四川省煤矿防治水细则
四川省安全生产监督管理局 四川煤矿安全监察局
二〇一〇年六月二日
目 录
总 则 ............................................................................................................................ 1 第一章 煤矿水患分类方法及危险性分级 ................................................... 1
一、煤矿水患分类方法 ......................................................................................... 1 二、煤矿水患危险性分级 ..................................................................................... 1
第二章 煤矿防治水分级管理 ............................................................................. 1 第三章 水患现状调查 ........................................................................................... 2 第四章 矿井水动态观测 ...................................................................................... 3
一、降水量动态(长期)观测 ............................................................................. 3
1.接收气象(降水)预报 ............................................................................ 3 2.开展降水量观测 ........................................................................................ 3 3.绘制降水量~矿井涌水量动态曲线 ........................................................ 3 二、地表水动态(长期)观测 ............................................................................. 3
1.泉、井观测 ................................................................................................ 4 2.河流、溪沟 ................................................................................................ 4 3.池塘、水库 ................................................................................................ 4 三、井巷水动态(长期)观测 ............................................................................. 4
第五章 井下防治水 ................................................................................................ 5
一、排水系统 ......................................................................................................... 5 二、防隔水煤(岩)柱的留设 ............................................................................. 8 三、防水闸门 ......................................................................................................... 9 四、水闸墙、挡水密闭墙 ................................................................................... 10
第六章 井下探放水 .............................................................................................. 10
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1.探放水队伍 ..................................................................................................... 10 2.钻机选型 ......................................................................................................... 10 3.探放水实施环境 ............................................................................................. 10 4.探放水方案 ..................................................................................................... 11 5.钻孔布置 ......................................................................................................... 11 6.钻场设备安装、调试 ..................................................................................... 12 7.探放老空水 ..................................................................................................... 12 8.瓦斯及其他有害气体监测 ............................................................................. 13 9.做好观测记录 ................................................................................................. 13 10.钻进异常时要停钻撤离 ............................................................................... 13
第七章 水体下采煤 .............................................................................................. 13 第八章 露天煤矿防治水 .................................................................................... 14
1.防治水 ............................................................................................................. 14 2.环境保护 ......................................................................................................... 14 3.剥离岩土合理堆放 ......................................................................................... 14 4.有序疏排水 ..................................................................................................... 14 5.保护边坡稳定性 ............................................................................................. 14 6.合理布置工业广场 ......................................................................................... 15
第九章 综合治理措施 ......................................................................................... 15
一、地表水漏水治理 ........................................................................................... 15
(一)溪沟水明显漏失治理 ........................................................................ 15 (二)地表岩溶进水治理 ............................................................................ 16 (三)洪水淹没区治理 ................................................................................ 17 二、老空积水处理 ............................................................................................... 18
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三、矿井涌水治理 ............................................................................................... 18
1.疏水降压 .................................................................................................. 18 2.拦截高位来水 .......................................................................................... 19 3.管道引水 .................................................................................................. 19 4.注浆堵水 .................................................................................................. 20
(1) 预注浆 ............................................................................................ 20 (2) (后)注浆止水 ............................................................................ 20 (3) 帷幕注浆 ........................................................................................ 21
第十章 水害应急救援 ......................................................................................... 21
一、应急预案及实施 ........................................................................................... 21 二、水害响应程序 ............................................................................................... 23 三、矿井抢险排水、恢复被淹井巷 ................................................................... 24
第十一章 防治水培训 ......................................................................................... 25
第十二章 防治水科技工作 25
第十三章 防治水信息平台 ................................................................................ 26 第十四章 罚则 ....................................................................................................... 27 附录一:四川省煤矿水患分类方法一览表 ................................................. 30 附录二:四川省煤矿水患危险性分级标准 ................................................. 31
一、极复杂(Ⅰ级) ........................................................................................... 31 二、复杂(Ⅱ级) ............................................................................................... 32 三、中等(Ⅲ级) ............................................................................................... 33 四、简单(Ⅳ级) ............................................................................................... 33
附录三:四川省煤矿水患调查技术要求(试行) ................................... 35 附录四:防隔水煤(岩)柱的尺寸要求 ...................................................... 43
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一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设 ............................................................... 43 二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设 ............................................... 44 三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设 ................... 44 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 ................... 46 五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设 ....................... 47 六、保护地表水体防隔水煤(岩)柱的留设 ................................................... 48 七、保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的留设 ................................................... 48 八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设 ................................... 48 九、以断层为界的井田防隔水煤(岩)柱的留设 ........................................... 49
附录五:安全隔水层厚度和突水系数计算公式 ........................................ 51
一、安全隔水层厚度计算公式 ........................................................................... 51 二、突水系数计算公式 ....................................................................................... 51
附录六:安全水头压力值计算公式 ............................................................... 52
一、掘进巷道底板隔水层 ................................................................................... 52 二、采煤工作面 ................................................................................................... 52
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总 则
第一条 为认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的工作方针,按照国务院和省委省政府、国家安全生产监督管理总局关于煤矿安全生产工作部署和要求,依据《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局第28号令)等要求并结合我省煤矿的实际情况,拟定《四川省煤矿防治水细则(暂行)》(以下简称《细则》),供煤矿企业和监管监察部门使用。
第二条 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”原则,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
第三条 全省井工开采的非煤矿山防治水工作,暂参照本《细则》执行。
第一章 煤矿水患分类方法及危险性分级
一、煤矿水患分类方法
第四条 《四川省煤矿水患分类方法》把我省煤矿水患划分成老空水、地表水、岩溶水(地下暗河)、裂隙承压水、断层水、钻孔水、排水系统安全性差、技术资源及技术手段不足等八大类四十个亚类,见附录一。
二、煤矿水患危险性分级
第五条 全省煤矿水患划分为极复杂(Ⅰ级)、复杂(Ⅱ级)、中等(Ⅲ级)和简单(Ⅳ级)等四个级别。见附录二。
第二章 煤矿防治水分级管理
第六条 煤矿企业法定代表人是煤矿防治水工作的第一责任人,分管防治水工作的副矿长是具体负责人。煤矿要有专业的防治水队伍,配齐防治水专业技术人员和探放水作业人员。
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第七条 县(市、区)煤矿安全生产监管部门负责辖区内Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级水患煤矿的防治水工作,分管防治水工作的副局长是具体负责人。
第八条 市(州)煤矿安全生产监管部门重点负责辖区内Ⅰ、Ⅱ级水患煤矿的防治水工作,分管防治水工作的副局长是具体负责人。
第九条 各煤监分局负责辖区内煤矿防治水监察工作,分管防治水的副局长是具体负责人。
第十条 四川省煤矿防治水中心 (以下简称“中心”)负责全省煤矿防治水的工作督查和指导,并对Ⅰ级水患煤矿重点督查。
第三章 水患现状调查
第十一条 全省煤矿企业均要开展煤矿水患现状调查工作,其基础资料是制定煤矿防治水方(预)案的主要依据。
一、水患现状调查
第十二条 在开展煤矿水患现状调查工作时,必须严格按照 “关于印发《四川省煤矿水患调查技术要求(试行)》的通知(川安监[2008]376号文)”中的技术要求执行,具体技术要求见附录三。
第十三条 煤矿水患现状调查报告经编制单位审核合格后送交“中心”组织专家评审。评审合格后的煤矿水患现状调查报告(包括文字和电子文档)送交市(州)、县煤矿安全生产监管部门及“中心”备案存档。
第十四条 各煤矿水患现状调查工作每三年进行一次。发生水害事故的矿井必须在事故后重新开展水患现状调查工作,此水患现状调查报告是申请恢复生产的必备条件之一。
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第十五条 煤矿水患现状调查及编制报告的工作,须由专业队伍承担。
第四章 矿井水动态观测
第十六条 全省煤矿企业在自查自检和水患现状调查工作基础上,应建立矿井水动态(长期)观测系统。动态(长期)观测系统由井上、井下各观测点组成,并分别建立台帐。根据矿井水的补、迳、排条件,各点一般5~10天观测一次,洪汛期要加密观测,矿井涌水量每天坚持观测。
一、降水量动态(长期)观测
第十七条 降水量动态(长期)观测包括接收气象(降水)预报、开展降水量观测和绘制降水量-矿井涌水量动态曲线图三项工作。
1.接收气象(降水)预报
第十八条 各煤矿企业应与最近的气象台(站)签订协议,及时获得降水预报信息。之后,要索取测场降水量观测成果。
2.开展降水量观测
第十九条 提倡煤矿企业开展矿区降水量简易观测工作。降水量观测的主要方法是:配置一组量杯,设置在矿部或矿区代表性降水量补给区;当一次降水过程结束时直接从量杯刻度记录降水量,大、暴雨时段的强降水量要及时单独观测。
3.绘制降水量-矿井涌水量动态曲线
第二十条 采用获得的降水量、矿井涌水量动态观测资料,绘制矿井涌水量随降水量变化的动态曲线图。
二、地表水动态(长期)观测
第二十一条 地表水观测的主要对象是泉、井、废弃小窑,河流、
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溪沟,池塘、水库,采空塌陷区,渣场、尾矿库,岩溶陷落柱,滑坡、泥石流等,并在地形地质及水文地质图中进行标注。一般每十天定时观测一次,洪汛期加密观测次数。
1.泉、井观测
第二十二条 采用堰测法或提桶法观测泉、井涌水量,单位为“L/s”,并观测记录水的流、涌出状态及气温、水温、水的颜色、透明度、嗅、味等物理性质以及用途等。
2.河流、溪沟
第二十三条 对矿井充水或井口、工业广场、渣场、尾矿库有影响的相关河流、溪沟,要确定其侵蚀标高,观测枯水、常年及洪汛期峰值流量,观测在煤层露头区及采空塌陷区的漏失量。采用断面法或堰测法观测流量,单位为m/s或L/s。
3.池塘、水库
第二十四条 观测位于矿权范围及附近的池塘、水库。调查主要内容有塘(库)底标高,所在地层岩性,平面尺寸、面积、水深,常年及最大塘(库)容量,坝的结构类型,塘(库)水的漏失情况。凡对矿井充水或地面设施存在水害隐患的池塘、水库,要列入动态(长期)观测对象,重点观测池塘、水库水的漏失及塘(库)体的稳定性。
三、井巷水动态(长期)观测
第二十五条 在排水井口、各水平、淋水段、面状浸水区、股状出水点、涌水点、物理性质异常出水点等地点设置动态(长期)观测点。
观测水量、水的物理性质、来压状态、围岩完整性等。 要有不间断的泵房排水记录及排水设备运行情况记录。
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四、地表变形监测
第二十六条 矿井附近的地表经调查发现有变形的区域要设置动态观测点。
第五章 井下防治水
第二十七条 井下防治水包括设置排水系统、留设防隔水煤(岩)柱、构筑水闸门和水闸墙、采取疏干降压、注浆堵水措施、实施探放水等主要内容。(疏干降压和注浆堵水见第九章,井下探放水见第六章)。
一、排水系统
第二十八条 矿井必须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,确保矿井能够正常排水。
第二十九条 矿井井下排水设备必须符合矿井排水的要求。除正在检修的水泵外,必须配置工作水泵和备用水泵。其工作水泵的能力,必须在20h内排出矿井24h的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70% 。工作和备用水泵的总能力,应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的能力,应不小于工作水泵能力的25% 。只有一台工作泵的矿井或水平泵房,其备用和检修泵应与工作泵能力相同,以便于互换使用。
水文地质条件复杂的矿井,除符合本条第一款规定外,应在主泵房内预留一定数量水泵的位置,或者增加相应的排水能力。
水管应有一定的备用量。工作水管的能力,应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力,应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
配电设备的能力必须与工作、备用和检修水泵的能力相匹配,并
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能保证全部水泵同时运转。
有突(透)水危险的矿井,可以另行增建抗灾强排水系统。 第三十条 矿井主要泵房必须至少有2个安全出口,一个用斜巷通到井筒,并高出泵房底板7m以上;另一个出口通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内,应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,应当设置可靠的控制闸门。
第三十一条 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。
新建、改建、扩建矿井或者生产矿井的新水平正常涌水量在1000 m/h以下时,主要水仓的有效容量必须能容纳8h的正常涌水量。
正常涌水量大于1000 m/h的矿井,主要水仓有效容量可以按照下式计算:
V=2(Q+3000)
式中 V--主要水仓的有效容量,m; Q--矿井每小时的正常涌水量,m/h。
采区水仓的有效容量应当能容纳4h的采区正常涌水量。 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计,由煤矿企业总工程师组织审查批准。
水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井,还应设置沉淀池。水仓的空仓容量应当经常保持在总容量的50%以上。
第三十二条 必须加强对水泵、排水管、管路阀门以及电气开关、电缆等设备设施进行维护、保养和检修,随时保持设备设施完好,并
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建立档案备查。每年雨季前,对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验,发现问题,及时处理。
第三十三条 平硐水沟断面排水能力≥1.2倍最大矿井涌水,各水平巷道及主平硐设置的水沟,其纵坡≥3‰ 。
第三十四条 矿井主排水泵房必须设置双回路供电,任一回路的供电能力应满足同时开动所有水泵。
第三十五条 矿井水仓、水沟、沉淀池,每年雨季前必须清理一次,保持有效容量,保证水流畅通。
第三十六条 在水文地质条件复杂、极复杂矿区建设新井的,应当在井筒底留设潜水泵窝,老矿井也应当改建增设潜水泵窝。井筒开凿到底后,井底附近必须设置具有一定能力的临时排水设施,保证临时变电所,临时水仓形成之前的施工安全。
第三十七条 在建矿井,在永久排水系统形成前,各施工区应当设置临时排水系统,并保证有足够的排水能力。
第三十八条 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。
第三十九条 全省煤矿企业必须编制完善以下图件并形成电子文档:
1. 矿井水仓、泵房剖面图,标注水仓、吸水井、泵房标高及关系尺寸,标注水仓容量和矿井正常涌水量、最大涌水量等数据。
2. 矿井泵房布置图。标注工作泵、备用泵、检修泵的型号、功率、电压、流量、扬程以及排水管长度、规格等技术参数。
3. 矿井主排水泵房供电系统图。标注双回路电缆型号、规格、长度,标注控制开关、配电开关型号、规格、过流保护整定值和电缆
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末端最小两相短路电流值等技术参数。
4. 矿井排水系统图。标注排水管网系统和汇流系统。 二、防隔水煤(岩)柱的留设
第四十条 确定相应的防隔水煤(岩)柱的尺寸,其防隔水煤(岩)柱的尺寸要求见附录四。
第四十一条 另外,根据我省大多数煤矿的实际情况,以下部位必须设置防隔水煤(岩)柱,其宽度按以下规定执行。
矿权边界煤(岩)柱。矿权边界有相邻煤矿时,矿界煤(岩)柱宽度要>40m;当矿界煤(岩)柱已不完整时,要采取封堵、截流等工程措施,杜绝越界汇水、透水。
未采掘区与老空区界面的防隔水煤(岩)柱。当确定无老空积水且不存在洪水直接倒灌进入老空区时,防隔水煤(岩)柱宽度>10m;无老空积水而存在洪水直接倒灌进入老空区危险性时,防隔水煤(岩)柱宽度>15m。
老空积水的煤(岩)柱留设宽度>30m。
各水平之间煤(岩)柱留设根据采高确定,采高小于2m,宽度>10m;采高大于2m(含2m), 宽度>20m。并设置水平排水沟,防止上水平矿井水直接流入下水平。
断层防隔水煤(岩)柱的留设。相对阻水断层且断层两盘羽状张裂不够发育时,在断层两盘各留设煤(岩)柱宽度>10m;相对阻水断层而两盘或一盘的羽状张裂十分发育时,要根据张裂带宽度而定,各自留设煤(岩)柱宽度>15m;导水断层两盘各留设煤(岩)柱宽度>20m;煤层与含水层对口部位留设的煤(岩)柱宽度>20m。
钻孔防隔水煤(岩)柱的留设宽度,封孔质量较差或封孔质量不
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详时>8m,未封孔时>12m。
岩溶主迳流带、地下河、陷落柱防隔水煤(岩)柱的留设宽度>40m。
三、防水闸门
第四十二条 下山采掘且存在突(透)水危险性时,应在井底车场附近设置防水闸门。防水闸门的设置要做到以下七项要求。
1.根据初步设计需要设置防水闸门时,要由具有相应资质单位在施工图设计中一并设计防水闸门;或在下山采掘中发现存在突(透)水危险性时,由具有相应资质的设计单位补充设计防水闸门;
2.防水闸门硐室前、后两端,分别砌筑厚度不小于5m的混凝土护碹,碹后用混凝土填实,不得空帮、空顶,并采用高标号的水泥,按设计压力进行注浆加固,确保关闸阻水时防水闸门及硐室的稳定性;
3.防水闸门要设置放水管、闸阀和压力表;
4.防水闸门来水一侧巷道15~25m处设置一道挡物篦子门,篦子门与防水闸门之间的巷道要通畅,不得放置任何工具、杂物,来水时先关篦子门后关防水闸门;
5.设置在防水闸门墙体内的电缆、管道等要严密、不得漏水并能承受设计水压,通过防水闸门硐室的轨道、电机车架空线、带式输送机等要能够灵活易拆,关闭闸门所需工具要就近存放、专人保管。
6.防水闸门系统要按照设计要求组织工程竣工验收。其中,在新掘巷道设置的防水闸门,还要在硐室长度≤15m巷段内按设计压力进行注水耐压试验,耐压试验时间>24 小时,试压时必须制定安全撤离措施。
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7.每年雨季前、后进行共二次水闸门关闭演练,并全面检查、维护防水闸门系统。
四、水闸墙、挡水密闭墙
第四十三条 各报废巷道要构筑水闸墙。其中,可能成为突(透)水通道或大量积水的报废巷道应由有相应资质的设计单位进行设计。密闭水闸墙应当留设泄水孔,每月定期两次观测,雨季加密观测。
处于洪汛期洪水淹没范围的各废弃井口要砌筑挡水密闭墙。墙体与围岩嵌合性要好,不漏水,能抵御洪水冲击。
第六章 井下探放水
第四十四条 井下探放水是实现“十六字”原则的重要环节。 所有煤矿的探放水都必须使用矿山专用钻机。不允许以减压孔、放炮孔替代探放水孔。
1.探放水队伍
第四十五条 煤矿探放水必须要由专业的探放水队伍作业。 2.钻机选型
第四十六条 选择矿用液压型,额定钻进深度不小于50m,机体尺寸较小、能多角度旋转、定位钻进的钻机。配备反压及防喷设备、泥浆泵等。
3.探放水实施环境
第四十七条 采掘工作面遇到下列情况之一的必须进行探放水: ① 接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿; ② 接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱; ③ 打开防隔水煤(岩)柱进行放水前;
④ 接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层
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破碎带;
⑤ 接近有出水可能的钻孔; ⑥ 接近水文地质条件复杂的区域;
⑦ 采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含
水层间的防隔水煤(岩)柱厚度不清楚可能发生突水; ⑧ 接近有积水的灌浆区; ⑨ 接近其他可能突水的地区。 4.探放水方案
第四十八条 探放水方案包括探水起点的确定、断面钻孔布置、空间锥体的控制、超前深度的确定、钻具选型、煤(岩)层的产状、结构、完整性、物理性质、钻进时来水来压的判断及处理措施等方面。
探放水方案要经总工程师(技术负责人)审查批准。之后,由技术部门组织探放水人员进行技术交底,明确探放水目的、钻孔布置要求、钻进工艺及探放水遇险时的撤离路线、方法等事项,并在施工中通过及时修正力求更加合理、有效。
地表水体之下、较大老空积水区及岩溶地下河等附近的探放水,或水情复杂、危险性较大、本矿拟定探放水方案有困难时,应委托设计单位经专题论证后拟定探放水方案。
探放水前应确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。 5.钻孔布置
第四十九条 同一采掘工作面施工碛头探放水钻孔群由3组钻孔组成,钻孔数≥5个,均为定向钻孔,控制空间形态为规则或不规则锥体。钻孔孔深≥40m,分相对浅孔(≥40m)、中深孔(≥45m)和深孔(≥50m)。超前钻距和止水套管长度≥20m,在浅孔孔深20m时各
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钻孔间距≤3m。终孔孔径不得大于75mm,止水套筒不得小于10 mm。
6.钻场设备安装、调试
第五十条 根据审查批准的探放水方案并在探放水技术交底基础上,探放水队伍进入探放水现场进行设备安装、调试。钻场设备安装、调试要满足以下七点基本要求。
① 清理钻场,合理设置钻机、安放钻具及钻进操作位置,并留设安全撤离通道;
② 加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板;
③ 设置钻进给排水系统;
④ 在钻场附近设置电话并与井口调度室、井下变电所、泵房、各作业点联网;
⑤ 探放水负责人及测量人员要亲临现场,根据设计方案实地确定各钻孔的开孔位置及方位角、倾角、终孔深度及孔口段导管设置深度等;
⑥ 在预计水压大于0.1MPa时,要在套管口安装闸阀固结套管; ⑦ 钻孔内水压大于1.5MPa时,要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)壁突出的措施;如果孔内水压是突然增大,判断为突水前兆时,不能拔出钻杆并立即撤离。
7.探放老空水
第五十一条 对井下积水区(含老空水、本矿早期采空积水等)的探放水,只能由高位向低位积水区探放或在积水区压水线旁侧进行探放,严禁在积水区下方由低位向高位区探放水。
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8.瓦斯及其他有害气体监测
第五十二条 在探放水整个过程中,必须实时监测瓦斯和其他有害气体,保持钻场通风良好,加强电器设备防爆管理,防止钻进过程中发生瓦斯和其他有害气体窒息、中毒、燃烧和爆炸事故。
9.做好观测记录
第五十三条 按钻探要求,做好钻进观测记录。要特别注意对来水、来压、水的物理性质发生变化、溢出气体、循环液漏失、钻进阻力变小、变大等现象的观测记录。
10.钻进异常时要停钻撤离
第五十四条 当钻进中出现来水、来压明显增大或水的物理性质发生明显变化或溢出明显异味气体或钻进阻力明显变小或循环液明显漏失等异常情况时,必须立即停止钻进、禁止拔出钻杆并立即撤离钻场及井下其他位置的作业人员,报告井口调度室,由总工程师(技术负责人)组织分析异常、判断原因、拟定措施。
第七章 水体下采煤
水体下采煤要做到以下两点。
第五十五条 由具有乙级以上资质的煤炭设计单位进行水下采煤可行性论证和水下采煤专项设计,并报省级煤炭行业管理部门审查批准后实施。
第五十六条 可行性论证要符合《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的相关规定;水下采煤专项设计要坚持安全可靠原则,并兼顾技术可行、经济合理。
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第八章 露天煤矿防治水
1.防治水
第五十七条 露天采煤防治水工作的重点对象是地表水。由降水及剥离岩土时揭露的地下水所构成的地表水,要由引水系统向生产场地外引排,生产场地之内不能形成“死水”;洪汛期要加强疏排洪水及边坡变形、泥石流监控等工作。
2.环境保护
第五十八条 剥离岩土及建设矿山公路、工业广场时会大范围破坏原天然平衡环境,环境保护工作要贯穿于设计、建设及生产全过程。必须统筹策划、精心设计、优化方案,尽量少动植被和岩土;切实做好防治水及绿化、护坡、固土等工作,促进地质及生态环境重新向基本平衡目标发展。
3.剥离岩土合理堆放
第五十九条 剥离岩土要先后形成多个堆积场。当堆积场达到设计堆积量时,应及时植草、植树护面,防止水土流失。然后起用新的堆积场。
堆积场尽量选择在凹地、平地,要避开地表水强烈冲蚀部位。位于斜坡中的堆积场,必须事先构筑挡土墙。
4.有序疏排水
第六十条 采用浆砌或砼明沟、涵管、涵洞等方式,形成矿山自流排水系统,切忌无序引排。
5.保护边坡稳定性
第六十一条 原天然不稳定边坡、工程诱发不稳定边坡、人工开挖边坡等边坡要采取支挡、护坡等措施。对位于交通、构筑物、生产
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及办公场地上方的极不稳定边坡,要委托有相应资质的单位开展勘察和论证、评价工作,并编制整治设计,确保边坡处于稳定状态。
6.合理布置工业广场
第六十二条 工业广场要远离滑坡、泥石流及强水流冲蚀范围。根据露天采煤的总体布置,合理选择、布置工业广场。
第九章 综合治理措施
第六十三条 根据我省煤矿水患主要特征,采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施,需要对地表水漏水、老空积水、矿井涌水进行综合治理。
一、地表水漏水治理
第六十四条 降水、地表水是矿井水的补给水源。治理地表水漏失是治理水患源头的措施,治理工程质量较好控制,治理效果明显,安全性好。常见治理方法有截流外排或封堵止水两种,治理的重点部位是溪沟水明显漏失段、地表岩溶进水口和洪水淹没区。
(一)溪沟水明显漏失治理
第六十五条 采空导水裂隙已将坑道与溪沟水沟通,或构造裂隙已将坑道与溪沟水沟通,或溪沟水通过煤层露头采空区与坑道沟通,沟水明显漏失甚至全漏失或成为断头河。可选择截水及引流外排或注浆封堵防渗措施。
1.截水及引流外排
在溪沟上游选择无明显渗漏的相对隔水层部位,筑坝拦截溪沟水形成坝库,并修筑明渠将坝库水引出导水裂隙、构造裂隙影响区及煤层露头采空区。
截水坝可采用砼坝或条石坝。坝基要下至稳定的持力层,坝高要
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高于坝库最高洪水位1~2m,坝的强度是洪汛期库水压力1.5倍以上,坝体及坝基要做密闭防渗处理。
根据最大引流量、引流区地形、引流渠基底工程地质环境等条件,可选择构筑浆片石、条片石、砼等构筑引水明渠。选择引水明渠走向时,要尽量考虑当地供水、灌溉用水的需求。
2.注浆封堵
当溪沟水漏失段不长、漏失段沟床坡降较大(一般>30‰)、漏失段无明显下沉变形时,可采用注浆封堵防渗措施。
选择枯水期注浆。注浆前要暂时将沟水外引并清除沟床中的冲积物露出基岩。注浆段起始点在渗漏段上、下游端点外侧5~10m(视导水裂隙倾向、倾角而定),注浆控制的横向端点在最高洪水位压水线外侧>5m,注浆控制深度应>10m,注浆压力要尽量控制在既能实现全充填又不破坏围岩完整性这一尺度。
在注浆完成之后,沟床上用厚度>15cm的砼护面。 (二)地表岩溶进水治理
第六十六条 在岩溶充水矿床,经连通试验证实,若地下河进口、落水洞、有露头的岩溶陷落柱、溶缝等已成为岩溶水集中进水口并威胁矿井生产安全时,需要对以上补给岩溶水的进水口进行治理。治理方法主要有引流外排、垫层浇注、注浆封堵。
1.引流外排
地下河进口往往位于岩溶槽谷或岩溶洼地边缘,是长流溪沟水的断头处。宜采用引水涵洞方法使岩溶水失去主要补给水源。引水涵洞进口外侧要设置一段引水明渠,引水明渠用条石或砼构筑,长度>30m,并设置1~2道钢筋网拦截固形物。隧洞中遇岩溶时要采用填料
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加注浆封闭,硐底有岩溶时要设置砼跨桥。引水隧洞出口要连接引水明渠,用于发电、供水、灌溉等。
因岩溶陷落柱是一个不断变形的不稳定含水体,治理部位只能是陷落柱外围。一般在陷落柱外围构筑一道圈状截水沟,并开口外引沟水,不让大范围片状、线状流动地表水进入岩溶陷落柱。
2.垫层浇注
部分长年流水的冲沟断头处为落水洞,是雨季时地表片状水流的汇集、消漏地,可在安置支撑钢架基础上用块、碎石形成垫层,在垫层之上浇注隔水砼面板,形成垫层浇注结构,防止洪水大流量补给岩溶水。支撑钢架要嵌入完整围岩,使落水洞变形下陷时,垫层与面板能保持稳定。
当一般流量<10L/s的冲沟水沿溶隙、溶缝直接渗漏时,可采用钻孔直接注浆方法充填岩溶缝隙,达到止水目的。
(三)洪水淹没区治理
第六十七条 位于河流、溪(冲)沟洪水冲击、淹没范围的井口、工业广场、废弃老窑井口、采空塌陷区等部位均要采取排水或堵水措施。
在井口及工业广场外侧,设置护河堤及挡水墙,墙体高度要高于访问历年最高洪水位1~2m。
废弃老窑井口要采用浆砌条石封堵井口,封堵段长度>5m,若井口段为斜井,在封堵前还应采用锚杆施工并形成钢筋网络支撑结构。
采用块、碎石填筑采空塌陷区,填筑面层为粘性土,然后植树植草。填筑区高度应高于周边未塌陷区。同时,还要在河流岸坎低凹部位,修筑能阻止洪水倒灌淹没塌陷区的河堤。
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二、老空积水处理
第六十八条 存在空间位置、积水不明的老窑积水区时,可采用地球物理勘探方法圈定积水区的大致空间位置,然后采用地面钻探的方法进行验证。当钻探揭露确为老空积水区时,需扩孔抽排疏干老空积水,后可再次采用原物理勘探方法佐证排水效果。
存在本矿已知老空积水区时,应在积水区压水线之上采用钻孔抽水,直至疏干全部老空积水。
三、矿井涌水治理
1.疏水降压
第六十九条 当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头压力小于实际水头压力时,开采前应采取疏水降压措施。安全隔水层厚度和突水系数的验算见附录五,安全水头压力计算公式见附录六。
在实际生产中,由于验算所需的各种参数不齐等原因,可在综合分析矿井承压含水层的空间位置、相对隔水层的厚度及工程、水理属性以及由含水层承压水引起的井巷来水来压现状等的基础上,拟定疏水降压方案。方案经煤矿企业总工程师审查批准后首先进行疏水降压试验,取得经验之后实施疏水降压措施。
我省煤矿多属砂岩裂隙充水、岩溶充水或裂隙~岩溶充水矿床。由于含水层与相对隔水层的相间组合、高位补给区的存在和井巷形成的低位空间,造成井巷涌水具有不同程度的承压性。其中,部分淋水、股状出水及底鼓巷段来压明显,围岩的完整性、稳定性受到威胁,存在发生煤(岩)水突出的危险性,应采取疏水降压措施。
施工之前,必须要认真观察来水的物理性质(水温、颜色、透明
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度、嗅、味),并经对来水来压的地质、水文地质环境及老空位置的调查、分析和判断,确认是含水层承压水而不是老空水时,才能实施疏水降压措施。
在来水来压或底鼓明显巷道施工群状疏水降压钻孔。钻孔布置宜采用先稀疏后加密方法施工,要按矿上拟定的疏水降压方案施工,并在施工中不断变更、优化方案。疏水降压工作直至水压明显减小、巷道围岩无失稳危险性为止。之后,要对来水来压整治段进行整治效果监控。
2.拦截高位来水
第七十条 采用平硐上、下山开拓开采的矿井以及平硐暗斜井开拓开采的矿井,要实现平硐标高中的所有水平巷道(岩巷、煤巷、石门)对上山来水的有效拦截,并在巷道下方留设>20m的连续的煤(岩)柱。要特别注意在通往下山的井筒、斜巷连接处,需采用封堵、绕避等方法,不让平巷水沟流水溢流进入下山。平硐水沟的纵坡要>3‰,断面要满足最大过水量的1.5倍,排水沟要及时清淤,确保巷道路面平整、无积水。
3.管道引水
第七十一条 在井下,有一定涌水量且涌水量基本稳定的人工揭露的含水层地下水露头,它往往有一定范围的补给区、迳流区,水质一般较好。宜选作煤矿生活饮用水水源,改善饮用水质量。
事前,需观测一个水文年的涌水动态,并分别在枯、丰水期采集水样进行化学分析和卫生指标测试。若涌水量基本稳定,水质达到国家饮用水标准,即可就近构筑蓄水池,采用自流管引或加压管引方式引水至职工食堂。
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4.注浆堵水
第七十二条 在对矿井充水的地质、水文地质环境及巷道围岩的工程属性、水理性质的综合分析研究基础之上,根据井巷堵水的不同目的,常用的钻孔注浆堵水方法有预注浆、(后)注浆止水、帷幕注浆等几种,其目的一是止水、二是加固围岩。
(1) 预注浆
在以下状态下,宜采用预注浆方法。
① 设计通往地面的井筒、判断硐口及井筒浅埋段围岩完整性较差,受地表水渗漏补给条件较好时,施工前宜采用地面钻孔预注浆方法,包括硐口仰坡、硐口与井筒浅埋段;
② 掘进前方为断层及断层构造裂隙发育带时; ③ 设计井巷要穿过冲沟所在的浅埋段或岩溶塌陷区时。 (2) (后)注浆止水
在以下状态下,宜采用(后)注浆止水方法。
① 已施工或生产矿井,若硐口仰坡岩体裂隙、土体孔隙发育并开始出现浸水时;
② 硐口浅埋段围岩裂隙发育,已出现淋、滴水、股状出水时; ③ 断层及断层构造裂隙发育带所在井巷段,围岩稳定性较差,已出现淋、滴水、股状出水时;
④ 井巷过冲沟浅埋段淋、滴水时,或井巷过岩溶塌陷区段围岩稳定性较差,有淋、滴水、股状出水时。
以上预注浆、(后)注浆止水方法,仅能满足对注浆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转移,或在其它部位重新排入井巷。
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(3) 帷幕注浆
经查明,在以上(2)中的需要进行(后)注浆止水的巷道,其注浆止水巷道的两个端点有连续完整的隔水层或阻水断层条件下,通过连续(后)注浆方法,能形成由注浆止水墙与隔水层或阻水断层共同组成的闭合性阻水结构时,宜采用钻孔帷幕注浆方法。
预注浆、(后)注浆止水和帷幕注浆施工之前,需编制注浆施工方案,并在煤矿企业总工程师组织审查同意后才能施工。
在编制注浆施工方案时,要注意以下主要事项:
① 经对水文地质环境及围岩工程属性的综合分析判断后认为,治理段(点)不宜采用疏水降压措施而适宜采用注浆止水措施时,才能决定采用注浆方法;
② 要正确判断注浆段围岩空隙率及空隙的连续性、互通性,围岩的工程属性和水理性质,来水来压的大小等,合理选择钻孔间距、方位、深度及浆液配制、注浆压力、注浆量等参数;
③ 注浆止水范围应大于需要注浆止水的范围,在注浆止水范围之内要形成连续的止水墙;
④ 在注浆过程中,需根据注浆效果及时调整注浆参数。
第十章 水害应急救援
第七十三条 矿山水害应急救援依托现有的矿山应急救援体系,实行“统一指挥、分级响应、属地为主”。
一、应急预案及实施
第七十四条 煤矿企业应根据本单位所属矿井的主要水害类型和可能发生的水害事故,制定“水害应急预案”和“现场处置方案”。处置方案要包括发生不可预见性水害事故时,人员安全撤离的具体措
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施。预案和方案的有关条文要张贴公布,并让全体职工熟知。
矿井应当设置安全出口、规定水害避灾路线,井下要设置反光路标,并每年组织实施井下作业人员撤离演练,做好记录。
矿井作业人员发现水情异常,必须立即向矿井调度室报告,并通知人员撒离。矿井调度室接到水情报告,应立即启动本矿井水害应急预案,根据来水方向、地点、水量等具体情况,确定人员安全撤离的路径,通知井下受水患影响的作业人员马上撤离到安全地点或出井。同时向值班负责人和矿井主要负责人报告,并将水患情况通报周边矿井。
井下泵房应积极推广无人值守和远程监控集控系统,受水患威胁严重的矿井,应加快实现井下泵房无人值守和远程监控,推广使用地面操控的潜水泵排水系统。
在矿井水情异常时,应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,并根据异常水情的影响程度,及时调整井下通风系统,避免风流紊乱、有害气体超限。调整通风系统后,应在原有通风系统图上做出相应标识。
煤矿企业应当将防范暴雨洪水引发煤矿水害事故灾难的情况纳入《事故应急救援预案》和《灾害预防处理计划》,落实防洪物资、设备和资金。防洪物资和设备应当专库存放、专人保管和维护,救灾资金应当列入专项资金管理。
煤矿企业应当建立防治水和抢险排水兼职救援队伍,Ⅰ、Ⅱ级水患矿井要与有资质的煤矿抢险排水站签订抢险排水协议。
水害事故发生后,矿井应当依照有关规定及时报告政府有关部门,不得迟报、漏报、谎报、瞒报。
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二、水害响应程序
第七十五条 矿井发生重、特大突(透)水事故时,煤矿企业防治水工作组应立即投入以下工作:
在第一时间判断出水点、涌水量(m/h),出水物理性质,被困人员位置、人数,水位上涨速度(m/h或m/min),淹没范围,估算矿井水总量(m),并立即向政府有关部门报告。
根据突(透)水量、水的物理性质等条件提出排水救人所需水泵的流量(m/h)、扬程(m)和水泵类型。
提出施救被困人员的措施和方案。 矿井兼职救护队立即投入施救工作。
第七十六条 矿井发生水害事故时,受灾市(州)县(市、区)政府应立即成立现场抢险救援指挥部,迅速整合、调集人力、装备,进行抢险救援工作。
第七十七条 矿井发生较大以上突(透)水事故时,四川省安全生产监督管理局(四川煤矿安全监察局)应急办公室、四川省矿山救护总队、四川省矿山应急救援指挥中心要立即赶赴现场,统一指挥,实施水害应急救援工作。
第七十八条 防治水“专家组”按要求赶赴现场,根据受灾矿井实际条件制定抢救人员方案和防治水方案。
第七十九条 四川省煤矿抢险排水站接警即启动矿井抢险排水预案,快速组织装运设备器材,奔赴受灾矿,在现场抢险救援指挥部领导下,组织指导设备安装,尽快排水施救。
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三、抢险排水
第八十条 抢险排水过程中,应当预计排水中的涌水量,制定应对涌水量变化的措施。
第八十一条 必须加强井下和地面(孔、泉、井)水情的动态观测,并观察地面有无塌陷、裂缝现象,调查水文地质资料,综合评估突(透)水水源。
第八十二条 抢险排水过程中,必须安排手上交接班的水面跟踪测量工、水泵司机、接管移泵工、电工、瓦斯监测工、通风支护工、巷通清理工等人员,编排手上交接班的下井救护队员,扎实稳妥推进抢险排水。
第八十三条 抢险排水过程中,信息调度组应收集每小时排水量和水面标高,做好推进记录,绘制排水量、水面标高随时间变化的曲线图。
第八十四条 抢险排水过程中,应加强井下通风工作,保证井下有足够的风量,并制定防止有害气体突然涌出的安全措施。
第八十五条 施救单位应当对水害应急救援的图纸资料收集整理、归档,总结矿井水害抢险救援的经验和教训。
第十一章 防治水培训
第八十六条 负责煤矿防治水工作的副矿长、水泵工、监测员、探放水人员必须参加防治水专业的培训,执证上岗。
第八十七条 煤矿企业必须对本矿相关人员进行防治水相关知识的教育培训。
第八十八条 市、县煤矿安全生产监管部门分管防治水工作的领导及工作人员必须参加防治水专业知识的培训。
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第十二章 防治水科技工作
第八十九条 四川省煤矿防治水中心要配齐防治水专业人员,落实科研经费,配置科研设备设施,以国有大中型企业、科研单位、院校为依托,并以杜绝煤矿重、特大及遏制较大以下水害事故为目标,开展防治水技术研究和科技攻关工作。
大中型煤矿、专业抢险救援机构和院校,科研机构具有一定的防治水技术资源和管理能力,应率先开展防治水技术研究和科技攻关工作。
主要技术研究及科技攻关内容有:
1.研究不同采高、采煤方法、构造、覆岩工程属性、覆盖结构层组合及围岩完整性的采空导水裂隙高度的确定。
2.研究不同地质、水文地质环境下探放水钻孔的布置起点、超前钻进深度及钻孔群控制的锥体状空间的确定等。
3. 研究采用多种有效的物理勘探手段圈定老空水、岩溶及岩溶水的空间分布规律及补、迳、排流场。
4.研究大水矿井的预警方法及实现安全采煤的技术措施。 5.研究在近水平煤层赋存矿区中如何杜绝高位向低位井巷汇水、透水的方法及措施。
6. 研究延深采掘中在兼顾技术可行、安全可靠、经济合理三大因素的前提之下如何实施疏水降压及设置水闸门及排水系统。
7.研究水体下采煤。 8.研究抗淹井排水系统。
9.研究发生水害事故时安全快捷的救援抢险排水系统。
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10.研究建立防治水示范矿。
11. 研究全省各Ⅰ级水害煤矿抢险排水救援预案。
第十二章 防治水信息平台
第九十条 随着我省煤矿防治水工作制度化、科学化进程的稳步发展,争取在条件成熟时建立全省煤矿防治水信息平台,作为全省安全生产信息平台的重要组成部分。实现全面提升我省煤矿防治水工作水平,达到遏制重、特大水害事故,减少较大以下水害事故的目的。
为尽早建立我省煤矿防治水信息平台,从现在开始,各煤矿企业和各级监管监察部门要积极补充、汇总相关信息资料,做好建立防治水信息平台的基础工作。
汇总的相关信息资料主要有以下10项:
1.国家法律法规及国家、省、市(州)防治水相关规定、意见、通知、通报等。
2.《煤矿防治水规定》及《四川省煤矿防治水细则》。 3.省、市(州)、县(区)和各煤矿企业防治水机构、主要负责人、省级专家组名单及通讯联络号码。
4.各煤矿地质、水文地质背景及防治水技术资料简介、矿图。 5.各煤矿存在的主要水患及水患设防、整治措施。 6.全省Ⅰ、Ⅱ级重点水患矿井动态情况录。
7.省、市(州)、县(区)及煤矿企业应急救援体系及联动机制。 8.全省各次煤矿水害事故警示录。 9.煤矿防治水科学研究、科技攻关动态。
10.Ⅰ级水害矿井抢险排水预案及主提升运输巷道电子图板。 11.煤矿抢险排水装备分布及储备表。
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第十三章 罚则
第九十一条 本规定设定的行政处罚,由煤矿安全监察机构或者地方人民政府负责煤矿安全生产监督管理职责的部门实施。依据《煤矿防治水规定》第一百四十条。
第九十二条 在规定时间内尚未配备防治水专业技术人员或专用探放水设备的企业,给予警告并处2万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第五条第一款。
在上述处理之后的半年时间内仍未达到要求的企业,责令其停产整顿并处50万元以上100万元以下的罚款,对企业负责人处3万元以上5万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第一百三十条第二款。
第九十三条 在规定时间内尚未查明重大水患的企业,责令其停产整顿并处50万元以上100万元以下的罚款;对企业负责人处10万元以上15万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第八条第一款。
当矿井出现透水征兆时,没有立即撤离井下作业人员回到地面,仍强行冒险作业的,处150万元以上200万元以下的罚款;对企业负责人处12万元以上15万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第八条第二款。
第九十四条 在建、整合、扩建及生产矿井,地质、水文地质资料及防治水矿图缺项较多,不能支撑矿井防治水工作的给予警告并处1万元以上3万元以下的罚款;对企业负责人处1万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第十四条、第十五条、第十七条。
发现以上资料、矿图有虚假的企业,给予警告并处5万元以上10万元以下的罚款;对企业负责人处5万元以下的罚款;情节严重的,
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责令停产整顿。依据《煤矿防治水规定》第一百三十二条第二款。
第九十五条 未按规定完成《煤矿水患现状调查报告》的企业,处3万元以下的罚款;对企业负责人处1万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第十二条第。
第九十六条 未按规定进行矿井水动态(长期)观测的企业,处3万元以下的罚款;对企业负责人处1万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第二十六条、第二十七条、第二十八条。
第九十八条 在各类防隔水煤(岩)柱中进行采掘活动的企业,责令其停产整顿。尚未构成重大水患时,处20万元以上50万元以下的罚款,对企业负责人处3万元以上8万元以下的罚款;已构成重大水患时,处80万元以上120万元以下的罚款,对企业负责人处5万元以上15万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第五十条。
第九十九条 水下采掘矿井,有以下情况者,责令其停产整顿。有水下采掘专项论证和专项设计的,尚未严格执行水下采煤规定及设计要求时,处20万元以上60万元以下的罚款,对企业负责人处1万元以上3万元以下的罚款;无水下采掘专项论证和专项设计的,处100万元以上150万元以下的罚款,对企业负责人处7万元以上12万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第五十五条、第五十六条。
第一百条 未按规定设置水闸墙的企业,处3万元以上8万元以下的罚款,对企业负责人处1万元以上2万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第七十条。
第一百零一条 该设置水闸门而尚未设置的,或未由具有相应资质的单位进行水闸门设计,或未按设计进行设置并经竣工验收的企业,责令其停产整顿,并处10万元以上50万元以下的罚款;对企业
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负责人处2万元以上5万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第七十条。
第一百零二条 未按规定编制探放水方案并进行探放水的企业,给予警告并处1万元以上3万元以下的罚款;对企业负责人处1万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第九十二条、第九十五条。
第一百零三条 未按规定上报突(透)水险情的企业,处3万元以下的罚款;对企业负责人处1万元以下的罚款。依据《煤矿防治水规定》第一百一十九条、第一百二十条、第一百二十五条。
第一百零四条 井下排水系统不完善,不符合《规程》、《煤矿防治水规定》对煤矿企业给予警告并限期整改,未按期整改完成的煤矿企业并处5万元以下的罚款。
第一百零五条 违反《煤矿防治水规定》及《四川省煤矿防治水细则》规定造成透水事故的企业,按照有关规定进行调查处理,并依法给予行政处罚。依据《煤矿防治水规定》第一百三十九条。
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附录一:四川省煤矿水害隐患分类方法一览表
大 类1-11-21-31-41-51-62-12-22-32、地表水2-42-52-62-73-13-23-33-43-54-14-2亚 类 上部老窑积水而情况不明 已知上部或侧部有老窑积水 已知本矿有采空积水 高位区向低位区矿井汇水 邻矿坑道水流入本矿 老空水透水危险性较大 河流、溪沟水下采煤,采空导水裂隙接近或达到水体 水库、池塘水下采煤,采空导水裂隙接近或达到水体 井口或采空塌陷区位于河流、溪沟、冲沟洪水位附近或低于洪水位而 无挡水墙或挡水墙质量较差 渣场位于斜坡或冲沟中,无支挡或支挡工程质量较差 尾矿库稳定性较差 井口两侧或上方有滑坡、泥石流或渣场稳定性较差 地表水溃入、倒灌淹井或滑坡、堆渣、溃坝形成泥石流伤人毁井的危 险性较大 岩溶发育、岩溶水丰富 有地下河或地下岩溶湖 有岩溶陷落柱 洪汛期矿井涌水量较大时需暂时停产的岩溶充水矿井 岩溶突水危险性较大 存在裂隙承压水富水区段 岩体完整性较差,岩石强度接近或低于水头压力,或掘进巷道布置在 裂隙承压水含水层 裂隙承压水涌(突)水危险性较大 断层或断层两盘羽状张裂带涌水 断层将地表水或采空水或含水层富水带与坑道沟通 断层突水危险性较大 钻孔封孔质量差或位置、封孔质量不明 单电源 变电站(所)安全性差 水仓、水沟、水管容量或断面不够 水泵安全储备差 设计要求设置而尚未设置水闸门、篦子门或设置质量差 泵房不规范 无排水设备,坑道水直接引入岩溶洞穴 无地质或水文地质人员 未落实防治水机构或防治水专业队伍 无较完善的地质或水文地质勘查报告 缺水患现状调查报告 矿图缺项多,质量差 未采用钻机探放水,以放炮孔、减压孔替代探放水孔 安全管理差,或近5年曾发生一般水害事故或曾发生较大以上水害事故 水害事故矿井未设置水害事故警示牌1、采空水3、岩溶水4、裂隙承压水4-35-15、断层5-2水5-36、钻孔水6-17-17-2 7、排水7-3系统安全7-4性差7-57-67-78、技术8-1资源不足8-2、未实施8-3钻机探放8-4水、安全8-5管理差、8-6水害事故8-7矿井8-830
附录二:四川省煤矿水患危险性分级标准
本标准将四川省煤矿水患危险性分为四级。即极复杂(Ⅰ级)、复杂(Ⅱ级)、中等(Ⅲ级)和简单(Ⅳ级)。
一、极复杂(Ⅰ级)
凡符合以下(1)~(12)款中的一款以上的矿井暂判定为水患极复杂(Ⅰ级)矿井。
(1)近十年内曾发生重、特大水害事故,或近五年内曾发生较大以下水害事故;
(2)曾发生水害事故,经整改整治后重大水害水源仍未解除或尚未得到有效控制;
(3)矿井上方或侧方有已知的老窑积水,尚未抽排老窑积水或监测监控措施不力;
(4)已知本矿有采空积水,尚未抽排采空积水,或无专题论证报告,或未落实论证报告提出的防透措施,或论证报告已指出不能排除透水的可能性;
(5)矿井水能由高位向低位矿井越界汇水,存在洪汛期低位矿井被淹危险性的相关责任矿井;
(6)在河流、主干长流溪沟、水库等水下采掘的矿井,没有进行水下采煤专题论证及防透(溃)水设计,或未按照设计进行防透(溃)水设防,或论证及设计中已提出不能排除透(溃)水可能性;
(7)矿井井口标高低于邻近河流、溪沟访问历年最高洪水位,无挡水墙,或挡水墙年久失修而抵御洪水冲击能力不足;
(8)矿井井口位于冲沟洪峰水流或泥石流或滑坡变形冲击范围,无挡墙,或挡墙年久失修而抵御外动力冲击能力不足;
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(9)岩溶充水矿床,洪汛期会出现水流成河、暂停生产,而洪汛预测预报及事前安全撤离措施不到位;
(10)岩溶充水矿床,井巷系统所在区域存在岩溶地下河或岩溶地下湖或岩溶陷落柱,尚未落实有效的防止岩溶突水措施;
(11)地表水(河流、溪沟、池塘、水库)渗漏明显,存在洪汛期地表水发生强渗甚至溃水淹井的危险性,而尚未采取堵、截、引流外排等措施;
(12)地面采空塌陷区位于洪水淹没、倒灌范围之内,尚未落实洪讯预测预报及防止洪水溃灌淹井措施。
二、复杂(Ⅱ级)
凡符合以下(1)~(10)款中的一款以上的矿井暂判定为水患复杂(Ⅱ级)矿井。
(1)曾出现水害险情尚未查明水害险情原因,或已查明水害险情原因而尚未实施有效的整治、设防措施;
(2)采掘活动没有远离废弃小窑及本矿采空积水不明区域,未能认真实施“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”十六字原则;
(3)曾出现水害前兆,在未查明原因及落实有效防止措施之前仍强行采掘; (4)经专项论证、设计的河流、主干长流溪沟、水库等水下采掘的矿井,未严格按照设计施工,设防质量较差,或尚未形成高位安全撤离通道;
(5)不能排除洪水淹没、倒灌淹井的可能性,尚未设置挡水工程或挡水工程质量较差;
(6)急倾斜煤层矿井,拦堵上山来水的留设煤柱不连续或煤柱厚度不够; (7)由原几个矿井形成的整合矿井,部分井巷及采空积水不明,水患不清; (8)在建矿井水文地质背景资料有重要缺项,存在较重大以上水患,而尚未开展专项补充水文地质工作,建井中无观测编录地质、水文地质资料,防治水
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及工程监理工作薄弱;
(9)防治水意识淡薄,机构、人员、措施不落实,技术资源(专业人员、地质及水文地质资料、矿图等)十分欠缺,不能支撑矿井防治水工作。
(10)渣场位于斜坡而无挡墙,或渣场位于井口及工业广场附近冲沟中上游,挡渣墙的强度或嵌入深度不够,或尾矿库库堤稳定性差。
三、中等(Ⅲ级)
凡符合以下(1)~(5)款中的一款以上的矿井暂判定为水患中等(Ⅲ级)矿井。
(1)接近或部分符合Ⅰ级、Ⅱ级水患矿井各条款中的任一条款者; (2)部分水害隐患尚未查明,设防措施针对性较差;
(3)符合《四川省煤矿水患分类表》第7大类“排水系统安全性差”中的任一亚类者;
(4)符合《四川省煤矿水患分类表》第8大类“技术资源及技术手段不足”中的任一亚类者;
(5)岩溶充水矿床,或裂隙水承压性明显的裂隙充水矿床,或断层水需要经探采证实的矿床。
四、简单(Ⅳ级)
凡符合以下任一条款的矿井暂判定为水患简单(Ⅳ级)矿井。
(1)不能排除老空水或地表水或岩溶水或断层水或钻孔水发生透(突、溃)水的可能性;
(2)不能完全满足《煤矿防治水规定》的要求。
《四川省煤矿水患危险性分级标准》的制定和使用,有以下7点主要说明。 1.煤矿各类水患都可能导致水害事故的发生,但其发生水害事故的大小及
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几率不尽相同,即不同水患的危险性有所不同,在危险性分级时已予以重点考虑。
2.水患由自然及人为两大要素共同组成,人为要素在较大程度上既可以改造和控制自然要素,又可以加重自然要素的危险性。由自然要素构成的水患是客观存在的,并具有一定的隐蔽性、潜在性和动态性;由人为因素构成的水患是相对容易控制的,但动态性较强。所以,防治水工作的投入和措施的到位程度在较大程度上能左右由水患转化为水害事故的几率,采用本分级标准初步确定的煤矿水患危险性级别是动态级别。
3.井工采矿是在高危环境下作业,不能排除发生水害事故的可能性。所以,所有煤矿都要列入本标准进行危险性分级。
4.煤矿水患危险性分级工作是促进煤矿防治水工作的措施之一,其目的是努力实现遏制较大以上水害事故的发生,控制一般水害事故的起数,保障煤炭工业有序、健康、持速发展。水患危险性分级工作需要各煤矿企业和各级监管监察部门的积极参与,由四川省煤矿防治水中心组织实施。
5.使用本分级标准时,按危险性程度就高不就低的原则确定各煤矿水患危险性级别。
6.煤矿水患的判定权属四川省煤矿防治水中心,且四川省煤矿防治水中心根据每年对煤矿防治水工作的考评结果进行水患级别的调整。
7.各井工采矿的非煤矿山,在矿山水患普查基础上,暂参照本分级标准进行水患危险性分级工作。
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附录三:四川省煤矿水患调查技术要求(试行)
我省是全国煤矿水害重灾省份之一,水害事故在我省煤矿事故中占有很大比重,尤其是特大事故,从我省有记录的历史以来,我省共发生四起特大水灾事故,占我省煤矿特大事故的百分之八十。水害事故往往具有破坏性强、矿难救援困难、事故原因复杂等特征。面对水患的复杂性、隐蔽性和煤矿地质及水文地质技术资源严重不足的现状,需要煤田地质专业队伍提供技术服务,有序开展四川省煤矿水患调查,为煤矿防治水工作打下坚实基础。
由于国内尚无煤矿水患调查规程与技术要求可以借鉴,我们依据国家相关技术规程规范和相关文件、我省煤矿多起煤矿水害事故的案例分析及当前煤矿水患的基本特征,初步拟定“四川省煤矿水患调查技术要求(试行)”供开展这一工作时使用。由于我省煤矿众多,水文地质条件及水患特征不尽相同,在使用本技术要求时要有针对性和做好重点工作,在实践中不断完善。
一、总则
通过开展矿井(井田)井上、井下水文地质调查测绘工作,基本查明矿井(井田)存在的主要水患类型,分析判断主要水患及其透(突、溃)水水害水源、过水通道及透(突、溃)水容易发生的部位,指出水患的危险性及其可能导致水害事故发生的主要原因,提出针对性防治措施。
二、依据的相关技术规程规范、文件
1、《煤矿安全规程》ISBN7-5020-2562-6/TD7;
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2、《煤田地质填图规程》DZ/T0175-1997;
3、《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB12719-91; 4、《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》煤炭工业部(80)煤地字第638号;
5、《关于加强煤矿水害防治工作的指导意见》安监总煤矿【2006】98号;
6、《关于加强煤矿水害防治工作的通知》川安监【2007】219号;
7、《关于加强煤矿水患治理的通知》川安监【2007】277号; 8、《关于进一步加强煤矿水患治理的通知》川安监【2008】215号;
三、工作程序
煤矿水患调查评价工作程序是:前期准备工作—调查测绘—报告编制—报告内审—专家组评审及资料归档。
四、前期准备工作
包括资料收集、队伍组建、现场踏勘和拟定工作方案等四项工作。 资料收集:包括区测资料、矿井已有地质及水文地质资料、矿井或相邻矿井曾发生的水害事故资料、国家测绘系统出版的比例尺大于或等于1:5000地形图。
队伍组建:根据初步了解的工作量、工作复杂程度等择优组建项目组。
现场踏勘:现场了解矿井(井田)水文地质基本情况、矿井水情、矿上占有的地质、水文地质资料及防治水工作现状。
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拟定工作方案:初步分析判断矿井主要水文地质特征和主要水患,确定调查测绘重点和方法,并通过技术交底使项目组成员领会工作方案及具体工作目标。
五、调查测绘工作 1、工作区范围
沿构造线方向的工作范围包括矿井采掘疏排地下水时人工流场可能疏干影响区,不得小于采矿权走向边界500米。对于岩溶充水矿井,要对远程补给或排泄区进行针对性调查。
沿垂直构造线方向工作范围包括采矿权煤层最低标高法线指示的地表位置外侧、井巷系统揭露的地层及与矿井充水有关的煤层上覆、下伏含水层。
2、地表水调查测绘
降水是矿井水的源头水源。降水的大部分形成地面迳流由冲(溪)沟汇入江河及补给池塘水库,少部分沿各种岩石空隙进入地下补给地下水(含断层水)、老窑水和坑道水,是地表调查测绘的主要内容。具体调查测绘内容包括自然地理、地质要素、河流溪沟、池塘水库、泉井、小窑及老窑、矿井地面设施等七项。
(1)自然地理。在收集资料基础上,通过现场观察,站在矿井水补给条件角度,对矿井(井田)区地形地貌、植被、河流溪沟、池塘水库、气候(特别是年降水及最大强度降水)进行描述。
(2)地质要素。包括地层界线、煤层露头线、岩层产状、褶皱、断层、岩溶、采空塌陷、滑坡、泥石流等,并选择3~5处进行节理
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裂隙详细观测。
(3)河流溪沟。包括名称、分布位置、汇水面积、标高、平面形态、纵、横断面形态、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、渗漏情况、堆积物、诱发的主要地质灾害等。
(4)池塘水库。包括名称、分布位置及地层、标高(含库、塘水底、常年及最高蓄水标高)、常年及最大蓄水量、堤坝结构及渗漏、引水工程及渗漏情况、补给来源、用途等。
(5)泉井。包括所在含水层、位置及标高、流出形态、枯季、常年及最大流量、水的物理性质、随降水变化特征、受采煤疏干影响程度、用途等。
(6)小窑及老窑。包括小窑名称、井口位置及标高、开拓方式、开采规模、开采煤层、开采年份、采空区空间范围(尤其是最低采空标高及井巷标高)、矿井涌水量、矿井采空积水情况、水害事故和与调查矿井巷道、采区关系。包括老窑名称、井口位置及标高、开拓方式、开采煤层、开采年份、采空区空间范围、井口流量、矿井采空积水情况和与调查矿井巷道、采区关系。
(7)矿井地面设施。包括矿井主(副)井、风井井口位置及标高、与河流溪沟历年最高洪水位的空间关系、有否挡水墙及墙的稳定性、附近有否危及井口安全的不稳定边坡、滑坡、泥石流;工业广场及矸石渣场位置、受河流溪沟洪水威胁的危险性、排水沟、挡墙等的安全性;地面变电站(所)、高压输电线位置及受山洪威胁的稳定性。
3、坑道水调查测绘
坑道水主要接受地下水(含断层水)、地表水的直接补给,设置
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的抽排水系统要满足正常状态下矿井最大涌水量的要求。
要观测矿井及各水平涌水量,梳理矿井水汇集、抽排系统,记录各部位滴、淋、股状出水、涌水现象,分析判断采空可能积水区,证据充足时圈定已知采空积水区。
要注意观察因不合理采掘活动而可能存在的地表水溃入、老窑、小窑、本矿采空积水的透入以及地下水(含断层水)向坑道涌水等,易导致水害事故发生的重要水患。
4、工程点定位
以国家测绘系统出版的地形图为底图,地面所有工程点采用手持GPS和半仪器法定位上图,井下采用半仪器和丈量法上图。对矿井井口坐标必须反复进行校测。若井口坐标误差较大时,要及时与业主商议,采用全仪器法测量井口坐标。
5、试验与测试
在综合分析基础上,为证实可能存在的地下水重要补给——迳流——排泄系统,在条件具备时进行地下水连通试验及采集水样进行化学成分及侵蚀性分析。
6、水患调查记录及动态监测交接工作
按四川省煤田地质工程勘察设计院现行矿井地表、井下各类记录卡片进行水患调查记录。形成泉(井)调查统计表、河流(溪沟)调查统计表、池塘(水库)调查统计表、老窑及小窑调查统计表、岩溶调查统计表等附报告。
由于调查工作时间不长,一般仅做一次观测,需要项目组拟定水
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患长期动态监测方案交给矿方,由矿方开展水患长期动态监测工作。项目组要将与矿井主要水患相关的水文点列入水患长期动态监测点,选择以下各类表格进行动态观测记录:河流(溪沟)水患动态监测表、池塘(水库)水患动态监测表、小窑水患动态监测表、老窑水患动态监测表、井下淋水、股状出水、涌水点(段)水患动态监测表、矿井涌水量监测表。
因不同矿井需要监测的水患对象及主要监测内容差别较大,难于拟定通用监测表格。各水患动态监测表的格式由项目组根据调查矿井水患特征自行拟定。今后在条件成熟时,在摸索经验的基础上再研究形成通用表格的可行性。
六、报告编制
煤矿水患调查不同于水文地质测绘、储评、环评和安评工作,它的调查核心是煤矿水患并满足本技术要求“总则”内容。报告文字和图件必须围绕这个核心。报告附图有矿井地形地质及水文地质图、主井水文地质剖面图、矿井水患警示图和矿井岩溶立面投影图。
1、矿井地形地质及水文地质图
比例尺大于或等于1:5000。图面内容包括地形、地质、水文地质、矿井主要井巷系统及井口坐标。
2、主井水文地质剖面图
比例尺大于或等于矿井地形地质及水文地质图。该图要展示剖面地形线、矿权边界线、主井水文地质现象、各开采水平空间关系及开采煤层上覆、下伏含水层、相对隔水层组合关系。
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3、矿井水患警示图
比例尺同矿井水文地质图。绘制主要内容:
(1)与地形地质及水文地质图完全一样的直角坐标网络; (2)煤层露头线及煤层名称,煤层底板等高线(低于或等于采矿权下界),煤层采空区;
(3)断层、褶曲、钻孔;
(4)主要井巷系统及名称,井口名称及坐标;
(5)重要淋水、股状出水、涌水点及涌水量,各水平涌水量; (6)抽排水系统的水仓及容量,供电系统情况,排水泵型号、功率、扬程、流量,水流方向,井口常年及最大流量;
(7)防隔水工程(防水挡墙、闸门等),现有的防隔水煤柱、边界煤柱及尺寸;
(8)分析采空可能积水区及积水量,已知采空积水区及积水量; (9)河流溪沟及名称,同一河流溪沟标注四处以上的标高,临时观测站的编号、标高及流量,渗漏段的标高及渗漏量;
(10)池塘水库及名称、编号,标注塘(库)最低水底、常年及最高水位标高,常年及最大蓄水量,堤坝;
(11)重要泉井的编号、流量、标高;
(12)相邻矿井及名称,相邻矿井矿界附近的主要井巷及名称,相邻矿井矿界附近采空积水位置及积水量。
矿井水患警示图是水患调查的主体图件,它有许多解读文字的重要内容。由于图件要素较多,在绘制时宜注意以下三点事项。一是彩
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色图的彩色及灰阶力求配置合理,重点突出水害水源。二是各项标注可放在附近空白处,以编号等方式达到对应识别的效果。三是对需要警示的重要内容,在图面空白处绘制放大示意图(标注尺寸)。
4、矿井岩溶立面投影图。
水害水源与岩溶、岩溶水有关时才绘制该图件。横向比例尺同矿井地形地质及水文地质图,竖向比例尺大于矿井地形地质及水文地质图。
报告文字及附图要求形成电子文档,附图为彩色图。
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附录四: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
煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按下列公式计算: 1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时: Hf= Hk+Hb (3-1) 2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时(图3-1): Hf=HL+Hb (3-2)
式中 Hf--防隔水煤(岩)柱高度,m;
Hk--采后垮落带高度,m; HL--导水裂缝带最大高度,m; Hb--保护层厚度,m; α--煤层倾角,(°)。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值,不得小于20 m。式中Hk、HL
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程》的相关规定。
图3-1 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
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二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设
含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算:
L0.5KM式中 L--煤柱留设的宽度,m;
K--安全系数,一般取2-5; M--煤层厚度或采高,m; p--水头压力,MPa; Kp--煤的抗拉强度,MPa。
3p >20 m KP
图3-2 含水或导水断层防隔水煤(岩)柱留设图 三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设 煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(图3-3),防隔水煤(岩)柱的留设要求如下:
图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱
留设图
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1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时,防隔水煤(岩)柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为:
L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)
2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按图3-3c留设。其计算公式为:
L=L1+L2+L3=Ha(sinδ-cosδcotθ)+
(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ)>20 m (3-4)
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; HL--最大导水裂缝带高度,m; θ--断层倾角,(°); δ--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
层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料,计算其水压(p)与防隔水煤(岩)柱厚度(M)的比值(Ts=p/M),并将各点之值标到以Ts=p/M为横轴,以埋藏深度H0为纵轴的坐标纸上,找出
Ts值的安全临界线(图3-4)。
Ha值也可以按下列公式计算:
Hap10 Ts式中 p--防隔水煤(岩)柱所承受的静水压力,MPa;
Ts--临界突水系数,MPa/m;
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10--保护带厚度,一般取10 m。
图3-4 Ts和H0关系曲线图
本矿区如无实际突水系数,可参考其他矿区资料,但选用时应当综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或工作面的空顶距、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 在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下(图3-5),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。
图3-5煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(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小距离(垂距),大于安全煤柱的高度(Ha)的计算值,并不得小于20 m。其计算公式为
LHa >20 m sin46
式中 α--断层倾角,(°);
其余参数同前。
当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时,按附录三之二计算煤柱宽度。
根据以上两种方法计算的结果,取用较大的数字,但仍不得小于20 m。
如果断层不导水(图3-6),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煤柱的高度(Ha)时即可,但不得小于20 m。
图3-6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
五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设 1.巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道高度的10倍。
2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时,若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。
3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时,防隔水煤
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(岩)柱的尺寸,不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。
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,可参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》执行。
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,按附录三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。
八、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设
1.水文地质简单型到中等型的矿井,可采用垂直法留设,但总宽度不得小于40 m。
2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井,应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。
1)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缝带高度时,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(见图3-7a)。
2)当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时,上、下煤层的防隔水煤(岩)柱,可分别留设(见图3-7b)。
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图3-7多煤层地区边界防隔水煤(岩)柱留设图 HL—导水裂缝带上限;H1、H2、H3—各煤层底板以上的静水位
高度;γ—上山岩层移动角;β—下山岩层移动角;Ly、L1y、L2y—导水裂缝带上限岩柱宽度;L1—上层煤防水煤柱宽度;L2,L3—下层煤防水煤柱宽度
导水裂缝带上限岩柱宽度Ly的计算,可采用下列公式:
LyHHL1 >20 m 10Ts式中 Ly--导水裂缝带上限岩柱宽度,m; H --煤层底板以上的静水位高度,m; HL--导水裂缝带最大值,m;
Ts--水压与岩柱宽度的比值,可取1。
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,尚可参考图3-8所示的例图)。
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图3-8以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱留设图 L-煤柱宽度;Ls,Lx-上、下煤层的煤柱宽度;Ly-导水裂缝带上限
岩柱宽度;Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度;HL-导水裂缝带上限;p—底板隔水层承受的水头压力
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附录五:安全隔水层厚度和突水系数计算公式
一、安全隔水层厚度计算公式
tL(2L28KppL)4Kp (4-1)
式中 t--安全隔水层厚度,m;
L--巷道底板宽度,m;
--底板隔水层的平均重度, MN/m3;
Kp--底板隔水层的平均抗拉强度,MPa; p--底板隔水层承受的水头压力,MPa。
二、突水系数计算公式
Tp (4-2) M式中 T--突水系数,MPa/m;
p--底板隔水层承受的水压,MPa; M--底板隔水层厚度,m。
式(4-1)主要适用于掘进工作面,式(4-2)适用于回采和掘进工作面。按式(4-1)计算,如底板隔水层实际厚度小于计算值时,就是不安全的。按式(4-2)计算,就全国实际资料看,底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06 MPa/m,正常块段不大于0.1 MPa/m。
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附录六:安全水头压力值计算公式
一、掘进巷道底板隔水层
t2p2Kp2t (5-1)
L式中 p——底板隔水层能够承受的安全水压,MPa;
t——隔水层厚度,m; L——巷道宽度,m;
——底板隔水层的平均重度,MN/m;
3
Kp——底板隔水层的平均抗拉强度,MPa。
二、采煤工作面
pTsM (5-2) 式中 M--底板隔水层厚度,m;
p--安全水压,MPa;
Ts--临界突水系数,MPa/m 。
Ts值应当根据本区资料确定,一般情况下,在具有构造破坏的地段按
0.06 MPa/m计算,隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1 MPa/m计算。
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