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1,,第四篇 煤矿防治水细则,煤矿“一规程四细则”学习问答教材培训课件,中国矿业大学出版社制作,,2,授 课 内 容,,一,三,,第一章总 则,,第二章矿井水文地质类型划分及基础资料,1,2,,第四章井下探放水,4,,第三章矿井水文地质补充勘探,3,,第五章矿井防治水技术,5,,第六章水害应急处置,6,3,,,第一章,总 则,,【提问与互动】 为什么要学习煤矿防治水细则 原国家煤矿安全监察局以煤矿安全规程为遵循,从煤矿防治水基础保障、综合治理、效果检验和应急处置等方面进行全面细化与充实内容,提高了煤矿防治水工作的科学性、系统性和规范性。这个细则的出台推进了煤矿对水害由过程治理向源头治理与超前治理的治理思想转变,促进了煤矿防治水由局部治理为主向区域治理为主的转变,因此我们说煤矿防治水细则体现了煤矿防治水工作从防治理念到技术与管理的科学性与先进性,是煤矿防治水工作的指南,更是煤矿开展防治水工作的强制性规范,所以我们煤矿从业人员必须认真学好与用好煤矿防治水细则,才能真正使煤矿水患治理工作方法科学、技术先进、措施合理、治理高效。,,,4,,,第一章,总 则,,【提问与互动】 煤矿防治水细则主要内容有哪些 煤矿防治水细则共分8章138条和6个附录。内容包括总则、矿井水文地质类型划分及基础资料、矿井水文地质补充勘探、井下探放水、矿井防治水技术、露天煤矿防治水、水害应急处置、附则等。 煤矿防治水“十六字”基本原则是什么 预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。 煤矿七项防治水综合配套措施是什么 探、防、堵、疏、排、截、监。 发现突水透水、溃水征兆、极端天气可能导致淹井等重大险情,煤矿主要负责人必须赋予哪些人员紧急撤人的权力 赋予调度员、安检员、井下带班人员、班组长等相关人员紧急撤人的权力,立即撤出所有受水患威胁地点的人员。,,,,,,5,,,第二章,矿井水文地质类型划分及基础资料,,【提问与互动】 第一节 矿井水文地质类型划分 矿井水文地质类型可划分为哪几种类型 根据井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田及周边老空火烧区水分布状况、矿井涌水量、突水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度,可将矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂和极复杂4种类型。 关于矿井水文地质类型修订时间有什么规定 矿井水文地质类型应当每3年修订1次。当发生较大以上水害事故或者因突水造成采掘区域或矿井被淹的,应当在恢复生产前重新确定矿井水文地质类型。 第二节 基 础 资 料 矿井防治水基础台账,至少需多长时间整理完善1次 每半年整理完善1次。,,,,,6,,,第三章,矿井水文地质补充勘探,,【提问与互动】 第一节 一 般 规 定 如何选择矿井水文地质补充勘探方法 矿井水文地质补充勘探应当针对具体问题合理选择勘查技术、方法,井田外区域以遥感水文地质测绘等为主,井田内以水文地质物探、钻探、试验、实验及长期动态观监测等为主,进行综合勘查。,,,7,,,第三章,矿井水文地质补充勘探,,【提问与互动】 第二节 水文地质补充调查 矿区水文地质测绘应采用的比例尺是多少 110 00012 000。 水文地质补充调查应当包括的主要内容有哪些 资料收集、地貌地质、地表水体、地面岩溶、井泉、老空、周边矿井、本矿井历史资料等。 关于气象信息收集、观测及应用有哪些规定 煤矿应当加强与当地气象部门沟通联系,及时收集气象资料,建立气象资料台账;矿井30 km范围内没有气象台站,气象资料不能满足安全生产需要时,应当建立降水量观测站。 关于地表水、地下水动态观测有什么要求 矿井应当对与充水含水层有水力联系的地表水体进行长期动态观测,掌握其动态规律,分析研究地表水与地下水的水力联系,掌握其补给、排泄地下水的规律,测算补给、排泄量。,,,,,,8,,,第三章,矿井水文地质补充勘探,,【提问与互动】 井下水文地质观测的主要内容有哪些 主要包括以下内容 1 对新开凿的井筒、主要穿层石门及开拓巷道,应当及时进行水文地质观测和编录,并绘制井筒、石门、巷道的实测水文地质剖面图或者展开图。2 井巷穿过含水层时,应当详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或者岩溶的发育与充填情况,揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量和水温等,并采取水样进行水质分析。3 遇裂隙时,应当测定其产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填物及充填程度等,观察地下水活动的痕迹,绘制裂隙玫瑰花图,并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率。4 遇岩溶时,应当观测其形态、发育情况、分布状况、充填物成分及充水状况等,并绘制岩溶素描图。5 遇断裂构造时,应当测定其产状、断距、断层带宽度,观测断裂带充填物成分、胶结程度及导水性等。6 遇褶曲时,应当观测其形态、产状及破碎情况等。7 遇陷落柱时,应当观测陷落柱内外地层岩性与产状、裂隙与岩溶发育程度及涌水等情况,并编制卡片,绘制平面图、剖面图和素描图。8 遇突水点时,应当详细观测记录突水的时间、地点、出水形式,出水点层位、岩性、厚度以及围岩破坏情况等,并测定水量、水温、水质和含砂量。同时,应当观测附近出水点涌水量和观测孔水位的变化,并分析突水原因。9 应当加强矿井涌水量观测和水质监测。10 对含水层疏水降压时,在涌水量、水压稳定前,应当每小时观测12次钻孔涌水量和水压;待涌水量、水压基本稳定后,按照正常观测的要求进行。,,,9,,,第三章,矿井水文地质补充勘探,,【提问与互动】 第三节 地面水文地质补充勘探 地面水文物探应采用什么技术方法 主要以电法勘探为主,宜采用直流电法、瞬变电磁法或者可控源音频大地电磁测深等技术方法。 水文地质钻探主要技术指标应当符合哪些要求 应当符合下列要求1 以煤层底板水害为主的矿井,其钻孔终孔深度以揭露下伏主要含水层段为原则。2 所有勘探钻孔均应当进行水文测井工作,配合钻探取芯划分含、隔水层,取得有关参数。3 主要含水层或者试验观测段采用清水钻进。遇特殊情况可以采用低固相优质泥浆钻进,并采取有效的洗孔措施。4 抽水试验孔试验段孔径,以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则;水位观测孔观测段孔径,应当满足止水和水位观测的要求。5 抽水试验钻孔的孔斜,应当满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求。6 钻孔应当取芯钻进,并进行岩芯描述。岩芯采取率岩石,大于70;破碎带,大于50;黏土,大于70;砂和砂砾层,大于30。当采用水文物探测井,能够正确划分地层和含隔水层位置及厚度时,可以适当减少取芯。7 在钻孔分层段隔离止水时,通过提水、注水和水文测井等不同方法,检查止水效果,并做正式记录;不合格的,应当重新止水。8 除长期动态观测钻孔外,其余钻孔应当使用高标号水泥封孔,并取样检查封孔质量。9 水文地质钻孔应当做好简易水文地质观测,其技术要求参照相关规程规范。否则,应当降低其钻孔质量等级或者不予验收。10 观测孔竣工后,应当进行洗孔,以确保观测层段不被淤塞,并进行抽水试验。水文地质观测孔,应当安装孔口装置和长期观测测量标志,并采取有效保护措施。,,,,10,,,第三章,矿井水文地质补充勘探,,【提问与互动】 第四节 井下水文地质补充勘探 进行井下水文地质补充勘探,应当采用哪些技术方法 井下钻探、物探、化探、监测、测试等综合勘探方法。 采用电法实施掘进工作面超前探测的,探测环境应当满足哪些要求 应当符合下列要求 1 巷道断面、长度满足探测所需要的空间。 2 距探测点20 m范围内不得有积水,且不得存放掘进机、铁轨、皮带机架、锚网、锚杆等金属物体。 3 巷道内动力电缆、大型机电设备必须停电。 在采煤工作面进行水文地质补充勘探,选择物探方法时有何特殊要求 采煤工作面应当选择两种以上物探方法,相互验证。,,,,,11,,,第四章,井 下 探 放 水,,【提问与互动】 对于不同水文地质类型的矿井,开展水害隐患排查的频次有什么规定 水文地质类型复杂、极复杂矿井应当每月至少开展1次水害隐患排查,其他矿井应当每季度至少开展1次。 采掘工作面出现哪些情况,必须进行探放水 采掘工作面遇有下列情况之一的,必须进行探放水 1 接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿时。 2 接近含水层、导水断层、溶洞或者导水陷落柱时。 3 打开隔离煤柱放水时。 4 接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的导水通道时。 5 接近有出水可能的钻孔时。 6 接近水文地质条件不清的区域时。 7 接近有积水的灌浆区时。 8 接近其他可能突水的地区时。,,,,12,,,第四章,井 下 探 放 水,,【提问与互动】 井下探放水要求“三专两探”,具体包括哪些内容 井下探放水“三专”是指由专业技术人员编制探放水设计,采用专用钻机进行探放水,由专职探放水队伍施工。严禁使用非专用钻机探放水。 井下探放水“两探”是指采掘工作面超前探放水应当同时采用钻探、物探两种方法,做到相互验证,查清采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情况。 布置探放水钻孔应当遵循哪些规定 应当遵循下列规定 1 探放老空水和钻孔水。老空和钻孔位置清楚时,应当根据具体情况进行专门探放水设计,经煤矿总工程师组织审批后,方可施工;老空和钻孔位置不清楚时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形,钻孔终孔位置满足水平面间距不得大于3 m,厚煤层内各孔终孔的竖直面间距不得大于1.5 m。2 探放断裂构造水和岩溶水等时,探水钻孔沿掘进方向的正前方及含水体方向呈扇形布置,钻孔不得少于3个,其中含水体方向的钻孔不得少于2个。 3 探查陷落柱等垂向构造时,应当同时采用物探、钻探两种方法,根据陷落柱的预测规模布孔,但底板方向钻孔不得少于3个,有异常时加密布孔,其探放水设计由煤矿总工程师组织审批。4 煤层内,原则上禁止探放水压高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的,可以先构筑防水闸墙,并在闸墙外向内探放水。,,,,13,,,第四章,井 下 探 放 水,,【提问与互动】 施工上山探放水钻孔时,有什么特别要求 上山探水时,应当采用双巷掘进,其中一条超前探水和汇水,另一条用来安全撤人;双巷间每隔3050 m掘1个联络巷,并设挡水墙。 井下探放水钻机安装和施工前有哪些规定 应当符合下列规定 1 加强钻孔附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板,严禁空顶、空帮作业。 2 清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,应当施工临时水仓,配备足够能力的排水设备。 3 在钻探地点或附近安设专用电话。 4 由测量人员依据设计现场标定探放水钻孔位置,与负责探放水工作的人员共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。 5 制定包括紧急撤人时避灾路线在内的安全措施,使作业区域的每个人员了解和掌握,并保持撤人通道畅通。,,,,14,,,第四章,井 下 探 放 水,,【提问与互动】 关于井下探放水钻孔安装承压套管和探放高压水的规定有哪些 在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时,预先固结套管,并安装闸阀。止水套管应当进行耐压试验,耐压值不得小于预计静水压值的1.5倍,兼做注浆钻孔的,应当综合注浆终压值确定,并稳定30 min以上;预计水压大于1.5 MPa时,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然鼓出的措施。 关于井下探放水钻孔的孔径有什么规定 探放水钻孔除兼作堵水钻孔外,终孔孔径一般不得大于94 mm。 关于井下探放水钻孔超前距和止水套管长度,有哪些规定 应当符合下列规定 1 老空积水范围、积水量不清楚的,近距离煤层开采的或者地质构造不清楚的,探放水钻孔超前距不得小于30 m,止水套管长度不得小于10 m;老空积水范围、积水量清楚的,根据水头值高低、煤岩层厚度、强度及安全技术措施等确定。 2 沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时,按表4-1确定探放水钻孔超前距和止水套管长度。,,,,,15,,,第四章,井 下 探 放 水,,【提问与互动】 在井下探放水过程中出现突水征兆时应采取哪些措施 在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻孔中水压、水量突然增大和顶钻等突水征兆时,立即停止钻进,但不得拔出钻杆;应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,并向矿井调度室汇报,采取安全措施,派专业技术人员监测水情并分析,妥善处理。 对井下探放水过程中的有害气体,应如何防范 探放老空水时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。揭露老空未见积水的钻孔应当立即封堵。 井下钻孔放水有哪些规定 钻孔放水前,应当估计积水量,并根据排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井淹面;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当分析原因,及时处理,并立即报告矿井调度室。 如果放水孔被堵塞,但尚未安装孔口管,是否可以采用钻杆透孔的方法处理 不可以。,,,,,,16,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第一节 地表水防治 矿井应查明地面哪些水文情况 煤矿应当查清矿区、井田及其周边对矿井开采有影响的河流、湖泊、水库等地表水系和有关水利工程的汇水、疏水、渗漏情况,掌握当地历年降水量和历史最高洪水位资料,建立疏水、防水和排水系统。煤矿应当查明采矿塌陷区、地裂缝区分布情况及其地表汇水情况。 关于矿井井口和工业广场内建筑物标高及其防水措施有什么规定 矿井井口和工业场地内建筑物的地面标高,应当高于当地历史最高洪水位;否则,应当修筑堤坝、沟渠或者采取其他可靠防御洪水的措施。不具备采取可靠安全措施条件的,应当封闭填实该井口。在山区还应当避开可能发生泥石流、滑坡等地质灾害危险的地段。,,,,17,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 对于矿井地面钻孔孔口应采取哪些安全防护措施 使用中的钻孔,应当按照规定安装孔口盖。报废的钻孔应当及时封孔,防止地表水或者含水层的水涌入井下,封孔资料等有关情况记录在案,存档备查。观测孔、注浆孔、电缆孔、下料孔、与井下或者含水层相通的钻孔,其孔口管应当高出当地历史最高洪水位。 关于矿井报废井筒填实封堵有哪些规定 对报废的井筒的处理应遵守下列规定 1 报废的立井应当封堵填实,或者在井口浇注坚实的钢筋混凝土盖板,设置栅栏和标志。 2 报废的斜井应当封堵填实,或者在井口以下垂深大于20 m处砌筑1座混凝土墙,再用泥土填至井口,并在井口砌筑厚度不低于1 m的混凝土墙。 3 报废的平硐,应当从硐口向里封堵填实至少20 m,再砌封墙。 4 位于斜坡、汇水区、河道附近的井口,充填距离应当适当加长。报废井口的周围有地表水影响的,应当设置排水沟。 5 封填报废的立井、斜井或者平硐时,应当做好隐蔽工程记录,并填图归档。,,,,18,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 煤矿企业在雨季前应重点排查哪些风险隐患 排查重点包括位于地表河流、湖泊、水库和山洪等附近矿井的防洪设施和防范措施是否到位;与矿井连通的采煤塌陷坑是否填平压实;采煤地面裂缝是否封堵填实;井口标高低于当地历年最高洪水位的矿井是否采取防范措施;井田范围内及周边已关闭的废弃煤矿是否充实填死。 关于矿井建立灾害性天气水害预警和预防机制有什么规定 煤矿应当与当地气象、水利、防汛等部门进行联系,建立灾害性天气预警和预防机制。应当密切关注灾害性天气的预报预警信息,及时掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息,采取安全防范措施;加强与周边相邻矿井信息沟通,发现矿井水害可能影响相邻矿井时,立即向周边相邻矿井发出预警。,,,,19,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 矿井在暴雨洪水期间建立的撤人制度,应符合哪些规定 要明确启动标准、指挥部门、联络人员、撤人程序和撤退路线等,当暴雨威胁矿井安全时,必须立即停产撤出井下全部人员,只有在确认暴雨洪水隐患消除后方可恢复生产。 矿井在雨季对重点危险区巡查有何要求 当接到暴雨灾害预警信息和警报后,对井田范围内废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的河流、湖泊、水库、涵闸、堤防工程等实施24 h不间断巡查。矿区降大到暴雨时和降雨后,应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。,,,,20,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第二节 顶板水防治 当煤层组顶板导水裂隙带范围内的含水层或者其他水体影响采掘安全时,应如何处理 应当采用超前疏放、注浆改造含水层、帷幕注浆、充填开采或者限制采高等方法,消除威胁后,方可进行采掘活动。 按采矿对顶部岩层造成破坏程度和特征,采场顶部岩层可分为哪几个不同的开采影响带 采场顶部岩层大致可分为三个不同的开采影响带垮落带、导水裂隙带、弯曲带。 什么是垮落带 垮落带是指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。 垮落带有什么特征 垮落带具有以下特征一是无序性,垮落岩块大小不一,无规则地堆积在采空区内;二是碎胀性,这是使垮落自行停止的根本原因;三是可压缩性,垮落岩块间的空隙随着时间的延长和采动程度的加大,在一定程度上可得到压实。垮落带的高度主要取决于采出煤层厚度和上覆岩石的碎胀系数,通常为采出煤层厚度的35倍。,,,,,,21,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 什么是导水裂隙带 导水裂隙带是指开采煤层上方一定范围内的岩层发生垮落和断裂,产生裂缝,且具有导水性的岩层范围。导水裂隙带具有成层性、连通性和导水性的特点。 什么是弯曲带 弯曲带是指位于裂隙带之上直到地表的岩层范围。其特点是具有隔水性,岩层的移动过程连续且有规律,其发育高度主要受开采深度控制。 影响导水裂隙带发育高度的主要因素有哪些 主要影响因素有煤层开采厚度和开采面积、覆岩岩性和组合方式、煤层倾角和埋深、煤层开采方法和顶板管理方法等。 确定煤层覆岩垮落带和导水裂隙带最大高度采用什么方法 采用经验公式法、现场实测法和数值模拟法等。,,,,,,22,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 施工疏放水试验钻孔的作用是什么 进一步探明水文地质条件,分析疏水量、钻孔疏水影响半径与水位变化,综合分析含水层动、静储量,从而进行可疏性评价。 含水层超前疏放的目标是什么 提高疏放水量、消耗静储量、削减水头高度,实现工作面采后涌水平稳泄放。 采取注浆改造顶板含水层的目的是什么 将开采后导水裂隙带波及范围内的含水层改造成弱含水层或者隔水层。 什么是煤矿充填如何分类 煤矿充填是利用充填材料回填采空区的一种工艺。充填材料有沙子、粉煤灰、矸石、建筑垃圾和高水材料等。按充填体中水的比例分为固体充填、膏体充填和高水材料充填等。按充填工作面采煤方法,可分为刀柱开采充填、长壁普采充填和长壁综采充填等。,,,,,,23,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 疏干降开采半固结或者较松散的古近系、新近系、第四系含水层覆盖的煤层时,开采前应当遵守哪些规定 应当遵守下列规定 1 查明流砂层的埋藏分布条件,研究其相变及成因类型。 2 查明流砂层的富水性、水理性质,预计涌水量和评价可疏干降性,建立水文动态观测网,观测疏干降速度和疏干降半径。 3 在疏干降开采试验中,应当观测研究导水裂隙带发育高度,水砂分离方法、跑砂休止角,巷道开口时溃水溃砂的最小垂直距离,钻孔超前探放水安全距离等。 4 研究对溃水溃砂引起地面塌陷的预测及处理方法。 什么是溃砂 溃砂是指近松散层采掘时含砂量较高的水砂混合流体溃入井下工作面的一种矿井地质灾害,其本质为水流驱动砂粒发生位移,在流砂层下采煤极易造成涌水溃砂灾害。 发生涌水溃砂需要哪些条件 需要4个必要条件,即富水砂层、静水压力、薄基岩和采动空间。,,,,,24,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 产生涌水溃砂的判别条件有哪些 判别条件如下 1 上覆含水层中存在厚度大于0.25 m的粉细砂层,砂土的孔隙率大于43,含水率高,土的组成中粉砂含量大于75。 2 覆岩含水层富水性强,向矿井涌水的水力坡度应达到或大于临界水力坡度。 3 采矿破坏形成的垮落带和导水裂隙带贯通含水层。 4 采空区和巷道有足够大空间容纳溃入的水砂。 开采被富水性强的松散含水层覆盖的缓倾斜煤层前,编制疏干方案一般应遵循的原则是什么 应与煤矿建井、开采阶段相适应;疏干能力要超过充水含水层的天然补给量;疏干工程应靠近防护地段,并尽可能从充水含水层底板地形低洼处开始;疏干钻孔数应采用多种方案进行试算,孔间干扰要求达到最大值;水平充水含水层应采用环状疏干系统,倾斜充水含水层应采用线状疏干系统。疏干方案的编制是在水文地质勘探基础上进行的,在试验性疏干结束后,应根据实际情况对疏干方案做进一步修订。,,,,25,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 应用于矿井疏干降开采的“三图双预测法”是什么 “三图双预测法”是一种解决煤层顶板充水水源、通道和强度三大关键技术问题的顶板水害预测评价方法。“三图”是指煤层顶板充水含水层富水性分区图、顶板冒裂安全性分区图和顶板涌突水条件综合分区图。“双预测”是指在天然和人为改造状态下的采煤工作面分段和整体工程涌水量预测。 对有离层水存在的矿井,应如何开展离层水的防治工作 主要应从以下5个方面开展防治工作 1 应当根据勘探资料对煤层顶板覆岩结构特征及其力学性质、含水层富水性等进行分析,并依据导水裂隙带的发育高度,预测出可能形成离层水的层位。 2 应当对可能形成离层水的部位进行超前探测及疏放。 3 应当分析工作面涌水情况,总结出本矿井离层水的涌水规律。 4 应当进行工作面离层水水量预测,根据预测涌水量建立相应的工作面排水能力。 5 应当开展专项研究工作,对离层水的形成机理及防治技术进行研究。,,,26,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第三节 底板水防治 底板水害防治的原则是什么 井上与井下治理相结合、区域与局部治理相结合。根据矿井实际,采取地面区域治理、井下注浆加固底板或者改造含水层、疏水降压、充填开采等防治水措施,消除水害威胁。 底板水害防治工作中,地面治理工程包括哪些内容 包括地面区域治理、帷幕注浆、钻探注浆封堵导水构造等。 底板水害防治工作中,井下治理工程包括哪些内容 包括煤层底板注浆加固、打钻注浆封堵导水构造、改造含水层或隔水层、疏水降压等。 采煤工作面带压开采过程中,对可能突水的破碎带、导水构造如何处理 提前进行注浆加固。,,,,,,27,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值小于实际水头值时,开采前应当遵守哪些规定 应当遵守下列规定 1 采取疏水降压的方法,把承压含水层的水头值降到安全水头值以下,并制定安全措施,由煤炭企业总工程师审批。矿井排水应与矿区供水、生态环境保护相结合,推广应用矿井排水、供水、生态环保“三位一体”优化结合的管理模式和方法。 2 承压含水层的集中补给边界已经基本查清情况下,可以预先进行帷幕注浆,截断水源,然后疏水降压开采。 3 当承压含水层的补给水源充沛,不具备疏水降压和帷幕注浆的条件时,可以采用地面区域治理,或者局部注浆加固底板隔水层、改造含水层的方法,但应当编制专门的设计,在有充分防范措施的条件下进行试采,并制定专门的防止淹井措施,由煤炭企业总工程师审批。,,,28,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用井下探查、注浆加固底板或者改造含水层时,应当符合哪些要求 应当符合下列要求 1 掘进前应当同时采用钻探和物探方法,确认无突水危险时方可施工。巷道底板的安全隔水层厚度,钻探与物探探测深度按规定合理确定,钻孔超前距和帮距参考有关规定确定。 2 应当编制注浆加固底板或者改造含水层设计和施工安全技术措施,由煤矿总工程师组织审批。可结合矿井实际情况,建立地面注浆系统。 3 注浆加固底板或者改造含水层结束后,由煤炭企业总工程师组织效果评价。采煤工作面突水系数按有关公式计算,不得大于0.1 MPa/m。,,,29,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 在存在煤层底板突水威胁的采掘工作面进行物探,当探测结果为异常时,如何处理 要进行钻探验证,验证孔数不能少于2个,且钻孔要进行全孔测斜,确保达到验证目的。 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域治理方法时,应当符合哪些要求 应当符合下列要求 1 煤矿总工程师组织编制区域治理设计方案,由煤炭企业总工程师审批。 2 地面区域治理可以采用定向钻探技术,根据矿井水文地质条件确定治理目标层和布孔方式,并根据注浆扩散距离确定合理孔间距,施工中应当逢漏必注,循环钻进直至设计终孔位置,注浆终压不得小于底板岩溶含水层静水压力的1.5倍,达到探测、治理、验证“三位一体”的治理效果。 3 三区域治理工程结束后,对工程效果做出结论性评价,提交竣工报告,由煤炭企业总工程师组织验收。采煤工作面突水系数按规定计算,不得大于0.1 MPa/m。 4 实施地面区域治理的区域,掘进前应当采用物探方法进行效果检验,没有异常的,可以正常掘进;发现异常的,应当采用钻探验证并治理达标。回采前应同时采用物探、钻探方法进行效果验证。,,,,30,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域治理方法时,区域治理设计包括哪些内容 包括以下内容 1 工程概况治理范围、位置、地质及水文地质条件、治理必要性及可行性、达到的目标等。 2 设计内容目标层选择,钻孔布置,单孔设计,施工技术要求固孔、水文地质观测、取芯、孔斜要求等,注浆材料,注浆参数及工艺,注浆站技术要求,施工安全技术措施,工程量预计,工程概算,工期及技术经济效益分析,工程质量控制和管理等。 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域注浆治理方法时,应如何选择打钻注浆材料 注浆材料应选用黏土、水泥、粉煤灰等材料,一般浆液比重1.11.5 t/m3。应根据受注层岩溶发育程度和可注性选择合适的注浆材料。岩溶不发育、可注性差时,要选择黏土水泥浆。遇较大岩溶裂隙,注浆量大的情况,可采取加注骨料、粉煤灰等材料或采取专门措施。,,,,31,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域注浆治理方法时,应采取怎样的注浆方式 应采用分段下行式前进式、孔口封闭静压注浆法进行注浆。 煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或者极强,采用地面区域注浆治理方法时,注浆结束的标准是什么 注浆结束标准为泵量达到35 L/min以下,且注浆终压总压力不小于受注含水层最大静水压力的1.5倍,并稳定30 min以上。,,,,32,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第四节 老空水防治 什么是积水线 积水线是指经过调查确定的积水边界线。积水线由调查所得的水淹区域积水区分布资料确定,或由物探、钻探探查确定。 什么是探水线 探水线是指用钻探方法进行探水作业的起始线。探水线是根据水淹区域的水压、煤岩层的抗拉强度及稳定性、资料可靠程度等因素沿积水线平行外推一定距离划定的。当采掘工作面接近此线时就要采取探放水措施。 什么是警戒线 警戒线是指开始加强水情观测,警惕积水威胁的起始线。警戒线是由探水线再平行外推一定距离划定的。采掘工作面接近此线后,应警惕积水威胁,注意采掘工作面水情变化。 如何防治老空水害 老空水害防治方法包括超前疏干放、留设防隔水煤岩柱、修建防水闸墙、封堵补给通道等措施。当老空有大量积水或者有稳定补给源时,应当优先选择留设防隔水煤岩柱;当老空积水量较小或者没有稳定补给源时,应当优先选择超前疏干放方法;对于有潜在补给源的未充水老空,应当采取切断可能补给水源或者修建防水闸墙等隔离措施。,,,,,33,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 疏放老空水时,有什么要求 疏放老空水时,应当由地测部门编制专门疏放水设计,经煤矿总工程师组织审批后,按设计实施。疏放过程中,应当详细记录放水量、水压动态变化。放水结束后,对比放水量与预计积水量,采用钻探、物探方法对放水效果进行验证,确保疏干放净。 在煤层内探放水头压力高于1 MPa的老空水,有何规定 煤层内,禁止探放水头压力高于1 MPa的老空水;如果确实需要探放的,可以先构筑防水闸墙,并由闸墙外向内探放水。 在疏放老空水过程中,如何避免有害气体对作业人员的威胁 疏放老空水时,应当设有有害气体检查员在现场值班,随时监测钻孔涌出气体成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。 当需要远距离疏放老空水时,应选择什么钻机进行疏放 应当选择定向钻机。,,,,,34,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 近距离煤层群开采时,下伏煤层采掘前,对上覆煤层采空区积水应如何处理 必须疏干导水裂隙带波及范围内的上覆煤层采空区积水。 下山掘进沿空巷道时,对于疏放采空区积水有何规定 沿空掘进的下山巷道超前疏放相邻采空区积水的,在查明采空区积水范围、积水标高等情况后,可以实行限压水压小于0.01 MPa循环放水,但必须制定专门措施由煤矿总工程师审批。 什么是限压循环放水 限压循环放水是指从采空区积水标高以上,沿空或者小煤柱条件下向积水区方向下山掘进施工时,采取的老空水疏放措施。其指的是当巷道迎头施工到积水面标高以下1 m以内时,在迎头施工疏放水钻孔,老空水经排水设备排出巷道;当积水面降至疏放水孔口标高时,进行巷道掘进施工,完成一个循环的老空水疏放工作。疏放水孔布置在采空区一侧,孔数根据排水能力确定。,,,,35,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第五节 水体下采煤 在地表水体、松散含水层和基岩含水层体下采煤,应遵守哪些规定 应遵守下列规定 1 在矿井、水平、采区设计时必须划定受河流、湖泊、水库、采煤塌陷区和海域等地表水体威胁的开采区域。受地表水体威胁区域的近水体下开采,应当留足防隔水煤岩柱。 2 在松散含水层下开采时,应当按照水体采动等级留设防水、防砂或者防塌等不同类型的防隔水煤岩柱。 3 在基岩含水层体或者含水断裂带下开采时,应当对开采前后覆岩的渗透性及含水层之间的水力联系进行分析评价,确定采用留设防隔水煤岩柱或者采用疏干降等方法保证安全开采。 在基岩含水层下开采时,为确保安全开采,需重点研判哪些因素 在基岩含水层下开采时,要对含水层的水文地质结构、补给径流排泄关系和各含水层的富水性及其水力联系等进行详细勘探和研究,对比分析和预测煤层开采前后覆岩中的渗透性变化,根据岩性组合特点、覆岩破坏高度预测及技术经济分析对比,确定是采用留设防隔水煤岩柱开采,还是采用疏干方法开采。 在断层破碎带下开采时,应执行哪些规定 当在断层破碎带下开采时,要查明断层带的性质、导水性和富水性,按照煤矿防治水细则附录中有关计算方法计算留设防隔水煤岩柱尺寸。当断层破碎带软弱破碎、含有大量泥砂时,还应按照松散层留设防隔水煤岩柱的要求进行考虑。,,,,36,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 进行水体下采煤的,应当对开采煤层上覆岩层进行专门水文地质、工程地质勘探。专门水文地质、工程地质勘探包括哪些内容 应当包括下列内容 1 查明与煤层开采有关的上覆岩层水文地质结构,包括含水层、隔水层的厚度和分布,含水层水位、水质、富水性,各含水层之间的水力联系及补给、径流、排泄条件,断层的导含水性。 2 采用钻探、物探等方法探明工作面上方基岩面的起伏和基岩厚度。在松散含水层下开采时,应当查明松散层底部隔水层的厚度、变化与分布情况。 3 通过岩芯工程地质编录和数字测井等,查明上覆岩土层的工程地质类型、覆岩组合及结构特征,采取岩土样进行物理力学性质测试。,,37,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 临近水体下的采掘工作,应当遵守哪些规定 应当遵守下列规定 1 采用有效控制采高和开采范围的采煤方法,防止急倾斜煤层抽冒。在工作面范围内存在高角度断层时,采取有效措施,防止断层导水或者沿断层带抽冒破坏。 2 在水体下开采缓倾斜及倾斜煤层时,宜采用倾斜分层长壁开采方法,并尽量减少第一、第二分层的采厚;上下分层同一位置的采煤间歇时间不得小于6个月,岩性坚硬顶板间歇时间适当延长。留设防砂和防塌煤岩柱,采用放顶煤开采方法时,先试验后推广。 3 严禁开采地表水体、老空水淹区域、强含水层下且水患威胁未消除的急倾斜煤层。 4 开采煤层组时,采用间隔式采煤方法。如果仍不能满足安全开采的,修改煤柱设计,加大煤柱尺寸,保障矿井安全。 5 当地表水体或者松散层富水性强的含水层下无隔水层时,开采浅部煤层及在采厚大、含水层富水性中等以上、预计导水裂隙带大于水体与开采煤层间距时,采用充填法、条带开采、顶板关键层弱化或者限制开采厚度等控制导水裂隙带发育高度的开采方法。对于易于疏降的中等富水性以上松散层底部含水层,可以采用疏降含水层水位或者疏干等方法,以保证安全开采。 6 开采老空积水区内有陷落柱或者断层等构造发育的下伏煤层,在煤层间距大于预计的导水裂隙带波及范围时,还必须查明陷落柱或者断层等构造的导含水性,采取相应的防治措施,在隐患消除前不得开采。,,38,,,第五章,矿 井 防 治 水 技 术,,【提问与互动】 第六节 防隔水煤岩柱留设 关于留设防隔水煤岩柱,有哪些规定 有下列情况之一的,应当留设防隔水煤岩柱 1 煤层露头风化。 2 在地表水体、含水冲积层下或者水淹区域邻近地带。 3 与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层。 4
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