KAT1-2023井下探放水技術(shù)規(guī)范

KA/T1—2023

井下探放水技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了煤礦井下探放水的一般規(guī)定探放水工程設(shè)計探放水鉆孔關(guān)鍵參數(shù)確定探水鉆孔

、、、

布置及其施工的技術(shù)要求疏放水的技術(shù)要求探放水的安全技術(shù)措施等

、、。

本文件適用于井工煤礦的井下探放水工作

。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款其中注日期的引用文

。,

件僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于

,;,()

本文件

。

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志和安全標記的設(shè)計原則

GB/T2893.11:

圖形符號安全色和安全標志第部分產(chǎn)品安全標簽的設(shè)計原則

GB/T2893.22:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志用圖形符號設(shè)計原則

GB/T2893.33:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志材料的色度屬性和光度屬性

GB/T2893.44:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志使用原則與要求

GB/T2893.55:

礦井井下高壓含水層探水鉆探技術(shù)規(guī)范

GB/T24505

生產(chǎn)經(jīng)營單位生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則

GB/T29639

3術(shù)語和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義

。

4一般規(guī)定

4.1煤礦應(yīng)嚴格執(zhí)行井下探放水三專要求由專業(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采掘工作面超前探放水應(yīng)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及地質(zhì)構(gòu)造含導(dǎo)水性等情況

,、()。

4.2采掘工作面遇到下列情況之一的應(yīng)進行探放水

,:

接近水淹或者可能積水的井巷老空區(qū)或者相鄰煤礦時

a)、;

接近含水層導(dǎo)水斷層暗河溶洞或?qū)萋渲鶗r

b)、、、;

打開防隔水煤巖柱進行放水時

c)();

接近可能與河流湖泊水庫蓄水池水井等相通的導(dǎo)水通道時

d)、、、、;

接近有出水可能的鉆孔時

e);

接近水文地質(zhì)條件不清的區(qū)域時

f);

接近有積水的灌漿區(qū)時

g);

接近其他可能突水的區(qū)域時

h)。

4.3采掘工作面探水前應(yīng)當編制探放水設(shè)計確定探放水技術(shù)參數(shù)并制定安全技術(shù)措施

,,,。

1

KA/T1—2023

4.4受老空積水威脅近距離煤層群開采的礦井上煤層掘進時應(yīng)超前查明下煤層的積水情況制定相

,、

應(yīng)的防治措施消除老空水的威脅下煤層回采前應(yīng)疏干導(dǎo)水裂隙帶波及范圍內(nèi)的上覆煤層采空區(qū)

,;,

積水

。

4.5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循環(huán)放水但應(yīng)制定專門措施并由煤礦總工程師審批

(0.01MPa),。

4.6在礦井受水害威脅區(qū)域巷道掘進前地測部門應(yīng)當提出水文地質(zhì)情況分析報告和水害防治措施

,,,

由煤礦總工程師組織生產(chǎn)安檢和地測等有關(guān)部門審批

、。

4.7工作面回采前應(yīng)當采用物探鉆探化探等方法查清工作面內(nèi)及周邊采動影響范圍內(nèi)斷層陷落

,、、、

柱采老空區(qū)燒變巖等含導(dǎo)水性和含水層富水性情況地測部門應(yīng)當提出專門水文地質(zhì)情況分析

、()、()。

報告和水害隱患治理情況評價報告經(jīng)煤礦總工程師組織生產(chǎn)安檢和地測等有關(guān)部門審查批準后方

,、,

可進行回采發(fā)現(xiàn)斷層裂隙和陷落柱等構(gòu)造充水的應(yīng)當采取注漿疏放或者留設(shè)防隔水煤巖柱等

。、,、()

安全措施

。

4.8有條件的礦井宜采用定向鉆機開展長距離大規(guī)模探放水采用長距離定向鉆機探放水時可

,,、。,

考慮井下或地面方案應(yīng)編制專項探放水設(shè)計

,。

5探放水鉆探工程設(shè)計

5.1探放水設(shè)計應(yīng)由地測部門或防治水機構(gòu)提出經(jīng)礦總工程師組織審查批準后實施

,。

5.2探放水工程設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容

:

探放水的采掘工作面及周圍的水文地質(zhì)條件

a);

探放水巷道的支護形式規(guī)格掘進方向

b)、、;

鉆探工程布置與工程量包括鉆場及鉆孔組數(shù)個數(shù)方向角度深度鉆孔結(jié)構(gòu)等參數(shù)

c),、、、、、;

鉆探施工技術(shù)要求鉆探超前距幫距及允許掘進距離

d),、;

探放水設(shè)備的選型與要求

e);

確定探放水鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求

f);

探放水施工安全技術(shù)措施應(yīng)包括通風瓦斯及有害氣體檢查防排水水害應(yīng)急處理等措施

g),、、、;

工程附圖如鉆場設(shè)計圖探放水孔布置平面圖和剖面圖鉆孔結(jié)構(gòu)圖及避災(zāi)路線圖等

h),、、。

6探放水鉆孔關(guān)鍵參數(shù)確定

6.1應(yīng)當及時掌握探放水工作面范圍內(nèi)的采掘動態(tài)將采掘范圍積水情況防隔水煤巖柱等

200m,、、()

繪制在礦井充水性圖上并標出積水線探水線和警戒線的位置老空水壓小于等于時探水線

,、。1MPa,

和警戒線的確定參見附錄老空水壓大于時應(yīng)根據(jù)具體水壓值驗算確定

A,1MPa,。

6.2煤層巷道掘進時沿頂?shù)装鍘r層探放斷層水鉆孔水陷落柱水時用公式求得W值定為探放

,、、,(1),

水超前距幫距

、。

P

W=KM3

0.5K20m…………………(1)

p≥

式中

:

W巷道迎頭或側(cè)幫與含水層或含水構(gòu)造之間安全隔水煤柱寬度單位為米

———,(m);

K安全系數(shù)見附錄

———,B;

M巷道高度寬或高取其大者單位為米

———(),(m);

P煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———,(MPa);

K隔水煤柱的抗拉強度單位為兆帕

p———,(MPa)。

2

KA/T1—2023

6.3巖巷掘進探放含水層及斷層水鉆孔水陷落柱水等含水體時鉆孔超前距和止水套管長度選取值

、、,

應(yīng)遵守附錄的規(guī)定

C。

6.4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)造不清楚的煤層探放水鉆孔超前

、,,

距不得小于止水套管長度不得小于老空積水范圍清楚的根據(jù)公式確定超前距和幫距

30m,10m;,(1),

公式公式估算積水量

(2)~(4)。

Q積=Q采+Q巷

………(2)

Q采=ηMFθ

/cos………(3)

Q巷=ηWL巷

…………(4)

式中

:

Q積總積水量單位為立方米3

———,(m);

Q采采空區(qū)積水量單位為立方米3

———,(m);

Q巷巷道積水量單位為立方米3

———,(m);

η充水系數(shù)采空區(qū)取值煤層巷道取巖石巷道取

———,0.25~0.5,0.5~0.8,0.8~1.0;

M采空區(qū)平均采厚單位為米

———,(m);

F采空積水區(qū)水平投影面積單位為平方米2

———,(m);

θ煤層傾角單位為度

———,(°);

W積水巷道斷面積單位為平方米2

———,(m);

L巷積水巷道長度單位為米

———,(m)。

6.5頂板承壓含水層探水時應(yīng)按公式計算安全隔水層厚度tt值與巖石松動圈厚度H之和為

,(5)(),()

探水孔最后一層止水套管的最小垂向深度

。

Lγ2L2+KP+γL

t頂=8P

K………………(5)

4P

式中

:

t安全隔水層厚度單位為米

———,(m);

L巷道寬度單位為米

———,(m);

γ頂板隔水層平均重度單位為兆牛每立方米3

———,(MN/m);

KP隔水巖煤柱的抗拉強度單位為兆帕

———(),(MPa);

P巖煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———(),(MPa)。

6.6巖石松動圈厚度H應(yīng)采用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)無實測數(shù)據(jù)時可參考地質(zhì)與掘進條件相似礦井的數(shù)

(),,

據(jù)或采用公式計算

,(6)。

-φ

1sin

φ

éσ+Cφ-φù2sin

H=Rê(0·cot)(1sin)ú-R

?Pi+Cφ?………(6)

·cot

式中

:

H巖石松動圈厚度單位為米

———,(m);

R巷道半徑單位為米

———,(m);

σ原巖應(yīng)力單位為兆牛每平方米2

0———,(MN/m);

C巖體的黏聚力單位為兆帕

———,(MPa);

φ內(nèi)摩擦角單位為度

———,(°);

Pi巷道支護阻力單位為兆牛每平方米2

———,(MN/m)。

6.7底板承壓含水層探水時應(yīng)按公式計算安全隔水層厚度tt值與巖石松動圈厚度H之和為

,(7)(),()

最后一層止水套管的最小垂向深度

。

Lγ2L2+KP-γL

t底=8P

K………………(7)

4P

3

KA/T1—2023

式中

:

t安全隔水層厚度單位為米

———,(m);

L巷道寬度單位為米

———,(m);

γ底板隔水層平均重度單位為兆牛每立方米3

———,(MN/m);

K隔水巖煤柱的抗拉強度單位為兆帕

P———(),(MPa);

P巖煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———(),(MPa)。

6.8探放水鉆孔除兼作堵水孔外終孔孔徑不應(yīng)大于

,94mm。

7探放水鉆孔布置

7.1探放老空水鉆孔水時如老空和鉆孔位置清楚應(yīng)當根據(jù)具體情況進行專門探放水設(shè)計如老空

、,,;

和鉆孔位置不清楚探水鉆孔成組布設(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

,,,

水平間距不得大于厚煤層內(nèi)各孔終孔的豎直面間距不得大于

3m,1.5m。

7.2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

,,

得少于個其中含水體方向的鉆孔不得少于個

3,2。

7.3探查陷落柱等垂向構(gòu)造時應(yīng)當采用物探鉆探兩種方法根據(jù)陷落柱的預(yù)測規(guī)模和位置布孔底

,、,,

板方向鉆孔不得少于個有異常時應(yīng)加密布孔

3,。

7.4煤層內(nèi)原則上禁止探放水壓高于的充水斷層水含水層水及陷落柱水如確實需要的可

,1MPa、。,

以先建筑防水閘墻并在閘墻外向內(nèi)探放水

,。

8探放水鉆孔孔口安全裝置

8.1預(yù)計水壓大于的地點探水時預(yù)先固結(jié)套管并安裝閥門止水套管應(yīng)當進行耐壓試驗

0.1MPa,,。,

耐壓值不得小于預(yù)計靜水壓力值的倍兼作注漿孔的應(yīng)當綜合注漿終壓值確定并穩(wěn)壓

1.5,,,30min

以上

。

8.2當鉆孔內(nèi)預(yù)計水壓大于時在揭露含水層體前應(yīng)采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進

1.5MPa,(),,

并制定防止孔口管和煤巖壁突然鼓出的措施

()。

8.3應(yīng)在孔口安全裝置閘閥留設(shè)水壓檢測接口

、。

8.4鉆孔涌水有腐蝕性時孔口套管應(yīng)進行防腐處理

,。

8.5當孔口返水壓力超過正常循環(huán)水壓力進行鉆進或起下鉆時應(yīng)采用鉆桿控制器控制鉆桿防止高

,,,

壓水頂鉆造成鉆桿外射事故

。

8.6應(yīng)選擇巖層堅硬完整地段開孔鉆至預(yù)定深度后將孔內(nèi)沖洗干凈孔口套管應(yīng)采用注漿固結(jié)法

,,。

進行固定孔口管注漿固結(jié)應(yīng)遵守中孔口裝置及其安裝要求的規(guī)定

。GB/T24505“”。

8.7孔口套管注漿固結(jié)后水泥單液漿一般待凝以上之后可進行掃孔掃孔深度應(yīng)超過孔口管

,48h,,

待凝以上可采用清水進行耐壓試驗試驗壓力不小于預(yù)揭露含水層水壓的倍持

0.5m~1m;72h,1.5,

續(xù)穩(wěn)壓時間不小于確?？卓谔坠懿凰蓜涌卓谥車宦┧蠓娇衫^續(xù)鉆進否則重新注漿固結(jié)

30min,、,。

采用速凝材料進行固管的待凝和耐壓試驗時間可適當減小

,。

8.8節(jié)理裂隙發(fā)育巖石松軟或破碎無條件另選孔位時應(yīng)注漿加固后再安設(shè)孔口管

,,,,。

9探水孔施工前的要求

9.1鉆場應(yīng)避開斷層帶裂隙帶或松軟巖層

、。

9.2鉆機探水前的準備工作

:

4

KA/T1—2023

加強鉆孔附近的巷道支護并打好立柱和攔板

a),;

清理巷道挖好排水溝并掛好風筒電纜管道等探水鉆孔位于巷道低洼處時配備與探放水

b),、、,,

量相適應(yīng)的排水設(shè)備

;

在打鉆地點或其附近安設(shè)專用電話保持人員撤離通道暢通

c),;

依據(jù)設(shè)計確定探水孔位置時由測量人員進行標定負責探放水的工作人員應(yīng)到現(xiàn)場共同確

d),,,

定鉆孔的方位傾角深度和鉆孔數(shù)量

、、。

10探水施工中的技術(shù)要求

10.1鉆進中應(yīng)做好地質(zhì)編錄工作

。

10.2鉆進時應(yīng)準確判別煤巖層厚度并記錄換層深度一般每鉆進或更換鉆具時應(yīng)測量一次

、。10m,

鉆桿并核實孔深終孔前再復(fù)核一次

,。

10.3采用非定向鉆機探放水時孔深大于的探水孔或?qū)λ牡刭|(zhì)異常和物探異常區(qū)的探查驗

,150m

證孔均應(yīng)進行孔斜測量因孔斜未達到探放水目的應(yīng)增加探水孔或采用定向鉆機施工

,,。

10.4鉆進時發(fā)現(xiàn)煤巖松軟片幫來壓或孔中的水壓水量突然增大以及有頂鉆等現(xiàn)象時應(yīng)立即停

,、、、,,

鉆將鉆桿固定并同時記錄其孔深禁止人員直對鉆桿站立要立即向礦調(diào)度室匯報及時采取措施進

,,。,,

行處理

。

10.5探水孔施工過程中觀測每個涌水點的深度層位水量水壓水溫等探水孔終孔后應(yīng)進行全

,、、、、;,

孔試驗放水觀測并記錄終孔初始涌水量穩(wěn)定涌水量和穩(wěn)定水壓根據(jù)設(shè)計需要采取水樣

,、,。

10.6對于構(gòu)造探查應(yīng)在預(yù)計揭露構(gòu)造孔段取芯鉆進觀測巖芯完整性分析構(gòu)造性質(zhì)含導(dǎo)水性及發(fā)

,,、、

育特征

。

10.7探放水鉆孔可兼做堵水或疏水孔回采前除頂?shù)装迤茐姆秶鷥?nèi)的探放水孔外其他探放水鉆孔

,,、,

回采前應(yīng)采用水泥全孔注漿封閉

。

11疏放水的技術(shù)要求

11.1利用探水孔疏放水時應(yīng)根據(jù)探水孔的水壓水質(zhì)水量資料結(jié)合礦井排水系統(tǒng)能力控制放水

,、、,,

孔的流量

。

11.2疏放老空水時應(yīng)全程監(jiān)控放水過程詳細記錄放水量水壓動態(tài)變化放水結(jié)束后應(yīng)核算放水

,,、,,

量與預(yù)計積水量的誤差查明原因

,。

11.3疏放斷層水陷落柱水和含水層水在水量觀測的同時應(yīng)同步觀測相關(guān)含水層水位及井下涌水

、,,

點水量動態(tài)變化

。

12探放水的安全技術(shù)措施

12.1巷道可能積水的低洼地段應(yīng)有相應(yīng)的疏排水措施

,。

12.2掘進工作面探水時應(yīng)在起點處設(shè)置標志并掛牌明示并符合所有部分的規(guī)定

,,,GB/T2893()。

12.3應(yīng)加強巷道支護使巷道具有安全施工條件及抗水流沖擊能力

,。

12.4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(yīng)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

,,;,

室匯報情況緊急時應(yīng)立即啟動應(yīng)急預(yù)案并符合的規(guī)定

,,GB/T29639。

12.5鉆孔接近老空時應(yīng)安排專職瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班隨時檢測空氣成分如果

,,。

瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定時應(yīng)當立即停止鉆進切斷電源撤出人員并報告礦調(diào)度室

,,,,,

5

KA/T1—2023

及時采取措施進行處理

。

12.6上山探水時應(yīng)雙巷掘進其中一條巷道超前探水匯水另一條巷道用來安全撤人雙巷間每

,。、,。

隔掘一條聯(lián)絡(luò)巷并設(shè)擋水半墻

30m~50m,。

12.7探放水人員應(yīng)按照批準的設(shè)計施工未經(jīng)審批單位同意不得擅自改變設(shè)計

,,。

13探放水工作驗收與總結(jié)

13.1探放水鉆孔施工結(jié)束后應(yīng)及時組織驗收

,。

13.2探放水工程竣工后應(yīng)編制探放水工程總結(jié)報告主要包括以下內(nèi)容

,,:

探放水鉆孔施工情況包括施工過程施工工藝孔斜工程量及封孔情況等

a),、、、;

物探成果的鉆探驗證情況

b);

探查成果匯總與分析

c);

探放水總結(jié)及效果評價

d);

存在問題及建議

e)。

6

KA/T1—2023

附錄A

資料性

()

積水線外推法確定小窯老空水探水線

表A.1積水線外推法確定小窯老空水探水線

探水線距離

邊界名稱確定方法煤層硬度

m

依靠調(diào)查分析判斷有一定圖紙資料參考有較可靠圖紙資料

松軟

100~15080~10035~40

探水線積水線外推法中硬

80~12060~8030~35

堅硬

60~10040~6030

警戒線探水線外推法

60~8040~5020~40

7

KA/T1—2023

附錄B

資料性

()

不同條件超前距計算安全系數(shù)K取值

()

表B.1不同條件超前距計算安全系數(shù)K取值

()

條件取值

水壓抗拉強度均為實測

、2

水壓抗拉一項實測另一項為地質(zhì)與掘進條件相似礦井數(shù)據(jù)

、,3~4

水壓抗拉強度均為地質(zhì)與掘進條件相似礦井數(shù)據(jù)

、5

8

KA/T1—2023

附錄C

規(guī)范性

()

巖層中探水鉆孔超前距和止水套管長度確定

表C.1巖層中探水鉆孔超前距和止水套管長度確定

水壓P鉆孔超前距止水套管長度

MPamm

P

<1.0>10>5

P

1.0≤<2.0>15>10

P

2.0≤<3.0>20>15

P

≥3.0>25>20

9

ICS73.020

CCSD09

中華人民共和國礦山安全行業(yè)標準

KAT1—2023

代替MT/T632—1996

井下探放水技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforwaterexplorationanddischarge

inundergroundcoalmines

2023-10-26發(fā)布2024-01-31實施

國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布

KA/T1—2023

井下探放水技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了煤礦井下探放水的一般規(guī)定探放水工程設(shè)計探放水鉆孔關(guān)鍵參數(shù)確定探水鉆孔

、、、

布置及其施工的技術(shù)要求疏