煤矿防治水安全技术新.doc

煤矿防治水安全技术 煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一,其严重程度仅次于瓦斯列第二。我市地方煤矿随着开采深度和开采条件不断变化,特别是兼并重组后,由于地质资料不清,煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重,给矿井水害防治工作带来极大困难,因此,煤矿水害已成为影响我市煤矿安全生产的重大关键问题,所以,搞好水害防治是我市地方煤矿的重点。 一、我市地方煤矿水害基本情况 煤矿兼并重组后,我市共有煤矿110座。其中,受水害威胁的矿井44余座,主要水害类型为古空水、采空区水、奥灰水等。其中,受古空及上覆煤层采空区积水影响的矿井32座;带压及局部带压开采的矿井12座。2000年以来,我市共发生水害事故12起,死亡43人。其中,3人以上事故6起,死亡33人,占全市3人以上24起事故总死亡人数的30.5。分析近几年发生的水害事故,主要原因为一是防治水主体责任不落实;二是水文地质资料不清楚;三是探放水措施不落实;四是防治水专业技术人才严重缺乏。针对上述存在的问题,我们各级煤炭管理部门、煤矿企业安全管理人员和从业人员必须要有紧迫感、责任感,将煤矿各项防治水措施落到实处。 二、矿井水害类型 造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。 按照水源把矿井水害分成以下几种 一地表水水害主要水源为大气降水、地表水体江河、水库、沟渠等; 二老空水水害主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水; 三孔隙水水害主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。 四裂隙水水害主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水; 五岩溶水水害主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等; 三、煤矿水害防治技术现状 煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。矿井充水三个条件即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度涌水量。 一水文地质探查技术 1、水文地质试验技术 水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础,以水文地质钻探、抽放水试验、底板岩石力学试验为主要手段,探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。 2、地球物理勘探技术 1地震勘探包括二维和三维地震勘探。主要应用于以下几个方面 查明落差大于5米的断层; 查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱; 探测采空区和岩浆浸入体。 2瞬变电磁探测技术是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况,老窑及其积水多少的主要手段。 3高密度高分辨率电阻率法探测技术是地面及其地下洞体的首选方法。 4直流电法探测技术属于全空间电流勘探,可在地面及井下使用。主要应用于以下几个方面 巷道底板富水性探测; 底板隔水层厚度,原始导高探测; 掘进头和侧帮超前探测,导水构造探测; 潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。 5音频电穿透探测技术一般应用于井下,主要探查 采煤工作面内的底板下100米内的含水构造及其富水区域平面分布范围,并进行富水块段深度探测; 工作面顶板老窑、陷落柱、松散层孔隙内含水情况探测; 掘进巷道前方导水、含水构造探测。 6瑞利波探测主要探测断层、陷落柱、岩浆岩侵入体等构造和地质异常区等,探测距离80-100米; 7钻孔雷达探测技术通过钻孔探查岩体中的导水构造、富水带等; 8坑透回采工作面形成后,使用坑透仪查明工作面内的构造发育情况。 3、地球化学勘探技术 主要通过水质化验、试验等方法,利用不同时间、不同含水层的水质差异,确定突水水源,评价含水层水文地质条件,确定各含水层之间的水力联系。 4、钻探技术地面钻机、坑道钻机主要用于地面、井下探放水,探测构造及不良地质体陷落柱、岩溶塌洞,以及水文地质勘察,注浆堵水成孔等。 二煤矿水害防治技术 矿井水害防治方法主要有以下几种 地面防治水、井下探放水、疏干降压、注浆堵水、突水预测等,下面重点介绍地面防治水,井下探放水。 1、地面防治水 地面防治水是指在地面修建各种排水工程,防止和减少大气降水洪水和地表水涌入煤矿井下的技术和方法。 1搞好地面防洪调查工作 A、查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况和疏水能力; B、查清有关水利工程情况,熟悉当地水库、水电站大堤、河道大堤及河道中障碍物等; C、查清当地历年降水量和最高洪水位资料; D、查清疏水、防水和排水系统情况; 2井口和工业场地的设计 A、煤矿井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位; B、在山区,煤矿井口和工业场地内建筑物必须避开可能发生泥石流、滑坡的地段; C、煤矿井口和工业场地内建筑物高程低于当地历年最高洪水位时,必须修筑堤坝、沟渠或采取其它防排水措施; 3地表水体治理 在地表水体治理上采取“疏”、“截”、“挡”、“堵”、“渡”、“排”等综合治理措施; A、疏-是指用沟渠、管道等方法将地表水、大气降水疏通引出矿区以外; B、截---是指用修筑堤坝的方法将河水截断,使水流改道,从矿区外围流走; C、挡---是指用构筑建筑物的方法将洪水挡在煤矿井口和工业场地以外; D、堵---是指堵住漏水通道。 对地表的老窑、采空区的裂缝、塌陷坑等用砼等材料进行堵塞。 对使用中的钻孔,要安装孔口盖。对报废的钻孔要及时封孔,防止地表水流入井下。 E、渡---是指经过积水区的水沟或水渠用流水渡槽或架空管道方法渡过; F、排---是指将凹地形无法疏导的积水安装水泵进行排放,防止积水渗入井下; 4严禁开采防隔水煤柱 根据煤矿防治水规定,矿井防隔水煤柱一经确定,不得随意变动,严禁破坏或开采。 5加强雨季“三防”防洪、防排水、防雷电工作 煤矿企业要建立健全预防暴雨洪水引发煤矿透水事故的组织机构和工作机制。成立以矿长为组长的雨季“三防”领导小组,编制雨季“三防”工作计划,明确雨季“三防”任务和责任。按照煤矿防治水规定的要求进行雨季前的检查。 2、井下探放水 井下探放水是指矿井在采掘过程中运用超前勘探方法,查明采掘工作面顶底板,两帮和前方的含水构造包括陷落柱、含水层、积水老空区等水体和导水通道的具体位置、产状,并将水体中的积水疏放出来。 1井下透水的预兆 A、煤层发潮发暗 由于水的渗入,煤层变得潮湿,光泽变暗淡。如果挖去一层仍是这样,说明附近有积水。 B、巷道壁或顶板“挂汗” 这是积水通过岩石微小裂隙时,凝聚于岩煤壁表面的一种现象。 C、煤层变凉 煤层含水时能吸收人体的热量,用手触摸时有发凉的感觉,并且手放的时间越长感到越凉。 D、工作面顶板淋水加大或出现压力水头。 E、工作面温度降低。 工作面可见到淡淡的雾气,人感到阴凉。 F、水叫 煤岩层裂缝中有水济出,发出“嘶嘶”声,有时还可听到像低沉的雷声。 G、工作面有害气体增加。 因积水区有害气体向外散出,使工作面空气中的二氧化碳、硫化氢气体的含量明显增大。 H、煤壁或巷道壁“挂红”。 老空水一般积存时间较长,水量补给少,通常称为“死水”,所以酸性大,水内有含铁的氧化物或硫化矿物,渗透到煤壁上会出现“挂红”,这是接近老空水的征兆。 2井下探放水设计 采掘工作面探水前,必须编制探放水设计,确定探水警戒线,并采取防治瓦斯和其它有害气体危害等措施。探放水钻孔的布置和超前距离,应当根据水头高低,煤岩层厚度和硬度等确定。探放水设计由矿防治水机构编制或委托有资质的单位编制,经矿总工程师组织审定同意,严格按设计探放水。 A、探放水设计的内容 ①探放水地区的水文地质条件。主要包括老空积水范围、积水量、水头高度水压、正常涌水量、老空与上下采空区、相邻积水区、地表河流、建筑物及断层构造的关系,以及积水区与其它充水含水层的水力联系程度等。 ②探放水巷道的开拓方向、施工秩序、规格和支护形式。 ③探放水钻孔组数、个数、方向、角度、深度、施工技术要求和采用的超前距与帮距。 ④探放水施工与掘进工作的安全规定。 ⑤受水威胁地区信号联系和避灾路线的确定。 ⑥通风措施和瓦斯检查制度。 ⑦防排水设施。 ⑧附有老空位置、积水区与现采区的关系图,探放水钻孔布置的平面图、剖面图、探放水钻孔结构图和避灾路线图。 B、探放水起点的确定 根据一些煤矿的经验,将调查和勘探包括物探获得的小窑、老空的分布资料,按照积 水线、探水线和警戒线三条线来确定探放水起点。已执行有掘必探,所有掘进前工作必须探水 积水线 积水线是指经过调查核实后的积水边界线,也就是采空区的边界范围,其深部界线应根据小煤窑的最深下线划定。 探水线 探水线是指沿积水线向外推移一定距离而划出的一条界线。 探水线是探放水的起点。当巷道掘进到探水线位置时,开始进行探放水工作。 探水线外推距离的大小根据积水线的可靠程度、水量和水压大小、煤层厚度和硬度以及矿山压力大小等因素确定,一般为20-100米。 根据实践经验,探水线位置确定如下 a、对本矿井开采造成的老空、老巷、水窝等积水区,其边界位置准确,水压不超过1MPa 的,探水线位置一般在煤层中外推30米以上,在岩层中外推20米以上。虽有图纸资料,但不能确定积水边界的准确位置时,探水线一般外推60米以上。 b、对有图纸资料可查的老窑,探水线处推60米以上,对没有图纸资料可查的老窑,可根据已了解到的矿井开采最低水平,作为预测的可疑区,或者进行物探控制可疑区,探水线由可疑区外推100米。 c、对已知的断层、陷落柱的探水线,可根据断层、陷落柱所留设的防隔水煤岩柱外推20米以上。 警戒线 警戒线是指探水线向外推移一定距离而划出的一条界线。警戒线外推距离根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度等来确定,一般为50-150米。 当掘进巷道到达警戒位置时,应该注意掘进工作面迎头水情异常变化,如发现有透水预兆,立即提前实施探放水工作,如无异常变化则继续前进。 C、探放水钻孔布设要求 ①探放老空水、陷落柱水和钻孔水等钻孔,应成组布设,并在前方的水平面和垂直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3米为准,厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5米。 ②探放断层构造水、岩溶水等钻孔,必须沿掘进方向的前方及下方布设,且底板方向的钻孔不得少于2个。 ③上山巷道探水时,应采取双巷掘进,其中1条超前探水、汇水,另1条用来安全撤人。双巷间每隔30-50米掘进1道联络巷并加设挡水墙。 D、探放水钻孔的主要参数及布置方式 探水钻孔的主要参数 ①超前距 超前距是探放水钻孔终孔位置与掘进巷道超前距离。 当巷道掘进到探水线时,从探水线开始向掘进前方布置钻孔,进行探放水。探放水钻孔的终孔位置始终保持超前巷道一定距离,超前距一般采用20米,薄煤层一般8米。 ②允许掘进距离 允许掘进距离是经过探水后,证明前方无透水危险的巷道掘进的安全长度。 ③帮距 帮距是指探放水钻孔中最外侧斜孔到巷道帮的距离。帮距实际是指最外侧斜孔所控制的范围,其距离与超前距相同,一般不少于3米。 ④钻孔密度 钻孔密度是指在允许掘进距离的终点位置。 钻孔密度一般不得超过3米,防止漏掉前方、两侧和顶底板积水的老巷。 E、探放水钻孔布置方式 探放水钻孔的布置方式根据巷道类型、煤层厚度与产状确定,主要布置方式有扇形和半扇形布置。 扇形布置主要应用在巷道处于三面受水威胁的地区。 半扇形布置方式主要是在积水区肯定位于巷道一侧时。 三矿井防治水主要名词解释 1、煤矿防治水十六字原则 煤矿防治水十六字原则预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。 预测预报---指查清矿井水文 本文来自 中国煤矿安全生产网www.mkaq.org 详细出处参考 http//www.mkaq.org/Article/shengchanjs/201103/Article_51273.html 地质条件,对水害作出分析判断,在矿井透水以前发出预测预报。 有疑必探---指对可能构成水害威胁的区域、地点、采用钻探、物探、化探等综合探测技术手段,查明或排除水害。 先探后掘---指先综合探查,确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工。 先治后采---指根据查明的水害情况,采取有针对性的治理措施排除水害隐患后,再安排采掘工程。 2、五项治理措施 五项治理措施指“防”、“堵”、“疏”、“排”、“截”。 防---指合理留设各类防隔水煤柱和修建各类防水闸门或防水墙等; 堵---指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等通道; 疏---指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压; 排---指完善矿井排水系统,排水管路、水泵,水仓和供电系统等必须配套; 截---指加强地表水河流、水库、洪水的截流治理。 3、老空---指采空区、老窑和已经报废井巷的总称。 4、采空区---是指采煤后不再维护的空间。 5、矿井正常涌水量---指矿井开采期间,单位时间内流入矿井的水量。 6、矿井最大涌水量---指矿井开采期间,正常情况下矿井涌水量的高峰值。 7、安全水头---指不致引起矿井突水的承压水头最大值。 8、防隔水煤岩柱---是指为确保近水体安全采煤而留设的煤层开采上下限至水体底顶界面之间的煤岩层区段。 9、探放水---是指包括探水和放水的总称。探水是指采矿过程中用超前勘探方法,查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等情况。放水是指为了预防水害事故,在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出。 10、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。 11、导水裂缝带---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。 12、抽冒---是指在浅部厚煤层、急倾斜煤层及断层破碎带和基岩风化带附近采煤或掘巷时,顶板岩层或煤层本身在较小范围内垮落超过正常高度的现象。 13、带压开采---是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。 14、隔水层厚度---是指开采煤层底板至含水层顶面之间隔水的完整岩层的厚度。 15、三图-双预测法---是指一种解决煤层顶板充水水源、通道和强度三大问题的顶板水害评价方法。三图是指煤层顶板充水含水层富水性分区图、顶板垮裂安全性分区图和顶板涌突水条件综合分区图。双预测是指顶板充水含水层预处理前、后回采工作面分段和整体工程涌水量预测。 16、脆弱性指数法---是指将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合与具有强大空间信息分析处理功能的GIS耦合于一体的煤层底板水害评价方法。 17、五图-双系数法---是指一种煤层底板水害评价方法。五图是指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。双系数是指带压系数和突水系数。 防治水规划的内容包括编制防治水规定的必要性和完成规划的可能性,矿区矿井水文地质基本概括和存在问题,查查清水文地质条件、防地面防洪、泄洪、内涝区排洪、井下防排水设施、防水煤岩柱、超前钻探等、疏疏水降压、截切断减少补供水量、堵注浆封堵突水点等工程项目、工程量、劳动组织、工期和预期效果,所需设备和主要材料以及工程费用概算等。 年度防治水计划的内容应包括说明年度中采掘地区的发布;概述水文地质条件,预测可能透水的地点,预计水平、煤层的涌水量,成立“三防”防汛、防排水、防雷电指挥部,明确水文地质、机电维修和安装、后勤、供应等人员的具体工作并组织抢险队伍;说明防治水工程项目和工程量,包括疏通防洪沟、泄洪隧道,砌筑拦洪坝,充填与采动导水裂缝带相连通的地表裂缝和塌陷洞,整铺河底等;检查维护输电线路、防雷电的设施、内涝排洪和井下排水设备、防水闸门等;清挖水仓、水沟;制定探放水计划、流水路线和避灾路线,提出所需材料设备和备用工具等。所有工程项目都应定任务、定质量、定单位、定人、定安全措施和定完成日期。 根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度以及防治水工作难易程度,矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4钟。 【释义】本条是关于矿井水文地质类型划分依据和具体划分方案的规定。 矿井水文地质类型也就是通常所说的矿床水文地质类型,两者划分的原则和依据基本相同。但由于矿井仅是矿床的局部开发地段,涉及范围小,受开采影响明星,因此分类的基本出发点也不完全相同。 矿井水文地质类型划分的目的是分析矿井水文地质条件,确定水文地质类型,指导矿井防治水工作,通过采取有效的防治水措施,确保煤矿安全生产。 一、国内外矿床水文地质类型的分类 由于地区和研究者的观点不同,国内外许多专家和学者曾提出过各种分类方案。1940年前苏联的Д.И.谢戈列夫提出的第一个矿床水文地质分类方案依据的是地质断面特征。他把矿床分为三类第一类,地质断面中主要是坚硬裂隙岩层的矿床;第二类,地质断面中主要是松散砂质和粘土质岩层的矿床;第三类,地质断面中主要是喀斯特和易溶岩层的矿床。其后又有П.С.普罗霍洛夫1945,1951等多人先后从不同角度提出了有关的分类。 我国矿床水文地质分类始于20世纪50年代。就煤矿床而言,1955年燃料工业部请苏联专家П.З.克兰尼涅夫按照地质、水文地质及开采条件,将我国煤田划分为具有裂隙性的坚硬岩石且在煤层的顶板上覆厚层充水性强的疏松岩层的煤田、具有裂隙性坚硬岩层的煤田和具有喀斯特化岩石的煤田等三种水文地质类型,这是国内最早的煤矿床水文地质分类。1958年煤炭工业部沈尔炎按照开采方式,将我国煤田分为地下和露天开采两组;每组又根据矿山岩层的充水性分为疏松岩石、裂隙坚硬岩石和半坚硬岩石、喀斯特化岩石等三种水文地质类型;每一类型再按照自然地理条件、地质构造、工程地质和水文地质特征,分为简单、 复杂、极复杂三类。1962年,地质部与煤炭工业部制定的矿区水文地质工作规范暂行 第一分册煤及油页岩,根据我国的自然地理、地质及水文特征,将煤田划分为坚硬裂隙或喀斯特化岩层为主等四种水文地质类型;每类又根据煤田水文地质条件复杂程度划分为水文地质条件简单、中等、复杂、极复杂。 为了指导煤矿防治水工作,煤炭工业部于1984年颁布的矿井水文地质规程试行,首次提出了矿井水文地质类型的划分方案。 与此同时,地矿系统也曾先后提出过若干矿床水文地质类型划分方案。其中,影响较大的是原地质矿产部水文地质工程地质局和水文地质工程地质研究所1959年提出的中国固体矿床水文地质分类方案。该方案奠定了按主要充水岩层划分矿床水文地质类型的基础。 此后,1982年地质矿产部在其颁布的矿区水文地质工程地质勘探类型规范中,提出了新的煤矿床水文地质勘探类型。这两个分类基本上大同小异,无本质区别。 1991年国家技术监督局批准发布的矿区水文地质工程地质勘探规范GB127191991,第一次明确矿床水文地质勘探类型的国家标准。 二、矿井水文地质类型划分的原则 在参考上述各种矿井床水文地质分类方案的基础上,本规定提出的矿井水文地质类型划分的原则和要求如下 一分类以矿井防治水工作为目的,考虑与矿井地质勘探工作相结合。 二分类要全面考虑矿井充水诸因素的影响,要突出其中主要因素的作用。 三分类应符合我国的实际情况,反映近年来煤矿水害事故发生的特点以及在防治水工作中的经验教训,力求简单明了,便于实际应用。 四本类型划分所考虑的各种因素指标具同等地位,并且为了煤矿生产安全,类型划分采用就高不就低的原则。如根据矿井及其周边老空水分布状况,某矿井应为极复杂类型,但其他指标均未达到极复杂类型要求,采用就高不就低的原则,将该矿井定为水文地质条件极复杂类型矿井;同理在单位涌水量q、矿井涌水量Q1、Q2和突水量Q3,以最大值作为分类依据。 五同一井田内煤层较多且水文地质条件变化较大时,应分煤层进行矿井水文地质类型划分。如华北型煤田,开采上组煤时,矿井可能是水文地质简单或中等类型的,而开采下组煤层则可能是水文地质条件复杂或极复杂的矿井。 三、矿井水文地质类型划分的依据 根据我国的矿井水文地质特征和主要影响因素,矿井水文地质类型划分的依据如下 一受采掘破坏或影响的的含水层及水体其中包括含水层性质及补给条件和单位涌水量。受采掘破坏或影响的含水层也就是矿井充水的主要含水层。如在华北型煤田中开采上组煤层时可能主要是顶板砂岩含水层,而在开采太原组底部煤层时可能是煤层底板奥陶系灰岩含水层和顶板薄层灰岩水层。单位涌水量q是反映充水含水层富水性的重要指标,q的取值应以井田内主要充水含水层中有代表性为准。关于单位涌水量q的具体的标准计算方法可参照附录二。 二矿井及周边老空水分布状况。老空水包括古井、小窑、矿井采空区及废老塘的积水等。我国煤矿开采历史悠久,老空水分布广泛,对矿井或相邻矿井造成极大威胁,矿井采掘工程一旦揭露或接近,常会照成突水。老空水位置一般不清,水位几何形状不规则,空间分布无规律,积水位置难于分析判断,突水来势迅猛,破坏性强。老空水多为酸性水并具有腐蚀性,但也有含有诸如硫化氢等有害气体的老空水。 老空水事故约占总水害事故的80以上,因此,在本矿井水文地质类型划分中,老空水分布状况作为类型划分的一个重要指标。 三矿井涌水量。考虑矿井正常涌水量和最大涌水量两个指标,我国西北地区矿井涌 水量明显偏小,因而分类表中西北地区矿井涌水量界限值不同于其他地区。 四矿井突水量。含水层或含水体中的水突破隔水体而突然进入采掘系统空间的水量,往往造成灾害,因此,将突水量作为分类指标之一。 五开采受水害影响程度。主要根据矿井是否经常突水,以及突水的频率和突水量的大小进行分类。 六防治水工作难易程度。主要根据防治水工程量及经济效益等进行分类。如果投入的防治水工程量太大,经济效益差,目前就不宜开采,待将来科技进步了再进行安全高效开采。根据以上分类依据,把矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂和极复杂四种类型。具体划分方案见本规定中的表2-1。 矿井应该对本单位的水文地质情况进行研究,编制矿井水文地质类型划分报告,并确定本单位的矿井水文地质类型。矿井水文地质类型划分报告,由煤矿企业总工程师负责组织审定。 矿井水文地质类型划分报告,应当包括下列主要内容 一矿井所自位置、范围及四邻关系,自然地理等情况 二以往地质和水文地质工作评述; 三井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征; 四矿井充水因素分析,井田及周边老空区分布状况; 五矿井涌水量的构成分析,主要突水点位置、突水量及处理情况; 六对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价; 七矿井水文地质类型划分及防治水工作建议。 【释义】本条是根据矿井水文地质类型划分报告编写要求和编写内容的规定。 我国煤矿水文地质条件复杂,对煤矿安全生产影响很大,历史上曾多次发生水害事故,造成了严重的损失和人员伤完。为了煤矿安全生产,有针对性地做好矿井防治水工作,本条规定所有煤矿都必须编制矿井水文地质类型划分报告,确定矿井水文地质类型。煤矿企业、矿井根据确定的水文地质类型制定防治水规划、措施并认真组织实施。矿井水文地质类型划分报告和类型确定,由煤矿企业总工程师负责组织审定。 矿井水文地质类型划分报告应在系统整理、综合分析矿床勘探、矿井建设生产各阶段所获得的水文地质资料的基础上进行编写。至少应该包括本规定的七项内容。报告具体编写提纲参考如下 一、矿井及井田概况 本文来自 中国煤矿安全生产网www.mkaq.org 详细出处参考 一矿井及井田基本情况。概述煤矿开发情况,包括矿井投产年限、设计年生产能力、现今实际产量;矿井开拓方式、生产水平及主要开采煤层。 二位置、交通。概述井田位置、行政隶属关系,地理坐标、长、宽、面积、边界及四邻关系。通过矿区或临近城镇的铁路、公路、水路等交通干线,以及距矿区最近的车站、码头和机场的距离。附矿区交通位置图。 三地形地貌。概述井田地形地貌主要特征、类型、觉得高度和相对高度、总体地形和有代表性地点,如井口、工业场地内主要建筑物等标高。主要河流的最低侵蚀基准面。 四气象、水文。概述矿区及其临近地区地表水体发育状况,包括江、河、湖、水库、渠道、坑塘池沼等。河流应指出其所属水系,并根据水文站资料分别说明其平均、最大、最小流量及历史最高洪水位等。湖泊、水库等则应指出其分布范围和面积。 说明矿区所属气候区。根据区内和相邻地区气象站资料,给出区内降水分布,包括年平均降水量、最大和最小降水量以及降水集中的月份。还应指出年平均、年最大蒸发量;最高最低气温;平均相对湿度;最大冻土深度;年平均气压等。资料齐全时应附气象资料汇总表 或月平均降水量、蒸汽量、相对湿度、温度曲线图插表和插图。 五地震。概述历史上地震发生的次数、最大震级及地震烈度等。 六矿井排水设施能力状况。概述井下各水平排水设施,包括水仓容积,排水泵型号、台数;排水管路直径、趟数;井下最大排水能力;是否具有抗灾能力;是否满足输水降压的要求等。 二、以往地质和水文地质工作评述 按普查、详查、勘探、基建和矿井生产或改建几个不同阶段分门别类总结已完成的地质、水文地质工作成果,指出各类报告的名称及完成时间。 一预查、普查、详查、勘探阶段地质水文地质工作成果评述。按时间顺序由老到新总结“报告”或重要图纸,包括完成年限、完成单位和报告主要内容及结论。 二矿区地震勘探及其他物探工作评述。其主要内容包括完成单位、勘探时间、勘探范围、测线长度和物理点的密度。概述物探的主要地质和水文地质成果,特别是地震勘探对各种构造的控制情况。 三矿井建设、开拓、采掘、延申、改扩建时期的水文地质补充勘探、试验、研究资料或专门报告评述。总结水文地质工作成果报告的完成时间、完成单位和主要内容。详细说明矿区存在的主要水文地质问题,对以往的水文地质和防治水工作进行综合评述。 三、地质概况 一地层。按井田所在水文地质单元或地下水系统和井田内发育的地层由老到新的顺序描述,如震旦系→寒武系→奥陶系→石炭系→白垩系→侏罗系→新近系→第四系。某些“系”的地层可再按“统”、“组”细划。描述内容主要包括厚度、岩性、分布与埋藏条件;煤系、可采煤层及储量描述包括煤系地层和主要可采煤层。 二构造。按照中国大地构造纲要的划分,给出地质构造隶属关系。对褶曲构造逐一进行描述,内容包括背斜、向斜、单斜、地堑在和地垒等。对背、向斜应给出轴向、产状等。对区内的断裂构造进行详细描述,其中包括断层的数量、编号、展布方向、倾向、倾角、性质、落差和延伸度等。附断层发育一览表和构造纲要图等。 三岩浆岩。描述井田内岩浆岩的时代、岩性、产状和分布规律及其与煤层和主要含水层的关系。 四、区域水文地质 主要描述矿区所处水文地质单元或地下水系统名称、范围、边界;地下水的补给、径流、排泄条件;强径流带展布规律及岩溶泉群流量等。特别应指出矿区所处地下水系统的具体位置。附矿区所处水文地质单元或地下水系统示意图。 五、矿井水文地质 一井田边界及其水力性质。描述矿井四周边界的构造,一般是指断层、隐伏露头、火成岩体和人为边界等。分析边界可能造成的含水层之间的水力联系和矿井区以外含水层的水力联系。 二含水层。按由新到老的顺序对含水层逐一进行描述。其内容主要包括含水层的名称、产状、分布、厚度最大、最小和平均厚度、岩性及其在纵横向上的变化规律;地下水位标高、单位涌水量、渗透系数;水化学类型、矿化度、总硬度等。指出含水层地下水补给来源及其与其他含水层的水力联系。岩溶裂隙含水层还应指出岩溶发育情况和钻孔涌水量、泥浆消耗量、单位吸水量等。特别应指出岩溶陷落柱存在与发育状况。附主要充水含水层等水位线图等。 三隔水层。按由新到老的顺序逐一描述,重点是构成煤层顶 地板的隔水层。其内容主要包括岩性、分布、厚度、最大、最小、平均厚度及其变化规律、物理力学指标和阻隔大气降水、地表水和含水层之间水力联系是有关信息。 四矿井充水条件。矿井充水条件主要是指充水水源、充水通道和充水强度。充水水源是指矿井水来源;充水通道是指水源进入矿井的通道。对各种可能的充水源,如大气降水、地表水、老窖水和地下水等,可能的充水通道,如断层和裂隙密集带、陷落柱、煤层顶底板破坏形成的通道、未封堵和封堵不良的钻孔及岩溶塌陷等,进行详细描述并列表加以说明。 五井田及周边地区老窖水分布状况。详细描述井田及其周边地区老窖水分布状况,包括位置、积水范围和体积、水头压力,以及与其他水源的联系等。必要时进行专项调研。 六矿井充水状况。对井下涌突水点进行调查,描述涌突水点位置、水量和水质变化规律,以及涌突水点处理情况。统计分析矿井最大涌水量和正常涌水量。涌水量包括井筒残留水量、巷道涌水量、工作面涌水量和老空区来水量等。 六、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价 一对矿井开采受水害影响程度的评价。根据表2-1所列内容,评价水害对矿井生产影响的大小并进行等级划分。 二对矿井防治水工作难易程度的评价。从技术和经济两方面评价矿井防治水工作难易程度。 七、矿井水文地质类型的划分及防治水工作的建议 一矿井水文地质类型划分的划分。根据表2-1的规定,对不同煤层的开采,按照采掘破坏或影响的含水层性质及补给条件、富水性、矿井及周边老窖水分布状况,矿井涌水量、突水量,受水害影响程度和防治水工作难易进行矿井水文地质类型划分。同一矿区不同煤层开采的矿井水文地质类型可以不同。 二对防治水工作的建议。说明矿井存在的主要水害问题和应采取的防治水措施。本文来自 中国煤矿安全生产网www.mkaq.org 详细出处参考 煤矿防治水规定指出,防治水要坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采原则和防、堵、疏、排、截综合治理措施。预测预报、有疑必探的前提是注重科技、发挥仪器的作用。煤矿防治水的前期工作是查明水害类型、探明水害影响区域和程度,有的放矢进行水害治理,消除水害隐患,确保安全生产。水害探查是一项非常复杂的工作,通常是根据水文钻孔资料进行矿区水文地质条件分析,地表水文地质踏勘,井下勘查和超前钻探探放水,这些工作对技术人员要求都较高。钻探探水本身就具有一定的危险性,探测距离较短,钻孔终孔位置可能偏离靶心,多孔探测可以有效解决这个问题但施工时间长,容易造成接续困难。 解决上述问题的有效办法是利用井下物探技术,与钻探探放水的技术组合,物探先行、钻探验证,在取得多次验证资料后,依据实际情况逐步减少钻探工作量,在保证矿井安全的基础上提高生产效率。 一、煤矿井下水害探测方法技术 我国幅员辽阔,煤田地质条件相对复杂,多数主采矿区浅部资源开采殆尽,许多矿井向深部延展,很多矿井不同程度受到深部承压水的威胁。由于早期深部水文地质条件探查程度不足,地面补充水文地质勘探面临埋深大,上部采空区影响等因素使勘探精度下降,因此在地面补充勘探的同时开展井下探测就是很好的补救措施。前些年部分地区无序开采造成关停、废弃小矿巷道、采空区积水,以及古窑积水使得矿井周边情况极其复杂,因此深部承压水和老空区积水是目前我国煤矿防治水工作的重点。 煤矿水体由于常年埋藏于地下，普遍矿化程度较高，导电性能良好，相对围岩和煤层而 言是良好导电体， 因此通过细分区域的电阻率测量可以探测出含水区域， 经过多年的研究实 践，目前电阻率法是探测含水体的最有效手段。 目前常用的探测方法有直流电阻率法， 包括直流电法仪和高密度电法仪都属于直流电法 范畴， 高密度电法是一种引入地面施工方法的直流探测技术， 直流电法的典型应用是沿巷道 进行底板探测，探测深度可达 100 米，底板探测可以采用对称四极或者三极探测装置，直流 电法的另一种变通用法是直流超前探测技术， 最大探测深度达到甚至超过 100 米， 对于探测 巷道掘进前方含水构造是一种有效的方法， 应用这种方法可以有效探测掘进前方大于两米的 充水废弃巷道，采空区、充水断层破碎带、充水陷落柱等地质异常。 音频电穿透法能透视工作面内部和顶底板， 能查明一定深度范围内的含水构造和导水通 道，该应用也属于直流电法范畴，只是音频电穿透法扩大了直流电法的应用范围，它是利用 采煤工作面形成以后的上下顺槽来开展探测工作。 与直流相对应的是交流探测方法，像频率测深（大地电阻率法），它的探测原理是相同 极距下不同频率（波长）电磁波的趋肤深度不同，频率测深就是通过改变发射频率来获取不 同深度的地质信息。 瞬变电磁法也属于交流电法， 是一种发展中的井下勘探方法， 和其它方法相比具有施工 便捷，装置灵活、设备轻便的优势。但由于采用宽频接收信号，抗干扰能力较差，通常需要 大电流激发， 以获取满足信噪比要求的信号。 瞬变电磁技术近几年开始进入煤矿探测含水构 造，并逐渐被人们认识和接受，是一种有发展前途的探测技术。 与电磁法勘探相对应的是各种体波和面波探测方法， 主要有井下地震探测、 瑞利波探测、 TSP 探测技术等等， 这些方法技术探测断层等岩性变化的地质异常效果较好， 利用这些技术 探测含水构造的研究也一直在进行着， 但是目前还没有找到好的应用效果， 因此探测含水构 造还是应该首选电法类仪器。 可以用于煤矿井下进行测深和掘进巷道超前探测的电法仪器主要是直流电法仪和瞬变 电磁仪，直流电法仪探测稳定，易学易用，数据处理简单，地质效果较好。瞬变电磁法仪器 施工灵活，可以全方位探测，但是仪器成本较高，熟练掌握难度较大，超前探测效果还有待 提高。 二、几种实用探测方法和设备 1、YDZ（A）直流电法仪 井下电法技术在井下全空间条件下建场， 采用全空间数据处理和解释方法， 可探测巷道 周围的断层破碎带、隐伏含水构造、潜在突水点、确定隔水层厚度、探测掘进巷道前方的隐 伏含水构造以及解决井下与采煤直接相关的其它地质问题。 YDZA直流电法仪自动记录原始数据，传送到微机中进行数据分析、处理，利用微机 辅助成图软件得到成果图件。目前在邢台、焦作、淄博、肥城、晋城、郑州、淮北、义马、 神火等矿区得到推广应用， 近几年不少地方煤矿和个体煤矿为探测底板承压水和小窑采空区 积水采用了该项技术，取得了良好的探测效果。 2、YD32（A）高分辨电法仪 YD32 A高分辨电法仪是井下电法勘探仪器，也可用于地面进行电法勘探工作。 YD32A高分辨电法仪以煤层或岩体为介质， 根据岩石电阻率成像探测识别技术对矿井 含水构造进行三极高分辨电法探测。它利用现有的巷道工作，可探查掘进工作面前方 100 米内的含水导水异常，包括老窑、断层、破碎带、陷落柱、裂隙、溶洞等含水构造。 超前探测工作面施工时间约 1 小时，数据采集半小时，总的工作时间小于 2 小时，对施 工现场影响小；现场即可显示结果进行判断分析。计算机智能控制，自动化程度高，同时具 有数据处理和图形处理功能，不用过多的人工干涉即可得到地质勘探结果，便于推广使用。 3、YT120A音频电穿透仪 YT120A音频电穿透仪是新型电法探测仪器，适用于 1.探测采煤工作面内及其掘进前方、巷道周围的含水、导水构造等水文地质情况。可对 煤层顶底板的导含水构造进行超前探测， 确定含水体的空间位置， 包括平面位置和深度范围。 在巷道-巷道之间进行电穿透探测，取得工作面内顶底板的水文地质数据，按电导率的差异 成像，以此判断工作面顶底板（30-100 米）范围内的含水地质构造。 2.用于水坝坝基、江河堤岸等方面的勘探。可对坝基的稳定性、河堤或大坝内隐伏的空 洞、导水裂隙的分布范围进行探测。 3.用于铁路、公路等交通领域的工程项目设计前的地质勘探。对公路、铁路的选址设计 进行线路勘察，对隧道的掘进提供超前勘探资料。 4、YTRD瑞利波探测仪 瑞利波探测法是近年来兴起的一种地质勘探方法， 其探测原理主要是利用瑞利波的两个 特性即 波在分层介质中传播时的频散特性和波的传播速度与介质物理力学特性的密切相关 性，