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1、第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设本节共6条，内容包括：1.相邻矿井分界处煤柱的留设；2.需留设煤柱的七种情况；3.煤柱留设尺寸、设计编制及审批；4.煤柱的保护；5.废弃煤柱的开采；6.分区隔离开采煤柱的留设；,第五十一条：相邻矿井的分界处，应当留防隔水煤（岩）柱。矿井以断层分界的，应当在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。,释义本条是关于矿井分界处防隔水煤（岩）柱留设的规定。,（一）矿与矿边界必须留防隔水煤（岩）柱；以断层为界，则必须在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。防隔水煤（岩）柱尺寸在矿井设计时确定。（二）矿井边界煤（岩）柱已破坏的，要采取有效措施，建立防水承压的隔离措施。案例
2、2005年4月24日，吉林省蛟河市吉安煤矿+178米一层煤掘进工作面发生透水，水流经吉安煤矿与腾达煤矿连通的溜煤眼泄入腾达煤矿，造成腾达煤矿30名矿工死亡。事故直接原因：吉安煤矿在掘进178米一层煤巷道过程中，违法越界开采防隔水煤柱，放炮导通原蛟河煤矿五井二号井采空区积水，水流泄入腾达煤矿，导致事故发生。,断层边界煤柱留设见附录三中的九及附图3-8。人为边界煤柱留设见附录三中的八及附图3-7。对水文地质条件复杂和极复杂的矿井也可按以下公式计算导水裂缝带上限岩柱宽度Ly和顺层边界煤柱宽度L，但Ly不应小于20m。51-1式中 L1、L3部分边界煤柱宽度（m）；HL导水裂隙带高度（m）；H静水位高
3、度（m）；1、2 岩移塌陷边与煤层交角；TS突水系数（MPa/m）。,图 51-1 相邻矿井边界防水煤柱图,第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设 第五十二条：受水害威胁的矿井，有下列情况之一的，应当留设防隔水煤（岩）柱：（一）煤层露头风化带；（二）在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带；（三）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；,（四）有大量积水的老窑和采空区；（五）导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河；（六）分区隔离开采边界；（七）受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。,释义本条是关于矿井留设防隔水煤（岩）柱的规定。,本条规定的七种受水害威胁
4、的矿井必须按规定留设防隔水煤（岩）柱，这七种情况都有深刻的事故教训。如果不具备留设防隔水煤（岩）柱的，应彻底查清水害，采取有效措施，经企业负责人批准；无法保证安全的，不得掘进开采。,第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设 第五十三条：矿井应当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确定相应的防隔水煤（岩）柱的尺寸。防隔水煤（岩）柱的尺寸要求见附录三。矿井防隔水煤（岩）柱应当由矿井地测机构组织编制专门设计，经矿井总工程师组织有关单位审查批准后实施。,释义本条是关于防隔水煤（岩）柱留设尺寸、设计编制及审批实施的规定。,矿井必须严格按
5、照附录三所列九种情况留防隔水煤（岩）柱。如果遇有其他特殊情况，可参照九种情况中最相近者执行。相邻矿井采空区与本矿井相通，无法留设防隔水煤（岩）柱的，要按照“谁破坏，谁治理”的原则，采取治理措施；矿井内防隔水煤（岩）柱要编制设计，矿井总工程师组织审批。,第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设 第五十四条：矿井防隔水煤（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。,释义本条是关于保护防隔水煤（岩）柱的规定。,防隔水煤（岩）柱不能随意变动。确需变动的，边界煤柱需要设计部门重新计算设计，并按规定审批。井田内煤柱变动的，由矿井总工程师审批。在水体下、冲积层下开采，
6、提高开采上限的要经省级煤炭行业管理部门批准。任何矿井不得在防隔水煤（岩）柱内部进行采掘活动，因为防隔水煤（岩）柱一旦破坏，强度降低，不能起到防隔水的作用。,案例 2008年5月7日，湖北省荆门市东宝区漳河镇李家洲煤矿发生透水事故，此次事故造成李家洲煤矿、费家堡煤矿、稠树沟煤矿被淹，1人死亡。该矿为个体乡镇煤矿，生产能力约3万吨/年，在漳河水库周边开采。漳河水库总库容20.35亿m3，是荆门市生活和工业用水的水源地。该矿采掘工作面无设计方案、无作业规程，违规开采水库防隔水煤（岩）柱，在明显有透水征兆的情况下，仍然安排生产，直至打通老窑采空区，发生透水事故。漳河水库水通过李家洲煤矿、费家堡煤矿向水
7、库下游泄水，透水强度最大达到5.39立方米/秒，下游人民群众受到严重威胁。经过3个月的注浆治理，堵水成功。,第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设 第五十五条：开采水淹区下的废弃防隔水煤（岩）柱时，应当彻底疏放上部积水。严禁顶水作业。,释义本条是关于废弃防隔水煤（岩）柱开采的规定。,（一）为提高资源利用率，需要开采水淹区下废弃防隔水煤（岩）柱时，应当编制开采设计，制定疏放上部积水的措施，确保安全。（二）废弃防隔水煤（岩）柱上部积水未彻底疏放结束，严禁顶水作业。,第四章 矿井防治水,第二节 防隔水煤（岩）柱的留设 第五十六条：有突水历史或带压开采的矿井，应当分水平或分采区实行隔离开采
8、。在分区之前，应当留设防隔水煤（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。,释义本条是关于分区开采防隔水煤（岩）柱留设的规定。,（一）水文地质条件复杂、极复杂的矿井应当分水平或分采区实行隔离开采，特别是有突水历史或带压开采的矿井，必须实行隔离开采。（二）为了防止开采区域发生突水，影响其它区域的安全生产，在分区隔离之前，要留设防隔水煤（岩）柱并建立防水闸门。如果矿井不具备建立防水闸门条件，要制定严密的措施，由煤矿企业负责人审查批准。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 本节共9条（第57-65条），主要是关于矿井排水设备和设施及其配置和维修等的规定。其中属生
9、产矿井的6条，属在建矿井的3条。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第五十七条：矿井应当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。,释义本条是关于矿井设置排水系统的规定。,（一）矿井必须建立排水系统。主要包括水泵、排水管路、配电设备、水仓、水沟等。不得将矿井水向老空区排放或私自泄入其他矿井，再由其他矿井排水。矿井水也不得私自泄入其它含水层中，例如（二）排水系统的设置应根据最新预测评价的正常涌水量和最大涌水量为依据，各种排水设施要相互匹配，确保矿井能够正常排水。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第五十八条：矿井井下排水设备应当符合矿井排水的要求。除
10、正在检修的水泵外，应当有工作水泵和备用水泵。工作水泵的能力，应当能在20 h内排出矿井24 h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。备用水泵的能力应当不小于工作水泵能力的70。工作和备用水泵的总能力，应当能在20 h内排出矿井24 h的最大涌水量。检修水泵的能力，应当不小于工作水泵能力的25。,水文地质条件复杂或者极复杂的矿井，除符合本条第一款规定外，可以在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或者增加相应的排水能力。水管应当有一定的备用量。工作水管的能力，应当能配合工作水泵在20 h内排出矿井24 h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应当能配合工作和备用水泵在20 h内排出矿井24 h的最
11、大涌水量。配电设备的能力应当与工作、备用和检修水泵的能力相匹配，并能保证全部水泵同时运转。有突水淹井危险的矿井，可以另行增建抗灾强排水系统。,释义本条是关于矿井排水系统配置的规定。,（一）水文地质条件简单、中等的矿井可按照本规定第一款、三款、四款进行配置。（二）水文地质条件复杂和极复杂的矿井，特别是不具备建立防水闸门条件的矿井，应在主泵房内预留安装一定数量水泵位置，增加排水能力。（三）有突水淹井危险的矿井，应根据水文地质条件的变化，及时增加水泵，扩大排水能力。如在地面打排水孔，建立潜水电泵排水系统。本条中的充填水及其它用水指不是从含水层涌出的水，例如水沙充填水。,第四章 矿井防治水,第三节 排
12、水系统 第五十九条：矿井主要泵房应当至少有2个安全出口，一个出口用斜巷通到井筒，并高出泵房底板7 m以上；另一个出口通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内，应当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，应当设置可靠的控制闸门。,释义本条是关于矿井主要泵房安全出口的规定。,（一）中央泵房是矿井的心脏，特别是在发生突水后，要尽力保证中央泵房正常运转，力保不淹井，所以，通到井底车场的出口通路内，要设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门，同时，中央泵房还要略高于井底车场，发生突水后，有缓冲的时间。（二）泵房的安全逃生口，至少要高出泵房底板7 m以上，便于最后撤出人员有逃生时间；泵
13、房和水仓的连接通道，设置可靠的控制闸门，主要防止水仓水在有异常情况下倒流泵房。（三）推广无人值守泵房，采用远程监控集控系统。推广使用地面操控的潜水泵系统。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十条：矿井主要水仓应当有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。新建、改扩建矿井或者生产矿井的新水平，正常涌水量在1000 m3/h以下时，主要水仓的有效容量应当能容纳8 h的正常涌水量。,正常涌水量大于1000 m3/h的矿井，主要水仓有效容量可以按照下式计算：2（Q+3000）式中 V-主要水仓的有效容量，m3；Q-矿井每小时的正常涌水量，m3。采区水仓的有效容量应当能容纳4 h的
14、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当由有资质的设计单位编制专门设计，由煤矿企业总工程师组织审查批准。,水仓进口处应当设置箅子。对水砂充填、水力采煤和其他涌水中带有大量杂质的矿井，还应当设置沉淀池。水仓的空仓容量应当经常保持在总容量的50%以上。,释义本条是关于矿井排水系统水仓的规定。,（一）矿井水仓必须有主仓和副仓,水仓的空仓容量不足50%时，要及时清挖。（二）新建、改扩建或者生产矿井新水平、采区水仓应按本规定设置水仓容量。（三）矿井最大涌水量与正常涌水量相差大的矿井，应全面统计分析涌水量构成情况，由有资质的设计部门编制专门设计，煤矿企业总工程师组织审
15、查批准。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十一条：水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，应当经常检查和维护。在每年雨季前，应当全面检修1次，并对全部工作水泵和备用水泵进行1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，应当及时清理；每年雨季前，应当清理1次。,释义本条是关于矿井联合排水试验的规定。,（一）联合排水试验要制定方案，严密组织，至少在雨季前开展1次，发现问题，及时处理。（二）每年在雨季前，至少对水仓、沉淀池和水沟中的淤泥清理1次。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十二条：对于采用平硐泄水的矿井，其平硐的总过水能力应当不小于历年最大渗入矿井
16、水量的1.2倍；水沟或者泄水巷的标高，应当比主运输巷道的标高低。,释义本条是关于平硐泄水的规定。,统计分析矿井正常涌水量和最大涌水量，水沟或者泄水巷的设计主要依据矿井正常涌水量。平硐的大小要考虑历年矿井涌水量的情况，平硐的总过水能力不小于历年最大涌水量的1.2倍。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十三条：在水文地质条件复杂、极复杂矿区建设新井的，应当在井筒底留设潜水泵窝，老矿井也应当改建增设潜水泵窝。井筒开凿到底后，井底附近应当设置具有一定能力的临时排水设施，保证临时变电所、临时水仓形成之前的施工安全。,释义本条是关于井筒底留设潜水泵窝和新井建设过程中井底临时设置排水系统的规定。,1
17、井筒底留设潜水泵窝是为了一旦矿井突水淹井后，抢险排水复矿的需要，所以老矿井也应当改建增设潜水泵窝。2井筒开凿到底后，要设置临时排水设施，以防掘进巷道突水后，保证施工人员安全。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十四条：对于在建矿井，在永久排水系统形成前，各施工区应当设置临时排水系统，并保证有足够的排水能力。,释义本条是关于在建矿井临时排水系统的规定。,（一）新建矿井，永久排水系统要优先建设，尽快投入使用。（二）在永久排水系统投入使用前，各施工区应分析受水害威胁的情况，设置可靠的临时排水系统，确保施工人员的安全。,第四章 矿井防治水,第三节 排水系统 第六十五条：生产矿井延深水平，只有在
18、建成新水平的防、排水系统后，方可开拓掘进。,释义本条是关于生产矿井延伸水平排水系统的规定。,为确保整个矿井的安全，生产矿井延深水平到底后，要优先建设防水系统和排水系统。如设置防水闸门，建立水仓、铺设管路、安装水泵，并尽快发挥作用。只有在防排水系统建成后，方可向新的区域掘进施工。,关于矿井涌水量预测,矿井和采区涌水量预测是矿井防治水工作的重要组成部分，也是最大的难点之一，至今还有没有很好的解决。涌水量预测方法大体分两类，一类是分布参数法，另一类是集中参数法。理论上讲分布参数法用偏微分方程表示，而集中参数法则用常微分方程表示。分布参数法的优点是能精确的刻绘出水头和水量的时空变化，通常所说的解析法和
19、数值法（如有限单元法和有限差分法等）属分布参数法。分布参数法理论上虽然十分严谨，但实际应用往往有很大困难。矿区水文地质资料不足，不能满足模型设计要求，是应用这种方法面临的最大问题。集中参数法理论上不够严格，但对水文地质资料要求不高，计算起来也比较简单。矿井涌水量预测方法分类见框图6.5-1。,图6.5-1 矿井涌水量预测方法分类,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 本节共6条（第66-71条），主要内容是水闸门与水闸墙建立条件、设计审批和验收制度以及日常维护管理等。与规程和条例比较，其最大特点是关于安装潜水电泵替代井底车场周围设置防水闸门的规定。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水
20、闸墙 第六十六条：水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。,释义本条是关于水文地质条件复杂、极复杂矿井设置防水闸门或安装潜水电泵排水系统的规定。,（一）防水闸门对防止突水后淹井有一定作用。多年实践证明，防水闸门确实能够起到分区隔离、减少矿井水灾损失的作用，如焦煤集团公司通过关闭防水闸门，防止了矿井淹没。所以，有条件的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门。防水闸门在实际生产应用过程中，也存在很多问题，质量要求高，建设困难，建筑成本高；耐水密封性检测困难，维护费用高，每年关闭试验困难；常与生产互有干
21、扰；突水后井下人员是否全部撤出，井底防水闸门能否下决心关闭；需关闭水闸门时过水量大、水中杂物多等，人工关闭、关严困难等。,（二）高扬程、大排量潜水泵已在煤矿使用。随着现代科学技术的发展，现在已经有了排水量大、扬程高的潜水泵，它的优点是能在地面控制，泵房淹没后仍能正常工作，新矿井可以利用卧泵加潜水泵方案代替传统的井底中央泵房加水闸门方案。孙疃和梧桐庄等煤矿在这方面作了有益尝试。（三）水文地质条件复杂、极复杂的矿井，可以选择在井底车场周围设置防水闸门，也可选择用潜水电泵排水系统代替防水闸门。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 第六十七条：在矿井有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸
22、门。不具备建筑防水闸门的隔离条件的，可以不建筑防水闸门，但应当制定严格的其他防治水措施，并经煤矿企业主要负责人审批同意。,释义本条是关于在突水危险采掘区域设置防水闸门的规定。,在矿井有突水危险的采掘区域设置防水闸门，主要防止突水后影响整个矿井安全。在矿井有突水危险的采掘区域不建筑防水闸门的，要制定严格的措施和应急预案，并经煤矿企业主要负责人审批同意。主要负责人包括法定代表人和实际控制人，下同。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 第六十八条：建筑防水闸门应当符合下列规定：（一）防水闸门由具有相应资质的单位进行设计，门体采用定型设计；（二）防水闸门的施工及其质量，符合设计要求。闸门和闸门
23、硐室不得漏水；,（三）防水闸门硐室前、后两端，分别砌筑不小于5 m的混凝土护碹，碹后用混凝土填实，不得空帮、空顶。防水闸门硐室和护碹采用高标号水泥进行注浆加固，注浆压力符合设计要求；（四）防水闸门来水一侧15-25 m处，加设1道挡物箅子门。防水闸门与箅子门之间，不得停放车辆或堆放杂物。来水时，先关箅子门，后关防水闸门。如果采用双向防水闸门，在两侧各设1道箅子门；,（五）通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等能够灵活易拆。通过防水闸门墙体的各种管路和安设在闸门外侧的闸阀的耐压能力，与防水闸门所设计压力相一致。电缆、管道通过防水闸门墙体处，用堵头和阀门封堵严密，不得漏水；（六）防水闸门安
24、设观测水压的装置，并有放水管和放水闸阀；（七）防水闸门竣工后，按照设计要求进行验收。对新掘进巷道内建筑的防水闸门，进行注水耐压试验；水闸门内巷道的长度不得大于15 m，试验的压力不得低于设计水压，其稳压时间在24 h以上，试压时有专门安全措施。,释义本条是关于建筑防水闸门的规定。,（一）严格设计。门体采用定型设计，设置防水闸门要全面考虑围岩性质，承受的水压等，由具有资质的单位进行设计。（二）严格施工。按设计要求施工，保证施工质量。（三）进行耐压试验。制定试验方案和应急措施，确保试压安全。（四）组织验收。由矿井总工程师组织相关人员验收。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 第六十九条：防
25、水闸门应当灵活可靠，并保证每年进行2次关闭试验，其中1次在雨季前进行。关闭闸门所用的工具和零配件应当由专人保管，并在专门地点存放，任何人不得挪用丢失。,释义本条是关于防水闸门日常维护管理的规定。,（一）日常维护和管理1、井下防水闸门必须制定专用技术管理制度，指定专责单位，明确专人管理，定期进行检查、维护。2、每半年要对每个防水闸门进行1次不承压关门试验，其中1次在雨季前，检查门的密合程度、硐室围岩有无变化、附件是否齐全、设施有无损坏及制度执行情况。发现问题及时研究解决。3、关闭闸门所用的工具和零配件应当由专人保管，并在专门地点存放，任何人不得挪用丢失。,（二）防水闸门的关闭1、当井下发生突然涌
26、水或出现突水征兆危及矿井安全时，必须立即作好关闭防水闸门的准备工作，同时请示抢险救援指挥部，批准后方可关闭防水闸门。在正常情况下，由于采区报废或按计划暂停采区生产，要求关闭防水闸门时，须提前写出专题报告(内容包括采区尚余储量、涌水量、水源水的静止水位、关闭防水闸门原因、今后打算，以及关闭防水闸门的安全技术措施等)，报请企业负责人批准。关闭防水闸门时，矿井负责人要深入井下检查准备情况，具体指挥关闭工作。,2、关闭防水闸门以前，需先作好以下工作：(1)撤退水害影响地区的全部人员，并在各通道口设岗警戒，防止人员误入封闭区。(2)准备妥当全部防水闸门硐室的所有设施(如放水截门、水压表、管子堵头板、活动
27、短轨等)。(3)清理干净防水闸门附近和水沟内杂物。(4)防水闸门以外的防水避灾路线畅通无阻。(5)检修排水设备，每台均要达到完好标准；清挖水仓，将水仓内的积水排至最低水位。(6)防水闸门附近的临时局部通风机和临时直通地面电话安装妥当。(7)防水闸门以里的栅栏门全部关好。(8)应急预案及安全措施落实到位。以上各项工作都已完成，由抢险救援指挥部发布关门命令。,3、有几个防水闸门或水闸墙需要一次关闭时，其关闭顺序应是先关闭所在位置较低的，然后关闭所在位置较高的，依次进行。4、关闭防水闸门以前，要以书面通知邻近各有关矿井，说明本矿水闸门关闭时间、封闭地区位置、最高静止水位和可能造成的影响；并要求近期内
28、对井下各涌水点水量变化和井上各水文钻孔的水位变化进行定时观测。各矿的观测资料要及时进行交流，互通情报。5、防水闸门关闭以后，除定时派人观测本矿其它区域的水量和水位变化以外，还必须在防水闸门附近的安全地点设人(每班不少于2人)值班，观测防水闸门附近的水压变化、漏水情况、硐室巷道压力有无异常。值班人员要作出观测记录，定时向矿调度室汇报；特殊情况及时汇报处理。6、防水闸门关闭，水压稳定7 d以后，如无特殊情况发生，按正常情况定时进行观测。,（三）防水闸门的开启1、防水闸门开启前，须编制开启防水闸门的安全技术措施。经企业负责人审批后，方准进行开启防水闸门工作。2、防水闸门开启前，要对井下排水、供电系统
29、进行一次全面检查。排水能力要与防水闸门硐室放水管的放水量相适应，水仓要清理干净，水沟要畅通无阻。3、开启防水闸门要首先打开放水管，有控制地泄压放水。当水源已经封闭或已疏干时，水压必须降到零位，方能打开防水闸门；如果水压降不到零位，必须承压开启时，矿井总工程师可在不损坏防水闸门的情况下，制定出安全措施和规定最低水压，方可强制开门。4、同时有几个防水闸门需要开启时，应按先高后低依次开启。5、防水闸门打开以后，首先由救护队员进入，检查瓦斯和巷道情况。只有在恢复通风系统，消除一切不安全因素以后，才准许其他人员进入闸门以内工作。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 第七十条：井下需要构筑水闸墙的
30、，应当由具有相应资质的单位进行设计，按照设计进行施工，并按照规定进行竣工验收；否则，不得投入使用。,释义本条是关于水闸墙设计、施工和验收的规定。,井下构筑的水闸墙，要承受一定的水压，技术要求高，因此，要求由具有资质的单位进行设计。矿井不得自行设计构筑水闸墙。案例 2005年7月7日，江西省萍乡市上栗县赤山镇永胜煤矿，自行在井下构筑防水密闭墙，未按有关规范进行设计和施工，在雨季大量充水后发生垮塌，使大量老空积水溃入矿井，导致15人死亡。,第四章 矿井防治水,第四节 水闸门与水闸墙 第七十一条：报废巷道封闭时，在报废的暗井和倾斜巷道下口的密闭水闸墙应当留泄水孔，每月定期进行观测，雨季加密观测。,释
31、义本条是关于报废巷道密闭水闸墙设置的规定。,为了加强矿井安全和通风管理，对于报废巷道一般要进行封闭管理。在报废的暗井和倾斜巷道下口的密闭水闸墙应当留泄水孔，防止积水引起密闭墙突然垮塌，引发水灾事故。加强日常观测，雨季加密观测，如有异常，立即撤出受水威胁区域的作业人员。,案例 2007年8月7日，贵州省黔西县羊场乡垅华煤矿发生一起重大水害事故，溃水量7000m3，造成12人死亡，2人受伤。矿井正在进行改扩建，由6万t/a变为30万t/a。垅华煤矿地质及开采资料不全，也未配备水文地质专业技术人员。设置的密闭水闸墙没有留泄水孔。由于矿区连续降大到暴雨，大量雨水不断通过地表裂隙渗透、充满矿井边界西侧的
32、老窑采空区，致使行人斜井210米处西帮老窑密闭墙内的老窑积水溃决，冲毁井壁灌入井下，导致正在修水泵、检查瓦斯的14名人员被困（包括矿长和副矿长）。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 本节共8条（第72-79条），包括：煤层顶板疏干范围确定方法；被松散富水性强的含水层覆盖且浅埋的缓倾斜煤层疏干开采，在易形成流砂的未固结或较松散含水层下开采；疏干开采方案编制和审批；采用新技术预测预报；带压开采、疏水降压开采、“脆弱性指数法”等应用的规定。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十二条：煤层（组）顶板导水裂缝带范围内分布有富水性强的含水层，应当进行疏干开采。垮落带与导水裂
33、缝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。,释义本条是关于煤层顶板被疏干范围确定方法的有关规定。,煤层采动后，其顶板覆岩按照破坏形式，可划分为垮落带、导水裂缝带和弯曲带三个不同的开采影响带。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。具有以下特性：无序性，垮落岩块大小不一，无规则地堆积在采空区内；碎胀性，它是使垮落能自行停止的根本原因；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3-5倍。,导水裂缝
34、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。这一层具有成层性、连通性和导水性的特点。弯曲带位于裂缝带之上直至地表。其特点是具有隔水性，岩层的移动过程是连续且有规律，其发育高度主要受开采深度的影响控制。疏干开采要预先设置排水系统，防止导水裂缝带范围内的水突然涌出，造成灾害。为了确定疏干范围，必须预测导水裂缝带发育高度，该高度主要与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因素有关。,确定煤层覆岩垮落带和导水裂缝带最大高度的方法有经验公式法、现场实测法和数值模拟法等。有条件的矿井，要采用多种方法综合确定。1.经验
35、公式法,2.现场实测法主要在煤矿采空区上方施工钻孔，通过观测钻孔中冲洗液漏失量和钻孔中水位变化来确定垮落带和导水裂缝带高度。具体测定方法可参阅有关标准。此外，在现场运用地球物理勘探方法，测定垮落带和导水裂缝带发育高度，并最后用钻探实测结果校正，也是常常采用的一种实测方法。表4-1、4-2和4-3中经验公式适用于分层开采的情形。但近年来，由于综放开采具有高产高效的优点，因此在我国得到迅速普及。在目前尚未总结出适合综放开采的计算两带高度的经验公式条件下，采用现场实测法是较好的选择。,3数值模拟法。用有限单元法或有限差分法等模拟确定导水裂缝带的高度，已有现成程序，如Flac-2D、Flac-3D和A
36、nsys-2D等。经验公式法、现场实测法和数值模拟法这三种方法各有优缺点，有条件的矿井可采用多种方法综合确定。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十三条 被松散富水性强的含水层覆盖且浅埋的缓倾斜煤层，需要疏干开采时，应当进行专门水文地质勘探或者补充勘探，以查明水文地质条件，并根据勘探评价成果确定疏干地段、制定疏干方案，经煤矿企业总工程师审批同意后执行。,释义本条是关于矿井被松散富水性强的含水层覆盖且浅埋的缓倾斜煤层疏干开采的规定。,1进行专门水文地质补充勘探。疏干勘探是以疏干为目的的补充水文地质勘探，采用物探、化探和钻探等手段，查明疏干含水层的厚度、富水性、渗透性、水文地质边
37、界条件和地下水的补给条件与运动规律、渗流场分布、矿井涌水量以及疏干工程的出水能力、疏干水量、残余水头、疏干时间等；其目的是进一步查明矿区疏干所需要的水文地质资料，确定疏干的可能性，最后提出专门水文地质补充勘探报告。,2编制疏干方案。根据专门水文地质补充勘探报告，确定疏干地段、疏干工程布置、规模、种类、质量、施工设备、施工工艺及完工时间等，编制疏干方案。疏干方案编制一般应遵循下列原则：应与煤矿山建井、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
38、状疏干系统，倾斜充水含水层采用线状疏干系统。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作进一步修订。,3疏干方案经审批执行。疏干开采技术难度大，还要考虑经济成本、水资源和生态环境保护等。因此，需经煤矿企业总工程师审批执行。在实施疏干开采过程中，要加强现场管理，加强地面和井下水文地质情况的监测。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十四条 疏干开采半固结或者较松散的古近系、新近系含水层覆盖的煤层时，开采前应当遵守下列规定：（一）查明流砂层的埋藏分布条件，研究其相变及成因类型；（二）查明流砂层的富水性、水理性，预计涌水量和预测可疏干性，
39、建立动态观测网，观测疏干速度和疏干半径；（三）在疏干开采试验中，应当观测研究导水裂缝带发育高度，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；（四）研究对溃水溃砂引起地面塌陷的预测及处理方法。,释义本条是关于在易形成流砂的半固结或较松散含水层下开采的有关规定。,4采空区和巷道有足够大空间容纳溃入的水砂。防止煤矿涌水溃砂的主要方法是疏水降压，减小动水压力。为此，必须查明含水层和粉细砂层的埋藏分布规律和成因类型、含水层的颗粒级配、富水性、水理性质、渗透系数、贮（释）水系数、给水度、地下水水位和水质动态变化等，编绘地下水水位和基岩顶面等值线图，计算垮落带和导水
40、裂缝带发育高度，确定疏干地段和疏干方案，并预测涌水溃砂可能引起的地面塌陷及其预防处理方法。案例 2004年3月7日，新疆哈密煤业集团井采公司二井W4105工作面上顺槽发生涌水溃砂事故，导致9人死亡和矿井停产。造成这次事故的主要原因是采矿活动形成的垮落带沟通了上覆新近系含水砂层。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十五条 如果煤层顶板受开采破坏后，其导水裂缝带波及范围内存在富水性强的含水层（体），在掘进、回采前，应当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。疏干方案由煤矿企业总工程师审定。,
41、释义本条是关于矿井疏干开采方案编制和审批的规定。,煤层开采过程中或顶板破坏后，其导水裂缝带波及范围内存在富水性强的含水层（体），在具备疏干的条件下，在采掘前要进行专门水文地质疏干勘探和试验，编制疏干方案，选定疏干方式与方法，对含水层（体）采取超前疏干措施。对导水裂缝带可能波及到的诸如老空水等强富水体，必须预先彻底疏干或疏放，方可开采。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十六条 在矿井疏干开采过程中，应当进行定性、定量分析，可以应用“三图-双预测法”进行顶板水害分区评价和预测。有条件的矿井可以应用数值模拟技术，进行导水裂缝带发育高度、疏干水量和地下水流场变化的模拟和预测。,释义
42、本条是关于矿井疏干开采过程中应当采用新方法和新技术预测预报的规定。,为了使矿井疏干方案更具合理性，应采用新方法和新技术进行导水裂缝带发育高度、充水含水层富水性、顶板水害分区评价和疏干水量预测等研究。“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回采工作面分段和整体工程涌水量预测。,充水含水层富水性分区图，可通过影响控制含水层富水程度的厚度和岩性、地质构造、渗透特性、单位涌水量、钻孔岩芯描述和采取率、冲洗液消耗量、抽
43、（放）水试验和井下涌（突）水形成的地下水渗流场分析、地下水水化学场和地球物理勘探场分析等资料，根据多源信息复合原理，应用GIS的叠加功能编制形成。顶板冒裂安全性分区图，是指煤层回采过程中诱发的顶板导水裂缝带加保护层总高度与煤层至含水层之间覆岩厚度之差图，它是煤层回采过程中顶板突水灾害发生的前提。顶板导水裂缝带发育总高度受控因素多，具有非常复杂的非线性特征，除了受控于煤层覆岩岩性组合、塑与脆性岩沉积厚度比值和其沉积位置、倾角和构造条件以及原岩地应力分布等自然影响因素外，开采工艺、采高和工作面斜长以及具体的顶板管理方式等人为影响因素也同等重要地控制其发育总高度。导水裂缝带发育总高度一般可采用经验统
44、计公式或数值模拟计算评价，也可采用井下现场实测确定。,顶板涌（突）水条件综合分区图，是应用GIS的多源信息复合叠加功能，将前述的煤层顶板充水含水层富水性分区图与顶板冒裂安全性分区图复合叠加处理后编制而成。天然和人为改造状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量预测，是根据研究矿井具体的充水水文地质物理概念模型，建立地下水流系统的三维数值模拟模型，在反演识别基础上，根据回采工作面周期来压步骤，分别预测在天然和人为改造两种不同状态下的回采工作面分段和整体工程涌水量。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十七条 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大于实际水头值时，开采后，
45、隔水层不容易被破坏，煤层底板水突然涌出可能性小，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。安全隔水层厚度和突水系数计算公式见附录四。,释义本条是关于矿井带压开采的规定。,1带压开采评价。测定底板隔水层平均重度、平均抗拉强度和底板隔水层承受的水头压力，根据附录四安全隔水层厚度和突水系数计算公式，评价是否可以带压开采。2制定带压开采方案。在带压开采过程中，要加强动态监测，制定现场应急预案，防止误揭断层或破碎带等导水地质构造。带压开采方案需经煤矿企业总工程师组织审批。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十八条 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
46、于实际水头值时，开采前应当遵守下列规定：（一）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，并制定安全措施，由煤矿企业总工程师批准。总结适合本矿区（井）的安全水头值，指导安全生产。矿井排水考虑与矿区供水、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。,（二）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。（三）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
47、行试采，并制定专门的防止淹井措施，由煤矿企业总工程师批准。安全水头压力值计算公式见附录五。,释义本条是关于矿井疏水降压开采的规定。,1疏水降压开采。根据附录五安全水头压力值计算，如果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，就要进行疏水降压开采，防止突水淹井。2切实保护地下水资源和生态环境。在疏水降压开采过程中，应积极推广应用矿井排水、供水、生态环保三位一体优化结合的管理模式和方法，有效解决由于煤矿大流量、大降深疏排地下水而导致的矿区所在城市与周围地区的供水困难和生态环境恶化的难题。,根据矿井所在区域的具体水文地质条件和经济社会发展对水资源的需求，在取水建筑物选型中，要
48、多方面考虑，不仅选择在井下打专门疏（放）水孔，也可选择在矿井地面打抽水孔，或在承压含水层的浅部隐伏露头补给区处打地面浅排孔。排、供、生态环保三位一体优化结合管理模型是在矿区地下水流数值模拟基础上，应用运筹学的数学规划理论和方法，在保证矿井安全生产和生态环境质量等约束前提下，寻求满足供给矿区和周围地区一定数量水资源或产生一定经济效益目标的水资源供给和分配方案。这样一方面提高了三位一体结合系统整体运行的安全可靠性，另一方面，使矿井疏排水预测和供水资源管理以及生态环境质量评价工作同步进行。不仅在经济上可避免三个部门大量重复的地质勘探和专门评价管理工作，为国家节约大量资金，而且在技术上由于利用一个模型
49、同时全面系统地考虑了各工程设施所形成的地下水渗流场之间的相互干扰和影响，从而确保了预测、管理和评价工作的精度。,3.降低疏水降压开采成本。为了减少疏水降压排水费用，当承压含水层的集中补给边界基本查清时，可预先对其进行帷幕注浆，截断补给水源，然后再进行疏水降压开采。4注浆加固底板隔水层。当承压含水层的补给水源充沛，不具备疏水降压和建立帷幕注浆条件时，可以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，预防突水事故发生。此项工作应当预先编制专门注浆设计，由煤矿企业总工程师批准。,第四章 矿井防治水,第五节 疏干开采和带压开采 第七十九条 有条件的矿井，可以采用脆弱性指数法或者五图双系数法等
50、方法对底板突水危险性进行综合分区评价，可以采用比拟法、解析法和数值模拟法等方法预计最大涌水量。,释义本条是关于矿井采用新方法和新技术对底板突水危险性进行预测评价和预计最大涌水量的规定。,脆弱性指数法是一种将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合方法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突水预测评价方法，它是指评价在不同类型构造破坏影响下、由多岩性多岩层组成的煤层底板岩段在矿压和水压联合作用下突水风险的一种预测方法。它不仅可以考虑煤层底板突水的众多主控因素，而且可以刻画多因素之间相互复杂的作用关系和对突水控制的相对“权重”比例，并可实施脆弱性的多级分区。根据信息融合的不
