全控制装置,对孔口管长度、水压较高时,必须注意孔口的安全控制装置,对孔口管长度、下入孔内深度、固结方法等要提出专门设计;下入孔内深度、固结方法等要提出专门设计; 疏水钻孔的位置应选择在不受开采影响破坏的地点;疏水钻孔的位置应选择在不受开采影响破坏的地点; (2) (2) 对强含水层或有强补给的疏水区,应有防止水量意外加大的安对强含水层或有强补给的疏水区,应有防止水量意外加大的安全措施;全措施; (3)(3)钻探施工中要针对水压高的特点,采取防喷、防止水门失效、钻孔钻探施工中要针对水压高的特点,采取防喷、防止水门失效、钻孔要多级变径、对钻

170、杆应有灵便的专用卡瓦、钻机用三角带转动、安全操要多级变径、对钻杆应有灵便的专用卡瓦、钻机用三角带转动、安全操作钻机等措施;作钻机等措施; (4) (4)疏水钻孔有时会打不出水,因此应尽量打斜孔,使钻进含水层的段疏水钻孔有时会打不出水,因此应尽量打斜孔,使钻进含水层的段距加长;钻孔展布方向应与区域导水的构造节理组方向垂直,以扩大疏距加长;钻孔展布方向应与区域导水的构造节理组方向垂直,以扩大疏水量,必要时应采取孔内爆破;水量,必要时应采取孔内爆破;(5)(5)疏水降压开采有两种情况:疏水降压开采有两种情况: 一、煤层与含水层间有一定厚度的隔水层,只要把采区水压降至安一、煤层与含水层间有一定厚度的隔

171、水层,只要把采区水压降至安全水头值以下即可;全水头值以下即可; 二、煤层直接顶、底板就是承压含水层或相距不远,这样必须把水二、煤层直接顶、底板就是承压含水层或相距不远,这样必须把水压降到回采面以下方能安全开采;压降到回采面以下方能安全开采; (6)(6)含水层在煤层顶板,可从地表打钻穿透井下巷道疏水;如疏放的含水含水层在煤层顶板,可从地表打钻穿透井下巷道疏水;如疏放的含水层埋藏很深时,可从巷道向上打斜孔放水层埋藏很深时,可从巷道向上打斜孔放水 。 第三节第三节 底板水防治底板水防治 煤层底板承压充水含水层水害是我国煤矿水害频率最高、危害程度最煤层底板承压充水含水层水害是我国煤矿水害频率最高、危

172、害程度最大的一种灾害,多次造成突水淹采煤工作面、淹采区、淹水平、淹整个大的一种灾害,多次造成突水淹采煤工作面、淹采区、淹水平、淹整个矿井的恶性事故。矿井的恶性事故。 承压含水层水害约占矿井水害的一半。承压含水层水害约占矿井水害的一半。 上世纪上世纪8080年代与年代与5050年代相比,突水频率增长年代相比,突水频率增长2.572.57倍。倍。 1956-19861956-1986年年3030年间,淹井年间,淹井222222起,突水起,突水16001600次次,13181318人丧生。人丧生。1984-1984-19851985年一年间,全国因底板突水而淹井事故年一年间,全国因底板突水而淹井事故

173、2222起,仅开滦、焦作、肥城起,仅开滦、焦作、肥城 就有就有6 6对井被淹。峰值水量高达对井被淹。峰值水量高达20502050m m/min/min,世界之最。世界之最。 山东淄博北大井于山东淄博北大井于山东淄博北大井于山东淄博北大井于1935193519351935年年年年5 5 5 5月月月月13131313日透水,日透水,日透水,日透水,3 3 3 3天内矿井全部淹没,有天内矿井全部淹没,有天内矿井全部淹没,有天内矿井全部淹没,有538538538538名名名名矿井下遇难,为世界罕见的突水事故。矿井下遇难,为世界罕见的突水事故。矿井下遇难,为世界罕见的突水事故。矿井下遇难,为世界罕见的

174、突水事故。 目前受目前受目前受目前受煤层底板承压含水层煤层底板承压含水层水威胁矿井约水威胁矿井约水威胁矿井约水威胁矿井约300300300300处,约占大型矿井的一半处,约占大型矿井的一半处,约占大型矿井的一半处,约占大型矿井的一半 受水威胁储量数受水威胁储量数受水威胁储量数受水威胁储量数百亿百亿百亿百亿吨。吨。吨。吨。 1.1.底板水水害案例底板水水害案例: 神华骆驼山煤矿底板奥灰岩溶承压特大水灾神华骆驼山煤矿底板奥灰岩溶承压特大水灾事故事故 20102010年年月日时月日时分左右,骆驼山煤矿在基建巷道施分左右,骆驼山煤矿在基建巷道施工中发生透水事故。工中发生透水事故。 骆驼山煤矿于年月开工

175、建设,设计生产能力为骆驼山煤矿于年月开工建设,设计生产能力为每年每年万万t t 。当班井下共有作业人员。当班井下共有作业人员名名,经抢救有,经抢救有人人相继升井,其中相继升井,其中人人死亡,死亡,人受伤,人受伤,人被困井下。人被困井下。 事故原因是掘进过程中掘进工作面事故原因是掘进过程中掘进工作面底板奥灰水突水造成底板奥灰水突水造成的,的,突水的具体位置大致在施工的井下突水的具体位置大致在施工的井下1616号煤层掘进工作面。号煤层掘进工作面。 水水 量:量: 65000 m3/h突水通道:导水陷落柱突水通道:导水陷落柱突水水源:底板奥陶系灰岩含水层突水水源:底板奥陶系灰岩含水层骆驼山矿掘进巷道

176、迎头突水骆驼山矿掘进巷道迎头突水 2. 2.底板水底板水水害的防治规定水害的防治规定: : 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井对矿井顶板水水害顶板水水害作了如下规定作了如下规定: : 第七十条第七十条 底板水防治应当遵循井上与井下治理相结合、区底板水防治应当遵循井上与井下治理相结合、区域与局部治理相结合的原则。根据矿井实际,采取地面区域域与局部治理相结合的原则。根据矿井实际,采取地面区域治理、井下注浆加固底板或者改造含水层、疏水降压、充填治理、井下注浆加固底板或者改造含水层、疏水降压、充填开采等防治水措施,消除水害威胁。开采等防治水措施,消除水害威胁。 第七十一条第七十一条 当承压含水层与开采

177、煤层之间的隔水层能够当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值大于实际水头值时,可以进行带压开采,但应承受的水头值大于实际水头值时,可以进行带压开采,但应当制定专项安全技术措施,由煤炭企业总工程师审批。当制定专项安全技术措施,由煤炭企业总工程师审批。 第七十二条第七十二条 当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值小于实际水头值时,开采前应当遵守下列规定:承受的水头值小于实际水头值时,开采前应当遵守下列规定: (一)采取疏水降压的方法,把承压含水层的水头值降到安全水头值(一)采取疏水降压的方法,把承压含水层的水头值降到安全水头值以下,并制定

178、安全措施,由煤炭企业总工程师审批。矿井排水应与矿区以下,并制定安全措施,由煤炭企业总工程师审批。矿井排水应与矿区供水、生态环境保护相结合,推广应用矿井排水、供水、生态环保供水、生态环境保护相结合,推广应用矿井排水、供水、生态环保“三三位一体位一体”优化结合的管理模式和方法;优化结合的管理模式和方法; (二)承压含水层的集中补给边界已经基本查清情况下,可以预先进(二)承压含水层的集中补给边界已经基本查清情况下,可以预先进行帷幕注浆,截断水源,然后疏水降压开呆;行帷幕注浆,截断水源,然后疏水降压开呆; (三)当承压含水层的补给水源充沛,不具备疏水降压和帷幕注浆的(三)当承压含水层的补给水源充沛,不

179、具备疏水降压和帷幕注浆的条件时,可以采用地面区域治理,或者局部注浆加固底板隔水层、改造条件时,可以采用地面区域治理,或者局部注浆加固底板隔水层、改造含水层的方法,但应当编制专门的设计,在有充分防范措施的条件下进含水层的方法,但应当编制专门的设计,在有充分防范措施的条件下进行试采,并制定专门的防止淹井措施,由煤炭企业总工程师审批。行试采,并制定专门的防止淹井措施,由煤炭企业总工程师审批。 安全水头值计算公式见附录四。各矿区应当总结适合本矿区的安全水头安全水头值计算公式见附录四。各矿区应当总结适合本矿区的安全水头值。值。第七十三条第七十三条 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且煤层底板存在高承压岩溶含

180、水层,且富水性强或者极强,采用井下探查、注浆加固底富水性强或者极强,采用井下探查、注浆加固底板或者改造含水层时,应当符合下列要求:板或者改造含水层时,应当符合下列要求: (一)掘进前应当同时采用钻探和物探方法,(一)掘进前应当同时采用钻探和物探方法,确认无突水危险时方可施工。巷道底板的安全隔确认无突水危险时方可施工。巷道底板的安全隔水层厚度,钻探与物探探测度按附录五式(附水层厚度,钻探与物探探测度按附录五式(附5 -1)合理确定,钻孔超前距和帮距参考附录六式)合理确定,钻孔超前距和帮距参考附录六式(附(附6-3)确定;)确定;附录五附录五 安全隔水层厚度和突水系数计算公式安全隔水层厚度和突水系

181、数计算公式 一、掘进工作面安全隔水层厚度计算公式一、掘进工作面安全隔水层厚度计算公式 (附5-1)式中式中 t 安全隔水层厚度,安全隔水层厚度,m; L巷道底板宽度,巷道底板宽度,m; y底板隔水层的平均重度,底板隔水层的平均重度,MNrTi3; Kp 底板隔水层的平均抗拉强度,底板隔水层的平均抗拉强度,MPa; p-底板隔水层承受的实际水头值,底板隔水层承受的实际水头值,MPa。 二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可以参照下列经验公式计算(附图以参照下列经验公式计算(附图6-2):): (附(附6 -3)式中式中 L煤柱留设的宽度,煤柱留设

182、的宽度,m; K一安全系数,一般取一安全系数,一般取25; M煤层厚度或者采高,煤层厚度或者采高,m; p 实际水头值,实际水头值,MPa; Kp煤的抗拉强度,煤的抗拉强度,MPa。 (二)应当编制注浆加固底板或者改造含水层设计(二)应当编制注浆加固底板或者改造含水层设计和施工安全技术措施,由煤矿总工程师组织审批。和施工安全技术措施,由煤矿总工程师组织审批。可结合矿井实际情况,建立地面注浆系统;可结合矿井实际情况,建立地面注浆系统; (三)注浆加固底板或者改造含水层结束后,由煤(三)注浆加固底板或者改造含水层结束后,由煤炭企业总工程师组织效果评价。采煤工作面突水系炭企业总工程师组织效果评价。采

183、煤工作面突水系数按附录五式(附数按附录五式(附5 -25 -2)计算,不得大于)计算,不得大于0.10.1 MPa/m MPa/m。 二、突水系数计算公式二、突水系数计算公式 (附5 -2) 式中式中 T 突水系数,突水系数,MPa/m; p 底板隔水层承受的实际水头值,底板隔水层承受的实际水头值,MPa;水压应当从;水压应当从 含水层含水层顶界面起算,水位值取近顶界面起算,水位值取近3年含水层观测水年含水层观测水 位最高值;位最高值; M-底板隔水层厚度,底板隔水层厚度,m。 式(附式(附5 -2)适用于采煤工作面,就全国实际资料看,底板受构造)适用于采煤工作面,就全国实际资料看,底板受构造

184、破坏的地段突水系数一般不得大于破坏的地段突水系数一般不得大于0. 06 MPa/m,隔水层完整无断裂,隔水层完整无断裂构造破坏的地段不得大于构造破坏的地段不得大于0.1 MPa/m。 第七十四条第七十四条 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域治理方法时,应当符合下列要求:采用地面区域治理方法时,应当符合下列要求: (一)煤矿总工程师组织编制区域治理设计方案,由煤炭企业总工程(一)煤矿总工程师组织编制区域治理设计方案,由煤炭企业总工程师审批;师审批; (二)地面区域治理可以采用定向钻探技术,根据矿井水文地质条件确(二)地

185、面区域治理可以采用定向钻探技术,根据矿井水文地质条件确定治理目标层和布孔方式,并根据注浆扩散距离确定合理孔间距,施工定治理目标层和布孔方式,并根据注浆扩散距离确定合理孔间距,施工中应当逢漏必注,循环钻进直至设计终孔住置,注浆终压不得小于底板中应当逢漏必注,循环钻进直至设计终孔住置,注浆终压不得小于底板岩溶含水层静水压力的岩溶含水层静水压力的1.5倍,达到探测、治理、验证倍,达到探测、治理、验证“三位一体三位一体”的治的治理效果;理效果; (三)区域治理工程结束后,对工程效果做出结论性评价,提交竣工报(三)区域治理工程结束后,对工程效果做出结论性评价,提交竣工报告,由煤炭企业总工程师组织验收。采

186、煤工作面突水系数按附录五式告,由煤炭企业总工程师组织验收。采煤工作面突水系数按附录五式(附(附5 -2)计算,不得大于)计算,不得大于0.1 MPa/m; (四)实施地面区域治理的区域,掘进前应(四)实施地面区域治理的区域,掘进前应当采用物探方法进行效果检验,没有异常的,当采用物探方法进行效果检验,没有异常的,可以正常掘进;发现异常的,应当采用钻探验可以正常掘进;发现异常的,应当采用钻探验证并治理达标。回采前应同时采用物探、钻探证并治理达标。回采前应同时采用物探、钻探方法进行效果验证。方法进行效果验证。 第七十五条第七十五条 有条件的矿井可以采用有条件的矿井可以采用“脆弱性指数法脆弱性指数法”

187、或者或者“五图双系数法五图双系数法”等,对等,对底板承压含水层突水危险性进行综合分区评价。底板承压含水层突水危险性进行综合分区评价。、 3.3.底板水底板水水害的防治方法水害的防治方法: : 1). 1).底板水的疏放底板水的疏放 我国的许多煤矿,煤层底板下蕴藏有丰富的地下水,这种地下水常常我国的许多煤矿,煤层底板下蕴藏有丰富的地下水,这种地下水常常具有很高的承压水头,压力有时高达具有很高的承压水头,压力有时高达10kg10kgcmcm2 2。 在开采中,由于岩层原始平衡状态遭到破坏,巷道或回采工作面底板在开采中,由于岩层原始平衡状态遭到破坏,巷道或回采工作面底板在水压和矿山压力共同作用下,底

188、板隔水岩层开始变形,产生底鼓,继之在水压和矿山压力共同作用下,底板隔水岩层开始变形,产生底鼓,继之出现裂缝。当裂缝向下发展延深达到含水层时,高压的地下水便会突破底出现裂缝。当裂缝向下发展延深达到含水层时,高压的地下水便会突破底板涌入矿井,造成突水事故。如某矿板涌入矿井,造成突水事故。如某矿1212112121工作面开采山西组大煤,沿倾工作面开采山西组大煤,沿倾斜长斜长80m80m,煤厚,煤厚7m7m,顶分层采高,顶分层采高2.02.02.2m2.2m,工作面底板距太原群,工作面底板距太原群L8L8灰岩灰岩25m25m( (包括大煤包括大煤5m5m) )。 当采至当采至30m30m时,工作面顶压

189、增大,自下而上发生底鼓时,工作面顶压增大,自下而上发生底鼓( (最大处鼓起最大处鼓起0 09m9m) ),沿工作面打了,沿工作面打了1313个木垛都未能制止底鼓蔓延。个木垛都未能制止底鼓蔓延。 由于底鼓的发生,底板出现渗水,初期水量1m3min,随着顶压增大,底鼓进一步发展,水压冲开裂缝在下风道溜子尾处发生特大涌水,出水口直径1m,最大水量89m3min,水压1.5MPa。 (1)利用巷道疏放 如煤炭坝煤矿开采龙潭煤组下层煤,底板为茅口灰岩,隔水层很薄,原先将运输巷道布置于煤层中,水大压力也大。后来将运输巷道直接布置在底板茅口灰岩的岩溶发育带中,既收到了很好的疏放水效果,也解决了巷道布置在煤层

190、中经常被压垮的问题。 但是,这种方法只有在矿井具有足够的排水能力时才能使用,否则在强含水层中掘进巷道将是不可能的。图5-24直接布置在含水层中的疏放水巷道l一灰岩原始水位;2一疏放水巷道;3一石灰岩含水层 (2)疏放降压钻孔 根据安全水头概念,疏放降压并不需要将底板水根据安全水头概念,疏放降压并不需要将底板水的水头无限制地降低,乃至完全疏干,只要将底板的水头无限制地降低,乃至完全疏干,只要将底板水的静水压力降至安全水头以下,即可达到防治底水的静水压力降至安全水头以下,即可达到防治底板水的目的。板水的目的。 疏放降压钻孔和顶板放水孔一样,是在计划疏疏放降压钻孔和顶板放水孔一样,是在计划疏降的地段

191、,于采区巷道或专门布置的疏干巷道中,降的地段,于采区巷道或专门布置的疏干巷道中,每隔一定距离向底板含水层打钻孔放水,使之形成每隔一定距离向底板含水层打钻孔放水,使之形成降落漏斗,逐步将静止水位降至安全水头以下。降落漏斗,逐步将静止水位降至安全水头以下。 2)2)底板注浆改造底板注浆改造 底板的注浆改造是指在工作面回采之前,预先对回采煤层的底板进行底板的注浆改造是指在工作面回采之前,预先对回采煤层的底板进行注浆加固,以阻止地下水源向煤层底板的补给。注浆加固,以阻止地下水源向煤层底板的补给。 底板的注浆改造与矿井的注浆堵水不同,注浆堵水是指矿井突水后,底板的注浆改造与矿井的注浆堵水不同,注浆堵水是

192、指矿井突水后,利用注浆技术,对突水点进行封堵,两者都是利用注浆技术防治水,但前利用注浆技术,对突水点进行封堵,两者都是利用注浆技术防治水,但前者着重于防,是主动的;后者着重于治,是被动的。者着重于防,是主动的;后者着重于治,是被动的。 (1)(1)底板注浆改造的前提条件底板注浆改造的前提条件 通过预注浆改造底板,从而实现承压水体上的安全采煤,具有操作简通过预注浆改造底板,从而实现承压水体上的安全采煤,具有操作简单、效果显著,比疏水降压采煤方法成本低,是一项值得推广应用的防治单、效果显著,比疏水降压采煤方法成本低,是一项值得推广应用的防治地下水措施。地下水措施。 但该项技术的应用是有前提条件的,

193、应用该项技术之前必须搞清各含但该项技术的应用是有前提条件的,应用该项技术之前必须搞清各含水层之间的水力联系,研究现场的底板突水机理,以确定注浆改造的可能水层之间的水力联系,研究现场的底板突水机理,以确定注浆改造的可能性。性。 肥城煤田太原组肥城煤田太原组9 9和和1010煤层的开采主要受到本溪煤层的开采主要受到本溪组五灰水的威胁,而五灰水的水源便是奥陶系岩溶组五灰水的威胁,而五灰水的水源便是奥陶系岩溶裂隙,由于煤田断裂构造及重力滑动构造影响,五裂隙,由于煤田断裂构造及重力滑动构造影响,五灰与奥灰实为统一的水力系统,因煤层到五灰之间灰与奥灰实为统一的水力系统,因煤层到五灰之间的隔水层薄,且破碎严

194、重,从而开采的隔水层薄,且破碎严重,从而开采9 9和和1010煤层时煤层时底板突水时常发生。底板突水时常发生。 由于五灰厚度在由于五灰厚度在510m510m左右,且发育的裂隙之间左右,且发育的裂隙之间连通性好,同时煤层隔水底板裂隙也发育,因此实连通性好,同时煤层隔水底板裂隙也发育,因此实行五灰及煤层底板隔水层的注浆改造是可行的。而行五灰及煤层底板隔水层的注浆改造是可行的。而奥灰巨厚,岩溶发育情况不清楚,不能盲目实行注奥灰巨厚,岩溶发育情况不清楚,不能盲目实行注浆改造。浆改造。 (2)底板注浆改造的机理 (1)向受水含水层(如肥城的五灰)中注入浆液,浆液在注浆压力的推进下沿着灰岩的岩溶裂隙扩散、

195、沉析、结实,最后充填灰岩的岩溶裂隙,把灰岩中的水置换出去,使灰岩含水层变为不含水或弱含水。 (2)浆液在注浆压力的作用下,通过灰岩沿着补给源(如奥灰)的通道向下流动、扩散、沉析、结实,从而堵塞或缩小导水通道,减少水源对受水体的补给量。 (3) (3)浆液通过注浆层向煤层底板裂隙中运移、沉析、结实,浆液通过注浆层向煤层底板裂隙中运移、沉析、结实,充塞隔水层的导水裂隙和胶结岩块,加固了底板的阻隔水能充塞隔水层的导水裂隙和胶结岩块,加固了底板的阻隔水能力。力。 (3)(3)注浆钻孔设计注浆钻孔设计 按浆液扩散半径按浆液扩散半径202030 m30 m布设,力求使浆液在整个工作面或需注浆改布设,力求使

196、浆液在整个工作面或需注浆改造的地段的覆盖率达造的地段的覆盖率达8080以上。以上。 钻孔揭露被注层段尽量长些,所以打斜孔为宜。钻孔的方向尽量要和钻孔揭露被注层段尽量长些,所以打斜孔为宜。钻孔的方向尽量要和断裂构造发育方向斜交。断裂构造发育方向斜交。 在断层发育带、初压及周压显现地段、褶皱构造的轴部及裂隙发育地在断层发育带、初压及周压显现地段、褶皱构造的轴部及裂隙发育地段要重点布孔。段要重点布孔。 (4)(4)注浆孔结构与施工注浆孔结构与施工 注浆孔的终孔直径不小于注浆孔的终孔直径不小于73 mm73 mm,底板中存在导水裂隙或有弱含水层,底板中存在导水裂隙或有弱含水层的地段孔内一般下两层套管,

197、第一层为孔口管,长的地段孔内一般下两层套管,第一层为孔口管,长3 35 m5 m;第二层套管长;第二层套管长度为套管下口,上距煤层底板度为套管下口,上距煤层底板1010余米。余米。 第二层套管上安设水门,水门的最大抗压能力不小于最大注浆压力。第二层套管上安设水门,水门的最大抗压能力不小于最大注浆压力。下套管时必须进行耐压试验。耐压试验的压力不小于注浆压力的下套管时必须进行耐压试验。耐压试验的压力不小于注浆压力的1.51.52 2倍。倍。若底板中不存在导水裂隙或弱含水层,可不下孔口管。若底板中不存在导水裂隙或弱含水层,可不下孔口管。 注浆孔一般在工作面的轨运中巷及联络巷中施工,当工作面的倾向长度

198、较大时,也可在回风巷中施工。每个硐室打13个孔,分序次施工。第一个序次孔距6080 m。其目的一是查灰岩含水性,二是注浆。第一序次孔注完浆后,再在第一序次孔中间打第二序次孔,第二序次孔主要是扩大注浆。第二序次孔注完浆再打第三序次孔。第三序次孔是重点加密孔、检查,也要注浆。 注浆孔施工过程中,要做好简易水文地质观测工作,以指导注浆。主要内容有:初见涌水量及涌水量变化,初次和加大涌水量的大小、位置、深度、水压,见被注层深度及穿过被注层的深度、水量,见灰岩溶洞的深度及大小等。 底板底板注浆堵水应用实例注浆堵水应用实例 实例一实例一: : 19691969年年6 6月月2929日,山东肥城矿务局大封矿

199、日,山东肥城矿务局大封矿92049204采煤工作面发采煤工作面发生了生了1628m1628m3 3/h/h(27.13m27.13m3 3/min/min)的大型底板突水事故的大型底板突水事故。 突水点距落差突水点距落差2 23m3m的断层的断层6m6m,该断层斜角,该断层斜角6262o o,走向,走向4646o o,倾向倾向SESE,突水后突水后1313天天,距突水点,距突水点1380m1380m的奥陶系灰岩孔水位由的奥陶系灰岩孔水位由+56.07m+56.07m下降下降+52.21m+52.21m,突水点中心的本溪统五灰灰岩的地下水,突水点中心的本溪统五灰灰岩的地下水水位由水位由+56m+

200、56m下降为下降为-23m-23m,距出水点,距出水点20m20m的的2 2号奥陶系灰岩孔水位号奥陶系灰岩孔水位由由+56m+56m下降为下降为+40m+40m。渗流场的动态变化证明五灰水突出,奥灰渗流场的动态变化证明五灰水突出,奥灰水补给,突水点周围五灰的水力坡度为水补给,突水点周围五灰的水力坡度为0.370.86。实测突水。实测突水点流速点流速3168m/d。 堵水过程中共打堵水过程中共打9个个注浆钻孔,离突水点远的孔,注浆量很注浆钻孔,离突水点远的孔,注浆量很少即报废,少即报废,3、4号孔离突水点较近,注了大量水泥,初步起了号孔离突水点较近,注了大量水泥,初步起了点作用,减少水量点作用,

201、减少水量428m3/h,但不能有效解决问题。,但不能有效解决问题。 分析其原因,注浆位置可能是非主要导水通道,裂隙断分析其原因,注浆位置可能是非主要导水通道,裂隙断面有限,注浓浆或双液浆易于起压,注中等浓度的单浆液进面有限,注浓浆或双液浆易于起压,注中等浓度的单浆液进量也只能是量也只能是200300t/min,而出水点主通道的水量是而出水点主通道的水量是27.13m3/min,浆液进入其中很快稀释,不可能堵住主通道,浆液进入其中很快稀释,不可能堵住主通道,只能堵局部的小裂隙通道,因而用料不少,作用有限。只能堵局部的小裂隙通道,因而用料不少,作用有限。6、7号孔打在五灰与断层交面部位的破碎带上,

202、正是出水点的主通道,这时注入多少水泥浆跑出多少水泥浆,注双液浆也同样, 只好改注砂子。 经过对7号孔注砂(粒径525mm,由细粒试探着逐渐加用粗砂),结果只注砂96.46m3,水量即由每小时1170m3减为692m3,紧接着注凝胶时间为530s的双液浆84.38m3,水量减为5.6m3/h,一个7号孔决定了胜负。 实例二实例二: : 1989年2月3日山东淄博矿务局寨里煤矿的北大井,在9100辅助下山10102采煤工作面发生了突水量达422.5m3/h的煤层底板突水事故。 距突水点100m的奥灰4号观测孔水位立即由+14.77m下降为-90.53m,证明是奥灰直接突水。为防止水量继续增大,决定

203、为防止水量继续增大,决定立即从地面抢险注浆堵水,首先针对出水点布了立即从地面抢险注浆堵水,首先针对出水点布了1 1个个钻孔,孔钻孔,孔深深435m435m,在十层煤底板以下,在十层煤底板以下16.5m16.5m,即见奥灰断层破碎带,进,即见奥灰断层破碎带,进浆很容易,但不跑浆,经过适当间歇,快速集中注单液浓浆浆很容易,但不跑浆,经过适当间歇,快速集中注单液浓浆436.2t436.2t水泥,井下出水点水量全部消失,堵水效果水泥,井下出水点水量全部消失,堵水效果100100,1 1个个注浆钻孔解决了问题。注浆钻孔解决了问题。 分析此次注浆堵水之所以能只用一个钻孔,在动水条件下没分析此次注浆堵水之所

204、以能只用一个钻孔,在动水条件下没跑浆,且仅用跑浆,且仅用436t水泥就堵住一个奥灰突水点,其主要原因是:水泥就堵住一个奥灰突水点,其主要原因是: 针对突水点,注浆孔直接命中了导水的主要通道;针对突水点,注浆孔直接命中了导水的主要通道; 主导水通道就是奥灰断层破碎带,空洞大,水泥浆运移主导水通道就是奥灰断层破碎带,空洞大,水泥浆运移阻力较小,向出水点跑浆说明裂隙有阻力,适当间歇注浆后,阻力较小,向出水点跑浆说明裂隙有阻力,适当间歇注浆后,裂隙就堵住了,因而不向采空区跑浆;裂隙就堵住了,因而不向采空区跑浆; 针对十层煤底板出水的破碎裂隙,注浆孔已在底板以下针对十层煤底板出水的破碎裂隙,注浆孔已在底

205、板以下6.22m下下108套管加以隔离,并已注双液浆固结,创造了密封套管加以隔离,并已注双液浆固结,创造了密封浆的良好条件。浆的良好条件。第四节第四节 老空水防治老空水防治 老空积水水害的特点:老空积水水害的特点: 水体压力传递迅速,流动与地表水流相同,不同于含水层水体压力传递迅速,流动与地表水流相同,不同于含水层中地下水的渗透。大兴煤矿的水害即如此。中地下水的渗透。大兴煤矿的水害即如此。 1.老空水水害案例老空水水害案例 案例:广东省大兴煤矿老空积水特大水灾事故案例:广东省大兴煤矿老空积水特大水灾事故 20052005年年8 8月月7 7日日1313时时1313分,大兴煤矿发生特大透水事故,

206、造成分,大兴煤矿发生特大透水事故,造成121121人死亡,人死亡,伤伤1 1人,直接经济损失人,直接经济损失4391.024391.02万元。万元。 广东省梅州市大兴煤矿原为地方国有煤矿,广东省梅州市大兴煤矿原为地方国有煤矿,19991999年破产改制为民营股份年破产改制为民营股份制企业,由于开采制企业,由于开采3030年,该矿上部老采空区存在大量积水。年,该矿上部老采空区存在大量积水。 改制后经有关部门设计留设条带隔水煤柱,对深部煤层进行开采,设计改制后经有关部门设计留设条带隔水煤柱,对深部煤层进行开采,设计能力能力3 3万万t/at/a。 兴宁矿难透水事故的矿井远景兴宁矿难透水事故的矿井远

207、景 事故中一对失去亲人的祖孙事故中一对失去亲人的祖孙 事故中失去亲人的母子事故中失去亲人的母子 透水事故中失去矿友的矿工呆坐在井口透水事故中失去矿友的矿工呆坐在井口 透水事故中伤亡矿工家属伤痛欲绝透水事故中伤亡矿工家属伤痛欲绝 透水事故死亡矿工尸体透水事故死亡矿工尸体 事故中伤亡家属在祭拜亲人事故中伤亡家属在祭拜亲人 (1) 矿井积水区的形成矿井积水区的形成 19991999年年1111月,因小煤窑开采破坏,当年降水量大,矿井排水月,因小煤窑开采破坏,当年降水量大,矿井排水能力不足及排水费用过高,矿井采区被淹,井下巷道大量积水。能力不足及排水费用过高,矿井采区被淹,井下巷道大量积水。 为了保护

208、矿井不被淹和减少排水费用,各矿均在为了保护矿井不被淹和减少排水费用,各矿均在-180m-180m水平构水平构筑了堵水闸墙,筑了堵水闸墙,6 6对矿井共构筑对矿井共构筑2929处堵水闸墙,使处堵水闸墙,使-180m-180m水平以上水平以上采空区逐步充满,形成采空区逐步充满,形成1500150020002000万万m3m3积水区。积水区。 (2)(2)积水区下煤炭开采的形成积水区下煤炭开采的形成 2000 2000年年5 5月,大兴煤矿委托北京煤炭设计研究院编制完成了月,大兴煤矿委托北京煤炭设计研究院编制完成了永丰煤炭延深方案设计永丰煤炭延深方案设计和和防水闸墙施工计算咨询防水闸墙施工计算咨询。

209、 该设计从该设计从-180m-180m水平至水平至-290m-290m水平留设垂高水平留设垂高110m110m防水隔离煤柱,防水隔离煤柱,延深开采老空积水区下深部煤炭资源。延深开采老空积水区下深部煤炭资源。 20012001年年2 2月月2626日由广东省经贸委审查通过该设计,该矿开始日由广东省经贸委审查通过该设计,该矿开始向深部延伸开采。向深部延伸开采。 (3) (3)水害事故发生经过水害事故发生经过 20052005年年8 8月月7 7日日1313时时1313分左右,发生透水,透水发生后,主、分左右,发生透水,透水发生后,主、副井井筒均有雾气冒出,出现反风现象。副井井筒均有雾气冒出,出现反

210、风现象。 1313时时3030分,副井调度室接到分,副井调度室接到-290m-290m水平西三暗斜井绞车房(水平西三暗斜井绞车房(- -281m281m)电话,说)电话,说“水很大,我跑不出去了,水很大,我跑不出去了,” 但话未说完电话但话未说完电话就断了,说明此时水已涨至就断了,说明此时水已涨至-281m-281m绞车房。绞车房。 14 14时,时,水已涨至离主井口水已涨至离主井口80m80m(斜长),此时水位为(斜长),此时水位为+245m+245m。 透水后原四望嶂一矿明斜井水位从透水后原四望嶂一矿明斜井水位从+262m+262m降至降至+255.5m+255.5m,下,下降降6.5m6

211、.5m,经专家估算,矿井总透水量约为,经专家估算,矿井总透水量约为2525万万m3m3。 (4) (4)水害事故的原因分析水害事故的原因分析 经调查和专家组技术鉴定,认定在主井东翼四煤经调查和专家组技术鉴定,认定在主井东翼四煤-400m-400m石石门以东门以东150m150m附近,由于煤层倾角大(附近,由于煤层倾角大(7575度左右)、开采厚度度左右)、开采厚度大大(3 34m4m),小断层发育,煤质松散易塌落,),小断层发育,煤质松散易塌落,-400m-400m以上各以上各水平在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。水平在生产过程中煤层均发生过严重抽冒。 在抽冒严重的情况下,大量出煤,超强度开采

212、,致使在抽冒严重的情况下,大量出煤,超强度开采,致使- -180m180m水平至水平至-290m-290m水平防水煤柱抽冒,导通了水平防水煤柱抽冒,导通了+262m+262m水平至水平至- -180m180m水平的老空积水区水平的老空积水区,造成上部老空积水大量溃入,导致造成上部老空积水大量溃入,导致事故的发生。事故的发生。 2.2. 老空水防治的规定老空水防治的规定煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井防治老空水作了如下规定对矿井防治老空水作了如下规定: : 第七十六条第七十六条 煤矿应当开展老空分布范围及积水情况调查煤矿应当开展老空分布范围及积水情况调查工作,查清矿井和周边老空及积水情况,调查

213、内容包括老空工作,查清矿井和周边老空及积水情况,调查内容包括老空位置、形成时间、范围、层位、积水情况、补给来源等。老位置、形成时间、范围、层位、积水情况、补给来源等。老空范围不清、积水情况不明的区域,必须采取井上下结合的空范围不清、积水情况不明的区域,必须采取井上下结合的钻探、物探、化探等综合技术手段进行探查,编制矿井老空钻探、物探、化探等综合技术手段进行探查,编制矿井老空水害评价报告,制定老空水防治方案。水害评价报告,制定老空水防治方案。 (一)地面物探可以采用地震勘探方法探查老空范围,采(一)地面物探可以采用地震勘探方法探查老空范围,采用直流电法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法探查用

214、直流电法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法探查老空积水情况;老空积水情况; (二)井下物探可以采用槽波地震勘探、瑞利波勘探、无线电波透视法(二)井下物探可以采用槽波地震勘探、瑞利波勘探、无线电波透视法(坑透)探测老空边界,采用瞬变电磁法、直流电法、音频电穿透泫探(坑透)探测老空边界,采用瞬变电磁法、直流电法、音频电穿透泫探测老空积水情况;测老空积水情况; (三)物探等探查圈定的异常区应当采用钻探方法验证;(三)物探等探查圈定的异常区应当采用钻探方法验证; (四)可以采用化探方法分析老空水来源及补给情况。(四)可以采用化探方法分析老空水来源及补给情况。 第七十七条第七十七条 煤矿应当根据老空

215、水查明程度和防治措施落实到位程度,煤矿应当根据老空水查明程度和防治措施落实到位程度,对受老空水影响的煤层按威胁程度编制分区管理设计,由煤矿总工程师对受老空水影响的煤层按威胁程度编制分区管理设计,由煤矿总工程师组织审批。老空积水情况清楚且防治措施落实到位的区域,划为可采区;组织审批。老空积水情况清楚且防治措施落实到位的区域,划为可采区;否则,划为缓采区。缓采区由煤矿地测部门编制老空水探查设计,通过否则,划为缓采区。缓采区由煤矿地测部门编制老空水探查设计,通过井上下探查手段查明老空积井上下探查手段查明老空积 水情况,防治措施落实到位后,方可转为可水情况,防治措施落实到位后,方可转为可采区;治理后仍

216、不能保证安全开采的,划为禁采区。采区;治理后仍不能保证安全开采的,划为禁采区。 第七十八条第七十八条 煤矿应当及时掌握本矿及相邻矿井距离本矿煤矿应当及时掌握本矿及相邻矿井距离本矿200 m200 m范围内范围内的采掘动态,将采掘范围、积水情况、防隔水煤(岩)柱等填绘在矿井的采掘动态,将采掘范围、积水情况、防隔水煤(岩)柱等填绘在矿井充水性图、采掘工程平面图等图件上,并标出积水线、探水线和警戒线充水性图、采掘工程平面图等图件上,并标出积水线、探水线和警戒线的位置。的位置。 第七十九条第七十九条 当老空有大量积水或者有稳定补给源时,应当优先选择当老空有大量积水或者有稳定补给源时,应当优先选择留设防

217、隔水煤(岩)柱;当老空积水量较小或者没有稳定补给源时,应留设防隔水煤(岩)柱;当老空积水量较小或者没有稳定补给源时,应当优先选择超前疏干(放)方法;对于有潜在补给源的未充水老空,应当优先选择超前疏干(放)方法;对于有潜在补给源的未充水老空,应当采取切断可能补给水源或者修建防水闸墙等隔离措施。当采取切断可能补给水源或者修建防水闸墙等隔离措施。 第八十条第八十条 疏放老空水时,应当由地测部门编制专门疏放水设计,经疏放老空水时,应当由地测部门编制专门疏放水设计,经煤矿总工程师组织审批后,按设计实施。疏放过程中,应当详细记录放煤矿总工程师组织审批后,按设计实施。疏放过程中,应当详细记录放水量、水压动态

218、变化。放水结束后,对比放水量与预计积水量,采用钻水量、水压动态变化。放水结束后,对比放水量与预计积水量,采用钻探、物探方法对放水效果进行验证,确倮疏干放净。探、物探方法对放水效果进行验证,确倮疏干放净。 第八十一条第八十一条 近距离煤层群开采时,下伏煤层采掘前,必须近距离煤层群开采时,下伏煤层采掘前,必须疏干导水裂隙带波及范围内的上覆煤层采空区积水。疏干导水裂隙带波及范围内的上覆煤层采空区积水。 第八十二条第八十二条 沿空掘进的下山巷道超前疏放相邻采空区积水沿空掘进的下山巷道超前疏放相邻采空区积水的,在查明采空区积水范围、积水标高等情况后,可以实行的,在查明采空区积水范围、积水标高等情况后,可

219、以实行限压(水压小于限压(水压小于0. Ol MPa)循环放水,但必须制定专门措)循环放水,但必须制定专门措施由煤矿总工程师审批。施由煤矿总工程师审批。 第八十三条第八十三条 应当对老空积水情况进行动态监测,监测内容应当对老空积水情况进行动态监测,监测内容包括水压、水量、水温、水质、有害气体等;采用留设防隔包括水压、水量、水温、水质、有害气体等;采用留设防隔水煤(岩)柱和防水闸墙措施隔离老空水的,还应当对其安水煤(岩)柱和防水闸墙措施隔离老空水的,还应当对其安全状态进行监测。全状态进行监测。 3.3. 老空水水害防治的方法老空水水害防治的方法 3.1. 3.1.老空水探查老空水探查 老空水探查

220、老空水探查方法包括物探、化探、钻探。在这些方法方法包括物探、化探、钻探。在这些方法手段中,钻探是最直接的技术手段,具有精度高、直观性强、手段中,钻探是最直接的技术手段,具有精度高、直观性强、适应面宽等优点,其不足之处是周期长、费用高、适应面宽等优点,其不足之处是周期长、费用高、 “一孔一孔之见之见”; ; 物探具有非接触无损探测、成本低、信息量大、快速便捷物探具有非接触无损探测、成本低、信息量大、快速便捷等优势,缺点在于属间接探测,探测结果存在多解性等优势,缺点在于属间接探测,探测结果存在多解性; ; 化探在快速判别突水水源方面具有独到的优势,但在水文化探在快速判别突水水源方面具有独到的优势,

221、但在水文地质条件勘查的应用受限。地质条件勘查的应用受限。 1).1).井下井下探放老空水原则探放老空水原则 对于采掘工作面受老空水害影响的矿井,应当坚持以下具体原则: (1 1)主动探放的原则)主动探放的原则 当老空区上方(地面或井下)不存在重要建筑物、当老空区上方(地面或井下)不存在重要建筑物、老空水与地表水体及煤系含水层水力联系不密切,老老空水与地表水体及煤系含水层水力联系不密切,老空积水体压覆的大量煤炭资源急待开采时,应采取主空积水体压覆的大量煤炭资源急待开采时,应采取主动探放原则,将该部分老空区积水疏干,以彻底解除动探放原则,将该部分老空区积水疏干,以彻底解除水患。水患。 (2 2)先

222、隔离后探放的原则。)先隔离后探放的原则。 包括两种情况:一是老空区水与地表水有密切包括两种情况:一是老空区水与地表水有密切水力联系,接受降水和地表水补给;或老空区的积水力联系,接受降水和地表水补给;或老空区的积水量大,不易疏干。为避免矿井增加长期排水费用,水量大,不易疏干。为避免矿井增加长期排水费用,应先设法隔断老空积水补给源或减少老空区补给水应先设法隔断老空积水补给源或减少老空区补给水量,然后再进行探放水。二是煤层松散或节理发育,量,然后再进行探放水。二是煤层松散或节理发育,采掘工作已邻近积水区,直接探放水有安全隐患时,采掘工作已邻近积水区,直接探放水有安全隐患时,应先修筑隔水墙,并预埋套管

223、,在墙外进行探放水。应先修筑隔水墙,并预埋套管,在墙外进行探放水。 如果隔断老空区补给水源有困难而无法进行有如果隔断老空区补给水源有困难而无法进行有效的疏放,必须留设防水煤效的疏放,必须留设防水煤( (岩岩) )柱,与生产区隔开,柱,与生产区隔开,待条件成熟后再进行处理。待条件成熟后再进行处理。 (3 3)先降压后探放的原则。)先降压后探放的原则。 对水量大、水压高的老空积水区,应本着从高处对水量大、水压高的老空积水区,应本着从高处向低处分段、逐步探放的原则,降低老空区水压;向低处分段、逐步探放的原则,降低老空区水压;或先从煤层顶底板岩层打放水钻孔,把水压降至安或先从煤层顶底板岩层打放水钻孔,

224、把水压降至安全值后,然后再沿煤层打探水钻孔。全值后,然后再沿煤层打探水钻孔。 (4 4)先堵后探放的原则)先堵后探放的原则。 当老空区积水与强含水层水或其他水体存在密切当老空区积水与强含水层水或其他水体存在密切的水力联系,且补给量较大时,应先封堵老空水与的水力联系,且补给量较大时,应先封堵老空水与其他水体的水力联系通道,然后再进行探放水。其他水体的水力联系通道,然后再进行探放水。 2) 2)物理勘探技术物理勘探技术 (1) (1)地震勘探地震勘探 包括二维和三维地震勘探,是弹性波地面探查构造及包括二维和三维地震勘探,是弹性波地面探查构造及“不良地质体不良地质体”的最有效方法。在新采区设计前必须

225、用三维地的最有效方法。在新采区设计前必须用三维地震进行勘探,震进行勘探, 查明:查明:潜水面埋藏深度潜水面埋藏深度;落差大于落差大于5m5m的断层的断层;区内幅区内幅度大于度大于5m5m的褶曲的褶曲;区内直径大于区内直径大于20m20m的陷落柱的陷落柱;区内煤系地区内煤系地层底部奥陶系灰岩顶界面及岩溶发育程度层底部奥陶系灰岩顶界面及岩溶发育程度;探测采空区和岩探测采空区和岩浆侵入体浆侵入体;基岩起伏形态、古河道、古冲沟延伸方向基岩起伏形态、古河道、古冲沟延伸方向;了了解基岩风化带厚度。解基岩风化带厚度。 (2) (2)瞬变电磁瞬变电磁(TEM)(TEM)探测技术探测技术 TEMTEM法观测的是

226、二次场,因此对低阻体特别灵敏。法观测的是二次场,因此对低阻体特别灵敏。 是地面是地面( (已有人尝试井下使用已有人尝试井下使用) )探测含水层及其富水性、探测含水层及其富水性、构造及其含水情况老窑及其积水多少的主要手段。构造及其含水情况老窑及其积水多少的主要手段。 (3) (3)高密度高分辨率电阻率法探测技术高密度高分辨率电阻率法探测技术 使用单极使用单极- -偶极装置,通过连续密集地采集测线的电响偶极装置,通过连续密集地采集测线的电响应数据,实现了地下分辨单元的多次覆盖测量,具有压制静应数据,实现了地下分辨单元的多次覆盖测量,具有压制静态效应及电磁干扰的能力,对施工现场适应性强。该法使直态效

227、应及电磁干扰的能力,对施工现场适应性强。该法使直流电法在探测小体积孤立异常体方面取得了突破。可准确直流电法在探测小体积孤立异常体方面取得了突破。可准确直观的展现地下异常体的赋存形态,是地面、井下探测岩溶、观的展现地下异常体的赋存形态,是地面、井下探测岩溶、老窑及其他地下及其他地下洞体的首选方法。老窑及其他地下及其他地下洞体的首选方法。 (4) (4)直流电法探测技术直流电法探测技术 属于全空间电法勘探,可在地面及井下使用。主要应用在属于全空间电法勘探,可在地面及井下使用。主要应用在 以下以下4 4个个方面方面: : 巷道底板富水区探测巷道底板富水区探测; ; 底板隔水层厚度、原始导高探测底板隔

228、水层厚度、原始导高探测; ; 掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测; ; 潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。 (5) (5)音频电穿透探测技术音频电穿透探测技术 由于探测深度的限制,一般只应用于井下。主要探查由于探测深度的限制,一般只应用于井下。主要探查: : 采煤工作面内及底板下采煤工作面内及底板下100100m m内的含水构造及其富水区域平面分布范内的含水构造及其富水区域平面分布范围、并进行富水块段深度探测围、并进行富水块段深度探测; ; 工作面顶板老窑、陷落柱、松散层孔隙内含水情况及平面分布范围工作面顶板老窑、陷落柱、

229、松散层孔隙内含水情况及平面分布范围探测探测; ; 掘进巷道前方导水、含水构造探测掘进巷道前方导水、含水构造探测; ; 注浆效果检查。注浆效果检查。 (6)(6)瑞利波探测瑞利波探测 探测对象是断层、陷落柱、岩浆岩侵人体探测对象是断层、陷落柱、岩浆岩侵人体等构造和地质异常体,以及煤层厚度、相邻等构造和地质异常体,以及煤层厚度、相邻巷道、采空区等,探测距离巷道、采空区等,探测距离80-100m80-100m。其优点。其优点是可进行井下全方位是可进行井下全方位 超前探测。超前探测。 (7)(7)钻孔雷达探测技术钻孔雷达探测技术 通过钻孔通过钻孔( (单孔或多孔单孔或多孔) )探查岩体中的导水探查岩体

230、中的导水构造、富水带等。构造、富水带等。 (8) (8)坑透坑透 采面掘透后,进行坑透,查明采面内的构造发育情况。采面掘透后,进行坑透,查明采面内的构造发育情况。 (9) (9)地震槽波探测技术地震槽波探测技术 探明煤层内小断层的位置及延伸展布方向探明煤层内小断层的位置及延伸展布方向; ; 陷落柱的位置及大小陷落柱的位置及大小; ; 煤层变薄带的分布煤层变薄带的分布 可进行井下高分辨率二维地震勘探,探测隔水层厚度、可进行井下高分辨率二维地震勘探,探测隔水层厚度、煤层小构造及导水断裂等。煤层小构造及导水断裂等。 另外,还有其他一些地球物理勘探方法,如超前机载另外,还有其他一些地球物理勘探方法,如

231、超前机载雷达、建场法多道遥测探测技术等。雷达、建场法多道遥测探测技术等。 2) 2)地球化学勘探技术地球化学勘探技术 主要通过水质化验、示踪试验等方法,利用不同主要通过水质化验、示踪试验等方法,利用不同时间、不同含水层的水质差异,确定突水水源,评时间、不同含水层的水质差异,确定突水水源,评价含水层水文地质条件,确定各含水层之间的水力价含水层水文地质条件,确定各含水层之间的水力联系。主要的技术方法包括:联系。主要的技术方法包括: (1)(1)水化学快速检测技术水化学快速检测技术 用于井下出水点、钻孔水样水质的快速检测。用于井下出水点、钻孔水样水质的快速检测。 (2) (2)透透( (突突) )水

232、水源快速识水水源快速识( (判判) )别技术。别技术。 通过水化学数据库,利用水质判别模型通过水化学数据库,利用水质判别模型 快速判快速判别突水水源。别突水水源。 (3)(3)连通试验。连通试验。 是查明含水层内部、含水层之间、地下水与地表水之间相互联系的是查明含水层内部、含水层之间、地下水与地表水之间相互联系的 一一种见效快、成本低的试验手段。它对判断矿井充水水源、分析含水层之间种见效快、成本低的试验手段。它对判断矿井充水水源、分析含水层之间的水力联系等都具有很重要的意义。该方法通常在放水试验过程中使用。的水力联系等都具有很重要的意义。该方法通常在放水试验过程中使用。 3) 3)钻探技术钻探

233、技术 最近几十年来,钻探技术飞速发展。最近几十年来,钻探技术飞速发展。 从适合地面、井下探放水,探构造及不良地质体从适合地面、井下探放水,探构造及不良地质体( (陷落柱、岩溶塌洞陷落柱、岩溶塌洞) )到水文地质勘察、注浆堵水成孔等用途的地面钻机、坑道钻机,其能力和到水文地质勘察、注浆堵水成孔等用途的地面钻机、坑道钻机,其能力和性能均有极大加强,同时定向钻进技术随着钻孔测斜技术的提高也逐步走性能均有极大加强,同时定向钻进技术随着钻孔测斜技术的提高也逐步走向成熟。向成熟。 不管是地面钻机还是井下坑道钻机均可实现不管是地面钻机还是井下坑道钻机均可实现“随钻测斜、自动纠偏随钻测斜、自动纠偏”,可以说现

234、有钻探技术已能很好地满足水文地质探查中对钻探手段的技术要可以说现有钻探技术已能很好地满足水文地质探查中对钻探手段的技术要求。求。 3.2.3.2.老空水疏放老空水疏放1.老窑老空积水量的估算 老窑老空积水可按下式进行估算: W:老窑积水静储量,m3; M:采厚,m; F:老窑采空区面积,m2; :煤层倾角; K:老窑采空区充水系数,0.30.5。 在初步估算出积水量后,便可根据矿井的具体情况拟定治理方案,如用放水孔将老空水放干,或留设暂时防水煤柱等。 2. 2.放水钻孔孔数的确定。放水钻孔孔数的确定。 单孔出水量估算单孔出水量估算 式中:式中:q单孔出水量,单孔出水量,m3/h; C流量系数,

235、其值与孔壁的粗糙度、孔径大小、钻孔深度等因素流量系数,其值与孔壁的粗糙度、孔径大小、钻孔深度等因素有关,可由试验得出,无资料时可用有关,可由试验得出,无资料时可用0.60.7; 钻孔断面积,钻孔断面积,m2; g重力加速度,重力加速度,9.81m/s2; H钻孔出口处水头高度,钻孔出口处水头高度,m,随着积水的放出,其水头高度将逐,随着积水的放出,其水头高度将逐渐降低,为简便计算钻孔的平均放水量,可用钻孔出口处最大水头高渐降低,为简便计算钻孔的平均放水量,可用钻孔出口处最大水头高度的度的40%50%。 平均放水量计算平均放水量计算 式中:Qcp平均放水量,m3/h; W静储量或老空总积水量,m

236、3; t计划放水期限,h; Q补补给量,m3/h。 钻孔孔数计算钻孔孔数计算 式中: N放水钻孔孔数; K备用孔个数,一般取12个。(1)(1)老空水疏放钻孔布设原则老空水疏放钻孔布设原则(1)(1)钻孔应布置在裂隙发育和标高较低的地段。钻孔应布置在裂隙发育和标高较低的地段。 (2) (2)钻孔的间距按疏干降落曲线的要求布置,或与基本顶周钻孔的间距按疏干降落曲线的要求布置,或与基本顶周期来压的距离同步。期来压的距离同步。 (3) (3)钻孔深度达到打透采空后形成的导水裂隙带即可,若穿钻孔深度达到打透采空后形成的导水裂隙带即可,若穿透导水裂隙带以外含水层,将会导致额外的水源涌人工作透导水裂隙带以

237、外含水层,将会导致额外的水源涌人工作面。面。 (4) (4)钻孔的方位垂直或接近于垂直顶板含水层时工程量最省,钻孔的方位垂直或接近于垂直顶板含水层时工程量最省,但斜孔揭露含水层范围大,疏放水效果好。但斜孔揭露含水层范围大,疏放水效果好。 (5) (5)钻孔数量和孔径视水量大小而定,孔径一般不宜过大。钻孔数量和孔径视水量大小而定,孔径一般不宜过大。 3. 3.采空区疏放水安全措施采空区疏放水安全措施 1)施工钻孔的技术要求与安全措施 (1)预备探放老空水或其他具有较高水压的富水体时,应按照煤矿防治水细测中的要求,安装止水套管。由于某矿验证钻孔可能穿越3-1煤采空区,在采空区存在积水的情况下,其水

238、压为0.37MPa,因此,本次施工的验证放水孔必须安装止水套管,套管口安装闸阀。 (2)根据煤矿防治水细则,钻孔止水套管长度如附表5-2所示:水水压压/MPa止水套管止水套管长长度度/m512102315320附表附表5-2 5-2 水压大小与钻孔止水套管长度对应表水压大小与钻孔止水套管长度对应表因此,选取止水套管长度为因此,选取止水套管长度为5m。(3)钻窝应避免做在断层带或松软岩层内,钻机安装必须平)钻窝应避免做在断层带或松软岩层内,钻机安装必须平稳牢固。稳牢固。(4)钻机接电及维修过程中,要严格执行停送电制度。)钻机接电及维修过程中,要严格执行停送电制度。(5)矿方应开挖安全躲避硐,并挂

239、好风筒、电缆、管道等。)矿方应开挖安全躲避硐,并挂好风筒、电缆、管道等。(6)制定包括撤人的避灾路线、应急预案等安全措施,并使)制定包括撤人的避灾路线、应急预案等安全措施,并使每个作业人员了解和掌握。每个作业人员了解和掌握。2)验证孔施工前的准备工作)验证孔施工前的准备工作(1)在组织施工前,要求施工单位将打钻所需的材料及工具,)在组织施工前,要求施工单位将打钻所需的材料及工具,设备准备到位,不能因为准备工作的原因而影响施工。设备准备到位,不能因为准备工作的原因而影响施工。(2)在运输煤矿用坑道钻机、钻杆等大件设备的过程中,运)在运输煤矿用坑道钻机、钻杆等大件设备的过程中,运输人员应做好设备的

240、保护,避免设备因受力碰撞而受损。输人员应做好设备的保护,避免设备因受力碰撞而受损。 (3)钻机及其附属设施及各部件间安装、连接要牢固可靠,)钻机及其附属设施及各部件间安装、连接要牢固可靠,并在每次使用前检查,确保施工的安全。并在每次使用前检查,确保施工的安全。 (4)每次开钻前,检查钻杆接头的牢固情况,严防脱钻事)每次开钻前,检查钻杆接头的牢固情况,严防脱钻事故的发生;钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。故的发生;钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。 (5)在组织施工前,要求施工人员对钻机附近)在组织施工前,要求施工人员对钻机附近10m范围内范围内的巷道支护进行检查,发现巷道支护受损的及时

241、处理并加强的巷道支护进行检查,发现巷道支护受损的及时处理并加强支护,并打好立柱和挡板。支护,并打好立柱和挡板。 (6)及时清除钻场范围内的杂物,确足够的作业安全空间。)及时清除钻场范围内的杂物,确足够的作业安全空间。 (7)清理巷道,挖好排水沟。)清理巷道,挖好排水沟。 (8)在打钻地点附近安设专用电话及报警装置,并保证随)在打钻地点附近安设专用电话及报警装置,并保证随时与调度室联系。时与调度室联系。 (9)钻孔施工及排水期间,技术人员必须盯在现场,依据)钻孔施工及排水期间,技术人员必须盯在现场,依据设计确定钻孔位置、方位,深度,观察记录施工、排水情况。设计确定钻孔位置、方位,深度,观察记录施

242、工、排水情况。 (10)施工期间应配备随班瓦检员,随时检测环境中氧气浓)施工期间应配备随班瓦检员,随时检测环境中氧气浓度和有毒有害气体浓度(主要包括瓦斯、一氧化碳、二氧化度和有毒有害气体浓度(主要包括瓦斯、一氧化碳、二氧化碳浓度)。碳浓度)。 3)施工期间的技术要求)施工期间的技术要求 (1)钻进中应做好钻孔岩性及涌水的变化情况的观测与记)钻进中应做好钻孔岩性及涌水的变化情况的观测与记录,必要时可以钻取、保留岩芯。录,必要时可以钻取、保留岩芯。 (2)钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一)钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进般每钻进10m或更换钻具时,测量一次钻杆并

243、核实孔深。终或更换钻具时,测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次,如有可能应进行孔斜测量。孔前再复核一次,如有可能应进行孔斜测量。 (3)随班瓦检员应动态检测环境气体浓度,重点是氧气、)随班瓦检员应动态检测环境气体浓度,重点是氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳的浓度。瓦斯、一氧化碳、二氧化碳的浓度。 根据根据煤矿安全规程煤矿安全规程,只有在回风流中瓦斯浓度不高于,只有在回风流中瓦斯浓度不高于1.0%,二氧化碳浓度不超过,二氧化碳浓度不超过1.5%,采掘工作面进风流中,采掘工作面进风流中,氧气浓度不低于氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过,二氧化碳浓度不超过0.5%,其他有害,其他有害气体如一

244、氧化碳浓度不超过气体如一氧化碳浓度不超过0.0024%,氧化氮浓度不超过,氧化氮浓度不超过0.00025%,二氧化硫浓度不超过,二氧化硫浓度不超过0.0005%,硫化氢浓度不超,硫化氢浓度不超过过0.00066%以及氨浓度不超过以及氨浓度不超过0.004%时,才能作业。当有时,才能作业。当有害气体浓度超过上述规定时,必须立即停止钻进,切断电源,害气体浓度超过上述规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。 (4)在钻孔钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,应当立即停止钻进,但不得拔出钻杆;

245、应当立即向矿井调度室汇报,做好监测水情。发现情况危急,应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。 (5)施工过程中,如发现水压超过1Mpa,应立即停止施工,重新编制放水方案,制定安全技术措施。 (6)在验证孔施工中,见到含水层、积水区之前,应停止钻进,安好水门后再继续钻进。 (7)遇高压水顶钻杆时,可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆,使其慢慢地顶出孔口,操作时禁止人员正对钻杆站立。(8 8)必须做到交接班时不停钻。)必须做到交接班时不停钻。(9 9)根据矿井排水系统能力,控制放水量,防止淹)根据矿井排水系统能力,控制放水量,防止淹井;钻孔在放水前,应安排专人测定孔

246、内初始水井;钻孔在放水前,应安排专人测定孔内初始水压;在放水过程中,也应安排专人监测放水孔出压;在放水过程中,也应安排专人监测放水孔出水情况,观测水量和残存水压,做好记录,及时水情况,观测水量和残存水压,做好记录,及时分析,直至把水放净;如放水量突然变化,必须分析,直至把水放净;如放水量突然变化,必须及时处理,并立即报告调度室,若水量突然变小,及时处理,并立即报告调度室,若水量突然变小,有可能是放水孔被堵塞,为了确保正常放水,可有可能是放水孔被堵塞,为了确保正常放水,可采用钻杆透孔及时处理采用钻杆透孔及时处理(1010)验证钻孔在完成探测及放水任务后必须全孔)验证钻孔在完成探测及放水任务后必须

247、全孔注浆封闭,并做好封孔记录注浆封闭,并做好封孔记录 4. 4.采空区积水疏放效果评价分析采空区积水疏放效果评价分析 根据煤矿防治水细刎:钻孔放水前,应当估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当及时处理,并立即报告矿调度室。 因此,在疏放水过程中,应派专人测定疏放水钻孔的水量、水压,绘制单孔疏水量曲线,并对疏放水效果进行评价,如评价结果未达到疏放目的,煤矿应调整疏放水方案,重新进行疏放,直至疏放水效果达到目的要求,方可进行回采。第五节第五节 水体下采煤水体下采煤 第八十四条第八十四条

248、 在矿井、水平、采区设计时必须划定受河流、湖泊、水库、在矿井、水平、采区设计时必须划定受河流、湖泊、水库、采煤塌陷区和海域等地表水体威胁的开采区域。受地表水体威胁区域的采煤塌陷区和海域等地表水体威胁的开采区域。受地表水体威胁区域的近水体下开采,应当留足防隔水煤(岩)柱。近水体下开采,应当留足防隔水煤(岩)柱。 在松散含水层下开采时,应当按照水体采动等级留设防水、防砂或者在松散含水层下开采时,应当按照水体采动等级留设防水、防砂或者防塌等不同类型的防隔水煤(岩)柱。防塌等不同类型的防隔水煤(岩)柱。 在基岩含水层(体)或者含水断在基岩含水层(体)或者含水断裂带下开采时,应当对开采前后覆岩的渗透性及

249、含水层之间的水力联系裂带下开采时,应当对开采前后覆岩的渗透性及含水层之间的水力联系进行分析评价,确定采用留设防隔水煤(岩)柱或者采用疏干(降)等进行分析评价,确定采用留设防隔水煤(岩)柱或者采用疏干(降)等方法保证安全开采。方法保证安全开采。 第八十五条第八十五条 水体下采煤,应当根据矿井水文地质及工程地质条件、开水体下采煤,应当根据矿井水文地质及工程地质条件、开采方法、开采高度和顶板控制方法等,按照采方法、开采高度和顶板控制方法等,按照建筑物、水体、铁路及主建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范要井巷煤柱留设与压煤开采规范中有关规定,编制专项开采方案设计,中有关规定,编制专项开采

250、方案设计,经有关专家论证,煤炭企业主要负责人审批后,方可进行试采。采煤过经有关专家论证,煤炭企业主要负责人审批后,方可进行试采。采煤过程中,应当严格按照批准的设计要求,控制开采范围、开采高度和防隔程中,应当严格按照批准的设计要求,控制开采范围、开采高度和防隔永煤(岩)柱尺寸。永煤(岩)柱尺寸。 第八十六条第八十六条 进行水体下采煤的,应当对开采煤层上覆岩层进行专门进行水体下采煤的,应当对开采煤层上覆岩层进行专门水文地质工程地质勘探。专门水文地质工程地质勘探应当包括下列内水文地质工程地质勘探。专门水文地质工程地质勘探应当包括下列内容:容: (一)查明与煤层开采有关的上覆岩层水文地质结构,包括含水

251、层、(一)查明与煤层开采有关的上覆岩层水文地质结构,包括含水层、隔水层的厚度和分布,含水层水位、水质、富水性,各含水层之间的隔水层的厚度和分布,含水层水位、水质、富水性,各含水层之间的水力联系及补给、径流、排泄条件,断层的导含)水性;水力联系及补给、径流、排泄条件,断层的导含)水性; (二)采用钻探、物探等方法探明工作面上方基岩面的起伏和基岩厚(二)采用钻探、物探等方法探明工作面上方基岩面的起伏和基岩厚度。在松散含水层下开采时,应当查明松散层底部隔水层的厚度、变度。在松散含水层下开采时,应当查明松散层底部隔水层的厚度、变化与分布情况;化与分布情况; (三)通过岩芯工程地质编录和数字测井等,查明

252、上覆岩土层的工程地(三)通过岩芯工程地质编录和数字测井等,查明上覆岩土层的工程地质类型、覆岩组合及结构特征,采取岩土样进行物理力学性质测试。质类型、覆岩组合及结构特征,采取岩土样进行物理力学性质测试。 第八十七条第八十七条 水体下采煤,其防隔水煤(岩)柱应当按照裂缝角与水体采水体下采煤,其防隔水煤(岩)柱应当按照裂缝角与水体采动等级所要求的防隔水煤(岩)柱相结合的原则设计留设。煤层(组)垮落动等级所要求的防隔水煤(岩)柱相结合的原则设计留设。煤层(组)垮落带、导水裂隙带高度、保护层厚度可以按照带、导水裂隙带高度、保护层厚度可以按照建筑物、水体、铁路及主要井建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与

253、压煤开采规范巷煤柱留设与压煤开采规范中的公式计算,或者根据实测、类似地质条件中的公式计算,或者根据实测、类似地质条件下的经验数据结合力学分析、数值模拟、物理模拟等多种方法综合确定。放下的经验数据结合力学分析、数值模拟、物理模拟等多种方法综合确定。放顶煤开采或者大采高(顶煤开采或者大采高(3m以上)综采的垮落带、导水裂隙带高度,应当根以上)综采的垮落带、导水裂隙带高度,应当根据本矿区类似地质条件实测资料等多种方法综合确定。煤层顶板存在富水性据本矿区类似地质条件实测资料等多种方法综合确定。煤层顶板存在富水性中等及以上含水层或者其他水体威胁时,应当实测垮落带、导水裂隙带发育中等及以上含水层或者其他水

254、体威胁时,应当实测垮落带、导水裂隙带发育高度进行专项设计,确定防隔水煤(岩)柱尺寸。高度进行专项设计,确定防隔水煤(岩)柱尺寸。 放顶煤开采的保护层厚度,应当根据对上覆岩土层结构和岩性、垮落带、放顶煤开采的保护层厚度,应当根据对上覆岩土层结构和岩性、垮落带、导水裂隙带高度以及开采经验等分析确定。导水裂隙带高度以及开采经验等分析确定。 留设防砂和防塌煤(岩)柱开采的,应当结合上覆土层、风化带的临界留设防砂和防塌煤(岩)柱开采的,应当结合上覆土层、风化带的临界水力坡度,进行抗渗透破坏评价,确保不发生溃水和溃砂事故。水力坡度,进行抗渗透破坏评价,确保不发生溃水和溃砂事故。 第八十八条第八十八条 临近

255、水体下的采掘工作,应当遵守下列规定:临近水体下的采掘工作,应当遵守下列规定: (一)采用有效控制采高和开采范围的采煤方法,防止急倾斜煤层抽(一)采用有效控制采高和开采范围的采煤方法,防止急倾斜煤层抽冒。在工作面范围内存在高角度断层时,采取有效措施,防止断层导冒。在工作面范围内存在高角度断层时,采取有效措施,防止断层导水或者沿断层带抽冒破坏;水或者沿断层带抽冒破坏; (二)在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层时,宜采用倾斜分层长壁开采(二)在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层时,宜采用倾斜分层长壁开采方法,并尽量减少第一、第二分层的采厚;上下分层同一位置的采煤方法,并尽量减少第一、第二分层的采厚;上下分层同一位

256、置的采煤间歇时间不得小于间歇时间不得小于6个月,岩性坚硬顶板间歇时间适当延长。留设防个月,岩性坚硬顶板间歇时间适当延长。留设防砂和防塌煤(岩)柱,采用放顶煤开采方法时,先试验后推广;砂和防塌煤(岩)柱,采用放顶煤开采方法时,先试验后推广; (三)严禁开采地表水体、老空水淹区域、强含水层下且水患威胁未(三)严禁开采地表水体、老空水淹区域、强含水层下且水患威胁未消除的急倾斜煤层;消除的急倾斜煤层; (四)开采煤层组时,采用间隔式采煤方法。如果仍不能满足安全开(四)开采煤层组时,采用间隔式采煤方法。如果仍不能满足安全开采的,修改煤柱设计,加大煤柱尺寸,保障矿井安全;采的,修改煤柱设计,加大煤柱尺寸,

257、保障矿井安全; (五)当地表水体或者松散层富水性强的含水层下无(五)当地表水体或者松散层富水性强的含水层下无隔水层时,开采浅部煤层及在采厚大、含水层富水性中等隔水层时,开采浅部煤层及在采厚大、含水层富水性中等以上、预计导水裂隙带大于水体与开采煤层间距时,采用以上、预计导水裂隙带大于水体与开采煤层间距时,采用充填法、条带开采、顶板关键层弱化或者限制开采厚度等充填法、条带开采、顶板关键层弱化或者限制开采厚度等控制导水裂隙带发育高度的开采方法。对于易于疏降的中控制导水裂隙带发育高度的开采方法。对于易于疏降的中等富水性以上松散层底部含水层,可以采用疏降含水层水等富水性以上松散层底部含水层,可以采用疏降

258、含水层水位或者疏干等方法,以倮证安全开采;位或者疏干等方法,以倮证安全开采; (六)开采老空积水区内有陷落柱或者断层等构造发育(六)开采老空积水区内有陷落柱或者断层等构造发育的下伏煤层,在煤层间距大于预计的导水裂隙带波及范围的下伏煤层,在煤层间距大于预计的导水裂隙带波及范围时,还必须查明陷落柱或者断层等构造的导(含)水性,时,还必须查明陷落柱或者断层等构造的导(含)水性,采取相应的防治措施,在隐患消除前不得开采。采取相应的防治措施,在隐患消除前不得开采。 第八十九条第八十九条 进行水体下采掘活动时,应当加强水情和水体进行水体下采掘活动时,应当加强水情和水体底界面变形的监测。试采结束后,提出试采

259、总结报告,研究底界面变形的监测。试采结束后,提出试采总结报告,研究规律,指导类似条件下的水体下采煤。规律,指导类似条件下的水体下采煤。 第九十条第九十条 在采掘过程中,当发现地质条件变化,需要缩小在采掘过程中,当发现地质条件变化,需要缩小防隔水煤(岩)柱尺寸、提高开采上限时,应当进行可行性防隔水煤(岩)柱尺寸、提高开采上限时,应当进行可行性研究和工程验证,组织有关专家论证评价,经煤炭企业主要研究和工程验证,组织有关专家论证评价,经煤炭企业主要负责人审批后方可进行试采。缩小防隔水煤(岩)柱的,工负责人审批后方可进行试采。缩小防隔水煤(岩)柱的,工作面内或者其附近范围内钻孔间距不得大于作面内或者其

260、附近范围内钻孔间距不得大于500 m,且至少,且至少有有2个以上钻孔控制含水层顶、底界面,查明含水层顶、底个以上钻孔控制含水层顶、底界面,查明含水层顶、底界面及含水层岩性组合、富水性等水文地质工程地质条件。界面及含水层岩性组合、富水性等水文地质工程地质条件。 进行缩小防隔水煤(岩)柱试采时,必须开展垮落带和导水进行缩小防隔水煤(岩)柱试采时,必须开展垮落带和导水裂隙带的实测工作。裂隙带的实测工作。第六节第六节 防隔水煤(岩)柱留设防隔水煤(岩)柱留设 1.1.防隔水煤(岩)柱引发的水害案例防隔水煤(岩)柱引发的水害案例 2008年5月7日,湖北省荆门市东宝区漳河镇李家洲煤矿发生透水事故,此次事

261、故造成李家洲煤矿、费家堡煤矿、稠树沟煤矿被淹,19人被堵,经及时抡救,1人死亡。 该矿为个体乡镇煤矿,生产能力约3万t/a,在漳河水库周边开采。漳河水库总库容2035亿m3,是荆门市生活和工业用水的水源地。该矿采掘工作面无设计方案、无作业规程,违规开采水库防隔水煤 (岩)柱,在明显有透水征兆的情况下,仍然安排生产,直至打通老窑采空区,发生透水事故。 2 2. .防隔水煤(岩)柱留设规定防隔水煤(岩)柱留设规定 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井防隔水煤(岩)柱留设作了如对矿井防隔水煤(岩)柱留设作了如下规定下规定: : 第九十一条第九十一条 相邻矿井的分界处,应当留设防隔水煤(岩)相邻矿井的分

262、界处,应当留设防隔水煤(岩)柱。矿井以断层分界的,应当在断层两侧留有防隔水煤(岩)柱。矿井以断层分界的,应当在断层两侧留有防隔水煤(岩)柱。柱。 第九十二条第九十二条 有下列情况之一的,应当留设防隔水煤(岩)有下列情况之一的,应当留设防隔水煤(岩)柱:柱: (一)煤层露头风化带;(一)煤层露头风化带; (二)在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带;(二)在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带; (三)与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带(三)与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层;或者强导水断层接触的煤层; (四)有大量积水的老空;(四)有大量积水

263、的老空; (五)导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或者地下暗河;(五)导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或者地下暗河; (六)分区隔离开采边界;(六)分区隔离开采边界; (七)受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。(七)受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。 第九十三条第九十三条 矿井应当根据地质构造、水文地质条件、煤层矿井应当根据地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律等因素确定相应的防隔水煤(岩)柱的尺寸。防隔水煤等因素确定相应的防隔水煤(岩)柱的尺寸。防隔水煤(岩)柱的尺寸要求见(岩)柱的尺寸要求见附录六附录六,但不得小

264、于,但不得小于20 m。防隔水。防隔水煤(岩)柱应当由矿井地测部门组织编制专门设计,经煤煤(岩)柱应当由矿井地测部门组织编制专门设计,经煤炭企业总工程师组织有关单位审批后实施。炭企业总工程师组织有关单位审批后实施。附录六 防隔水煤(岩)柱的尺寸要求 一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设 1.煤层露头无覆盖或者被黏土类微透水松散层覆盖时,其计算公式为 Hf=Hk+Hb (附6 -1) 2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时其计算公式为 Hf=Hd+Hb (附6-2)式中 Hf -防隔水煤(岩)柱高度,m; Hk垮落带高度,m; Hd最大导水裂隙带高度,m; Hb 保护层厚度,m。 式中Hk、Hd

265、的计算,参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范的相关规定。 附图6-l 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时 防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可以参照下列经验公式计算(附图以参照下列经验公式计算(附图6-2):): (附(附6 -3)式中式中 L煤柱留设的宽度,煤柱留设的宽度,m; K一安全系数,一般取一安全系数,一般取25; M煤层厚度或者采高,煤层厚度或者采高,m; p 实际水头值,实际水头值,MPa; Kp煤的抗拉强度,煤的抗拉强度,MPa。 附图附图6 -2 含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱留设图

266、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱留设图 三、煤层与强含水层或者导水断层接触防隔水煤(岩)柱的三、煤层与强含水层或者导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设留设 1.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时,防隔水煤(岩)柱可以按附图6 -3a、附图6-3b留设。其计算公式为 L=L1+L2+L3 =Hacsc+Hdcot+Hdcot(附6-4)附图附图6-3 煤层与富水性强的含水层或者导水煤层与富水性强的含水层或者导水 断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图 2最高导水裂隙带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按附图6 -3c留设。其计算公式为 L=L1+L2+L3 =H

267、a(sincoscot) +(Hacos+M)(cot+cot)(附6-5)式中 L-防隔水煤(岩)柱宽度,m; L1,L2,L3-防隔水煤(岩)柱各分段宽度,m; Hd-最大导水裂隙带高度,m; -断层倾角,(); -岩层塌陷角,(); M-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度,m; Ha-断层安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m。 Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定,即通过总结本矿区在断值应当根据矿井实际观测资料来确定,即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,按公式层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,按公式(附(附5 -2)计算其临界突水系数

268、)计算其临界突水系数Ts,并将各计算值标到以,并将各计算值标到以Ts为横轴,为横轴,以埋藏深度以埋藏深度Ho为纵轴的坐标系内,找出为纵轴的坐标系内,找出Ts值的安全临界线(附图值的安全临界线(附图6 -4)。)。附图附图6 -4 Ts 和和Ho关系曲线图关系曲线图Ha值也可以按下列公式计算值也可以按下列公式计算: (附(附6-6)式中式中 p 防隔水煤(岩)柱所承受的实际水头值,防隔水煤(岩)柱所承受的实际水头值,MPa; Ts -临界突水系数,临界突水系数,MPa/m; 10 保护层厚度,一般取保护层厚度,一般取10 m。 本矿区如无实际突水系数,可以参考其他矿区资料,但选用时应当本矿区如无

269、实际突水系数,可以参考其他矿区资料,但选用时应当综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或者工作面的空顶综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或者工作面的空顶距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。 四、煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱的留设 1.在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下(附图6-5),防隔水煤(岩)柱的留设应当考虑2个方向上的压力:一是煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力;二是断层水在顺煤层方向上的压力。 附图附图6-5 煤层位于含水层上方且断层导水时煤层位于含水层上方且断层导水时 防隔水煤(岩)柱留设图防隔水

270、煤(岩)柱留设图 当考虑底部压力时,应当使煤层底板到断层面之间的最当考虑底部压力时,应当使煤层底板到断层面之间的最小距离(垂距),大于安全防隔水煤(岩)柱宽度小距离(垂距),大于安全防隔水煤(岩)柱宽度Ha的计的计算值,但不得小于算值,但不得小于20 m。其计算公式为。其计算公式为 (附6-7)式中式中 L防隔水煤(岩)柱宽度,防隔水煤(岩)柱宽度,m; Ha安全防隔水煤(岩)柱的宽度,安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m; 断层倾角,断层倾角,(o)。 当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录六之二计算煤柱宽度。当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录六之二计算煤柱宽度。 根据以上两种方法计算

271、的结果,取用较大的数值,但仍不得小于根据以上两种方法计算的结果,取用较大的数值,但仍不得小于20 m。2如果断层不导水(附图6 -6),防隔水煤(岩)柱的留设尺寸,应当保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离,在垂直于断层走向的剖面上大于安全防隔水煤(岩)柱宽度Ha。,但不得小于20 m。 附图附图6-6 煤层位于含水层上方且断层不导水时煤层位于含水层上方且断层不导水时 防隔水煤(岩)柱留设图防隔水煤(岩)柱留设图 五、水淹区域下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设五、水淹区域下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设 1. 巷道在水淹区域下掘进时,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道在水淹区域下掘进时

272、,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道高度的巷道高度的1 0倍;倍; 2. 在水淹区域下同一煤层中进行开采时,若水淹区域的界线已基本查在水淹区域下同一煤层中进行开采时,若水淹区域的界线已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录六之二的规定留设;明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录六之二的规定留设; 3. 在水淹区域下的煤层中进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不在水淹区域下的煤层中进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不得小于最大导水裂隙带高度与保护层厚度之和。得小于最大导水裂隙带高度与保护层厚度之和。六、保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设六、保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设 保护地表水体

273、防隔水煤(岩)柱的留设,可以参照保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设,可以参照建筑物、水体、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范执行。执行。七、保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的留设七、保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的留设 根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标,按附录六之二的办法留设防根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标,按附录六之二的办法留设防隔水煤(岩)柱,如无测斜资料,应当考虑钻孔可能偏斜的误差。隔水煤(岩)柱,如无测斜资料,应当考虑钻孔可能偏斜的误差。八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设 1.

274、水文地质类型简单、中等的矿井,可以采用垂直法留设,但总宽度水文地质类型简单、中等的矿井,可以采用垂直法留设,但总宽度不得小于不得小于40 m; 2水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当根据煤层赋存条件、地水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采煤层上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素质构造、静水压力、开采煤层上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素确定;确定; 3多煤层开采,当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水多煤层开采,当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂隙带高度时,下层煤的边界防隔水煤(岩)柱,应当根据最上一层煤裂隙带高度时,下层煤的边界防

275、隔水煤(岩)柱,应当根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算(附图的岩层移动角和煤层间距向下推算(附图6 -7a);); 当上、下两层煤之间的层间距大于下层煤开采后的导水裂隙带高当上、下两层煤之间的层间距大于下层煤开采后的导水裂隙带高度时,上、下煤层的防隔水煤(岩)柱,可以分别留设(附图度时,上、下煤层的防隔水煤(岩)柱,可以分别留设(附图6 -7b)。)。 导水裂隙带上限岩柱宽度L,的计算,可以采用下列公式: (附6-8) 式中式中 Ly导水裂隙带上限岩柱宽度,导水裂隙带上限岩柱宽度,m; H煤层底板以上的静水位高度,煤层底板以上的静水位高度,m; Hd 最大导水裂隙带高度,最大导水裂隙

276、带高度,m; 人人水压与岩柱宽度的比值,可以取水压与岩柱宽度的比值,可以取1。Ly、L1y、L2y一导水裂隙带上限岩柱宽度;一导水裂隙带上限岩柱宽度;L1一上层煤防水煤柱宽度;一上层煤防水煤柱宽度; L2、L3一一下层煤防水煤柱宽度;下层煤防水煤柱宽度;一上山岩层移动角;一上山岩层移动角; 一下山岩层移动角;一下山岩层移动角; Hd一最大导水裂隙带高度;一最大导水裂隙带高度;H1、H2、H3-各煤层底板以上的静水位高度各煤层底板以上的静水位高度 附图附图6 -7 多煤层开采边界防隔水煤(岩)柱留设图多煤层开采边界防隔水煤(岩)柱留设图九、以断层为界的井田防隔水煤(岩)柱的留设 以断层为界的井田

277、,其边界防隔水煤(岩)柱可以参照断层煤柱留设,但应当考虑井田另一侧煤层的情况,以不破坏另一侧所留煤(岩)柱为原则(除参照断层煤柱的留设外,尚可参考附图6-8所示的例图)。 L一煤柱宽度;一煤柱宽度;Ls、Lx一上、下煤层的煤柱宽度;一上、下煤层的煤柱宽度;Ly一导水裂隙带上一导水裂隙带上限岩柱宽度;限岩柱宽度; Ha、Has、Hax一安全防水岩柱宽度;一安全防水岩柱宽度;Hd一最大导水裂隙带高度;一最大导水裂隙带高度; p一底板隔水层承受的实际水头值一底板隔水层承受的实际水头值 附图附图6-8 以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图4.4.保护地表水体防水

278、煤(岩)柱的留设保护地表水体防水煤(岩)柱的留设 煤矿防治水细则煤矿防治水细则: :保护地表水体防隔水煤(岩)保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设,可以参照柱的留设,可以参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范柱留设与压煤开采规范执行。执行。 (1)(1)防水安全煤防水安全煤( (岩岩) )柱留设方法柱留设方法 地表有松散覆盖层时: : 其垂高应大于或等于导水裂隙带的最大高度加上保护层厚度。 HShHLi+Hb 式中 HSh-防水煤柱垂高,m; HLi-导水裂隙带最大高度,m; Hb-保护层厚度,m。 当煤系地层上部无松散层覆盖和采深较小时: 应考虑地

279、表裂隙(diLi) HshHli+Hb+Hdili 松散层为强或中等含水层,且直接与基岩接触,而基岩风化带亦含水时: 则应考虑基岩风化带深度(Hfe) HshHli+Hb+Hfe(2)(2)防砂安全煤柱留设方法防砂安全煤柱留设方法 留设目的:允许导水裂隙带波及松散弱含水层留设目的:允许导水裂隙带波及松散弱含水层或已疏降的松散强含水层。其垂高(或已疏降的松散强含水层。其垂高(HSHS) HSHm+Hb(3)防塌安全煤岩柱留设方法防塌安全煤岩柱留设方法 留设目的:不仅允许导水裂隙带波及松散弱含水层或已疏干的松散强含水层,同时允许垮落带接近松散层底部, 其垂高(Ht)等于或接近于垮落带的最大高度(H

280、m) 。即: HtHm(4) (4) 保护层留设尺寸保护层留设尺寸 (1) (1)分层开采保护层留设分层开采保护层留设防水安全煤岩柱保护层厚度见下表防水安全煤岩柱保护层厚度表(4) (4) 保护层留设保护层留设 (1) (1)分层开采保护层留设分层开采保护层留设防水安全煤岩柱保护层厚度表防砂安全煤岩柱保护层厚度(2)(2)厚煤层放顶煤开采和采高大于厚煤层放顶煤开采和采高大于3m3m的单层开采的单层开采保护层留设保护层留设 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范规定规定: a. a.防水安全煤(岩)柱保护层厚度 根据有无松散层、松散层

281、中黏性土层的厚度、覆岩岩性等,综合确定根据有无松散层、松散层中黏性土层的厚度、覆岩岩性等,综合确定保保护层的厚度,一般取护层的厚度,一般取3-63-6倍的煤层采厚倍的煤层采厚(H(Hb b=3M-6M)=3M-6M)。 b.b.防砂安全煤(岩)柱保护层厚度 当覆岩岩性为中硬或坚硬岩性时,保护层厚度取3倍的煤层采厚煤层采厚(H(Hb b=3M)=3M),但一般不小于,但一般不小于1515m m,当覆岩岩性为软弱或极软弱岩性时,保护层厚度取2倍的煤层采厚煤层采厚(H(Hb b=2M)=2M),但一般不小于,但一般不小于1010m m。(3)急倾斜煤层防水及防砂煤岩保护层厚度 2 2)覆岩破坏高度计

282、算)覆岩破坏高度计算 覆岩覆岩“三带三带”型破坏特征型破坏特征 长壁工作面煤层采出采用全部垮落法处理采空区,长壁工作面煤层采出采用全部垮落法处理采空区,从煤层直接顶板开始,由下向上依次从煤层直接顶板开始,由下向上依次垮落、开裂、垮落、开裂、离层、弯曲离层、弯曲, ,经过若干时间终止移动。经过若干时间终止移动。 移动期间和移动稳定后的上覆岩层,按其破坏程移动期间和移动稳定后的上覆岩层,按其破坏程度的不同,大致可分为:度的不同,大致可分为: 垮落带、裂隙带、弯曲带垮落带、裂隙带、弯曲带。 以开采上限(或回风巷顶)至以开采上限(或回风巷顶)至“两带两带”形态曲线形态曲线的最高点作为破坏的高度。的最高

283、点作为破坏的高度。 水平,缓倾斜及中倾斜单一煤层水平,缓倾斜及中倾斜单一煤层 “ “两带两带”最大高最大高度的计算。实测和理论分析结果表明,采用综放开度的计算。实测和理论分析结果表明,采用综放开采时,由于采高的扩大,垮落带和导水裂缝带发育采时,由于采高的扩大,垮落带和导水裂缝带发育高度都将比分层开采明显增大。因此,高度都将比分层开采明显增大。因此,“两带两带”高高度的经验公式要按分层开采和放顶煤开采分别计算。度的经验公式要按分层开采和放顶煤开采分别计算。 (1)(1)厚煤层分层开采厚煤层分层开采“两带两带”高度计算高度计算 中厚煤层单层开采和厚煤层分层开采、垮落法管中厚煤层单层开采和厚煤层分层

284、开采、垮落法管理顶板,公式应用范围为单层采厚理顶板,公式应用范围为单层采厚13.013.0 m m,累积采,累积采厚不超过厚不超过1515 m m。覆岩岩性(单向抗压强度及主要岩石名称)(覆岩岩性(单向抗压强度及主要岩石名称)(MPa)计算公式(计算公式(m)坚硬(坚硬(4080,石英砂岩、石灰岩、砾岩),石英砂岩、石灰岩、砾岩)中硬(中硬(2040,砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩),砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩)软弱(软弱(1020,泥岩、泥质砂岩),泥岩、泥质砂岩)极软弱(极软弱(10,铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土),铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土)厚煤层分层开采垮落带高度计算公式

285、 注:注:M累计采厚;公式应用范围:单层采厚累计采厚;公式应用范围:单层采厚13m,累计采厚不超过,累计采厚不超过15m。厚煤层分层开采厚煤层分层开采导水裂缝带高度计算导水裂缝带高度计算公式公式 式中: 煤层累计采厚,m;公式应用范围为 单层采厚不超过1-3.0m,累计采厚不超过15m。 (2)(2)厚煤层放顶煤开采厚煤层放顶煤开采“两带两带”高度高度 我国上世纪八十年代从法国引进的厚煤层综采放顶煤一次采全厚的技术在国内已得到广泛推广应用。 据测定厚煤层综放开采覆岩破坏的高度与“三下”采煤规程中通过厚煤层分层开采计算公式得出的结果相比较,综放开采“两带”高度要大。 根据国内为数不多的观测资料得

286、出厚煤层综放开采条件下的导水裂缝带最大高度与采厚虽然也近似分式函数关系,但其关系曲线上升速度高于分层开采。 说明随着采厚的增加,综放开采导水裂缝带最大高度增加更快。导水裂缝带高度与开采方法关系曲线导水裂缝带高度与开采方法关系曲线 1-薄煤层或中厚及厚煤层顶分层开采;薄煤层或中厚及厚煤层顶分层开采; 2-中厚及厚煤层分层开采;中厚及厚煤层分层开采; 3-中厚及厚煤层综放开采。中厚及厚煤层综放开采。 根据华北矿区根据华北矿区4040余个放顶煤开采工作面覆岩余个放顶煤开采工作面覆岩“两带两带”高度的实测值,采用数理统计回归分析的方高度的实测值,采用数理统计回归分析的方法,得出了适用于放顶煤开采工作面

287、坚硬、中硬、法,得出了适用于放顶煤开采工作面坚硬、中硬、软弱覆岩条件下的软弱覆岩条件下的“两带两带”高度计算的经验公式高度计算的经验公式(附附表),对于煤层厚度大于表),对于煤层厚度大于3.03.0m,m,一次采全高工作一次采全高工作面的面的“两带两带”高度也可借用放顶煤开采经验公式。高度也可借用放顶煤开采经验公式。 放顶煤开采公式适用的采放高度为放顶煤开采公式适用的采放高度为3.0103.010 m m。当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱岩层或其互当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层时,厚煤层放顶煤开采的垮落带最大高度可采用层时,厚煤层放顶煤开采的垮落带最大高度可采用下表的公式计算

288、。下表的公式计算。 厚煤层放顶煤开采的垮落带高度计算公式岩性计算公式(m)坚硬中硬软弱注注:1.M-采厚,采厚,m 2.公式应用范围:采厚公式应用范围:采厚3.010 m 当煤层覆岩内为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层时,厚煤当煤层覆岩内为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层时,厚煤层放顶煤开采的导水裂缝带最大高度可选用下中的公式计算。层放顶煤开采的导水裂缝带最大高度可选用下中的公式计算。 厚煤层放顶煤开采的导水裂缝带高度计算公式岩性计算公式之一计算公式之二坚硬中硬软弱注:1.M采厚,m; 2.公式应用范围:采厚3.010m。(3)(3)近距离煤层导水裂缝带高度计算近距离煤层导水裂缝带高度计算 上、下两层

289、煤的最小垂距大于下层煤的垮落上、下两层煤的最小垂距大于下层煤的垮落带高度。带高度。 分别进行计算,取其中标高最高者作为两层煤的分别进行计算,取其中标高最高者作为两层煤的导水裂缝带最大高度。导水裂缝带最大高度。 上、下两层煤的最小垂距小于下层煤的垮落上、下两层煤的最小垂距小于下层煤的垮落带高度。带高度。 上层煤采用本层煤的开采厚度计算,下层煤则应上层煤采用本层煤的开采厚度计算,下层煤则应用上、下层煤的综合开采厚度计算。取其中标高最用上、下层煤的综合开采厚度计算。取其中标高最高者为两层煤的导水裂缝带最大高度。高者为两层煤的导水裂缝带最大高度。 上、下煤层综合开采厚度式中:M1上煤层开采厚度; M2

290、下煤层开采厚度; h12上、下层煤距离; y2下煤层冒高与采厚之比。 如果上、下层煤之间的距离很小时,则综合开采厚度为累计厚度: (4)急倾斜煤层覆岩破坏最大高度计算 第九十四条第九十四条 矿井防隔水煤(岩)柱一经确矿井防隔水煤(岩)柱一经确定,不得随意变动。严禁在各类防隔水煤定,不得随意变动。严禁在各类防隔水煤(岩)柱中进行采掘活动。(岩)柱中进行采掘活动。 第九十五条第九十五条 有突水淹井历史或者带压开采有突水淹井历史或者带压开采并有突水淹井威胁的矿井,应当分水平或者并有突水淹井威胁的矿井,应当分水平或者分采区实行隔离开采,留设防隔水煤(岩)分采区实行隔离开采,留设防隔水煤(岩)柱。多煤层

291、开采矿井,各煤层的防隔水煤柱。多煤层开采矿井,各煤层的防隔水煤(岩)柱必须统一考虑确定。(岩)柱必须统一考虑确定。 第七节第七节 防水闸门与防水闸墙防水闸门与防水闸墙 井下构筑的水闸墙,要承受一定的水头压力,技术要求较高,要由具有资质的单位进行设计。矿井不得自行设计构筑水闸墙。 1. 1.防水闸门与防水闸墙防水闸门与防水闸墙引发的水害案例引发的水害案例 案例1.2005年7月7日,江西省萍乡市上栗县赤山镇永胜煤矿,自行在井下构筑防水密闭墙,未按有关规范进行设计和施工,在雨季大量充水后发生垮塌,使大量老空积水溃入矿井,导致15人死亡。 案例2:贵州垅华煤矿与相邻的废弃老窑之间采用密闭墙替贵州垅华

292、煤矿与相邻的废弃老窑之间采用密闭墙替代隔水墙,密闭墙构筑质量差,强度达不到规定要求,且末代隔水墙,密闭墙构筑质量差,强度达不到规定要求,且末留返水孔,当地面连降大雨,大量地表水渗透到采空区,密留返水孔,当地面连降大雨,大量地表水渗透到采空区,密闭墙承压强度不够导致爆裂,致使采空区溃决,造成正在井闭墙承压强度不够导致爆裂,致使采空区溃决,造成正在井下维修水泵和清理水仓的下维修水泵和清理水仓的1212人人死亡(包括矿长、副矿长、死亡(包括矿长、副矿长、 机机电队长等)。电队长等)。 案例案例3 3. .20132013年年5 5月月2323日,内蒙呼和乌素煤矿露天矿突水冲日,内蒙呼和乌素煤矿露天矿

293、突水冲坏防水闸墙将井工矿淹没。坏防水闸墙将井工矿淹没。 案例案例4 4. .20172017年年4 4月月1919日,神木县板定粱塔煤矿突水冲坏防日,神木县板定粱塔煤矿突水冲坏防水闸墙将水闸墙将6 6名工人堵在井下。名工人堵在井下。 案例案例5 5 20072007年年8 8月月7 7日,贵州省黔西县羊场乡拢华煤矿发生一日,贵州省黔西县羊场乡拢华煤矿发生一起重大水害事故,溃水量起重大水害事故,溃水量7000m37000m3,造成,造成1212人死亡,人死亡,2 2人受伤。人受伤。矿井正在进行改扩建,由矿井正在进行改扩建,由6 6万万t/at/a变为变为3030万万t/at/a。拢华煤矿地质。拢

294、华煤矿地质及开采资料不全,也未配备水文地质专业技术人员。及开采资料不全,也未配备水文地质专业技术人员。 设置的密闭水闸墙没有留泄水孔。设置的密闭水闸墙没有留泄水孔。 由于矿区连续降大到暴雨,大量雨水不断通过地表裂隙由于矿区连续降大到暴雨,大量雨水不断通过地表裂隙渗透、充满矿井边界西侧的老窑采空区,致使行人斜井渗透、充满矿井边界西侧的老窑采空区,致使行人斜井210m210m处西帮老窑密闭墙内的老窑积水溃决,冲毁井壁灌入井下,处西帮老窑密闭墙内的老窑积水溃决,冲毁井壁灌入井下,导致正在修水泵、检查瓦斯的导致正在修水泵、检查瓦斯的1414名人员被困名人员被困( (包括矿长和副矿包括矿长和副矿长长)

295、)。 2.防水闸门与防水闸墙规定防水闸门与防水闸墙规定 煤矿防治水细则煤矿防治水细则对矿井对矿井防水闸门与防水闸墙防水闸门与防水闸墙作了如下作了如下规定规定: : 第九十六条第九十六条 水文地质类型复杂、极复杂或者有突水淹井危险的矿井,水文地质类型复杂、极复杂或者有突水淹井危险的矿井,应当在井底车场周围设置防水闸门或者在正常排水系统基础上另外安设应当在井底车场周围设置防水闸门或者在正常排水系统基础上另外安设由地面直接供电控制,且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵排水系统。由地面直接供电控制,且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵排水系统。不具备形成独立潜水泵排水系统条件,与正常排水系统共用排水管路的

296、不具备形成独立潜水泵排水系统条件,与正常排水系统共用排水管路的老矿井,必须安装控制阀老矿井,必须安装控制阀 门,实现管路间的快速切换。门,实现管路间的快速切换。 第九十七条第九十七条 有突水危险的采区,应当在其附近设置防水闸门:不具备有突水危险的采区,应当在其附近设置防水闸门:不具备设置防水闸门条件的,座当制定防突水措施,由煤炭企业主要负责人审设置防水闸门条件的,座当制定防突水措施,由煤炭企业主要负责人审批。批。 第九十八条第九十八条 建筑防水闸门应当符合下列规定:建筑防水闸门应当符合下列规定: (一)防水闸门由具有相应资质的单位进行设计,门体应当采用定型(一)防水闸门由具有相应资质的单位进行

297、设计,门体应当采用定型设计;设计; (二)防水闸门的施工及其质量,应当符合设计要求。闸门和闸门硐(二)防水闸门的施工及其质量,应当符合设计要求。闸门和闸门硐室不得漏水;室不得漏水; (三)防水闸门硐室前、后两端,分别砌筑不小于(三)防水闸门硐室前、后两端,分别砌筑不小于5m的混凝土护碹,的混凝土护碹,碹后用混凝土填实,不得空帮、空顶。防水闸门硐室和护碹采用高标碹后用混凝土填实,不得空帮、空顶。防水闸门硐室和护碹采用高标号水泥进行注浆加固,注浆压力应当符合设计要求;号水泥进行注浆加固,注浆压力应当符合设计要求; (四)防水闸门来水一侧(四)防水闸门来水一侧1525 m处,加设处,加设1道挡物箅子

298、门。防水闸道挡物箅子门。防水闸门与箅子门之间,不得停放车辆或者堆放杂物。来水时,先关箅子门,门与箅子门之间,不得停放车辆或者堆放杂物。来水时,先关箅子门,后关防水闸门。如果采用双向防水闸门,应当在两侧各设后关防水闸门。如果采用双向防水闸门,应当在两侧各设1道箅子门;道箅子门; (五)通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等必须灵活(五)通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等必须灵活易拆。通过防水闸门墙体的各种管路和安设在闸门外侧的闸阀的耐压易拆。通过防水闸门墙体的各种管路和安设在闸门外侧的闸阀的耐压能力,与防水闸门所设计压力相一致。电缆、管道通过防水闸门墙体能力,与防水闸门所设计

299、压力相一致。电缆、管道通过防水闸门墙体处,用堵头和阀门封堵严密,不得漏水;处,用堵头和阀门封堵严密,不得漏水; ( 六)防水闸门必须安设观测水压的装置,并有放水管和放水闸阀;六)防水闸门必须安设观测水压的装置,并有放水管和放水闸阀; (七)防水闸门竣工后,必须按照设计要求进行验收。对新掘进巷道(七)防水闸门竣工后,必须按照设计要求进行验收。对新掘进巷道内建筑的防水闸门,必须进行注水耐压试验;防水闸门内巷道的长度内建筑的防水闸门,必须进行注水耐压试验;防水闸门内巷道的长度不得大于不得大于15 m,试验的压力不得低于设计水压,其稳压时间在,试验的压力不得低于设计水压,其稳压时间在24 h以以上,试

300、压时应当有专门安全措施;上,试压时应当有专门安全措施; (八)防水闸门必须灵活可靠,并保证每年进行(八)防水闸门必须灵活可靠,并保证每年进行2次关闭试验,其中次关闭试验,其中1次左雨季前进行。关闭闸门所用的工具和零配件必须专人保管,专次左雨季前进行。关闭闸门所用的工具和零配件必须专人保管,专门地点存放,不得挪用丢失。门地点存放,不得挪用丢失。 第九十九条第九十九条 井下防水闸墙的设置应当根据矿井水文地质条件确定,井下防水闸墙的设置应当根据矿井水文地质条件确定,其设计经煤炭企业总工程师批准后方可施工,投入使用前应当由煤炭其设计经煤炭企业总工程师批准后方可施工,投入使用前应当由煤炭企业总工程师组织

301、竣工验收。企业总工程师组织竣工验收。 第一百条第一百条 报废的暗井和倾斜巷道下口的密闭防水闸墙必须留泄水孔,报废的暗井和倾斜巷道下口的密闭防水闸墙必须留泄水孔,每月定期进行观测记录,雨季加密观测,发现异常及时处理。每月定期进行观测记录,雨季加密观测,发现异常及时处理。第八节第八节 注浆堵水注浆堵水 第一百零一条第一百零一条 井筒预注浆应当符合下列规定:井筒预注浆应当符合下列规定: (一)当井筒(立井、斜井)预计穿过较厚裂隙含水层或者裂隙含水(一)当井筒(立井、斜井)预计穿过较厚裂隙含水层或者裂隙含水层较薄但层数较多时,可以选用地面竖孔预注浆或者定向斜孔预注浆;层较薄但层数较多时,可以选用地面竖

302、孔预注浆或者定向斜孔预注浆; (二)在制定注浆方案前,施工井筒检查孔,获取含水层的埋深、厚(二)在制定注浆方案前,施工井筒检查孔,获取含水层的埋深、厚度、岩性及简易水文观测、抽(压)水试验、水质分析等资料;度、岩性及简易水文观测、抽(压)水试验、水质分析等资料; (三)注浆起始深度确定在风化带以下较完整的岩层内。注浆终止深(三)注浆起始深度确定在风化带以下较完整的岩层内。注浆终止深度大于井简要穿过的最下部含水层底板的埋深或者超过井筒深度度大于井简要穿过的最下部含水层底板的埋深或者超过井筒深度1020 m; (四)当含水层富水性弱时,可以在井筒工作面直接注浆;(四)当含水层富水性弱时,可以在井筒

303、工作面直接注浆; (五)井筒预注浆方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。(五)井筒预注浆方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。 第一百零二条第一百零二条 注浆封堵突水点时,应当根据突水水量、注浆封堵突水点时,应当根据突水水量、水压、水质、水温及含水层水位动态变化特征等,综合分水压、水质、水温及含水层水位动态变化特征等,综合分析判断突水水源,结合地层岩性、构造特征,分析判断突析判断突水水源,结合地层岩性、构造特征,分析判断突水通道性质特征,制定注浆堵水方案,经煤炭企业总工程水通道性质特征,制定注浆堵水方案,经煤炭企业总工程师批准后实施。师批准后实施。 第一百零三条第一百零三条 需要疏干(降)

304、与区域水源有水力联系需要疏干(降)与区域水源有水力联系的含水层时,可以采取帷幕注浆截流措施。帷幕注浆方案的含水层时,可以采取帷幕注浆截流措施。帷幕注浆方案编制前,应当对帷幕截流进行可行性研究,开展帷幕建设编制前,应当对帷幕截流进行可行性研究,开展帷幕建设条件勘探,查明地层层序、地质构造、边界条件以及含水条件勘探,查明地层层序、地质构造、边界条件以及含水层水文地质工程地质参数,必要时开展地下水数值模拟研层水文地质工程地质参数,必要时开展地下水数值模拟研究。帷幕注浆方案经煤炭企业总工程师组织审批后实施。究。帷幕注浆方案经煤炭企业总工程师组织审批后实施。 第一百零四条第一百零四条 当井下巷道穿过含水

305、层或者与河流、湖当井下巷道穿过含水层或者与河流、湖泊、溶洞、强含水层等存在水力联系的导水断层、裂隙泊、溶洞、强含水层等存在水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱等构造前,应当查明水文地质条件,根据(带)、陷落柱等构造前,应当查明水文地质条件,根据需要可以采取井下或需要可以采取井下或 者地面竖孔、定向斜孔超前预注浆封堵加固措施,巷道穿者地面竖孔、定向斜孔超前预注浆封堵加固措施,巷道穿过后应当进行壁后围岩注浆处理。巷道超前预注浆封堵加过后应当进行壁后围岩注浆处理。巷道超前预注浆封堵加固方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。固方案,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。 第一百零五条第一百零五条 矿井

306、闭坑前,应当采用物探、化探和钻矿井闭坑前,应当采用物探、化探和钻探等方法,探测矿井边界防隔水煤(岩)柱破坏状况及其探等方法,探测矿井边界防隔水煤(岩)柱破坏状况及其可能的透水地段,采取注浆堵水措施隔断废弃矿井与相邻可能的透水地段,采取注浆堵水措施隔断废弃矿井与相邻生产矿井的水力联系,避免矿井发生水害事故。生产矿井的水力联系,避免矿井发生水害事故。 注浆堵水技术要求注浆堵水技术要求 1)1)注浆堵水的优点注浆堵水的优点 (1) (1) 减轻矿井排水负担;减轻矿井排水负担; (2)(2)不破坏或少破坏地下水的动态平衡,合理开发利用;不破坏或少破坏地下水的动态平衡,合理开发利用; (3) (3) 改

307、善采掘工程的劳动条件,创造打干井、打干巷的条改善采掘工程的劳动条件,创造打干井、打干巷的条件,提高工效和质量;件,提高工效和质量; (4) (4) 加固薄弱地带,减少突水几率;加固薄弱地带,减少突水几率; (5) (5) 避免地下水对工程设备的浸泡腐蚀,延长使用年限。避免地下水对工程设备的浸泡腐蚀,延长使用年限。 2)注浆堵水的应用范围 注浆堵水是防治水害的有效方法之一,是煤矿防治水最 重要的手段之一,主要应用:井筒掘凿前的预注浆; 成井 后的壁后注浆; 堵大突水点恢复被淹矿井;截源堵水减少 矿井涌水; 井巷堵水过含水层或导水断层。 某煤矿注浆堵水工程平面布置图 3). .煤矿注浆堵水必要分析

308、煤矿注浆堵水必要分析 (1) (1)疏、堵结合已成为煤矿防治水的一个重要原则,许多条件下,疏是煤矿治疏、堵结合已成为煤矿防治水的一个重要原则,许多条件下,疏是煤矿治水的根本,不疏就无法采煤或不能安全采煤,随时隐伏着水害威胁。水的根本,不疏就无法采煤或不能安全采煤,随时隐伏着水害威胁。 (2)(2)通过疏,查明动水补给量及其进水边界或通道,创造条件进行截源堵水;通过疏,查明动水补给量及其进水边界或通道,创造条件进行截源堵水; (3)(3)对间接充水含水层,通过堵就能防止或减轻水害的,就必须堵,尽可能不对间接充水含水层,通过堵就能防止或减轻水害的,就必须堵,尽可能不疏排这些水;疏排这些水; (4)

309、 (4)对已造成突水事故的直接或间接充水含水层,用强排恢复被淹矿井,往往对已造成突水事故的直接或间接充水含水层,用强排恢复被淹矿井,往往是不经济、不安全的,理想的应采取是不经济、不安全的,理想的应采取“先堵后排先堵后排”,待恢复矿井生产后再设法加,待恢复矿井生产后再设法加以治理以治理 ,因此也必须堵。,因此也必须堵。 (5) (5)堵水,对煤矿来说具有重要的经济效益;尽可能减小矿井排水量,是矿井堵水,对煤矿来说具有重要的经济效益;尽可能减小矿井排水量,是矿井水文地质工作者的一项根本任务;减小矿井涌水量,对保护日益紧缺的水资源、水文地质工作者的一项根本任务;减小矿井涌水量,对保护日益紧缺的水资源

310、、维护自然生态环境的平衡具有及其重要的意义;维护自然生态环境的平衡具有及其重要的意义; 一般来说,减小矿井涌水,除了留设必要的防隔水煤一般来说,减小矿井涌水,除了留设必要的防隔水煤( (岩岩) )柱外,就是采取注浆堵柱外,就是采取注浆堵水措施,截断补给水源或重要的充水通道。水措施,截断补给水源或重要的充水通道。 4) 4) 注浆堵水的方法注浆堵水的方法 矿井突水点往往位于矿井水文地质条件较为复杂、薄弱结构矿井突水点往往位于矿井水文地质条件较为复杂、薄弱结构面较多的地点。面较多的地点。 因此,注浆堵水工程的加固就等于消除了矿井的一个隐患,因此,注浆堵水工程的加固就等于消除了矿井的一个隐患,同时也

311、查清了一种隐患条件或类型,为矿井大范围的安全开采创同时也查清了一种隐患条件或类型,为矿井大范围的安全开采创造了条件,为预测预防类似隐患的发生提供了可借鉴的经验。造了条件,为预测预防类似隐患的发生提供了可借鉴的经验。 但有些突水点,由于区域围岩防隔水性能处于临界状态,存但有些突水点,由于区域围岩防隔水性能处于临界状态,存在着此堵彼突的危险,此时封堵突水点的目的,是首先减少矿井在着此堵彼突的危险,此时封堵突水点的目的,是首先减少矿井涌水量,恢复被淹井,建立防排水阵地后、制定矿井防治水总体涌水量,恢复被淹井,建立防排水阵地后、制定矿井防治水总体规划。规划。 这种条件下的堵水,注浆段要尽量往深处延,争

312、取在一定范这种条件下的堵水,注浆段要尽量往深处延,争取在一定范围内,通过堵水加大阻隔水层的厚度。围内,通过堵水加大阻隔水层的厚度。 当然,如果这种突水点水量不是太大,也可以不当然,如果这种突水点水量不是太大,也可以不 堵,而直接堵,而直接利用疏水降压点,利用疏水降压点, 强排到底,砌筑水闸部强排到底,砌筑水闸部 , 实行有效控放。实行有效控放。 5 5) )不同类型的注浆堵水技术不同类型的注浆堵水技术 注浆堵水需要开展以下工作:注浆堵水需要开展以下工作: 核实资料,确定突水点的大致范围和条件,再核实资料,确定突水点的大致范围和条件,再布置勘探工程查明证实突水条件;布置勘探工程查明证实突水条件;

313、 要慎重细致观察、分析浆液去向,判断突水通要慎重细致观察、分析浆液去向,判断突水通道,及时调整堵水点的位置道,及时调整堵水点的位置。 (1 1)出水点位置缺乏资料或有部分资料可供参考)出水点位置缺乏资料或有部分资料可供参考但不准确。需要在分析判断的基础上布孔加以勘探但不准确。需要在分析判断的基础上布孔加以勘探 ,以确定突水位置、补给通道,使注浆堵水获得成,以确定突水位置、补给通道,使注浆堵水获得成功。功。 (2 2)出水点位置或来水的条件及通道资料明确,需要布)出水点位置或来水的条件及通道资料明确,需要布孔准确确定。孔准确确定。 钻孔准确命中出水点,是钻孔准确命中出水点,是注浆堵水技术能否发挥

314、快速、经注浆堵水技术能否发挥快速、经济、有效作用的根本环节济、有效作用的根本环节。许多出水点治理结果表明。许多出水点治理结果表明: :虽然打虽然打了许多钻孔,并都进行了注浆,且每个了许多钻孔,并都进行了注浆,且每个注浆注浆钻孔都能进浆,钻孔都能进浆,但最后证明解决实质性问题往往只是一两个关键但最后证明解决实质性问题往往只是一两个关键注浆注浆孔,它孔,它们或者是命中巷道的堵截孔,们或者是命中巷道的堵截孔, 或者是命中出水主通道的孔。矿井注浆堵水要准确命中突或者是命中出水主通道的孔。矿井注浆堵水要准确命中突水点,应注意事项:水点,应注意事项: 严格核实井上、井下测绘资料,必要时要补充测绘,严格核实

315、井上、井下测绘资料,必要时要补充测绘,作出准确评价;作出准确评价; 详细记录井下命中点的坐标和标高,并精确标定在地详细记录井下命中点的坐标和标高,并精确标定在地面上。钻机安装后要进行校核测量,确保无误。面上。钻机安装后要进行校核测量,确保无误。 (3)动水注浆时,往往会出现浆液迅速流失的现象。如过水通动水注浆时,往往会出现浆液迅速流失的现象。如过水通道断面较大,即使双浆液有时也难于停留固结。道断面较大,即使双浆液有时也难于停留固结。 动水注浆成功关键:动水注浆成功关键: 根据异水通道大小和流速情况,必须先下骨料,尔后再注浆根据异水通道大小和流速情况,必须先下骨料,尔后再注浆封堵;封堵; 要创造

316、使骨料充填足顶足帮、在通道内阻塞滞留的条件,形成要创造使骨料充填足顶足帮、在通道内阻塞滞留的条件,形成一定阻水(层)后立即注单液浆或双液浆固结;一定阻水(层)后立即注单液浆或双液浆固结; 骨料以量取胜,以充填足够长度或厚度确实已使突水量明骨料以量取胜,以充填足够长度或厚度确实已使突水量明显减少为标准。骨料一般取价格较低显减少为标准。骨料一般取价格较低、 取运方便的材料;取运方便的材料; 如发生关键孔中途堵塞问题,必须扫孔,创造重复充填和如发生关键孔中途堵塞问题,必须扫孔,创造重复充填和注浆的条件;注浆的条件; 注浆完成后需保证有足够的注浆范围和强度,要防止复矿注浆完成后需保证有足够的注浆范围和

317、强度,要防止复矿排水时二次突水排水时二次突水 6)帷幕截流堵水注浆帷幕截流堵水注浆 帷幕截流堵水注浆是煤矿实现疏堵结合、防治水帷幕截流堵水注浆是煤矿实现疏堵结合、防治水害的重要手段之一。害的重要手段之一。 帷幕截工程的目的:使外来补帷幕截工程的目的:使外来补给水源中的大部分被截堵在煤层开采范围以外,开给水源中的大部分被截堵在煤层开采范围以外,开采区内部可以通过疏水降压等方法实现安全回采的采区内部可以通过疏水降压等方法实现安全回采的目的。目的。 帷幕截流堵水注浆注意问题:帷幕截流堵水注浆注意问题: (1)进水和隔水边界要勘探分析清楚进水和隔水边界要勘探分析清楚 ; (2)要充分利用地球物理勘探技

318、术,查清帷幕线上要充分利用地球物理勘探技术,查清帷幕线上的强径流带位置,对此进行重点注浆,注浆钻孔的强径流带位置,对此进行重点注浆,注浆钻孔不要等距离均匀布置;不要等距离均匀布置; (3) (3)注浆孔深度大,要采取防偏措施和孔内定向打斜孔措注浆孔深度大,要采取防偏措施和孔内定向打斜孔措施。在岩溶含水层裂隙不发育区或意外堵孔不能注浆时,可施。在岩溶含水层裂隙不发育区或意外堵孔不能注浆时,可注盐酸处理,以提高钻孔利用率;注盐酸处理,以提高钻孔利用率; (4) (4)要采用代用材料,对严重跑浆孔段要注砂、石子、石要采用代用材料,对严重跑浆孔段要注砂、石子、石粉等骨料。在结束注浆或检查孔注浆时,应用

319、纯水泥浆粉等骨料。在结束注浆或检查孔注浆时,应用纯水泥浆高压加固,提高帷幕强度。高压加固,提高帷幕强度。 (5) (5) 有条件时,要井上、井下结合。地面建造注浆站,有条件时,要井上、井下结合。地面建造注浆站,井下打注浆孔,这样可以减少钻探工程量,针对性更强,井下打注浆孔,这样可以减少钻探工程量,针对性更强,并少占地表农由。并少占地表农由。 (6)(6)一般来说,帷幕截流工程量较大,工期较长,必须加一般来说,帷幕截流工程量较大,工期较长,必须加强组织领导,精心设计,精心施工,坚定信心,一丝不苟地强组织领导,精心设计,精心施工,坚定信心,一丝不苟地按标准进行,防止拖延和间断。按标准进行,防止拖延

320、和间断。 7)7)预注浆和加固注浆预注浆和加固注浆 预注浆和加固注浆包括井筒掘凿前的地面预注浆,掘凿中预注浆和加固注浆包括井筒掘凿前的地面预注浆,掘凿中的工作面预注浆,壁后注浆和成井后的修补加固注浆。的工作面预注浆,壁后注浆和成井后的修补加固注浆。 预注浆和加固注浆治水工程注意的问题:预注浆和加固注浆治水工程注意的问题: (1) (1)井筒检验孔一定要严格取芯,分层抽水试井筒检验孔一定要严格取芯,分层抽水试验,确切了解含水层埋藏深度和厚度、岩性、水量、水质、验,确切了解含水层埋藏深度和厚度、岩性、水量、水质、岩溶裂隙发育情况等,为确定地面预注浆提供地质依据;岩溶裂隙发育情况等,为确定地面预注浆

321、提供地质依据;(2)(2)对于裂隙含水层,如果裂隙倾角较陡且单向排列,这样会对于裂隙含水层,如果裂隙倾角较陡且单向排列,这样会限制预注浆的效果,则以工作面预注浆为好,可在工作面限制预注浆的效果,则以工作面预注浆为好,可在工作面打定向斜孔,穿过裂隙的几率较高。打定向斜孔,穿过裂隙的几率较高。(3)(3)地面预注浆要有防偏、纠偏、导偏措施,防止钻孔偏离井地面预注浆要有防偏、纠偏、导偏措施,防止钻孔偏离井筒的中心线。筒的中心线。(4)(4)对于斜井筒一般采取工作面预注浆。对于斜井筒一般采取工作面预注浆。 8 8)注浆堵水应用实例)注浆堵水应用实例 实例实例1 1: : 19901990年年8 8月月

322、8 8日山东济南章丘文祖煤矿三号井在日山东济南章丘文祖煤矿三号井在-15m-15m水平的南大巷掘进水平的南大巷掘进时遇断层,奥灰突水时遇断层,奥灰突水1082m3/h1082m3/h。 综合分析,此次突水具有对出水点进行封堵巷道的条件。综合分析,此次突水具有对出水点进行封堵巷道的条件。 对出水点首先打一个命中巷道的堵水孔,对巷道充填砂和石子,形成阻对出水点首先打一个命中巷道的堵水孔,对巷道充填砂和石子,形成阻水段,降低水的流速且减少跑浆;然后打第二个孔,对断层带加固注浆,水段,降低水的流速且减少跑浆;然后打第二个孔,对断层带加固注浆,封堵突水主通道。封堵突水主通道。 由于测绘资料准确,防偏措施

323、得力,第一孔迅速命中了巷道,这一命由于测绘资料准确,防偏措施得力,第一孔迅速命中了巷道,这一命中巷道的孔正位于巷道冒顶中巷道的孔正位于巷道冒顶0.59m0.59m高的一个段位上,故能有效保证砂、石高的一个段位上,故能有效保证砂、石骨料充填足顶足帮,解决了封顶时断面小流速大、保留死角无法充实的骨料充填足顶足帮,解决了封顶时断面小流速大、保留死角无法充实的问题。问题。 在充填骨料在充填骨料305.9m3305.9m3后,突水量立即明显减少。然后,用插入旋喷法后,突水量立即明显减少。然后,用插入旋喷法对砂石骨料进行固结注浆,发现浆液主要不是向外流失,而是向出水点对砂石骨料进行固结注浆,发现浆液主要不

324、是向外流失,而是向出水点断层带方向充填。断层带方向充填。 分析原因: 动水条件下充填的骨料,主要是向流水方向展布,分析计算的砂石阻水段在钻孔外侧的巷道内已达32m,在钻孔内侧不足2m,且是上窄下宽的锥形体,钻孔注入的浆液,向外是沿骨料的空隙渗流,向内(即出水点方向)是无法阻碍的直接充填,强行大量快速注单液浆,仅用水泥188t就将薛辽头出水点封堵固结,附近一些断层裂隙渗水点也随之消失。 说明不仅固结了巷道,突水巷道(断层破碎带)也已进浆充填固结了。这也是仅用一个钻孔就完成了注浆堵水任务的又一个成功范例。 动水注浆防止浆液流失,这是注浆堵水工作中的一个难题,动水注浆防止浆液流失,这是注浆堵水工作中

325、的一个难题,以下面一个实际工程为例,加以说明。以下面一个实际工程为例,加以说明。 实例实例2:2: 山东枣庄矿务局黄贝井,厚为山东枣庄矿务局黄贝井,厚为4.214.215.38m5.38m的太原统第十层的太原统第十层灰岩,灰岩,F F1 1断层的错动位移使其与奥灰直接对接,外围的奥灰水断层的错动位移使其与奥灰直接对接,外围的奥灰水通过第通过第1010层薄层灰岩含水层进入矿井,加大了采区的涌水总量。层薄层灰岩含水层进入矿井,加大了采区的涌水总量。但与此同时,接受奥灰水补给的陈郝泉流量也随之减少,影响但与此同时,接受奥灰水补给的陈郝泉流量也随之减少,影响了了2400024000余人的供水。余人的供

326、水。 19731973年年3 3月月1414日至日至8 8月月3030日,对第日,对第1010层薄层灰岩含水层进行层薄层灰岩含水层进行了帷幕注浆,帷幕线总长了帷幕注浆,帷幕线总长460m460m,共打孔,共打孔4646个,孔深个,孔深21.8121.8130.48m30.48m。帷幕截流后,矿井涌水量减少了。帷幕截流后,矿井涌水量减少了3m3m3 3/min/min,奥灰泉泉流,奥灰泉泉流量得以恢复,起到了治理水害、保护当地水资源和生态环境之量得以恢复,起到了治理水害、保护当地水资源和生态环境之目的。目的。 实例实例3 3: : 山东新汶协庄矿,厚510m4灰是13号煤的直接顶板,也是15号煤

327、的基本顶(间距1315m)、11号煤的基本底(间距30m)。 该薄层灰岩岩溶发育,富水性好,并且接受小汶河河流沙层孔隙水的充沛补给,直接影响到11、13、15三层煤的安全开采。 对此,为了彻底解除水患,该矿利用F6和F13两条隔水边界,沿4灰+125m的等高线进行了走向帷幕截流堵水实践,帷幕线总长3200m,孔深3040m,孔间距15m,加密处为7.5m。 帷幕线地面铺轨,沿轨道安装可移动的帷幕线地面铺轨,沿轨道安装可移动的300m300m钻机施工,并且建钻机施工,并且建造了集中造浆注浆站,以便可以快速钻进和注浆,这个工程取得造了集中造浆注浆站,以便可以快速钻进和注浆,这个工程取得了良好效果。

328、了良好效果。 不仅在没有发生突水灾害,矿井涌水量也由不仅在没有发生突水灾害,矿井涌水量也由17m3/min17m3/min降为降为8m3/min8m3/min,帷幕内,帷幕内4 4灰含水层地下水已被疏干,帷幕外小汶河河流灰含水层地下水已被疏干,帷幕外小汶河河流砂层水位明显上升恢复。砂层水位明显上升恢复。 实例实例43: 含水层改造与隔水层加固技术实例含水层改造与隔水层加固技术实例 山东肥城矿区是应用这项技术较为成功的一个地区,该矿区从1986年到现在,已经局部注浆和整体注浆改造九、十层煤采煤工作面23个,安全采出原煤152.32万吨。 杨庄矿9507采煤工作面当回采到-33m水平时,底板出水,

329、相距230m的9505采空区出水约10m3/h,经过在五灰充水含水层打孔注浆后,工作面面上水量消失,采空区水量仅剩2m3/h(见图)。某煤矿注浆改造煤层底板薄层灰岩示意图第九节第九节 井下排水系统井下排水系统 第一百零六条第一百零六条 矿井应当配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、矿井应当配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等,并满足矿井排水的需要。除正在检修的水泵外,应当配电设备和水仓等,并满足矿井排水的需要。除正在检修的水泵外,应当有工作水泵和备用水泵有工作水泵和备用水泵a。工作水泵的能力,应当能在。工作水泵的能力,应当能在20 h内排出矿井内排出矿井24 h的正常涌水

330、量(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力,应当不小的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力,应当不小于工作水泵能力的于工作水泵能力的70%。检修水泵的能力,应当不小于工作水泵的。检修水泵的能力,应当不小于工作水泵的25%。工作和备用水泵的总台邑力,应当钝在工作和备用水泵的总台邑力,应当钝在20 h内排出矿井内排出矿井24 h的最大涌水量。的最大涌水量。 水文地质类型复杂、极复杂的矿井,除符合本条第一款规定外,可以水文地质类型复杂、极复杂的矿井,除符合本条第一款规定外,可以在主泵房内预留一定数量的水泵安装位置,或者增加相应的排水能力。在主泵房内预留一定数量的水泵安装位置,或者增加相

331、应的排水能力。 排水管路应当有工作管路和备用管路。工作管路的能力,应当满足工排水管路应当有工作管路和备用管路。工作管路的能力,应当满足工作水泵在作水泵在20 h内排出矿井内排出矿井24 h的正常涌水量。工作和备用管路的总能力,的正常涌水量。工作和备用管路的总能力,应当满足工作和备用水泵在应当满足工作和备用水泵在20 h内排出矿井内排出矿井24 h的最大涌水量。的最大涌水量。 配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相匹配,能保证全配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相匹配,能保证全部水泵同时运转。部水泵同时运转。 第一百零七条第一百零七条 矿井主要泵房至少有矿井主要泵房至少有2

332、个出口,一个出个出口,一个出口用斜巷通到井筒,并高出泵房底板口用斜巷通到井筒,并高出泵房底板7m以上;另一个出以上;另一个出口通到井底车场,在此出口通路内,应当设置易于关闭的口通到井底车场,在此出口通路内,应当设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道,应既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道,应当设置控制闸门。当设置控制闸门。 第一百零八条第一百零八条 矿井主要水仓应当有主仓和副仓,当一矿井主要水仓应当有主仓和副仓,当一个水仓清理时,另一个水仓能够正常使用。个水仓清理时,另一个水仓能够正常使用。 新建、改扩建矿井或者生产矿井的新水平,正常涌水新建、改扩建矿井或者生产

333、矿井的新水平,正常涌水量在量在1000m3h以下时,主要水仓的有效容量应当能容纳以下时,主要水仓的有效容量应当能容纳所承担排水区域所承担排水区域8h的正常涌水量。的正常涌水量。 正常涌水量大于正常涌水量大于1000m3h的矿井,的矿井, 主要水仓有效容量可以按照主要水仓有效容量可以按照下式计算:下式计算: y =2(Q+3000) (5 -1) 式中式中 V-主要水仓的有效容量,主要水仓的有效容量,m3; Q-矿井每小时的正常涌水量,矿井每小时的正常涌水量,m3。 采区水仓的有效容量应当能容纳采区水仓的有效容量应当能容纳4h的采区正常涌水量,排水设备的采区正常涌水量,排水设备应当满足采区排水的

334、需要。应当满足采区排水的需要。 矿井最大涌水量与正常涌水量相差大的矿井,排水能力和水仓容矿井最大涌水量与正常涌水量相差大的矿井,排水能力和水仓容量应当由有资质的设计单位编制专门设甘,由煤炭企业总工程师组织量应当由有资质的设计单位编制专门设甘,由煤炭企业总工程师组织审批。审批。 水仓进口处应当设置箅子。对水砂充填和其他涌水中带有大量杂水仓进口处应当设置箅子。对水砂充填和其他涌水中带有大量杂质的矿井,还应当设置沉淀池。各水仓的空仓容量应当经常保持在总质的矿井,还应当设置沉淀池。各水仓的空仓容量应当经常保持在总容量的容量的50%以上。以上。 第一百零九条第一百零九条 水泵、水管、闸阀、配电设备和线路

335、,必须经常检查和水泵、水管、闸阀、配电设备和线路,必须经常检查和维护。在每年雨季之前,应当全面检修维护。在每年雨季之前,应当全面检修1次,并对全部工作水泵、备用水次,并对全部工作水泵、备用水泵及潜水泵进行泵及潜水泵进行1次联合排水试验,提交联合排水试验报告。次联合排水试验,提交联合排水试验报告。 水仓、沉淀池和水沟中的淤泥,应当及时清理;每年雨季前必须清理水仓、沉淀池和水沟中的淤泥,应当及时清理;每年雨季前必须清理1次。次。检修、清理工作应当做好记录,并存档备查。检修、清理工作应当做好记录,并存档备查。 第一百一十条第一百一十条 特大型矿井根据井下生产布局及涌水情况,可以分区建特大型矿井根据井

336、下生产布局及涌水情况,可以分区建设排水系统,实现独立排水,排水能力根据分区预测的正常和最大涌水设排水系统,实现独立排水,排水能力根据分区预测的正常和最大涌水量计算配备,但泵房总体设计需满足第一百零六条至第一百零九条要求。量计算配备,但泵房总体设计需满足第一百零六条至第一百零九条要求。 第一百一十一条第一百一十一条 采用平硐自流排水的矿井,平硐内水沟的总过水能力采用平硐自流排水的矿井,平硐内水沟的总过水能力应当不小于历年矿井最大涌水量的应当不小于历年矿井最大涌水量的1。2倍;专门泄水巷的顶板标高应当倍;专门泄水巷的顶板标高应当低于主运输巷道底板的标高。低于主运输巷道底板的标高。 第一百一十二条第

337、一百一十二条 新建矿井永久排水系统形成前,各施工区应当设置临时新建矿井永久排水系统形成前,各施工区应当设置临时排水系统,并按该区预计的最大涌水量配备排水设备、设施,保证有足够排水系统,并按该区预计的最大涌水量配备排水设备、设施,保证有足够的排水能力。的排水能力。 第一百一十三条第一百一十三条 生产矿井延深水平,只有在建成新水平的防、排水系统生产矿井延深水平,只有在建成新水平的防、排水系统后,方可开拓掘进。后,方可开拓掘进。第六章第六章 露天煤矿防治水露天煤矿防治水 第一百一十四条第一百一十四条 露天煤矿应当制定防治水中长期规划,对地下水、露天煤矿应当制定防治水中长期规划,对地下水、她表水和降水

338、可能对排土场、工业广场、采场等区域造成的危害进行风险她表水和降水可能对排土场、工业广场、采场等区域造成的危害进行风险评估;应当在每年年初制定防排水计划和措施,由煤炭企业负责人审批。评估;应当在每年年初制定防排水计划和措施,由煤炭企业负责人审批。雨季前必须对防排水设施作全面检查,并完成防排水设施检修。新建的重雨季前必须对防排水设施作全面检查,并完成防排水设施检修。新建的重要防排水工程必须在雨季前完工。要防排水工程必须在雨季前完工。 第一百一十五条第一百一十五条 露天煤矿各种设施要充分考虑当地历史最高洪水位露天煤矿各种设施要充分考虑当地历史最高洪水位的影响,对低于当地历史最高洪水位的设施,必须按规

339、定采取修筑堤坝沟的影响,对低于当地历史最高洪水位的设施,必须按规定采取修筑堤坝沟渠、疏通水沟等防洪措施,矿坑内必须形成可渠、疏通水沟等防洪措施,矿坑内必须形成可 靠排水系统。靠排水系统。 第一百一十六条第一百一十六条 露天煤矿地表及边坡上的防排水设施,应当避开有露天煤矿地表及边坡上的防排水设施,应当避开有滑坡危险的地段;当采场内有滑坡区时,应当在滑坡区周围采取设置截滑坡危险的地段;当采场内有滑坡区时,应当在滑坡区周围采取设置截水沟等措施。排水沟应当经常检查、清淤,不应渗漏、倒灌或者漫流;水沟等措施。排水沟应当经常检查、清淤,不应渗漏、倒灌或者漫流;当水沟经过有变形、裂缝的边坡地段时,应当采取防

340、渗措施。排土场应当水沟经过有变形、裂缝的边坡地段时,应当采取防渗措施。排土场应当保持平整,不得有积水,周围应当修筑可靠的截泥、防洪或者排水设当保持平整,不得有积水,周围应当修筑可靠的截泥、防洪或者排水设施。施。 第一百一十七条第一百一十七条 用露天采场深部做储水池排水时,必须采取安全措施,用露天采场深部做储水池排水时,必须采取安全措施,备用水泵的能力不得小于工作水泵能力的备用水泵的能力不得小于工作水泵能力的50%。 第一百一十八条第一百一十八条 地层含水影响采矿工程正常进行时,应当进行疏干,地层含水影响采矿工程正常进行时,应当进行疏干,当疏干不可行,可以采取帷幕注浆截流等措施,疏干、帷幕注浆截

341、流等当疏干不可行,可以采取帷幕注浆截流等措施,疏干、帷幕注浆截流等工程应当超前于采矿工程。在矿床疏干漏斗范围内,如果地面出现裂缝、工程应当超前于采矿工程。在矿床疏干漏斗范围内,如果地面出现裂缝、塌陷时,应当圈定范围加以防护、设置警示标志,并采取安全措施;塌陷时,应当圈定范围加以防护、设置警示标志,并采取安全措施;(半)地下疏干泵房应当设通风装置。(半)地下疏干泵房应当设通风装置。 第一百一十九条第一百一十九条 受地下水影响较大和已进行疏干排水工程的边坡,受地下水影响较大和已进行疏干排水工程的边坡,应当施工水文观测孔,进行地下水位、水压及矿坑涌水量的观测,分析应当施工水文观测孔,进行地下水位、水

342、压及矿坑涌水量的观测,分析地下水对边坡稳定的影响程度及疏干的效果,并制定地下水治理措施。地下水对边坡稳定的影响程度及疏干的效果,并制定地下水治理措施。 第一百二十条第一百二十条 排土场进行排弃时,底部应当排弃易透水的大块岩石,排土场进行排弃时,底部应当排弃易透水的大块岩石,确保排土场正常渗流。对含有泉眼、冲沟等水文地质条件复杂的排土场,确保排土场正常渗流。对含有泉眼、冲沟等水文地质条件复杂的排土场,应当采用引水隧道、暗涵、盲沟等工程措施,确保排土场排水畅通。因应当采用引水隧道、暗涵、盲沟等工程措施,确保排土场排水畅通。因地下水水位升高,可能造成排土场或者采场滑坡时,必须进行地下水疏地下水水位升

343、高,可能造成排土场或者采场滑坡时,必须进行地下水疏干。干。 第一百二十一条第一百二十一条 露天煤矿采排场周围存在地表河流、水库或者地下水露天煤矿采排场周围存在地表河流、水库或者地下水体,且水体难以疏干,应当进行专门的水文地质勘探,确定含水区域准体,且水体难以疏干,应当进行专门的水文地质勘探,确定含水区域准确边界,进行专门设计,确定防隔水煤(岩)柱尺寸。并定期对水位水确边界,进行专门设计,确定防隔水煤(岩)柱尺寸。并定期对水位水情进行观测,分析防隔水煤(岩)柱稳定情况。情进行观测,分析防隔水煤(岩)柱稳定情况。第七章第七章 水害应急救援水害应急救援第一节第一节 应急预案及实施应急预案及实施 第一

344、百二十二条第一百二十二条 煤炭企业、煤矿应当开展水害风险评估和应急资源调煤炭企业、煤矿应当开展水害风险评估和应急资源调查工作,根据风险评估结论及应急资源状况,制定水害应急专项预案查工作,根据风险评估结论及应急资源状况,制定水害应急专项预案和现场处置方案,并组织评审,形成书面评审纪要,由本单位主要负和现场处置方案,并组织评审,形成书面评审纪要,由本单位主要负责人批准后实施。应急预案内容应当具有针对性、科学性和可操作性。责人批准后实施。应急预案内容应当具有针对性、科学性和可操作性。 第一百二十三条第一百二十三条 煤炭企业、煤矿应当组织开展水害应急预案、应急知煤炭企业、煤矿应当组织开展水害应急预案、

345、应急知识、自救互救和避险逃生技能的培训,使矿井管理人员、调度室人员识、自救互救和避险逃生技能的培训,使矿井管理人员、调度室人员和其他相关作业人员熟悉预案内容、应急职责、应急处置程序和措施。和其他相关作业人员熟悉预案内容、应急职责、应急处置程序和措施。第一百二十四条第一百二十四条 每年雨季前至少组织开展每年雨季前至少组织开展1次水害应急预案演练。滇练次水害应急预案演练。滇练结束后,应当对演练效果进行评估,分析存在的问题,并对水害应急结束后,应当对演练效果进行评估,分析存在的问题,并对水害应急预案进行修订完善。演练计划、方案、记录和总结评估报告等资料保预案进行修订完善。演练计划、方案、记录和总结评

346、估报告等资料保存期限不得少于存期限不得少于2年。年。 第一百二十五条第一百二十五条 矿井必须规定避水灾路线,设置能够在矿灯照明矿井必须规定避水灾路线,设置能够在矿灯照明下清晰可见的避水灾标识。巷道交叉口必须设置标识,采区巷道内标下清晰可见的避水灾标识。巷道交叉口必须设置标识,采区巷道内标识间距不得大于识间距不得大于200 m,矿井主要巷道内标识间距不得大于,矿井主要巷道内标识间距不得大于300 m,并让井下职工熟知,一旦突水,能够安全撤离。并让井下职工熟知,一旦突水,能够安全撤离。 第一百二十六条第一百二十六条 井下泵房应当积极推广无人值守和地面远程监控井下泵房应当积极推广无人值守和地面远程监

347、控集控系统,加强排水系统检测与维修,时刻保持排水系统运转正常。集控系统,加强排水系统检测与维修,时刻保持排水系统运转正常。水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控。面远程监控。 第一百二十七条第一百二十七条 煤矿调度室接到水情报告后,应当立即启动本矿水煤矿调度室接到水情报告后,应当立即启动本矿水害应急预案,向值班负责人和主要负责人汇报,并将水患情况通报周害应急预案,向值班负责人和主要负责人汇报,并将水患情况通报周边所有煤矿。边所有煤矿。 第一百二十八条第一百二十八条 当发生突水时,矿井应当立即做好关闭防水

348、闸门当发生突水时,矿井应当立即做好关闭防水闸门的准备,在确认人员全部撤离后,方可关闭防水闸门。的准备,在确认人员全部撤离后,方可关闭防水闸门。 第一百二十九条第一百二十九条 矿井应当根据水患的影响程度,及时调整井下通风矿井应当根据水患的影响程度,及时调整井下通风系统,避免风流紊乱、有害气体超限。系统,避免风流紊乱、有害气体超限。 第一百三十条第一百三十条 煤矿应当将防范灾害性天气引发煤矿事故灾难的情况煤矿应当将防范灾害性天气引发煤矿事故灾难的情况纳入事故应急处置预案和灾害预防处理计划中,落实防范暴雨洪水等纳入事故应急处置预案和灾害预防处理计划中,落实防范暴雨洪水等所需的物资、设备和资金,建立专

349、业抢险救灾队伍,或者与专业抢险所需的物资、设备和资金,建立专业抢险救灾队伍,或者与专业抢险救灾队伍签订协议。救灾队伍签订协议。 第一百三十一条第一百三十一条 煤矿应当加强鸟各级抢险救灾机构的联系,掌握抢煤矿应当加强鸟各级抢险救灾机构的联系,掌握抢救技术装备情况,一旦发生水害事故,立即启动相应的应急预案,争救技术装备情况,一旦发生水害事故,立即启动相应的应急预案,争取社会救援,实施事故抢救。取社会救援,实施事故抢救。 第一百三十二条第一百三十二条 水害事故发生后,煤矿应当依照有关规定报告政府有水害事故发生后,煤矿应当依照有关规定报告政府有关部门,不得迟报、漏报、谎报、瞒报。关部门,不得迟报、漏报

350、、谎报、瞒报。 第二节第二节 排水恢复被淹井巷排水恢复被淹井巷 第一百三十三条第一百三十三条 恢复被淹井巷前,应当编制矿井突水淹井调查分析报恢复被淹井巷前,应当编制矿井突水淹井调查分析报告。报告应当包括下列主要内容:告。报告应当包括下列主要内容: (一)突水淹井过程,突水点位置,突水时间,突水形式,水源分析,(一)突水淹井过程,突水点位置,突水时间,突水形式,水源分析,淹没速度和涌水量变化等;淹没速度和涌水量变化等; (二)突水淹没范围,估算积水量;(二)突水淹没范围,估算积水量; (三)预计排水过程中的涌水量。依据淹没前井巷各个部分的涌水量,(三)预计排水过程中的涌水量。依据淹没前井巷各个部

351、分的涌水量,推算突水点的最大涌水量和稳定涌水量,预计恢复过程中各不同标高推算突水点的最大涌水量和稳定涌水量,预计恢复过程中各不同标高段的涌水量,并设计排水量曲线;段的涌水量,并设计排水量曲线; (四)分析突水原因所需的有关水文地质点(孔、井、泉)的动态资(四)分析突水原因所需的有关水文地质点(孔、井、泉)的动态资料和曲线、矿井综合水文地质图、矿井水文地质剖面图、矿井充水性料和曲线、矿井综合水文地质图、矿井水文地质剖面图、矿井充水性图和水化学资料等。图和水化学资料等。 第一百三十四条第一百三十四条 矿井恢复时,应当设有专人跟班定时测定涌水量和矿井恢复时,应当设有专人跟班定时测定涌水量和下降水面高

352、程,并做好记录;观察记录恢复后井巷的冒顶、片帮和淋下降水面高程,并做好记录;观察记录恢复后井巷的冒顶、片帮和淋水等情况;观察记录突水点的具体位置、涌水量和水温等,并作突水水等情况;观察记录突水点的具体位置、涌水量和水温等,并作突水点素描;定时对地面观测孔、井、泉等水文地质点进行动态观沏点素描;定时对地面观测孔、井、泉等水文地质点进行动态观沏4,并观察地面有无塌陷、裂缝现象等。并观察地面有无塌陷、裂缝现象等。 第一百三十五条第一百三十五条 排除井筒和下山的积水及恢复被淹井巷前,应当制排除井筒和下山的积水及恢复被淹井巷前,应当制定防止被水封闭的有害气体突然涌出的安全措施。排水过程中,矿山定防止被水

353、封闭的有害气体突然涌出的安全措施。排水过程中,矿山救护队应当现场监护,并检查水面上的空气成分;发现有害气体,及救护队应当现场监护,并检查水面上的空气成分;发现有害气体,及时处理。时处理。 第一百三十六条第一百三十六条 矿井恢夏后,应当全面整理淹没和恢复两个过程的图矿井恢夏后,应当全面整理淹没和恢复两个过程的图纸和资料,查明突水原因,提出防范措施。纸和资料,查明突水原因,提出防范措施。 第八章第八章 附附 则则 第一百三十七条第一百三十七条 本细则下列用语的含义:本细则下列用语的含义: 老空老空,是指采空区、老窑和已经报废井巷的总称。,是指采空区、老窑和已经报废井巷的总称。 采空区采空区,是指回

354、采以后不再维护的空间。,是指回采以后不再维护的空间。 火烧区火烧区,是指出露或者接近地表的煤层经过氧化燃烧,并伴随其高温引,是指出露或者接近地表的煤层经过氧化燃烧,并伴随其高温引起顶底板岩层的物化特征发生变化,形成的空间区域。起顶底板岩层的物化特征发生变化,形成的空间区域。 水淹区域水淹区域,是指被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称。,是指被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称。 矿井正常涌水量矿井正常涌水量,是指矿井开采期间,单位时间内流入矿井的平均水量。,是指矿井开采期间,单位时间内流入矿井的平均水量。一般以年度作为统计区间,以一般以年度作为统计区间,以“m3 /h”为计量单位。为计量单位。

355、 矿井最大涌水量,矿井最大涌水量,是指矿井开采期间,正常情况下矿井涌水量的高峰值。是指矿井开采期间,正常情况下矿井涌水量的高峰值。主要与采动影响和降水量有关,不包括矿井灾害水量。一般以年度作为统主要与采动影响和降水量有关,不包括矿井灾害水量。一般以年度作为统计区间,以计区间,以“m3h”为计量单位。为计量单位。 突水突水,是指含水层水的突然涌出。,是指含水层水的突然涌出。 透水透水,是指老空水的突然涌出。,是指老空水的突然涌出。 离层水离层水,是指煤层开采后,顶板覆岩不均匀变形及破坏而,是指煤层开采后,顶板覆岩不均匀变形及破坏而形成的离层空腔积水。形成的离层空腔积水。 安全水头值安全水头值,是

356、指隔水层能承受含水层的最大水头压力值。,是指隔水层能承受含水层的最大水头压力值。 防隔水煤(岩)柱防隔水煤(岩)柱,是指为确保近水体安全采煤而留设的,是指为确保近水体安全采煤而留设的煤层开采上(下)限至水体底(顶)界面之间的煤岩层区段。煤层开采上(下)限至水体底(顶)界面之间的煤岩层区段。 探放水,探放水,是指包括探水和放水的总称。探水是指采矿过是指包括探水和放水的总称。探水是指采矿过程中用超前勘探方法,查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方程中用超前勘探方法,查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等情况。放水是指为了预防水等水体的具体空间位置和状况等情况。放水是指为了预防水害事

357、故,在探明情况后采用施工钻孔等安全方泫将水体放出。害事故,在探明情况后采用施工钻孔等安全方泫将水体放出。 综合分区图综合分区图。双预测是指顶板充水含水层预处理前、后采煤工作面。双预测是指顶板充水含水层预处理前、后采煤工作面分段和整体工程涌水量预测。分段和整体工程涌水量预测。 垮落带垮落带,是指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范,是指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。导水裂隙带,是指垮落带上方一定范围内的岩层发生断裂,产生围。导水裂隙带,是指垮落带上方一定范围内的岩层发生断裂,产生裂隙,且具有导水性的岩层范围。裂隙,且具有导水性的岩层范围。 抽冒抽冒,是指在浅部厚煤层

358、、急倾斜煤层及断层破碎带和基岩风化带,是指在浅部厚煤层、急倾斜煤层及断层破碎带和基岩风化带附近采煤或者掘进时,顶板岩层或者煤层本身在较小范围内垮落超过附近采煤或者掘进时,顶板岩层或者煤层本身在较小范围内垮落超过正常高度的现象。正常高度的现象。 带压开采,带压开采,是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。 隔水层隔水层厚度,是指开采煤层底板至含水层顶面之间的厚度。厚度,是指开采煤层底板至含水层顶面之间的厚度。 三图双预测法三图双预测法,是指一种解决煤层顶板充水水源、通道和强度三大,是指一种解决煤层顶板充水水源、通道和强度三大问题的顶板水害评价方法。三图

359、是指煤层顶板充水含水层富水性分区问题的顶板水害评价方法。三图是指煤层顶板充水含水层富水性分区图、顶板垮裂安全性分区图和顶板涌(突)水条件图、顶板垮裂安全性分区图和顶板涌(突)水条件 脆弱性指数法脆弱性指数法,是指将可以确定底板突水多种主控因素权,是指将可以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耦合于一体的煤层底板水害评价方法。耦合于一体的煤层底板水害评价方法。 五图双系数法五图双系数法,是指一种煤层底板水害评价方法。五图是,是指一种煤层底板水害评价方法。五图是指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等

360、值线图、指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图;双系数是指带压系数和突水系数。压开采评价图;双系数是指带压系数和突水系数。 积水线,积水线,是指经过调查确定的积水边界线。是指经过调查确定的积水边界线。 探水线,探水线,是指用钻探方法进行探水作业的起始线。是指用钻探方法进行探水作业的起始线。 警戒线,警戒线,悬指开始加强水情观测、警惕积水威胁的起始线。悬指开始加强水情观测、警惕积水威胁的起始线。 超前距超前距,是指探水钻孔沿巷道掘进前方所控制范围超前于,是指探水钻孔

361、沿巷道掘进前方所控制范围超前于掘进工作面迎头的最小安全距离。掘进工作面迎头的最小安全距离。 帮距,帮距,是指最外侧探水钻孔所控制范围与巷道帮的最小安是指最外侧探水钻孔所控制范围与巷道帮的最小安全距离。全距离。 煤炭企业煤炭企业,是指从事煤炭生产与煤矿建设具有法人地位的,是指从事煤炭生产与煤矿建设具有法人地位的企业。企业。 煤矿煤矿,是指直接从事煤炭生产和煤矿建设的业务单元,可,是指直接从事煤炭生产和煤矿建设的业务单元,可以是法人单位,也可以是非法人单位,包括井工和露天煤以是法人单位,也可以是非法人单位,包括井工和露天煤矿。矿。 矿井矿井,是指从事地下开采的煤矿。,是指从事地下开采的煤矿。 第一

362、百三十八条第一百三十八条 本细则自本细则自2018年年9月月1日起施行。原国日起施行。原国家安全生产监督管理总局家安全生产监督管理总局2009年年9月月21日公布的日公布的煤矿防煤矿防治水规定治水规定同时废止。同时废止。附录一附录一 含水层富水性及突水点等级划分标准含水层富水性及突水点等级划分标准 一、按照钻孔单位涌水量一、按照钻孔单位涌水量g值大小,将含水层富水性分为以下值大小,将含水层富水性分为以下4级。级。 1弱富水性:弱富水性:q0.1 L/(sm); 2中等富水性:中等富水性:0.1 L/(sm)q1.O L/(sm); 3强富水性:强富水性:1.0 L/(sm)5,0 L/(sm)

363、。 注:评价含水层的富水性,钻孔单位涌水量以口径注:评价含水层的富水性,钻孔单位涌水量以口径91 mm、抽水水位降深、抽水水位降深10 m为准;为准;若口径、降深与上述不符时,应当进行换算后再比较富水性。换算方法:先根据抽水若口径、降深与上述不符时,应当进行换算后再比较富水性。换算方法:先根据抽水时涌水量时涌水量Q和降深和降深S的数据,用最小二乘法或者图解法确定的数据,用最小二乘法或者图解法确定Q=厂厂(5)曲线,根据曲线,根据Q-S曲线曲线确定降深确定降深10 m时抽水孔的涌水量,再用下面的公式时抽水孔的涌水量,再用下面的公式计算孔径为计算孔径为91 mm时的涌水量,最后除以时的涌水量,最后

364、除以10 m即单位涌水量。即单位涌水量。 (附(附1-1) 式中式中 Q91、R91、T91 -孔径为孔径为91 mm的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径;的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径; Q、R、r拟换算钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径。拟换算钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径。二、按照突水量二、按照突水量Q Q值大小,将突水点分为以下值大小,将突水点分为以下4 4级。级。 1.1.小突水点:小突水点:30 m30 m3 3hQ60 mhQ60 m3 3 /h /h; 2.2.中等突水点:中等突水点:60 m60 m3 3hQ600mhQ600m3 3 /h, /h, 3. 3.大突永点:大

365、突永点:600 m600 m3 3hQ1800 mh 1800 mQ 1800 m3 3 /h /h。附录二附录二 矿井水文地质图件主要内容及要求矿井水文地质图件主要内容及要求 一、矿井综合水文地质图一、矿井综合水文地质图 矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之一,也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。综合水文地一,也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。综合水文地质图一般在井田地形地质图的基础上编制,比例尺为质图一般在井田地形地质图的基础上编制,比例尺为1 1:20002000、1 1:50005000或者或者1 1:100001000

366、0。主要内容有:。主要内容有: 1基岩含水层露头(包括岩溶)及冲积层底部含水层基岩含水层露头(包括岩溶)及冲积层底部含水层(流砂、砂砾、砂礓层等)的平面分布状况;(流砂、砂砾、砂礓层等)的平面分布状况; 2地表水体,水文观测站,井、泉分布位置及陷落柱范地表水体,水文观测站,井、泉分布位置及陷落柱范围;围; 3水文地质钻孔及其抽水试验成果;水文地质钻孔及其抽水试验成果; 4。基岩等高线(适用于隐伏煤田);。基岩等高线(适用于隐伏煤田); 5.已开采井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水已开采井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水点资料;点资料; 6主要含水层等水位(压)线;主要含水层等水位(

367、压)线; 7。老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况;。老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况; 8有条件时,划分水文地质单元,进行水文地质分区。有条件时,划分水文地质单元,进行水文地质分区。二、矿井综合水文地质柱状图二、矿井综合水文地质柱状图 矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水层矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水层及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水性的图纸。一般采用相应比例尺随同矿井综合水文性的图纸。一般采用相应比例尺随同矿井综合水文地质图一道编制。主要内容有:地质图一道编制。主要内容有: 1。含水层年代地层名称、厚度、岩性、岩溶

368、发。含水层年代地层名称、厚度、岩性、岩溶发育情况;育情况; 2各含水层水文地质试验参数;各含水层水文地质试验参数; 3。含水层的水质类型;。含水层的水质类型; 4含水层与主要开采煤层之间距离关系。含水层与主要开采煤层之间距离关系。三、矿井水文地质剖面图三、矿井水文地质剖面图 矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲、矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。主要内容有:断裂构造等和煤层之间的空间关系。主要内容有: 1含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度;含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度; 2水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测

369、资料;水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测资料; 3. 地表水体及其水位;地表水体及其水位; 4主要井巷位置;主要井巷位置; 5.主要开采煤层位置。主要开采煤层位置。 矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质剖面为基础。剖面为基础。 四、矿井充水性图四、矿井充水性图 矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸,是分析矿矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸,是分析矿井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一,也是井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一,也是矿井防治水的必备图纸。一般采用采掘工程平

370、面图作底图进行编制,矿井防治水的必备图纸。一般采用采掘工程平面图作底图进行编制,比例尺为比例尺为1:2000或者或者1:5000。主要内容有:。主要内容有: 1各种类型的出(突)水点应当统一编号,并注明出水日各种类型的出(突)水点应当统一编号,并注明出水日期、涌水量、水位(水压)、水温及涌水特征;期、涌水量、水位(水压)、水温及涌水特征; 2古井、废弃井巷、采空区、老硐等的积水范围和积水量;古井、废弃井巷、采空区、老硐等的积水范围和积水量; 3井下防水闸门、防水闸墙、放水孔、防隔水煤(岩)柱、井下防水闸门、防水闸墙、放水孔、防隔水煤(岩)柱、泵房、水仓、水泵台数及能力;泵房、水仓、水泵台数及能

371、力; 4。井下输水路线;。井下输水路线; 5井下涌水量观测站(点)的位置;井下涌水量观测站(点)的位置; 6其他。其他。 矿井充水性图应当随采掘工程的进展定期补充填绘。矿井充水性图应当随采掘工程的进展定期补充填绘。五、矿井涌水量与相关因素动态曲线图五、矿井涌水量与相关因素动态曲线图 矿井涌水量与相关因素动态曲线是综合反映矿井充水变化规律,预测矿井涌水趋势的图件。各矿井应当根据具体情况,选择不同的相关因素绘制下列几种关系曲线图。 1. 矿井涌水量与降水量、地下水位关系曲线图; 2矿井涌水量与单位走向开拓长度、单位采空面积关系曲线图; 3矿井涌水量与地表水补给量或者水位关系曲线图; 4.矿井涌水量

372、随开采深度变化曲线图。六、矿井含水层等水位(压)线图六、矿井含水层等水位(压)线图 等水位(压)线图主要反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和等水位(压)线图主要反映地下水的流场特征。水文地质复杂型和极复杂型的矿井,对主要含水层(组)应当坚持定期绘制等水位(压)极复杂型的矿井,对主要含水层(组)应当坚持定期绘制等水位(压)线图,以对照分析矿井疏干(降)动态。比例尺为线图,以对照分析矿井疏干(降)动态。比例尺为1:2000、1:5000或者或者1:10000。主要内容有:。主要内容有: 1含水层、煤层露头线,主要断层线;含水层、煤层露头线,主要断层线; 2水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高,孔

373、(井、泉)口标高水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高,孔(井、泉)口标高和地下水位(压)标高;和地下水位(压)标高; 3。河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地。河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地面标高和同期水面标高;面标高和同期水面标高; 4矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线;矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线; 5地下水等水位(压)线和地下水流向;地下水等水位(压)线和地下水流向; 6可采煤层底板隔水层等厚线(当受开采影响的主含水层在可采煤可采煤层底板隔水层等厚线(当受开采影响的主含水层在可采煤层底板下时);层底板下时); 7。井下涌

374、水、突水点位置及涌水量。井下涌水、突水点位置及涌水量。 七、区域水文地质图七、区域水文地质图 区域水文地质图一般在1:10000 -1:100000区蜮地质图的基础上经过区域水文地质调查之后编制。成图的同时,尚需写出编图说明书。矿井水文地质复杂型和极复杂型矿井,应当认真加以编制。主要内容有: 1地表水系、分水岭界线、地貌单元划分; 2主要含水层露头,松散层等厚线; 3地下水天然出露点及人工揭露点; 4岩溶形态及构造破碎带; 5。水文地质钻孔及其抽水试验成果; 6地下水等水位线,地下水流向; 7划分地下水补给、径流、排泄区; 8划分不同水文地质单元,进行水文地质分区; 9附相应比例尺的区域综合水

375、文地质柱状图、区域水文地质剖面图。八、矿区岩溶图 岩溶特别发育的矿区,应当根据调查和勘探的实际资料编制矿区岩溶图,为研究岩溶的发育分布规律和矿井岩溶水防治提供参考依据。 岩溶图的形式可以根据具体情况编制成岩溶分布平面图、岩溶实测剖面图或者展开图等。 1.岩溶分布平面图可以在矿井综合水文地质图的基础上填绘岩溶地貌、汇水封闭洼地、落水洞、地下暗河的进出水口、天窗、地下水的天然出露点及人工出露点、岩溶塌陷区、地表水和地下水的分水岭等; 2岩溶实测剖面图或者展开图,根据对溶洞或者暗河的实际测绘资料编制。附录三附录三 采掘工作面水害分析预报表和预测图模式采掘工作面水害分析预报表和预测图模式一、采掘工作面

376、水害分析预报表 附表3 -1 采掘工作面水害分析预测表矿矿井井项项号号预测预测水害水害地点地点采采掘掘队队工作工作面上面上下标下标高高煤层煤层采采掘掘时时间间水水害害类类型型水文水文地质地质简述简述预防预防及处理及处理意见意见责责任任单单位位备备注注名名称称厚度厚度(m)倾角倾角()某某矿矿某某井井12345注:水害类型指地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、断裂构造水、陷落柱水、钻孔水、顶板水、底板水等。二、水害预测图 在矿井采掘工程图(月报图)上,按预报表上的项目,在可能发生水害的部位,用红颜色标上水害类型符号。符号图例如附图3 -1所示。附图附图3 -1 矿井采掘工作面水害预测图例矿井

377、采掘工作面水害预测图例附录四附录四 安全水头值计算公式安全水头值计算公式 一、掘进巷道底板隔水层安全水头值计算公式 (附41)式中 p底板隔水层安全水头值,MPa; t 隔水层厚度,m; L巷道底板宽度,m; y底板隔水层的平均重度,MNH13; Kp底板隔水层的平均抗拉强度,MPa。二、采煤工作面安全水头值计算公式二、采煤工作面安全水头值计算公式 p ps s = = Ts M Ts M (附(附4-24-2)式中 ps底板隔水层安全水头值,MPa; M-底板隔水层厚度,m; Ts -临界突水系数,MPa/m o Ts值应当根据本区资料确定,一般情况下,底板受构造破坏的地段按0.06MPa/

378、m计算,隔水层完整无断裂构造破坏的地段按0.1MPa/m计算。附录五附录五 安全隔水层厚度和突水系数计算公式安全隔水层厚度和突水系数计算公式 一、掘进工作面安全隔水层厚度计算公式一、掘进工作面安全隔水层厚度计算公式 (附5-1)式中式中 t 安全隔水层厚度,安全隔水层厚度,m; L巷道底板宽度,巷道底板宽度,m; y底板隔水层的平均重度,底板隔水层的平均重度,MNrTi3; Kp 底板隔水层的平均抗拉强度,底板隔水层的平均抗拉强度,MPa; p-底板隔水层承受的实际水头值,底板隔水层承受的实际水头值,MPa。 二、突水系数计算公式二、突水系数计算公式 (附5 -2) 式中式中 T 突水系数,突

379、水系数,MPa/m; p 底板隔水层承受的实际水头值,底板隔水层承受的实际水头值,MPa;水压应当从;水压应当从 含水层含水层顶界面起算,水位值取近顶界面起算,水位值取近3年含水层观测水年含水层观测水 位最高值;位最高值; M-底板隔水层厚度,底板隔水层厚度,m。 式(附式(附5 -2)适用于采煤工作面,就全国实际资料看,底板受构造)适用于采煤工作面,就全国实际资料看,底板受构造破坏的地段突水系数一般不得大于破坏的地段突水系数一般不得大于0. 06 MPa/m,隔水层完整无断裂,隔水层完整无断裂构造破坏的地段不得大于构造破坏的地段不得大于0.1 MPa/m。附录六 防隔水煤(岩)柱的尺寸要求

380、一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设 1.煤层露头无覆盖或者被黏土类微透水松散层覆盖时,其计算公式为 Hf=Hk+Hb (附6 -1) 2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时其计算公式为 Hf=Hd+Hb (附6-2)式中 Hf -防隔水煤(岩)柱高度,m; Hk垮落带高度,m; Hd最大导水裂隙带高度,m; Hb 保护层厚度,m。 式中Hk、Hd的计算,参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范的相关规定。 附图6-l 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时 防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可二、含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱的留设可以参照下列经验公

381、式计算(附图以参照下列经验公式计算(附图6-2):): (附(附6 -3)式中式中 L煤柱留设的宽度,煤柱留设的宽度,m; K一安全系数,一般取一安全系数,一般取25; M煤层厚度或者采高,煤层厚度或者采高,m; p 实际水头值,实际水头值,MPa; Kp煤的抗拉强度,煤的抗拉强度,MPa。 附图附图6 -2 含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱留设图含水或者导水断层防隔水煤(岩)柱留设图 三、煤层与强含水层或者导水断层接触防隔水煤(岩)柱的三、煤层与强含水层或者导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设留设 1.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时,防隔水煤(岩)柱可以按附图6 -3a、附图6-3b留设

382、。其计算公式为 L=L1+L2+L3 =Hacsc+Hdcot+Hdcot(附6-4)附图附图6-3 煤层与富水性强的含水层或者导水煤层与富水性强的含水层或者导水 断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图 2最高导水裂隙带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按附图6 -3c留设。其计算公式为 L=L1+L2+L3 =Ha(sincoscot) +(Hacos+M)(cot+cot)(附6-5)式中 L-防隔水煤(岩)柱宽度,m; L1,L2,L3-防隔水煤(岩)柱各分段宽度,m; Hd-最大导水裂隙带高度,m; -断层倾角,(); -岩层塌陷角,(); M-断层上

383、盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度,m; Ha-断层安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m。 Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定,即通过总结本矿区在断值应当根据矿井实际观测资料来确定,即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,按公式层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,按公式(附(附5 -2)计算其临界突水系数)计算其临界突水系数Ts,并将各计算值标到以,并将各计算值标到以Ts为横轴,为横轴,以埋藏深度以埋藏深度Ho为纵轴的坐标系内,找出为纵轴的坐标系内,找出Ts值的安全临界线(附图值的安全临界线(附图6 -4)。)。附图附图6 -4 Ts 和和Ho关系曲

384、线图关系曲线图Ha值也可以按下列公式计算值也可以按下列公式计算: (附(附6-6)式中式中 p 防隔水煤(岩)柱所承受的实际水头值,防隔水煤(岩)柱所承受的实际水头值,MPa; Ts -临界突水系数,临界突水系数,MPa/m; 10 保护层厚度,一般取保护层厚度,一般取10 m。 本矿区如无实际突水系数,可以参考其他矿区资料,但选用时应当本矿区如无实际突水系数,可以参考其他矿区资料,但选用时应当综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或者工作面的空顶综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或者工作面的空顶距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。

385、四、煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱的留设 1.在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下(附图6-5),防隔水煤(岩)柱的留设应当考虑2个方向上的压力:一是煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力;二是断层水在顺煤层方向上的压力。 附图附图6-5 煤层位于含水层上方且断层导水时煤层位于含水层上方且断层导水时 防隔水煤(岩)柱留设图防隔水煤(岩)柱留设图 当考虑底部压力时,应当使煤层底板到断层面之间的最当考虑底部压力时,应当使煤层底板到断层面之间的最小距离(垂距),大于安全防隔水煤(岩)柱宽度小距离(垂距),大于安全防隔水煤(岩)柱宽度Ha的计的计算值,但不得小于算值,但不得小于20

386、 m。其计算公式为。其计算公式为 (附6-7)式中式中 L防隔水煤(岩)柱宽度,防隔水煤(岩)柱宽度,m; Ha安全防隔水煤(岩)柱的宽度,安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m; 断层倾角,断层倾角,(o)。 当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录六之二计算煤柱宽度。当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录六之二计算煤柱宽度。 根据以上两种方法计算的结果,取用较大的数值,但仍不得小于根据以上两种方法计算的结果,取用较大的数值,但仍不得小于20 m。2如果断层不导水(附图6 -6),防隔水煤(岩)柱的留设尺寸,应当保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离,在垂直于断层走向的剖面上大于安全

387、防隔水煤(岩)柱宽度Ha。,但不得小于20 m。 附图附图6-6 煤层位于含水层上方且断层不导水时煤层位于含水层上方且断层不导水时 防隔水煤(岩)柱留设图防隔水煤(岩)柱留设图 五、水淹区域下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设五、水淹区域下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设 1. 巷道在水淹区域下掘进时,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道在水淹区域下掘进时,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道高度的巷道高度的1 0倍;倍; 2. 在水淹区域下同一煤层中进行开采时,若水淹区域的界线已基本查在水淹区域下同一煤层中进行开采时,若水淹区域的界线已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录六之二的规定留设;明

388、,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录六之二的规定留设; 3. 在水淹区域下的煤层中进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不在水淹区域下的煤层中进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不得小于最大导水裂隙带高度与保护层厚度之和。得小于最大导水裂隙带高度与保护层厚度之和。六、保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设六、保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设 保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设,可以参照保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设,可以参照建筑物、水体、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范执行。执行。七、保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的留设七、保护通水钻孔防隔水煤

389、(岩)柱的留设 根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标,按附录六之二的办法留设防根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标,按附录六之二的办法留设防隔水煤(岩)柱,如无测斜资料,应当考虑钻孔可能偏斜的误差。隔水煤(岩)柱,如无测斜资料,应当考虑钻孔可能偏斜的误差。八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设 1.水文地质类型简单、中等的矿井,可以采用垂直法留设,但总宽度水文地质类型简单、中等的矿井,可以采用垂直法留设,但总宽度不得小于不得小于40 m; 2水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当根据煤层赋存条件、地水文地质类型复杂、极复杂的矿井,应当根据煤层赋存

390、条件、地质构造、静水压力、开采煤层上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素质构造、静水压力、开采煤层上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素确定;确定; 3多煤层开采,当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水多煤层开采,当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂隙带高度时,下层煤的边界防隔水煤(岩)柱,应当根据最上一层煤裂隙带高度时,下层煤的边界防隔水煤(岩)柱,应当根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算(附图的岩层移动角和煤层间距向下推算(附图6 -7a);); 当上、下两层煤之间的层间距大于下层煤开采后的导水裂隙带高当上、下两层煤之间的层间距大于下层煤开采后的导水裂隙带高度时,上、下

391、煤层的防隔水煤(岩)柱,可以分别留设(附图度时,上、下煤层的防隔水煤(岩)柱,可以分别留设(附图6 -7b)。)。 导水裂隙带上限岩柱宽度L,的计算,可以采用下列公式: (附6-8) 式中式中 Ly导水裂隙带上限岩柱宽度,导水裂隙带上限岩柱宽度,m; H煤层底板以上的静水位高度,煤层底板以上的静水位高度,m; Hd 最大导水裂隙带高度,最大导水裂隙带高度,m; 人人水压与岩柱宽度的比值,可以取水压与岩柱宽度的比值,可以取1。Ly、L1y、L2y一导水裂隙带上限岩柱宽度;一导水裂隙带上限岩柱宽度;L1一上层煤防水煤柱宽度;一上层煤防水煤柱宽度; L2、L3一一下层煤防水煤柱宽度;下层煤防水煤柱宽

392、度;一上山岩层移动角;一上山岩层移动角; 一下山岩层移动角;一下山岩层移动角; Hd一最大导水裂隙带高度;一最大导水裂隙带高度;H1、H2、H3-各煤层底板以上的静水位高度各煤层底板以上的静水位高度 附图附图6 -7 多煤层开采边界防隔水煤(岩)柱留设图多煤层开采边界防隔水煤(岩)柱留设图九、以断层为界的井田防隔水煤(岩)柱的留设 以断层为界的井田,其边界防隔水煤(岩)柱可以参照断层煤柱留设,但应当考虑井田另一侧煤层的情况,以不破坏另一侧所留煤(岩)柱为原则(除参照断层煤柱的留设外,尚可参考附图6-8所示的例图)。 L一煤柱宽度;一煤柱宽度;Ls、Lx一上、下煤层的煤柱宽度;一上、下煤层的煤柱宽度;Ly一导水裂隙带上一导水裂隙带上限岩柱宽度;限岩柱宽度; Ha、Has、Hax一安全防水岩柱宽度;一安全防水岩柱宽度;Hd一最大导水裂隙带高度;一最大导水裂隙带高度; p一底板隔水层承受的实际水头值一底板隔水层承受的实际水头值 附图附图6-8 以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图 谢谢大家

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