煤礦防治水安全技術
煤礦防治水安全技術
煤礦水害是與瓦斯、煤塵、頂板、火災等並列的五大災害之一,其嚴重程度僅次於瓦斯列第二。我市地方煤礦隨著開采深度和開采條件不斷變化,特別是兼並重組後,由於地質資料不清,煤礦受采空區、古空區、奧灰水威脅越來越嚴重,給礦井水害防治工作帶來極大困難,因此,煤礦水害已成為影響我市煤礦安全生產的重大關鍵問題,所以,搞好水害防治是我市地方煤礦的重點。
一、我市地方煤礦水害基本情況
煤礦兼並重組後,我市共有煤礦110座。其中,受水害威脅的礦井44餘座,主要水害類型為古空水、采空區水、奧灰水等。其中,受古空及上覆煤層采空區積水影響的礦井32座;帶壓及局部帶壓開采的礦井12座。2000年以來,我市共發生水害02manbetx.com
12起,死亡43人。其中,3人以上02manbetx.com
6起,死亡33人,占全市3人以上(24起)02manbetx.com
總死亡人數的30.5%。03manbetx
近幾年發生的水害02manbetx.com
,主要原因為:一是防治水主體責任不落實;二是水文地質資料不清楚;三是探放水措施不落實;四是防治水專業技術人才嚴重缺乏。針對上述存在的問題,我們各級煤炭管理部門、煤礦企業安全管理人員和從業人員必須要有緊迫感、責任感,將煤礦各項防治水措施落到實處。
二 、礦井水害類型
造成礦井水害的水源有:大氣降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把礦井水害分成以下幾種:
(一) 地表水水害:主要水源為大氣降水、地表水體(江河、水庫、溝渠等);
(二) 老空水水害:主要水源為古井、小窯廢巷及采空區積水;
(三) 孔隙水水害:主要為第三係、第四係鬆散含水層孔隙水、流砂水和泥砂等。
(四) 裂隙水水害:主要為砂岩、礫岩等裂隙含水層的水;
(五) 岩溶水水害:主要為華北石炭二疊紀煤田的太原群薄層灰岩岩溶水等;
三 、煤礦水害防治技術現狀
煤礦水害與其形成的條件有直接對應關係。礦井充水三個條件即“礦井充水三要素”包括充水水源、湧水通道和充水強度(湧水量)。
(一) 水文地質探查技術
1、水文地質試驗技術
水文地質試驗技術的基本方法是以水文地質理論為基礎,以水文地質鑽探、抽(放)水試驗、底板岩石力學試驗為主要手段,探查含水層及其富水性、主要含水層水文地質邊界條件、各含水層之間的水力聯係等。
2、地球物理勘探技術
(1) 地震勘探:包括二維和三維地震勘探。主要應用於以下幾個方麵:
查明落差大於5米的斷層;
查明區內幅度大於5米的褶曲和直徑大於20米的陷落柱;
探測采空區和岩漿浸入體。
(2) 瞬變電磁探測技術:是地麵探測含水層及其富水性、構造及其含水情況,老窯及其積水多少的主要手段。
(3) 高密度高分辨率電阻率法探測技術:是地麵及其地下洞體的首選方法。
(4) 直流電法探測技術:屬於全空間電流勘探,可在地麵及井下使用。主要應用於以下幾個方麵:
巷道底板富水性探測;
底板隔水層厚度,原始導高探測;
掘進頭和側幫超前探測,導水構造探測;
潛在突水點、老窯積水區、陷落柱探測。
(5) 音頻電穿透探測技術:一般應用於井下,主要探查:
采煤工作麵內的底板下100米內的含水構造及其富水區域平麵分布範圍,並進行富水塊段深度探測;
工作麵頂板老窯、陷落柱、鬆散層孔隙內含水情況探測;
掘進巷道前方導水、含水構造探測。
(6) 瑞利波探測:主要探測斷層、陷落柱、岩漿岩侵入體等構造和地質異常區等,探測距離80-100米;
(7) 鑽孔雷達探測技術:通過鑽孔探查岩體中的導水構造、富水帶等;
(8) 坑透:回采工作麵形成後,使用坑透儀查明工作麵內的構造發育情況。
3、地球化學勘探技術
主要通過水質化驗、試驗等方法,利用不同時間、不同含水層的水質差異,確定突水水源,評價含水層水文地質條件,確定各含水層之間的水力聯係。
4、鑽探技術:地麵鑽機、坑道鑽機主要用於地麵、井下探放水,探測構造及不良地質體(陷落柱、岩溶塌洞),以及水文地質勘察,注漿堵水成孔等。
(二) 煤礦水害防治技術
礦井水害防治方法主要有以下幾種:
地麵防治水、井下探放水、疏幹降壓、注漿堵水、突水預測等,下麵重點介紹地麵防治水,井下探放水。
1、地麵防治水
地麵防治水是指在地麵修建各種排水工程,防止和減少大氣降水(洪水)和地表水湧入煤礦井下的技術和方法。
(1) 搞好地麵防洪調查工作
A、查清礦區及其附近地麵水流係統的彙水、滲漏情況和疏水能力;
B、查清有關水利工程情況,熟悉當地水庫、水電站大堤、河道大堤及河道中障礙物等;
C、查清當地曆年降水量和最高洪水位資料;
D、查清疏水、防水和排水係統情況;
(2) 井口和工業場地的設計
A、煤礦井口和工業場地內建築物的高程必須高於當地曆年最高洪水位;
B、在山區,煤礦井口和工業場地內建築物必須避開可能發生泥石流、滑坡的地段;
C、煤礦井口和工業場地內建築物高程低於當地曆年最高洪水位時,必須修築堤壩、溝渠或采取其它防排水措施;
(3) 地表水體治理
在地表水體治理上采取“疏”、“截”、“擋”、“堵”、“渡”、“排”等綜合治理措施;
A、疏—-是指用溝渠、管道等方法將地表水、大氣降水疏通引出礦區以外;
B、截---是指用修築堤壩的方法將河水截斷,使水流改道,從礦區外圍流走;
C、擋---是指用構築建築物的方法將洪水擋在煤礦井口和工業場地以外;
D、堵---是指堵住漏水通道。
對地表的老窯、采空區的裂縫、塌陷坑等用砼等材料進行堵塞。
對使用中的鑽孔,要安裝孔口蓋。對報廢的鑽孔要及時封孔,防止地表水流入井下。
E、渡---是指經過積水區的水溝或水渠用流水渡槽或架空管道方法渡過;
F、排---是指將凹地形無法疏導的積水安裝水泵進行排放,防止積水滲入井下;
(4) 嚴禁開采防隔水煤柱
根據《煤礦防治水規定》,礦井防隔水煤柱一經確定,不得隨意變動,嚴禁破壞或開采。
(5) 加強雨季“三防”(防洪、防排水、防雷電)工作
煤礦企業要建立健全預防暴雨洪水引發煤礦透水事故的組織機構和工作機製。成立以礦長為組長的雨季“三防”領導小組,編製雨季“三防”工作計劃,明確雨季“三防”任務和責任。按照《煤礦防治水規定》的要求進行雨季前的檢查。
2、井下探放水
井下探放水是指礦井在采掘過程中運用超前勘探方法,查明采掘工作麵頂底板,兩幫和前方的含水構造(包括陷落柱、含水層、積水老空區等水體和導水通道的具體位置、產狀),並將水體中的積水疏放出來。
(1) 井下透水的預兆
A、煤層發潮發暗
由於水的滲入,煤層變得潮濕,光澤變暗淡。如果挖去一層仍是這樣,說明附近有積水。
B、巷道壁或頂板“掛汗”
這是積水通過岩石微小裂隙時,凝聚於岩(煤)壁表麵的一種現象。
C、煤層變涼
煤層含水時能吸收人體的熱量,用手觸摸時有發涼的感覺,並且手放的時間越長感到越涼。
D、工作麵頂板淋水加大或出現壓力水頭。
E、工作麵溫度降低。
工作麵可見到淡淡的霧氣,人感到陰涼。
F、水叫
煤岩層裂縫中有水濟出,發出“嘶嘶”聲,有時還可聽到像低沉的雷聲。
G、工作麵有害氣體增加。
因積水區有害氣體向外散出,使工作麵空氣中的二氧化碳、硫化氫氣體的含量明顯增大。
H、煤壁或巷道壁“掛紅”。
老空水一般積存時間較長,水量補給少,通常稱為“死水”,所以酸性大,水內有含鐵的氧化物或硫化礦物,滲透到煤壁上會出現“掛紅”,這是接近老空水的征兆。
(2) 井下探放水設計
采掘工作麵探水前,必須編製探放水設計,確定探水警戒線,並采取防治瓦斯和其它有害氣體危害等措施。探放水鑽孔的布置和超前距離,應當根據水頭高低,煤(岩)層厚度和硬度等確定。探放水設計由礦防治水機構編製或委托有資質的單位編製,經礦總工程師組織審定同意,嚴格按設計探放水。
A、探放水設計的內容
① 探放水地區的水文地質條件。主要包括老空積水範圍、積水量、水頭高度(水壓)、正常湧水量、老空與上下采空區、相鄰積水區、地表河流、建築物及斷層構造的關係,以及積水區與其它充水含水層的水力聯係程度等。
② 探放水巷道的開拓方向、施工秩序、規格和支護形式。
③ 探放水鑽孔組數、個數、方向、角度、深度、施工技術要求和采用的超前距與幫距。
④ 探放水施工與掘進工作的安全規定。
⑤ 受水威脅地區信號聯係和避災路線的確定。
⑥ 通風措施和瓦斯檢查製度。
⑦ 防排水設施。
⑧ 附有老空位置、積水區與現采區的關係圖,探放水鑽孔布置的平麵圖、剖麵圖、探放水鑽孔結構圖和避災路線圖。
B、探放水起點的確定
根據一些煤礦的經驗,將調查和勘探(包括物探)獲得的小窯、老空的分布資料,按照積水線、探水線和警戒線三條線來確定探放水起點。(已執行有掘必探,所有掘進前工作必須探水)
積水線
積水線是指經過調查核實後的積水邊界線,也就是采空區的邊界範圍,其深部界線應根據小煤窯的最深下線劃定。
探水線
探水線是指沿積水線向外推移一定距離而劃出的一條界線。
探水線是探放水的起點。當巷道掘進到探水線位置時,開始進行探放水工作。
探水線外推距離的大小根據積水線的可靠程度、水量和水壓大小、煤層厚度和硬度以及礦山壓力大小等因素確定,一般為20-100米。
根據實踐經驗,探水線位置確定如下:
a、對本礦井開采造成的老空、老巷、水窩等積水區,其邊界位置準確,水壓不超過1MPa的,探水線位置一般在煤層中外推30米以上,在岩層中外推20米以上。雖有圖紙資料,但不能確定積水邊界的準確位置時,探水線一般外推60米以上。
b、對有圖紙資料可查的老窯,探水線處推60米以上,對沒有圖紙資料可查的老窯,可根據已了解到的礦井開采最低水平,作為預測的可疑區,或者進行物探控製可疑區,探水線由可疑區外推100米。
c、對已知的斷層、陷落柱的探水線,可根據斷層、陷落柱所留設的防隔水煤(岩)柱外推20米以上。
警戒線
警戒線是指探水線向外推移一定距離而劃出的一條界線。警戒線外推距離根據積水區的位置、範圍、水文地質條件及其資料的可靠程度等來確定,一般為50-150米。
當掘進巷道到達警戒位置時,應該注意掘進工作麵迎頭水情異常變化,如發現有透水預兆,立即提前實施探放水工作,如無異常變化則繼續前進。
C、探放水鑽孔布設要求
① 探放老空水、陷落柱水和鑽孔水等鑽孔,應成組布設,並在前方的水平麵和垂直麵內呈扇形。鑽孔終孔位置以滿足平距3米為準,厚煤層內各孔終孔的垂距不得超過1.5米。
② 探放斷層構造水、岩溶水等鑽孔,必須沿掘進方向的前方及下方布設,且底板方向的鑽孔不得少於2個。
③ 上山巷道探水時,應采取雙巷掘進,其中1條超前探水、彙水,另1條用來安全撤人。雙巷間每隔30-50米掘進1道聯絡巷並加設擋水牆。
D、探放水鑽孔的主要參數及布置方式
探水鑽孔的主要參數:
① 超前距
超前距是探放水鑽孔終孔位置與掘進巷道超前距離。
當巷道掘進到探水線時,從探水線開始向掘進前方布置鑽孔,進行探放水。探放水鑽孔的終孔位置始終保持超前巷道一定距離,超前距一般采用20米,薄煤層一般8米。
② 允許掘進距離
允許掘進距離是經過探水後,證明前方無透水危險的巷道掘進的安全長度。
③ 幫距
幫距是指探放水鑽孔中最外側斜孔到巷道幫的距離。幫距實際是指最外側斜孔所控製的範圍,其距離與超前距相同,一般不少於3米。
④ 鑽孔密度
鑽孔密度是指在允許掘進距離的終點位置。
鑽孔密度一般不得超過3米,防止漏掉前方、兩側和頂底板積水的老巷。
E、探放水鑽孔布置方式
探放水鑽孔的布置方式根據巷道類型、煤層厚度與產狀確定,主要布置方式有扇形和半扇形布置。
扇形布置主要應用在巷道處於三麵受水威脅的地區。
半扇形布置方式主要是在積水區肯定位於巷道一側時。
(三) 礦井防治水主要名詞解釋
1、煤礦防治水十六字原則
煤礦防治水十六字原則:預測預報、有疑必探、先探後掘、先治後采。
預測預報---指查清礦井水文地質條件,對水害作出03manbetx
判斷,在礦井透水以前發出預測預報。
有疑必探---指對可能構成水害威脅的區域、地點、采用鑽探、物探、化探等綜合探測技術手段,查明或排除水害。
先探後掘---指先綜合探查,確定巷道掘進沒有水害威脅後再掘進施工。
先治後采---指根據查明的水害情況,采取有針對性的治理措施排除水害隱患後,再安排采掘工程。
2、五項治理措施
五項治理措施指“防”、“堵”、“疏”、“排”、“截”。
防---指合理留設各類防隔水煤柱和修建各類防水閘門或防水牆等;
堵---指注漿封堵具有突水威脅的含水層或導水斷層、裂隙和陷落柱等通道;
疏---指探放老空水和對承壓含水層進行疏水降壓;
排---指完善礦井排水係統,排水管路、水泵,水倉和供電係統等必須配套;
截---指加強地表水(河流、水庫、洪水)的截流治理。
3、老空---指采空區、老窯和已經報廢井巷的總稱。
4、采空區---是指采煤後不再維護的空間。
5、礦井正常湧水量---指礦井開采期間,單位時間內流入礦井的水量。
6、礦井最大湧水量---指礦井開采期間,正常情況下礦井湧水量的高峰值。
7、安全水頭---指不致引起礦井突水的承壓水頭最大值。
8、防隔水煤(岩)柱---是指為確保近水體安全采煤而留設的煤層開采上(下)限至水體底(頂)界麵之間的煤岩層區段。
9、探放水---是指包括探水和放水的總稱。探水是指采礦過程中用超前勘探方法,查明采掘工作麵頂底板、側幫和前方等水體的具體空間位置和狀況等情況。放水是指為了預防水害事故,在探明情況後采取鑽孔等安全方法將水體放出。
10、垮落帶---是指由采煤引起的上覆岩層破裂並向采空區垮落的岩層範圍。
11、導水裂縫帶---是指開采煤層上方一定範圍內的岩層發生垮落和斷裂,產生裂縫,且具有導水性的岩層範圍。
12、抽冒---是指在淺部厚煤層、急傾斜煤層及斷層破碎帶和基岩風化帶附近采煤或掘巷時,頂板岩層或煤層本身在較小範圍內垮落超過正常高度的現象。
13、帶壓開采---是指在具有承壓水壓力的含水層上進行的采煤。
14、隔水層厚度---是指開采煤層底板至含水層頂麵之間隔水的完整岩層的厚度。
15、三圖-雙預測法---是指一種解決煤層頂板充水水源、通道和強度三大問題的頂板水害評價方法。三圖是指煤層頂板充水含水層富水性分區圖、頂板垮裂安全性分區圖和頂板湧(突)水條件綜合分區圖。雙預測是指頂板充水含水層預處理前、 後回采工作麵分段和整體工程湧水量預測。
16、脆弱性指數法---是指將可確定底板突水多種主控因素權重係數的信息融合與具有強大空間信息03manbetx
處理功能的GIS耦合於一體的煤層底板水害評價方法。
17、五圖-雙係數法---是指一種煤層底板水害評價方法。五圖是指底板保護層破壞深度等值線圖、底板保護層厚度等值線圖、煤層底板以上水頭等值線圖、有效保護層厚度等值線圖、帶壓開采評價圖。雙係數是指帶壓係數和突水係數。
防治水規劃的內容包括:編製防治水規定的必要性和完成規劃的可能性,礦區(礦井)水文地質基本概括和存在問題,查(查清水文地質條件)、防(地麵防洪、泄洪、內澇區排洪、井下防排水設施、防水煤岩柱、超前鑽探等)、疏(疏水降壓)、截(切斷減少補供水量)、堵(注漿封堵突水點)等工程項目、工程量、勞動組織、工期和預期效果,所需設備和主要材料以及工程費用概算等。
年度防治水計劃的內容應包括:說明年度中采掘地區的發布;概述水文地質條件,預測可能透水的地點,預計水平、煤層的湧水量,成立“三防”(防汛、防排水、防雷電)指揮部,明確水文地質、機電維修和安裝、後勤、供應等人員的具體工作並組織搶險隊伍;說明防治水工程項目和工程量,包括疏通防洪溝、泄洪隧道,砌築攔洪壩,充填與采動導水裂縫帶相連通的地表裂縫和塌陷洞,整鋪河底等;檢查維護輸電線路、防雷電的設施、內澇排洪和井下排水設備、防水閘門等;清挖水倉、水溝;製定探放水計劃、流水路線和避災路線,提出所需材料設備和備用工具等。所有工程項目都應定任務、定質量、定單位、定人、定安全措施和定完成日期。
根據礦井受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井湧水量或者突水量分布規律、礦井開采受水害影響程度以及防治水工作難易程度以及防治水工作難易程度,礦井水文地質類型劃分為簡單、中等、複雜、極複雜等4鍾。
【釋義】本條是關於礦井水文地質類型劃分依據和具體劃分方案的規定。
礦井水文地質類型也就是通常所說的礦床水文地質類型,兩者劃分的原則和依據基本相同。但由於礦井僅是礦床的局部開發地段,涉及範圍小,受開采影響明星,因此分類的基本出發點也不完全相同。
礦井水文地質類型劃分的目的是03manbetx
礦井水文地質條件,確定水文地質類型,指導礦井防治水工作,通過采取有效的防治水措施,確保煤礦安全生產。
一、國內外礦床水文地質類型的分類
由於地區和研究者的觀點不同,國內外許多專家和學者曾提出過各種分類方案。1940年前蘇聯的Д.И.謝戈列夫提出的第一個礦床水文地質分類方案依據的是地質斷麵特征。他把礦床分為三類:第一類,地質斷麵中主要是堅硬裂隙岩層的礦床;第二類,地質斷麵中主要是鬆散砂質和粘土質岩層的礦床;第三類,地質斷麵中主要是喀斯特和易溶岩層的礦床。其後又有П.С.普羅霍洛夫(1945,1951)等多人先後從不同角度提出了有關的分類。
我國礦床水文地質分類始於20世紀50年代。就煤礦床而言,1955年燃料工業部請蘇聯專家П.З.克蘭尼涅夫按照地質、水文地質及開采條件,將我國煤田劃分為具有裂隙性的堅硬岩石且在煤層的頂板上覆厚層充水性強的疏鬆岩層的煤田、具有裂隙性堅硬岩層的煤田和具有喀斯特化岩石的煤田等三種水文地質類型,這是國內最早的煤礦床水文地質分類。1958年煤炭工業部沈爾炎按照開采方式,將我國煤田分為地下和露天開采兩組;每組又根據礦山岩層的充水性分為疏鬆岩石、裂隙堅硬岩石和半堅硬岩石、喀斯特化岩石等三種水文地質類型;每一類型再按照自然地理條件、地質構造、工程地質和水文地質特征,分為簡單、複雜、極複雜三類。1962年,地質部與煤炭工業部製定的《礦區水文地質工作規範》(暫行)(第一分冊 煤及油頁岩),根據我國的自然地理、地質及水文特征,將煤田劃分為堅硬裂隙或喀斯特化岩層為主等四種水文地質類型;每類又根據煤田水文地質條件複雜程度劃分為水文地質條件簡單、中等、複雜、極複雜。
為了指導煤礦防治水工作,煤炭工業部於1984年頒布的《礦井水文地質01manbetx
》(試行),首次提出了礦井水文地質類型的劃分方案。
與此同時,地礦係統也曾先後提出過若幹礦床水文地質類型劃分方案。其中,影響較大的是原地質礦產部水文地質工程地質局和水文地質工程地質研究所1959年提出的《中國固體礦床水文地質分類方案》。該方案奠定了按主要充水岩層劃分礦床水文地質類型的基礎。
此後,1982年地質礦產部在其頒布的《礦區水文地質工程地質勘探類型規範》中,提出了新的煤礦床水文地質勘探類型。這兩個分類基本上大同小異,無本質區別。
1991年國家技術監督局批準發布的《礦區水文地質工程地質勘探規範》(GB12719—1991),第一次明確礦床水文地質勘探類型的國家標準。
二、礦井水文地質類型劃分的原則
在參考上述各種礦井(床)水文地質分類方案的基礎上,本規定提出的礦井水文地質類型劃分的原則和要求如下:
(一)分類以礦井防治水工作為目的,考慮與礦井地質勘探工作相結合。
(二)分類要全麵考慮礦井充水諸因素的影響,要突出其中主要因素的作用。
(三)分類應符合我國的實際情況,反映近年來煤礦水害事故發生的特點以及在防治水工作中的經驗教訓,力求簡單明了,便於實際應用。
(四)本類型劃分所考慮的各種因素(指標)具同等地位,並且為了煤礦生產安全,類型劃分采用就高不就低的原則。如根據礦井及其周邊老空水分布狀況,某礦井應為極複雜類型,但其他指標均未達到極複雜類型要求,采用就高不就低的原則,將該礦井定為水文地質條件極複雜類型礦井;同理在單位湧水量q、礦井湧水量Q1、Q2和突水量Q3,以最大值作為分類依據。
(五)同一井田內煤層較多且水文地質條件變化較大時,應分煤層進行礦井水文地質類型劃分。如華北型煤田,開采上組煤時,礦井可能是水文地質簡單或中等類型的,而開采下組煤層則可能是水文地質條件複雜或極複雜的礦井。
三、礦井水文地質類型劃分的依據
根據我國的礦井水文地質特征和主要影響因素,礦井水文地質類型劃分的依據如下:
(一)受采掘破壞或影響的的含水層及水體(其中包括含水層性質及補給條件和單位湧水量)。受采掘破壞或影響的含水層也就是礦井充水的主要含水層。如在華北型煤田中開采上組煤層時可能主要是頂板砂岩含水層,而在開采太原組底部煤層時可能是煤層底板奧陶係灰岩含水層和頂板薄層灰岩水層。單位湧水量q是反映充水含水層富水性的重要指標,q的取值應以井田內主要充水含水層中有代表性為準。關於單位湧水量q的具體的標準計算方法可參照附錄二。
(二)礦井及周邊老空水分布狀況。老空水包括古井、小窯、礦井采空區及廢老塘的積水等。我國煤礦開采曆史悠久,老空水分布廣泛,對礦井或相鄰礦井造成極大威脅,礦井采掘工程一旦揭露或接近,常會照成突水。老空水位置一般不清,水位幾何形狀不規則,空間分布無規律,積水位置難於分析判斷,突水來勢迅猛,破壞性強。老空水多為酸性水並具有腐蝕性,但也有含有諸如硫化氫等有害氣體的老空水。
老空水事故約占總水害事故的80%以上,因此,在本礦井水文地質類型劃分中,老空水分布狀況作為類型劃分的一個重要指標。
(三)礦井湧水量。考慮礦井正常湧水量和最大湧水量兩個指標,我國西北地區礦井湧水量明顯偏小,因而分類表中西北地區礦井湧水量界限值不同於其他地區。
(四)礦井突水量。含水層或含水體中的水突破隔水體而突然進入采掘係統空間的水量,往往造成災害,因此,將突水量作為分類指標之一。
(五)開采受水害影響程度。主要根據礦井是否經常突水,以及突水的頻率和突水量的大小進行分類。
(六)防治水工作難易程度。主要根據防治水工程量及經濟效益等進行分類。如果投入的防治水工程量太大,經濟效益差,目前就不宜開采,待將來科技進步了再進行安全高效開采。 根據以上分類依據,把礦井水文地質類型劃分為簡單、中等、複雜和極複雜四種類型。具體劃分方案見本規定中的表2-1。
礦井應該對本單位的水文地質情況進行研究,編製礦井水文地質類型劃分報告,並確定本單位的礦井水文地質類型。礦井水文地質類型劃分報告,由煤礦企業總工程師負責組織審定。
礦井水文地質類型劃分報告,應當包括下列主要內容:
(一)礦井所自位置、範圍及四鄰關係,自然地理等情況
(二)以往地質和水文地質工作評述;
(三)井田水文地質條件及含水層和隔水層分布規律和特征;
(四)礦井充水因素分析,井田及周邊老空區分布狀況;
(五)礦井湧水量的構成分析,主要突水點位置、突水量及處理情況;
(六)對礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度評價;
(七)礦井水文地質類型劃分及防治水工作建議。
【釋義】本條是根據礦井水文地質類型劃分報告編寫要求和編寫內容的規定。
我國煤礦水文地質條件複雜,對煤礦安全生產影響很大,曆史上曾多次發生水害事故,造成了嚴重的損失和人員傷完。為了煤礦安全生產,有針對性地做好礦井防治水工作,本條規定所有煤礦都必須編製礦井水文地質類型劃分報告,確定礦井水文地質類型。煤礦企業、礦井根據確定的水文地質類型製定防治水規劃、措施並認真組織實施。礦井水文地質類型劃分報告和類型確定,由煤礦企業總工程師負責組織審定。
礦井水文地質類型劃分報告應在係統整理、綜合分析礦床勘探、礦井建設生產各階段所獲得的水文地質資料的基礎上進行編寫。至少應該包括本規定的七項內容。報告具體編寫提綱參考如下:
一、礦井及井田概況
(一)礦井及井田基本情況。概述煤礦開發情況,包括礦井投產年限、設計年生產能力、現今實際產量;礦井開拓方式、生產水平及主要開采煤層。
(二)位置、交通。概述井田位置、行政隸屬關係,地理坐標、長、寬、麵積、邊界及四鄰關係。通過礦區或臨近城鎮的鐵路、公路、水路等交通幹線,以及距礦區最近的車站、碼頭和機場的距離。附礦區交通位置圖。
(三)地形地貌。概述井田地形地貌主要特征、類型、覺得高度和相對高度、總體地形和有代表性地點,如井口、工業場地內主要建築物等標高。主要河流的最低侵蝕基準麵。
(四)氣象、水文。概述礦區及其臨近地區地表水體發育狀況,包括江、河、湖、水庫、渠道、坑塘池沼等。河流應指出其所屬水係,並根據水文站資料分別說明其平均、最大、最小流量及曆史最高洪水位等。湖泊、水庫等則應指出其分布範圍和麵積。
說明礦區所屬氣候區。根據區內和相鄰地區氣象站資料,給出區內降水分布,包括年平均降水量、最大和最小降水量以及降水集中的月份。還應指出年平均、年最大蒸發量;最高最低氣溫;平均相對濕度;最大凍土深度;年平均氣壓等。資料齊全時應附氣象資料彙總表或月平均降水量、蒸汽量、相對濕度、溫度曲線圖(插表和插圖)。
(五)地震。概述曆史上地震發生的次數、最大震級及地震烈度等。
(六)礦井排水設施能力狀況。 概述井下各水平排水設施,包括水倉容積,排水泵型號、台數;排水管路直徑、趟數;井下最大排水能力;是否具有抗災能力;是否滿足輸水降壓的要求等。
二、以往地質和水文地質工作評述
按普查、詳查、勘探、基建和礦井生產或改建幾個不同階段分門別類總結已完成的地質、水文地質工作成果,指出各類報告的名稱及完成時間。
(一)預查、普查、詳查、勘探階段地質水文地質工作成果評述。按時間順序(由老到新)總結“報告”或重要圖紙,包括完成年限、完成單位和報告主要內容及結論。
(二)礦區地震勘探及其他物探工作評述。其主要內容包括完成單位、勘探時間、勘探範圍、測線長度和物理點的密度。概述物探的主要地質和水文地質成果,特別是地震勘探對各種構造的控製情況。
(三)礦井建設、開拓、采掘、延申、改擴建時期的水文地質補充勘探、試驗、研究資料或專門報告評述。總結水文地質工作成果(報告)的完成時間、完成單位和主要內容。詳細說明礦區存在的主要水文地質問題,對以往的水文地質和防治水工作進行綜合評述。
三、地質概況
(一)地層。按井田所在水文地質單元(或地下水係統)和井田內發育的地層由老到新的順序描述,如震旦係→寒武係→奧陶係→石炭係→白堊係→侏羅係→新近係→第四係。某些“係”的地層可再按“統”、“組”細劃。描述內容主要包括:厚度、岩性、分布與埋藏條件;煤係、可采煤層及儲量描述包括煤係地層和主要可采煤層。
(二)構造。按照《中國大地構造綱要》的劃分,給出地質構造隸屬關係。對褶曲構造逐一進行描述,內容包括背斜、向斜、單斜、地塹在和地壘等。對背、向斜應給出軸向、產狀等。對區內的斷裂構造進行詳細描述,其中包括斷層的數量、編號、展布方向、傾向、傾角、性質、落差和延伸度等。附斷層發育一覽表和構造綱要圖等。
(三)岩漿岩。描述井田內岩漿岩的時代、岩性、產狀和分布規律及其與煤層和主要含水層的關係。
四、區域水文地質
主要描述礦區所處水文地質單元或地下水係統名稱、範圍、邊界;地下水的補給、徑流、排泄條件;強徑流帶展布規律及岩溶泉群流量等。特別應指出礦區所處地下水係統的具體位置。附礦區所處水文地質單元或地下水係統示意圖。
五、礦井水文地質
(一)井田邊界及其水力性質。描述礦井四周邊界的構造,一般是指斷層、隱伏露頭、火成岩體和人為邊界等。分析邊界可能造成的含水層之間的水力聯係和礦井區以外含水層的水力聯係。
(二)含水層。按由新到老的順序對含水層逐一進行描述。其內容主要包括:含水層的名稱、產狀、分布、厚度(最大、最小和平均厚度)、岩性及其在縱橫向上的變化規律;地下水位標高、單位湧水量、滲透係數;水化學類型、礦化度、總硬度等。指出含水層地下水補給來源及其與其他含水層的水力聯係。岩溶裂隙含水層還應指出岩溶發育情況和鑽孔湧水量、泥漿消耗量、單位吸水量等。特別應指出岩溶陷落柱存在與發育狀況。附主要充水含水層等水位線圖等。
(三)隔水層。按由新到老的順序逐一描述,重點是構成煤層頂
地板的隔水層。其內容主要包括:岩性、分布、厚度、(最大、最小、平均厚度)及其變化規律、物理力學指標和阻隔大氣降水、地表水和含水層之間水力聯係是有關信息。
(四)礦井充水條件。礦井充水條件主要是指充水水源、充水通道和充水強度。充水水源是指礦井水來源;充水通道是指水源進入礦井的通道。對各種可能的充水源,如大氣降水、地表水、老窖水和地下水等,可能的充水通道,如斷層和裂隙密集帶、陷落柱、煤層頂底板破壞形成的通道、未封堵和封堵不良的鑽孔及岩溶塌陷等,進行詳細描述並列表加以說明。
(五)井田及周邊地區老窖水分布狀況。詳細描述井田及其周邊地區老窖水分布狀況,包括位置、積水範圍和體積、水頭壓力,以及與其他水源的聯係等。必要時進行專項調研。
(六)礦井充水狀況。對井下湧(突)水點進行調查,描述湧(突)水點位置、水量和水質變化規律,以及湧(突)水點處理情況。統計分析礦井最大湧水量和正常湧水量。湧水量包括井筒殘留水量、巷道湧水量、工作麵湧水量和老空區來水量等。
六、對礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度的評價
(一)對礦井開采受水害影響程度的評價。根據表2-1所列內容,評價水害對礦井生產影響的大小並進行等級劃分。
(二)對礦井防治水工作難易程度的評價。從技術和經濟兩方麵評價礦井防治水工作難易程度。
七、礦井水文地質類型的劃分及防治水工作的建議
(一)礦井水文地質類型劃分的劃分。根據表2-1的規定,對不同煤層的開采,按照采掘破壞或影響的含水層性質及補給條件、富水性、礦井及周邊老窖水分布狀況,礦井湧水量、突水量,受水害影響程度和防治水工作難易進行礦井水文地質類型劃分。同一礦區不同煤層開采的礦井水文地質類型可以不同。
(二)對防治水工作的建議。說明礦井存在的主要水害問題和應采取的防治水措施。