第六节注浆堵水
第八十条井筒预注浆应当符合下列规定:
(一)当井筒预计穿过较厚裂隙含水层或者裂隙含水层较薄但层数较多时,可以选用地面预注浆;
(二)在制定注浆方案前,施工井筒检查孔,以获取含水层的埋深、厚度、岩性及简易水文观测、抽(压)水试验、水质分析等资料;
(三)注浆起始深度,确定在风化带以下较完整的岩层内。注浆终止深度,大于井筒要穿过的最下部含水层的埋深或者超过井筒深度10-20m;
(四)当含水层富水性较弱时,可以在井筒工作面直接注浆。
第八十一条注浆封堵突水点应当符合下列规定:
(一)圈定突水点位置,分析突水点附近的地质构造,查明降压漏斗形态,分析突水前后水文观测孔和井、泉的动态变化,必要时需进行连通(示踪)试验;
(二)探明突水补给水源的充沛程度或者来水含水层的富水性,以及突水通道的性质和大小等;
(三)封堵突水点,注浆前,做连通试验和压(注)水试验;注浆前后,做好矿井排水对比分析;
(四)编制注浆堵水方案,经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
第八十二条采用帷幕注浆方案前,应当对帷幕截流进行可行性研究。
帷幕注浆方案经论证确定后,应当查清地层层序、地质构造、边界条件,帷幕端点是否具备隔水层或闭合性断层及其隔水性能、地下水向矿井的渗流量、地下水流速和流向等水文地质条件。
编制帷幕注浆方案,经煤矿企业总工程师组织审查同意后实施。
第八十三条当井下巷道穿过与河流、湖泊、溶洞、含水层等存在水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱等构造时,应当探水前进。如果前方有水,应当超前预注浆封堵加固,必要时可预先构筑防水闸门或者采取其他防治水措施。否则,不准施工。穿过含水层段的井巷,应当按照防水的要求进行壁后注浆处理。
第八十四条当回采工作面内有导水的断层、裂隙或陷落柱时,应当按照规定留设防隔水煤(岩)柱,也可以采用注浆方法封堵导水通道;否则,不准采煤。注浆改造的工作面可以先进行物探,查明水文地质条件,根据物探资料打孔注浆改造,再用物探与钻探验证注浆改造效果。
第八十五条涌水量大、有突水威胁的矿区,应当建立注浆专业队伍,负责注浆堵水工作。
第八十六条工作面煤采完后,对于已经失去使用价值而需关闭的局部疏水降压钻孔,应当进行注浆封闭,并在有关图纸上标明其位置。
第八十七条废弃矿井闭坑淹没前,应当采用物探、化探和钻探等方法,探测矿井边界防隔水煤(岩)柱破坏状况及其可能的透水地段,采用注浆堵水工程隔断废弃矿井与相邻生产矿井的水力联系,避免矿井发生水害事故。
第五章井下探放水
第八十八条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,并遵守下列规定:
(一)每年年初,根据每年的采掘接续计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害隐患,提出水害分析预测表及水害预测图;
(二)在采掘过程中,对预测图、表逐月进行检查,不断补充和修正。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;
(三)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。
采掘工作面水害分析预报表和预测图模式见附录六。
第八十九条水文地质条件复杂、极复杂的矿井,在地面无法查明矿井水文地质条件和充水因素时,应当坚持有掘必探的原则,加强探放水工作。
第九十条在矿井受水害威胁的区域,进行巷道掘进前,应当采用钻探、物探和化探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告,并提出水害防范措施,经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后,方可进行施工。
第九十一条矿井工作面采煤前,应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层(体)富水性等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告,经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后,方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的,应当采取注浆加固或者留设防隔水煤(岩)柱等安全措施。否则,不得回采。
第九十二条采掘工作面遇有下列情况之一的,应当进行探放水:
(一)接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿;
(二)接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱;
(三)打开防隔水煤(岩)柱进行放水前;
(四)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;
(五)接近有出水可能的钻孔;
(六)接近水文地质条件复杂的区域;
(七)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;
(八)接近有积水的灌浆区;
(九)接近其他可能突水的地区。
探水前,应当确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。
第九十三条采掘工作面探水前,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。
第九十四条布置探放水钻孔应当遵循下列规定:
(一)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;
(二)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;
(三)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;
(四)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。
第九十五条井下探放水应当使用专用的探放水钻机。严禁使用煤电钻探放水。
第九十六条在安装钻机进行探水前,应当符合下列规定:
(一)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;
(二)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;
(三)在打钻地点或其附近安设专用电话;
(四)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;
(五)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;
(六)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。
第九十七条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。
第九十八条探水钻孔超前距离和止水套管长度,应当符合下列规定:
(一)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;
(二)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。
表5-1岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度
水压(MPa) | 钻孔超前钻距(m) | 止水套管长(m) |
<1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 >3.0 | >10 >15 >20 >25 | >5 >10 >15 >20 |
第九十九条在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,应当立即停止钻进,但不得拔出钻杆;应当立即向矿井调度室汇报,派人监测水情。发现情况危急,应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。
第一百条探放老空水前,应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体,并监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。当钻孔接近老空时,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。
第一百零一条钻孔放水前,应当估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;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,应当及时处理,并立即报告矿调度室。
第六章水体下采煤
第一百零二条在河流、湖泊、水库和海域等地面水体下采煤,应当留足防隔水煤(岩)柱。在松散含水层下开采时,应当按照水体采动等级留设不同类型的防隔水煤(岩)柱(防水、防砂或者防塌煤岩柱)。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)柱或者采用疏干方法保证安全开采。
第一百零三条在水体下采煤,其防隔水煤(岩)柱的留设,应当根据矿井水文地质及工程地质条件、开采方法、开采高度和顶板控制方法等,按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中有关水体下开采的规定,由具有乙级及以上资质的煤炭设计单位编制可行性方案和开采设计,报省级煤炭行业管理部门审查批准后实施。采煤过程中,应当严格按照批准的设计要求,控制开采范围、开采高度和防隔水煤(岩)柱尺寸。
第一百零四条在采掘过程中,当发现地质条件变化,需要缩小防隔水煤(岩)柱尺寸、提高开采上限时,应当进行可行性研究,并经省级煤炭行业管理部门审查批准后方可进行试采。
第一百零五条为了合理地确定留设防隔水煤(岩)柱尺寸,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应当包括下列内容:
(一)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,断层的富水性、导水性;
(二)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,特别应当查明松散层底部隔水层的厚度、变化与分布情况;
(三)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。
第一百零六条水体下防隔水煤(岩)柱,应当按照裂缝角与水体采动等级所要求的防隔水煤(岩)柱相结合的原则设计。进行水体下开采的防隔水煤(岩)柱留设尺寸预计时,覆岩垮落带、导水裂缝带高度、保护层尺寸可以按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的公式计算,或者根据类似地质条件下的经验数据结合基于工程地质模型的力学分析、数值模拟等多种方法综合确定,同时还应当结合覆岩原始导水情况和开采引起的导水裂缝带进行叠加分析综合确定。涉及到水体下开采的矿区,应当开展覆岩垮落带、导水裂缝带高度和范围的实测工作,逐步积累经验,指导本矿区水体下开采工作。
采用放顶煤开采的保护层厚度,应当根据对上覆岩土层结构和岩性、顶板垮落带、导水裂缝带高度以及开采经验等分析确定。留设防砂和防塌煤(岩)柱开采的,应当结合上覆土层、风化带的临界水力坡度,进行抗渗透破坏评价,确保不发生溃水和溃砂事故。
第一百零七条临近水体下的采掘工作,应当遵守下列规定:
(一)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;
(二)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小于4-6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;
(三)严禁在水体下开采急倾斜煤层;
(四)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;
(五)当地表水体或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、预计导水裂缝带大于水体与煤层间距时,采用充填法、条带开采和限制开采厚度等控制导水裂缝带发展高度的开采方法。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。
第一百零八条进行水体下采掘活动时,应当加强水情和水体底界面变形的监测。试采结束后,矿井应当提交试采总结报告,研究规律,指导水体下采煤。