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文檔簡介

2023/7/281煤礦防治水規(guī)定

釋義第四章礦井防治水

2023/7/282第四章礦井防治水

第一節(jié)地面防治水

本節(jié)共10條,內(nèi)容包括:1.查明礦區(qū)地面水文情況,建立疏水、防水和排水系統(tǒng);2.井口和工業(yè)場地內(nèi)建筑物標(biāo)高及其防水措施;3.礦井防止地表水潰入井下;4.嚴(yán)禁將矸石等雜物堆放在河道;5.礦井地面鉆孔孔口應(yīng)采取的措施;6.礦井報(bào)廢井筒填實(shí)封堵;7.礦井建立災(zāi)害性天氣水害預(yù)警和預(yù)防機(jī)制;8.礦井在雨季應(yīng)對重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)域巡查;9.礦井在暴雨洪水期間應(yīng)建立井下撤人制度;10.礦井在雨季前應(yīng)進(jìn)行隱患排查治理。

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第四十一條:礦井應(yīng)當(dāng)查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況,疏水能力和有關(guān)水利工程等情況;了解當(dāng)?shù)厮畮臁⑺娬敬髩?、江河大堤、河道、河道中障礙物等情況;掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。2023/7/284『釋義』本條是關(guān)于礦井應(yīng)查明礦區(qū)地面水文情況,建立疏水、防水和排水系統(tǒng)的規(guī)定。

為了防止地表水體在雨季洪水季節(jié)期間倒灌礦井,煤礦企業(yè)要全面查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水和滲漏情況,了解河流上游和下游水庫的蓄水情況,對河道中障礙物影響礦井安全的,要進(jìn)行全面清障;因管理權(quán)限無法清障的,要書面報(bào)告有關(guān)部門。煤礦企業(yè)還要收集礦區(qū)近百年來當(dāng)?shù)刈畲蠼涤炅亢妥罡吆樗毁Y料,據(jù)此建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。

(一)疏水系統(tǒng)。疏水系統(tǒng)即在礦區(qū)內(nèi)部修筑疏水渠道。四面環(huán)山的工業(yè)場地選擇可利用的地形構(gòu)筑泄洪隧洞,將礦區(qū)內(nèi)匯集的水引至礦區(qū)以外。嚴(yán)禁在河道中堆積矸石等雜物,影響泄洪,致使河流水位抬高,河流通過廢棄老井倒灌礦井。2023/7/285(二)防水系統(tǒng)。在編制礦井設(shè)計(jì)時(shí),井口和工業(yè)場地應(yīng)選擇在不受洪水威脅的地點(diǎn),矸石、爐灰及施工土方必須避開山洪和河流的沖刷方向,以免沖到工業(yè)場地和建筑物附近或淤塞溝渠和河道;對沿河布置的低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位且受河水威脅的建筑物或民用建筑物,應(yīng)修筑防洪堤壩;對于坡面匯水應(yīng)修挖防洪溝截住山洪,防止內(nèi)侵或通過露頭滲入礦井,封堵地面水滲入井下的塌陷裂縫和塌陷洞等通道;漏水的溝渠和河流應(yīng)整鋪河底或改道;加強(qiáng)地面在用鉆孔及封閉不良鉆孔的管理。2023/7/286(三)排水系統(tǒng)。對于內(nèi)澇區(qū)和洪水季節(jié)河水有倒流現(xiàn)象的礦區(qū)及工業(yè)場地,應(yīng)在礦區(qū)周圍或井田內(nèi)泄洪總溝的出口處建立水閘,設(shè)置排洪站,以備河水倒灌時(shí)向外排水;如果塌陷區(qū)范圍太大無法填平時(shí),可用水泵排水,防止水滲入井下。2023/7/287

第四十二條:礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)建筑物的標(biāo)高,應(yīng)當(dāng)高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位。如果在山區(qū),除符合本條第一款的規(guī)定外,還應(yīng)當(dāng)避開可能發(fā)生泥石流、滑坡的地段。礦井井口及工業(yè)場地內(nèi)建筑物的標(biāo)高低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位的,應(yīng)當(dāng)修筑堤壩、溝渠或者采取其他防排水措施。2023/7/288

【釋義】本條是關(guān)于礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)建筑物標(biāo)高及其防水措施的規(guī)定。礦井井口及工業(yè)場地是煤礦生產(chǎn)的咽喉與腹地,在任何情況下均應(yīng)保證井口和其他地面設(shè)施不致于被洪水淹沒。因此,井口和各種工業(yè)建筑物的基礎(chǔ)標(biāo)高,在設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)高于當(dāng)?shù)匕倌曜罡吆樗?,在山區(qū)還應(yīng)當(dāng)避開可能發(fā)生泥石流、滑坡的地段。老礦井井口及工業(yè)場地內(nèi)建筑物的高程低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位時(shí),必須修筑堤壩、溝渠等相應(yīng)的工程或采取其他防排水措施。如果井口、工業(yè)廣場和生活區(qū)上游有可能發(fā)生泥石流、滑坡時(shí),必須采取有效措施,在雨季加強(qiáng)觀測。無法保障安全的,要搬遷工業(yè)廣場和生活區(qū)。2023/7/289

【案例】2002年6月24日,河北省張家口市蔚縣北部山區(qū)突降大到暴雨,山洪暴發(fā),由于涌發(fā)煤礦井口低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位,使洪水倒灌井下,造成16人死亡。2023/7/2810

第四十三條:當(dāng)?shù)V井井口附近或者塌陷區(qū)內(nèi)外的地表水體可能潰入井下時(shí),應(yīng)當(dāng)采取安全防范措施。嚴(yán)禁開采煤層露頭的防隔水煤(巖)柱。在地表容易積水的地點(diǎn),應(yīng)當(dāng)修筑溝渠,排泄積水。修筑溝渠時(shí),應(yīng)當(dāng)避開露頭、裂隙和導(dǎo)水巖層。特別低洼地點(diǎn)不能修筑溝渠排水的,應(yīng)當(dāng)填平壓實(shí)。如果低洼地帶范圍太大無法填平時(shí),應(yīng)當(dāng)采取水泵或者建排洪站專門排水,防止低洼地帶積水滲入井下。當(dāng)?shù)V井受到河流、山洪威脅時(shí),應(yīng)當(dāng)修筑堤壩和泄洪渠,防止洪水侵入。對于排到地面的礦井水,應(yīng)當(dāng)妥善處理,避免再滲入井下。對于漏水的溝渠(包括農(nóng)田水利的灌溉溝渠)和河床,應(yīng)當(dāng)及時(shí)堵漏或者改道。地面裂縫和塌陷地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)及時(shí)填塞。進(jìn)行填塞工作時(shí),應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的安全措施,防止人員陷入塌陷坑內(nèi)。在有滑坡危險(xiǎn)的地段,可能威脅煤礦安全時(shí),應(yīng)當(dāng)采取防止滑坡措施。2023/7/2811

【釋義】本條是關(guān)于礦井防止地表水潰入井下的規(guī)定。上述各項(xiàng)規(guī)定和措施,都有深刻的事故教訓(xùn),煤礦企業(yè)必須認(rèn)真排查隱患,采取可靠的安全措施,防止地表水潰入井下?!景咐?007年7月22日,山西省呂梁市興縣魏家灘鎮(zhèn)馬團(tuán)圓煤礦,因山洪暴發(fā),造成河床下采空區(qū)發(fā)生塌陷,沉陷面積約800m2,洪水經(jīng)采空區(qū)潰入礦井,導(dǎo)致11人死亡。2023/7/2812

第四十四條:嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能沖刷到的地段,以免沖到工業(yè)場地和建筑物附近或者淤塞河道、溝渠。2023/7/2813

【釋義】本條是關(guān)于礦井嚴(yán)禁將矸石等雜物堆放在河道的規(guī)定。堆放在山谷中或其他區(qū)域的煤(巖)矸石、爐灰、垃圾等雜物,在雨季或其他季節(jié),經(jīng)過山洪、河流的沖刷,可能形成礦山泥石流災(zāi)害,也可能沖到工業(yè)場地和建筑物附近或者淤塞河道、溝渠,抬高河流水位,造成災(zāi)害或重大人員傷亡。因此,礦井嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能沖刷的地段。2023/7/2814【案例】2003年4月17日,山西省臨汾市古縣古陽鎮(zhèn)江水坪煤礦發(fā)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(jīng)江水坪煤礦舊井口的矸石堆,由于洪水受阻,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。2023/7/2815

第四十五條:

對于正在使用的鉆孔,應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定安裝孔口蓋。對于報(bào)廢的鉆孔,應(yīng)當(dāng)及時(shí)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鉆孔,其孔口管應(yīng)當(dāng)高出當(dāng)?shù)刈罡吆樗弧?/p>

2023/7/2816【釋義】本條是關(guān)于礦井地面鉆孔孔口應(yīng)采取措施的規(guī)定。井田內(nèi)所有鉆孔必須全部標(biāo)注在采掘工程平面圖上,建立臺賬。煤礦根據(jù)鉆孔臺賬的記錄,逐孔檢查,特別是打穿多含水層、煤層的鉆孔處理,要查清歷史資料;無資料的,必須在一定區(qū)域內(nèi)采用相應(yīng)的預(yù)防措施,并落實(shí)到相關(guān)人員。對照礦井鉆孔臺賬,查找正在使用中的觀測孔等鉆孔,確保每個(gè)鉆孔按照規(guī)定安裝孔口管,并加蓋封好;同時(shí),查找臺賬中的報(bào)廢鉆孔,對照現(xiàn)場位置,檢查是否及時(shí)封孔,確保防止地表水或含水層的水沿鉆孔灌入井下。對其他資料不清或封孔質(zhì)量不好的鉆孔,要現(xiàn)場檢查落實(shí),防止此類鉆孔導(dǎo)水誘發(fā)礦井水害;對于地面觀測孔、注漿孔、電纜孔、與井下或者含水層相通的鉆孔,其孔口管的高程應(yīng)當(dāng)高出當(dāng)?shù)刈罡吆樗桓叱?,對于低于此?guī)定的,必須采取措施解決,確保礦井安全。2023/7/2817【案例】1999年6月18日,鄭煤集團(tuán)超化煤礦在井下21下山開拓時(shí),發(fā)生突水,最大突水量達(dá)600m3/h,導(dǎo)致采區(qū)被淹。經(jīng)認(rèn)真分析,該突水處附近有一個(gè)未封孔的水文勘查孔,也未標(biāo)繪在采掘工程平面圖上,經(jīng)重新封孔處理,才解除了水患。

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第四十六條:報(bào)廢的立井應(yīng)當(dāng)填實(shí)封堵,或者在井口澆注1個(gè)大于井筒斷面的堅(jiān)實(shí)的鋼筋混凝土蓋板,并設(shè)置柵欄和標(biāo)志。報(bào)廢的斜井應(yīng)當(dāng)填實(shí)封堵,或者在井口以下斜長20m處砌筑1座磚、石或者混凝土墻,再用泥土填至井口,并加砌封墻。報(bào)廢的平硐,應(yīng)當(dāng)從硐口向里用泥土填實(shí)至少20m,再砌封墻。報(bào)廢井口的周圍有地面水影響的,應(yīng)當(dāng)設(shè)置排水溝。封填報(bào)廢的立井、斜井和平硐時(shí),應(yīng)當(dāng)做好隱蔽工程記錄,并填圖歸檔。

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【釋義】本條是關(guān)于礦井報(bào)廢井筒填實(shí)封堵的規(guī)定。報(bào)廢井筒應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)定的要求,編制報(bào)廢井筒填實(shí)封堵的設(shè)計(jì),并嚴(yán)格組織施工,竣工后進(jìn)行驗(yàn)收,建立檔案,明確責(zé)任,以備后查。防范通過廢棄井筒引發(fā)水害事故?!景咐?005年8月19日,吉林省舒蘭礦務(wù)局五井發(fā)生1起透水事故,造成16人死亡。舒蘭礦務(wù)局五井設(shè)計(jì)能力45萬t/a,開采15、16、18三個(gè)煤層。礦井受地面連河泡積水區(qū)的威脅。事故直接原因:連河泡積水淹沒廢棄井回填土標(biāo)高,在水體浸泡及壓力的作用下,導(dǎo)通廢棄立井采空區(qū)及五井15層和16層的采空區(qū)、巷道,潰入五井井下,導(dǎo)致事故的發(fā)生。事故教訓(xùn):舒蘭礦務(wù)局在事故前制定了連河泡積水區(qū)治理方案,對連河泡積水區(qū)內(nèi)的廢棄小煤礦立井進(jìn)行了回填加高。但未對該方案進(jìn)行科學(xué)論證,也未請有資質(zhì)的設(shè)計(jì)部門進(jìn)行設(shè)計(jì),工程完工之后也未進(jìn)行評估和驗(yàn)收,致使出現(xiàn)連河泡積水區(qū)沒有全部回填且回填土標(biāo)高低于最高洪水位等問題。2023/7/2820

第四十七條:礦井應(yīng)當(dāng)與氣象、水利、防汛等部門進(jìn)行聯(lián)系,建立災(zāi)害性天氣預(yù)警和預(yù)防機(jī)制。煤礦應(yīng)當(dāng)及時(shí)掌握可能危及煤礦安全生產(chǎn)的暴雨洪水災(zāi)害信息,密切關(guān)注災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警信息;及時(shí)掌握汛情水情,采取安全防范措施;加強(qiáng)與周邊相鄰礦井信息溝通,發(fā)現(xiàn)礦井出現(xiàn)異常情況時(shí),立即向周邊相鄰礦井進(jìn)行預(yù)警。

2023/7/2821【釋義】本條是關(guān)于礦井建立災(zāi)害性天氣水害預(yù)警和預(yù)防機(jī)制的規(guī)定。煤礦是安全生產(chǎn)的責(zé)任主體,應(yīng)當(dāng)主動(dòng)與氣象、水利、防汛等部門進(jìn)行聯(lián)系,建立災(zāi)害性天氣預(yù)警和預(yù)防機(jī)制。在礦井發(fā)生災(zāi)害后,應(yīng)及時(shí)與周邊礦井進(jìn)行信息溝通。2023/7/2822【案例】2007年8月17日,山東省華源礦業(yè)有限公司發(fā)生洪水淹井事故,死亡172人,與其相鄰的名公煤礦也被洪水淹沒,致使9名礦工遇難。

16日至17日,山東新泰市連續(xù)兩天集中強(qiáng)降雨,16日4時(shí)至18日6時(shí),柴汶河上游又突降大暴雨,降水量為262.3mm,三天集中降雨量為50年一遇,而且主要集中在17日2時(shí)至15時(shí),這一時(shí)段降雨量占本次降雨量的70%,為70年一遇。由于強(qiáng)暴雨導(dǎo)致山洪暴發(fā),流經(jīng)華源礦區(qū)的柴汶河水位暴漲漫過河岸,漫溢的洪水沖蝕河岸,掏空基礎(chǔ),最終沖開約65m的決口,沖入落差約5m的岸外低洼處,在洪水強(qiáng)烈沖刷作用下,形成三個(gè)集中潰水點(diǎn)潰入井下。潰入井下的水量約l260萬m3,砂石和粉煤灰約30萬m3,導(dǎo)致淹井。由于潰水流量大、速度快,水流湍急,增加了華源礦業(yè)有限公司井下撤人難度,當(dāng)班井下作業(yè)人員756人,有584人安全升井,172人被困井下遇難。2023/7/2823

事故教訓(xùn)極為深刻,主要有以下幾點(diǎn):

(一)預(yù)防自然災(zāi)害的機(jī)制不健全?!?.17”事故潰水前,氣象部門對50年一遇的強(qiáng)降雨也預(yù)測到了,但并沒有明確預(yù)測出更為具體的降雨在什么位置,也沒有引起地方政府的高度重視;水利部門在接到強(qiáng)降雨應(yīng)適當(dāng)將上游水庫騰出庫容,以避免洪水來臨超過警界線。由于各部門預(yù)報(bào)預(yù)警機(jī)制不健全,導(dǎo)致該地區(qū)強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí),加上上游水庫泄洪、河道清理不及時(shí),致使柴汶河河岸突然決口,發(fā)生淹井災(zāi)害。

(二)暴雨期間井下停產(chǎn)撤人不及時(shí)。華源礦業(yè)公司發(fā)現(xiàn)井下透水后,沒有及時(shí)做出人員一次性撤離升井的決定,而是分3次下達(dá)撤人命令,延誤了部分人員的最佳撤離時(shí)機(jī)。名公煤礦也沒有嚴(yán)格執(zhí)行上級災(zāi)害性天氣停產(chǎn)撤人的規(guī)定,在接到政府下達(dá)撤人指令后,仍堅(jiān)持生產(chǎn)。事故災(zāi)難發(fā)生后,沒有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按程序立即上報(bào),貽誤了當(dāng)?shù)卣诘谝粫r(shí)間組織搶救的時(shí)機(jī)。2023/7/2824

(三)開采防隔水煤柱、超層越界開采。與華源礦業(yè)公司同一井田內(nèi)還有9個(gè)小煤礦,其中6個(gè)正在生產(chǎn),3個(gè)已報(bào)廢,各礦井之間基本上都相互溝通,超層越界開采非常嚴(yán)重,一個(gè)礦井發(fā)生水害會(huì)波及所有相鄰礦井的安全。廢棄的井筒未填實(shí)封死,成為洪水潰入井下的主要通道。

(四)應(yīng)急排水設(shè)備不完善。

“8.17”事故發(fā)生后,由于當(dāng)?shù)貨]有大流量排水設(shè)備,只能從河北唐山、河南鄭州調(diào)大功率、高揚(yáng)程水泵進(jìn)行搶險(xiǎn)排水,致使開始時(shí)排水進(jìn)度不理想。

(五)企業(yè)超定員組織生產(chǎn)。山東華源礦業(yè)公司事故發(fā)生時(shí),井下作業(yè)人員比有關(guān)規(guī)定多61人,再加上151名檢修人員,增加了事故災(zāi)難的遇險(xiǎn)人數(shù)。2023/7/2825

第四十八條:礦井應(yīng)當(dāng)安排專人負(fù)責(zé)對本井田范圍內(nèi)可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動(dòng)裂隙以及可能影響礦井安全生產(chǎn)的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查。當(dāng)接到暴雨災(zāi)害預(yù)警信息和警報(bào)后,應(yīng)當(dāng)實(shí)施24h不間斷巡查。在礦區(qū)每次降大到暴雨的前后,應(yīng)當(dāng)派專業(yè)人員及時(shí)觀測礦井涌水量變化情況。2023/7/2826

【釋義】本條是關(guān)于礦井在雨季應(yīng)對重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)域巡查的規(guī)定。礦井在雨季要安排專人對本規(guī)定列出的重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查,同時(shí)要結(jié)合礦井實(shí)際,對影響礦井的隱患進(jìn)行檢查治理。特別是接到暴雨災(zāi)害預(yù)警信息和警報(bào)后,要實(shí)施24h不間斷巡視。收集的信息要及時(shí)反饋給礦調(diào)度室,以便及時(shí)決策。特別是井下涌水量突然增加后,要查找原因;未查明原因之前,要撤出井下作業(yè)人員。2023/7/2827

第四十九條:礦井應(yīng)當(dāng)建立暴雨洪水可能引發(fā)淹井等事故災(zāi)害緊急情況下及時(shí)撤出井下人員的制度,明確啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)、指揮部門、聯(lián)絡(luò)人員、撤人程序等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)暴雨洪水災(zāi)害嚴(yán)重可能引發(fā)淹井時(shí),應(yīng)當(dāng)立即撤出作業(yè)人員到安全地點(diǎn)。經(jīng)確認(rèn)隱患完全消除后,方可恢復(fù)生產(chǎn)。2023/7/2828

【釋義】本條是關(guān)于礦井在暴雨洪水期間應(yīng)建立井下撤人制度的規(guī)定。礦井在暴雨洪水期間應(yīng)制定預(yù)案,明確撤出井下作業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn),如有的地區(qū)已規(guī)定在24h降雨達(dá)到50mm時(shí),井下必須撤人;另外,還要明確撤人的指揮部門、井下聯(lián)絡(luò)人員以及撤人的程序等細(xì)節(jié)。2023/7/2829

【案例】2009年7月22日,黑龍江省雞西市鑫永豐煤礦發(fā)生透水透砂事故,造成23人死亡。該礦原能力4萬t/a,設(shè)計(jì)改造9萬t/a。經(jīng)雞西市煤炭局同意,從7月17日開始施工。

7月中旬以來,雞西地區(qū)多日連續(xù)降雨,造成地表土壤層含水量較大。該井田范圍內(nèi)歷史上小煤窯開采情況十分復(fù)雜,開采規(guī)模大,采空區(qū)分布復(fù)雜,鑫永豐煤礦主、副井建設(shè)過程中穿過采空區(qū),7月22日白天連續(xù)強(qiáng)降雨,淺部含水層水量增大,與礦井主、副井筒溝通,大量泥砂潰入井下,致使較大范圍地表沉降,造成主、副井筒被阻斷,并于23時(shí)40分左右,在主、副井附近形成五個(gè)塌陷坑,位于主斜井上方的塌陷坑長為60m、寬50m、深10m。當(dāng)班下井24人,1人安全升井,23人被困井下,無1人生還。

7月22日,雞西市政府已發(fā)布降雨藍(lán)色預(yù)警,并派人將停產(chǎn)撤人通知單送到各煤礦,鑫永豐煤礦雖然在停產(chǎn)撤人通知單上簽了字,但實(shí)際并沒有從井下撤人,致使作業(yè)人員被困井下。2023/7/2830

第五十條:礦井在雨季前,應(yīng)當(dāng)全面檢查防范暴雨洪水引發(fā)事故災(zāi)難防范措施的落實(shí)情況。對檢查出的事故隱患,應(yīng)當(dāng)落實(shí)責(zé)任,并限定在汛期前完成整改。防治水工程應(yīng)當(dāng)有專門設(shè)計(jì),工程竣工后由礦井總工程師負(fù)責(zé)組織驗(yàn)收。2023/7/2831

【釋義】本條是關(guān)于礦井在雨季前應(yīng)進(jìn)行隱患排查治理的規(guī)定。(一)煤礦企業(yè)在雨季前應(yīng)開展隱患排查。其排查重點(diǎn)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(shí);井口標(biāo)高低于當(dāng)?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(shí)填死。(二)對查出的隱患限期治理。治理隱患要制定方案,加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),明確責(zé)任,資金到位,保證質(zhì)量,限期完成。(三)防治水工程要組織驗(yàn)收。防治水工程應(yīng)按照設(shè)計(jì)的要求,由礦井總工程師組織相關(guān)人員進(jìn)行全面驗(yàn)收。2023/7/2832第四章礦井防治水

第二節(jié)防隔水煤(巖)柱的留設(shè)本節(jié)共6條,內(nèi)容包括:1.相鄰礦井分界處煤柱的留設(shè);2.需留設(shè)煤柱的七種情況;3.煤柱留設(shè)尺寸、設(shè)計(jì)編制及審批;4.煤柱的保護(hù);5.廢棄煤柱的開采;6.分區(qū)隔離開采煤柱的留設(shè);

2023/7/2833

第五十一條:相鄰礦井的分界處,應(yīng)當(dāng)留防隔水煤(巖)柱。礦井以斷層分界的,應(yīng)當(dāng)在斷層兩側(cè)留有防隔水煤(巖)柱。2023/7/2834『釋義』本條是關(guān)于礦井分界處防隔水煤(巖)柱留設(shè)的規(guī)定。

(一)礦與礦邊界必須留防隔水煤(巖)柱;以斷層為界,則必須在斷層兩側(cè)留有防隔水煤(巖)柱。防隔水煤(巖)柱尺寸在礦井設(shè)計(jì)時(shí)確定。(二)礦井邊界煤(巖)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,吉林省蛟河市吉安煤礦+178米一層煤掘進(jìn)工作面發(fā)生透水,水流經(jīng)吉安煤礦與騰達(dá)煤礦連通的溜煤眼泄入騰達(dá)煤礦,造成騰達(dá)煤礦30名礦工死亡。事故直接原因:吉安煤礦在掘進(jìn)+178米一層煤巷道過程中,違法越界開采防隔水煤柱,放炮導(dǎo)通原蛟河煤礦五井二號井采空區(qū)積水,水流泄入騰達(dá)煤礦,導(dǎo)致事故發(fā)生。2023/7/2835案例

2009年7月8日14時(shí)30分左右,永定縣老寮坑煤礦發(fā)生透水事故,井下7人被困。到7月19日,共找到3名被困人員遺體,還有4人下落不明。

透水地點(diǎn):位于37#北翼殘采面切眼迎頭,標(biāo)高約為+288m,該殘采面在豐田煤礦礦界范圍內(nèi),距該煤礦越界的東下山+245m車場約580m。

事故發(fā)生經(jīng)過:作業(yè)工人在+245m區(qū)段37#工作面進(jìn)行采煤作業(yè)過程中貫通了工作面上部的積水采空區(qū),造成大量的積水急速?zèng)_入殘采工作面和+245m區(qū)段平巷。由于水量大,水壓高,水流急速,致使+245m區(qū)段平巷的支架被沖垮,巷道頂板及兩幫圍巖嚴(yán)重冒落,正在+245m區(qū)段37#采煤工作面的4名作業(yè)人員和+245m區(qū)段23#煤層運(yùn)巷作業(yè)的3名作業(yè)人員,因來不及撤離而被困。

事故直接原因:該煤礦違法組織工人越界開采,采通廢棄老窯積水區(qū),導(dǎo)致透水事故發(fā)生。

斷層邊界煤柱留設(shè)見附錄三中的九及附圖3-8。人為邊界煤柱留設(shè)見附錄三中的八及附圖3-7。對水文地質(zhì)條件復(fù)雜和極復(fù)雜的礦井也可按以下公式計(jì)算導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度Ly和順層邊界煤柱寬度L,但Ly不應(yīng)小于20m。51-1式中L1、L3—部分邊界煤柱寬度(m);

HL—導(dǎo)水裂隙帶高度(m);

H—靜水位高度(m);

δ1、δ2—巖移塌陷邊與煤層交角;

TS—突水系數(shù)(MPa/m)。圖51-1相鄰礦井邊界防水煤柱圖2023/7/2837

第五十二條:受水害威脅的礦井,有下列情況之一的,應(yīng)當(dāng)留設(shè)防隔水煤(巖)柱:(一)煤層露頭風(fēng)化帶;(二)在地表水體、含水沖積層下和水淹區(qū)鄰近地帶;(三)與富水性強(qiáng)的含水層間存在水力聯(lián)系的斷層、裂隙帶或者強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|的煤層;(四)有大量積水的老窯和采空區(qū);(五)導(dǎo)水、充水的陷落柱、巖溶洞穴或地下暗河;(六)分區(qū)隔離開采邊界;(七)受保護(hù)的觀測孔、注漿孔和電纜孔等。2023/7/2838『釋義』本條是關(guān)于礦井留設(shè)防隔水煤(巖)柱的規(guī)定。

本條規(guī)定的七種受水害威脅的礦井必須按規(guī)定留設(shè)防隔水煤(巖)柱,這七種情況都有深刻的事故教訓(xùn)。如果不具備留設(shè)防隔水煤(巖)柱的,應(yīng)徹底查清水害,采取有效措施,經(jīng)企業(yè)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn);無法保證安全的,不得掘進(jìn)開采。2023/7/2839案例:2005年5月28日9時(shí)30,龍巖市新羅區(qū)聯(lián)益煤業(yè)有限公司赤坑煤礦發(fā)生一起特大透水事故,造成10人死亡,2人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失約332萬元。事故地點(diǎn):突水地點(diǎn)位于+186水平南石門掘進(jìn)工作面底板,該巷道為全巖裸體巷道,巷道斷面約5.6m2

。事故原因:+186水平南石門掘進(jìn)迎頭位于赤坑井田F2與F5斷層交匯處的斷裂破碎薄弱地帶,當(dāng)年五月份龍巖新羅區(qū)降雨量達(dá)308.8mm,為近三年最高降雨量,導(dǎo)致含水層、斷裂帶及老空區(qū)充分充水。在高壓水頭承壓水的作用下,巷道底板應(yīng)力被打破,導(dǎo)致掘進(jìn)迎頭底板突發(fā)透水。

2023/7/2840案例:2007年10月7日9時(shí)30分,永定縣撫市鎮(zhèn)鏟坑煤礦三號井發(fā)生透水事故,造成2名電工被困井下。三名管理人員冒險(xiǎn)入井施救,造成事故擴(kuò)大。事故共造成5人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失134.1萬元。事故地點(diǎn):突水地點(diǎn)位于+243區(qū)段41#煤西翼沿煤上山掘進(jìn)工作面。該上山開口煤層較薄,約0.3m,掘進(jìn)放炮后貫通老窯積水區(qū),潰水口距上山口約6.8m、斷面1.0×0.5m,臨界煤柱約0.6m(放炮后)。事故原因:+243區(qū)段41#煤西翼沿煤上山掘進(jìn)工作面上方存在老窯采空積水區(qū),工人在未知工作面周邊存在水害的情況下施工放炮,導(dǎo)通老窯采空積水區(qū),引發(fā)透水事故。2023/7/2841

第五十三條:礦井應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦井的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存條件、圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、開采方法及巖層移動(dòng)規(guī)律等因素確定相應(yīng)的防隔水煤(巖)柱的尺寸。防隔水煤(巖)柱的尺寸要求見附錄三。礦井防隔水煤(巖)柱應(yīng)當(dāng)由礦井地測機(jī)構(gòu)組織編制專門設(shè)計(jì),經(jīng)礦井總工程師組織有關(guān)單位審查批準(zhǔn)后實(shí)施。2023/7/2842『釋義』本條是關(guān)于防隔水煤(巖)柱留設(shè)尺寸、設(shè)計(jì)編制及審批實(shí)施的規(guī)定。

礦井必須嚴(yán)格按照附錄三所列九種情況留防隔水煤(巖)柱。如果遇有其他特殊情況,可參照九種情況中最相近者執(zhí)行。相鄰礦井采空區(qū)與本礦井相通,無法留設(shè)防隔水煤(巖)柱的,要按照“誰破壞,誰治理”的原則,采取治理措施;礦井內(nèi)防隔水煤(巖)柱要編制設(shè)計(jì),礦井總工程師組織審批。2023/7/2843附錄三防隔水煤(巖)柱的尺寸要求

2023/7/28442023/7/28452023/7/2846五、水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下采掘時(shí)防隔水煤(巖)柱的留設(shè)

1.巷道在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí),巷道與水體之間的最小距離,不得小于巷道高度的10倍。2.在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下同一煤層中進(jìn)行開采時(shí),若水淹區(qū)或老窯積水區(qū)的界線已基本查明,防隔水煤(巖)柱的尺寸應(yīng)當(dāng)按附錄三之二的規(guī)定留設(shè)。3.在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進(jìn)行回采時(shí),防隔水煤(巖)柱的尺寸,不得小于導(dǎo)水裂縫帶最大高度與保護(hù)帶高度之和。六、保護(hù)地表水體防隔水煤(巖)柱的留設(shè)保護(hù)地表水體防隔水煤(巖)柱的留設(shè),可參照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》執(zhí)行。2023/7/2847

第五十四條:礦井防隔水煤(巖)柱一經(jīng)確定,不得隨意變動(dòng)。嚴(yán)禁在各類防隔水煤(巖)柱中進(jìn)行采掘活動(dòng)。

2023/7/2848『釋義』本條是關(guān)于保護(hù)防隔水煤(巖)柱的規(guī)定。

防隔水煤(巖)柱不能隨意變動(dòng)。確需變動(dòng)的,邊界煤柱需要設(shè)計(jì)部門重新計(jì)算設(shè)計(jì),并按規(guī)定審批。井田內(nèi)煤柱變動(dòng)的,由礦井總工程師審批。在水體下、沖積層下開采,提高開采上限的要經(jīng)省級煤炭行業(yè)管理部門批準(zhǔn)。

任何礦井不得在防隔水煤(巖)柱內(nèi)部進(jìn)行采掘活動(dòng),因?yàn)榉栏羲海◣r)柱一旦破壞,強(qiáng)度降低,不能起到防隔水的作用。2023/7/2849案例:2007年5月4日11時(shí)30分,永安煤業(yè)京東煤礦發(fā)生透水事故,2人死亡。事故地點(diǎn):八采區(qū)+720C26采面,作業(yè)規(guī)程規(guī)定,該工作面與上部+763C26#巷道下山下方采用10m斜長的隔水煤柱隔開。事故概況:由于施工切眼時(shí)超過了隔水煤柱線,實(shí)際隔水煤柱留設(shè)長度不足,并受巷道積水的浸透及放炮震動(dòng)的影響,事故時(shí),+763C26#巷道積水沖垮隔水煤柱,潰入工作面,將部份木支柱、溜槽、煤、矸石、采場中部作業(yè)的人員一起沖至腰巷,形成堆積狀態(tài)。事故原因:工作面作業(yè)人員越界開采。工作面開采前,礦井管理部門已確定該工作面上部必須留設(shè)防隔水煤柱,明確規(guī)定了防隔水煤柱留設(shè)尺寸,劃出了防水煤柱禁采線。工作面作業(yè)時(shí),切眼高度超過了隔水煤柱禁采線,雖然之后退下來回采,但仍造成透水事故。2023/7/2850

第五十五條:開采水淹區(qū)下的廢棄防隔水煤(巖)柱時(shí),應(yīng)當(dāng)徹底疏放上部積水。嚴(yán)禁頂水作業(yè)。2023/7/2851『釋義』本條是關(guān)于廢棄防隔水煤(巖)柱開采的規(guī)定。(一)為提高資源利用率,需要開采水淹區(qū)下廢棄防隔水煤(巖)柱時(shí),應(yīng)當(dāng)編制開采設(shè)計(jì),制定疏放上部積水的措施,確保安全。(二)廢棄防隔水煤(巖)柱上部積水未徹底疏放結(jié)束,嚴(yán)禁頂水作業(yè)。2023/7/2852第九章罰則

第一百三十四條:煤礦企業(yè)違反本規(guī)定第五十四條、第五十五條規(guī)定的,責(zé)令停產(chǎn)整頓,處100萬元以上150萬元以下的罰款;對企業(yè)負(fù)責(zé)人處7萬元以上12萬元以下的罰款。2023/7/2853『釋義』本條是關(guān)于煤礦企業(yè)違反本規(guī)定第五十四條、第五十五條開采防隔水煤(巖)柱和開采水淹區(qū)下防隔水煤(巖)柱頂水作業(yè)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的法律責(zé)任規(guī)定。

防隔水煤(巖)柱是防止透(突)水所留設(shè)的安全煤(巖)柱,一般情況下,不得隨意變動(dòng),更不能在防隔水煤(巖)柱中進(jìn)行采掘活動(dòng)。要開采水淹區(qū)下防隔水煤(巖)柱時(shí),必須疏放完上部積水。違反上述規(guī)定的要進(jìn)行嚴(yán)厲處罰,責(zé)令企業(yè)停產(chǎn)整頓,暫扣各種證件,處100萬元以上150萬元以下的罰款;對企業(yè)負(fù)責(zé)人處7萬元以上12萬元以下的罰款。處罰之后,煤礦仍沒有采取有效措施的,不得同意恢復(fù)生產(chǎn)。2023/7/2854

第五十六條:有突水歷史或帶壓開采的礦井,應(yīng)當(dāng)分水平或分采區(qū)實(shí)行隔離開采。在分區(qū)之前,應(yīng)當(dāng)留設(shè)防隔水煤(巖)柱并建立防水閘門,以便在發(fā)生突水時(shí),能夠控制水勢、減少災(zāi)情、保障礦井安全。2023/7/2855『釋義』本條是關(guān)于分區(qū)開采防隔水煤(巖)柱留設(shè)的規(guī)定。

(一)水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜的礦井應(yīng)當(dāng)分水平或分采區(qū)實(shí)行隔離開采,特別是有突水歷史的礦井,必須實(shí)行隔離開采。(二)為了防止開采區(qū)域發(fā)生突水,影響其它區(qū)域的安全生產(chǎn),在分區(qū)隔離之前,要留設(shè)防隔水煤(巖)柱并建立防水閘門。如果礦井不具備建立防水閘門條件,要制定嚴(yán)密的措施,由煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人審查批準(zhǔn)。

2023/7/2856第四章礦井防治水

第三節(jié)排水系統(tǒng)

本節(jié)共9條(第57-65條),主要是關(guān)于礦井排水設(shè)備和設(shè)施及其配置和維修等的規(guī)定。其中屬生產(chǎn)礦井的6條,屬在建礦井的3條。2023/7/2857

第五十七條:礦井應(yīng)當(dāng)配備與礦井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配電設(shè)備和水倉等,確保礦井能夠正常排水。2023/7/2858『釋義』本條是關(guān)于礦井設(shè)置排水系統(tǒng)的規(guī)定。

(一)礦井必須建立排水系統(tǒng)。主要包括水泵、排水管路、配電設(shè)備、水倉、水溝等。不得將礦井水向老空區(qū)排放或私自泄入其他礦井,再由其他礦井排水。礦井水也不得私自泄入其它含水層中(二)排水系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)最新預(yù)測評價(jià)的正常涌水量和最大涌水量為依據(jù),各種排水設(shè)施要相互匹配,確保礦井能夠正常排水。2023/7/2859

第五十八條:礦井井下排水設(shè)備應(yīng)當(dāng)符合礦井排水的要求。除正在檢修的水泵外,應(yīng)當(dāng)有工作水泵和備用水泵。工作水泵的能力,應(yīng)當(dāng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。備用水泵的能力應(yīng)當(dāng)不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力,應(yīng)當(dāng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力,應(yīng)當(dāng)不小于工作水泵能力的25%。2023/7/2860

水文地質(zhì)條件復(fù)雜或者極復(fù)雜的礦井,除符合本條第一款規(guī)定外,可以在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置,或者增加相應(yīng)的排水能力。

水管應(yīng)當(dāng)有一定的備用量。工作水管的能力,應(yīng)當(dāng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力,應(yīng)當(dāng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。

配電設(shè)備的能力應(yīng)當(dāng)與工作、備用和檢修水泵的能力相匹配,并能保證全部水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。有突水淹井危險(xiǎn)的礦井,可以另行增建抗災(zāi)強(qiáng)排水系統(tǒng)。2023/7/2861『釋義』本條是關(guān)于礦井排水系統(tǒng)配置的規(guī)定。

(一)水文地質(zhì)條件簡單、中等的礦井可按照本規(guī)定第一款、三款、四款進(jìn)行配置。(二)水文地質(zhì)條件復(fù)雜和極復(fù)雜的礦井,特別是不具備建立防水閘門條件的礦井,應(yīng)在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵位置,增加排水能力。(三)有突水淹井危險(xiǎn)的礦井,應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件的變化,及時(shí)增加水泵,擴(kuò)大排水能力。如在地面打排水孔,建立潛水電泵排水系統(tǒng)。

本條中的充填水及其它用水指不是從含水層涌出的水,例如水沙充填水。2023/7/2862

第五十九條:礦井主要泵房應(yīng)當(dāng)至少有2個(gè)安全出口,一個(gè)出口用斜巷通到井筒,并高出泵房底板7m以上;另一個(gè)出口通到井底車場。在通到井底車場的出口通路內(nèi),應(yīng)當(dāng)設(shè)置易于關(guān)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(yīng)當(dāng)設(shè)置可靠的控制閘門。2023/7/2863『釋義』本條是關(guān)于礦井主要泵房安全出口的規(guī)定。

(一)中央泵房是礦井的心臟,特別是在發(fā)生突水后,要盡力保證中央泵房正常運(yùn)轉(zhuǎn),力保不淹井,所以,通到井底車場的出口通路內(nèi),要設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門,同時(shí),中央泵房還要略高于井底車場,發(fā)生突水后,有緩沖的時(shí)間。(二)泵房的安全逃生口,至少要高出泵房底板7m以上,便于最后撤出人員有逃生時(shí)間;泵房和水倉的連接通道,設(shè)置可靠的控制閘門,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(yuǎn)程監(jiān)控集控系統(tǒng)。推廣使用地面操控的潛水泵系統(tǒng)。2023/7/2864

第六十條:礦井主要水倉應(yīng)當(dāng)有主倉和副倉,當(dāng)一個(gè)水倉清理時(shí),另一個(gè)水倉能夠正常使用。新建、改擴(kuò)建礦井或者生產(chǎn)礦井的新水平,正常涌水量在1000m3/h以下時(shí),主要水倉的有效容量應(yīng)當(dāng)能容納8h的正常涌水量。2023/7/2865

正常涌水量大于1000m3/h的礦井,主要水倉有效容量可以按照下式計(jì)算:V=2(Q+3000)式中V--主要水倉的有效容量,m3;

Q--礦井每小時(shí)的正常涌水量,m3。采區(qū)水倉的有效容量應(yīng)當(dāng)能容納4h的采區(qū)正常涌水量。礦井最大涌水量與正常涌水量相差大的礦井,排水能力和水倉容量應(yīng)當(dāng)由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位編制專門設(shè)計(jì),由煤礦企業(yè)總工程師組織審查批準(zhǔn)。2023/7/2866

水倉進(jìn)口處應(yīng)當(dāng)設(shè)置箅子。對水砂充填、水力采煤和其他涌水中帶有大量雜質(zhì)的礦井,還應(yīng)當(dāng)設(shè)置沉淀池。水倉的空倉容量應(yīng)當(dāng)經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上。2023/7/2867『釋義』本條是關(guān)于礦井排水系統(tǒng)水倉的規(guī)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(shí),要及時(shí)清挖。(二)新建、改擴(kuò)建或者生產(chǎn)礦井新水平、采區(qū)水倉應(yīng)按本規(guī)定設(shè)置水倉容量。(三)礦井最大涌水量與正常涌水量相差大的礦井,應(yīng)全面統(tǒng)計(jì)分析涌水量構(gòu)成情況,由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)部門編制專門設(shè)計(jì),煤礦企業(yè)總工程師組織審查批準(zhǔn)。2023/7/2868

第六十一條:水泵、水管、閘閥、排水用的配電設(shè)備和輸電線路,應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查和維護(hù)。在每年雨季前,應(yīng)當(dāng)全面檢修1次,并對全部工作水泵和備用水泵進(jìn)行1次聯(lián)合排水試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理。水倉、沉淀池和水溝中的淤泥,應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理;每年雨季前,應(yīng)當(dāng)清理1次。2023/7/2869『釋義』本條是關(guān)于礦井聯(lián)合排水試驗(yàn)的規(guī)定。

(一)聯(lián)合排水試驗(yàn)要制定方案,嚴(yán)密組織,至少在雨季前開展1次,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理。(二)每年在雨季前,至少對水倉、沉淀池和水溝中的淤泥清理1次。2023/7/2870

第六十二條:對于采用平硐泄水的礦井,其平硐的總過水能力應(yīng)當(dāng)不小于歷年最大滲入礦井水量的1.2倍;水溝或者泄水巷的標(biāo)高,應(yīng)當(dāng)比主運(yùn)輸巷道的標(biāo)高低。2023/7/2871『釋義』本條是關(guān)于平硐泄水的規(guī)定。

統(tǒng)計(jì)分析礦井正常涌水量和最大涌水量,水溝或者泄水巷的設(shè)計(jì)主要依據(jù)礦井正常涌水量。排水平硐的大小要考慮歷年礦井涌水量的情況,排水平硐的總過水能力不小于歷年最大涌水量的1.2倍。2023/7/2872

第六十三條:在水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜礦區(qū)建設(shè)新井的,應(yīng)當(dāng)在井筒底留設(shè)潛水泵窩,老礦井也應(yīng)當(dāng)改建增設(shè)潛水泵窩。井筒開鑿到底后,井底附近應(yīng)當(dāng)設(shè)置具有一定能力的臨時(shí)排水設(shè)施,保證臨時(shí)變電所、臨時(shí)水倉形成之前的施工安全。2023/7/2873『釋義』本條是關(guān)于井筒底留設(shè)潛水泵窩和新井建設(shè)過程中井底臨時(shí)設(shè)置排水系統(tǒng)的規(guī)定。

1.井筒底留設(shè)潛水泵窩是為了一旦礦井突水淹井后,搶險(xiǎn)排水復(fù)礦的需要,所以老礦井也應(yīng)當(dāng)改建增設(shè)潛水泵窩。(指斜井)

2.井筒開鑿到底后,要設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施,以防掘進(jìn)巷道突水后,保證施工人員安全。2023/7/2874

第六十四條:對于在建礦井,在永久排水系統(tǒng)形成前,各施工區(qū)應(yīng)當(dāng)設(shè)置臨時(shí)排水系統(tǒng),并保證有足夠的排水能力。2023/7/2875『釋義』本條是關(guān)于在建礦井臨時(shí)排水系統(tǒng)的規(guī)定。

(一)新建礦井,永久排水系統(tǒng)要優(yōu)先建設(shè),盡快投入使用。(二)在永久排水系統(tǒng)投入使用前,各施工區(qū)應(yīng)分析受水害威脅的情況,設(shè)置可靠的臨時(shí)排水系統(tǒng),確保施工人員的安全。2023/7/2876

第六十五條:生產(chǎn)礦井延深水平,只有在建成新水平的防、排水系統(tǒng)后,方可開拓掘進(jìn)。2023/7/2877『釋義』本條是關(guān)于生產(chǎn)礦井延伸水平排水系統(tǒng)的規(guī)定。

為確保整個(gè)礦井的安全,生產(chǎn)礦井延深水平到底后,要優(yōu)先建設(shè)防水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。如設(shè)置防水閘門,建立水倉、鋪設(shè)管路、安裝水泵,并盡快發(fā)揮作用。只有在防排水系統(tǒng)建成后,方可向新的區(qū)域掘進(jìn)施工。2023/7/2878關(guān)于礦井涌水量預(yù)測

礦井和采區(qū)涌水量預(yù)測是礦井防治水工作的重要組成部分,也是最大的難點(diǎn)之一,至今還沒有很好的解決。涌水量預(yù)測方法大體分兩類,一類是分布參數(shù)法,另一類是集中參數(shù)法。理論上講分布參數(shù)法用偏微分方程表示,而集中參數(shù)法則用常微分方程表示。分布參數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是能精確的刻繪出水頭和水量的時(shí)空變化,通常所說的解析法和數(shù)值法(如有限單元法和有限差分法等)屬分布參數(shù)法。分布參數(shù)法理論上雖然十分嚴(yán)謹(jǐn),但實(shí)際應(yīng)用往往有很大困難。礦區(qū)水文地質(zhì)資料不足,不能滿足模型設(shè)計(jì)要求,是應(yīng)用這種方法面臨的最大問題。集中參數(shù)法理論上不夠嚴(yán)格,但對水文地質(zhì)資料要求不高,計(jì)算起來也比較簡單。礦井涌水量預(yù)測方法分類見框圖6.5-1。分布參數(shù)法電模擬法解析法礦井涌水量預(yù)測方法集中參數(shù)法水均衡法相關(guān)分析法涌水量降深曲線法水文地質(zhì)比擬法數(shù)值法圖6.5-1礦井涌水量預(yù)測方法分類2023/7/2880第四章礦井防治水

第四節(jié)水閘門與水閘墻

本節(jié)共6條(第66-71條),主要內(nèi)容是水閘門與水閘墻建立條件、設(shè)計(jì)審批和驗(yàn)收制度以及日常維護(hù)管理等。與《規(guī)程》和《條例》比較,其最大特點(diǎn)是關(guān)于安裝潛水電泵替代井底車場周圍設(shè)置防水閘門的規(guī)定。2023/7/2881

第六十六條:水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜的礦井,應(yīng)當(dāng)在井底車場周圍設(shè)置防水閘門,或者在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝配備排水能力不小于最大涌水量的潛水電泵排水系統(tǒng)。2023/7/2882『釋義』本條是關(guān)于水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜礦井設(shè)置防水閘門或安裝潛水電泵排水系統(tǒng)的規(guī)定。

(一)防水閘門對防止突水后淹井有一定作用。多年實(shí)踐證明,防水閘門確實(shí)能夠起到分區(qū)隔離、減少礦井水災(zāi)損失的作用,如焦煤集團(tuán)公司通過關(guān)閉防水閘門,防止了礦井淹沒。所以,有條件的礦井,應(yīng)當(dāng)在井底車場周圍設(shè)置防水閘門。防水閘門在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中,也存在很多問題,質(zhì)量要求高,建設(shè)困難,建筑成本高;耐水密封性檢測困難,維護(hù)費(fèi)用高,每年關(guān)閉試驗(yàn)困難;常與生產(chǎn)互有干擾;突水后井下人員是否全部撤出,井底防水閘門能否下決心關(guān)閉;需關(guān)閉水閘門時(shí)過水量大、水中雜物多等,人工關(guān)閉、關(guān)嚴(yán)困難等。2023/7/2883

(二)高揚(yáng)程、大排量潛水泵已在煤礦使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)有了排水量大、揚(yáng)程高的潛水泵,它的優(yōu)點(diǎn)是能在地面控制,泵房淹沒后仍能正常工作,新礦井可以利用臥泵加潛水泵方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的井底中央泵房加水閘門方案。北方礦井在這方面作了有益嘗試。(三)水文地質(zhì)條件復(fù)雜、極復(fù)雜的礦井,可以選擇在井底車場周圍設(shè)置防水閘門,也可選擇用潛水電泵排水系統(tǒng)代替防水閘門。2023/7/2884

第六十七條:在礦井有突水危險(xiǎn)的采掘區(qū)域,應(yīng)當(dāng)在其附近設(shè)置防水閘門。不具備建筑防水閘門的隔離條件的,可以不建筑防水閘門,但應(yīng)當(dāng)制定嚴(yán)格的其他防治水措施,并經(jīng)煤礦企業(yè)主要負(fù)責(zé)人審批同意。2023/7/2885『釋義』本條是關(guān)于在突水危險(xiǎn)采掘區(qū)域設(shè)置防水閘門的規(guī)定。

在礦井有突水危險(xiǎn)的采掘區(qū)域設(shè)置防水閘門,主要防止突水后影響整個(gè)礦井安全。在礦井有突水危險(xiǎn)的采掘區(qū)域不建筑防水閘門的,要制定嚴(yán)格的措施和應(yīng)急預(yù)案,并經(jīng)煤礦企業(yè)主要負(fù)責(zé)人審批同意。主要負(fù)責(zé)人包括法定代表人和實(shí)際控制人,下同。2023/7/2886

第六十八條:建筑防水閘門應(yīng)當(dāng)符合下列規(guī)定:(一)防水閘門由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì),門體采用定型設(shè)計(jì);(二)防水閘門的施工及其質(zhì)量,符合設(shè)計(jì)要求。閘門和閘門硐室不得漏水;2023/7/2887

(三)防水閘門硐室前、后兩端,分別砌筑不小于5m的混凝土護(hù)碹,碹后用混凝土填實(shí),不得空幫、空頂。防水閘門硐室和護(hù)碹采用高標(biāo)號水泥進(jìn)行注漿加固,注漿壓力符合設(shè)計(jì)要求;(四)防水閘門來水一側(cè)15~25m處,加設(shè)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(shí),先關(guān)箅子門,后關(guān)防水閘門。如果采用雙向防水閘門,在兩側(cè)各設(shè)1道箅子門;2023/7/2888

(五)通過防水閘門的軌道、電機(jī)車架空線、帶式輸送機(jī)等能夠靈活易拆。通過防水閘門墻體的各種管路和安設(shè)在閘門外側(cè)的閘閥的耐壓能力,與防水閘門所設(shè)計(jì)壓力相一致。電纜、管道通過防水閘門墻體處,用堵頭和閥門封堵嚴(yán)密,不得漏水;(六)防水閘門安設(shè)觀測水壓的裝置,并有放水管和放水閘閥;(七)防水閘門竣工后,按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)收。對新掘進(jìn)巷道內(nèi)建筑的防水閘門,進(jìn)行注水耐壓試驗(yàn);水閘門內(nèi)巷道的長度不得大于15m,試驗(yàn)的壓力不得低于設(shè)計(jì)水壓,其穩(wěn)壓時(shí)間在24h以上,試壓時(shí)有專門安全措施。2023/7/2889『釋義』本條是關(guān)于建筑防水閘門的規(guī)定。

(一)嚴(yán)格設(shè)計(jì)。門體采用定型設(shè)計(jì),設(shè)置防水閘門要全面考慮圍巖性質(zhì),承受的水壓等,由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。(二)嚴(yán)格施工。按設(shè)計(jì)要求施工,保證施工質(zhì)量。(三)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。制定試驗(yàn)方案和應(yīng)急措施,確保試壓安全。(四)組織驗(yàn)收。由礦井總工程師組織相關(guān)人員驗(yàn)收。2023/7/2890

第六十九條:防水閘門應(yīng)當(dāng)靈活可靠,并保證每年進(jìn)行2次關(guān)閉試驗(yàn),其中1次在雨季前進(jìn)行。關(guān)閉閘門所用的工具和零配件應(yīng)當(dāng)由專人保管,并在專門地點(diǎn)存放,任何人不得挪用丟失。2023/7/2891『釋義』本條是關(guān)于防水閘門日常維護(hù)管理的規(guī)定。(一)日常維護(hù)和管理1、井下防水閘門必須制定專用技術(shù)管理制度,指定專責(zé)單位,明確專人管理,定期進(jìn)行檢查、維護(hù)。2、每半年要對每個(gè)防水閘門進(jìn)行1次不承壓關(guān)門試驗(yàn),其中1次在雨季前,檢查門的密合程度、硐室圍巖有無變化、附件是否齊全、設(shè)施有無損壞及制度執(zhí)行情況。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)研究解決。3、關(guān)閉閘門所用的工具和零配件應(yīng)當(dāng)由專人保管,并在專門地點(diǎn)存放,任何人不得挪用丟失。(二)防水閘門的關(guān)閉1、當(dāng)井下發(fā)生突然涌水或出現(xiàn)突水征兆危及礦井安全時(shí),必須立即作好關(guān)閉防水閘門的準(zhǔn)備工作,同時(shí)請示搶險(xiǎn)救援指揮部,批準(zhǔn)后方可關(guān)閉防水閘門。在正常情況下,由于采區(qū)報(bào)廢或按計(jì)劃暫停采區(qū)生產(chǎn),要求關(guān)閉防水閘門時(shí),須提前寫出專題報(bào)告(內(nèi)容包括采區(qū)尚余儲量、涌水量、水源水的靜止水位、關(guān)閉防水閘門原因、今后打算,以及關(guān)閉防水閘門的安全技術(shù)措施等),報(bào)請企業(yè)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。關(guān)閉防水閘門時(shí),礦井負(fù)責(zé)人要深入井下檢查準(zhǔn)備情況,具體指揮關(guān)閉工作。2、關(guān)閉防水閘門以前,需先作好以下工作:(1)撤退水害影響地區(qū)的全部人員,并在各通道口設(shè)崗警戒,防止人員誤入封閉區(qū)。(2)準(zhǔn)備妥當(dāng)全部防水閘門硐室的所有設(shè)施(如放水截門、水壓表、管子堵頭板、活動(dòng)短軌等)。(3)清理干凈防水閘門附近和水溝內(nèi)雜物。(4)防水閘門以外的防水避災(zāi)路線暢通無阻。(5)檢修排水設(shè)備,每臺均要達(dá)到完好標(biāo)準(zhǔn);清挖水倉,將水倉內(nèi)的積水排至最低水位。(6)防水閘門附近的臨時(shí)局部通風(fēng)機(jī)和臨時(shí)直通地面電話安裝妥當(dāng)。(7)防水閘門以里的柵欄門全部關(guān)好。(8)應(yīng)急預(yù)案及安全措施落實(shí)到位。以上各項(xiàng)工作都已完成,由搶險(xiǎn)救援指揮部發(fā)布關(guān)門命令。3、有幾個(gè)防水閘門或水閘墻需要一次關(guān)閉時(shí),其關(guān)閉順序應(yīng)是先關(guān)閉所在位置較低的,然后關(guān)閉所在位置較高的,依次進(jìn)行。4、關(guān)閉防水閘門以前,要以書面通知鄰近各有關(guān)礦井,說明本礦水閘門關(guān)閉時(shí)間、封閉地區(qū)位置、最高靜止水位和可能造成的影響;并要求近期內(nèi)對井下各涌水點(diǎn)水量變化和井上各水文鉆孔的水位變化進(jìn)行定時(shí)觀測。各礦的觀測資料要及時(shí)進(jìn)行交流,互通情報(bào)。5、防水閘門關(guān)閉以后,除定時(shí)派人觀測本礦其它區(qū)域的水量和水位變化以外,還必須在防水閘門附近的安全地點(diǎn)設(shè)人(每班不少于2人)值班,觀測防水閘門附近的水壓變化、漏水情況、硐室巷道壓力有無異常。值班人員要作出觀測記錄,定時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào);特殊情況及時(shí)匯報(bào)處理。6、防水閘門關(guān)閉,水壓穩(wěn)定7d以后,如無特殊情況發(fā)生,按正常情況定時(shí)進(jìn)行觀測。(三)防水閘門的開啟1、防水閘門開啟前,須編制開啟防水閘門的安全技術(shù)措施。經(jīng)企業(yè)負(fù)責(zé)人審批后,方準(zhǔn)進(jìn)行開啟防水閘門工作。2、防水閘門開啟前,要對井下排水、供電系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查。排水能力要與防水閘門硐室放水管的放水量相適應(yīng),水倉要清理干凈,水溝要暢通無阻。3、開啟防水閘門要首先打開放水管,有控制地泄壓放水。當(dāng)水源已經(jīng)封閉或已疏干時(shí),水壓必須降到零位,方能打開防水閘門;如果水壓降不到零位,必須承壓開啟時(shí),礦井總工程師可在不損壞防水閘門的情況下,制定出安全措施和規(guī)定最低水壓,方可強(qiáng)制開門。4、同時(shí)有幾個(gè)防水閘門需要開啟時(shí),應(yīng)按先高后低依次開啟。5、防水閘門打開以后,首先由救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入,檢查瓦斯和巷道情況。只有在恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng),消除一切不安全因素以后,才準(zhǔn)許其他人員進(jìn)入閘門以內(nèi)工作。2023/7/2896

第七十條:井下需要構(gòu)筑水閘墻的,應(yīng)當(dāng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì),按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,并按照規(guī)定進(jìn)行竣工驗(yàn)收;否則,不得投入使用。2023/7/2897『釋義』本條是關(guān)于水閘墻設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收的規(guī)定。

井下構(gòu)筑的水閘墻,要承受一定的水壓,技術(shù)要求高,因此,要求由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)。礦井不得自行設(shè)計(jì)構(gòu)筑水閘墻。案例2005年7月7日,江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣赤山鎮(zhèn)永勝煤礦,自行在井下構(gòu)筑防水密閉墻,未按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,在雨季大量充水后發(fā)生垮塌,使大量老空積水潰入礦井,導(dǎo)致15人死亡。2023/7/2898第九章罰則

第一百三十五條:煤礦企業(yè)違反本規(guī)定第七十條規(guī)定的,責(zé)令停產(chǎn)整頓,處10萬元以上50萬元以下的罰款;對企業(yè)負(fù)責(zé)人處1萬元以上3萬元以下的罰款。2023/7/2899『釋義』本條是關(guān)于煤礦企業(yè)違反本規(guī)定第七十條違規(guī)構(gòu)筑水閘墻應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的法律責(zé)任的規(guī)定。

井下水閘墻的構(gòu)筑需要考慮諸如承受的水頭壓力、圍巖性質(zhì)和巷道傾斜度等多種因素,技術(shù)性較強(qiáng),所以應(yīng)當(dāng)由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行專門設(shè)計(jì),按設(shè)計(jì)施工并組織竣工驗(yàn)收。我國由于井下水閘墻設(shè)置不合理,已導(dǎo)致多起重特大水害事故。所以,違反本規(guī)定的,要責(zé)令停產(chǎn)整頓,采取有效安全措施,并處10萬元以上50萬元以下的罰款;對企業(yè)負(fù)責(zé)人處1萬元以上3萬元以下的罰款。2023/7/28100

第七十一條:報(bào)廢巷道封閉時(shí),在報(bào)廢的暗井和傾斜巷道下口的密閉水閘墻應(yīng)當(dāng)留泄水孔,每月定期進(jìn)行觀測,雨季加密觀測。2023/7/28101『釋義』本條是關(guān)于報(bào)廢巷道密閉水閘墻設(shè)置的規(guī)定。

為了加強(qiáng)礦井安全和通風(fēng)管理,對于報(bào)廢巷道一般要進(jìn)行封閉管理。在報(bào)廢的暗井和傾斜巷道下口的密閉水閘墻應(yīng)當(dāng)留泄水孔,防止積水引起密閉墻突然垮塌,引發(fā)水災(zāi)事故。加強(qiáng)日常觀測,雨季加密觀測,如有異常,立即撤出受水威脅區(qū)域的作業(yè)人員。案例2007年8月7日,貴州省黔西縣羊場鄉(xiāng)垅華煤礦發(fā)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(jìn)行改擴(kuò)建,由6萬t/a變?yōu)?0萬t/a。垅華煤礦地質(zhì)及開采資料不全,也未配備水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員。設(shè)置的密閉水閘墻沒有留泄水孔。由于礦區(qū)連續(xù)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(cè)的老窯采空區(qū),致使行人斜井210米處西幫老窯密閉墻內(nèi)的老窯積水潰決,沖毀井壁灌入井下,導(dǎo)致正在修水泵、檢查瓦斯的14名人員被困(包括礦長和副礦長)。

所謂疏水降壓防治礦井水害技術(shù)就是對威脅礦井安全生產(chǎn)的主要充水含水層水,通過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進(jìn)行超前預(yù)疏干或疏降水壓,進(jìn)而減少或消除其在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中對礦井安全的威脅。其基本內(nèi)容可劃分為疏干和疏水降壓兩大方面。

疏水降壓防治礦井水害的基本概念

疏水降壓防治礦井水害技術(shù)的適用條件

1.礦井主要充水含水層屬于自身充水含水層。由于礦井的主要工程活動(dòng)位于含水層之中,或者說礦井的采掘活動(dòng)將直接揭露充水含水層,含水層中的水無法躲避,早晚都要被釋放。為了減少或消除采掘過程中大量的水短時(shí)間涌入礦井給礦井正常生產(chǎn)與建設(shè)帶來影響或超過礦井設(shè)計(jì)的排水能力而造成淹井事故,需要在人工受控條件下預(yù)先對含水層水進(jìn)行疏放。

2.礦井主要充水含水層屬于直接充水含水層。當(dāng)含水層作為煤層的直接頂板或底板時(shí),一旦巷道進(jìn)入煤層或工作面回采后,由于缺乏工程層位與含水層之間的隔水保護(hù)層,含水層中的水會(huì)直接進(jìn)入巷道或工作面給礦井生產(chǎn)造成影響或?yàn)?zāi)害。在這種水文地質(zhì)條件下,往往需要采用預(yù)疏水技術(shù)防治礦井水害。

3.礦井主要充水含水層以靜儲水量為主,動(dòng)態(tài)補(bǔ)給量有限。以靜儲水量為主的礦井充水含水層發(fā)生礦井充水時(shí),往往是瞬間沖擊水量大,后期水量迅速衰減甚至干枯,當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)誘發(fā)該類含水層突(透)水時(shí),往往在總出水量有限的條件下給礦井帶來嚴(yán)重災(zāi)害,采用預(yù)先疏水技術(shù)可以有效的消減峰值水量而達(dá)到消除礦井水害的目的。

4.煤層頂板間接含水層與煤層之間隔水層的厚度小于工作面頂板冒落帶與裂隙帶高度。在這種條件下,盡管煤層頂板存在著隔水層,但隔水層的厚度小于工作面回采后冒裂帶高度,一旦工作面回采后,含水層中的水必然通過冒裂帶導(dǎo)入礦井。為了減少初次冒裂后來自頂板的峰值水量,通常在工作面回采之前,通過井上或井下專門的疏水工程進(jìn)行含水層水的預(yù)疏放。

5.煤層底板存在高承壓含水層,且煤層與含水層之間的隔水層厚度較薄,在自然狀態(tài)下隔水層不能阻抗高壓水的破壞和侵入。在這種條件下,可通過疏放水技術(shù)降低含水層中的壓力水頭以達(dá)到實(shí)現(xiàn)帶壓開采的條件。防治水過程中應(yīng)特別注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題礦井水文地質(zhì)勘探必須明確礦井水害形成的關(guān)鍵要素水源保護(hù)層導(dǎo)水構(gòu)造水量采掘擾動(dòng)防治水過程中應(yīng)特別注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題高度重視隱伏狀態(tài)的導(dǎo)水構(gòu)造探測與預(yù)防隱伏導(dǎo)水?dāng)鄬与[伏導(dǎo)水陷落柱隱伏古沖溝與沖刷帶第五節(jié)疏干開采和帶壓開采

第七十二條:煤層(組)頂板導(dǎo)水裂縫帶范圍內(nèi)分布有富水性強(qiáng)的含水層,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行疏干開采??迓鋷c導(dǎo)水裂縫帶最大高度可根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中的有關(guān)公式計(jì)算和現(xiàn)場實(shí)測等方法綜合確定?!横屃x』本條是關(guān)于煤層頂板被疏干范圍確定方法的有關(guān)規(guī)定。

煤層采動(dòng)后,其頂板覆巖按照破壞形式,可劃分為垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶和彎曲帶三個(gè)不同的開采影響帶。

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。具有以下特性: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);碎脹性,它是使垮落能自行停止的根本原因;可壓縮性,垮落巖塊間的空隙隨著時(shí)間的延長和采動(dòng)程度的加大,在一定程度上可得到壓實(shí);垮落帶的高度主要取決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。

導(dǎo)水裂縫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(dǎo)水性的巖層范圍。這一層具有成層性、連通性和導(dǎo)水性的特點(diǎn)。彎曲帶位于裂縫帶之上直至地表。其特點(diǎn)是具有隔水性,巖層的移動(dòng)過程是連續(xù)且有規(guī)律,其發(fā)育高度主要受開采深度的影響控制。疏干開采要預(yù)先設(shè)置排水系統(tǒng),防止導(dǎo)水裂縫帶范圍內(nèi)的水突然涌出,造成災(zāi)害。為了確定疏干范圍,必須預(yù)測導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度,該高度主要與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因素有關(guān)。頂板巖層移動(dòng)分帶圖I—巖層冒落帶;II—裂隙帶;III—整體彎曲沉降帶。

確定煤層覆巖垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶最大高度的方法有經(jīng)驗(yàn)公式法、現(xiàn)場實(shí)測法和數(shù)值模擬法等。有條件的礦井,要采用多種方法綜合確定。1.經(jīng)驗(yàn)公式法表4-1厚煤層(0-54°)分層開采的垮落帶高度計(jì)算公式

注:ΣM—累計(jì)采厚;公式應(yīng)用范圍:單層采厚1~3m,累計(jì)采厚不超過15m;計(jì)算公式中±號項(xiàng)為中誤差。附表4-2、4-3同。表4-2厚煤層(0-54°)分層開采的導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算公式表4-3急傾斜(55-90°)煤層垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算公式注:ΣM—累計(jì)采厚;h---采煤工作面小階段垂高(m)。2.現(xiàn)場實(shí)測法主要在煤礦采空區(qū)上方施工鉆孔,通過觀測鉆孔中沖洗液漏失量和鉆孔中水位變化來確定垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶高度。具體測定方法可參閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外,在現(xiàn)場運(yùn)用地球物理勘探方法,測定垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度,并最后用鉆探實(shí)測結(jié)果校正,也是常常采用的一種實(shí)測方法。表4-1、4-2和4-3中經(jīng)驗(yàn)公式適用于分層開采的情形。但近年來,由于綜放開采具有高產(chǎn)高效的優(yōu)點(diǎn),因此在我國得到迅速普及。在目前尚未總結(jié)出適合綜放開采的計(jì)算兩帶高度的經(jīng)驗(yàn)公式條件下,采用現(xiàn)場實(shí)測法是較好的選擇。3.?dāng)?shù)值模擬法。用有限單元法或有限差分法等模擬確定導(dǎo)水裂縫帶的高度,已有現(xiàn)成程序,如Flac-2D、Flac-3D和Ansys-2D等。經(jīng)驗(yàn)公式法、現(xiàn)場實(shí)測法和數(shù)值模擬法這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),有條件的礦井可采用多種方法綜合確定。

第七十三條:被松散富水性強(qiáng)的含水層覆蓋且淺埋的緩傾斜煤層,需要疏干開采時(shí),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行專門水文地質(zhì)勘探或者補(bǔ)充勘探,以查明水文地質(zhì)條件,并根據(jù)勘探評價(jià)成果確定疏干地段、制定疏干方案,經(jīng)煤礦企業(yè)總工程師審批同意后執(zhí)行?!横屃x』本條是關(guān)于礦井被松散富水性強(qiáng)的含水層覆蓋且淺埋的緩傾斜煤層疏干開采的規(guī)定。1.進(jìn)行專門水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探。疏干勘探是以疏干為目的的補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探,采用物探、化探和鉆探等手段,查明疏干含水層的厚度、富水性、滲透性、水文地質(zhì)邊界條件和地下水的補(bǔ)給條件與運(yùn)動(dòng)規(guī)律、滲流場分布、礦井涌水量以及疏干工程的出水能力、疏干水量、殘余水頭、疏干時(shí)間等;其目的是進(jìn)一步查明礦區(qū)疏干所需要的水文地質(zhì)資料,確定疏干的可能性,最后提出專門水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告。2.編制疏干方案。根據(jù)專門水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告,確定疏干地段、疏干工程布置、規(guī)模、種類、質(zhì)量、施工設(shè)備、施工工藝及完工時(shí)間等,編制疏干方案。疏干方案編制一般應(yīng)遵循下列原則:①應(yīng)與煤礦山建井、開采階段相適應(yīng);②疏干能力要超過充水含水層的天然補(bǔ)給量;③疏干工程應(yīng)靠近防護(hù)地段,并盡可能從充水含水層底板地形低洼處開始;④疏干鉆孔數(shù)應(yīng)采用多種方案進(jìn)行試算,孔間干擾要求達(dá)到最大值;⑤水平充水含水層應(yīng)采用環(huán)狀疏干系統(tǒng),傾斜充水含水層采用線狀疏干系統(tǒng)。疏干方案的編制是在水文地質(zhì)勘探基礎(chǔ)上進(jìn)行的,在試驗(yàn)性疏干結(jié)束后,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對疏干方案作進(jìn)一步修訂。3.疏干方案經(jīng)審批執(zhí)行。疏干開采技術(shù)難度大,還要考慮經(jīng)濟(jì)成本、水資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等。因此,需經(jīng)煤礦企業(yè)總工程師審批執(zhí)行。在實(shí)施疏干開采過程中,要加強(qiáng)現(xiàn)場管理,加強(qiáng)地面和井下水文地質(zhì)情況的監(jiān)測。

第七十四條:疏干開采半固結(jié)或者較松散的古近系、新近系含水層覆蓋的煤層時(shí),開采前應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)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(yù)計(jì)涌水量和預(yù)測可疏干性,建立動(dòng)態(tài)觀測網(wǎng),觀測疏干速度和疏干半徑;(三)在疏干開采試驗(yàn)中,應(yīng)當(dāng)觀測研究導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度,水砂分離方法、跑砂休止角,巷道開口時(shí)潰水潰砂的最小垂直距離、鉆孔超前探放水安全距離等;(四)研究對潰水潰砂引起地面塌陷的預(yù)測及處理方法?!横屃x』本條是關(guān)于在易形成流砂的半固結(jié)或較松散含水層下開采的有關(guān)規(guī)定。

在流砂層下采煤極易造成涌水潰砂災(zāi)害。涌水潰砂產(chǎn)生的條件是:

1.上覆含水層中存在厚度大于0.25m的粉細(xì)砂層,砂土的含水率大于3%或孔隙率大于43%;土的組成中粉砂含量大于75%;2.覆巖含水層富水性強(qiáng),向礦井涌水的水力坡度應(yīng)達(dá)到或大于臨界水力坡度。臨界水力坡度一般用扎馬林公式來確定,式中為臨界水力坡度,土的容重,為是水的容重,n為孔隙率;3.采礦破壞形成的垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶貫通含水層;

4.采空區(qū)和巷道有足夠大空間容納潰入的水砂。防止煤礦涌水潰砂的主要方法是疏水降壓,減小動(dòng)水壓力。為此,必須查明含水層和粉細(xì)砂層的埋藏分布規(guī)律和成因類型、含水層的顆粒級配、富水性、水理性質(zhì)、滲透系數(shù)、貯(釋)水系數(shù)、給水度、地下水水位和水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化等,編繪地下水水位和基巖頂面等值線圖,計(jì)算垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度,確定疏干地段和疏干方案,并預(yù)測涌水潰砂可能引起的地面塌陷及其預(yù)防處理方法。案例:

2004年3月7日,新疆哈密煤業(yè)集團(tuán)井采公司二井W4105工作面上順槽發(fā)生涌水潰砂事故,導(dǎo)致9人死亡和礦井停產(chǎn)。造成這次事故的主要原因是采礦活動(dòng)形成的垮落帶溝通了上覆新近系含水砂層。

第七十五條:如果煤層頂板受開采破壞后,其導(dǎo)水裂縫帶波及范圍內(nèi)存在富水性強(qiáng)的含水層(體),在掘進(jìn)、回采前,應(yīng)當(dāng)對含水層采取超前疏干措施。要進(jìn)行專門水文地質(zhì)勘探和試驗(yàn),并編制疏干方案,選定疏干方式和方法,綜合評價(jià)疏干開采條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。疏干方案由煤礦企業(yè)總工程師審定?!横屃x』本條是關(guān)于礦井疏干開采方案編制和審批的規(guī)定。

煤層開采過程中或頂板破壞后,其導(dǎo)水裂縫帶波及范圍內(nèi)存在富水性強(qiáng)的含水層(體),在具備疏干的條件下,在采掘前要進(jìn)行專門水文地質(zhì)疏干勘探和試驗(yàn),編制疏干方案,選定疏干方式與方法,對含水層(體)采取超前疏干措施。對導(dǎo)水裂縫帶可能波及到的諸如老空水等強(qiáng)富水體,必須預(yù)先徹底疏干或疏放,方可開采。

第七十六條:在礦井疏干開采過程中,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定性、定量分析,可以應(yīng)用“三圖—雙預(yù)測法”進(jìn)行頂板水害分區(qū)評價(jià)和預(yù)測。有條件的礦井可以應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù),進(jìn)行導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度、疏干水量和地下水流場變化的模擬和預(yù)測?!横屃x』本條是關(guān)于礦井疏干開采過程中應(yīng)當(dāng)采用新方法和新技術(shù)預(yù)測預(yù)報(bào)的規(guī)定。

為了使礦井疏干方案更具合理性,應(yīng)采用新方法和新技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度、充水含水層富水性、頂板水害分區(qū)評價(jià)和疏干水量預(yù)測等研究。

“三圖—雙預(yù)測法”是一種解決煤層頂板充水水源、通道和強(qiáng)度三大關(guān)鍵技術(shù)問題的頂板水害預(yù)測評價(jià)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;“雙預(yù)測”是指在天然和人為改造狀態(tài)下的回采工作面分段和整體工程涌水量預(yù)測。

充水含水層富水性分區(qū)圖,可通過影響控制含水層富水程度的厚度和巖性、地質(zhì)構(gòu)造、滲透特性、單位涌水量、鉆孔巖芯描述和采取率、沖洗液消耗量、抽(放)水試驗(yàn)和井下涌(突)水形成的地下水滲流場分析、地下水水化學(xué)場和地球物理勘探場分析等資料,根據(jù)多源信息復(fù)合原理,應(yīng)用GIS的疊加功能編制形成。地理X坐標(biāo)(m)地理Y坐標(biāo)(m)

頂板冒裂安全性分區(qū)圖,是指煤層回采過程中誘發(fā)的頂板導(dǎo)水裂縫帶加保護(hù)層總高度與煤層至含水層之間覆巖厚度之差圖,它是煤層回采過程中頂板突水災(zāi)害發(fā)生的前提。頂板導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育總高度受控因素多,具有非常復(fù)雜的非線性特征,除了受控于煤層覆巖巖性組合、塑與脆性巖沉積厚度比值和其沉積位置、傾角和構(gòu)造條件以及原巖地應(yīng)力分布等自然影響因素外,開采工藝、采高和工作面斜長以及具體的頂板管理方式等人為影響因素也同等重要地控制其發(fā)育總高度。導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育總高度一般可采用經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)公式或數(shù)值模擬計(jì)算評價(jià),也可采用井下現(xiàn)場實(shí)測確定。地理X坐標(biāo)(m)地理Y坐標(biāo)(m)

頂板涌(突)水條件綜合分區(qū)圖,是應(yīng)用GIS的多源信息復(fù)合疊加功能,將前述的煤層頂板充水含水層富水性分區(qū)圖與頂板冒裂安全性分區(qū)圖復(fù)合疊加處理后編制而成。地理X坐標(biāo)(m)地理Y坐標(biāo)(m)

天然和人為改造狀態(tài)下的回采工作面分段和整體工程涌水量預(yù)測,是根據(jù)研究礦井具體的充水水文地質(zhì)物理概念模型,建立地下水流系統(tǒng)的三維數(shù)值模擬模型,在反演識別基礎(chǔ)上,根據(jù)回采工作面周期來壓步驟,分別預(yù)測在天然和人為改造兩種不同狀態(tài)下的回采工作面分段和整體工程涌水量。

第七十七條: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(shí)際水頭值時(shí),開采后,隔水層不容易被破壞,煤層底板水突然涌出可能性小,可以進(jìn)行帶壓開采,但應(yīng)當(dāng)制定安全措施,由煤礦企業(yè)總工程師審批。安全隔水層厚度和突水系數(shù)計(jì)算公式見附錄四?!横屃x』本條是關(guān)于礦井帶壓開采的規(guī)定。1.帶壓開采評價(jià)。測定底板隔水層平均重度、平均抗拉強(qiáng)度和底板隔水層承受的水頭壓力,根據(jù)附錄四安全隔水層厚度和突水系數(shù)計(jì)算公式,評價(jià)是否可以帶壓開采。

2.制定帶壓開采方案。在帶壓開采過程中,要加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測,制定現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案,防止誤揭斷層或破碎帶等導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造。帶壓開采方案需經(jīng)煤礦企業(yè)總工程師組織審批。

第七十八條: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(shí)際水頭值時(shí),開采前應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)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,并制定安全措施,由煤礦企業(yè)總工程師批準(zhǔn)??偨Y(jié)適合本礦區(qū)(井)的安全水頭值,指導(dǎo)安全生產(chǎn)。礦井排水考慮與礦區(qū)供水、生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,推廣應(yīng)用礦井排水、供水、生態(tài)環(huán)保三位一體優(yōu)化結(jié)合的管理模式和方法。(二)承壓含水層的集中補(bǔ)給邊界已經(jīng)基本查清情況下,可以預(yù)先進(jìn)行帷幕注漿,截?cái)嗨?,然后疏水降壓開采。(三)當(dāng)承壓含水層的補(bǔ)給水源充沛,不具備疏水降壓和帷幕注漿的條件時(shí),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(yīng)當(dāng)編制專門的設(shè)計(jì),在有充分防范措施的條件下進(jìn)行試采,并制定專門的防止淹井措施,由煤礦企業(yè)總工程師批準(zhǔn)。安全水頭壓力值計(jì)算公式見附錄五?!横屃x』本條是關(guān)于礦井疏水降壓開采的規(guī)定。1.疏水降壓開采。根據(jù)附錄五安全水頭壓力值計(jì)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(shí)際水頭值時(shí),就要進(jìn)行疏水降壓開采,防止突水淹井。

2.切實(shí)保護(hù)地下水資源和生態(tài)環(huán)境。在疏水降壓開采過程中,應(yīng)積極推廣應(yīng)用礦井排水、供水、生態(tài)環(huán)保三位一體優(yōu)化結(jié)合的管理模式和方法,有效解決由于煤礦大流量、大降深疏排地下水而導(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)境惡化的難題。

根據(jù)礦井所在區(qū)域的具體水文地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對水資源的需求,在取水建筑物選型中,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隱伏露頭補(bǔ)給區(qū)處打地面淺排孔。排、供、生態(tài)環(huán)保三位一體優(yōu)化結(jié)合管理模型是在礦區(qū)地下水流數(shù)值模擬基礎(chǔ)上,應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和方法,在保證礦井安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等約束前提下,尋求滿足供給礦區(qū)和周圍地區(qū)一定數(shù)量水資源或產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)的水資源供給和分配方案。

這樣一方面提高了三位一體結(jié)合系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全可靠性,另一方面,使礦井疏排水預(yù)測和供水資源管理以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)工作同步進(jìn)行。不僅在經(jīng)濟(jì)上可避免三個(gè)部門大量重復(fù)的地

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