供水管井设计出水量的确定_百度文库
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供水管井设计出水量的确定
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2017煤矿防治水讲义
煤矿防治水 （培训讲义）目 录 一、水的重要性、目前矿井防治水形势 二、几个常用术语的含义、表现形式及延伸 三、矿井发生水灾水害原因分析 四、矿井防治水的基本思路 五、鹤壁矿区主要含水层特征 六、煤矿井下探放水 七、煤矿井下排水 八、矿井综合防治水措施 九、《煤矿安全规程》“矿井防治水”修改部分 十、煤矿防治水安全技术措施及其它 一、水的重要性 与目前矿井防治水害形势分析 1--水的重要性 水对我们在座的每位同志都非常熟悉，并不陌生，也极为重要，与我们的日常生活 息息相关，你可以三、五天不吃东西（食品、食物等），你可能没什么事，可能觉得难 受，困乏无力；但是让你二、三天不喝一口水，会感觉口干舌渴，甚至会虚脱，夏季严 重缺水会中暑，你可能就难以支撑（支持）下去，甚至可能会有对你的正常生活构成威 胁，总有一种什么也不做，什么也不干----。就是因为水----人们赖以生存的不可或缺 的紧缺资源（主要指淡水），那是势在必得，志在必得，世界各国（为了国家或部族的 生存与发展，为了活命）曾发生部族斗殴及国与国之间的战争。历史上曾有大禹为治水 “三过家门而不入”，迫在眉睫的是各主要大城市出现缺水、严重缺水或者水荒等，为 此我国为了国人安居乐业和战略考虑，大兴水利工程。 2--水利工程与水资源 如解放初期林县的红旗渠、引黄入津及现在的南水北调等水利工程，这是国策，用水战 略，也是为国民的安居乐业----。如今煤矿矿井的安全生产既需要水----冲降粉（煤） 尘、打钻（防尘防烧钻等）、注浆、日常生活、生产用水，又得进行矿井防治水----因 煤炭的开发与利用而引起的煤矿隐患、水害与水灾。因此说水对我们人类及日常的各项 活动都密切相关，很重要。 问题：1.我国目前人均水资源（淡水）多少？ 2.我市人均水资源多少？ 3--煤矿水害事故 全国煤矿事故主要为“一通三防”和煤矿水害事故，自 2006 年起至今，水害事故 与“一通三防”事故基本持平甚至超过“一通三防”事故，因此煤矿矿井防治水的形势 相当严峻，迫在眉睫----煤矿开发与利用，既得用水，又必须“防”水与“治”水，就 是合理安全管理好矿井水。 2007 年至今全国防治水情况不容乐观， 2007 年 3 月 14 日王河煤矿出水， 水量 150 ----不足 2000m3----为全国的 1/4m3/h；2007 年 3 月 15 日四矿 3305 掘进头透水（老空水），瞬间突水量 1500 m3/h，11 人在现场，5 人遇难；2007 年 3 月 22 日王河煤矿工作面出水（奥灰水）， 水量 280 m3/h； 2009 年 9 月 25 日，河南鹤壁矿区的寺湾井（是典型的底板本灰水和奥灰水）与小煤矿 曹家二井相透，初始水量达 900m3/h；2010 年 11 月 20 日九矿 3104 掘进头出水，瞬时水 量达 120 m3/h，至今仍有 18 m3/h；寺湾井 10 回风中段掘进与扶贫福利矿相透，初始水 量达 500 m3/h。 4--目前全国煤矿防治水形势 一、2012 年第一季度，全国煤矿共发生 12 次较大以上安全事故，共造成 76 人死亡，没 有一起煤矿防治水事故；但 2012 年 4 月份，煤矿水害事故却不断发生，需要引起我们 高度重视与警惕。 二、4 月份的几起煤矿水害事故给我们敲响了警钟： （一）4 月 6 日，吉林省蛟河市丰兴煤矿发生较大老空透水事故，死亡 4 人，年产 6 万 吨。原因为：明知有老空水，但没有探测，急于生产；探放水措施不落实，不坚持防治 水工作“十六字”原则；防治水防范安全意识不强，即施工区域和积水地区以下有作业 人员；没有防治水机构，也没有防治水专业人员，更没有进行水害预测预报和水害安全 评价；当地监管部门监管部到位。 （二）4 月 13 日，山西省长治市襄恒县善福联营煤矿发生透水事故，死亡 11 人，年产 90 万吨； 原因为： 安全生产许可证已到期； 其它各项手续没有得到批复； 处于停工停产， 违规生产。 （三）4 月 14 日，河南省煤层气公司裕隆富源通有限责任公司 2010 工作面运输巷发生 透水事故，造成 5 人死亡，4 人下落不明；原因为：老空水没有进行探测。 集团强调： 1.加强煤矿防治水基础工作。 2.切实做好煤矿探放水设计与安全防范措施。 3.超前做好雨季“三防”工作。 4.加强煤矿安全监督、监察与检查。 二、几个常用术语的含义 及表现形式 1--矿井水 在煤矿开发利用、基本建设与实际生产过程中，有大气降水（雨水）、地表水、地 下水等都有可能通过各种渠道进入施工现场或作业场所的水。通俗地讲：所有进入矿井 的水就叫矿井水。对于我们煤矿生产来说，矿井水对井工开采的影响主要表现在以下 5 个方面： ⑴可能造成顶（底）板滴（淋）水，增加矿井巷道湿度，易造成顶板破碎、冒顶。 ⑵为了保证采掘安全生产的正常顺利机械，就需要安装排水泵、排水管路等，增 加排水电费和开采成本即增加吨煤成本。 续前页 问题：（含水系数）---简单说就是生产一吨煤需要排多少方水。220*24*365/121.7* ⑶对轨道、钢轨、钢绳、金属支架及其他金属设备等均有一定的腐蚀和锈蚀作用， 缩短生产设备的使用寿命。 ⑷对大水矿井、导水断层、导水陷落柱等水文地质条件复杂的矿井，在采掘过程中 又必须留设一定的防水煤（岩）柱，使矿井回收率降低，缩短服务年限，浪费煤炭资源， 影响煤炭资源的开发和利用，如 F40、F44、 F153 等断层需留设防水煤柱。 ⑸在采掘过程中，常发生突然涌水或水量超过排水能力，或透老空老巷时，易造成 掘进头面、采区及部分巷道被淹，严重者矿井被淹，造成极大的损失和浪费。 2--水量 水量就是水的大小，即煤矿正常采掘生产过程中出水水量的总和，就是煤矿的水量（单 位为 m3）。 1.矿井涌水量---单位时间内进入矿井水量的大小，一般用小时（或分）来衡量，矿井 涌水量的分类很多。涌水量的单位：m3/h 咱们常用的几个名词的说明： 2.正常涌水量---矿井在用或正常开采期间，单位时间内流入矿井的涌水量就叫正常涌 水量。 问题：富力矿井正常涌水量是多少？ 480m3/h 续前页 3.最大涌水量---矿井在用或正常开采，单位时间内正常涌水量的峰值或者最高值；水 量的大小主要与采掘活动、降雨量、井下复用水或矿井的透（出）水量有关。如 1997 年底， 六矿 2801 工作面因采动影响 （马 4 水文观测孔套管错位） ， 最大水量约 300 m3/h， 当年最大涌水量为 510 m3/h 。 4.透水量---简单地说就是不正常而导入或渗透入矿井的水量，一般来说，水量大，预 见性差，损失也大。若来势凶猛、突然且透水量又大，就叫突水量，它的损失也大对矿 井的危害较大，如 07 年 2 月 15 日八矿工作面透水、3 月 15 日四矿掘进头透水、09 年 9 月寺湾井的透水。 续前页 5.积水量---从各种渠道流入或汇集在一起的各种水量之和就是积水量，它可能存在某 段巷道，或某个封闭的空间，或低洼处，危害性可大也可小。积水量主要与所存在的空 隙、裂隙、空间及时间有关。 6.单位涌水量---是单井抽水水位降深换算为 1 m 时的单井出水量 ，单位 m3/d?m 。 7.导水系数---是含水层宽度为 1 m 时,地下水水力坡度为 1 度时的单宽流量，单位 m3/d?m 。 3--积水线与探水警戒线 积水线与探水警戒线 1.积水线---调查核定积水边界线（即老空区的范围），其深部界线应根据老空的最深 下山划定为积水的下部边界（标高或高程）。2.探水警戒线（第 93 条）---由积水线平行外推，但水平钻距不小于 30 米即为探水警 戒线即开始进行探放水工作，此数据大小视积水边界的可靠程度、水压大小、煤的坚硬 程度、顶（底）板岩性及地质构造等诸多因素来确定。当掘进巷道至此线时必须开始探 水，并注意掘进工作面各种水文地质情况的变化，如发现有透（突）水征兆（预兆或特 征） 应提前进行探放水工作。 在积水边界不清楚的情况下， 探水警戒线应按 100 米设防。 4--水文年 某一时段某一地区水文条件发生变化的一个周期。它可能是 1 年、2 年、5 年等，也可 能是几个月。 注：《防治水规定》第 25 条（17 页）。 5--防治水专业技术人员 防治水专业技术人员是指受过正规院校地质、水文地质专业教育的技术人员（《规定》 第 5 条）。 要求与规定： 1.所有煤矿企业、矿井必须配备专门负责防治水工作的专业技术人员，配齐专用探放水 设备，建立专门的探放水作业队伍，以上简称为防治水“三专”。 2.水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，还应设立专门的防治水机构。配备专 业技术人员的多少应根据煤矿企业、矿井的井型或水文地质条件可配备 1-3 人，以满足 工作需要为标准。 3.复杂或极复杂的煤矿企业、矿井要设立专门防治水机构，专门防治水机构可与地测部 门合署办公，专业技术人员担任机构负责人。 6--水文地质条件 水文地质条件---就是有关水文地质等方面的内容，它所包含的内容主要有：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等。 按矿井水文地质条件的难易程度，矿井水文地质类型可划分为四类即简单、中 等、复杂、极复杂。 问题：富力矿井的水文地质类型？ 答：复杂型 续前页 说明： 1.水文地质条件中等及以上必须配备专职防治水人员 （国家及公司有关矿井防 治水的若干规定）。 2.水文地质条件复杂及极复杂（或有突水淹井危险）的矿井还必须： a.对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统。 就是进行水位观测，如六矿有 682-02-1、马庄主井等。 b.制定相应“防、堵、疏、排、截”等综合治理措施。 c.在井底车场周围设置防水闸门或者在井底车场配置安设大功率潜水泵等。d.装备必要的防治水抢险救灾设备等。 e.必须建立专门的防治水机构。 7--煤柱 （一）按煤柱留设时间的长短分为： 1.永久性煤柱--时间长，如工业广场、井筒保护煤柱、导水陷落柱及导水 断层保护煤柱等。 2.临时性煤柱--时间短，如各类护巷煤柱。 说明： a.矿界隔离煤柱必须在矿井设计（矿井初步设计）中规定，它属于永久性 保护煤柱，且致少留 20m； b.导水断层煤柱是通过计算而留设的，并报上级主管部门批复，不得进行 任何采掘活动。 续前页 （二）按煤柱保护对象不同分 1.工业场地保护煤柱--可掘部分巷道不可采； 2.地面建筑物保护煤柱--可掘部分巷道不可采； 3.地表水体保护煤柱--需计算采掘上限即最高标高； 4.井田边界保护煤柱--不得采掘（致少 20m）； 5.防水煤柱（含导水陷落柱）--严禁采掘； 6.水平、采区隔离保护煤柱--大水及水文地质条件复 杂矿井等； 7.主要大巷保护煤柱--皮带、轨道、回风巷道、水平大巷、轨道上下山，视情况可后期 采掘等； 8.断层保护煤柱--不可采，不计可采量。 续前页 1.什么情况下必须留设保护或隔离煤柱？ a.工业广场 b.开凿井筒 c.“三下”采煤 d.矿界隔离 续前页 2.受水害威胁的矿井，应当留设防（隔）水煤（岩）柱（第 52 条）： a.煤层露头风化带； b.在地表水体、含水冲积层下和水淹区附近地带； c.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； d.有大量积水的老窑和采空区； e.导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河； f.分区隔离开采边界；K.受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。 3.“三下”指的是什么？ 水体下、铁路下、建筑物下 8--三带 “三带”---导水裂隙带、采后冒落带、破坏带（风化带） 规定说明： 1.承压水含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值大于实际水头值 时，开采后，隔水层不容易被破坏，煤层底板水突然涌出可能性小时，可以进行“带压” 开采，但应当制定安全措施，由煤矿企业总工程师审批（77 条），如开采二 1 煤层时， 可以带奥灰水压开采，已有批复文件。 续前页 2.承压水含水层与开采煤层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 当遵守以下规定（78 条）： a.采取疏水降压，把承压含水层的水头值降到隔水层能允许的安全水头值以下，并 制定安全措施，由煤矿企业总工程师批准。 b.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。 c.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，可以酌情 采用局部注浆加固底板隔水层和改造含水层为弱含水层的方法，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，并制定专门的防治淹井措施，由煤矿企业总 工程师批准。 9--标志层 标志层---具有明显可对比、可比较的层位。二 1 煤层与 S9（二 1 煤层底板砂岩）、S10 （二 1 煤层顶板砂岩）、 八灰 C3L8 、二灰 C3L2 、奥灰 O2 灰岩含水层等都有一定的 间距，测井曲线视电阻率等有明显的反映，易于对比与反映，如当钻进到砂岩、灰岩时 常出现进度慢、顶钻等现象。 10--矿井充水三要素（形成条件） 矿井透水事故是指矿井在建设和生产过程中，地表水、地下水、老空水通过裂隙、断层、 塌陷区等通道涌人矿井，给矿井安全生产带来严重安全威胁，甚至造成人员伤亡。矿井 水害的形成和发生是建立在特定的环境和条件下，即要有充水水源、充水通道以及足够 的充水强度才能引发矿井水害或事故。 1.充水水源--地表水、地下水、大气降水和老空积水 。常见的地表水充水水源有低洼 处积水、江河水、湖泊水、海洋水和水库水等。地表水体能否构成矿井充水水源，关键 在于是否存在有沟通水体与矿井的导水途径（或通道）。 续前页 2.充水通道--是指连通充水水源与矿井的流水或进水通道，它是矿井充水因素中最关键，也是最难准确认识或判别的因素 ；矿井充水的导水通道包括构造类导水通道，如 断层、裂隙等；采矿扰动类导水通道，如顶板冒落、底板破裂、留设的煤柱被破坏等； 人类工程类导水通道，如封闭不良钻孔、人工暗渠或暗河、小煤矿越界或越层开采等； 其他导水通道，如陷落柱、岩溶溶洞、地面塌陷坑等。 3.充水强度--主要取决于充水水源的量、体积、空间以及充水通道的畅通程度（长、宽、 顺等）。 11--水质 水质--反映水质量的指标，通过对水体或出水点现场采取水样，经过化验可判断或初步 判定出出水水源或初步判别出水质的类型，也可区别水质的性质和质量即可饮用水、少 饮用水、不可饮用及严禁饮用水，如 PH 值 6.8~7.5 之间为中性水，符合国家饮用水标 准，PH 值大于 9 或小于 6 时尽可能少饮用或严禁饮用等。 如六矿新副井筒水为层间潜水（砾岩水，大约在 88 米的位置），水质发甜可饮用，但 到雨季水交替频繁时，水质颜色发混不透明，不易饮用。 问题--雨季“三防” “三防”---防雷电、防排水（井上、下水）、防洪水 续前页 A.奥灰灰岩水化学特征 属大气降水、地表水溶滤--入渗型，其化学成分是水与岩石相互作用的结果。由于 其岩溶水补给条件好，地下径流迅速、水交替程度强烈等特点，其 Cl-、So42-、固形物 含量低、总硬度多低于 18 德国度，PH 值位于 7.0~8.0 之间。该含水层有较好的埋藏条 件，不易遭受人为活动的污染与破坏，易作为人类饮用和日常生活用水。 续前页 B.老空水水化学特征 老空（窑）水因长期处于封闭或过氧化状态，水质差，固形物、So42-非常高。 续前页三、矿井发生水灾水害原因分析 1.矿井水文地质条件不清或不明 主要是井巷或采掘头面接近老空老巷老窑、充水断层、导水断层、导水陷落柱、强 含水层、断裂破碎带、地表水体等位置时，对其存在的范围、积（含）水水量、水压大 小、超前距等不十分清楚，也未事先进行探放水工程，盲目施工，极易造成出水、透水 而造成淹采掘头面，甚至淹井及人身伤亡事故。 2.巷道位置设计或接替不合理 有时设在强含水层附近，或布在老空老巷的下方，或布在高水压和矿山压力应力集中部 位，或布置在构造部位，易造成巷道顶板出水、透水或突水。 续前页） 3.乱挖乱采 破坏或回采防水煤柱、岩柱，或施工质量低劣，或施工巷道中要线忽高忽低，不按 设计而随意变坡度，造成顶板冒落或底板隆起，易接近、接通强含水层或承压含水层而 导致突（出）水事故，如小煤矿采防水保护煤柱、或遇到导水断层（1997 年九矿北部刘家沟煤矿遇 F153 断层出水）。 4.积（存）水巷道或空间资料位置有误或不准 资料遗漏不准，新掘巷道与连通或贯通，就有可能与积水区掘透，或巷道掘进方向 与探水孔方向偏离（斜孔）超出了钻孔控制范围，而导致出水（如 1997 年底 2801 工作 面遇马 4 孔出水，寺湾井的两次出水等）。 续前页 5.井下未构筑防水闸墙 或虽有防水闸墙但未顺利及时关闭，在矿井发生大水和突水情况下，不能起到堵截 作用。 6.仓容不足 井下泵房水仓不按时清理，致使仓容减少，或泵排水能力不足，一旦发生突水及涌 水量大于矿井排水能力时，持续长时间排水而无法排水时，矿井就有可能被淹，如八矿 2007 年初的出水 （砾岩水） 、 五矿 （1985 年 6 月 C3L8 灰岩出水， 二水平泵房险些被淹） 。 续前页 7.地面防洪、防渗水措施不力 虽有措施但不认真执行或未落实措施， 从而导致地表大面积积水及暴雨山洪冲破防 洪工程，致使地面水灌入井下，如 2007 年山东的一个矿就被河水淹没。 8.人的思想麻痹也是一个不容忽视的原因 如 2007 年八矿工作面已出水十多天，未引起重视，未采取有效措施；四矿掘进头 未放完老空水，就开始掘进。 四、矿井水害的基本思路 （一）查明矿井充水条件 基础水文地质勘查 生产过程的补勘 有针对性的专门勘查 （二）进行矿井突水预测预报 勘查阶段的长期宏观预报 生产过程中的中期预报 基于监测系统中的临时预报 续前页 （三）制订矿井防治水技术方案 防―留设防水煤柱 堵--注浆堵出水点 疏--疏水降压开采 排--完善排水系统 截―实施堵水工程 六、井下探放水 （一）在什么情况下探放水（《煤矿防治水规定》第 92 条）1.接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿； 2.接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱； 3.打开防隔水离煤（岩）柱放水前； 4.接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带； 5.接近有出水可能的钻孔； 6.接近水文地质条件复杂的区域； 续前页 7.采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩） 柱厚度不清楚可能发生突水； 8.接近有积水的灌浆区； 9.接近其他可能突水的地区。 要求与规定： 探水前，应当确定积水线和探水警戒线并绘制在采掘工程平面图上。 采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有 害气体危害等安全措施（第 93 条） 。 ※ 规定 采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有 害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距，应当根据水头高低、煤（岩）层 厚度和硬度确定。探放水设计由地测机构提出，经矿井总工程师组织审定同意，按设计 进行探放水。 （第 93 条） （二）探放水的目的与要求 矿井井下探放水指矿井在采矿过程中用超前勘探方法， 查明采掘工作面顶 （底） 板、 侧帮和前方的含水构造（包括陷落柱）、含水层、老空积水等水体的具体位置、产状等 过程。为消除水害隐患，要求在采掘工作过程中进行探放水工作，探明采掘前方的赋水 情况。若有水，根据水量大小有控制地将水放出，然后再进行正常的采掘工作，确保采 掘安全生产。 （三） 探水警戒线 煤矿井下存在各种积水区时，必须在采掘工程平面图上标出积水范围、外缘标高和 积水量，同时标出探水警戒线位置，并符合以下规定： 探水警戒线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采空 区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素规定。 对本矿开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过 1MPa。 探水线至积水区的最小水平钻距不得小于 30m （第 98 条） ， 止水套管长度不得小于 10m。 续前页 本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边界时，探水线至推断的积水边 界的最小距离不得少于 60m，最好按 100m 设防。对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边界的最小距离不得少于 60m。对没有图纸资 料可查的老空，可根据本矿井已了解到的小煤矿开采最低水平，作为预测区，必要时可 先进行物探控制可疑区，再由可疑区向外推 100m 作为探水警戒线。 对已知的断层、陷落柱的探水线，由断层、陷落柱所留设的防水煤柱线至少向外推 20m 作为探水警戒线。 （四）探放水注意事项 探水钻孔超前距和止水套管长度应符合以下要求（第 96 条）： 预计水压大于 0.1MPa 的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度应在 探放水中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个 作业人员了解和掌握。 钻孔内水压大于 1.5MPa 时，采取反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和 煤（岩）壁突然鼓起的措施。 （五）探放水原则 1.《煤矿防治水规定》（第 3 条）规定： 防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则。 2.《煤矿防治水规定》第 88 条规定：对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持： 预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采的原则，进行充水条件分析，并遵循以下规 定： a.每年年初，根据采掘接替计划，结合矿井水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水 害分析预报表及预报图。 续前页 b.在采掘过程中， 要对预报图及表进行逐月进行检查， 不断修正与补充。 发现水患险情， 及时发出水害通知单， 并报告矿调度室， 通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点。 c.采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。 更全面，即各采掘头面都必须进行探放水。 3.《煤矿防治水规定》第 89 条规定：水文地质类型为复杂和极复杂的矿井，在地面无 法查明矿井水文地质条件好充水因素时，应当坚持有掘必探的原则，加强探放水工作。 （六）井下探放水 a.布置探放水孔应当遵循以下规定（第 94 条）： 1.探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，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。钻孔终孔位置以满足平距 3m 为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过 1.5m； 2.探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的 钻孔不得少于 2 个； 3.煤层内，原则上禁止探放水压高于 1MPa 的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如 确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水； 4.上山探水时，一般进行双巷掘进，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 30-50m 掘 1 个联络巷，并设挡水墙。续前页 b.在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定（第 96 条）： 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。 2.清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水 设备。 3.在打钻地点或其附近安设专用电话。 4.依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲 临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。 续前页 5.在预计水压大于 0.1MPa 的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度 在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并 使每个作业人员了解和掌握。 6.钻孔内水压大于 1.5MPa 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。 续前页 第 97 条规定： 探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外， 终孔孔径一般不得大于 75mm。 探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定（第 98 条）： 1.探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定， 但最小水平钻距不得小于 30m，止水套管长度不得小于 10m； 2.沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表 5-1 确定探水钻孔超前距离和止 水套管长度。 超前距与止水套管长度 (七)探放水设计 平常采掘头面所说的打探眼严格来说不叫探放水，而是叫超前探测。正规的探放水设计 内容比较多，包括：目的、任务，积水区（目的层）和含水层等的位置、范围，积水量 （含水量）的预计值、水压大小、可能的危害性，水量（水压）监测，施工组织，避灾 路线必须明确。 规定： 1.当水压大于 1MPa 时，必须有单孔设计（含方位、孔深、倾角、终孔结束标准），安 装孔口管。 2.在煤层中严禁进行探放水作业，若进行，必须建防水闸墙并在墙外向内探水；严禁在 煤巷中探放高压充水断层和导水陷落柱。 3.严禁上山探放老空老巷等积存水 （如八矿 1995 年 1 月 19 日上山探水、 三矿 1999 年 6 月 25 日探密闭水）。 （八）探放水布孔原则 1.应成组布设，并在平面图上呈扇形。 2.终孔位置以满足平距 3m 为准。3.厚煤层内各孔终孔的垂距≤1.5m。 4.探放断裂构造水和岩溶水时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻 孔不得少于 2 个（第 94 条）。 5.探放老空积水的超前距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定， 但最小水平钻距不得小于 30 米（第 98 条），止水套管长度不得小于 10 米。 （九）探放水结束标准 1.老空放水结束标准（没有动水量） 必须有两个以上在原出水孔下方的钻孔证实无水时，方可结束放水工程，地测部门下达 允许掘进通知单。 2.有动水量补给时 水压接近于零或达到设计规定的水压 补打钻孔 2 个以上，水流量无明显增大 水流量不大于预计的动水流量 3.主要含水层或者断层水的探水结束标准， 观测的水量和水压均为零或接近于零或达到 设计标准。 （十）注意事项 1.所有探放老空积（存）水及小煤矿水时所规定的超前钻孔，超前距≥30m。 2.稳固钻机。不论是老空或含水层，当出现顶钻、水量有压力及突然增大时，应立即停 止钻进，但不得拔出钻杆，向调度报告，听候撤人等命令。 问题：出水后如何撤人？ （1）应向高处走，但不是独头巷道。 （2）沿着避水灾线路的方向。 （3）逆风流向井底方向走。 （十一）突水预兆（特征） 突水预兆（特征） 挂红（老空铁锈）、挂汗（水滴）、空气变冷（巷道湿度增加）、出现雾气（水蒸气吸 热）----出（突）水的初始预兆，此时应及时向调度室报告，采取措施，准备撤人?前 期预兆。 水叫（附近有水来）、顶板淋水加大（已经出水）----出（突）水的中期预兆，此时应 停止作业，发出警报撤人?中期预兆。 顶板突然来压（水还未完全释放出来）、底板鼓起或产生裂隙渗水（水量有压力）---出（突）水的晚期预兆，此时必须撤人?后期预兆。 水色发浑及有臭味----老空水。 七、井下排水 1.井下主要排水设备的规定 水泵----必须有工作、备用和检修。工作水泵的能力，应能在 20h 内排出矿井 24h 的正 常涌水量；备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的 70%；工作和备用水泵的总能力， 应能在 20h 内排出矿井 24h 的最大涌水量； 检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的 25%（第 58 条）。 问题：主要泵房至少有几个出口？ 2 个（第 59 条） 续前页 （1）一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板 7m 以上。 （2）一个出口通到井底车场，在此通道内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密 闭门。 水管----必须有工作和备用的水管。 工作水管的能力应能配合工作水泵在 20h 内排出矿 井 24h 的正常涌水量；工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在 20h 内排 出矿井 24h 的最大涌水量（第 58 条）。 配电设备----应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。 2.水仓（第 60 条） 主要水仓必须有主仓和副仓 当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。 问题： （1）水仓的仓容必须经常保持多少？50％ （2）当矿井正常涌水量大于 1000m3/h 时，仓容如何规定？ 主要水仓至少大于 4 小时正常涌水量 （3）当矿井正常涌水量小于 1000m3/h 时，仓容如何规定？ 主要水仓至少大于 8 小时正常涌水量 （4）采区水仓如何规定仓容？ 有效容量大于 4 小时的正常涌水量 （5）何种水文地质条件的矿井，在井底车场建防水闸门？ 有突水淹井危险、水文地质条件复杂的矿井 八、矿井综合防治水措施 《煤矿防治水规定》第 3 条规定，矿井防治水工作采取防、堵、疏、排、截 的综合治理措施。 1.防治水 “十六字”原则（第 3 条） 防治水十六字原则科学地概况了水害防治工作的基本程序。 1-预测预报-是水害的基础，是指在查清矿井水文地质条件基础上，运用先进的水害预 测预报理论和方法，对矿井水害做出科学地分析判断和评价。 2-有疑必探-是根据水害预测预报评价结论，对可能构成水害威胁的区域，采用物探、 化探和钻探等综合探测手段，查明或排除水害。 续前页 3-先探后掘-是指先综合探测，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工。 4-先治后采-是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（第 3 条）1?防主要指合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等，防隔水 煤（岩）柱一旦确定后，不得随意开采破坏。 2?堵主要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。 续前页 3?疏主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压。 4?排主要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。 5?截主要指加强地表水（河流、水库、洪水等）的截流治理。 3.注意事项 1-措施中必须明确避灾路线。 2-地测防治水机构，做好水情水害预报通报及水害月度评价，加强超前探测。 3-每年雨季前，主排水泵必须做泵联排试验，增强综合抗水灾抢险能力。 4-雨季前，完成井下水灾演习，确保抢险的质量、实际效果及能力。 4.防治水工作的难度 1-老空老巷积（存）水的范围、积水量等情况难于预计准确（可定性，难以定量）。 2-断层的导水性难于确定。 3-防治水专业技术人员严重不足。 九、《煤矿安全规程》修改（防治水）部分 国家安全生产监督管理总局关于修改〈煤矿安全规程〉第二篇第六章防治水部分条款的 决定》已经 2011 年 1 月 17 日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予 公布，自 2011 年 3 月 1 日起施行。 局长 骆 琳 二○一一年一月二十五日 严密规范防治水工作 ，
中国煤炭报 ――赵铁锤就《煤矿安全规程》防治水部分修改后颁布实施答本报记者问 《国家安全监管总局关于修改〈煤矿安全规程〉第二编第六章防治水部分条款的决 定》（国家安全监管总局令第 37 号）于 2011 年 3 月 1 日起施行。记者专门采访了国家 安全监管总局副局长、国家煤矿安监局局长赵铁锤。 记者：为什么要修改 《煤矿安全规程》防治水部分？ 赵铁锤：《煤矿安全规程》是煤矿安全生产的一部重要技术规章。近年来，煤矿重特大 水害事故多发，特别是 2010 年发生了 6 起重特大水害事故，损失严重，社会影响恶劣， 事故原因主要是对煤矿防治水工作不重视、 防治水措施不完善、 井下探放水工作不落实。 针对重特大典型水害事故的教训，非常有必要对《煤矿安全规程》 防治水部分条款作出修改，从而更加严密规范煤矿防治水工作，提升防治水技术和工作 水平，有效遏制重特大水害事故，促进煤炭工业健康发展。 记者：这次修改的主要内容有哪些？ 赵铁锤： 《煤矿安全规程》防治水部分共有 44 条，本次修改了三十九条，只有 5 条（第 遏制重特大水害事故二百五十三、二百七十四、二百七十六、二百七十九、二百八十一条）没有修改。 修改的主要内容：一是进一步明确了煤矿企业、矿井应当配备防治 水技术人员、探放水设备和应急救援装备的职责。二是要求煤矿企业、矿井应当建立水 害预防和预警机制，发现矿井有透水征兆时，应当立即撤出井下受水威胁地区的所有人 员。 三是明确了采掘工作面的探放水方法，井下探放水必须采用专用钻机、由专业人员和专 职队伍进行施工。四是增加了新建矿井有关防治水规定。五是对水淹区下采掘作出了明 确规定，严禁在水体下、采空区水淹区域下开采急倾斜煤层。 记者：为什么修改后的《煤矿安全规程》防治水部分 多次强调煤矿井下探放水必须由 专业人员、专职队伍 使用专用探放水钻机进行探放水？ 赵铁锤：据统计，近几年发生的水害事故大部分是由于探放水措施不落实或不到位造成 的，如未按有关规定和设计要求进行探放水、违规使用煤电钻探放等，事故教训十分深 刻。 因此，修改后的第二百五十一条要求煤矿企业、矿井必须配备满足工 作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍，建 立健全防治水制度，装备必要的防治水抢险救灾设备。 第二百六十七条、第二百八十二条、第二百八十五条、第二百八十六条、第二百八十八 条规定井下探放水必须采用专用钻机，由专业人员和专职队伍进行探放水。修改后的规 程明确要求：严禁使用煤电钻等非专用钻机进行探放水，探放水工应当经培训合格后方 可上岗。 记者：对新建矿井和基建队伍的 防治水工作有什么要求？ 赵铁锤：近年来，新建矿井在基本建设过程中发生了多起淹井事故。为此，这次修改专 门增加了新建矿井有关防治水规定。 规定井筒开凿到底后， 必须优先施工永久排水系统， 在进入采区施工前应当建好永久排水系统。 基本建设矿井的施工队伍也要配备防治水专 业技术人员，配置专用探放水钻机，加强井下探放水工作。当矿井水文地质条件比地质 报告复杂时，必须针对揭露的水文地质情况，开展水文地质补充勘探，查明水害隐患， 采取可靠的安全防范措施。 三是地方各级煤矿安全监管部门、煤炭行业管理部门和驻地煤矿安全 监察机构要督促煤矿企业按照《煤矿安全规程》防治水部分的要求，进行整改达标；煤 矿安全监管部门、监察机构要严格执法，对水害严重、经整改仍不具备安全生产条件的 煤矿要提请地方政府依法关闭，从源头上消除事故隐患。 对于发生水害事故的煤矿，要按照“四不放过”和“依法依规、实事 求是、注重实效”的原则，严肃调查处理，及时公布事故原因和处理结果；对于重大未遂水害事故，也要认真查明原因，深刻吸取教训，防范类 似事故再次发生。 ※ 煤矿防治水的“三专”第二百五十一条修改为：“煤矿企业、矿井应当配备满足工作需要的防治水专业技术人 员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍，建立健全防治水各项制度，装 备必要的防治水抢险救灾设备。”即《煤矿安全规程》中防治水部分的“三专”内容。 ※ 规划及水文地质类型划分 第二百五十二条修改为：“煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划（5-10 年）和年度计划，并认真组织实施。 “煤矿企业、矿井应当对矿井水文地质类型进行划分，定期收集、调查和核对相邻煤矿 和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图和矿井充水性图上标出其井田位置、开采 范围、开采年限、积水情况。矿井应当建立水文地质观测系统，加强水文地质动态观测 和水害预测分析工作。” 又增加一款，作为本条第三款：“水文地质条件复杂、极复杂矿井应当每月至少开展 1 次水害隐患排查及治理活动， 其他矿井应当每季度至少开展 1 次水害隐患排查及治理活 动。” 第二百五十四条修改为：“煤矿企业、矿井应当查清矿区及其附近 地面河流水系的汇水、渗漏、疏水能力和有关水利工程等情况；了解当地水库、水电站 大坝、江河大堤、河道、河道中障碍物等情况；掌握当地历年降水量和最高洪水位资料， 建立疏水、防水和排水系统。” 又增加一款，作为本条第二款：“煤矿企业、矿井应当建立灾害性天气预警和预 防机制，加强与周边相邻矿井的信息沟通，发现矿井水害可能影响相邻矿井时，立即向 周边相邻矿井进行预警。” ※ 井口及洪水位 第二百五十五条修改为：“矿井井口和工业场地内建筑物的地面标高 必须高于当地历年最高洪水位；在山区还必须避开可能发生泥石流、滑坡等地质灾害危 险的地段。 “矿井井口及工业场地内主要建筑物的地面标高低于当地历年最高 洪水位的，应当修筑堤坝、沟渠或者采取其他可靠防御洪水的措施。不能采取可靠安全 措施的，应当封闭填实该井口。” 十、煤矿防治水 安全技术措施及其它 （一）鹤煤集团 2010 年编制“生产矿井安全技术措施格式” 1.奥灰水综合防治安全技术措施 2.承压含水层带压开采安全技术措施 3.底板承压水防治专项措施4.地表水防治专项措施 5.掘进工作面探放老空水安全技术措施 续前页 6. 重大水灾事故应急预案 7.矿井综合防治水措施 8. 疏放八灰水施工安全技术措施 9.小煤矿发生突水专项应急安全技术措施 10.岩（煤）巷地质钻孔施工安全技术措施 11.岩巷防突水措施 （二）重大水灾事故应急预案 一、目的与意义 目的，重要意义，编写的依据 二、矿井水害 （一）矿井水害类型 根据矿井存在的水害类型（各含水层，老空水，构造水等，直接或间接的），水文地质 条件及水害特征 （二）矿井水害危险性分析 充水因素与充水条件分析，危害的可能性与条件 三、水害应急处置原则 防范水害发生，避免人员伤亡，控制水害范围，减小经济损失，积极组织救援，尽快恢 复生产。 续前页 四、组织机构及职责 （一）水害处置应急组织体系↓ 水害抢险救灾指挥部↓ （应急救援办公室） ↓ 抢险救灾组、综合技术组、供电排水组 、 物资供应组、后勤保障组、医疗救护组、 地面组、治安保卫组。 续前页 （二）组织机构 1.应急指挥部 指挥长，副指挥长，成员；应急办公室， 设置，成员，联系 2.水害应急救援专业组 （1）抢险救灾组 （2）综合技术组 （3）供电排水组（4）物资供应组 （5）后勤保障组 （6）医疗救护组 （7）治安保卫组 续前页 （三）职责划分 1.应急指挥部职责 2.应急救援办公室职责 3.救援专业小组职责 （四）注意事项 ?? 续前页 五、应急救援体系 1.启动应急预案，汇报等 2.抢险组织情况 3.抢险的可靠性与安全性 4.现场救助与处置情况，装备配备 续前页 六、应急救援预案保障措施 （一）应急救援预案的培训，学习，考试 （二）预案的监督，落实，检查，执行保证 续前页 七、水害预防与预警 （一）水害预防 1.水情水害监测 2.水害防范措施 （1）坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，做好水害隐 患排查和水情水害预报 （2）对于底板灰岩水，坚持“预防为主，先治后掘(采)”的原则，通过物探手段探查 水文地质条件 （3）对于顶板砂(砾)岩水以排为主。 （4）探放水工程要编制专项探放水设计与安全技术措施。 （5）排水系统正常运转的可靠性，水仓清挖，设备日常维护 （6）加强人员定位系统管理，确保在有水害威胁时人员撤离的可靠性与安全性。 （二）水害预警机制，如大暴雨、暴风天气，滑坡及地质灾害等。 续前页 八、水害报告程序 （一）报告内容发生突水时，要首先搞好现场自救，并按规定汇报，主要内容有： 1.发生突水的单位、时间、地点、位置； 2.突水类型； 3.人员遇险情况； 4.突水的初步原因判断； 5.已采取的应急抢救措施和进展情况； 6.突水造成的损失情况； 7.突水报告人和电话联系方式。 续前页 （二）汇报程序 当发生出（或透）水时，首先将现场受水威胁的所有人员撤离到安全地点，然后再向矿 调度汇报，按要求进行上报，并根据情况决定是否启动上一级应急预案。 续前页 九、安全技术措施 1.发现突水预兆时现场人员采取的措施 2.现场发现出水时所采取的措施 3.现场发生异常情况时，现场处置措施 4.现场与地面的通讯联系及场所 5.井下避灾线路，标示牌等 附件 （一）指挥部成员通讯录 （二）各项应急措施 （三）各种图纸（1:，1:200，或 1:50） （三）掘进工作面探放老空水 一、概况 目前施工巷道的具体位置，巷道参数，掘进工作面积水区面积及积水范围等情况 二、目的与要求 按照《煤矿防治水规定》要求及有关规程措施编制 续前页 三、水文地质条件 1.掘进工作面老空区积水区范围，积水标高（边界），探水警戒线，积水水质等情况 2.老空积水的充水水源，充水通道或途径，充水强度 3.积水区预计积水量，动水量等情况 续前页 四、探放水钻孔设计 1.单孔设计技术参数（孔径、孔深、方位、倾角） 2.预计单孔水量，最大放水量，孔口控水装置（测压、控水、孔口管长度） 五、钻探施工与排水 安全技术措施1.施工单位，钻机型号，钻探设备运输及安装 2.开工，钻探记录，跟班，钻探过程中异常情况处理与汇报，探放水结束标准，验收， 封孔等情况 3.设备维护与运转，排水情况（管路、泵的型号、排水线路） 4.瓦斯监测，有毒有害气体监测，出水监测，钻场的安全情况 续前页 六、施工组织及安全技术措施 1.由施工单位编制施工组织措施 2.地测防治水机构编制掘进工作面探放水设计及安全技术措施 3.避水灾线路 4.施工结果，报告提交 续前页 附件 1.探放水钻孔设计（方案）平面图，钻孔平面图，单孔设计 2.施工组织措施 3.安全技术措施 （四）鹤煤集团的“43 条” （鹤煤集团所属矿井生产现场停止作业的标准 ） 地测防治水部分共 11 条(鹤煤安〔 号) 1.采掘工作面未编制《防治水安全技术措施》或不按措施施工的。 2.有水害威胁的采掘工作面，不进行探放水作业、未达到探放水设计要求和探放水结束 标准的。 3.大型贯通未编制设计和设计未经批复的。 4.巷道相透、贯通、相邻时，相应的专项安全技术措施，不到位或不按措施施工的。 5.过断层、钻孔、老空、老巷、陷落柱时措施不到位或不按措施施工的。 续前页 6.贯通前 20 米，未探明前方巷道情况的；与采掘工作面相邻 20 米范围内，老空、老巷 等情况不清楚的。 7.接近大中型构造 30 米前未查明情况的。 8.岩巷掘进工作面在距煤层法线距离 10 米前未探明煤层情况的。 9.地质资料不明确，必须坚持“有掘必探”，超前钻探距离达不到公司规定进行施工的。 10.导线点、中线点、腰线点遭到损坏，不重新标定的。 11.开工卡片未经地测部门审批的。 （五）瓦斯地质三年规划 一、目的及意义 1.编制的主要目的 2.编制的重要意义 3.编制的依据、需要及要求 二、编制的步骤1.矿井目前现有的探测手段 2.怎样去做，如何完成，达到什么结果 3.实施的步骤或顺序 续前页 三、瓦斯地质规划内容 1.根据接替计划与安排，超前探测工程 2.探测构造的情况即工程 3.实施物探的情况 4.巷探或其它需要做的工程 四、结果 1.做到什么程度 2.达到什么效果（预期） 3.经济或社会效益分析 五、问题或建议或下步安排 （六）---工作面水文地质情况报告 一、目的与意义 目的，意义，工作面的施工情况（范围、四邻及掘进的起止日期等），依据等。 二、充水因素分析或水害威胁情况分析 1.陷落柱分析 2.揭露断层情况 3.老空老巷分析 4.钻孔 5.工作面内及四邻现有情况分析 三、结论或结果或综合评价 （七）---总结 一、概况 你所做的工作的基本情况。 二、工作情况 1.工作或工程的内容--描述或列表。 2.所做工作或工程，与原始要求及设计的符合性等方面做比较分析。 3.对原始要求或设计的变更与修改情况。 三、工作情况达到的目的或结果 1.达到要求的情况。 2.对结果的分析或对比即效益分析或经济分析。 四、存在问题或下步安排或整改情况 (八)《煤矿安全规程》 规定的 11 种图纸 1-矿井地质及水文地质图 2-井上、下对照图3-巷道布置图 4-采掘工程平面图 5-通风系统图 6-井下运输系统图 7-安全监测装备布置图 续前页 8-排水、防尘、防火注浆、压风、充填、抽放瓦斯等管路系统图 9-井下通信系统图 10-井上、下配电系统图和井下电气设备布置图 11-井下避灾路线图 （九）《煤矿防治水规定》 要求的防治水图件 1.矿井充水性图 1:2000 或 1:5000 2.矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图 3.矿井综合水文地质图 1:2000 或 1:10000 4.矿井综合水文地质柱状图 5.矿井水文地质剖面图，一般 1:1000 （十）地测标准化 要求的八种基本矿图 1.井田区域地形图 1:2000 或 1:5000 2.工业广场平面图 1:500 或 1:1000 3.采掘工程平面图 1:1000 或 1:2000 4.井上、下对照图 1:2000 或 1:5000 5.主要保安煤柱图 1:1000 或 1:2000 6.井筒断面图 1:200 或 1:500 7.井底车场平面图 1:200 或 1:500 8.主要巷道平面图 1:1000 或 1:2000 结束语 谢谢大家！
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