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煤礦防治水細則

《煤礦“一規(guī)程四細則”學習問答》教材培訓課件2一三

第一章

總則

第二章礦井水文地質(zhì)類型劃分及基礎(chǔ)資料12

第四章井下探放水4

第三章礦井水文地質(zhì)補充勘探3

第五章礦井防治水技術(shù)5

第六章水害應急處置6授課內(nèi)容3第一章

總則

【提問與互動】

為什么要學習《煤礦防治水細則》?

原國家煤礦安全監(jiān)察局以《煤礦安全規(guī)程》為遵循,從煤礦防治水基礎(chǔ)保障、綜合治理、效果檢驗和應急處置等方面進行全面細化與充實內(nèi)容,提高了煤礦防治水工作的科學性、系統(tǒng)性和規(guī)范性。這個細則的出臺推進了煤礦對水害由過程治理向源頭治理與超前治理的治理思想轉(zhuǎn)變,促進了煤礦防治水由局部治理為主向區(qū)域治理為主的轉(zhuǎn)變,因此我們說《煤礦防治水細則》體現(xiàn)了煤礦防治水工作從防治理念到技術(shù)與管理的科學性與先進性,是煤礦防治水工作的指南,更是煤礦開展防治水工作的強制性規(guī)范,所以我們煤礦從業(yè)人員必須認真學好與用好《煤礦防治水細則》,才能真正使煤礦水患治理工作方法科學、技術(shù)先進、措施合理、治理高效。4

【提問與互動】

《煤礦防治水細則》主要內(nèi)容有哪些?

《煤礦防治水細則》共分8章138條和6個附錄。內(nèi)容包括:總則、礦井水文地質(zhì)類型劃分及基礎(chǔ)資料、礦井水文地質(zhì)補充勘探、井下探放水、礦井防治水技術(shù)、露天煤礦防治水、水害應急處置、附則等。

煤礦防治水“十六字”基本原則是什么?

預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采。

煤礦七項防治水綜合配套措施是什么?

探、防、堵、疏、排、截、監(jiān)。

發(fā)現(xiàn)突水(透水、潰水)征兆、極端天氣可能導致淹井等重大險情,煤礦主要負責人必須賦予哪些人員緊急撤人的權(quán)力?

賦予調(diào)度員、安檢員、井下帶班人員、班組長等相關(guān)人員緊急撤人的權(quán)力,立即撤出所有受水患威脅地點的人員。第一章

總則5第二章

礦井水文地質(zhì)類型劃分及基礎(chǔ)資料

【提問與互動】

第一節(jié)

礦井水文地質(zhì)類型劃分

礦井水文地質(zhì)類型可劃分為哪幾種類型?

根據(jù)井田內(nèi)受采掘破壞或者影響的含水層及水體、井田及周邊老空(火燒區(qū))水分布狀況、礦井涌水量、突水量、開采受水害影響程度和防治水工作難易程度,可將礦井水文地質(zhì)類型劃分為簡單、中等、復雜和極復雜4種類型。

關(guān)于礦井水文地質(zhì)類型修訂時間有什么規(guī)定?

礦井水文地質(zhì)類型應當每3年修訂1次。當發(fā)生較大以上水害事故或者因突水造成采掘區(qū)域或礦井被淹的,應當在恢復生產(chǎn)前重新確定礦井水文地質(zhì)類型。

第二節(jié)

基礎(chǔ)資料

礦井防治水基礎(chǔ)臺賬,至少需多長時間整理完善1次?

每半年整理完善1次。6第三章

礦井水文地質(zhì)補充勘探

【提問與互動】

第一節(jié)

一般規(guī)定

如何選擇礦井水文地質(zhì)補充勘探方法?

礦井水文地質(zhì)補充勘探應當針對具體問題合理選擇勘查技術(shù)、方法,井田外區(qū)域以遙感水文地質(zhì)測繪等為主,井田內(nèi)以水文地質(zhì)物探、鉆探、試驗、實驗及長期動態(tài)觀(監(jiān))測等為主,進行綜合勘查。7

【提問與互動】

第二節(jié)

水文地質(zhì)補充調(diào)查

礦區(qū)水文地質(zhì)測繪應采用的比例尺是多少?

1∶10000~1∶2000。

水文地質(zhì)補充調(diào)查應當包括的主要內(nèi)容有哪些?

資料收集、地貌地質(zhì)、地表水體、地面巖溶、井泉、老空、周邊礦井、本礦井歷史資料等。

關(guān)于氣象信息收集、觀測及應用有哪些規(guī)定?

煤礦應當加強與當?shù)貧庀蟛块T溝通聯(lián)系,及時收集氣象資料,建立氣象資料臺賬;礦井30km范圍內(nèi)沒有氣象臺(站),氣象資料不能滿足安全生產(chǎn)需要時,應當建立降水量觀測站。

關(guān)于地表水、地下水動態(tài)觀測有什么要求?

礦井應當對與充水含水層有水力聯(lián)系的地表水體進行長期動態(tài)觀測,掌握其動態(tài)規(guī)律,分析研究地表水與地下水的水力聯(lián)系,掌握其補給、排泄地下水的規(guī)律,測算補給、排泄量。第三章

礦井水文地質(zhì)補充勘探8

【提問與互動】

井下水文地質(zhì)觀測的主要內(nèi)容有哪些?

主要包括以下內(nèi)容:(1)對新開鑿的井筒、主要穿層石門及開拓巷道,應當及時進行水文地質(zhì)觀測和編錄,并繪制井筒、石門、巷道的實測水文地質(zhì)剖面圖或者展開圖。(2)井巷穿過含水層時,應當詳細描述其產(chǎn)狀、厚度、巖性、構(gòu)造、裂隙或者巖溶的發(fā)育與充填情況,揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量和水溫等,并采取水樣進行水質(zhì)分析。(3)遇裂隙時,應當測定其產(chǎn)狀、長度、寬度、數(shù)量、形狀、尖滅情況、充填物及充填程度等,觀察地下水活動的痕跡,繪制裂隙玫瑰花圖,并選擇有代表性的地段測定巖石的裂隙率。(4)遇巖溶時,應當觀測其形態(tài)、發(fā)育情況、分布狀況、充填物成分及充水狀況等,并繪制巖溶素描圖。(5)遇斷裂構(gòu)造時,應當測定其產(chǎn)狀、斷距、斷層帶寬度,觀測斷裂帶充填物成分、膠結(jié)程度及導水性等。(6)遇褶曲時,應當觀測其形態(tài)、產(chǎn)狀及破碎情況等。(7)遇陷落柱時,應當觀測陷落柱內(nèi)外地層巖性與產(chǎn)狀、裂隙與巖溶發(fā)育程度及涌水等情況,并編制卡片,繪制平面圖、剖面圖和素描圖。(8)遇突水點時,應當詳細觀測記錄突水的時間、地點、出水形式,出水點層位、巖性、厚度以及圍巖破壞情況等,并測定水量、水溫、水質(zhì)和含砂量。同時,應當觀測附近出水點涌水量和觀測孔水位的變化,并分析突水原因。(9)應當加強礦井涌水量觀測和水質(zhì)監(jiān)測。(10)對含水層疏水降壓時,在涌水量、水壓穩(wěn)定前,應當每小時觀測1~2次鉆孔涌水量和水壓;待涌水量、水壓基本穩(wěn)定后,按照正常觀測的要求進行。第三章

礦井水文地質(zhì)補充勘探9

【提問與互動】

第三節(jié)

地面水文地質(zhì)補充勘探

地面水文物探應采用什么技術(shù)方法?

主要以電法勘探為主,宜采用直流電法、瞬變電磁法或者可控源音頻大地電磁測深等技術(shù)方法。

水文地質(zhì)鉆探主要技術(shù)指標應當符合哪些要求?

應當符合下列要求：(1)以煤層底板水害為主的礦井,其鉆孔終孔深度以揭露下伏主要含水層段為原則。(2)所有勘探鉆孔均應當進行水文測井工作,配合鉆探取芯劃分含、隔水層,取得有關(guān)參數(shù)。(3)主要含水層或者試驗觀測段采用清水鉆進。遇特殊情況可以采用低固相優(yōu)質(zhì)泥漿鉆進,并采取有效的洗孔措施。(4)抽水試驗孔試驗段孔徑,以滿足設(shè)計的抽水量和安裝抽水設(shè)備為原則;水位觀測孔觀測段孔徑,應當滿足止水和水位觀測的要求。(5)抽水試驗鉆孔的孔斜,應當滿足選用抽水設(shè)備和水位觀測儀器的工藝要求。(6)鉆孔應當取芯鉆進,并進行巖芯描述。巖芯采取率:巖石,大于70%;破碎帶,大于50%;黏土,大于70%;砂和砂礫層,大于30%。當采用水文物探測井,能夠正確劃分地層和含(隔)水層位置及厚度時,可以適當減少取芯。(7)在鉆孔分層(段)隔離止水時,通過提水、注水和水文測井等不同方法,檢查止水效果,并做正式記錄;不合格的,應當重新止水。(8)除長期動態(tài)觀測鉆孔外,其余鉆孔應當使用高標號水泥封孔,并取樣檢查封孔質(zhì)量。(9)水文地質(zhì)鉆孔應當做好簡易水文地質(zhì)觀測,其技術(shù)要求參照相關(guān)規(guī)程規(guī)范。否則,應當降低其鉆孔質(zhì)量等級或者不予驗收。(10)觀測孔竣工后,應當進行洗孔,以確保觀測層(段)不被淤塞,并進行抽水試驗。水文地質(zhì)觀測孔,應當安裝孔口裝置和長期觀測測量標志,并采取有效保護措施。第三章

礦井水文地質(zhì)補充勘探10

【提問與互動】

第四節(jié)

井下水文地質(zhì)補充勘探

進行井下水文地質(zhì)補充勘探,應當采用哪些技術(shù)方法?

井下鉆探、物探、化探、監(jiān)測、測試等綜合勘探方法。

采用電法實施掘進工作面超前探測的,探測環(huán)境應當滿足哪些要求?

應當符合下列要求:(1)巷道斷面、長度滿足探測所需要的空間。(2)距探測點20m范圍內(nèi)不得有積水,且不得存放掘進機、鐵軌、皮帶機架、錨網(wǎng)、錨桿等金屬物體。

(3)巷道內(nèi)動力電纜、大型機電設(shè)備必須停電。

在采煤工作面進行水文地質(zhì)補充勘探,選擇物探方法時有何特殊要求?

采煤工作面應當選擇兩種以上物探方法,相互驗證。第三章

礦井水文地質(zhì)補充勘探11第四章井

下

探

放

水

【提問與互動】

對于不同水文地質(zhì)類型的礦井,開展水害隱患排查的頻次有什么規(guī)定?

水文地質(zhì)類型復雜、極復雜礦井應當每月至少開展1次水害隱患排查,其他礦井應當每季度至少開展1次。

采掘工作面出現(xiàn)哪些情況,必須進行探放水?

采掘工作面遇有下列情況之一的,必須進行探放水：(1)接近水淹或者可能積水的井巷、老空或者相鄰煤礦時。(2)接近含水層、導水斷層、溶洞或者導水陷落柱時。(3)打開隔離煤柱放水時。(4)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的導水通道時。(5)接近有出水可能的鉆孔時。(6)接近水文地質(zhì)條件不清的區(qū)域時。(7)接近有積水的灌漿區(qū)時。(8)接近其他可能突水的地區(qū)時。12

【提問與互動】

井下探放水要求“三專兩探”,具體包括哪些內(nèi)容?

井下探放水“三?！笔侵福河蓪I(yè)技術(shù)人員編制探放水設(shè)計,采用專用鉆機進行探放水,由專職探放水隊伍施工。嚴禁使用非專用鉆機探放水。

井下探放水“兩探”是指：采掘工作面超前探放水應當同時采用鉆探、物探兩種方法,做到相互驗證,查清采掘工作面及周邊老空水、含水層富水性以及地質(zhì)構(gòu)造等情況。

布置探放水鉆孔應當遵循哪些規(guī)定?

應當遵循下列規(guī)定：(1)探放老空水和鉆孔水。老空和鉆孔位置清楚時,應當根據(jù)具體情況進行專門探放水設(shè)計,經(jīng)煤礦總工程師組織審批后,方可施工;老空和鉆孔位置不清楚時,探水鉆孔成組布設(shè),并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形,鉆孔終孔位置滿足水平面間距不得大于3m,厚煤層內(nèi)各孔終孔的豎直面間距不得大于1.5m。(2)探放斷裂構(gòu)造水和巖溶水等時,探水鉆孔沿掘進方向的正前方及含水體方向呈扇形布置,鉆孔不得少于3個,其中含水體方向的鉆孔不得少于2個。(3)探查陷落柱等垂向構(gòu)造時,應當同時采用物探、鉆探兩種方法,根據(jù)陷落柱的預測規(guī)模布孔,但底板方向鉆孔不得少于3個,有異常時加密布孔,其探放水設(shè)計由煤礦總工程師組織審批。(4)煤層內(nèi),原則上禁止探放水壓高于1MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實需要的,可以先構(gòu)筑防水閘墻,并在閘墻外向內(nèi)探放水。第四章井

下

探

放

水13

【提問與互動】

施工上山探放水鉆孔時,有什么特別要求?

上山探水時,應當采用雙巷掘進,其中一條超前探水和匯水,另一條用來安全撤人;雙巷間每隔30~50m掘1個聯(lián)絡(luò)巷,并設(shè)擋水墻。

井下探放水鉆機安裝和施工前有哪些規(guī)定?

應當符合下列規(guī)定：(1)加強鉆孔附近的巷道支護,并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板,嚴禁空頂、空幫作業(yè)。(2)清理巷道,挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時,應當施工臨時水倉,配備足夠能力的排水設(shè)備。(3)在鉆探地點或附近安設(shè)專用電話。(4)由測量人員依據(jù)設(shè)計現(xiàn)場標定探放水鉆孔位置,與負責探放水工作的人員共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數(shù)量。(5)制定包括緊急撤人時避災路線在內(nèi)的安全措施,使作業(yè)區(qū)域的每個人員了解和掌握,并保持撤人通道暢通。第四章井

下

探

放

水14

【提問與互動】

關(guān)于井下探放水鉆孔安裝承壓套管和探放高壓水的規(guī)定有哪些?

在預計水壓大于0.1MPa的地點探水時,預先固結(jié)套管,并安裝閘閥。止水套管應當進行耐壓試驗,耐壓值不得小于預計靜水壓值的1.5倍,兼做注漿鉆孔的,應當綜合注漿終壓值確定,并穩(wěn)定30min以上;預計水壓大于1.5MPa時,采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進,并制定防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施。

關(guān)于井下探放水鉆孔的孔徑有什么規(guī)定?

探放水鉆孔除兼作堵水鉆孔外,終孔孔徑一般不得大于94mm。

關(guān)于井下探放水鉆孔超前距和止水套管長度,有哪些規(guī)定?

應當符合下列規(guī)定：(1)老空積水范圍、積水量不清楚的,近距離煤層開采的或者地質(zhì)構(gòu)造不清楚的,探放水鉆孔超前距不得小于30m,止水套管長度不得小于10m;老空積水范圍、積水量清楚的,根據(jù)水頭值高低、煤(巖)層厚度、強度及安全技術(shù)措施等確定。(2)沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時,按表4-1確定探放水鉆孔超前距和止水套管長度。第四章井

下

探

放

水15

【提問與互動】

在井下探放水過程中出現(xiàn)突水征兆時應采取哪些措施?

在探放水鉆進時,發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆孔中水壓、水量突然增大和頂鉆等突水征兆時,立即停止鉆進,但不得拔出鉆桿;應當立即撤出所有受水威脅區(qū)域的人員到安全地點,并向礦井調(diào)度室匯報,采取安全措施,派專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)測水情并分析,妥善處理。

對井下探放水過程中的有害氣體,應如何防范?

探放老空水時,預計可能發(fā)生瓦斯或者其他有害氣體涌出的,應當設(shè)有瓦斯檢查員或者礦山救護隊員在現(xiàn)場值班,隨時檢查空氣成分。如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定,應當立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員,并報告礦井調(diào)度室,及時處理。揭露老空未見積水的鉆孔應當立即封堵。

井下鉆孔放水有哪些規(guī)定?

鉆孔放水前,應當估計積水量,并根據(jù)排水能力和水倉容量,控制放水流量,防止淹井淹面;放水時,應當設(shè)有專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水量和水壓,做好記錄。如果水量突然變化,應當分析原因,及時處理,并立即報告礦井調(diào)度室。

如果放水孔被堵塞,但尚未安裝孔口管,是否可以采用鉆桿透孔的方法處理?

不可以。第四章井

下

探

放

水16第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)

【提問與互動】

第一節(jié)

地表水防治

礦井應查明地面哪些水文情況?

煤礦應當查清礦區(qū)、井田及其周邊對礦井開采有影響的河流、湖泊、水庫等地表水系和有關(guān)水利工程的匯水、疏水、滲漏情況,掌握當?shù)貧v年降水量和歷史最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。煤礦應當查明采礦塌陷區(qū)、地裂縫區(qū)分布情況及其地表匯水情況。

關(guān)于礦井井口和工業(yè)廣場內(nèi)建筑物標高及其防水措施有什么規(guī)定?

礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)建筑物的地面標高,應當高于當?shù)貧v史最高洪水位;否則,應當修筑堤壩、溝渠或者采取其他可靠防御洪水的措施。不具備采取可靠安全措施條件的,應當封閉填實該井口。在山區(qū)還應當避開可能發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災害危險的地段。17

【提問與互動】

對于礦井地面鉆孔孔口應采取哪些安全防護措施?

使用中的鉆孔,應當按照規(guī)定安裝孔口蓋。報廢的鉆孔應當及時封孔,防止地表水或者含水層的水涌入井下,封孔資料等有關(guān)情況記錄在案,存檔備查。觀測孔、注漿孔、電纜孔、下料孔、與井下或者含水層相通的鉆孔,其孔口管應當高出當?shù)貧v史最高洪水位。

關(guān)于礦井報廢井筒填實封堵有哪些規(guī)定?

對報廢的井筒的處理應遵守下列規(guī)定:(1)報廢的立井應當封堵填實,或者在井口澆注堅實的鋼筋混凝土蓋板,設(shè)置柵欄和標志。(2)報廢的斜井應當封堵填實,或者在井口以下垂深大于20m處砌筑1座混凝土墻,再用泥土填至井口,并在井口砌筑厚度不低于1m的混凝土墻。(3)報廢的平硐,應當從硐口向里封堵填實至少20m,再砌封墻。(4)位于斜坡、匯水區(qū)、河道附近的井口,充填距離應當適當加長。報廢井口的周圍有地表水影響的,應當設(shè)置排水溝。(5)封填報廢的立井、斜井或者平硐時,應當做好隱蔽工程記錄,并填圖歸檔。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)18

【提問與互動】

煤礦企業(yè)在雨季前應重點排查哪些風險隱患?

排查重點包括：位于地表河流、湖泊、水庫和山洪等附近礦井的防洪設(shè)施和防范措施是否到位;與礦井連通的采煤塌陷坑是否填平壓實;采煤地面裂縫是否封堵填實;井口標高低于當?shù)貧v年最高洪水位的礦井是否采取防范措施;井田范圍內(nèi)及周邊已關(guān)閉的廢棄煤礦是否充實填死。

關(guān)于礦井建立災害性天氣水害預警和預防機制有什么規(guī)定?

煤礦應當與當?shù)貧庀?、水利、防汛等部門進行聯(lián)系,建立災害性天氣預警和預防機制。應當密切關(guān)注災害性天氣的預報預警信息,及時掌握可能危及煤礦安全生產(chǎn)的暴雨洪水災害信息,采取安全防范措施;加強與周邊相鄰礦井信息溝通,發(fā)現(xiàn)礦井水害可能影響相鄰礦井時,立即向周邊相鄰礦井發(fā)出預警。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)19

【提問與互動】

礦井在暴雨洪水期間建立的撤人制度,應符合哪些規(guī)定?

要明確啟動標準、指揮部門、聯(lián)絡(luò)人員、撤人程序和撤退路線等,當暴雨威脅礦井安全時,必須立即停產(chǎn)撤出井下全部人員,只有在確認暴雨洪水隱患消除后方可恢復生產(chǎn)。

礦井在雨季對重點危險區(qū)巡查有何要求?

當接到暴雨災害預警信息和警報后,對井田范圍內(nèi)廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙以及可能影響礦井安全生產(chǎn)的河流、湖泊、水庫、涵閘、堤防工程等實施24h不間斷巡查。礦區(qū)降大到暴雨時和降雨后,應當派專業(yè)人員及時觀測礦井涌水量變化情況。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)20

【提問與互動】

第二節(jié)

頂板水防治

當煤層(組)頂板導水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或者其他水體影響采掘安全時,應如何處理?

應當采用超前疏放、注漿改造含水層、帷幕注漿、充填開采或者限制采高等方法,消除威脅后,方可進行采掘活動。

按采礦對頂部巖層造成破壞程度和特征,采場頂部巖層可分為哪幾個不同的開采影響帶?

采場頂部巖層大致可分為三個不同的開采影響帶:垮落帶、導水裂隙帶、彎曲帶。

什么是垮落帶?

垮落帶是指由采煤引起的上覆巖層破裂并向采空區(qū)垮落的巖層范圍。

垮落帶有什么特征?

垮落帶具有以下特征：一是無序性,垮落巖塊大小不一,無規(guī)則地堆積在采空區(qū)內(nèi);二是碎脹性,這是使垮落自行停止的根本原因;三是可壓縮性,垮落巖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?？迓鋷У母叨戎饕Q于采出煤層厚度和上覆巖石的碎脹系數(shù),通常為采出煤層厚度的3~5倍。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)21

【提問與互動】

什么是導水裂隙帶?

導水裂隙帶是指開采煤層上方一定范圍內(nèi)的巖層發(fā)生垮落和斷裂,產(chǎn)生裂縫,且具有導水性的巖層范圍。導水裂隙帶具有成層性、連通性和導水性的特點。

什么是彎曲帶?

彎曲帶是指位于裂隙帶之上直到地表的巖層范圍。其特點是具有隔水性,巖層的移動過程連續(xù)且有規(guī)律,其發(fā)育高度主要受開采深度控制。

影響導水裂隙帶發(fā)育高度的主要因素有哪些?

主要影響因素有：煤層開采厚度和開采面積、覆巖巖性和組合方式、煤層傾角和埋深、煤層開采方法和頂板管理方法等。

確定煤層覆巖垮落帶和導水裂隙帶最大高度采用什么方法?

采用經(jīng)驗公式法、現(xiàn)場實測法和數(shù)值模擬法等。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)22

【提問與互動】

施工疏放水試驗鉆孔的作用是什么?

進一步探明水文地質(zhì)條件,分析疏水量、鉆孔疏水影響半徑與水位變化,綜合分析含水層動、靜儲量,從而進行可疏性評價。

含水層超前疏放的目標是什么?

提高疏放水量、消耗靜儲量、削減水頭高度,實現(xiàn)工作面采后涌水平穩(wěn)泄放。

采取注漿改造頂板含水層的目的是什么?

將開采后導水裂隙帶波及范圍內(nèi)的含水層改造成弱含水層或者隔水層。

什么是煤礦充填?如何分類?

煤礦充填是利用充填材料回填采空區(qū)的一種工藝。充填材料有沙子、粉煤灰、矸石、建筑垃圾和高水材料等。按充填體中水的比例分為固體充填、膏體充填和高水材料充填等。按充填工作面采煤方法,可分為刀柱開采充填、長壁普采充填和長壁綜采充填等。第五章礦

井

防

治

水

技

術(shù)23

【提問與互動】

疏干(降)開采半固結(jié)或者較松散的古近系、新近系、第四系含水層覆蓋的煤層時,開采前應當遵守哪些規(guī)定?

應當遵守下列規(guī)定：(1)查明流砂層的埋藏分布條件,研究其相變及成因類型。(2)查明流砂層的富水性、水理性質(zhì),預計涌水量和評價可疏干(降)性,建立水文動態(tài)觀測網(wǎng),觀測疏干(降)速度和疏干(降)半徑。(3)在疏干(降)開采試驗中,應當觀測研究導水裂隙帶發(fā)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,鉆孔超前探放水安全距離等。(4)研究對潰水潰砂引起地面塌陷的預測及處理方法。

什么是潰砂?

潰砂是指近松散層采掘時含砂量較高的水砂混合流體潰入井下工作面的一種礦井地質(zhì)災害,其本質(zhì)為水流驅(qū)動砂粒發(fā)生位移,在流砂層下采煤極易造成涌水潰砂災害。

發(fā)生涌水潰砂需要哪些條件?

需要4個必要條件,即富水砂層、靜水壓力、薄基巖和采動空間。第五章礦

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術(shù)24

【提問與互動】

產(chǎn)生涌水潰砂的判別條件有哪些?

判別條件如下：(1)上覆含水層中存在厚度大于0.25m的粉細砂層,砂土的孔隙率大于43%,含水率高,土的組成中粉砂含量大于75%。(2)覆巖含水層富水性強,向礦井涌水的水力坡度應達到或大于臨界水力坡度。(3)采礦破壞形成的垮落帶和導水裂隙帶貫通含水層。(4)采空區(qū)和巷道有足夠大空間容納潰入的水砂。

開采被富水性強的松散含水層覆蓋的緩傾斜煤層前,編制疏干方案一般應遵循的原則是什么?

應與煤礦建井、開采階段相適應;疏干能力要超過充水含水層的天然補給量;疏干工程應靠近防護地段,并盡可能從充水含水層底板地形低洼處開始;疏干鉆孔數(shù)應采用多種方案進行試算,孔間干擾要求達到最大值;水平充水含水層應采用環(huán)狀疏干系統(tǒng),傾斜充水含水層應采用線狀疏干系統(tǒng)。疏干方案的編制是在水文地質(zhì)勘探基礎(chǔ)上進行的,在試驗性疏干結(jié)束后,應根據(jù)實際情況對疏干方案做進一步修訂。

第五章礦

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術(shù)25

【提問與互動】

應用于礦井疏干(降)開采的“三圖雙預測法”是什么?

“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(guān)鍵技術(shù)問題的頂板水害預測評價方法?！叭龍D”是指煤層頂板充水含水層富水性分區(qū)圖、頂板冒裂安全性分區(qū)圖和頂板涌(突)水條件綜合分區(qū)圖?！半p預測”是指在天然和人為改造狀態(tài)下的采煤工作面分段和整體工程涌水量預測。

對有離層水存在的礦井,應如何開展離層水的防治工作?

主要應從以下5個方面開展防治工作:(1)應當根據(jù)勘探資料對煤層頂板覆巖結(jié)構(gòu)特征及其力學性質(zhì)、含水層富水性等進行分析,并依據(jù)導水裂隙帶的發(fā)育高度,預測出可能形成離層水的層位。(2)應當對可能形成離層水的部位進行超前探測及疏放。(3)應當分析工作面涌水情況,總結(jié)出本礦井離層水的涌水規(guī)律。(4)應當進行工作面離層水水量預測,根據(jù)預測涌水量建立相應的工作面排水能力。(5)應當開展專項研究工作,對離層水的形成機理及防治技術(shù)進行研究。

第五章礦

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術(shù)26

【提問與互動】

第三節(jié)

底板水防治

底板水害防治的原則是什么?

井上與井下治理相結(jié)合、區(qū)域與局部治理相結(jié)合。根據(jù)礦井實際,采取地面區(qū)域治理、井下注漿加固底板或者改造含水層、疏水降壓、充填開采等防治水措施,消除水害威脅。

底板水害防治工作中,地面治理工程包括哪些內(nèi)容?

包括地面區(qū)域治理、帷幕注漿、鉆探注漿封堵導水構(gòu)造等。

底板水害防治工作中,井下治理工程包括哪些內(nèi)容?

包括煤層底板注漿加固、打鉆注漿封堵導水構(gòu)造、改造含水層或隔水層、疏水降壓等。

采煤工作面帶壓開采過程中,對可能突水的破碎帶、導水構(gòu)造如何處理?

提前進行注漿加固。第五章礦

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術(shù)27

【提問與互動】

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于實際水頭值時,開采前應當遵守哪些規(guī)定?

應當遵守下列規(guī)定：(1)采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水頭值降到安全水頭值以下,并制定安全措施,由煤炭企業(yè)總工程師審批。礦井排水應與礦區(qū)供水、生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合,推廣應用礦井排水、供水、生態(tài)環(huán)?！叭灰惑w”優(yōu)化結(jié)合的管理模式和方法。(2)承壓含水層的集中補給邊界已經(jīng)基本查清情況下,可以預先進行帷幕注漿,截斷水源,然后疏水降壓開采。(3)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,可以采用地面區(qū)域治理,或者局部注漿加固底板隔水層、改造含水層的方法,但應當編制專門的設(shè)計,在有充分防范措施的條件下進行試采,并制定專門的防止淹井措施,由煤炭企業(yè)總工程師審批。

第五章礦

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術(shù)28

【提問與互動】

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用井下探查、注漿加固底板或者改造含水層時,應當符合哪些要求?

應當符合下列要求：(1)掘進前應當同時采用鉆探和物探方法,確認無突水危險時方可施工。巷道底板的安全隔水層厚度,鉆探與物探探測深度按規(guī)定合理確定,鉆孔超前距和幫距參考有關(guān)規(guī)定確定。(2)應當編制注漿加固底板或者改造含水層設(shè)計和施工安全技術(shù)措施,由煤礦總工程師組織審批?？山Y(jié)合礦井實際情況,建立地面注漿系統(tǒng)。(3)注漿加固底板或者改造含水層結(jié)束后,由煤炭企業(yè)總工程師組織效果評價。采煤工作面突水系數(shù)按有關(guān)公式計算,不得大于0.1MPa/m。第五章礦

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術(shù)29

【提問與互動】

在存在煤層底板突水威脅的采掘工作面進行物探,當探測結(jié)果為異常時,如何處理?

要進行鉆探驗證,驗證孔數(shù)不能少于2個,且鉆孔要進行全孔測斜,確保達到驗證目的。

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用地面區(qū)域治理方法時,應當符合哪些要求?

應當符合下列要求：(1)煤礦總工程師組織編制區(qū)域治理設(shè)計方案,由煤炭企業(yè)總工程師審批。(2)地面區(qū)域治理可以采用定向鉆探技術(shù),根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件確定治理目標層和布孔方式,并根據(jù)注漿擴散距離確定合理孔間距,施工中應當逢漏必注,循環(huán)鉆進直至設(shè)計終孔位置,注漿終壓不得小于底板巖溶含水層靜水壓力的1.5倍,達到探測、治理、驗證“三位一體”的治理效果。(3)三區(qū)域治理工程結(jié)束后,對工程效果做出結(jié)論性評價,提交竣工報告,由煤炭企業(yè)總工程師組織驗收。采煤工作面突水系數(shù)按規(guī)定計算,不得大于0.1MPa/m。(4)實施地面區(qū)域治理的區(qū)域,掘進前應當采用物探方法進行效果檢驗,沒有異常的,可以正常掘進;發(fā)現(xiàn)異常的,應當采用鉆探驗證并治理達標?；夭汕皯瑫r采用物探、鉆探方法進行效果驗證。第五章礦

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術(shù)30

【提問與互動】

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用地面區(qū)域治理方法時,區(qū)域治理設(shè)計包括哪些內(nèi)容?

包括以下內(nèi)容：(1)工程概況：治理范圍、位置、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、治理必要性及可行性、達到的目標等。(2)設(shè)計內(nèi)容：目標層選擇,鉆孔布置,單孔設(shè)計,施工技術(shù)要求(固孔、水文地質(zhì)觀測、取芯、孔斜要求等),注漿材料,注漿參數(shù)及工藝,注漿站技術(shù)要求,施工安全技術(shù)措施,工程量預計,工程概算,工期及技術(shù)經(jīng)濟效益分析,工程質(zhì)量控制和管理等。

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用地面區(qū)域注漿治理方法時,應如何選擇打鉆注漿材料?

注漿材料應選用黏土、水泥、粉煤灰等材料,一般漿液比重1.1~1.5t/m3。應根據(jù)受注層巖溶發(fā)育程度和可注性選擇合適的注漿材料。巖溶不發(fā)育、可注性差時,要選擇黏土水泥漿。遇較大巖溶裂隙,注漿量大的情況,可采取加注骨料、粉煤灰等材料或采取專門措施。

第五章礦

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術(shù)31

【提問與互動】

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用地面區(qū)域注漿治理方法時,應采取怎樣的注漿方式?

應采用分段下行式(前進式)、孔口封閉靜壓注漿法進行注漿。

煤層底板存在高承壓巖溶含水層,且富水性強或者極強,采用地面區(qū)域注漿治理方法時,注漿結(jié)束的標準是什么?

注漿結(jié)束標準為泵量達到35L/min以下,且注漿終壓(總壓力)不小于受注含水層最大靜水壓力的1.5倍,并穩(wěn)定30min以上。第五章礦

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術(shù)32

【提問與互動】

第四節(jié)

老空水防治

什么是積水線?

積水線是指經(jīng)過調(diào)查確定的積水邊界線。積水線由調(diào)查所得的水淹區(qū)域積水區(qū)分布資料確定,或由物探、鉆探探查確定。

什么是探水線?

探水線是指用鉆探方法進行探水作業(yè)的起始線。探水線是根據(jù)水淹區(qū)域的水壓、煤(巖)層的抗拉強度及穩(wěn)定性、資料可靠程度等因素沿積水線平行外推一定距離劃定的。當采掘工作面接近此線時就要采取探放水措施。

什么是警戒線?

警戒線是指開始加強水情觀測,警惕積水威脅的起始線。警戒線是由探水線再平行外推一定距離劃定的。采掘工作面接近此線后,應警惕積水威脅,注意采掘工作面水情變化。

如何防治老空水害?

老空水害防治方法包括超前疏干(放)、留設(shè)防隔水煤(巖)柱、修建防水閘墻、封堵補給通道等措施。當老空有大量積水或者有穩(wěn)定補給源時,應當優(yōu)先選擇留設(shè)防隔水煤(巖)柱;當老空積水量較小或者沒有穩(wěn)定補給源時,應當優(yōu)先選擇超前疏干(放)方法;對于有潛在補給源的未充水老空,應當采取切斷可能補給水源或者修建防水閘墻等隔離措施。第五章礦

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術(shù)33

【提問與互動】

疏放老空水時,有什么要求?

疏放老空水時,應當由地測部門編制專門疏放水設(shè)計,經(jīng)煤礦總工程師組織審批后,按設(shè)計實施。疏放過程中,應當詳細記錄放水量、水壓動態(tài)變化。放水結(jié)束后,對比放水量與預計積水量,采用鉆探、物探方法對放水效果進行驗證,確保疏干放凈。

在煤層內(nèi)探放水頭壓力高于1MPa的老空水,有何規(guī)定?

煤層內(nèi),禁止探放水頭壓力高于1MPa的老空水;如果確實需要探放的,可以先構(gòu)筑防水閘墻,并由閘墻外向內(nèi)探放水。

在疏放老空水過程中,如何避免有害氣體對作業(yè)人員的威脅?

疏放老空水時,應當設(shè)有有害氣體檢查員在現(xiàn)場值班,隨時監(jiān)測鉆孔涌出氣體成分。如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定,應當立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員,并報告礦井調(diào)度室,及時處理。

當需要遠距離疏放老空水時,應選擇什么鉆機進行疏放?

應當選擇定向鉆機。第五章礦

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術(shù)34

【提問與互動】

近距離煤層群開采時,下伏煤層采掘前,對上覆煤層采空區(qū)積水應如何處理?

必須疏干導水裂隙帶波及范圍內(nèi)的上覆煤層采空區(qū)積水。

下山掘進沿空巷道時,對于疏放采空區(qū)積水有何規(guī)定?

沿空掘進的下山巷道超前疏放相鄰采空區(qū)積水的,在查明采空區(qū)積水范圍、積水標高等情況后,可以實行限壓(水壓小于0.01MPa)循環(huán)放水,但必須制定專門措施由煤礦總工程師審批。

什么是限壓循環(huán)放水?

限壓循環(huán)放水是指從采空區(qū)積水標高以上,沿空或者小煤柱條件下向積水區(qū)方向下山掘進施工時,采取的老空水疏放措施。其指的是當巷道迎頭施工到積水面標高以下1m以內(nèi)時,在迎頭施工疏放水鉆孔,老空水經(jīng)排水設(shè)備排出巷道;當積水面降至疏放水孔口標高時,進行巷道掘進施工,完成一個循環(huán)的老空水疏放工作。疏放水孔布置在采空區(qū)一側(cè),孔數(shù)根據(jù)排水能力確定。第五章礦

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術(shù)35

【提問與互動】

第五節(jié)

水體下采煤

在地表水體、松散含水層和基巖含水層(體)下采煤,應遵守哪些規(guī)定?

應遵守下列規(guī)定:(1)在礦井、水平、采區(qū)設(shè)計時必須劃定受河流、湖泊、水庫、采煤塌陷區(qū)和海域等地表水體威脅的開采區(qū)域。受地表水體威脅區(qū)域的近水體下開采,應當留足防隔水煤(巖)柱。(2)在松散含水層下開采時,應當按照水體采動等級留設(shè)防水、防砂或者防塌等不同類型的防隔水煤(巖)柱。(3)在基巖含水層(體)或者含水斷裂帶下開采時,應當對開采前后覆巖的滲透性及含水層之間的水力聯(lián)系進行分析評價,確定采用留設(shè)防隔水煤(巖)柱或者采用疏干(降)等方法保證安全開采。

在基巖含水層下開采時,為確保安全開采,需重點研判哪些因素?

在基巖含水層下開采時,要對含水層的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、補給徑流排泄關(guān)系和各含水層的富水性及其水力聯(lián)系等進行詳細勘探和研究,對比分析和預測煤層開采前后覆巖中的滲透性變化,根據(jù)巖性組合特點、覆巖破壞高度預測及技術(shù)經(jīng)濟分析對比,確定是采用留設(shè)防隔水煤(巖)柱開采,還是采用疏干方法開采。

在斷層破碎帶下開采時,應執(zhí)行哪些規(guī)定?

當在斷層破碎帶下開采時,要查明斷層帶的性質(zhì)、導水性和富水性,按照《煤礦防治水細則》附錄中有關(guān)計算方法計算留設(shè)防隔水煤(巖)柱尺寸。當斷層破碎帶軟弱破碎、含有大量泥砂時,還應按照松散層留設(shè)防隔水煤(巖)柱的要求進行考慮。

第五章礦

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術(shù)36

【提問與互動】

進行水體下采煤的,應當對開采煤層上覆巖層進行專門水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探。專門水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘探包括哪些內(nèi)容?

應當包括下列內(nèi)容：(1)查明與煤層開采有關(guān)的上覆巖層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),包括含水層、隔水層的厚度和分布,含水層水位、水質(zhì)、富水性,各含水層之間的水力聯(lián)系及補給、徑流、排泄條件,斷層的導(含)水性。(2)采用鉆探、物探等方法探明工作面上方基巖面的起伏和基巖厚度。在松散含水層下開采時,應當查明松散層底部隔水層的厚度、變化與分布情況。(3)通過巖芯工程地質(zhì)編錄和數(shù)字測井等,查明上覆巖土層的工程地質(zhì)類型、覆巖組合及結(jié)構(gòu)特征,采取巖土樣進行物理力學性質(zhì)測試。

第五章礦

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術(shù)37

【提問與互動】

臨近水體下的采掘工作,應當遵守哪些規(guī)定?

應當遵守下列規(guī)定：(1)采用有效控制采高和開采范圍的采煤方法,防止急傾斜煤層抽冒。在工作面范圍內(nèi)存在高角度斷層時,采取有效措施,防止斷層導水或者沿斷層帶抽冒破壞。(2)在水體下開采緩傾斜及傾斜煤層時,宜采用傾斜分層長壁開采方法,并盡量減少第一、第二分層的采厚;上下分層同一位置的采煤間歇時間不得小于6個月,巖性堅硬頂板間歇時間適當延長。留設(shè)防砂和防塌煤(巖)柱,采用放頂煤開采方法時,先試驗后推廣。(3)嚴禁開采地表水體、老空水淹區(qū)域、強含水層下且水患威脅未消除的急傾斜煤層。(4)開采煤層組時,采用間隔式采煤方法。如果仍不能滿足安全開采的,修改煤柱設(shè)計,加大煤柱尺寸,保障礦井安全。(5)當?shù)乇硭w或者松散層富水性強的含水層下無隔水層時,開采淺部煤層及在采厚大、含水