防治水方案及措施

威宁县炉山镇核桃坪煤矿防治水方案及措施

技术编制：胡承明

审核：孙向明

日期：2010年8月

目录

第一章地面防治水 (1)

第二章防隔水煤（岩）柱的留设 (4)

第三章建立健全排水系统 (5)

第四章井下探放水措施 (7)

第五章采掘工程所采取的防治水措施 (12)

第六章疏干开采和带压开采 (14)

威宁县炉山镇核桃坪煤矿

防治水方案及措施

第一章地面防治水

一、地表水防治设计依据

1、防洪标准及防洪坝墙设计要求

（1）为使工业场地生产区不受山洪的威胁，在井口及工业广场东侧高地设计梯形断面的截洪（水）沟，使山洪水流入工业广场两侧的自然冲沟中，确保工业广场的安全。

（2）场地内设计排水明沟、盖板沟。地面雨水流经水沟就近排入附近小溪沟。矿井工业场地扩建时，将对原有排水沟进行修缮和改造，采用分散的排水方式，可减小水沟的断面，且使水沟的沟底纵坡保持5?～10?，确保雨水快速汇入附近小溪沟。

（3）由于矿区冲沟发育，雨季时冲沟水可能直接进入采空区，使矿井充水，造成淹井事故，应注意地表冲沟采动裂隙的治理。

（4）对地表透水和积水区域采取防堵、防漏措施，定期清理水沟，保持流水畅通。

2、开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响

在采空区影响范围内将诱发地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡等灾害，大气降水将渗入井下，形成水患。因此除留保安煤柱外，在矿井后期生产中，对采煤可能引起的裂缝应及时用土石进行填平夯实，应对地质环境变化加以监测和防护工作。设计中要对地表沉陷影响的重

建筑设留保安煤柱，对地表沉陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地，易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙，打抗滑桩或削坡减载等，另外，平时应经常有巡视人员，发现问题及时处理。

二、地表水防治

1、煤矿必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况、疏水能力和有关水利工程等情况，熟悉当地水库、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。

2、井口和工业场地内建筑物的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、滑坡的地段。井口及工业场地内建筑物的标高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、煤矿井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时，必须采取措施，并遵守下列规定：

（1）严禁开采煤层露头的防隔水煤（岩）柱。

（2）地表容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实；如果低洼地带范围太大无法填平时，应用水泵或建排洪站排水，防止低洼地带积水渗入井下。

（3）煤矿受到河流、山洪威胁时，必须修筑堤坝和汇洪渠，防止洪水侵入。

（4）排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗入井下。

（5）对漏水的沟渠（包括农田水利的灌溉沟渠）和河床，应及时堵漏或改道。地面裂缝和塌陷地点必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。

（6）在有滑坡危险的地段，可能威胁煤矿安全时，必须采取防止滑坡措施。

4、严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，以免冲到工业场地和建筑物附近或淤塞河道、沟渠。

5、使用中的钻孔，必须安装孔口盖。报废的钻孔必须及时封孔，防止地表水或含水层的水流入井下。观测孔、注浆孔、电缆孔与井下或含水层相通的钻孔，其孔口管必须高出当地最高洪水位。

6、报废的立井应填实充死，或在井口浇注1个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，并应设置栅栏和标志。

报废的斜井应填实充死或在井口以下斜长20m处砌筑1座砖、石或混凝土墙，再用泥土填至井口，并加砌封墙。

报废的平硐，必须从硐口向里用泥土填实至少20m，再砌封墙。报废井口的周围有地面水影响时，必须设置排水沟。

封填报废的立井、斜井和平硐时，必须做好隐蔽工程记录，并填图归档。

7、煤矿要主动与气象、水利、防汛等部门联系，建立灾害性天气预警和预防机制。掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息；及时掌握汛情水情，主动采取措施。并与周边相邻矿井沟通信息，当矿井出现异常情况时，立即向周

边相邻矿井进行预警。

8、煤矿要安排专人负责对本井田范围内及可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙及可能影响矿井安全生产的水库、湖泊、河流、涵闸、堤防工程等重点部位进行巡视检查，特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后，要实施24h不间断巡查。矿区每次降大到暴雨前后，必须派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。

9、煤矿要建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准、撤人的指挥部门和人员及撤人程序等;发现暴雨洪水灾害严重、可能引发淹井时，必须立即撤人，只有在确认隐患已彻底消除后方可恢复生产。

10、煤矿在雨季前要全面检查防范暴雨洪水引发事故灾难措施的落实情况，对排查出的隐患,要落实责任，限定在汛期前完成整改。防治水工程要有专门设计，竣工后组织验收。

第二章防隔水煤（岩）柱的留设

相邻矿井的分界处，必须留防隔水煤（岩）柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。

受水害威胁的煤矿，属下列情况之一的，必须留设防隔水煤（岩）柱。

1、煤层露头风化带。

2、在地表水体、含水冲积层下和水淹区临近地带。

3、与强含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或强导水断层接触的

煤层。

4、有大量积水的老窑和采空区。

5、导水、充水的陷落柱与岩溶洞穴。

6、分区隔离开采边界。

7、受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。

煤矿各类防隔水煤（岩）柱的尺寸，应根据矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律等因素，参照附录六留设，具体由地测部门编制专门设计，煤矿总工程师组织有关部门审查批准。

各类防隔水煤（岩）柱一经确定，不得随意变动，严禁在各类防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。开采水淹区下的废弃防隔水煤（岩）柱时，必须彻底疏放上部积水，严禁顶水作业。有突水历史或带水压开采的煤矿，应分水平或分采区实行隔离开采。在分区之前，要留设防隔水煤（岩）柱并建立防水闸门，以便在发生突水时，能够控制水势、减少灾情、保障矿井安全。

第三章建立健全排水系统

煤矿必须配备与矿井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配电设备和水仓等，确保矿井能够正常排水。井下主要排水设备，应符合下列要求：

1、水泵：必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其它用水）。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％。

水文地质条件复杂和极复杂矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另外增加排水能力。

2、水管：必须有工作和备用水管。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。

3、配电设备：应同工作、备用和检修水泵相匹配，并能保证全部水泵同时运转。有突水淹井危险矿井，可另行增建抗灾强排水能力泵房。

主要泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7m以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。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。

新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h 以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可按下式计算：

Ｖ＝2（Q+3000）

式中：V——主要水仓的有效容量，m3

Q——矿井每小时正常涌水量，m3/h

但主要水仓的总有效容量不得小于4h的矿井正常涌水量。采区

水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。

矿井最大涌水量与正常涌水量相差大的矿井，排水能力和水仓容量应由有资质的设计部门编制专门设计，由企业总工程师组织审查批准。

水仓进口处应设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其它涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50%以上。

水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。在每年雨季以前，必须全面检修一次，并对全部工作水泵和备用水泵进行一次联合排水试验，发现问题，及时处理。水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理1次。

在建矿井在永久排水系统形成之前，各施工区必须设置临时排水系统，并保证有足够的排水能力。水文地质条件复杂、极复杂的矿井，当开拓到设计水平，只有在建成防、排水系统后，方可开始向有突水危险地区开拓掘进。

第四章井下探放水措施

凡采掘工作面受水害影响的矿井，应开展充水条件分析，坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。其基本要求是：

1、每年初，根据年采掘接续计划，结合水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水害分析预测表及水害预测图。

2、在采掘过程中，对预测图、表要逐月进行检查，不断补充和修订。

发现水患险情，应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。

3、采掘工作面年度和月度水害预测资料应及时报送矿总工程师及生产安全部门。

由于水文地质条件复杂和极复杂的矿井，在地面无法查明矿井水文地质构造和充水因素时，必须坚持有掘必探。

煤矿在受水害威胁的地区，巷道掘进之前，必须采用钻探、物探、化探等方法查清水文地质条件。地测部门要提出水文地质情况分析报告，并提出水害防范措施，经煤矿总工程师组织生产、安监、地测等有关部门审查后，方可进行施工。

矿井工作面回采前，必须采用物探、钻探、巷探、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。地测部门要提出专门水文地质情况报告，经煤矿总工程师组织生产、安监、地测等有关部门审查后，方可进行回采。发现断层、裂隙、陷落柱等构造充水时，必须采取注浆加固或留设防隔水煤（岩）柱等安全措施，否则，不得开采。

一、探放水原则

必须做好水害分析报告，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，还必须做到“有疑必停”。必须经探放水确认无突水危险后才能向前掘进，必须引起高度重视，视实际情况确定防水设施。在采面回风巷掘进和接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等

安全措施。

探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。

探放水设计包含以下方面：

探水起点的确定：为了确保采掘工作和人生安全，将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析划出三条界线。

①积水线：积水边界线（小窑采空区范围），其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。

②探水线：根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定，具体规定如下：

对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区，如边界准确，水压不超过1MPa时（本矿小窑开采深度小）探水线至积水区的最小距离：煤层中不得小于30ｍ，岩层中小于20ｍ。对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60ｍ。对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，同时坚持“有疑必停”，防止发生透水事故。掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60ｍ。石门揭开含水层前，探水线至含水层的最小距离不得小于20ｍ。

③警戒线：

沿探水线外推50－150ｍ（在上山掘进时指倾斜距离）即为警戒线。

二、采掘工作面遇下列情况之一时，必须确定探水线进行探水

1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时，井巷出水点的位置及其水量、有积水的的井巷及采空区积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。

2、有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水层、裂隙（带）、陷落柱时必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，也可采取其它防治措施。

3、打开隔离煤柱前必须探放水。

4、接近有水的采煤工作面时必须探放水。

5、接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。

6、煤层顶板的含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

7、采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。

区内有采煤历史。长期以来，一些地方小煤窑分布于可采煤层露头附近，形成的采空区较多。但其开采深度较浅。由于地质资料没有准确提供小煤窑及老空区开采深度和范围，因此无法确定小煤窑积水

探水线的位置。所以在工作中一定要收集有关资料，确定小煤窑积水位置，以防开采浅部煤层时和小窑、老窑穿透而产生透水事故。

三、探放水注意事项

1、进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。

2、进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业地点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有人员。

3、安装钻机探水前，要遵守下列规定：

①加强钻场附近的支护，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，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

③在打钻孔地点或附近安设专用电话。

④测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

4、预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。

5、钻孔水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）避突然鼓出的措施。

6、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁的人员，然后采取措施，进行处理。

7、探放老空水或采空区积水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

8、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

9、排除上山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，有害气体有突然涌出的可能，必须制定安全措施。

第五章采掘工程所采取的防治水措施

1、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、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。

2、针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。

3、井巷在掘进过程中必须边探边掘，掌握前方及上方采空区的水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。

4、在采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

5、井下和地面排水设施保证完好，井下水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。

6、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。

7、必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

8、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。

9、鉴于井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井下，因此，应遵守下列规定：

（1）严禁开采煤层露头线的防水煤柱。

（2）容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。

（3）排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。（4）对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。

第六章疏干开采和带压开采

煤层（组）顶板导水裂隙带范围内分布有富含水层，必须进行疏干开采。冒落带与导水裂隙带最大高度可根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的有关公式计算和现场实测等方法综合确定。被松散富含水层所覆盖、浅埋缓倾斜煤层，需要疏干开采时，应进行专门水文地质勘探或补充勘探，查明水文地质条件，并根据勘探评价成果确定疏干地段、制定疏干方案，由煤矿总工师审批执行。

疏干开采半固结或较松散的含水第三系煤层时，采前应着重解决如下问题：

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，预计涌水量和预测可疏干性，建立动态观测网，观测疏干速度和疏干半径。

3、在疏干开采试验中，应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。

若煤层顶板受开采破坏后，其导水裂隙带波及范围内存在强含水层（体）时，掘进、回采前必须对含水层采取超前疏干措施。要进行专门水文地质勘探和试验，并编制疏干方案，选定疏干方式和方法，综合评价疏干开采条件和技术经济合理性。疏干方案由煤矿总工程师审定。

在矿井疏干开采过程中，应进行定性、定量分析，可应用“三图—双预测法”进行顶板水害分区评价和预测。有条件的矿井可应用数值模拟技术，进行冒裂带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和预测。

承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实际水头值时，开采后隔水层不易被破坏，煤层底板水突然涌出可能性小，可以进行“带水压开采”，但必须制定安全措施，由煤矿总工程师审批。

承压含水层与开采煤层之间的隔水层厚度，能承受的水头值小于实际水头值进行开采前，必须遵守下列规定：

1、采取疏水降压的方法，把承压含水层的水头值降到隔水层能允许的安全水头值以下，并制订安全措施，由煤矿总工程师批准；总结适合本矿区（井）的安全水头值，指导安全生产。

2、承压含水层的集中补给边界已经基本查清，可预先进行帷幕注浆，

截断水源，然后疏水降压开采。

3、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，但必须编制专门的设计，在有充分防范措施的条件下进行试采，并制订专门的防止淹井措施。专门设计由煤矿总工程师批准。