國投新集能源股份有限公司新集二礦《煤礦防治水規定》
本條是關於礦井嚴禁將矸石等雜物堆放在河道的規定。
堆放在山穀中或其他區域的煤(岩)矸石、爐灰、垃圾等雜物,在雨季或其他季節,經過山洪、河流的衝刷,可能形成礦山泥石流災害,也可能衝到工業場地和建築物附近或者淤塞河道、溝渠、抬高河流水位,造成災害或重大人員傷亡。因此,礦井嚴禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能衝刷的地段。
【案例】2003年4月17日,山西省臨汾市古縣古陽鎮江水坪煤礦發生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,加之經江水坪煤礦舊井口的矸石堆,由於洪水受阻,行洪不暢,抬高了洪峰水頭,洪峰夾以矸石、泥沙、樹枝順河而下,堵塞了煤礦的排水涵洞,洪水倒灌主斜井。
第四十五條 對於正在使用的鑽孔,應當按照規定安裝孔口蓋。對於報廢的鑽孔,應當及時封孔,防止地表水或含水層的水流入井下。觀測孔、注漿孔、電纜孔、與井下或者含水層相通的鑽孔,其孔口管應當高出當地最高洪水位。
本條是關於礦井地麵鑽孔孔口應采取措施的規定。
井田內所有鑽孔必須全部標注在采掘工程平麵圖上,建立台賬。煤礦根據鑽孔台賬的記錄,逐孔檢查,特別是打穿多含水層、煤層的鑽孔處理,要查清曆史資料;無資料的,必須在一定區域內采用相應的預防措施,並落實到相關人員。
對照礦井鑽孔台賬,查找正在使用中的觀測孔等鑽孔,確保每個鑽孔按照規定安裝孔口管,並加蓋封好;同時,查找台賬彙總的報廢鑽孔,對照現場位置,檢查是否及時封孔,確保防治地表水或含水層的水沿鑽孔灌入井下。
對其他資料不清或封孔質量不好的鑽孔,要現場檢查落實,防治此類鑽孔導水誘發礦井水害;對於地麵觀測孔、灌漿孔、電纜孔、與井下或者含水層相通的鑽孔,其孔口管的高程應當高於當地最高洪水
位高程,對於低於此規定的,必須采取措施解決,確保礦井安全。
【案例】1999年6月18日,鄭煤集團超化煤礦在井下21下山開拓時,發生突水,最大突水量達600m3/h,導致采區被淹。經認真分析,該突水處附近有一個未封孔的水文勘察孔,也未標繪在采掘工程平麵圖上,經重新封孔處理,才解除了水患。
第四十六條 報廢的立井應當填實封堵,或者在井口澆注1個大於井筒斷麵的堅實的鋼筋混凝土蓋板,並設置柵欄和標誌。
報廢的斜井應當填實封堵,或者在井口以下斜長20 m處砌築1座磚、石或者混凝土牆,再用泥土填至井口,並加砌封牆。
報廢的平硐,應當從硐口向裏用泥土填實至少20 m,再砌封牆。報廢井口的周圍有地麵水影響的,應當設置排水溝。
封填報廢的立井、斜井和平硐時,應當做好隱蔽工程記錄,並填圖歸檔。
本條是關於礦井報廢井筒填實封堵的規定。
報廢井筒應當按照本規定的要求,編製報廢井筒填實封堵發的設計,並嚴格組織施工,竣工後進行驗收,建立檔案,明確責任,以備後查,防範通過廢棄井筒引發水害事故。
第四十七條 礦井應當與氣象、水利、防汛等部門進行聯係,建立災害性天氣預警和預防機製。煤礦應當及時掌握可能危及煤礦安全生產的暴雨洪水災害信息,密切關注災害性天氣的預報預警信息;及時掌握汛情水情,采取安全防範措施;加強與周邊相鄰礦井信息溝通,發現礦井出現異常情況時,立即向周邊相鄰礦井進行預警。
本條是關於礦井建立災害性天氣水害預警和預防機製的規定。
煤礦是安全生產的責任主體,應當主動於氣象、水利、防汛等部門進行聯係,建立災害性天氣預警和預防機製。在礦井發生災害後,應及時與周邊礦井進行信息溝通。
第四十八條 礦井應當安排專人負責對本井田範圍內可能波及的周邊廢棄老窯、地麵塌陷坑、采動裂隙以及可能影響礦井安全生產的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點部位進行巡視檢查。當接到暴雨災害預警信息和警報後,應當實施24 h不間斷巡查。在礦區每次降大到暴雨的前後,應當派專業人員及時觀測礦井湧水量變化情況。
本條是關於礦井在雨季應對重點危險區域巡查的規定。
礦井在雨季要安排專人對本規定列出的重點部位進行巡視檢查,同時結合礦井實際,對影響礦井的隱患進行檢查治理。特別是接到暴雨災害預警信息和警報後,要實施24h不間斷巡視。收集的新機要及時反饋給礦調度室,以便及時決策。
特別是井下湧水量突然增加後,要查找原因;未查明原因之前,要撤出井下作業人員。
第四十九條 礦井應當建立暴雨洪水可能引發淹井等事故災害緊急情況下及時撤出井下人員的製度,明確啟動標準、指揮部門、聯絡人員、撤人程序等。當發現暴雨洪水災害嚴重可能引發淹井時,應當立即撤出作業人員到安全地點。經確認隱患完全消除後,方可恢複生產。
本條是關於礦井在暴雨洪水期間應建立井下撤人製度的規定。
礦井在暴雨洪水期間應製定預案,明確撤出井下作業人員的標準,如有的地區以規定24h降雨量達到50mm時,井下必須撤人;另外,還要明確撤人的指揮部門、井下聯絡人員以及撤人的程序等細節。
第五十條 礦井在雨季前,應當全麵檢查防範暴雨洪水引發事故災難防範措施的落實情況。對檢查出的事故隱患,應當落實責任,並限定在汛期前完成整改。防治水工程應當有專門設計,工程竣工後由礦井總工程師負責組織驗收。
本條是關於礦井在雨季前應進行隱患排查治理的規定。
(一)煤礦企業在雨季前應開展隱患排查。其排查重點包括:位於地表河流、湖泊、水庫和山洪等附近礦井的防洪設施和防範措施是否到位;與礦井連通的采煤塌陷坑是否填平壓實;井口標高低於當地曆年最高洪水位的礦井是否采取防範措施;井田範圍內及周邊已關閉的廢棄煤礦是否充實填死。
(二)對查出的隱患限期治理。治理隱患要製定方案,加強領導,明確責任,資金到位,保證質量,限期完成。
(三)防治水工程要組織驗收。防治水工程應按照設計的要求,有礦井總工程師組織相關人員進行全麵驗收。
第二節 防隔水煤(岩)柱的留設
第五十一條 相鄰礦井的分界處,應當留防隔水煤(岩)柱。礦井以斷層分界的,應當在斷層兩側留有防隔水煤(岩)柱。
本條是關於礦井分界處防隔水煤(岩)柱留設的規定。
(一)礦與礦邊界必須留防隔水煤(岩)柱;以斷層為界的,必須在斷層兩側留有防隔水煤(岩)柱。防隔水煤(岩)柱尺寸在礦井設計時確定。
(二)礦井邊界煤(岩)柱已破壞的,要采取有效措施,建立防水承壓的隔離措施。
【案例】2005年4月24日,吉林省吉林市蛟河市吉安煤礦+178m一層煤掘進工作麵發生透水,水流經吉安煤礦與騰達煤礦連通的溜煤眼泄入騰達煤礦,造成騰達煤礦30多名礦工死亡。
事故直接原因:吉安煤礦在掘進+178m一層煤巷道過程中,違法越界開采防隔水煤(岩)柱,放炮導通原蛟河煤礦五井二號井采空區積水,水流泄入騰達煤礦,導致事故發生。
第五十二條 受水害威脅的礦井,有下列情況之一的,應當留設防隔水煤(岩)柱:
(一)煤層露頭風化帶;
(二)在地表水體、含水衝積層下和水淹區鄰近地帶;
(三)與富水性強的含水層間存在水力聯係的斷層、裂隙帶或者強導水斷層接觸的煤層;
(四)有大量積水的老窯和采空區;
(五)導水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河;
(六)分區隔離開采邊界;
(七)受保護的觀測孔、注漿孔和電纜孔等。
鬆散含水層下防隔水煤柱的留設示意圖
本條是關於礦井留設防隔水煤(岩)柱的規定。
本條規定的七種受水害威脅的礦井必須按規定留設防隔水煤(岩)柱,這七種情況都有深刻的事故教訓。如果不具備留設防隔水煤(岩)柱的,應徹底查清水害,采取有效措施,經企業責任人批準;無法保證安全的,不得掘進開采。
第五十三條 礦井應當根據礦井的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍岩物理力學性質、開采方法及岩層移動規律等因素確定相應的防隔水煤(岩)柱的尺寸。防隔水煤(岩)柱的尺寸要求見附錄三。
礦井防隔水煤(岩)柱應當由礦井地測機構組織編製專門設計,經礦井總工程師組織有關單位審查批準後實施。
本條是關於礦井防隔水煤(岩)柱留設尺寸、設計編製及審批實施的規定。
礦井必須嚴格按照附錄三所列的九種情況留設防隔水煤(岩)柱。如果遇有其他特殊情況,可參照九種情況中最相近者執行。相鄰礦井采空區與本礦井相通、無法留設防隔水煤(岩)柱的,要按照“誰破壞,誰治理“原則,采取治理措施;礦井內防隔水煤(岩)柱要編製設計,礦井總工程師組織審批。
第五十四條 礦井防隔水煤(岩)柱一經確定,不得隨意變動。嚴禁在各類防隔水煤(岩)柱中進行采掘活動。
本條是關於礦井保護防隔水煤(岩)柱的規定。
防隔水煤(岩)柱不能隨意變動;確實需要變動的,邊界煤柱需要設計部門重新計算設計,並按規定審批。井田內煤柱變動的,有礦井總工程師審批。在水體下、衝積層下開采,提高開采上限的要經省級煤炭行業管理部門批準。
任何礦井不得在防隔水煤(岩)柱內部進行采掘活動,因為防隔水煤(岩)柱一旦破壞,強度降低,不能起到防隔水的作用。
第五十五條 開采水淹區下的廢棄防隔水煤(岩)柱時,應當徹底疏放上部積水。嚴禁頂水作業。
本條是關於開采廢棄防隔水煤(岩)柱的規定。
(一)為提高資源利用率,需要開采水淹區下廢棄防隔水煤(岩)柱時,應當編製開采設計,製定疏放上部積水的措施,確保安全
(二)廢棄防隔水煤(岩)柱上部積水未徹底疏放結束,嚴禁頂水作業。
第五十六條 有突水曆史或帶壓開采的礦井,應當分水平或分采區實行隔離開采。在分區之前,應當留設防隔水煤(岩)柱並建立防水閘門,以便在發生突水時,能夠控製水勢、減少災情、保障礦井安全。
本條是關於分區開采留設防隔水煤(岩)柱的規定。
(一)水文地質條件複雜、極複雜的礦井應當分水平或分采區實行隔離開采,特別是有突水曆史或帶壓開采的礦井,必須實行隔離開采。
(二)為了防止開采區域發生突水,影響其他區域的安全生產,在分區隔離之前,要留設防隔水煤(岩)柱並建立防水閘門。如果礦井不具備建立防水閘門條件,要製定嚴密的措施。設計由煤礦企業負責人審查批準。
第三節 排水係統
第五十七條 礦井應當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。
本條是關於礦井配備排水係統的規定。
(一)礦井必須建立排水係統。該係統主要包括水泵、排水管路、配電設備、水倉、水溝等。不得將礦井水向老空區排放或私自泄入其他礦井,再由其他礦井排水。
(二)排水係統的設置應根據最新預測評價的正常湧水量和最大湧水量為依據,各種排水設施要相互匹配,確保礦井能夠正常排水。
第五十八條 礦井井下排水設備應當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。工作水泵的能力,應當能在20 h內排出礦井24 h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20 h內排出礦井24 h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%。
水文地質條件複雜或者極複雜的礦井,除符合本條第一款規定外,可以在主泵房內預留安裝一定數量水泵的位置,或者增加相應的排水能力。
水管應當有一定的備用量。工作水管的能力,應當能配合工作水泵在20 h內排出礦井24 h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20 h內排出礦井24 h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。
有突水淹井危險的礦井,可以另行增建抗災強排水係統。
本條是關於礦井排水係統配置的規定。
(一)水文地質條件簡單、中等的礦井可按照本規定第一款、第三款、第四款進行設置。
(二)水文地質條件複雜、極複雜的礦井。特別是不具備建立防水閘門條件的礦井,應在主泵房內預留安裝一定數量水泵的位置,增加排水能力。
(三)有突水淹井危險的礦井,應根據水文地質條件的變化,及時增加水泵,擴大排水能力。如在地麵打排水孔,建立潛水電泵排水係統。
第五十九條 礦井主要泵房應當至少有2個安全出口,一個出口用斜巷通到井筒,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。
本條是關於礦井主要泵房安全出口的規定。
(一)中央泵房是礦井的心髒,特別是發生突水後,要盡力保證中央泵房的正常運轉,力保不淹井。所以,通道井底車場的出口通路內,要設置易於關閉的既能防水又能防火的密閉門,同時,中央泵房還要略高於井底車場,發生突水後,有緩衝的時間。
(二)泵房的安全逃生口,至少要高出泵房底板7m以上,便於最後撤出的人員有逃生時間;泵房和水倉的連接通道要設置可靠的控製閘門,主要防止水倉水在有異常情況下倒流泵房。
(三)推廣無人值守泵房,采用遠程監控集控係統。推廣使用地麵操控的潛水泵係統。
第六十條 礦井主要水倉應當有主倉和副倉,當一個水倉清理時,另一個水倉能夠正常使用。
新建、改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8 h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4 h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。
本條是關於礦井排水係統水倉的規定。
(一)礦井水倉必須有主倉和副倉,水倉的空倉容量不足50%時,要及時清挖。
(二)新建、該擴建或者生產礦井新水平、采區水倉應按本規定設置水倉容量。
(三)礦井最大湧水量與正常湧水量相差大的礦井,應全麵統計分析湧水量的構成情況,由有資質的設計部門編製專門設計,煤礦企業總工程師組織審查批準。
第六十一條 水泵、水管、閘閥、排水用的配電設備和輸電線路,應當經常檢查和維護。在每年雨季前,應當全麵檢修1次,並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。
水倉、沉澱池和水溝中的淤泥,應當及時清理;每年雨季前,應當清理1次。
本條是關於礦井聯合排水試驗的規定。
(一)聯合排水試驗要製定方案,嚴密組織,至少在雨季前開展1次,發現問題,及時才處理。
(二)每年雨季前,至少對水倉、沉澱池和水溝中的淤泥清理1次。
第六十二條 對於采用平硐泄水的礦井,其平硐的總過水能力應當不小於曆年最大滲入礦井水量的1.2倍;水溝或者泄水巷的標高,應當比主運輸巷道的標高低。
本條是關於平硐泄水的規定。
采用平硐泄水的礦井應統計分析正常湧水量和最大湧水量。水溝或者泄水巷的設計主要依據礦井正常湧水量。平硐的大小要考慮曆年礦井湧水量的情況,平硐的總過水能力不小於曆年最大湧水量的1.2倍。
第六十三條 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,老礦井也應當改建增設潛水泵窩。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。
本條是關於井筒底留設潛水泵窩和新井建設過程中井底臨時設置排水係統的規定。
(一)井筒底留設潛水泵窩是為了一旦礦井突水淹井後搶險排水複礦的需要,所以老礦井也應當改建增設潛水泵窩。
(二)井筒開鑿到底後,要設置臨時排水設施,以防掘進巷道突水後,保證施工人員安全。
第六十四條 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。
本條是關於在建礦井臨時排水係統的規定。
(一)新建礦井,永久排水係統要優先建設,盡快投入使用。
(二)在永久排水係統投入使用前,各施工區應分析受水害威脅的 情況,設置可靠的臨時排水係統,確保施工人員的安全。
第六十五條 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。
本條是關於生產礦井延伸水平應首先建立防、排水係統的規定。
為確保整個礦井的安全,生產礦井延深水平到底後,要優先建設防水係統和排水係統。如設置防水閘門、建立水倉、鋪設管路、安裝水泵、並盡快發揮作用。隻有在防、排水係統建成後,方可向新的區域掘進施工。
第四節 水閘門與水閘牆
第六十六條 水文地質條件複雜、極複雜的礦井,應當在井底車場周圍設置防水閘門,或者在正常排水係統基礎上安裝配備排水能力不小於最大湧水量的潛水電泵排水係統。
本條是關於水文地質條件複雜、極複雜礦井設置防水閘門或安裝潛水電泵排水係統的規定。
(一)防水閘門對防止突水淹井有一定作用。多年實踐證明,防水閘門確實能夠起到分區隔離、減少礦井水害損失的作用、如焦煤集團公司通過關閉防水閘門,防止了礦井淹沒。所以,有條件的礦井,應當在井底車場周圍設置防水閘門。
防水閘門在實際生產應用過程中,也存在很多問題:如質量要求高,建設困難,建築成本高;耐水密封性檢測困難,維護費用高,每年關閉實驗困難;常與生產互有幹擾;突水後井下人員是否全部撤出,井底防水閘門能否下決心關閉;需關閉水閘門時過水量大、水中雜物多等,人工關閉、關嚴困難等。
(二)高揚程、大排量潛水泵已在煤礦使用。隨著現代科學技術的發展,目前已經有了排水量大、揚程高的潛水泵。其優點是:能在地麵控製,泵房淹沒後仍能正常工作。新礦井可以利用臥泵加潛水泵方案代替傳統的井底中央泵房加水閘門方案。孫疃和梧桐莊等煤礦在這方麵做了有益嚐試。
(三)水文地質條件複雜、極複雜的礦井,可以選擇在井底車場周圍設置防水閘門,也可選擇用潛水電泵排水係統代替防水閘門。
第六十七條 在礦井有突水危險的采掘區域,應當在其附近設置防水閘門。不具備建築防水閘門的隔離條件的,可以不建築防水閘門,但應當製定嚴格的其他防治水措施,並經煤礦企業主要負責人審批同意。
本條是關於礦井在突水危險采掘區域設置防水閘門的規定。
在礦井有突水危險的采掘區域設置水閘門,主要是防止突水後影響整個礦井安全。在礦井有突水危險的采掘區域不建築防水閘門的,要製定嚴格的措施和應急預案,並經煤礦企業主要負責人審批同意。
第六十八條 建築防水閘門應當符合下列規定:
(一)防水閘門由具有相應資質的單位進行設計,
門體采用定型設計;
(二)防水閘門的施工及其質量,符合設計要求。閘門和閘門硐室不得漏水;
(三)防水閘門硐室前、後兩端,分別砌築不小於5 m的混凝土護镟,镟後用混凝土填實,不得空幫、空頂。防水閘門硐室和護镟采用高標號水泥進行注漿加固,注漿壓力符合設計要求;
(四)防水閘門來水一側15-25 m處,加設1道擋物箅子門。防水閘門與箅子門之間,不得停放車輛或堆放雜物。來水時,先關箅子門,後關防水閘門。如果采用雙向防水閘門,在兩側各設1道箅子門;
(五)通過防水閘門的軌道、電機車架空線、帶式輸送機等能夠靈活易拆。通過防水閘門牆體的各種管路和安設在閘門外側的閘閥的耐壓能力,與防水閘門所設計壓力相一致。電纜、管道通過防水閘門牆體處,用堵頭和閥門封堵嚴密,不得漏水;
(六)防水閘門安設觀測水壓的裝置,並有放水管和放水閘閥;
(七)防水閘門竣工後,按照設計要求進行驗收。對新掘進巷道內建築的防水閘門,進行注水耐壓試驗;水閘門內巷道的長度不得大於15 m,試驗的壓力不得低於設計水壓,其穩壓時間在24 h以上,試壓時有專門安全措施。
本條是關於建築防水閘門的規定。
(一)嚴格設計。門體采用定型設計,設置防水閘門要全麵考慮圍岩性質,承受的水頭壓力等,由具有資質的單位進行設計。
(二)嚴格施工。按設計要求施工,保證施工質量。
(三)耐壓試驗。製定實驗方案和應急措施,確保試壓安全。
(四)組織驗收。由礦井總工程師組織相關人員驗收。
第六十九條 防水閘門應當靈活可靠,並保證每年進行2次關閉試驗,其中1次在雨季前進行。關閉閘門所用的工具和零配件應當由專人保管,並在專門地點存放,任何人不得挪用丟失。
本條是關於防水閘門日常維護管理的規定。
一、日常維護和管理
(一)井下防水閘門必須製定專用技術管理製度,製定專責單位,明確專人管理,定期進行檢查、維護。
(二)每半年要對每個防水閘門進行1次不承壓關門試驗,其中1 次在雨季前。應檢查門的密合程度、硐室圍岩有無變化、附件是否齊全、設施有無損壞及製度執行情況。發現問題及時研究解決。
(三)關閉閘門所用的工具和零配件應由專人保管,並在專門地點存放,任何人不得挪用丟失。
二、防水閘門的關閉
(一)當井下發生突然湧水或出現突水征兆危及礦井安全時,必須立即做好關閉防水閘門的準備工作,同時輕視搶險救災指揮部,批準後方可關閉防水閘門。
在正常情況下,由於采區報廢或按計劃暫停采區生
產,要求關閉防水閘門時,須提前寫出專題報告。其內容包括:采區尚餘儲量、湧水量、水源水的靜止水位、關閉防水閘門原因、今後打算,以及關閉防水閘門的安全技術措施等。該專題報告報請企業負責人批準。
關閉防水閘門時,礦井負責人要深入井下檢查準備情況,具體指揮關閉工作。
(二)關閉防水閘門以前,需先做好以下工作:
1、撤退水害影響地區的全部人員,並在各通道口設崗警戒,防止人員誤入封閉區。
2、準備妥當全部防水閘門硐室的所有設施,如放水截門、水頭壓力表、管子堵頭板、活動短軌等。
3、清理幹淨防水閘門附近和水溝內的雜物。
4、防水閘門以外的防水避災路線暢通無阻。
5、檢修排水設備,每台均要達到完好標準;清挖水倉,將水倉內的積水排至最低水位。
6、防水閘門附近的臨時局部通風機和臨時直通地麵電話安裝妥當。
7、防水閘門以裏的柵欄門全部關好。
8、應急預案及安全措施落實到位。
以上各項工作都已完成,由搶險救災指揮部發布關門命令。
(三)有幾個防水閘門或水閘牆需要一次關閉時,其關閉順序是:先關閉所在位置較低的,然後關閉
所在位置較高的,依次進行。
(四)關閉防水閘門以前,要以書麵材料通知鄰近各有關礦井,說明本礦井水閘門的關閉時間、封閉地區位置、最高靜止水位和可能造成的影響,並要求近期內對井下各湧水點水量變化和井上各水文鑽孔的水位變化進行定時觀測。各礦的觀測資料要及時進行交流,互通情報。
(五)防水閘門關閉以後,除定時派人觀測本礦其他區域的水量和水位變化外,還必須在防水閘門附近的安全地點設人(每班不少於2人)值班,觀測防水閘門附近的水頭壓力變化、漏水情況、硐室巷道壓力有無異常。值班人員要做出觀測記錄,定時向礦調度室彙報;特殊情況及時彙報處理。
(六)防水閘門關閉,水頭壓力穩定7日以後,如
果無特殊情況發生,按正常情況定時進行觀測。
三、防水閘門的開啟
(一)防水閘門開啟必須編製開啟防水閘門的安全技術措施,經企業負責人審批後,方準進行開啟防水閘門工作。
(二)防水閘門開啟前,要對井下排水、供電係統進行一次全麵檢查。排水能力要與防水閘門硐室放水管的放水量相適應,水倉要清理幹淨。水溝要暢通無阻。
(三)開啟防水閘門要先打開放水管,有控製地泄壓放水。當水源已經封閉或已經疏幹時,水頭壓力必須降到零位,方能打開防水閘門;如果水頭壓力降不到零位,必須承壓開啟時,礦井總工程師可在不損壞防水閘門的情況下,製定出安全措施和規定
最低水頭壓力後,方可強製開門。
(四)同時有幾個防水閘門需要開啟時,應按先高後低依次開啟。
(五)防水閘門打開以後,首先由救護隊員進入,檢查瓦斯和巷道情況。隻有在恢複通風係統,消除一切不安全因素後,才準許其他人員進入閘門以內工作。
第七十條 井下需要構築水閘牆的,應當由具有相應資質的單位進行設計,按照設計進行施工,並按照規定進行竣工驗收;否則,不得投入使用。
本條是關於水閘牆設計、施工和驗收的規定。
井下構築的水閘牆,要承受一定的水頭壓力,技術要求較高,要由具有資質的單位進行設計。礦井不得自行設計構築水閘牆。
【案例】2005年7月7日,江西省萍鄉市上栗縣赤山鎮永勝煤礦,自行在井下構築防水密閉牆,未按有關規範進行設計和施工,在雨季大量充水後發生垮塌,使大量老空積水潰入礦井,導致15人死亡。
第七十一條 報廢巷道封閉時,在報廢的暗井和傾斜巷道下口的密閉水閘牆應當留泄水孔,每月定期進行觀測,雨季加密觀測。
本條是關於報廢巷道密閉時水閘牆設置的規定。
為了加強礦井安全和通風管理,對於報廢巷道一般要進行封閉管理。在報廢的暗井和傾斜巷道下口的
密閉水閘牆應當留設泄水孔,防止積水引起密閉牆突然垮塌,引發水害事故。
加強日常觀測,雨季加密觀測,如有異常,立即撤出受水威脅區域的作業人員。
【案例】2007年8月7日,貴州省黔西縣羊場鄉攏華煤礦發生一起重大水害事故,潰水量7000m3,造成12人死亡,2人受傷。礦井正在進行該擴建,由6萬t/a變為30萬t/a。壟華煤礦地質及開采資料不全,也為配備水文地質專業技術人員。設置的密閉水閘牆沒有留泄水孔。由於礦區連續降大到暴雨,大量雨水不斷通過地表裂隙滲透,充滿礦井邊界西側的老窯采空區,致使行人斜井210m處西幫老窯密閉牆內的老窯積水潰決,衝毀井壁灌入井下,導致正在修水泵、檢修瓦斯的14名人員被困(包括礦長和副礦長)。
第五節 疏幹開采和帶壓開采
第七十二條 煤層(組)頂板導水裂縫帶範圍內分布有富水性強的含水層,應當進行疏幹開采。
垮落帶與導水裂縫帶最大高度可根據《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的有關公式計算和現場實測等方法綜合確定。
本條是關於煤層頂板疏幹範圍規定方法的有關規定。
一、采場頂部岩石的破壞分節
按采礦對頂部岩石造成的破壞程度和特征,大致分為以下三個不同的開采影響帶:
(一)跨落帶,是指由采煤引起的上覆岩層破裂並向采空區跨落得岩層範圍。它具有以下特性:一是無序性,跨落岩塊大小不一無規則地堆積在采空區內。二是碎脹性,它是使跨落帶能自行停止的根本原因。三是可壓縮性,跨落岩塊間的空隙隨著時間的延長和采動程度的加大,在一定程度上可得到壓實;跨落帶的高度主要取決於采出煤層厚度和上覆岩石的碎脹係數,通常為采出煤層厚度的3~5倍。
(二)導水裂縫帶,是指開采煤倉上方一定範圍內的岩層發生跨落和斷裂,產生裂縫,且具有導水性的岩層範圍。這一層具有成層性、連通性和導水性的特點。
(三)彎曲帶,是指位於裂縫帶之上直至地表的岩層範圍。其特點是具有隔水性,岩層的移動過程是連續且有規律,其發育高度主要受開采深度的影響控製。
頂板岩層移動分帶圖
二、垮落帶與導水裂縫帶最大高度的確定方法
為了確定疏幹範圍,必須預測導水裂縫帶發育高度,該高度主要與煤層開采厚度和開采麵積、覆岩岩性和組合方式、煤層傾角和埋深、煤層開采方法和頂板管理方法等因素有關。
確定煤層覆岩垮落帶和導水裂縫帶最大高度的方法有經驗公式法、現場實測法和數值模擬法等。有條件的礦井,要采用多種方法綜合確定。
(一)經驗公式法,見表4-1、表4-2和表4-3。
表4-1 厚煤層(00~540)分層開采的垮落帶高度計算公式
注:——累計采厚;公式應用範圍:單層采厚1~3m,累計采厚不超過15m;計算公式中±號項為中誤差。表4-2、表4-3同。
表4-2 厚煤層(00~540)分層開采的導水裂縫帶高度計算公式
表4-3 急傾斜煤層(550~940)煤層垮落帶、導水裂縫帶高度計算公式
(二)現場實測法。該方法主要在煤礦采空區上方施工鑽孔,通過觀測鑽孔中衝洗液漏失量和鑽孔中水位變化來確定垮落帶和導水裂縫帶高度。具體測定方法可參閱有關標準。此外,在現場運用地球物理勘探方法測定垮落帶和導水裂縫帶發育高度,最後用鑽探實測結果校正,也是常常采用的一種實測方法。
表4-1、表4-2和表4-3中經驗公式適用於分層開采的情形。但今年來,由於普及綜放開采具有高產高效的優點,因此在我國得到迅速普及。在目前尚未總結出適合綜放開采計算兩帶高度的經驗公式條件下,采用現場實測法是較好的選擇。
(三)數值模擬法。用有限元法或者有限差分法等
模擬確定導水裂縫帶的高度,已有現成程序,如Flac-2D、Flac-3D、Ansys-2D等。
經驗公式法、現場實測法和數值模擬法這三種方法各有優缺點,有條件的礦井可采用多種方法綜合確定。
第七十三條 被鬆散富水性強的含水層覆蓋且淺埋的緩傾斜煤層,需要疏幹開采時,應當進行專門水文地質勘探或者補充勘探,以查明水文地質條件,並根據勘探評價成果確定疏幹地段、製定疏幹方案,經煤礦企業總工程師審批同意後執行。
本條是關於被鬆散富水性強的含水層覆蓋且淺埋的緩傾斜煤層疏幹開采的規定。
(一)進行專門水文地質補充勘探。疏幹勘探是以
疏幹為目的的補充水文地質勘探,采用物探、化探和鑽探等手段,查明疏幹含水層的厚度、富水性、滲透性、水文地質邊界條件、地下水的補給條件與運動規律、滲流場分布、礦井湧水量,以及疏幹工程的出水能力、疏幹水量、殘餘水頭、疏幹時間等;其目的是進一步查明礦區疏幹所需要的水文地質資料,確定疏幹的可能性,最後提出專門水文地質補充勘探報告。
(二)編製疏幹方案。根據專門水文地質補充勘探報告,確定疏幹地段,疏幹工程的布置、規模、種類、質量,施工設備,施工工藝及完工時間等,編製疏幹方案。疏幹方案編製一般應遵循的原則是:應與煤礦建井、開采階段相適應;疏幹能力要超過充水含水層的天然補給量;疏幹工程應靠近防
護地段,並盡可能從充水含水層底板地形低窪處開始;疏幹鑽孔應采用多種方案進行試算,孔間幹擾要求達到最大值;水平充水含水層應采用環狀疏幹係統,傾斜充水含水層應采用線狀疏幹係統。疏幹方案的編製是在水文地質勘探基礎上進行的,在試驗性疏幹結束後,應根據實際情況對疏幹方案做進一步修訂。
(三)疏幹方案需經審批執行。疏幹開采技術難度大,還要考慮經濟成本、水資源和生態環境保護等。因此,需經煤礦企業總工程師審批執行。在實施疏幹開采過程中,要加強現場管理,加強地麵和井下水文地質情況的監測。
第七十四條 疏幹開采半固結或者較鬆散的古近係、新近係含水層覆蓋的煤層時,開采前應當遵守下列規定:
(一)查明流砂層的埋藏分布條件,研究其相變及成因類型;
(二)查明流砂層的富水性、水理性,預計湧水量和預測可疏幹性,建立動態觀測網,觀測疏幹速度和疏幹半徑;
(三)在疏幹開采試驗中,應當觀測研究導水裂縫帶發育高度,水砂分離方法、跑砂休止角,巷道開口時潰水潰砂的最小垂直距離、鑽孔超前探放水安全距離等;
(四)研究對潰水潰砂引起地麵塌陷的預測及處理方法。
本條是關於在易形成流沙的半固結或較鬆散含水層下開采的有關規定。
在流砂層下采煤極易造成湧水潰砂災害。湧水潰砂產生的條件:
(一)上覆含水層中存在厚度大於0.25m的粉細砂層,砂土的含水率大於3%或孔隙率大於43%,土的組成中粉砂含量大於75%。
(二)覆岩含水層富水性強,向礦井湧水的水利坡度應達到或大於臨界水力坡度。臨界水力坡度一般用紮馬林公式確定:
式中: Jc——臨界水利坡度
Υs——土的容重
Υ——水的容重
n——孔隙率
(三)采礦破壞形成的垮落帶和導水裂縫帶貫通含水層。
(四)采空區和巷道有足夠大空間容納潰入的水砂。
防止煤礦湧水潰砂的主要方法是疏幹降壓,減小動水壓力。因此,必須查明含水層和粉細砂岩的埋藏分布規律和成因類型,含水層的顆粒級配、富水性、水理性質、滲透係數、貯(釋)水係數,給水度、地下水水位和水質動態變化等,編繪地下水水位和基岩頂麵等值線圖,計算垮落帶和導水裂縫帶發育高度等,確定疏幹地段和疏幹方案,並預測湧水潰砂可能引起的地麵塌陷及其預防處理方法。
第七十五條 如果煤層頂板受開采破壞後,其導水裂縫帶波及範圍內存在富水性強的含水層(體)的,在掘進、回采前,應當對含水層采取超前疏幹措施;進行專門水文地質勘探和試驗,並編製疏幹方案,選定疏幹方式和方法,綜合評價疏幹開采條件和技術經濟合理性。疏幹方案由煤礦企業總工程師審定。
本條是關於礦井疏幹開采方案編製和審批的規定。
煤層開采過程或頂板破壞後,其導水裂縫帶波及範圍內存在富水性強的含水層(體),在具備疏幹的條件下,在采掘前要進行專門水文地質疏幹勘探和試驗,編製疏幹方案,選定疏幹方式與方法,對含
水層(體)采取超前疏幹措施。
對導水裂縫帶可能波及到的諸如老空水等強富水體,必須預先徹底疏幹或疏放,方可開采。
第七十六條 在礦井疏幹開采過程中,應當進行定性、定量分析,可以應用“三圖雙預測法”進行頂板水害分區評價和預測。有條件的礦井可以應用數值模擬技術,進行導水裂縫帶發育高度、疏幹水量和地下水流場變化的模擬和預測。
本條是關於礦井在疏幹開采過程中應當采用新技術預測預報的規定。
為了使礦井疏幹方案更具合理性,應采用新方法和新技術進行導水裂縫帶發育高度、充水含水層富水性、頂板水害分區評價和疏幹水量預測等研究。
“三圖-雙預測法”是一種解決煤層頂板充水水源、通道和強度三大關鍵技術問題的頂板水害預測評價方法。
(一)“三圖”,是指煤層頂板充水含水層富水性分區圖、頂板冒裂安全性分區圖和頂板湧(突)水條件綜合分區圖。
充水含水層富水性分區圖,可通過影響控製含水層富水程度的厚度和岩性、地質構造、滲透特性、單位湧水量、鑽孔岩芯描述和采取率、衝洗液消耗量、抽(放)水試驗和井下湧(突)水形成的地下水滲流分析、地下水水化學場和地球物理勘探場分析等資料,根據多源信息複合原理,應用GIS的疊加功能編製形成。
頂板冒裂安全性分區圖,是指由煤層回采過程中誘
發的頂板導水裂縫帶加保護層總高度與煤層至含水層之間覆岩厚度之差繪製的圖,它是煤層回采過程中頂板突水災害發生的前提。頂板導水裂縫帶發育總高度受控因素多,具有非常複雜的非線性特征,除了受控於煤層覆岩岩性組合、塑性與脆性岩沉積厚度比值和其沉積位置、傾角和構造條件以及原岩地應力分布等自然因素外,開采工藝、采高和工作麵斜長以及具體的頂板管理方式等人為因素也同等重要的控製其發育總高度。導水裂縫帶發育總高度一般可采用經驗公式或數值模擬計算評價,也可采用井下現場實測確定。
頂板湧(突)水條件綜合分區圖,是指應用GIS的多源信息複合疊加功能,將前述的煤層頂板充水含水層富水性分區圖與頂板冒裂安全性分區圖複合疊加處理後編製而成的圖。
(二)“雙預測”,是指在天然和人為改造狀態下的采煤工作麵分段和整體工程湧水量預測。
天然和人為改造狀態下的采煤工作麵分段和整體工程湧水量預測,是根據研究礦井具體的充水水文地質物理概念模型,建立地下水流係統的三維數值模擬模型,在反演識別基礎上,根據采煤工作麵周期來壓步驟,分別預測在天然和人為改造兩種不同狀態下的采煤工作麵分段和整體工程湧水量。
第七十七條 當承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能夠承受的水頭值大於實際水頭值時,開采後,隔水層不容易被破壞,煤層底板水突然湧出可能性小,可以進行帶壓開采,但應當製定安全措施,由煤礦企業總工程師審批。
安全隔水層厚度和突水係數計算公式見附錄四。
本條是關於礦井帶壓開采的規定。
(一)帶壓開采評價。測定底板隔水層平均重度、平均抗拉強度和底板隔水層承受的水頭壓力,根據附錄四安全隔水層厚度和突水係數計算公式,評價是否可以帶壓開采。
(二)製定帶壓開采方案。在帶壓開采過程中,要加強動態監測,製定現場應急預案,防止誤揭斷層或破碎帶等導水地質構造。帶壓開采方案需經煤礦企業總工程師組織審批。
第七十八條 當承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能夠承受的水頭值小於實際水頭值時,開采前應當遵守下列規定:
(一)采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水
頭值降到隔水層能允許的安全水頭值以下,並製定安全措施,由煤礦企業總工程師批準。總結適合本礦區(井)的安全水頭值,指導安全生產。礦井排水考慮與礦區供水、生態環境保護相結合,推廣應用礦井排水、供水、生態環保三位一體優化結合的管理模式和方法;
(二)承壓含水層的集中補給邊界已經基本查清情況下,可以預先進行帷幕注漿,截斷水源,然後疏水降壓開采;
(三)當承壓含水層的補給水源充沛,不具備疏水降壓和帷幕注漿的條件時,可以酌情采用局部注漿加固底板隔水層和改造含水層為弱含水層的方法,但應當編製專門的設計,在有充分防範措施的條件下進行試采,並製定專門的防止淹井措施,由煤礦企業總工程師批準。安全水頭壓力值計算公式見附錄五。
本條是關於礦井疏水降壓開采的規定。
(一)疏水降壓開采的條件。根據附錄五安全水頭壓力值計算,如果承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能夠承受的水頭值小於實際水頭值時,就要進行降壓開采,防止突水淹井。
疏水降壓地下水管理模型為:
式中,Z為目標函數,Wi為疏水孔水量,約束條件除了一般的非負約束和水流方程外,還有用附錄五中公式(5-2)計算的安全水頭值H。
(二)降壓開采的管理模式和方法。在疏水降壓開采過程中,應積極推廣應用礦井排水、供水、生態環保三位一體優化結合的管理模式和方法,有效的解決由於煤礦大流量、大降深疏排地下水而導致的礦區所在城市與周圍地區的供水困難和生態環境惡化的難題。根據礦井所在區域的具體水文地質條件和經濟社會發展對水資源的需求,在取水建築物選型中,要多方麵考慮,不僅選擇在井下打專門疏(放)水孔,也可選擇在礦井地麵打抽水孔,或在承壓含水層的淺部隱伏露頭補給區處打地麵淺排
孔。排、供、生態環保三位一體優化結合管理模型是在礦區地下水流數值模擬基礎上,應用運籌學的數學規劃理論和方法,在保證礦井安全生產和生態環境質量等約束前提下,尋求滿足供給礦區和周圍地區一定數量水資源或產生一定經濟效益目標的水資源供給和分配方案。這樣一方麵提高了三位一體結合係統整體運行的安全可靠性,另一方麵,使礦井疏排水預測和供水資源管理以及生態環境質量評價工作同步進行。不僅在經濟上可避免三個部門大量重複的地質勘探和專門評價管理工作,為國家節約大量資金,而且在技術上由於利用一個模型同時全麵係統地考慮了各工程設施所形成的地下水滲流場之間的相互幹擾和影響,從而確保了預測、管理和評價工作的精度。
(三)降低疏水降壓開采成本。為了減少疏水降壓排水費用,當承壓含水層的集中補給邊界基本查
清時,可預先對其進行帷幕注漿,截斷補給水源,然後再進行疏水降壓開采。
(四)注漿加固底板隔水層。當承壓含水層的補給水源充沛,不具備疏水降壓和建立帷幕注漿條件時,可以采用局部注漿加固底板隔水層和改造含水層為弱含水層的方法,預防突水事故發生。此項工作應當預先編製專門注漿設計,由煤礦企業工程師批準。
第七十九條 有條件的礦井可以采用“脆弱性指數法”或者“五圖雙係數法”等方法,對底板突水危險性進行綜合分區評價,可以采用比擬法、解析法和數值模擬法等方法預計最大湧水量。
本條是關於礦井采用新技術、新方法對底板突水危險性進行預測評價和預計最大湧水量的規定。
一、脆弱性指數法
脆弱性指數法,是一種將可確定底板突水多種主控因素權重係數的信息融合方法與具有強大空間信息分析處理功能的GIS耦合於一體的煤層底板突水預測評價方法,它是指評價在不同類型構造破壞影響下、由多岩性多岩層組成的煤層底板岩段在礦壓和水壓聯合作用下突水風險的一種預測方法。它不僅可以考慮煤層底板突水的眾多主控因素,而且可以刻畫多因素之間相互複雜的作用關係和對突水控製的相對“權重”比例,並可實施脆弱性指數法包括:基於GIS的ANN型脆弱性指數法、基於GIS的證據權重法型脆弱性指數法、基於GIS的貝葉斯法型脆弱性指數法等;線性脆弱性指數法包括基於GIS的AHP型脆弱性指數法等。
脆弱性指數法評價的具體步驟:
(一)根據對礦井充水水文地質條件分析,建立煤層底板突水的水文地質物理概念模型;
(二)確定煤層底板突水主控因素;
(三)采集收集各突水主控因素基礎數據,並進行歸一化無量綱分析和處理;
(四)應用地理信息係統,建立各主控因素的子專題層圖;
(五)應用信息融合理論,采用非線性數學方法,如ANN法、證據權重法、Logistic回歸法或其他方法;或線性數學方法,如AHP等其他方法。通過模型的反演識別或訓練學習,確定出煤層底板
突水的各主控因素的“權重”係數,建立煤層底板突水脆弱性的預測預報評價模型;
(六)根據研究區各單元計算的突水脆弱性指數,采用頻率直方圖的統計分析方法,合理確定突水脆弱性分區閥值;
(七)提出煤層底板突水脆弱性分區方案;
(八)進行底板突水各主控因素的靈敏度分析;
(九)研發煤層底板突水脆弱性預測預報的信息係統;
(十)根據突水脆弱性預測預報結果,製定底板水害防治的對策措施與建議。
一、五圖-雙係數法
“五圖-雙係數法”是一種帶壓開采工作麵評價的方法。該方法用於采煤工作麵評價時涉及許多細致的工作內容,其中最重要的是圍繞“五圖”、“雙係數”和“三級判別”來進行,詳見圖4-1。
(一)“五圖”的概念和意義如下:
1.在工作麵回采過程中,由於礦壓等因素綜合作用的結果,在每層底板產生一定深度的破壞,這種破壞後的岩層具有導水能力,故稱之為“導水破壞深度”。通過試驗和計算可以獲得該值的分布狀況。據此繪製“底板保護層破壞深度等值線圖”(第一圖)。
.
2.煤層底麵至含水層頂麵之間的這段岩層稱為“底板保護層”。它是阻止承壓水湧入采掘空間的屏障,需查明其厚度及其變化規律。據此繪製“底板保護層厚度等值線圖”(第二圖)
3.煤層底板以下含水層的承壓水頭將分別作用在不同標高的底板上。根據計算繪製“煤層底板上的水頭等值線圖”(第三圖)。
4.把導水破壞深度從底板保護層厚度中減去,所剩厚度稱為“有效保護層”。它是真正具有阻抗水頭壓力能力且起安全保護作用的部分。據此繪製“有效保護層厚度等值線圖”(第四圖)。
5.最後根據有效保護層的存在與否和厚度大小,依照“雙係數”和“三級判別”綜合分析,即可繪製帶壓開采技術的最重要圖件“帶水頭壓力開采評價圖”(第五圖)。
(三)“雙係數”和“三級判別”的概念和意義如下:
1.在研究保護層時,要同時進行保護層阻抗水頭壓力能力的測試,根據所獲參數計算保護層的總體“帶壓係數”。它是表示每米岩層可以阻抗多大水頭壓力的指標,是雙係數之一。另一係數是“突水係數”,它是“有效保護層厚度”與作用其上的水頭值之比。
2.“三級判別”是與雙係數配合用來判別突水與否、突水形式和圖水量變化的三個指標:I級判
別,是判別工作麵必然發生直通式突水的指標;II級判別,是判別工作麵發生非直通式突水可能性及其突水形式的指標;III級判別,是判別以被II級判別定位突水工作麵其突水量變化狀況的指標。
第六節 注漿堵水
第八十條 井筒預注漿應當符合下列規定:
(一)當井筒預計穿過較厚裂隙含水層或者裂隙含水層較薄但層數較多時,可以選用地麵預注漿;
(二)在製定注漿方案前,施工井筒檢查孔,以獲取含水層的埋深、厚度、岩性及簡易水文觀測、抽(壓)水試驗、水質分析等資料;
(三)注漿起始深度,確定在風化帶以下較完整的岩層內。注漿終止深度,大於井筒要穿過的最下部含水層的埋深或者超過井筒深度10-20 m;
(四)當含水層富水性較弱時,可以在井筒工作麵直接注漿。
本條是關於井筒預注漿的規定。
井筒預注漿,是指在井筒開鑿之前的地麵預注漿,其目的是在井筒周圍形成封閉的隔水帷幕,將井筒湧水量減少至最低限度,是井筒安全順利地通過含水層,從而改善井筒作業環境,為建井工程安全和快速施工創造良好的條件。
(一)井筒預注漿的實施條件。在厚度較大的裂隙含水層或者雖然單層含水層厚度不大但單層湧水量大於10m3/h,且層數多,層段又較集中的情況下,選擇地麵預注漿方法比較經濟合理。當含水層距地表很深又是單一含水層,或含水層富水性較差,或單層湧水量大於10m3/h,但含水層層數少、層段分散,選用工作麵預注漿方法較為適宜。
(二)井筒預注漿的要求。井筒預注漿前,必須施
工井筒檢查孔來了解井筒附近含水層的厚度、層數、水頭壓力、湧水量等,為注漿參數設計提供依據。
當井筒設計深度馬頭門位於受注含水層時,一般地,注漿鑽孔的終孔深度超過井深10~20m;若含水層在立井設計深度之上時,鑽孔終孔深度應超過含水層底板10~20m。
第八十一條 注漿封堵突水點應當符合下列規定:
(一)圈定突水點位置,分析突水點附近的地質構造,查明降壓漏鬥形態,分析突水前後水文觀測孔和井、泉的動態變化,必要時需進行連通(示蹤)試驗;
(二)探明突水補給水源的充沛程度或者來水含水層的富水性,以及突水通道的性質和大小等;
(三)封堵突水點,注漿前,做連通試驗和壓(注)水試驗;注漿前後,做好礦井排水對比分析;
(四)編製注漿堵水方案,經煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
本條是關於注漿封堵突水點的規定。
注漿封堵突水點具有減輕礦井排水負擔、恢複被淹礦井、保護地下水資源、改善井下勞動條件的作用,是煤礦防治水的重要技術方法之一。為了正確選擇注漿堵水方案,判斷突水水源、圈定突水電位置是首先需要開展的工作。一般地,確定突水水源采用水化學、水位動態變化分析和連通(示蹤)試驗等方法。為了注漿鑽孔能夠命中關鍵部位,圈定突水點位置、確定通道性質(類型、大小)顯得尤
為重要。通常,采用直流電法、瞬變電磁法、三位地震等物探方法,結合定向鑽進技術及工藝進行定點探查。打鑽命中設計靶域是注漿堵水的關鍵。一般通過礦井排水對比分析來檢查注漿堵水效果。井下突水點注漿堵水方案由煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
第八十二條 采用帷幕注漿方案前,應當對帷幕截流進行可行性研究。
帷幕注漿方案經論證確定後,應當查清地層層序、地質構造、邊界條件,帷幕端點是否具備隔水層或閉合性斷層及其隔水性能、地下水向礦井的滲流量、地下水流速和流向等水文地質條件。
編製帷幕注漿方案,經煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
本條是關於帷幕注漿的規定。
帷幕截流技術,是指沿地下水集中補給通道斷麵布置注漿鑽孔、建造帷幕狀人工阻水體截斷地下水流的一種治水方法。帷幕截流構築的基本條件:一是過水斷麵狹窄;二是具有不透水邊界;三是受注層具有良好的可灌注性;四是帷幕截流工程具有工程量大、工期長、造價高等特點,應該結合構築帷幕的基本條件進行可行性論證。本條提出了圍繞建造帷幕的可行性研究需要開展的主要水文地質工作。帷幕注漿方案由煤礦企業總工程師組織審查同意後實施。
第八十三條 當井下巷道穿過與河流、湖泊、溶洞、含水層等存在水力聯係的導水斷層、裂隙(帶)、陷落柱等構造時,應當探水前進。如果前方有水,應當超前預注漿封堵加固,必要時可預先構築防水閘門或者采取其他防治水措施。否則,不準施工。
穿過含水層段的井巷,應當按照防水的要求進行壁後注漿處理。
本條是井下巷道穿過導水構造時應采取的防治水方法的規定。
充水水源(河流、湖泊、含水層)與導水通道(斷層、裂隙帶、陷落柱、封閉不良鑽孔)二者之間的有機結合構成礦坑充水條件,井下巷道穿過上述水源存在水力聯係的導水通道時,在巷道掘進過程中,具有突水危險性需要進行超前探水,根據探水情況采取預注漿加固巷道圍岩、建築防水閘門進行隔離等措施。因此,巷道掘進過程中探水注漿作業是確保安全施工的一項常規的、重要的礦井水文地質工作,尤其是巷道接近上述水文地質異常體時,一定要堅持探水注漿製度;否則,不能掘進。為了減少井巷工程湧水量,給掘進作業創造良好的工作環境,對已已經穿越含水層的井巷,淋水較大
時,應當進行壁後注漿,一般會收到良好的效果。
第八十四條 當回采工作麵內有導水的斷層、裂隙或陷落柱時,應當按照規定留設防隔水煤(岩)柱,也可以采用注漿方法封堵導水通道;否則,不準采煤。注漿改造的工作麵可以先進行物探,查明水文地質條件,根據物探資料打孔注漿改造,再用物探與鑽探驗證注漿改造效果。
本條是關於采煤工作麵內有導水構造時應采取的防治水方法的規定。
注漿加固、注漿改造和留設防隔水煤(岩)柱是采煤工作麵主要的防治水方法,防隔水煤(岩)柱留設與注漿加固、注漿改造往往配合使用。對於具有一定規模的導水斷層、陷落柱通過計算留設一定寬度的防隔水煤(岩)柱通常是經濟、合理的。對於小型斷層裂隙帶等異常含(導)水體通過局部注漿加固消除突水隱患,不僅能夠保證正常回采,而且
可以節約工作麵投產時間。但是,對於大型斷層和陷落柱往往需要留設幾十甚至上百米的防水煤柱,使大量的煤炭資源成為受水威脅的呆滯資源。為了解放這部分煤炭資源,通過注漿方法切斷其與強含水層或水體的水力聯係,則能達到提高煤炭資源回采率的目的,尤其對於麵臨資源枯竭的老礦井。注漿改造作為改變岩體(層)水文地質條件的方法與手段,其基本原理是:注漿在一定壓力、一定時間內,受注層原來被水占據的空隙或通道內脫水、固結或膠凝,是結石體或膠凝體與圍岩岩體形成阻水整體,將強含水層與煤層之間的薄含水層(一般小於10m)改造成隔水層或相對隔水層,從而增加煤層底板隔水層厚度提高其阻水抗壓能力。無論采用哪一種注漿方法,均需要通過物探、鑽探相互配合,以鑽探為主、以查明采煤工作麵水文地質條件為前提,並驗證注漿效果。
第八十五條 湧水量大、有突水威脅的礦區,應當建立注漿專業隊伍,負責注漿堵水工作。
本條是關於礦井建立注漿專業隊伍的規定。
湧水量大、有突水威脅的礦區或礦井,井下探水注漿任務量大,組建專業注漿隊伍,一方麵能夠滿足日常礦井防治水工作的需要;另一方麵,一支經驗豐富的專業注漿隊伍對做好礦區(井)的防治水工作是十分有利的。
第八十六條 工作麵煤采完後,對於已經失去使用價值而需關閉的局部疏水降壓鑽孔,應當進行注漿封閉,並在有關圖紙上標明其位置。
本條是關於對失去使用價值的疏水降壓鑽孔進行封閉的規定。
封閉不良鑽孔誘發的礦井水害事故不乏其例。一些鑽孔是由於煤田地質勘探和實驗工程的需要而設置的,這些鑽孔往往會切穿不同地層,尤其可能會將強含水層地下水或其他水體導入采掘空間,給煤礦安全生產帶來十分不利的影響。因此,做好廢棄勘探鑽孔的封孔工作是非常重要的。一般地,要求提供完整的封孔報告並將鑽孔可靠位置準確標注在采掘工程平麵圖上,為采掘工程布置提供可靠依據。
第八十七條 廢棄礦井閉坑淹沒前,應當采用物探、化探和鑽探等方法,探測礦井邊界防隔水煤(岩)柱破壞狀況及其可能的透水地段,采用注漿堵水工程隔斷廢棄礦井與相鄰生產礦井的水力聯係,避免
礦井發生水害事故。
本條是關於廢棄礦井閉坑的規定。
廢棄礦井積水(俗稱老空水、老窯水)作為充水水源經常會引起危害性(往往造成群死群傷)極大的透水事故。此類事故發生的主要原因是:采空區位置不清、側向或垂向防水煤柱不足。因此,準確掌握廢棄礦井位置、積水情況並按要求留設防水煤柱是避免發生透水事故的一項重要任務。采用物探、化探和鑽探等方法,探測礦井邊界防隔水煤(岩)柱破壞狀況及其可能的透水地段並采用注漿堵水工程後構建密閉牆隔斷廢棄礦井與相鄰生產礦井的水力聯係,不僅是保證相鄰生產礦井安全的一種現實需要,也是做好煤礦安全生產監察工作的一種管理需要。 |