底板含水層水防治規(guī)定

山西工程職業(yè)學(xué)院主講教師：劉勇洪《煤礦安全技術(shù)》底板含水層水防治規(guī)定1、關(guān)于防治煤層底板水害工作總則的規(guī)定

底板水防治應(yīng)當(dāng)遵循井上與井下治理相結(jié)合、區(qū)域與局部治理相結(jié)合的原則。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。(1)井上下治理工作要在鉆探、物探及地質(zhì)和水文地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上有針對性地開展。(2)地面治理工程包括地面區(qū)域治理、帷幕注漿、鉆探注漿封堵導(dǎo)水構(gòu)造等；井下治理工程包括煤層底板注漿加固、打鉆注漿封堵導(dǎo)水構(gòu)造、改造含水層成弱含水層或隔水層、疏水降壓等。底板含水層水防治規(guī)定2、關(guān)于回采工作面帶壓開采的規(guī)定

當(dāng)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于實際水頭值時，可以進行帶壓開采，但應(yīng)當(dāng)制定專項安全技術(shù)措施，由煤炭企業(yè)總工程師審批。(1)根據(jù)突水系數(shù)計算公式評價是否可以帶壓開采。(2)帶壓開采方案需經(jīng)煤炭企業(yè)總工程師組織審批。(3)對可能突水的破碎帶、導(dǎo)水構(gòu)造提前進行注漿加固。(4)在回采過程中，具備疏水降壓條件時，可對含水層進行局部疏水降壓。(5)制定專項安全技術(shù)措施，加強回采工程中的動態(tài)監(jiān)測，制定現(xiàn)場應(yīng)急處置預(yù)案。底板含水層水防治規(guī)定3、關(guān)于礦井疏水降壓開采的規(guī)定

當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(yīng)與礦區(qū)供水、生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合，推廣應(yīng)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(yù)先進行帷幕注漿，截斷水源，然后疏水降壓開采；（3）當(dāng)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(yīng)當(dāng)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。底板含水層水防治規(guī)定3、關(guān)于礦井疏水降壓開采的規(guī)定(1)疏水降壓開采的條件。根據(jù)附錄四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于實際水頭值時，就要進行疏水降壓開采，防止突水淹井。掘進巷道底板隔水層安全水頭值計算公式：Ps—底板隔水層安全水頭值，MPa；t—隔水層厚度(m)；L—巷道寬度(m)；

γ—底板隔水層的平均容重，MN／m3；Kp—底板隔水層的平均抗張強度，MPa。計算時，將巷道底板隔水層的實際厚度t等代入上式求出理論的安全水頭壓力值，再將安全水頭壓力值換算成水頭H，把H和實際水頭H實進行比較，如果H實≥H，說明巷道底板不安全，可能發(fā)生底板突水，相反，說明底板安全，一般不會發(fā)生底板突水。底板含水層水防治規(guī)定3、關(guān)于礦井疏水降壓開采的規(guī)定

采煤工作面安全水頭值計算公式Ps—底板隔水層安全水頭值，MPa；M—底板隔水層厚度，m；Ts—臨界突水系數(shù)，MPa/m；Ts值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定，一般情況下，底板受構(gòu)造破壞的地段按0.06MPa/m計算，隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞的地段按0.1MPa/m計算。(2)為了減少疏水降壓排水費用，當(dāng)承壓含水層的集中補給邊界基本查清時，可預(yù)先對其進行帷幕注漿，截斷補給水源，然后再進行疏水降壓開采。底板含水層水防治規(guī)定3、關(guān)于礦井疏水降壓開采的規(guī)定(3)在疏水降壓開采過程中，應(yīng)積極把礦井排水、供水、生態(tài)環(huán)保三位一體結(jié)合起來，有效解決由于疏排地下水而導(dǎo)致的礦區(qū)所在城市與周圍地區(qū)的供水困難和生態(tài)環(huán)境惡化問題。在疏水選型中，要多方面考慮，不僅選擇在井下打?qū)ｉT疏(放)水孔，也可選擇在礦井地面打抽水孔，或在承壓含水層的淺部打地面淺排孔。(4)注漿加固底板隔水層。當(dāng)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，可以采用地面區(qū)域治理(推薦)、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(yù)防突水事故發(fā)生。此項工作應(yīng)當(dāng)預(yù)先編制專門設(shè)計，由煤炭企業(yè)總工程師審批。底板含水層水防治規(guī)定4、關(guān)于煤層底板突水威脅的礦井采用地面區(qū)域注漿治理措施的規(guī)定

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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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）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)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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)采用鉆探驗證并治理達標?；夭汕皯?yīng)同時采用物探、鉆探方法進行效果驗證。底板含水層水防治規(guī)定4、關(guān)于煤層底板突水威脅的礦井采用地面區(qū)域注漿治理措施的規(guī)定(1)區(qū)域治理的含義是指從過去的單個掘進工作面、單個回采工作面的防治水治理到多個工作面及采區(qū)的一次性超前治理。(2)區(qū)域治理工作最早于2012年在峰峰礦區(qū)開展，是一種針對大采深、煤層底板承受水壓高、煤層開采后易突水、煤層采掘前超前開展的一項防治水工作。該技術(shù)也可用于其他條件的采掘工作面防治水超前治理。(3)地面區(qū)域治理工作特點為“超前主動、區(qū)域治理、全面改造、帶壓開采”。治理原則為“總體設(shè)計，分步實施，動態(tài)優(yōu)化”。底板含水層水防治規(guī)定4、關(guān)于煤層底板突水威脅的礦井采用地面區(qū)域注漿治理措施的規(guī)定(4)治理層位選擇應(yīng)滿足治理后突水系數(shù)不大于0.1MPa/m，結(jié)合具體帶壓開采條件及含水層富水性選擇治理的目標層。(5)施工過程中要進行水文地質(zhì)觀測和判層工作，發(fā)現(xiàn)水文異常應(yīng)及時進行分析處理。(6)區(qū)域超前治理范圍，原則上以采區(qū)及主要構(gòu)造地質(zhì)單元為治理范圍。(7)通過采取物鉆探等綜合手段發(fā)現(xiàn)工作面及其外圍區(qū)域治理存在薄弱區(qū)段，工作面采前要及時采取井上下補充治理。底板含水層水防治規(guī)定5、底板承壓含水層突水危險性綜合分區(qū)評價方法

有條件的礦井可以采用“脆弱性指數(shù)法”或者“五圖雙系數(shù)法”等，對底板承壓含水層突水危險性進行綜合分區(qū)評價。脆弱性指數(shù)法：是一種將可確定底板突水多種主控因素權(quán)重系數(shù)的信息融合方法與具有強大空間信息分析處理功能的GIS耦合于一體的煤層底板突水預(yù)測評價方法，它是指評價在不同類型構(gòu)造破壞影響下，由多巖性多巖層組成的煤層底板巖段在礦壓和水壓聯(lián)合作用下突水風(fēng)險的一種預(yù)測方法。底板含水層水防治規(guī)定5、底板承壓含水層突水危險性綜合分區(qū)評價方法“五圖”：通過試驗和計算獲得導(dǎo)水破壞深度的分布狀況，據(jù)此繪制“底板保護層破壞深度等值線圖”。根據(jù)底板保護層厚度及其變化規(guī)律。據(jù)此繪制“底板保護層厚度等值線圖”。根據(jù)煤層底板以下含水層的承壓水頭計算繪制“煤層底板上的水頭等值線圖”。底板保護層厚度減去導(dǎo)水破壞深度為“有效保護層”，據(jù)此繪制“有效保護層厚度等值線圖