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神東電力公司煤礦防治水工作管理控製體係

作者:佚名 2011-05-14 22:41 來源:本站原創

目 錄 總 則 1 第一章煤礦水患分類及水患危險性分級 1 一、煤礦水害隱患分類方法 1 二、煤礦水害隱患危險性分級 2 第二章煤礦防治水分級管理2 第三章 水患現狀調查 2 第四章 礦井水動態觀測 3 一、降水量動態(長期)觀測係統 3 1.接收氣象(降水)預報 3 2.開展降水量觀測 3 3.繪製降水量~礦井湧水量動態曲線 4 二、地表水動態(長期)觀測 4 1.泉、井觀測 4 2.廢棄小窯 4 3.河流、溪溝 4 4.池塘、水庫 4 5.采空塌陷區 5 6.渣場、尾礦庫 5 7.岩溶陷落柱 5 8.滑坡、泥石流 5 三、井巷水動態(長期)觀測 6 第五章 井下防治水 6 一、排水係統 6 二、防隔水煤(岩)柱的留設 8 三、防水閘門 9 四、水閘牆、擋水密閉牆 10 五、疏水降壓 10 第六章 井下探放水 11 1.隊伍培訓 11 2.鑽機選型 11 3.探放水實施環境 11 4.探放水方案 12 5.鑽孔布置 12 6.鑽場設備安裝、調試 12 7.探放老空水 13 8.瓦斯監測 13 9.做好觀測記錄 13 10.鑽進異常時要停鑽撤離 13 第七章 綜合治理措施14 一、地表水漏水治理 14 (一)溪溝水明顯漏失治理 14 (二)地表岩溶進水治理 15 (三)洪泛淹沒區治理 16 二、老空積水處理 16 三、礦井湧水治理 17 1.疏水降壓 17 2.攔截高位來水 17 3.管道引水 18 4.注漿堵水 19 (1) 預注漿 19 (2) (後)注漿止水 19 (3) 帷幕注漿 20 第八章 水害02manbetx.com 應急救援 20 一、應急預案及實施 21 二、煤礦水害02manbetx.com 響應程序 22 三、礦井搶險排水 22 第九章 防治水科技工作 22 第十章 防治水信息平台 23 附錄一:煤礦水害隱患分類方法一覽表 25 附錄二:煤礦水患調查技術要求(試行) 31 附錄三:防隔水煤(岩)柱的尺寸要求 38 一、煤層露頭防隔水煤(岩)柱的留設 38 二、含水或導水斷層防隔水煤(岩)柱的留設 39 三、煤層與強含水層或導水斷層接觸防隔水煤(岩)柱的留設 40 四、煤層位於含水層上方且斷層導水時防隔水煤(岩)柱的留設 41 五、水淹區或老窯積水區下采掘時防隔水煤(岩)柱的留設 42 六、保護地表水體防隔水煤(岩)柱的留設 43 七、保護通水鑽孔防隔水煤(岩)柱的留設 43 八、相鄰礦(井)人為邊界防隔水煤(岩)柱的留設 43 九、以斷層為界的井田防隔水煤(岩)柱的留設 44 附錄四:安全隔水層厚度和突水係數計算公式 46 一、安全隔水層厚度計算公式 46 二、突水係數計算公式 46 附錄五:安全水頭壓力值計算公式 47 一、掘進巷道底板隔水層 47 二、采煤工作麵 47
總 則
為認真貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的工作方針,依據《煤礦防治水規定》(以下簡稱《規定》)(國家安全生產監督管理總局第28號令)等技術工作要求並結合我礦的實際情況,擬定《煤礦防治水工作管理控製體係》(以下簡稱《體係》),供公司和監管監察部門使用。
防治水工作應當堅持“預測預報、有疑必探、先探後掘、先治後采”原則,采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施
第一章 煤礦水患分類及水患危險性分級
一、煤礦水害隱患分類方法
煤礦水害隱患分類方法把煤礦水害隱患劃分成老空水、地表水、岩溶水(地下暗河)、裂隙承壓水、斷層水、鑽孔水、排水係統安全性差、技術資源及技術手段不足等八大類四十個亞類,見附錄一。
二、煤礦水害隱患危險性分級
煤礦水害隱患劃分為極危險級(Ⅰ級)、很危險級(Ⅱ級)、較危險級(Ⅲ級)和有危險級(Ⅳ級)等四個級別。見附錄二。
第二章 煤礦防治水分級管理
煤礦企業法人代表是煤礦防治水工作的第一責任人,分管防治水工作的副礦長是具體負責人。煤礦要有專業的防治水隊伍,配齊防治水專業技術人員和特殊工種。
公司安全生產監督監察部門有分管防治水工作的具體負責人。
第三章水患現狀和水文地質調查
開展煤礦水文地質和水患現狀調查工作,其基礎資料是製定煤礦防治水方(預)案的主要依據。
一、水患現狀調查
1.在開展煤礦水患現狀調查工作時,必須嚴格按照 《煤礦防治水規定》中的技術要求執行,具體技術要求見《煤礦防治水規定》。
2.煤礦水患現狀調查報告經編製單位技術總負責審核後組織專家評審。評審合格後的煤礦水患現狀調查報告(包括文字和電子文檔)送交公司安全生產監督監察部門及備案存檔。
3.煤礦水患現狀調查工作每三年進行一次。發生水害02manbetx.com 時必須在02manbetx.com 後開展水患現狀調查工作,此水患現狀調查報告是申請恢複生產的必備條件之一。
二、水文地質調查
1.廢棄小窯
調查訪問廢棄小窯的名稱、投產及閉井時間、生產規模、開拓方式、開采煤層、采空範圍等。確定井口標高,觀測井口流量,判斷小窯積水的可能性於預計積水量。
2.采空塌陷區
調查並圈定位於礦權範圍及附近的采空塌陷區。觀測主要內容有塌陷區範圍、形態、地層層位、標高、降水及地表水滲漏、淹沒情況等。凡位於溪(衝)溝、彙水麵積較大的凹地、河流洪泛可能淹沒區的采空塌陷區均要設置動態(長期)觀測點。
3.渣場、尾礦庫
觀測渣場基底地層岩性、形態及傾斜角,渣堆體積及重量,渣堆彙水麵積及孔隙水活動情況,無支擋渣堆向下滑移情況,或有支擋渣場的擋牆結構、尺寸、嵌入深度、變形及孔隙水活動情況,渣堆下方構築物及地麵設備設施。
觀測尾礦庫基底地層岩性、形態及傾斜角,尾礦庫體積及重量,尾礦庫的彙水麵積及地表水補給情況,庫壩結構、尺寸、嵌入深度、孔隙水滲漏及壩體變形情況。
4.岩溶陷落柱
觀測主要內容是空間範圍與形態,破壞、影響的煤層及地層岩性,陷落柱地下水湧出狀態及湧出量等。
5.滑坡、泥石流、崩塌
凡動力變形、活動影響範圍之內有井口、工業廣場及地麵其他設施的滑坡、不穩定邊坡和泥石流要設置動態(長期)觀測點。
調查岩質或土質滑坡的分布範圍、滑體物質及重量,滑床軟弱結構麵及地下水活動,滑床基底地層岩性,滑體變形等。
調查不穩定邊坡的地層岩性、形態,地表及地下水活動,邊坡變形等。
調查泥石的補給區、逕流區和堆積區的特征及動出量的特征,不良地質發育程度和穩定性。
第四章 礦井水動態觀測
煤礦應建立礦井水動態(長期)觀測係統。動態(長期)觀測係統由井上、井下各觀測點組成,並分別建立記錄台帳。根據礦井水的補、逕、排條件,各點一般5~10天觀測一次,洪汛期要加密觀測,礦井湧水量每天堅持觀測。
一、降水量動態(長期)觀測係統
降水量動態(長期)觀測包括接收氣象(降水)預報、開展降水量觀測和繪製降水量—礦井湧水量動態曲線圖三項工作。
1.接收氣象(降水)預報
煤礦應與最近的氣象台(站)簽訂協議,及時獲得降水預報信息。之後,要索取測場降水量觀測成果。
2.開展降水量觀測
提倡煤礦開展礦區降水量簡易觀測工作。降水量觀測的主要方法是:配置一組量杯,設置在礦部或礦區代表性降水量補給區;當一次降水過程結束時直接從量杯刻度記錄降水量,大、暴雨時段的強度降水量要及時單獨觀測。
3.繪製降水量~礦井湧水量動態曲線
采用獲得的降水量、礦井湧水量動態觀測資料,繪製礦井湧水量隨降水量變化的動態曲線圖。
二、地表水動態(長期)觀測
地表水觀測的主要對象是泉、井、廢棄小窯,河流、溪溝,池塘、水庫,采空塌陷區,渣場、尾礦庫,岩溶陷落柱,滑坡、泥石流等,並在地形地質及水文地質圖中進行標注。一般每十天定時觀測一次,洪汛期加密觀測次數。
1.泉、井觀測
采用堰測法或提桶法觀測泉、井湧水量,單位為“L/s”,並觀測記錄水的流、湧出狀態及氣溫、水溫、水的顏色、透明度、嗅、味等物理性質以及用途等。
2.河流、溪溝
對礦井充水或井口、工業廣場或渣場、尾礦庫有影響的相關河流、溪溝,要確定其侵蝕標高,觀測枯水、常年及洪汛期峰值流量,觀測在煤層露頭區及采空塌陷區的漏失量。采用斷麵法或堰測法觀測流量,單位為m3/s或L/s。
3.池塘、水庫
觀測位於礦權範圍及附近的池塘、水庫。調查主要內容有塘(庫)底標高,所在地層岩性,平麵尺寸、麵積、水深,常年及最大塘(庫)容量,壩的結構類型,塘(庫)水的漏失情況。凡對礦井充水或地麵設施存在水害隱患的池塘、水庫,要列入動態(長期)觀測對象,重點觀測池塘、水庫水的漏失及塘(庫)體的穩定性。
三、井巷水動態(長期)觀測
在排水井口、各水平、淋水段、麵狀浸水區、股狀出水點、湧水點、物理性質異常出水點等地設置動態(長期)觀測點。
觀測水量、水的物理性質、來壓狀態、圍岩完整性等。
要有不間斷的泵房排水記錄及排水設備運行情況記錄。
四、地表變形監測
礦井附近的地表經調查發現有變形的區域要設置動態觀測點。
第五章 井下防治水
井下防治水包括設置排水係統、留設防隔水煤(岩)柱、構築水閘門與水閘牆、采取疏幹降壓、注漿堵水措施、實施探放水等主要內容。其中,井下探放水見第六章。
一、排水係統
1.礦井必須配備與礦井湧水量相匹配的水泵、排水管路、配電設備和水倉等,確保礦井能夠正常排水。
2.礦井井下排水設備必須符合礦井排水的要求。除正在檢修的水泵外,應當有工作水泵和備用水泵的能力,應當能在20h內排出礦井24h的正常湧水量(包括充填水及其他用水)。備用水泵的能力應當不小於工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力,應當能在20h內排出礦井24h的最大湧水量。檢修水泵的能力,應當不小於工作水泵能力的25%。
水文地質條件複雜的,除符合本條第一款規定外,可以在主泵房內預留一定數量水泵的位置,或者增加相應的排水能力。工作水管的能力,應當能配合工作水泵在20h內排出礦井24h的正常湧水量。工作和備用水管的總能力,應當能配合工作和備用水泵在20h內排出礦井24h的最大湧水量。
配電設備的能力應當與工作、備用和檢修水泵的能力相匹配,並能保證全部水泵同時運轉。
3.有突出(透)水危險的礦井,可以另行增建抗災強排水係統。礦井主要泵房應當至少有2個安全出口,一個用斜巷通到井筒,並高出泵房底板7m以上;另一個出口通到井底車場。在通到井底車場的出口通路內,應當設置易於關閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉的連接通道,應當設置可靠的控製閘門。
4.礦井應設置主、副水倉。
新建、改建、擴建礦井或者生產礦井的新水平正常湧水量在1000 m3/h以下時,主要水倉的有效容量應當能容納8h的正常湧水量。
正常湧水量大於1000 m3/h的礦井,主要水倉有效容量可以按照下式計算:
V=2(Q+3000)
式中 V--主要水倉的有效容量,m3;
Q--礦井每小時的正常湧水量,m3。
采區水倉的有效容量應當能容納4h的采區正常湧水量。
礦井最大湧水量與正常湧水量相差大的礦井,排水能力和水倉容量應當由有資質的設計單位編製專門設計,由煤礦企業總工程師組織審查批準。
水倉進口處應當設置箅子。對水砂充填、水力采煤和其他湧水中帶有大量雜質的礦井,還應當設置沉澱池。水倉的空倉容量應當經常保持在總容量的50%以上。
5.經常對水泵、排水管、管路閥門以及電氣開關、電纜等設備設施維護、保養和檢修,保持設備設施隨時完好,並建立檔案備查。每年雨季前,對全部工作水泵和備用水泵進行1次聯合排水試驗,發現問題,及時處理。
6.平硐水溝斷麵排水能力≥1.2倍最大礦井湧水,各水平巷道及主平硐設置的水溝,其縱坡≥3‰。
7.礦井主排水泵房應當設置雙回路供電,任一回路的供電能力應滿足同時開動所有水泵。
8.礦井水倉、水溝、沉澱池,每年雨季前應當清理一次,保持有效容量,保證水流暢通。
9.在水文地質條件複雜、極複雜礦區建設新井的,應當在井筒底留設潛水泵窩。井筒開鑿到底後,井底附近應當設置具有一定能力的臨時排水設施,保證臨時變電所,臨時水倉形成之前的施工安全。
10.對於在建礦井,在永久排水係統形成前,各施工區應當設置臨時排水係統,並保證有足夠的排水能力。
11.生產礦井延深水平,隻有在建成新水平的防、排水係統後,方可開拓掘進。
12.煤礦應編製完善以下圖件並形成電子文檔:
(1)礦井水倉、泵房剖麵圖,反應水倉、吸水井、泵房關係,標注水倉容量和礦井正常湧水量、最大湧水量等數據。
(2)礦井泵房布置圖。應當標注工作泵、備用泵、檢修泵的型號、功率、電壓、流量、揚程以及排水管長度、規格等技術參數。
(3)礦井主排水泵房供電圖。應當標注雙回路電纜型號、規格、長度,標注控製開關、配電開關型號、規格、過流保護整定值和電纜末端最小兩相短路電流值等技術參數。
⑷礦井排水係統圖。標注從井口到井下的管道係統和彙流係統。
二、防隔水煤(岩)柱的留設
確定相應的防隔水煤(岩)柱的尺寸,其防隔水煤(岩)柱的尺寸要求見《規定》附錄四。
另外,根據煤礦的實際情況,以下部位必須設置防隔水煤(岩)柱,其寬度按以下規定執行。
礦權邊界煤(岩)柱。礦權邊界有相鄰煤礦時,礦界煤(岩)柱寬度要>40m;當礦界煤(岩)柱已不完整時,要采取封堵、截流等工程措施,杜絕越界彙水、透水。
未采掘區與老空區界麵的防隔水煤(岩)柱。當確定無老空積水且不存在洪水直接倒灌進入老空區時,防隔水煤(岩)柱寬度>10m;無老空積水而存在洪水直接倒灌進入老空區危險性時,防隔水煤(岩)柱寬度>15m。
老空積水的煤(岩)柱留設寬度>30m。
各水平之間煤(岩)柱留設根據采高確定,采高小於2m,寬度>10m;采高大於2m(含2m), 寬度>10m。並設置水平排水溝,防止上水平礦井水直接流入下水平。
斷層防隔水煤(岩)柱的留設。相對阻水斷層且斷層兩盤羽狀張裂不夠發育時,在斷層兩盤各留設煤(岩)柱寬度>8m;相對阻水斷層而兩盤或一盤的羽狀張裂十分發育時,要根據張裂帶寬度而定,各自留設煤(岩)柱寬度>15m;導水斷層兩盤各留設煤(岩)柱寬度>20m;煤層與含水層對口部位留設的煤(岩)柱寬度一般>20m。
鑽孔防隔水煤(岩)柱的留設寬度,封孔質量較差或封孔質量不詳時>8m,未封孔時>12m。
岩溶主逕流帶、地下河、陷落柱防隔水煤(岩)柱的留設寬度>40m。
三、防水閘門
下山采掘且存在突(透)水危險性時,應在井底車場附近設置防水閘門。防水閘門的設置要做到以下七項要求。
1.根據初步設計需要設置防水閘門時,要由具有相應資質單位在施工圖設計中一並設計防水閘門;或在下山采掘中發現存在突(透)水危險性時,由具有相應資質的設計單位補充設計防水閘門;
2.防水閘門硐室前、後兩端,分別砌築不小於5m的混凝土護镟,镟後用混凝土填實,不得空幫、空頂,並采用高標號水泥按設計壓力進行注漿加固,確保關閘阻水時防水閘門及硐室的穩定性;
3.防水閘門要設置放水管、閘閥和壓力表;
4.防水閘門來水一側巷道15~25m處設置一道擋物篦子門,篦子門與防水閘門之間的巷道要通暢,不得放置任何工具、雜物,來水時先關篦子門後關防水閘門;
5.設置在防水閘門牆體內的電纜、管道等要嚴密、不得漏水並能承受設計水壓,通過防水閘門硐室的軌道、電機車架空線、帶式輸送機等要能夠靈活易拆,關閉閘門所需工具要就近存放、專人保管。
6.防水閘門係統要按照設計要求組織工程竣工驗收。其中,在新掘巷道設置的防水閘門,還要在硐室長度≤15m巷段內按設計壓力進行注水耐壓試驗,耐壓試驗時間>24小時,試壓時必須製定安全撤離措施。
7.每年要在雨季前、後共進行二次水閘門關閉演練,並全麵檢查、維護防水閘門係統。
四、水閘牆、擋水密閉牆
各報廢巷道要構築水閘牆。其中,可能成為突(透)水通道或大量積水的報廢巷道應由有相應資質的設計單位進行設計。密閉水閘牆應當留設泄水孔,每月定期兩次觀測,雨季加密觀測。
處於洪汛期洪泛淹沒範圍的各廢棄井口要砌築擋水密閉牆。牆體與圍岩嵌合性要好,不漏水,能抵禦洪水衝擊。
五、疏水降壓
當承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能夠承受的水頭壓力小於實際水頭壓力時,開采前應采取疏水降壓措施。安全隔水層厚度和突水係數的驗算見《規定》附錄五,安全水頭壓力計算公式見《規定》附錄六。
在實際生產中,由於驗算所需的各種參數不齊等原因,可在綜合03manbetx 礦井承壓含水層的空間位置、相對隔水層的厚度及工程、水理屬性以及由含水層承壓水引起的井巷來水來壓現狀等的基礎上,擬定疏水降壓方案。方案經煤礦企業總工程師審查批準後首先進行疏水降壓試驗,取得經驗之後實施疏水降壓措施。
第六章 井下探放水
井下探放水是實現“十六字”原則的重要環節。
煤礦必須使用礦山專用鑽機進行探放水。不允許以減壓孔、放炮孔替代探放水孔。
1.探放水隊伍
煤礦探放水必須要由專業的探放水隊伍作業。
2.鑽機選型
選擇液壓,額定鑽進深度不小於100m,機體尺寸較小、能多角度旋轉、定位鑽進的鑽機。配備反壓及防噴設備、泥漿泵等。
3.探放水實施環境
以下環境(狀態)下必須實施探放水。
① 采掘工作麵及其他位置開始出現突(透)水前兆;
② 河流與溪溝、池塘與水庫等水體之下采掘;
③ 導水斷層或斷層兩盤為煤層與含水層的對口部位;
④ 構造裂隙發育、岩體完整性較差的區段;
⑤ 接近老窯、本礦、鄰礦采空區的部位;
⑥ 接近岩溶水主逕流帶、岩溶地下河、岩溶地下湖、岩溶陷落柱等位置;
⑦ 接近預留的河流(溪溝)、水庫(池塘)、鑽孔隔離保護煤(岩)柱的部位;
⑧ 來水來壓異常部位。
⑨采用勘探手段圈定的異常部位。
以上情況變動為“有掘必探,先探後掘”的原則
4.探放水方案
探放水方案包括探水起點的確定、斷麵鑽孔布置、空間錐體的控製、超前深度的確定、鑽具選型、煤(岩)層的產狀、結構、完整性、物理性質、鑽進時來水來壓的判斷及處理措施等方麵。
探放水方案要經總工程師(技術負責人)審查批準。之後,由技術部門組織探放水人員進行技術交底,明確探放水目的、鑽孔布置要求、鑽進工藝及探放水遇險時的撤離路線、方法等事項,並在施工中通過局部變更力求更加合理、有效。
地表水體之下、較大老空積水區及岩溶地下河等附近的探放水,或水情複雜、危險性較大、本礦擬定探放水方案有困難時,應委托設計單位經專題論證後擬定探放水方案。
5.鑽孔布置
同一采掘工作麵施工磧頭探放水鑽孔群由3組鑽孔組成,鑽孔數≥5個,均為定向鑽孔,控製空間形態為規則或不規則錐體。鑽孔孔深≥40m,分相對淺孔(≥40m)、中深孔(≥45m)和深孔(≥50m)。超前探測深度≥20m,在淺孔孔深20m時各鑽孔間距≤3m。終孔孔徑不得大於75mm,止水套筒不得小於10 mm。
6.鑽場設備安裝、調試
根據審查批準的探放水方案並在探放水技術交底基礎上,探放水隊伍進入探放水現場進行設備安裝、調試。鑽場設備安裝、調試要滿足以下七點基本要求。
① 清理鑽場,合理設置鑽機、安放鑽具及鑽進操作位置,並留設安全撤離通道;
② 加強鑽場附近的巷道支護,並在工作麵迎頭打好堅固的立柱和擋板;
③ 設置鑽進給排水係統;
④ 在鑽場附近設置電話並與井下變電所、泵房、各作業點及井口調度室聯網;
⑤ 探放水負責人及測量人員要親臨現場,根據設計方案實地確定各鑽孔的開孔位置及方位角、傾角、終孔深度及孔口段導管設置深度等;
⑥ 在預計水壓大於0.1MPa時,要在套管口安裝閘閥固結套管;
⑦ 鑽孔內水壓大於1.5MPa時,要采用反壓和有防噴裝置的方法鑽進,並製定防止孔口管和煤(岩)壁突出的措施;如果孔內水壓是突然增大,判斷為突水前兆時,不能拔出鑽杆並立即撤離。
7.探放老空水
對井下積水區(含老空水、本礦早期采空積水等)的探放水,隻能由高位向低位積水區探放或在積水區壓水線旁側進行探放,嚴禁在積水區下方由低位向高位區探放水。
8.瓦斯監測
在探放水整個過程中,要滿足鑽場通風流暢,監測瓦斯濃度,管理好供電係統,防止鑽進中發生瓦斯事故。
9.做好觀測記錄
按鑽探要求,做好鑽進觀測記錄。要特別注意對來水、來壓、水的物理性質發生變化、溢出氣體、循環液漏失、鑽進阻力變小、變大等現象的觀測記錄。
10.鑽進異常時要停鑽撤離
當鑽進中出現來水、來壓明顯增大或水的物理性質發生明顯變化或溢出明顯異味氣體或鑽進阻力明顯變小或循環液明顯漏失等異常情況時,必須立即停止鑽進、禁止拔出鑽杆並立即撤離鑽場及井下其他位置的作業人員,報告井口調度室,由總工程師(技術負責人)組織03manbetx 異常、判斷原因、擬定措施。
第七章 綜合治理措施
煤礦水患治理采取“防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施,需要對地表水漏水、老空積水、礦井湧水進行綜合治理。
一、地表水漏水治理
降水、地表水是礦井水的補給水源。治理地表水漏失是治理水患源頭的措施,治理工程質量較好控製,治理效果明顯,安全性好。常見治理方法有截流外排或封堵止水兩種,治理的重點部位是溪溝水明顯漏失段、地表岩溶進水口和洪泛淹沒區。
(一)溪溝水明顯漏失治理
采空導水裂隙已將坑道與溪溝水溝通,或構造裂隙已將坑道與溪溝水溝通,或溪溝水通過煤層露頭采空區與坑道溝通,溝水明顯漏失甚至全漏失或成為斷頭河。可選擇截水及引流外排或注漿封堵防滲措施。
1.截水及引流外排
在溪溝上遊選擇無明顯滲漏的相對隔水層部位,築壩攔截溪溝水形成壩庫,並修築明渠將壩庫水引出導水裂隙、構造裂隙影響區及煤層露頭采空區。
截水壩可采用砼壩或條石壩。壩基要下至穩定的持力層,壩高要高於壩庫最高洪水位1~2m,壩的強度是洪汛期庫水壓力1.5倍以上,壩體及壩基要做密閉防滲處理。
根據最大引流量、引流區地形、引流渠基底工程地質環境等條件,可選擇構築漿片石、條片石、砼等構築引水明渠。選擇引水明渠走向時,要盡量考慮當地供水、灌溉用水的需求。
2.注漿封堵
當溪溝水漏失段不長、漏失段溝床坡降較大(一般>30‰)、漏失段無明顯下沉變形時,可采用注漿封堵防滲措施。
選擇枯水期注漿。注漿前要暫時將溝水外引並清除溝床中的衝洪積物露出基岩。注漿段起始點在滲漏段上、下遊端點外側5~10m(視導水裂隙傾向、傾角而定),注漿控製的橫向端點在最高洪水位壓水線外側>5m,注漿控製深度應>10m,注漿壓力要盡量控製在既能實現全充填又不破壞圍岩完整性這一尺度。
在注漿完成之後,溝床上用厚度>15cm的砼護麵。
(二)地表岩溶進水治理
在岩溶充水礦床,經連通試驗證實,若地下河進口、落水洞、有露頭的岩溶陷落柱、溶縫等已成為岩溶水集中進水口並威脅礦井生產安全時,需要對以上補給岩溶水的進水口進行治理。治理方法主要有引流外排、墊層澆注、注漿封堵。
1.引流外排
地下河進口往往位於岩溶槽穀或岩溶窪地邊緣,是長流溪溝水的斷頭處。宜采用引水涵洞方法使岩溶水失去主要補給水源。引水涵洞進口外側要設置一段引水明渠,引水明渠用條石或砼構築,長度>30m,並設置1~2道鋼筋網攔截固形物。隧洞中遇岩溶時要采用填料加注漿封閉,硐底有岩溶時要設置砼跨橋。引水隧洞出口要連接引水明渠,用於發電、供水、灌溉等。
因岩溶陷落柱是一個不斷變形的不穩定含水體,治理部位隻能是陷落柱外圍。一般在陷落柱外圍構築一道圈狀截水溝,並開口外引溝水,不讓大範圍片狀、線狀流動地表水進入岩溶陷落柱。
2.墊層澆注
部分長年流水的衝溝斷頭處為落水洞,是雨季時地表片狀水流的彙集、消漏地,可在安置支撐鋼架基礎上用塊、碎石形成墊層,在墊層之上澆注隔水砼麵板,形成墊層澆注結構,防止洪水大流量補給岩溶水。支撐鋼架要嵌入完整圍岩,使落水洞變形下陷時,墊層與麵板能保持穩定。
當一般流量<10L/s的衝溝水沿溶隙、溶縫直接滲漏時,可采用鑽孔直接注漿方法充填岩溶縫隙,達到止水目的。
(三)洪泛淹沒區治理
位於河流、溪(衝)溝洪泛衝擊、淹沒範圍的井口、工業廣場、廢棄老窯井口、采空塌陷區等部位均要設置排水或堵水工程。
在井口及工業廣場外側,設置護河堤及擋水牆,牆體高度要高於訪問曆年最高洪水位1~2m。
廢棄老窯井口要采用漿砌條石封堵井口,封堵段長度>5m,若井口段為斜井,在封堵前還應施工錨杆並形成鋼筋網絡支撐結構。
采用塊、碎石填築采空塌陷區,填築麵層為粘性土,然後植樹植草。填築區高度應高於周邊未塌陷區。同時,還要在河流岸坎低凹部位,修築能阻止洪泛翻水倒灌淹沒塌陷區的河堤。
二、老空積水處理
存在空間位置、積水不明的老窯積水區時,可采用地球物理勘探方法圈定積水區的大致空間位置,然後采用地麵鑽探的方法進行驗證。當鑽探揭露確為老空積水區時,需擴孔抽排疏幹老空積水,後可再次采用原物理勘探方法佐證排水效果。
存在本礦已知老空積水區時,應在積水區壓水線之上采用鑽孔抽水,直至疏幹全部老空積水。
三、礦井湧水治理
礦井水的治理有疏水降壓、攔截高位來水、注漿堵水、管道引水等四種方法。
1.疏水降壓
我省煤礦多屬砂岩裂隙充水、岩溶充水或裂隙~岩溶充水礦床。由於含水層與相對隔水層的相間組合、高位補給區的存在和井巷形成的低位空間,造成井巷湧水具有不同程度的承壓性。其中,部分淋水、股狀出水及底鼓巷段來壓明顯,圍岩的完整性、穩定性受到威脅,存在發生煤(岩)水突出的危險性,應采取疏水降壓措施。
施工之前,必須要認真觀察來水的物理性質(水溫、顏色、透明度、嗅、味),並經對來水來壓的地質、水文地質環境及老空位置的調查、03manbetx 和判斷,確認是含水層承壓水而不是老空水時,才能實施疏水降壓措施。
在來水來壓或底鼓明顯巷道施工群狀疏水降壓鑽孔。鑽孔布置宜采用先稀疏後加密方法施工,要按礦上擬定的疏水降壓方案施工,並在施工中不斷變更、優化方案。疏水降壓工作直至水壓明顯減小、巷道圍岩無失穩危險性為止。之後,要對來水來壓整治段進行整治效果監控。
2.攔截高位來水
采用平硐上、下山開拓開采的礦井以及平硐暗斜井開拓開采的礦井,要實現平硐標高中的所有水平巷道(岩巷、煤巷、石門)對上山來水的有效攔截,並在巷道下方留設>20m的連續的煤(岩)柱。要特別注意在通往下山的井筒、斜巷連接處,需采用封堵、繞避等方法,不讓平巷水溝流水溢流進入下山。平硐水溝的縱坡要>3‰,斷麵尺寸要滿足最大過水量的1.5倍,排水溝要及時清淤,確保巷道路麵平整、無積水。
3.管道引水
在井下,有一定湧水量且湧水量基本穩定的人工揭露的含水層地下水露頭,它往往有一定範圍的補給區、逕流區,水質一般較好。宜選作煤礦生活飲用水水源,改善飲用水質量。
事前,需觀測一個水文年的湧水動態,並分別在枯、豐水期采集水樣進行化學03manbetx 和衛生指標測試。若湧水量基本穩定,水質達到國家飲用水標準,即可就近構築蓄水池,采用自流管引或加壓管引方式引水至職工食堂。
4.注漿堵水
在對礦井充水的地質、水文地質環境及巷道圍岩的工程屬性、水理性質的綜合分析研究基礎之上,根據井巷堵水的不同目的,常用的鑽孔注漿堵水方法有預注漿、注漿止水、帷幕注漿等幾種,其目的一是止水、二是加固圍岩。
(1) 預注漿
在以下狀態下,宜采用預注漿方法。
① 設計通往地麵的井筒、判斷硐口及井筒淺埋段圍岩完整性較差,受地表水滲漏補給條件較好時,施工前宜采用地麵鑽孔預注漿方法,包括硐口仰坡、硐口與井筒淺埋段;
② 掘進前方為斷層及斷層構造裂隙發育帶時;
③ 設計井巷要穿過衝溝所在的淺埋段或岩溶塌陷區時。
(2) (後)注漿止水
在以下狀態下,宜采用(後)注漿止水方法。
① 已施工或生產礦井,若硐口仰坡岩體裂隙、土體孔隙發育並開始出現浸水時;
② 硐口淺埋段圍岩裂隙發育,已出現淋、滴水、股狀出水時;
③ 斷層及斷層構造裂隙發育帶所在井巷段,圍岩穩定性較差,已出現淋、滴水、股狀出水時;
④ 井巷過衝溝淺埋段淋、滴水時,或井巷過岩溶塌陷區段圍岩穩定性較差,有淋、滴水、股狀出水時。
以上預注漿、(後)注漿止水方法,僅能滿足對注漿段的井巷加固和止水,而地下水很有可能向井巷的其他部位轉移,或在其它部位重新排入井巷。
(3) 帷幕注漿
經查明,在以上(2)中的需要進行(後)注漿止水的巷道,其注漿止水巷道的兩個端點有連續完整的隔水層或阻水斷層條件下,通過連續(後)注漿方法,能形成由注漿止水牆與隔水層或阻水斷層共同組成的閉合性阻水結構時,宜采用鑽孔帷幕注漿方法。
預注漿、(後)注漿止水和帷幕注漿施工之前,需編製注漿施工方案,並在煤礦企業總工程師組織審查同意後才能施工。
在編製注漿施工方案時,要注意以下主要事項:
① 經對水文地質環境及圍岩工程屬性的綜合分析判斷後認為,治理段(點)不宜采用疏水降壓措施而適宜采用注漿止水措施時,才能決定采用注漿方法;
② 要正確判斷注漿段圍岩空隙率及空隙的連續性、互通性,圍岩的工程屬性和水理性質,來水來壓的大小等,合理選擇鑽孔間距、方位、深度及漿液配製、注漿壓力、注漿量等參數;
③ 注漿止水範圍應大於需要注漿止水的範圍,在注漿止水範圍之內要形成連續的止水牆;
④ 在注漿過程中,需根據注漿效果及時調整注漿參數。
第八章 水害應急救援
礦山水害應急救援依托現有的礦山應急救援體係,實行“統一指揮、分級響應、屬地為主”。
一、應急預案及實施
1.煤礦應當根據本單位主要水害類型和可能發生的水害事故,製定“水害應急預案”和“現場處置方案”。處置方案應當包括發生不可預見性水害事故時,人員安全撤離的具體措施。預案和方案的有關條文要張貼公布,並讓全體職工熟知。
2.礦井應當設置安全出口、規定避水災路線,井下要設置貼有反光膜的清晰路標,並每年組織實施井下作業人員撤離演練,做好演練記錄並建立演練文檔。
3.礦井作業人員,凡發現水情異常,應立即向礦井調度室報告,並通知人員撒離。礦井調度室接到水情報告,應立即啟動本礦井水害應急預案,根據來水方向、地點、水量等因素,確定人員安全撤離的路徑,通知井下受水患影響的作業人員馬上撤離到安全地點或出井。同時向值班負責人和礦井主要負責人彙報,並將水患情況通報周邊所有礦井。
4.井下泵房應當積極推廣無人值守和遠程監控集控係統,受水威脅嚴重的礦井,應當實現井下泵房無人值守和遠程監控,推廣使用地麵操控的潛水泵和排水係統。
5.在礦井水情異常時,應立即做好關閉防水閘門的準備,在確認人員全部撤離後,方可關閉防水閘門,並根據異常水情的影響程度,及時調整井下通風係統,避免風流紊亂、有害氣體超限。調整通風係統後,應在原有通風係統圖上做出相應標誌。
6.煤礦應當將防範暴雨洪水引發02manbetx.com 災難的情況納入《事故應急救援預案》和《災害預防處理計劃》中,落實防洪物資、設備和資金。防洪物資和設備應當專庫存放、專人保管和維護,救災資金應當列入專項資金管理。
7.煤礦應當建立防治水和搶險排水兼職救援隊或要與有資質的煤礦搶險排水站簽訂搶險排水協議。
8.水害事故發生後,礦井應當依照有關規定報告政府有關部門,不得遲報、漏報、謊報、瞞報。
二、水害響應程序
1.礦井發生重、特大突(透)水事故時,煤礦企業防治水和搶險排水工作組應立即投入以下工作:
⑴ 在第一時間判斷出水點、湧水量(m3/h),出水物理性質,被困人員位置、人數,水位上漲速度(m/h或m/min),淹沒範圍,估算礦井水總量(m3),並立即向政府有關部門報告。
⑵ 根據突(透)水量、水的物理性質等條件提出排水救人所需水泵的流量(m3/h)、揚程和水泵類型。
⑶ 提出施救被困人員的措施和方案。
⑷ 礦井救護隊立即投入施救工作。
三、礦井搶險排水、恢複被淹井巷
1.礦井在搶險排水過程中,應當預計排水中的湧水量,製定應對湧水量變化的措施。
2.應加強井下和地麵(孔、泉、井)水情的動態觀測,並觀察地麵有無塌陷、裂縫現象,調查水文地質資料,綜合評估突(透)水水源。
3.在搶險排水過程中,必須安排手上交接班的水麵跟蹤測量工、水泵司機、接管移泵工、電工、瓦斯監測工、通風支護工、巷通清理工等人員,編排手上交接班的下井救護隊員,紮實穩妥推進搶險排水。
4.礦井在搶險排水過程中,信息調度組應當對每小時調度排水量和水麵標高,做好原始記錄,繪製排水量、水麵標高隨時間變化的曲線電子圖。
5.礦井搶險排水過程中,通風組應加強井下通風工作,保證井下有足夠的風量。搶險救援指揮部應當製定防止被水封住的有害氣體突然湧出的安全措施
6.礦井應當對水害應急救援的圖紙資料收集整理、歸檔、總結礦井水害搶險救援的經驗和教訓。
第九章 防治水科技工作
煤礦要配齊防治水專業人員,落實科研經費,配置科研設備設施,以國有大中型企業、科研單位、院校為依托,並以杜絕煤礦重、特大及遏製較大以下水害事故為目標,開展防治水技術研究和科技攻關工作。
主要技術研究及科技攻關內容有:
1.研究不同采高、采煤方法、構造、覆岩工程屬性、覆蓋結構層組合及圍岩完整性的采空導水裂隙高度的確定。
2.研究不同地質、水文地質環境下探放水鑽孔的布置起點、超前鑽進深度及鑽孔群控製的錐體狀空間的確定等。
3.研究采用多種有效的物理勘探手段圈定老空水、岩溶及岩溶水的空間分布規律及補、逕、排流場。
4.研究大水礦井的預警方法及實現安全采煤的技術措施
5.研究在近水平煤層賦存礦區中如何杜絕高位向低位井巷彙水、透水的方法及措施。
6.研究延深采掘中在兼顧技術可行、安全可靠、經濟合理三大因素的前提之下如何實施疏水降壓及設置水閘門及排水係統。
7.研究水體下采煤。
8.研究抗淹井排水係統。
9.研究發生水害事故時安全高效快捷的救援排水係統。
10.研究建立防治水示範礦。
第十章 防治水信息平台
隨著煤礦防治水工作製度化、科學化進程的穩步發展,爭取在條件成熟時建立煤礦防治水信息平台,作為安全生產信息平台的重要組成部分。實現全麵提升煤礦防治水工作水平,達到遏製重、特大水害事故,減少較大以下水害事故的目的。
為盡早建立煤礦防治水信息平台,從現在開始,各部門要積極補充、彙總相關信息資料,做好建立防治水信息平台的基礎工作。
彙總的相關信息資料主要有以下10項:。
1.國家法律法規及國家、省、市(州)防治水相關規定、意見、通知、通報等。
2.《煤礦防治水規定》及《礦防治水工作管理控製體係》;
3.煤礦防治水機構、主要負責人、省級專家組名單及通訊聯絡號碼。
4.煤礦地質、水文地質背景及防治水技術資料簡介、礦圖。
5.煤礦存在的主要水患及水患設防、整治措施。
6.水患動態情況錄。
7.煤礦應急救援體係及聯運機製。
8.煤礦水害事故警示錄。
9.煤礦防治水科學研究、科技攻關動態、礦井的井口與井底的大巷最小斷麵圖。
10.礦井搶險排水預案。
11.搶險排水裝備儲備表。
附錄一:煤礦水害隱患分類方法一覽表

附錄二:煤礦水患調查技術要求

由於國內尚無煤礦水患調查01manbetx 與技術要求可以借鑒,我們依據國家相關技術01manbetx 規範和相關文件、多起煤礦水害事故的案例分析及當前煤礦水患的基本特征,初步擬定“煤礦水患調查技術要求”供開展這一工作時使用。

一、總則

通過開展礦井(井田)井上、井下水文地質調查測繪工作,基本查明礦井(井田)存在的主要水患類型,分析判斷主要水患及其透(突、潰)水水害水源、過水通道及透(突、潰)水容易發生的部位,指出水患的危險性及其可能導致水害事故發生的主要原因,提出針對性防治措施。

二、依據的相關技術01manbetx 規範、文件

1、《煤礦安全01manbetx 》ISBN7-5020-2562-6/TD7;

2、《煤田地質填圖規程》DZ/T0175-1997;

3、《礦區水文地質工程地質勘探規範》GB12719-91;

4、《煤炭資源地質勘探地表水、地下水長期觀測及水樣采取規程》煤炭工業部(80)煤地字第638號;

5、《關於加強煤礦水害防治工作的指導意見》安監總煤礦【2006】98號;

三、工作程序

煤礦水患調查評價工作程序是:前期準備工作—調查測繪—報告編製—報告內審—專家組評審及資料歸檔。

四、前期準備工作

包括資料收集、隊伍組建、現場踏勘和擬定工作方案等四項工作。

資料收集:包括區測資料、礦井已有地質及水文地質資料、礦井或相鄰礦井曾發生的水害事故資料、國家測繪係統出版的比例尺大於或等於1:5000地形圖。

隊伍組建:根據初步了解的工作量、工作複雜程度等擇優組建項目組。

現場踏勘:現場了解礦井(井田)水文地質基本情況、礦井水情、礦上占有的地質、水文地質資料及防治水工作現狀。

擬定工作方案:初步分析判斷礦井主要水文地質特征和主要水患,確定調查測繪重點和方法,並通過技術交底使項目組成員領會工作方案及具體工作目標。

五、調查測繪工作

1、工作區範圍

沿構造線方向的工作範圍包括礦井采掘疏排地下水時人工流場可能疏幹影響區,不得小於采礦權走向邊界500米。對於岩溶充水礦井,要對遠程補給或排泄區進行針對性調查。

沿垂直構造線方向工作範圍包括采礦權煤層最低標高法線指示的地表位置外側、井巷係統揭露的地層及與礦井充水有關的煤層上覆、下伏含水層。

2、地表水調查測繪

降水是礦井水的源頭水源。降水的大部分形成地麵逕流由衝(溪)溝彙入江河及補給池塘水庫,少部分沿各種岩石空隙進入地下補給地下水(含斷層水)、老窯水和坑道水,是地表調查測繪的主要內容。具體調查測繪內容包括自然地理、地質要素、河流溪溝、池塘水庫、泉井、小窯及老窯、礦井地麵設施等七項。

(1)自然地理。在收集資料基礎上,通過現場觀察,站在礦井水補給條件角度,對礦井(井田)區地形地貌、植被、河流溪溝、池塘水庫、氣候(特別是年降水及最大強度降水)進行描述。

(2)地質要素。包括地層界線、煤層露頭線、岩層產狀、褶皺、斷層、岩溶、采空塌陷、滑坡、泥石流等,並選擇3~5處進行節理裂隙詳細觀測。

(3)河流溪溝。包括名稱、分布位置、彙水麵積、標高、平麵形態、縱、橫斷麵形態、水流坡降、常年水位、水量及流速、洪汛期峰值水位、水量及流速、滲漏情況、堆積物、誘發的主要地質災害等。

(4)池塘水庫。包括名稱、分布位置及地層、標高(含庫、塘水底、常年及最高蓄水標高)、常年及最大蓄水量、堤壩結構及滲漏、引水工程及滲漏情況、補給來源、用途等。

(5)泉井。包括所在含水層、位置及標高、流出形態、枯季、常年及最大流量、水的物理性質、隨降水變化特征、受采煤疏幹影響程度、用途等。

(6)小窯及老窯。包括小窯名稱、井口位置及標高、開拓方式、開采規模、開采煤層、開采年份、采空區空間範圍(尤其是最低采空標高及井巷標高)、礦井湧水量、礦井采空積水情況、水害事故和與調查礦井巷道、采區關係。包括老窯名稱、井口位置及標高、開拓方式、開采煤層、開采年份、采空區空間範圍、井口流量、礦井采空積水情況和與調查礦井巷道、采區關係。

(7)礦井地麵設施。包括礦井主(副)井、風井井口位置及標高、與河流溪溝曆年最高洪水位的空間關係、有否擋水牆及牆的穩定性、附近有否危及井口安全的不穩定邊坡、滑坡、泥石流;工業廣場及矸石渣場位置、受河流溪溝洪水威脅的危險性、排水溝、擋牆等的安全性;地麵變電站(所)、高壓輸電線位置及受山洪威脅的穩定性。

3、坑道水調查測繪

坑道水主要接受地下水(含斷層水)、地表水的直接補給,設置的抽排水係統要滿足正常狀態下礦井最大湧水量的要求。

要觀測礦井及各水平湧水量,梳理礦井水彙集、抽排係統,記錄各部位滴、淋、股狀出水、湧水現象,分析判斷采空可能積水區,證據充足時圈定已知采空積水區。

要注意觀察因不合理采掘活動而可能存在的地表水潰入、老窯、小窯、本礦采空積水的透入以及地下水(含斷層水)向坑道湧水等,易導致水害事故發生的重要水患。

4、工程點定位

以國家測繪係統出版的地形圖為底圖,地麵所有工程點采用手持GPS和半儀器法定位上圖,井下采用半儀器和丈量法上圖。對礦井井口坐標必須反複進行校測。若井口坐標誤差較大時,要及時與業主商議,采用全儀器法測量井口坐標。

5、試驗與測試

在綜合分析基礎上,為證實可能存在的地下水重要補給——逕流——排泄係統,在條件具備時進行地下水連通試驗及采集水樣進行化學成分及侵蝕性分析。

6、水患調查記錄及動態監測交接工作

井下各類記錄卡片進行水患調查記錄。形成泉(井)調查統計表、河流(溪溝)調查統計表、池塘(水庫)調查統計表、老窯及小窯調查統計表、岩溶調查統計表等附報告。

由於調查工作時間不長,一般僅做一次觀測,需要項目組擬定水患長期動態監測方案交給礦方,由礦方開展水患長期動態監測工作。項目組要將與礦井主要水患相關的水文點列入水患長期動態監測點,選擇以下各類表格進行動態觀測記錄:河流(溪溝)水患動態監測表、池塘(水庫)水患動態監測表、小窯水患動態監測表、老窯水患動態監測表、井下淋水、股狀出水、湧水點(段)水患動態監測表、礦井湧水量監測表。

六、報告編製

煤礦水患調查不同於水文地質測繪、儲評、環評和安評工作,它的調查核心是煤礦水患並滿足本技術要求“總則”內容。報告文字和圖件必須圍繞這個核心。報告附圖有礦井地形地質及水文地質圖、主井水文地質剖麵圖、礦井水患警示圖和礦井岩溶立麵投影圖。

1、礦井地形地質及水文地質圖

比例尺大於或等於1:5000。圖麵內容包括地形、地質、水文地質、礦井主要井巷係統及井口坐標。

2、主井水文地質剖麵圖

比例尺大於或等於礦井地形地質及水文地質圖。該圖要展示剖麵地形線、礦權邊界線、主井水文地質現象、各開采水平空間關係及開采煤層上覆、下伏含水層、相對隔水層組合關係。

3、礦井水患警示圖

比例尺同礦井水文地質圖。繪製主要內容:

(1)與地形地質及水文地質圖完全一樣的直角坐標網絡;

(2)煤層露頭線及煤層名稱,煤層底板等高線(低於或等於采礦權下界),煤層采空區;

(3)斷層、褶曲、鑽孔;

(4)主要井巷係統及名稱,井口名稱及坐標;

(5)重要淋水、股狀出水、湧水點及湧水量,各水平湧水量;

(6)抽排水係統的水倉及容量,供電係統情況,排水泵型號、功率、揚程、流量,水流方向,井口常年及最大流量;

(7)防隔水工程(防水擋牆、閘門等),現有的防隔水煤柱、邊界煤柱及尺寸;

(8)分析采空可能積水區及積水量,已知采空積水區及積水量;

(9)河流溪溝及名稱,同一河流溪溝標注四處以上的標高,臨時觀測站的編號、標高及流量,滲漏段的標高及滲漏量;

(10)池塘水庫及名稱、編號,標注塘(庫)最低水底、常年及最高水位標高,常年及最大蓄水量,堤壩;

(11)重要泉井的編號、流量、標高;

(12)相鄰礦井及名稱,相鄰礦井礦界附近的主要井巷及名稱,相鄰礦井礦界附近采空積水位置及積水量。

礦井水患警示圖是水患調查的主體圖件,它有許多解讀文字的重要內容。由於圖件要素較多,在繪製時宜注意以下三點事項。一是彩色圖的彩色及灰階力求配置合理,重點突出水害水源。二是各項標注可放在附近空白處,以編號等方式達到對應識別的效果。三是對需要警示的重要內容,在圖麵空白處繪製放大示意圖(標注尺寸)。

4、礦井岩溶立麵投影圖。

水害水源與岩溶、岩溶水有關時才繪製該圖件。橫向比例尺同礦井地形地質及水文地質圖,豎向比例尺大於礦井地形地質及水文地質圖。

報告文字及附圖要求形成電子文檔,附圖為彩色圖。
附錄三:防隔水煤(岩)柱的尺寸要求

一、煤層露頭防隔水煤(岩)柱的留設

煤層露頭防隔水煤(岩)柱的留設,按下列公式計算:

1.煤層露頭無覆蓋或被黏土類微透水鬆散層覆蓋時:

Hf= Hk+Hb (3-1)

2.煤層露頭被鬆散富水性強的含水層覆蓋時(圖3-1):

Hf=HL+Hb (3-2)

式中 Hf--防隔水煤(岩)柱高度,m;

Hk--采後垮落帶高度,m;

HL--導水裂縫帶最大高度,m;

Hb--保護層厚度,m;

α--煤層傾角,(°)。

根據式(3-1)、式(3-2)計算的值,不得小於20 m。式中Hk、HL的計算,參照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》的相關規定。

圖3-1 煤層露頭被鬆散富水性強含水層覆蓋時防隔水煤(岩)柱留設圖
二、含水或導水斷層防隔水煤(岩)柱的留設
含水或導水斷層防隔水煤(岩)柱的留設(圖3-2)可參照下列經驗公式計算:


1.當含水層頂麵高於最高導水裂縫帶上限時,防隔水煤(岩)柱可按圖3-3a、圖3-3b留設。其計算公式為:
L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)
2.最高導水裂縫帶上限高於斷層上盤含水層時,防隔水煤(岩)柱按圖3-3c留設。其計算公式為:
L=L1+L2+L3=Ha(sinδ-cosδcotθ)+
(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ)>20 m (3-4)
式中 L--防隔水煤(岩)柱寬度,m;
L1,L2,L3--防隔水煤(岩)柱各分段寬度,m;
HL--最大導水裂縫帶高度,m;
θ--斷層傾角,(°);
δ--岩層塌陷角,(°);
M--斷層上盤含水層層麵高出下盤煤層底板的高度,m;
Ha--斷層安全防隔水煤(岩)柱的寬度,m。
Ha值應當根據礦井實際觀測資料來確定,即通過總結本礦區在斷層附近開采時發生突水和安全開采的地質、水文地質資料,計算其水壓(p)與防隔水煤(岩)柱厚度(M)的比值(Ts=p/M),並將各點之值標到以Ts=p/M為橫軸,以埋藏深度H0為縱軸的坐標紙上,找出Ts值的安全臨界線(圖3-4)。
Ha值也可以按下列公式計算:

小距離,不得小於巷道高度的10倍。
2.在水淹區下或老窯積水區下同一煤層中進行開采時,若水淹區或老窯積水區的界線已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸應當按附錄三之二的規定留設。
3.在水淹區下或老窯積水區下的煤層中進行回采時,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不得小於導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和。
六、保護地表水體防隔水煤(岩)柱的留設
保護地表水體防隔水煤(岩)柱的留設,可參照《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》執行。
七、保護通水鑽孔防隔水煤(岩)柱的留設
根據鑽孔測斜資料換算鑽孔見煤點坐標,按附錄三之二的辦法留設防隔水煤(岩)柱,如無測斜資料,應當考慮鑽孔可能偏斜的誤差。
八、相鄰礦(井)人為邊界防隔水煤(岩)柱的留設
1.水文地質簡單型到中等型的礦井,可采用垂直法留設,但總寬度不得小於40 m。
2.水文地質複雜型到極複雜型的礦井,應當根據煤層賦存條件、地質構造、靜水壓力、開采上覆岩層移動角、導水裂縫帶高度等因素確定。
1)多煤層開采,當上、下兩層煤的層間距小於下層煤開采後的導水裂縫帶高度時,下層煤的邊界防隔水煤(岩)柱,應當根據最上一層煤的岩層移動角和煤層間距向下推算(見圖3-7a)。
2)當上、下兩層煤之間的垂距大於下煤層開采後的導水裂縫帶高度時,上、下煤層的防隔水煤(岩)柱,可分別留設(見圖3-7b)。

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