礦井水文地質規程(試行)
作者:佚名
2010-05-01 10:46
來源:本站原創
礦井水文地質規程(試行)
第一章 總 則
第1條 礦井水文地質工作是保證煤礦煤礦安全生產建設的一項重要技術基礎工作。為做好礦井水文地質工作,掌握礦井水文地質規律,研究和解決太井生產建設中的水文地質問題,防治水害,保護和利用地下水資源,特制定本規程。
第2條 礦井水文地質工作的基本任務:
一、開展礦區(井田)水文地質補充調查、補充勘探和水文地質觀測工作。
二、為礦井建設、采掘、開拓延深、改擴建提供所需的水文地質資料或專門報告。
三、在采掘過程中進行水害分析、預測和防探水。
四、開展礦區(井田)專門防治水水中的水文地質工作。
五、為補充和改善礦區(井)生產、生活供水,進行調查、勘探,提供水源資料。
六、根據需要開展老礦區環境水文地質調查和研究。
第3條 加強礦井水文地質的科學研究,不斷總結經驗,引用國內、外先進技術,并不斷加以發展、創新。
第二章 礦井水文地質類型的及其工作要求
第4條 為了有針對性地做好礦井水文地質工作,從礦區水文地質條件、井巷充水及其相互關系出發,根據受采掘破壞或影響的含水層性質、富水性,補給條件,單井年平均涌水量和最大涌水量、開采受水害影響程度和防治水工作難易程度等項,把礦井水文地質劃分為簡單、中等、復雜、極復發雜四個類型(見表1)。
第5條 極復雜型礦井,除必須按照水文地質特點和開采需要進行補充調查、勘探和專門試驗,建立井上下水動態觀測網,堅持長期觀測,以及健全觀測資料臺帳和歷時曲線等候外,還應做到:
二、廠灰巖露頭頒范圍廣,河溪發育,山塘水庫多的礦區,要注重地表水體、巖溶泉同井下出水點關系的調查分析,做好探放溶洞泥砂水工作,防止大突水的威脅。
三、經常直接或間接受煤層頂底部石灰巖溶洞—溶隙高壓富含水層突出威脅
類另
分類依據 |
水文地質簡單 |
水文地質中等 |
水文地質復雜 |
水文地質極復雜 | |
受
采
掘
破
壞
或
影
響
的
含
水
層 |
含
水
層
性
質
及
補
給
條
件 |
受采掘破壞或影
響的孔裂隙、溶
隙含水層給條件
差,補給水源少
或極少如:
1.露頭區被粘土
類土層覆蓋;
2.被斷層切割封閉;
3.地表泄水條件良好;
4. 屬于深部井田;
5.在當地侵蝕基準面
上開采;
6.屬高原山地背斜正地地形,煤層底部灰巖無出露;
7.煤層距頂底板上
下富含水層距離很大。 |
受采掘破或
影響的孔裂
隙、溶隙含水
層補給條一
般,有一定的
補給水源。 |
受采掘破壞或影響的主要是灰巖溶隙—洞含水層,厚層砂礫石含水層(煤層直接頂底板為含水砂
層),其補給條件好,補給水源充沛。
|
受采掘破壞或影響
的為巖溶含水層,
其補給水源極其充沛。
1.礦井經常的直接或間接受煤層頂、底部灰巖溶洞—溶隙高壓富含水層突水的威脅
2.灰巖露頭分面范圍
廣,河溪發育,山塘
水庫多。
3.在高原山地向斜正
地形礦區灰巖巖溶特
別發育常形成暗河系統或匯水封閉洼地。 |
單位涌水量q(L/sm) |
<0.1 |
0.1~<2 |
2 ~ <10 |
≥10 | |
單位涌水量(m3/h)
|
年平均最大 |
<180(西北地區0~
<100)
<300 |
180~<600(
西北地100
~150)1200
(西北120
~3300) |
600~2100(西
北地區150~
1200)1200~
3000(西北地
區300~3000) |
1200~3000
<3000 |
開采受水害
影響程度 |
采掘工程一般不受水害影響 |
采掘工程受水害影響,但不
威脅礦井安全 |
采掘掘工程、
礦井安全受
水害威脅 |
礦井突水頻繁,來勢兇猛,含泥砂率高,采掘工程、礦井安全受水害嚴重威脅。 | |
防治水工作難易程度 |
防治水工作簡單 |
防治水工作簡
單或易于進行 |
防治水工程量較大,難度較高,防治水的經濟技術效果較差 |
防治水工程量大,難度
高,往往難以治水治水經濟技校效果極差 |
注:單位涌水量以井田主要含水層中有代表性的為準。
的礦區(井),要開展區域水文地質綜合調查,研究巖溶發育規律,并采用大口徑抽水、井下大型放水試驗及連通試驗,勘查巖溶水集中強徑流帶或巖溶管道帶的頒。礦井開采,要研究制訂具有針對性的截(堵截水源)排(疏降)措施方案。要注重突水與隔水層巖性、厚度、水壓、構造及采故等關系的研究,不斷尋求規律。
四、巖溶礦區都要注重地面巖溶塌陷規律的調查研究,并尋求防治途徑。
第6條 復雜型的礦井,應根據各礦的特點和開采需要,參照第5條的要求進行工作。其中:
一、開采含水(流)砂層、厚礫石層及地表河、湖等水體下煤層的礦區(井),要分析研究煤(巖)柱的隔水性能,注重觀測導水裂隙帶高度,并研究其規律。
二、開采煤層頂板直接為含水(流)砂層的礦井,進行開采應加強砂層水疏干和水砂分離方法的研究。
三、山區地表滲漏水較嚴重的礦井,要注重滲漏調查、實測并研究制訂防滲措施方案。
第7條 中等型礦井,應根據開采需要,進行一些單項的水文地質補充調查、勘探、試驗、動態觀測和正常的井下水文地質工作。
第8條 簡單型的礦井,應根據礦井的具體情況,進行政黨的水文地質工作。
第三章 水文地質補充調查與觀測
第一節 地面水文地質補充調查
第9條 當礦區(井)現有水文地質資料不能滿足生產建設的需要時,應針對存在的問題進行單項、多項或全面的水文地質補充調查工作。內容包括:
一、氣象資料搜集一般應有降水量、蒸發量、氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速及其歷年月平均值和兩極值。
二、地貌調查。應著重調查由開采和地下水活動而引起的滑坡、塌陷、人工湖等地貌變化,和巖溶發育的礦區的各種巖溶地貌形態。
三、地質調查。應包括:
1、第四紀松散覆蓋層、基巖露頭,應基本查明其朝代、巖性、厚度、富水性及地下水的出露等,并劃分出含水層或相對隔水層。
2 、地質構造應基本查明其形態、產狀、性質、規模、破碎帶(范圍=充填物、膠結程度、導水性)及有無泉水出露骨等。
四、地表水體調查。應調查與搜集故區河流、渠道、湖泊、積水區、山塘、水庫的歷年水位,流量,積水量,最大洪水淹沒范圍,含泥砂量,水質和地表水體與下伏僻水層的關系等。
五、井泉調查。應調查井泉的位置、標高、深度、出水層位、涌水量、水位、水質、水溫、有無氣體溢出、流出類型及其補給水源。并素描泉水出露的地形地質平面圖、剖面圖。
六、古井老窯的調查。應調查古井老窯的位置及開采、充水、排水、停采原因等情況,察看地面塌陷地形,圈出采空區,并估算積水量。
對于生產小煤礦,還應調查其生產安排、排水能力、井巷出水層位、水質、涌水量、充水因素、與大礦之間的水害關系。
八、地面巖溶調查。應調查巖溶發育的形態、頒范圍。對地下水運動的明顯影響的進水口、出水口、和通道,應進行詳細調查,必要時可進行連通試驗和暗河測繪工作。要分析巖溶發育規律、地下水徑流方向,圈定補給區,測定補給區內的滲漏情況,估算地下徑流量。有巖溶塌陷的區域,還應進行巖溶塌陷的測繪工作。
第二節 地面水文地質觀測
第10條 礦區(井)地面水文地質觀測應根據需要進行。包括:一、氣象觀測
1、凡距離氣象臺(站)較遠的礦區(井),應設立氣象觀測站。站址的選擇,應符合氣象臺(站)的要求。距氣象臺(站)較近的礦區(井),呆只建立雨量觀測站。
注:較近指小于30公里,較遠指大于30公里。
2、礦區氣象觀測項目,與氣象調查內容同。
二、地表水觀測。觀測項目與地表水調查內容同。觀測時間,一般為每月一次,雨季或暴雨后根據需要嗇觀測次數。
三、地下水動態觀測
1 、復雜型和極復雜型礦區(井)應建立地下水動態觀測網。觀測網布孔設點前,必須有專門設計。觀測點應布置在下列地段:
1)對礦井生產建設有影響的主要含水層;
2)影響礦井充水的地下水集中徑流帶(構造破碎帶);
3)可能與地表水有水力聯系的含水層;
4)礦井先期開采的地段;
5)在開采過程中水文地質條件可能發生變化的地段;
6)人為因素可能對礦井充水有影響的地段;
7)井下主要突水點附近,或具有突水威脅的地段;
8)疏干邊界或隔水邊界處。
觀測點的布置,應盡量利用現有鉆孔、井、泉等。觀測內容主要是水位、溫和水質,對泉水還應觀測流量。
2、觀測點應統一編號,設置固定觀測標志,測定坐標和標高。觀測點標高每年復測一次,如有變動,應隨時補測。
3、上述觀測工作,在開采前一個水文年即應進行,在采掘過程中亦必須堅持觀測。在未掌握地下水的動態規律以前,每5~7天觀測一次,隨后每月觀測1~3次,雨季或遇有異常時,需嗇觀測次數。
觀測工作一般要求同步進行,每次必須按固定的時間和順序在最短時間內測完。否則,應全部重新觀測。要注意觀測的連續性和精度。鉆孔水位觀測每回應有兩次讀數,其差值不得大于2厘米,取值可用平均數。測量工具使用前應定期校驗。
4、中型礦井的動態觀測工作,應參照上述要求進行。
第三節 井下水文地質觀測
第11條 凡新開鑿的井筒、主要穿層石門及開拓巷道,都要及時進行水文地質觀測和編錄,并劊制井筒、石門、巷道的實測水文地質剖面圖或展開圖。
一、當蟛巷穿過含水層時,應詳細描述其產狀、厚度、巖性、構造、裂隙或巖溶的發育與充填情況、揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量、水溫等,并采取水樣進行水質分析。
二、對含水支裂隙,應測定其產狀、長度、度度、數量、形狀、尖滅情況、充填程度及充填物,觀察地下水活動的痕跡,繪制裂隙玫瑰圖,并選擇有代表性的地段測定巖石的裂隙率。測定的面積:較密集裂隙可取1~2m2,稀疏裂隙可取4~10m2。其廣計算公式為:
式中 K T-------裂隙率(%)
F--------測定面積(m2)
a--------裂隙長度(m2)
b--------裂隙寬度(m2)
∑ab=a1b1+a2b2+……+anbn即所測定裂隙面積的總和(m2)
三、對巖溶,應觀測其形態、發育情況、分布狀況、有無充填物及充填成分、充水狀況等,并繪巖溶素描圖。
四、對斷裂構造,應測定其斷距、產狀、0斷層帶寬度,觀測斷裂帶充填物成分、膠結成度及出水情況。
五、對褶曲,應觀測其形態、產狀及破碎情況。
六、突水點的觀測及編錄。應詳細記錄突水的時間、地點、確切位置、出水層位、巖性、厚度、出水形式、圍巖破壞情況等,并測定涌水量、水溫、水質、含砂量等。同時,應觀測附近的出水點和觀測孔涌水量、水位的變化,并分析突水原因。主要突水點可作為動態觀測點,并要編制上卡片、附平面圖和]素描圖。突水點突水旺的等級標準參照附錄二。
第12條 礦井涌水量觀測:
一、一般應分礦井、分水平設站進行觀測。每月觀測1~3次。復雜型和極復雜型礦井應分工業區層(或煤系)、分地區、分主要出水點設站進行觀測,每月觀測不少于3次,。受降水影響的礦井,雨季觀測次數應適當增加。
二、對井下新揭露的出水點,在涌水量尚未穩定和尚未掌握其變化規律前,一般應每天觀測一次。對潰入性涌水,在未查明突水原因產,應每隔壁1~2小時觀測一次,以后可適當延長觀測間隔時間。涌水量穩定后,可按井下正常觀測時間觀測。
三、當采掘工作面上方影響范圍內有地表水體、富含水層、穿過與富含水層相連通的構造斷裂帶或接近老窯積水區時,應每天觀測充水情況,掌握水量變化。含水層富水性的等級標準參照附錄一。
四、新鑿立、斜井,垂深每延深10米,觀測一次涌水量。掘鑿至新的含水層時,雖不到規定的距離,也應在含水層的頂底板各測一次涌水量。
五、礦井涌水量的觀測,應注重觀測的連續性和精度,要求采用容積法、堰測法、流速儀法或其它先進的測水方法。測量工具儀表要定期校驗,以減少人為誤差。
第13條 井下疏水降壓(疏放老空水)鉆孔涌水量、水太觀測。在涌水量、水壓穩定前,應每小時觀測1~2次;涌水量、水壓基本穩定后,按正常觀測要求進行。
第四章 礦井水文地質補充勘探
第一節 礦井水文地質補充勘探的范圍和要求
第14條 凡屬下列情況之一者,必須進行礦井水文地質補充勘探工作:
一、原勘探工程量不足,水文地質尚未查清。
二、經采掘揭露,水文地質條件比原勘探報告復雜。
三、礦井開拓延深、開采新煤系(組),或擴大井田范圍設計需要。
四、專門防治水工程提出特殊要求。
五、各種井巷工程穿越富含水層時,施工需要。
六、補充供水需尋找新水源。
第15條 礦井水文地質補充勘探的基本要求:
一、 必須編制補充勘探設計,并按規定報批。
二、設計要依據充分、目的明確、工程布置針對性強,要充分利用礦井條件,作到井上、下結合。
三、水文地質補充勘探完成后,必須及時提交成果報告或資料。
第二節 地面水文地補充勘探
第16條 水文地質勘探鉆孔的設計(技術指標書)和施工主要技術要求:
一、 每個鉆孔都要按照勘探設計要求進行單孔設計,包括鉆孔結構、止水要求、終孔直徑、終孔層位、孔斜、巖芯采取率、封孔質量、易水文觀測及地球物理測井等。
二、 鉆孔施工主要技術要求:
1、必須采用清水鉆進。遇特殊情況需改用泥漿時,必須取得地質部
同意,但事后要采取補救措施。
2、抽水試驗鉆孔的終孔直徑不小于108毫米;深度大于500米的鉆孔,直徑按設計要求確定。
3、需安裝深井泵的大口徑鉆孔,深井泵下放深度以上孔段的孔斜,不得超過2度或按設計要求掌握。
4、主要含水層、試驗孔段及松散層勘探孔的巖芯采取率,應不低于75%;破碎帶的巖芯采取率,一般不低于50%。
5、鉆孔分層(段)隔離止水時,必須通過提水、注水和水文測井等不同方法,檢查止水效果,并作正式記錄。不合格時必須重新止水。
6、穿過可采煤層的鉆孔,如煤層頂板或底板有富含水層時,對頂板導水裂隙帶及其以上5~10米孔段,底板以下整個孔深,以及有可能污染水源的整個鉆孔,都必須使用高標號水泥漿封孔,并須取樣檢查封孔質量是否合格。其它孔段可按有關規程規定的封孔。
7、觀測孔竣工后,要嚴格抽水洗孔,以確保觀測層(段)不被淤塞。
三、 水文地質鉆孔必須做好簡易水文地質觀測。對沒有簡易水文地質觀測資料的鉆孔,應降低其質量等級或不予驗收(有條件時,應作水文測井)。
四、 水文地質觀測孔,必須安裝孔口蓋,并應做到堅固耐用、觀測方便,遇有損壞或堵塞,要及時進行處理。
第十七條 抽水試驗。生產礦井水文地質補充勘探的抽水試驗工作,應執行《煤炭資源地質勘探抽水試驗規程》。此外,另補充規定如下:
一、屬于下列情況之一者,可采用單孔或小口徑孔群抽水試驗:
1、資源勘探階段無抽水資料。
2、對含水層的富水性、影響范圍、條件均不清。
3、在復雜型和極復雜型礦井進行大口徑(地面直通式)抽(和)水試驗前,選擇孔位時。
二、復雜型和極復雜型礦井,當用小口徑抽水不能查明水文地質、工程地質(地面巖溶塌陷)條件時,應進行井下放水試驗。井下條件不具備時,則應進行大口徑、大流量孔群抽水試驗。試驗方法一般應按非穩定流要求進行。
三、為采取受采掘破壞影響的含水層同其它含水層或地表水體之間有無水力聯系,應結合抽(放)水進行連通試驗。
四、凡受開采影響鉆孔水位較深時,可只做一次最大降深抽水試驗,但降深過程的觀測,應考慮非穩定流計算的要求,同時應適當加長延續時間。
五、孔群和大口徑孔組抽水試驗的延續時間,應根據水位-涌水量過程曲線穩定趨勢而定,但一般不應少于10天。當受開采疏水干擾,水位無法穩定時,應根據具體情況研究確定。
六、水位觀測。抽水前,應對試驗孔、觀測孔及蟛上下有關的水文地質點,進行水位(壓)、流量觀測,必要時可另打專門鉆孔測定孔群和大口徑孔組的中心水位。
第18條 注水試驗。為礦井防滲漏研究巖石滲透性,或因含水層水位很深無法進行抽水試驗時,應進行注水試驗。其要求如下:
一、要根據透水巖層的巖性和孔隙、裂隙發育深度,確定試驗孔段,并嚴格做好止水工作。
二、注水前,應測定鉆孔水溫和注入水的溫度。
三、試驗前,必須徹底洗孔。
四、要連續注入穩定水量,以形成穩定的水位。
第三節 井下水文地質勘探
第19條 遇有下列情況之一者,應在井下進行方文地質勘探:
一、復雜型或極復雜型礦,采用地面水文地質勘探難以查清問題時,需在進下進行放水試驗或連通試驗。
二、煤層頂、底板有含水(流)砂層或巖溶含水層時,需進行疏水開采試驗。
三、受地表水體和地形限制或受開采塌陷影響,地面無施工試驗。
四、孔深過大或地下水位過深,地面無法進行水文地質試驗。
五、需要在井下尋找供水水源。
第20條 井下水文地質勘探的主要技術要求:
二、掘鑿并加固鉆窩,保證正常的工作條件。
三、受地表水體和地形限制或受開采塌陷影響,地面無施工條件。
四、孔深過大或地下水位過深,地面無法進行水文地質試驗。
五、需要在井下尋找供水水源。
第20條 井下水文勘探的主要技術要求:
二、掘鑿并回固鉆窩,保證正常的工作條件。
三、鉆機必須安裝牢固;鉆孔必須道德下好孔口管,并做耐壓試驗;在正式施工前,必須安裝孔口閘閥,以保證控制放水;在揭露含水層之前,必須安裝好孔口防噴裝置。
四、必須按設計施工,并嚴格執行安全措施。
五、;連通試驗不得選用污染水源的示蹤劑。
六、停用或報廢的鉆孔,要及時封堵,并提出封孔報告。
第21條 放水試驗必須遵循以下原則:
一、在試放水的基礎上,編制方水試驗設計,規定試驗方法、各次降深值和放水量。
二、做好放水試驗前的準備工作,固定人員,檢驗校正觀測儀器和工具,檢查排水設備能力和放水路線。
三、放水前,必須在同一時間對井上下觀測孔和出水點進行一次水位、水壓、涌水量、水溫、水質的觀測(測定)。
四、放水試驗延續時間,可根據具體情況確定。當涌水量、水位難以穩定時,試驗延續時間一般不少于10~15天。選取觀測時間間隔應考慮到非穩定流計算的需要。中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測。
五、觀測數據應及時登入臺帳,并繪制涌水量-水位歷時曲線。
六、放不試驗結束后,必須及時進行資料整理。
第22條 受大水威脅的礦井,用通常水文地質勘探應運人以進行開采評價時,可根據條件采用穿層石門或專門鑿井進行相似疏干開采試驗。其主要要求是:
一、必須有專門的施工設計。
二、要預計最大涌水量。
三、必須建立能保證排出最大涌水量的排水系統。
四、應選擇適當位置建筑防水閘門。
五、要做好鉆也超前探水和放水降壓工作。
六、要做好井上下水位、水壓、涌水量的觀測工作。
第五章 礦井水文地質基礎資料和圖紙
第23條 礦井水文地質基礎資料,必須認真搜集整理、長期保存。為了使礦井水文地質基礎資料系統化,應建立以下各類(種)水文地質臺帳:
1、礦井涌水量觀測成果臺帳;
2、氣象資料臺帳;
3、地表水文觀測成果臺帳;
4、鉆孔水位及井泉動態觀測臺帳;
5、抽(放)水試驗成果臺帳;
6、礦井突水點卡片或臺帳;
7、井下水文地質鉆孔臺帳;
8、水質分析成果臺帳;
9、水源水質受污染觀測資料臺帳;
10、礦區水源井(孔)臺帳;
11、封閉不良的鉆孔臺帳;
12、其它專門項目的臺帳。
第24條 礦井必備的水文地質圖紙有:
1、礦井充水性圖;
2、礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖;
3、對中等型和復雜型礦井,尚需增加礦區(井)綜合水文地質圖、水文地質柱狀圖、水文地質剖面圖、主要含水層等水位(壓)線圖、井上下防治水系統圖、斷層兩盤含水層對接補給關系圖等。
4、極復雜型礦井還應增加某些專門性水文地質圖,如區域水文地質圖、巖溶圖、礦區地下水化學圖等。
圖紙內容及要求見附錄三。
第25條 新建礦井應按建井有關規定進行水文地質工作。應將所搜集的資料進行分析、整理。并全部移交給生產單位,包括:
1、水文地質觀測臺帳和成果;
2、突水點卡片、記錄和有關防治水的技術總結,以及注漿堵水記錄和有關資料;
3、井筒及主要巷道水文地質實測剖面;
4、建井水文地質補充勘探成果;
5、供水水源的勘探成果和有關產資料。
復雜型和極復雜型礦井,在移交生產時,應根據建井過程中所進行的水文地質補充勘探工作和搜集的資料,提出建井水文地質總結報告。
第六章 采掘工作面的水害預測與防探水
第一節 采掘工作面的水害預測
第26條 凡采掘工作面受水害影響的礦井,應開展水害因素分析和水害預測工作。其基本要求是:
一、每年初,根據年采掘接續計劃,結合水文地質資料,全面分析水害因素,提出水害分析預測表及水害預測圖。
二、在采掘過程中,對預測圖、表要逐月進行檢查,補充和修訂。發現險情,應及時發出水害通知單,并報告調度室,通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點。
第二節 采掘工作面的防探水
第28條 傾斜長壁綜采工作面防頂板水
一、煤層頂板導水裂隙帶范圍內分布有含水層時,必須防探頂板水(冒落帶、導水裂隙帶高度計算見附錄七)。
二、采前應編制探放水設計。先期探放水孔,一般從開切眼起,可按30、50、100的間距布置。往后可視具體情況而定。孔位應盡可能結合地質構造布設在疏水效果好的部位。
三、預計涌水量。當涌水量較大可能影響正常生產時,應布設防底板專門排水巷。
第29條 防探老空水
一、查明有無漏填、錯填的積水老峒、老塘和廢棄井巷。在采掘工程圖上標明積水區及其最洼點的具體位置和積水外緣標高,并久推60米用紅色圈出積水老空區的警戒線。
二以平面、剖面圖確切反映積水區與采掘工作面的空間關系。對于緩傾斜、近水平復煤層或厚煤層分層回采的上覆采空區,應緩制小等高距的采空區底板等深線圖,以表明積水區的構造和形狀。要分析其主要的充水因素,預計可能的積水量和動水量。
三、掘進工作面進入積水警戒線后,必須超前探放水,并在距積水實際邊界20 米處停止掘,進行打鉆放水,在確證積水已被基本放凈后,才允許繼續掘進。
四、探放水鉆孔必須具有孔口控水裝置。探放磊范圍老空水或工作面上方的老峒水時,應預計各放水孔的最大放水量,以供生產部門合理組織排、泄水使用。
五、探放老空積水時,要要定預防有害氣體溢出傷人的專門措施。
第30條 防探底板水
一、當煤層底板以下賦存高水壓巖溶或裂隙含水層(組)時,必須預防底板突水或巖溶泥石流涌出。采掘前,必須具備勘探或補充勘探資料,水文地質條件要基本清楚。
二、全面整理已有勘探、生產資料,分析研究含水層(組——的含水性特征和已采掘區的突水規律,并在采掘地質說明書中,對可能發生的水害及其預防措施提出建議。
三、編制隔水層或相對隔水層等厚線圖(包括水文地質實際材料)。
四、預測有突水可能的危險區。
五、預計最大涌水量,并建議相應擴大排水能力。
六、底板隔水層厚度達不到安全開采要求時,原則上必須進行疏水降壓開采。有條件時吼可采取在加強排水能力前提下的分區隔離開采。
七、在可能有巖溶泥石流突出的地段采掘時,應加強前兆觀察和探放,如有異常,應及時采取有效措施。
第31條 防探斷層水
一、應核準(包括補鉆探明)斷層產狀、位置、分析斷層帶的富(導)水性,并在平面圖、剖面圖上確定斷層與采掘工作面的空間幾何關系。
二、井巷通過導水或可能導水斷層前,必須超前探水。探水線(探水起點)至斷層交面線的最小距離不得于20米,水壓大于20公斤力時應按比例增大。
三、當井巷通過(導)不為層時,要嚴防來壓冒頂突水或遲到突水(突泥砂),并及時建議采掘部門采取相應的防水措施,如加強支護、砌碹、注漿封閉等。
四、對與強含水層連通的導水斷層,必須按規定留設隔水防煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前,要復查煤柱的可靠性。斷層防隔水煤柱的留設方法,參見附錄八。
第32條 開拓下山防探水
一、下山開拓前必須充分調查、分析研究下山所在的地段的地質構造和含水層的富水性;繪制開拓下山地段的預想水文地質剖面圖。
二、下山頂、底板存在高壓富含水層或充水構造的富水性及下山可能隨的水壓,并保留一定數量的勘探鉆孔,進行動態觀測。
三、預計下山的最大涌水量。
四、在揭穿下山前方富含水層或強充水構造帶時,應提出采取安全技術措施的建議如:疏放降壓、預注漿等。
第33條 防沖積層(松散層)水
一、當含可采煤層的煤系巖層露頭被沖積層,特別是被厚沖積層覆蓋時,對第一開采水平以上受采動影響范圍內的沖積層的層次、層厚,含水層和隔水層的巖尾特征、水位、水量、水質等情況,都要基本清楚,否則應進行補充勘探加以查明。
二、在沖積層底部無窩囊含水支的情況下,可按附錄八的方法留設風化帶防隔水煤(巖)柱。在沖積層底部有富含水層時,必須按水體下采煤有關要求解決。
三、在生產過程中,當發現煤系露頭風化帶深度或上覆沖積層厚度變動較大,需要提高或降低開采上限,縮小或擴大風化帶防隔水煤(巖)柱時,都要按規定報批。
第34條 防鉆孔水
一、為防止鉆孔突水,應于年初對本年度采掘范圍內所有穿越煤層頂、底板富含水層的鉆孔,核查基封孔報告書或封孔資料,分析判定封孔質量。
二、對查出的封閉不良的鉆孔,要建立臺帳,并根據不同情況,在與采掘工作面相遇前,分別采取掃封孔、下下探水、留設隔水煤柱等措施。
第35條 走向長壁工作面防探頂板水
回采工作面頂板導水裂隙帶范圍內分布有含水層時,應做到以下各點:
一、采前要查明充水因素,提出防探頂板水的措施意見,并預計涌水量。
二、應特別注重提前做好下列地段或部位的探放水工作:
1.新井,新水平,新區的首采工作面。
2 .充水斷層或向斜、背斜的扭曲部位。
3.地表水、老塘水、老峒水、老窯水對回采有可能充水的地段。
第36條 預防地表水灌入井下
一、為了防止地表水灌入井下造成災害,應按如下要求進行業務監督:
1.所有井口必須高出當地歷年最高洪水位。在季節性河床、山溝及河谷區,必須禁止開小井挖露頭煤。
2.要核查第一水平的開采上限,保持防隔水煤柱的完整性,不準天煤柱內開鑿峒室。
3.報廢的井,要按《煤礦安全規程》規定充填封閉。
二、觀測孔、注漿孔、電纜等與井下或含水層相通的鉆孔,其孔口管必須高出當地最高洪水位。
三、對由于含水層疏放降壓而引起的地面巖溶塌陷,要分別情況,采取必要措施防止地面水洪入。
注:水體下開采防突水要求詳見有關“三下”采煤的規程。
第七章 礦井防治水工程中的水文地質工作
第一節 防隔水煤(巖)柱的留設
第37條 凡屬下列情況之一者,必須留設防隔水煤(巖)柱:
1.煤層露頭風化帶;
2.含水、導水或與富含水層相接觸的斷層;
3.礦井水淹區;
4. 受保護的地表水體;
5.受保護的通水鉆孔;
6.井田技術邊界。
第38條 各類防隔水煤(巖)柱的留設,應編制專門設計并按規定報批,其尺寸大小和留設方法,參照附錄八。
第二節 疏干或降壓開采
第39條 煤層(組)頂板導水裂隙帶范圍內分布有窩囊含水層;或煤層底板以下賦存巖溶、裂隙富含水層,而“底板安全隔水厚度”不足的礦井,必須進行疏干或降壓開采。
第40 條 被松散富含水層所覆蓋、埋藏淺的緩傾斜煤層,需要進行疏干開采時,應進行專門水文地質勘探或補充勘探,查膽水文地質條件,并根據勘探成果選定疏干方法,制定疏干方案。
第41條 疏干開采半固結或較松散的含水第三系煤層時,采前應著重解決如下問題:
一、查明流砂層的埋藏分布條件,研究其相就及成因類型。
二、查暖流以砂層的富水性、水理性,預計涌水量和預測可疏干性,建立動態觀測網,觀測疏干速度和疏干半徑。
三、在疏干開采試驗中,應觀測研究導水裂隙帶高度、不砂分離方法、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。
四、研究對潰水、潰砂引起地面塌陷的預測及處理方法。
第42條 煤層頂板冒落塌陷破壞范圍內有石灰巖富含水層的礦井,采前要進行專門水文地質勘探和試驗,并編制疏干、降壓方案,選定疏干、降壓方式和方法,綜合評價疏干降壓開采條件和技術經濟合理性。
第43條 “底板安全隔水厚度”達不到安全要求,而受底板高壓水威脅的礦井,在進行開采設計前,要有省煤炭工業廳(公司、局)批準的防治水方案作為依據。在所制定的防治水方案中,應重點查明或研究以下問題。
一、查明石灰巖厚度、巖性、水位、富水性在水平方身長垂直方向上的變化,巖溶發育分布規律,隔水層巖性、力學性質和厚度變化等情況。
二、查明補給水源和補給關系,交替運動條件吭原山地礦區暗河系統,丘陵平原礦區集中徑流帶,動態規律,水化學變化等情況。
三、圈定出可能突水危險區,預計最大涌水量。預計方法除通常采用的比擬法、解析法外,應盡可能采用數值法進行計算。
四、研究實施截流、堵源措施的可能性和具體部位。
五、選定疏干、降壓方式方法,確定探放水或疏放水孔、井、巷的具體位置,研究有無聯合疏干、降壓的條件。
六、研究預測、預防和處理巖溶塌陷問題。
第44條 礦井(區)疏干或降壓開采防治水方案,由礦務局審定并報省煤炭工業局(公司、廳)批準。其中,單項防治水工程設計,報礦務局審批,工程竣工后,由礦務局組織鑒定驗收,并作出書面結論,存檔備查。
第45條 在礦區疏干或降壓開采過程中,應盡量采用數值法模擬技術,進行疏干水量和地下水流場變化的預測、預報。
第三節 排水恢復被淹井巷
第46條 恢復被淹井巷前,應提供突水淹井調查報告。其主要內容有:
一、突水淹井過程,突水點位置,突水時間,突水形式,水源分析,淹沒速度涌水量變化等。
二、突水淹沒范圍,估算積水量。
三、預計排水中的涌水量。列清淹沒前井巷各個部分的涌水量,推算突水點的最涌水量和穩定涌水量,預計恢復中各不同標高段的涌水量,并設計一條恢復過程中排水量曲線。
四、提供分析突水原因用的有關水文地質點(孔、井、泉)的動態資料和曲線,水文地質平面圖、剖面圖,礦井充水性圖和水化學資料等。
第47條 礦井恢復時,應做好以下工作:
一、設專人在井下跟班定時測定涌水量和下降水面高程,嚴格做好記錄。
二、觀察恢復后井巷的冒頂、片幫、滿面春風水等情況。
三、觀察突水點的具體位置、開頭涌水量和水溫等,并作突水點素描。
四、定時對地面水文地質點(觀測孔、井、泉)進行動態觀測,并觀察地面有無塌陷、裂縫現象等。
第四節 注漿堵水
第49條 井筒地面預注漿水文地質工作的要求:
一、當井筒預計穿過裂隙含水層較厚,或裂隙含水層雖薄而層次較多時,可選用在面預注漿。
二、在制定注漿方案前,應施工井筒檢查鉆,獲取含水層的埋深、厚度、巖性及簡易水文、抽(壓)水試驗、水質分析等資料。
三、注解剖學起始深度,應定在風化帶以下較完整的巖層內。炷漿終止深度應水于井筒要穿過的最下部含水層的埋深,或超過井筒深度10~20米。
第50條 堵突水點注漿應做的水文地質工作如下:
一、圈定突水點位置,分析突水點附近的地質構造,查明降壓漏斗形態,分析突水時水文觀測孔和井、泉的動態變化,必要時需進行連通試驗。
二、探明突水補給水源的充沛程度或來水含水層的富水性以及突水通道的大小等。
三、堵突水點注漿前要做連通試驗和壓(注)水試驗;注解剖學前后要做好大井排水對比分析。
四、編制注漿堵水方案,由礦務局審查報省煤炭工業廳(公司、局)批準。
第51條 帷幕注漿的目的是人工改造水文地質條件,截斷地下水流。因其工程量大,工期長,故此確定采用帷幕注漿方案之前,必須對帷幕截流進行可行性研究。
二、帷幕注漿方案經論證確定后,應查清在層層序,地質構造,邊界條件,帷幕端點是否具備隔水層或閉合性斷層及其隔水性能,在下水向礦井的滲流量,在下水充速、流向等水文地質條件。
三、編制帷幕注漿方案,由礦務局審查報省煤炭工業廳(公司、局)批準。
第五節 在面水防治
第52條 在礦區(井)在面防治水工程中,在測部門應提供所需水文地質資料,并協助主管部門編制整體方案和設計。礦區在面防治水應掌握的原則參照附錄六。
第六節 酸性水防治
第53條 凡有酸性水的礦井,應查明酸性水的來源、水量、形成酸性水的主要因素,并定期取樣進行水質分析,向有關單位提供資料及處理意見。酸性水的防治方法參見附錄九。
第八章 其它水文地質工作
第一節 礦區補充供水
第54條 礦區在補充供水時,應注重以下原則:
一、生產礦井要注重排供結合,充分利用、保護在下水資源。在礦區補充供水時,可按不同水質和用途,分別進行供水。工業用水應道德考慮采用礦井水或在表水;生活飲用水應儔考慮在下不,并要做到合理開發,有條件時也可采用經過水質處理的礦井水。
二、水質必須滿足生活、工業用水的標準。
三、尋找新水源在,應避開礦井疏水影響范圍。
四、缺水礦區需降低生活飲用水水質標準時,應取得當在衛生部門同意,但毒理學指標應符合規定要求。
五、水源在應定期采樣進行監測,為預防水質污染提供資料。
礦區供水標準見附錄十。
第二節 礦區環境水文地質
第55 條 由于礦區開發和工農業的現代化將引起環境水文地質和生態平衡的改變,因而應注意開展老礦區環境水文地質調查研究和新礦區的環境水文地質預測工作。主要工作如下:
一、分析研究礦區排水疏干引起的地下水均衡性的變化。
二、掌握礦區地表水和地下水質的污染狀況,查明污染源及污染途徑。
三、調查研究礦區地形、地貌、水系、空氣等小區載自然環境的變化。
四、綜合分析因環境水文地質改變而引起的生態平衡破壞,為研究掏礦區生態惡化或改善礦區生態提出措施和意見。
附 錄
附錄一 含水層富水性的等級標準
一、含水極豐富的含水層,單位涌水量q≥10L/sm。
二、含水豐富的含水層,單位涌水量q<10~2L/sm。
三、含水中等的含水層,單位涌水量q<2~0.1L/sm。
四、含水小的含水層,單位涌水量q<0.1L/sm。
注:規程中所稱富含水層,指含水量水豐富到極豐富的含水層。
附錄二 突水點突水量的等級標準
一、小突水點:≤600m33/h。
二、中等突水點:>60~600m33/h。
三、大突水點:>600~1800m3/h。
四、特大突水點:≥1800m3/h。
附錄三 圖紙內容及要求
一、礦井充水性圖
礦井充水性圖是綜合記錄井下實測水文地質資料的圖紙,是分析礦井充水規律,開展水害預測、制定防治水措施的主要依據之一,也是礦井水文地質工作的必備圖紙,一般采用采掘工程平面圖作底圖進行編制,比例尺為1/2000~1/5000,主要內容有:
1、各種類型的出(突)水點要統一編號,并注明出水日期、涌水量、水位(水壓)、水溫及涌水特征。
2、古井、廢棄井巷、老塘、老峒、矸石窩等的積水范圍和積水量。
3、井下水閘門、水閘墻、放水孔、防水煤柱、泵房、水倉、水泵臺數及能力。
4、井下輸水路線。
5、井下涌水量觀測站(點)的位置。
6、其它。
礦井充水性圖應隨采掘工程的進展定期補充填繪。水文地質復雜型和極復雜型的礦井,每3~6個月補繪一次;水文地質簡單型和中等型的礦井,可視具體情況而定。
二、礦井涌水量與各種相關因素歷時曲線是綜合反映礦井充水變化規律,預測礦井涌水趨勢的圖紙,各礦應根據具體情況,選擇不同的相關因素繪制以下幾種關系曲線圖。
1、礦井涌水量與降水量、地下水位曲線圖。
2、礦井涌水量與單位走向開拓長度、單位采空面積關系曲線圖。
3、礦井涌水量與地表水充量或水位關系曲線圖。
4、礦井涌水量隨開采深度變化曲線圖。
三、礦井綜合水文地質圖:
礦井綜合水文地質圖是反映礦井水文地質條件的圖紙之一。也是進行防治水工作的主要參考依據。綜合水文地質圖一般在井田地形地質圖的基礎上編制,比例尺為1/20001/10000。主要內容有:
1、基巖含水層露頭(包括巖溶)及沖積層底部含水層(流砂、砂礫、紅礓層等)的平面分布狀況。
2、地表水體,水文觀測站,井、泉分布位置及陷落柱范圍。
3、水文地質鉆孔及其抽水試驗成果。
4、基巖等高線(適用于隱伏煤田)。
5、已開采井田井下主干巷道、礦井回采范圍及井下突水點資料。
6、含水層等水位(壓)線。
7、老窯、小煤礦位置及開采范圍和涌水情況。
8、有條件時,劃分水文地質單位元,進行水文地質分區。
礦井綜合水文地質圖,每3~5年補充修改一次。
四、礦井綜合水文地質柱狀圖:
礦井綜合水文地質柱狀圖是反映含水層、隔水層及煤層之間的組合關系和含水層層數、厚度及]富水性的圖紙。一般采用相應比例尺隨同礦井綜合水文地質圖一道編制。主要內容有:
1、含水層時代名稱、厚度、巖性、巖溶發育情況。
2、各含水層水文地質試驗參數。
3、保含水層的水質類型。
五、礦井水文地質剖面圖:
礦井水文地質剖面圖主要是反映含水層、隔水層、褶曲、斷裂構造等和煤層之間的空間關系。主要內容有:
1、含水層巖性、厚度、埋藏深度、巖溶裂隙發育深度。
2、水文地質孔、觀測孔及其試驗參數和觀測資料。
3、地表水體及其水位。
4、主要井巷位置。
礦井水文地質剖面圖一般以走向、傾向有代表性的地質剖面為基礎。。
六、礦井含水層等水位(壓)線圖:
等水痊(壓)線圖主要反映地下水的流場特征。水文地質復雜型和極復雜型的礦井,對主要含水層(組)應堅持定期繪制,以對照分析礦井疏干動態。比例尺為1/2000~1/10000。主要內容有:
1、含水層、煤層露頭線,主要斷層線。
2、水文地質孔、觀測孔、井、泉的地面標高,孔(井、泉)口標高和地下水位(壓)標高。
3、河、渠、山塘、水庫、塌陷積水區等地表水體觀測站的位置、地面標高和同期水面標高。
4、礦井井口位置、開拓范圍和公路、鐵路交通干線。
5、繪制地下水等水位(壓)線,表示地下水流向,
6、繪制可采煤層底板下隔水層等厚線(當受開采影響的主含水層在可采煤層底板下時)。
7、井下涌水、突水點位置及涌水量。
七、區域水文地質圖:
區域水文地質圖一般在1/1000~1/10000區域地質圖的基礎上經過區域水文地質調查之后編制。成圖的同時,尚需寫出編圖說明收書。礦井水文地質復雜型和極復雜型礦井,應認真加以編制。主要內容有;
1、地表水系、分水嶺界線、地貌單元劃分。
2、主要含水層露頭,松散層等厚線。
3、地下水天然出露點及揭露點。
4、巖溶形態及構造破碎帶。
5、水文地質鉆孔及其抽水試驗成果。
6、地下水等水位線,地下水流向。
7、劃分地下水補給、徑流、排泄區。
8、劃分不同水文地質單元,進行水文地質分區。
9、附相應比例尺的區域綜合水文地質柱狀圖、區域水文地質剖面圖。
八、礦區巖溶圖:
巖溶特別發育的故區,應根據調查和勘探的實際資料編制礦區巖溶圖,為研究巖溶發育分布規律和礦井巖溶水防治提供參考依據。
巖溶圖的形式可根據具體情況編制成巖溶分布平面圖、巖溶實測剖面圖或展開圖等。
1、巖溶分面平面圖可在礦井綜合水文地質圖的基礎上填繪巖溶地貌、匯水封閉洼地、落水洞、地下暗河的進出水口、天窗、地下水的天然出露點及人工出露點、巖溶塌陷區、地面水和地下水的分水嶺等。
2、巖溶實測剖面圖或展開圖,根據對溶洞或河的實際測繪資料編制。
附錄四 采氣曲作面水害分析預報表和預測圖模式
一、采掘工作面水害分析預測表 年 月 日
礦
井 |
項
號 |
預
測
水
害地點 |
采
掘
隊 |
工下
作標
面高
上 |
煤 層
|
采
掘
時
間
(m) |
采
掘年
時月
間 |
水
害
類
型 |
水文
地質
簡述 |
預防
及處
意見 |
負責解決單位 |
備
注 | ||
名
稱 |
厚
度
(m) |
傾
角
(度) | ||||||||||||
某礦某井 |
1 |
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|
|
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2 |
|
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|
|
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| ||
3 |
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|
|
|
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| ||
4 |
|
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|
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| ||
5 |
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|
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|
|
注:水害類型指地表水、沖積層(流砂、砂礫)水、石灰巖(巖溶)水、頂板砂巖水、底板水、斷層水、老空水、鉆孔水等。
二、水害預測圖
在礦井采掘工程圖(月報圖)上,按預報表上的項目,在可能發生水害的部位,用紅顏色標上水害類型符號。
符號圖例如附圖4-1。
附錄五 “安全隔水厚度”和“突水系數”計算公式:
式中:t----安全隔水厚度(m);
L----采掘工作面底板最大寬度(m);
r----隔水層巖石的容重(t/m3);
KP---隔水層巖石的抗張強度(t/m3);
H----隔水層底板承受的水頭壓力(tf/cm2)。
附圖4—1(略)
式中 Ts-----突水系數〔kgf/(cm2.m)〕;
P-------隔水層承受的水壓(kgf/cm2);
M-------底板隔水厚度(m);
CP------采礦對底板隔以的擾動破壞厚度(m)。
按式(1)計算,如底板隔水層實際厚度小于計算值時,就是不安全的。按式(2)計算,就全國實際資料看,底板受構造破壞塊段突水系數一般不大于0.6,正常塊段不大于1.5。
附錄六 礦區地面防治水措施和原則
一、山地礦區地面防治水措施和原則:
1、凡雨季地面水向井下嚴重滲透的自然溝,汛期對礦井安全構成威脅時,應在漏水段內修建人工河床。如無條件修建者,可利用井下淺部巷道截排。
2、南方高原山地煤礦為削減暴雨時井下高峰涌水量,保證礦井安全,可利用地勢,開鑿截水平峒,截斷向巖溶暗河灌的河流。
3、在河谷下,當煤層頂底板堅硬,采后沿走向造成塌陷溝(坑),無條件充填或修筑人工河床時,應在塌陷溝上游外圍挖截水溝,在溝谷處修渡槽。地形有利時,可進行溝河改道。
4、存在泥石流災害的煤礦,要以預防為主,治山治坡,植樹植草。工業場區和生活區應避開泥石流,必要時應修建欄截壩和疏導工程。在易發生滑坡和塌方處上游,應修建排水截流設施,下部修筑擋土墻。
二、平原故區地面防治水措施和原則:
1、凡汛期受河流泛濫威脅的礦區,在無條件提高河流行洪標準或進行河流改道時,其礦井井口、工業廣場、生活區周圍修筑堤防。
2、礦井安全受內澇威脅的礦區,應按河網化方式,開挖行洪排澇渠系統,修建防洪排澇泵站,排隊內澇積水。在向井下潰水危險的塌陷坑,應填夯實或圍堤設泵排水。
3、對不符合水體下頂水采煤條件的工作面,必須排除積水方可開采,或采取其它有效措施。
4、經查明河流或其它地表水體直接或間接成為礦井充水來源,對礦井涌水和安全開采有嚴重影響者,應采取截流防滲或井下淺截淺排措施。
三、山前或低山丘陵礦區地面防治水措施和原則:
1、地處山前平原受洪水威脅的礦區,為減輕山洪侵襲,有條件者可在山區修建小型水庫;在山地開挖魚鱗坑,植樹造林,延緩山洪匯集時間;在山坡下開挖迎山截洪溝,消除山洪直沖礦區的危險。
2、地處低山丘陵受洪水威脅的礦區,除與山前礦區相同地采取延緩山洪匯集的措施外,尚應在開采區外圍開挖環形排(防)洪道,構筑防洪圈,包圍礦區截泄山洪,使山洪不流入礦區或集中通過礦區。
3、山前及低山丘陵礦區內部,要充分利用地形,修建排洪渠道系統,導流疏水。對井下安全生產有影響而又無條件自然泄水的塌陷區域積水洼地,段設抽水站排水。漏水的河流、渠道、塌陷坑,汛前都要完成防滲透堵漏或填坑改道工程。如區域主干河有可能向礦區支河或防(排)洪渠道倒灌,嚴重威脅礦區安全時,應在支河(渠)出口處,建閘設站抽水排澇。
4、有嚴重巖溶塌陷的南方丘陵平原礦區河流,應根據當地條件修建人工河床、渡槽或進行河流改道。塌陷洞要填實,巖溶露頭區可充填封閉或沿坡開挖截水溝。
附錄七 冒落帶與導水裂隙帶最大高度的經驗公式(見表2)
表2
煤
層
傾
角 |
巖石
抗壓
強度
Kgf/cm2 |
巖石名稱 |
頂板
方法 |
冒落帶最大高度
(m) |
導水裂隙帶(包括
冒落帶最大高度) |
0
~
54
度 |
400
至
600 |
輝綠巖、石灰巖、硅
質石英巖、礫巖、砂
礫巖砂質頁巖等 |
全部
陷落 |
H=(45)M |
|
200
至
400 |
砂質頁巖、泥質砂巖
頁巖等 |
全部
陷落 |
H=(34)M | ||
<200 |
風化巖石、頁巖、泥
質砂巖、粘土巖、第
四系和第三系松散層等 |
全部
陷落 |
H=(12)M | ||
55
~
85
度 |
400~600 |
輝綠巖、石灰巖、硅
質石英巖、礫巖、砂
礫巖砂質頁巖等 |
全部
陷落 |
| |
<400 |
砂質頁巖、泥質砂巖
頁巖、粘土巖、風化
巖石、第三系和第四
系松散層等 |
全部
陷落 |
H=0.5M |
注:1、表中:M—累計采厚(m);n---煤分層層數;m----煤層厚度(m);h---采煤工作面小階段垂高(m)。
2、冒落帶、導水裂隙帶最大高度,對于緩傾斜和傾斜煤層,系指從煤層頂面算起的法向高度;對于急傾斜煤層系指從開采上限首起的垂向高度。
3、巖石抗壓強度為飽和單軸極限強度。
附錄入 各類防隔水煤(巖)柱的留設
一、煤層露頭防隔水煤(巖)柱的留設,按以下公式計算:
1、煤層露頭無覆蓋或被粘微透水松散層覆蓋時:
H防=H冒+ H保
2、煤層露頭被松散富含水層覆蓋時(見附圖8-1);
H防=H裂+H保
根據上兩式計算的值,不得小于20米。式中(H冒)、裂高(H裂)的計算參照附錄七。
式中 H防-----防水煤(巖)柱高度(m)
H冒-----采報冒落帶高度(m);
H裂-----垂直煤層的導水裂隙帶最大高度(m);
H保-----保護層厚度(m);
a------煤層傾角(°)。
二、含水或導水斷層防隔水煤柱的留設(附圖8—2)可參照以下經驗公式計算:
≮20m
式中: L----煤柱留設的寬度(m)
K----安全系 (一般取2—5);
M-----煤層厚度或采高(m);
P-----水頭壓力(kgf/cm2);
KP----煤的抗張強度(kgf/cm2)。
三、煤層與強含水層或導水斷層接觸,并局部被覆蓋時(附圖8—3),防水煤柱的留設:
(圖)
1、當含水層頂面高于最高導水裂隙帶上限時,防水煤柱可按附圖8—3a、b留設。計算公式為:
2、最高裂隙帶上限高于斷層上盤含水層時,防水煤柱按附圖8-3c留設。計算公式為:
以上兩式中:
L-----防隔水煤柱寬度(m),L1、L2、L3為分段寬度;
H裂-----最大導水裂隙帶高度(m);
θ----斷層傾角(°);
δ----巖層塌陷角(°);
M-----斷層上盤含水層層面高也下盤煤層底板的高度(m);
H安----導水裂隙帶至含水層間防水巖柱的厚度(m)。
H安值應根據礦井實際觀測資料來確定,即通過總結本礦區在斷層附近開采時發生突水和安全開采的地質、水文地質資料,計算其水壓(kgf/cm2)與了水煤(巖)在厚度(m)的比值(v=P/M),并將各點之值標到以V=P/M為橫軸,以埋藏深度H0(m)為縱軸的坐標紙上,找出V值的安全臨界線(附圖8—4)。
H安= 式中:P----防水煤柱所承受的靜水壓力。
V---突水系數;
10---保護帶厚度(一般取勝10m).
本礦區如無實際突水系數,可參考其它礦區資料,但選取用時必須綜合考慮隔水層的巖性、物理力學性質、巷道跨度或工作面的空頂距、采煤方法和頂板管理方法等一系列因素。
一些礦區的突水系數經驗值如表3所示。
礦區名稱 |
峰 峰 |
焦 作 |
淄 博 |
井 陘 |
突水系數(v)
〔kgf/(cm2·m〕 |
0.66~0.76 |
0.6~1.00 |
0.6~1.40 |
0.6~1.50 |
四、在煤層位于含水層上方(圖書館8---5),斷層又導水的情況下,防隔水煤柱的留設原則,主要應考慮兩個方向上的壓力。
當考慮底部壓力時,應使煤層底板到斷層面之間的最小距離(垂距),大于安全煤柱的高度(H安)的計算值,并不得小于20m。計算公式為:
式中:a-----斷層傾角(°)。
其余同前。
當考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時,按附錄八之二計算煤柱寬度。
根據以上兩種方法計算的結果,取用較大的數字,但仍不得小于是20m。
如果斷層不導水,防水煤柱的留設,使(在垂直于斷層走向的剖面上)含水層頂面與斷層面交點至煤層底板間的最小距離,大于安全煤柱的高度H安時即可(附圖8-6),但仍不得小于20m。
(圖)
五、在水淹區或老窯積水區下采掘時,隔水煤(巖)柱的留設:
1、巷道在水淹區下或老窯積水區下掘進時,巷道與水體之間的最小距離,不得小于巷疲乏高度的10倍。
2、在水淹區下或老窯積水區下同一煤層中進行開采時,若水淹區或老窯咱們水區的界線已基本查明,隔水煤柱的尺寸應按附錄八之二的規定留設。
3、在水淹區下或老窯積水區下的煤層中進行回采時,隔水煤柱的尺寸,不得小于導水裂隙帶最大高度與保護帶高度之和。
六、保護地表水體煤柱的留設,可參照有關“三下”開采的規程執行。
七、保護通水鉆孔防水煤柱的留設:
根據鉆孔測斜資料換算鉆孔見煤點坐標,按了八之二的辦法留設。如無測斜資料,必須考慮鉆孔可能偏斜的誤差。
八、相鄰礦(井)人為邊界防隔水煤柱的留設:
1、水文地質簡單型到中等型的礦井,可采垂直法留設,但總寬度不得小于40m。
2、水文地質復雜型到極復雜型的礦井,應根據煤層賦存條件、地質構造、靜水壓力、開采上覆巖層移動角、導水裂隙帶高度等因素確定。
1)多煤層開采,當上、下兩層煤的層間距小于下層煤開采伯的導水裂隙高度時,下層煤的邊界防隔水煤柱,應根據最上一層煤的巖層移動角和煤層間距向下推算(見圖8—7a)。
2)當上、下兩層煤之間的垂距大于下煤層開采后的導水裂隙帶高度時,上、下煤層的防隔水煤柱,可分別留設(見圖書館8—7b)。
圖中:H――導水裂隙帶上限;
H1、H2――分別為上、下煤層底板以上的靜水位高度;
γ---上山巖層移動角;
β――下山巖層移動角;
L1巖、L2巖――分另為導水裂隙帶上限巖柱寬度;
L1、L2――分別為下、下煤層的煤柱寬度。
導水裂隙帶上限巖柱寬度L巖的計算,可采用以下公式:
式中:V――水壓與巖柱寬度的比值,可取1。
九、以為民層為界的井田,其邊界了防隔水柱可參照斷層煤柱留設,但必須考慮井田另一側煤層的情況,以不破壞另一側所留煤(巖)柱為原則(除參照斷層煤柱的留設外,尚可參考附圖8-8所示的例圖)。
(圖)
附錄九 酸性水的防治方法
一、酸性水主要來自淺部煤層時,可先采深部,所采淺部,如酸性水主要來自老采區,則可留設隔水煤柱。
二、酸性水主要來自大氣降水和地表水的滲入時,則應留足淺部隔水煤柱。
三、通過實驗證明,不同水源混合可形成酸性水時,則應按不同水源分別排水。
四、攔截酸性水,避免迂回循環,防止灌入深部水平。
五、用生石灰等中和酸性水。
六、稀釋酸性水,即時利用井下非酸性水沖淡酸性水。但應注意防止混合后使總含酸量增高。
附錄十 礦區供水標準
一、礦區廠、礦生產、生活用水量指標(見表4)。
二、礦區居民生活用水量標準(見圖5略)。
三、礦井洗煤廠消防用水量標準(見表6)。
表4
項 目 |
計算單位 |
備 注 | |
礦井生產、生活用水
大型礦井
中型礦井
小型礦井 |
每生產1t煤
每生產1t煤
每生產1t煤 |
不包括水砂
充填及防火
注漿用水 |
|
水砂充填用水 |
每生產1t煤 |
循環供水 |
|
防水注漿用水 |
每生產1t煤 |
直流供水 |
|
水采礦井生產、生活用水
水采礦井生產補充用水
有洗選廠浮選車間
有脫水系統無浮選車間
洗選廠生產、生活用水
洗選廠洗煤補充用水
礦區機電修修配廠生產、生產用水 |
每生產1t煤
每生產1t煤
每生產1t煤
每洗1t煤
每洗1t煤
按礦區規模
104t/d |
不包括選煤
補用水 |
|
注:1、表中均為工業場地內的用水指標,不包括工人村居住區用水。
2、未預見的用水量,可按總水量的10~20%.
注:1、第一分區包括:黑龍江、吉林、內蒙古,遼寧大部,山西,陜西偏北的一小部分,寧夏偏東的一部分。
2、第二分區包括:北京,天津,河北,山東,山西,陜西大部,甘肅,寧夏,遼寧南部,河南北部,青海偏東和江蘇偏北的一小部分。
3、第三分區包括:上海,浙江,江西,安徽,江蘇大部,福建北部,湖南,湖北東部,河南南部。
4、第四分區包括:廣東,臺灣,廣西大部,福建,云南南部。
5、第五分區包括:貴州,四川,云南大部,湖南,湖北醅,陜西和甘肅在秦嶺以南地區,廣西偏北的一小部分。
四、礦區機電修配廠消防用水標準(見表達式7).
五、礦區生活飲用水標準(見表8)。
六、礦區工業用水水質標準(見表9)。
表6
類 型 |
生產能力
(104t) |
消防用水量(L/s) |
備 注 | |
礦井 |
水采礦、洗選廠 | |||
小型
中型
大型 |
9-12
30-45
60
90-240
300 |
20
20
30
30
45 |
20
20
30 |
一次火災延續時間按現行《建筑設計防火規范》規定 |
表7
服務的礦區規模
(104/a) |
消防用水
(L/s) |
備 注 |
小于100
100-300
300-500
500-800
800-1200 |
20
20
25
25
30 |
一次火災延續時間,按現行《建筑設計防火規范》規定 |
表8
項 目 |
標 準 |
1.感官性狀指標
1)色
2)渾濁度(度)
3)臭和味
4)內眼可見物
2.化學指標
5)pH值
6)總硬度(德國制)
7)鐵
8)錳
9)銅
10)鋅
11)揮發酚類
12)陰離子合成洗滌劑
3.毒理學指標
13)氟化物
14)氰化物
15)砷
16)硒
17)汞
18)鎘
19)鉻(六價)
20)鉛
4.細菌學指標
21)細菌總數
22)大腸菌
23)游離性余氯 |
色度不超過15,并不得呈現其它異物
不超過5
不得有異臭、異味
不得含有
6.5-8.5
不超過25
不超過0.3mg/l
不超過0.1mg/l
不超過1.0mg/l
不超過1.0mg/l
不超過0.002mg/l
不超過0.3mg/l
不超過1.0mg/l,適用于濃度0.5-1.0 mg/l
不超過0.5mg/l
不超過0.04mg/l
不超過0.01mg/l
不超過0.001mg/l
不超過0.01mg/l
不超過0.05mg/l
不超過0.01mg/l
不超過100個mg/ml
不超過3個mg/l水
在接觸30分鐘后不低于0.3mg/L、集中式供水除出廠水應符合上述要求外管網末稍不低于0.05mg/l |
表9
項 目 |
標 準 |
1.鍋爐用水
(火管鍋爐5-15大氣壓)
1)總堿度
2)總硬度(德國度)
3)溶解氧(mg/l)
4)游離CO2(mg/l)
5)石油(煤油、汽油)(mg/l)
6)pH值
2.空氣壓縮機冷卻用水
1)PH值
2)渾濁度(mg/l)
3)暫時硬度(mg/l)
4)含油量(mg/l)
5)有機物含量(mg/l)
6)水溫(度)
3、洗煤用水
1)懸浮物含量(mg/l)
2)懸浮物粒度(mm)
3)pH值
4)總硬度(mg當量/l)
4、井下灑水用水
1)懸浮物含量(mg/l)
2)懸浮物粒度(mm)
3)pH值
4)大腸菌指數 |
400-1000
20
1
0
10
不低于6.5
不代于6.5
100-150
一般不大于12
5
25
不超過10-25
清水不超過400,循環水不超過100
灑水除塵不大于0.3,其余不超過0.7
6-9
10
濕式鑿巖不超過50,一般灑水不超過200
不大于0.3
6-9
不超過3個/L |
七、地下水侵蝕性強弱劃分表
含 量
水 型 |
侵蝕性CO2(mg/L)
|
SO4(mg/L) |
無侵蝕性水
弱侵蝕性水
強侵蝕性水 |
﹤5
5~10
﹥10 |
﹤250
250~800
﹥800 |
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