矿井水文地质规程 补充附录.docx

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矿井水文地质规程补充附录

附录一本规定主要名词解释

老空：

采空区、老窑和已经报废井巷的总称。

采空区：

回采以后不再维护的空间。

水淹区域：

被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称。

矿井正常涌水量：

矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。

矿井最大涌水量：

矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的高峰值。

安全水头值：

隔水层能承受含水层的最大水头压力值。

防隔水煤（岩）柱：

为确保近水体下安全采煤而留设的煤层开采上（下）限至水体底（顶）界之间的煤岩层区段。

水害防治十六字原则：

是指“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”。

“预测预报”是指查清矿井水文地质条件，对水害做出分析判断；“有疑必探”是指对可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明或排除水害；“先探后掘”是指先综合探放，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进；“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，再安排回采。

“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施：

“防”主要指合理留设各类防水煤柱；“堵”主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层；“疏”主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压；“排”主要指完善矿井排水系统；“截”主要指加强地表水的截流治理。

探放水：

包括探水和防水两个方面。

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，其目的是为有效地防治矿井水做好必要的准备。

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。

冒落带：

由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。

导水裂缝带：

冒落带上方一定范围内的岩层发生断裂，产生裂缝，且具有导水性的岩层范围。

抽冒：

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。

带压开采：

在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。

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。

若隔水层为某些原生或次生构造裂隙穿切，造成一定的原始导水高度带时，隔水层的厚度（m）值应该是煤层底板至含水层之间的隔水地层厚度减去原始导高之后的数值。

由于原始导高的值受不同构造与岩性的影响而变化，故要实际探测确定。

“三图—双预测法”：

它是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：

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。

“五图双系数法”：

五图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、煤层底板上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带水压开采评价图，双系指带压系数和突水系数。

“脆弱性指数法”：

它是将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息集成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。

附录二矿井水文地质类型划分报告主要内容

1.矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况；

2.井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征；

3.矿井充水因素和充水通道分析，井田及周边老空区分布状况；

4.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；

5.对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价；

6.结论及防治水工作建议。

附录三矿井水文地质主要图件内容及要求

一、矿井充水性图

矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸，是分析矿井充水规律，开展水害预测、制定防治水措施的主要依据之一，也是矿井水害防治的必备图纸，一般采用采掘工程平面图作底图进行编制，比例尺为1/2000～1/5000，主要内容有：

1.各种类型的出（突）水点要统一编号，并注明出水日期、涌水量、水位（水压）、水温及涌水特征。

2.古井、废弃井巷、采空区、老塘、老峒、矸石窝等的积水范围和积水量。

3.井下水闸门、水闸墙、放水孔、防隔水煤（岩）柱、泵房、水仓、水泵台数及能力。

4.井下输水路线。

5.井下涌水量观测站（点）的位置。

6.其它。

矿井充水性图应随采掘工程的进展定期补充填绘。

二、矿井涌水量与各种相关因素历时曲线图：

矿井涌水量与各种相关因素历时曲线是综合反映矿井充水变化规律，预测矿井涌水趋势的图纸，各矿应根据具体情况，选择不同的相关因素绘制以下几种关系曲线图。

1.矿井涌水量与降水量、地下水位曲线图。

2.矿井涌水量与单位走向开拓长度、单位采空面积关系曲线图。

3.矿井涌水量与地表水充量或水位关系曲线图。

4.矿井涌水量随开采深度变化曲线图。

三、矿井综合水文地质图：

矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的图纸之一。

也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。

综合水文地质图一般在井田地形地质图的基础上编制，比例尺为1/2000～1/10000。

主要内容有：

1.基岩含水层露头（包括岩溶）及冲积层底部含水层（流砂、砂砾、砂礓层等）的平面分布状况。

2.地表水体，水文观测站，井、泉分布位置及陷落柱范围。

3.水文地质钻孔及其抽水试验成果。

4.基岩等高线（适用于隐伏煤田）。

5.已开采井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水点资料。

6.主要含水层等水位（压）线。

7.老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况。

8.有条件时，划分水文地质单位元，进行水文地质分区。

四、矿井综合水文地质柱状图：

矿井综合水文地质柱状图是反映含水层、隔水层及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚度及富水性的图纸。

一般采用相应比例尺随同矿井综合水文地质图一道编制。

主要内容有：

1.含水层时代名称、厚度、岩性、岩溶发育情况。

2.各含水层水文地质试验参数。

3.含水层的水质类型。

五、矿井水文地质剖面图：

矿井水文地质剖面图主要是反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。

主要内容有：

1.含水层岩性、厚度、埋藏深度、岩溶裂隙发育深度。

2.水文地质孔、观测孔及其试验参数和观测资料。

3.地表水体及其水位。

4.主要井巷位置。

矿井水文地质剖面图一般以走向、倾向有代表性的地质剖面为基础。

。

六、矿井含水层等水位（压）线图：

等水位（压）线图主要反映地下水的流场特征。

水文地质复杂型和极复杂型的矿井，对主要含水层（组）应坚持定期绘制，以对照分析矿井疏干动态。

比例尺为1/2000～1/10000。

主要内容有：

1.含水层、煤层露头线，主要断层线。

2.水文地质孔、观测孔、井、泉的地面标高，孔（井、泉）口标高和地下水位（压）标高。

3.河、渠、山塘、水库、塌陷积水区等地表水体观测站的位置、地面标高和同期水面标高。

4.矿井井口位置、开拓范围和公路、铁路交通干线。

5.绘制地下水等水位（压）线，表示地下水流向，

6.绘制可采煤层底板下隔水层等厚线（当受开采影响的主含水层在可采煤层底板下时）。

7.井下涌水、突水点位置及涌水量。

七、区域水文地质图：

区域水文地质图一般在1/10000～1/100000区域地质图的基础上经过区域水文地质调查之后编制。

成图的同时，尚需写出编图说明书。

矿井水文地质复杂型和极复杂型矿井，应认真加以编制。

主要内容有；

1.地表水系、分水岭界线、地貌单元划分。

2.主要含水层露头，松散层等厚线。

3.地下水天然出露点及人工揭露点。

4.岩溶形态及构造破碎带。

5.水文地质钻孔及其抽水试验成果。

6.地下水等水位线，地下水流向。

7.划分地下水补给、迳流、排泄区。

8.划分不同水文地质单元，进行水文地质分区。

9.附相应比例尺的区域综合水文地质柱状图、区域水文地质剖面图。

八、矿区岩溶图：

岩溶特别发育的矿区，应根据调查和勘探的实际资料编制矿区岩溶图，为研究岩溶的发育分布规律和矿井岩溶水防治提供参考依据。

岩溶图的形式可根据具体情况编制成岩溶分布平面图、岩溶实测剖面图或展开图等。

1.岩溶分面平面图可在矿井综合水文地质图的基础上填绘岩溶地貌、汇水封闭洼地、落水洞、地下暗河的进出水口、天窗、地下水的天然出露点及人工出露点、岩溶塌陷区、地面水和地下水的分水岭等。

2.岩溶实测剖面图或展开图，根据对溶洞或暗河的实际测绘资料编制。

附录四含水层富水性的等级标准

按钻孔单位涌水量（q）富水性[注]分为以下四级：

a、弱富水性：

q＜0.1L/s·m；

b、中等富水性：

0.1L/s·m＜q≤1.0L/s·m；

c、强富水性：

1.0L/s·m＜q≤5.0L/s·m；

d、极强富水性：

q＞5.0L/s·m。

注：

评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径91mm、抽水水位降深10m为准，若口径、降深与上述不符时，应进行换算再比较富水性。

附录五突水点突水量的等级标准

一、小突水点：

Q≤60m3/h。

二、中等突水点：

60＜Q≤600m3/h。

三、大突水点：

600＜Q≤1800m3/h。

四、特大突水点：

Q＞1800m3/h。

附录六各类防隔水煤（岩）柱的留设

一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按以下公式计算：

1、煤层露头无覆盖或被粘土类微透水松散层覆盖时：

Ｈ防=Ｈ冒+Ｈ保

2、煤层露头被松散富含水层覆盖时（见附图7-1）：

Ｈ防=Ｈ裂+Ｈ保

根据上两式计算的值，不得小于20m。

式中冒高（H冒）、裂高（H裂）的计算参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。

式中：

H防-----防隔水煤（岩）柱高度（m）；

H冒-----采后冒落带高度（m）；

H裂-----垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；

H保-----保护层厚度（m）；

α------煤层倾角（°）。

附图7-1

二、含水或导水断层防隔水煤柱的留设（附图7-2）可参照以下经验公式计算：

≥20m

式中：

L----煤柱留设的宽度（m）

K----安全系数（一般取2-5）；

M-----煤层厚度或采高（m）；

P-----水头压力（kgf/cm2）；

KP----煤的抗张强度（kgf/cm2）。

附图7-2

三、煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（附图7-3），防水煤柱的留设：

附图7-3

1.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时，防水煤柱可按附图7-3a、b留设。

计算公式为：

2.最高裂隙带上限高于断层上盘含水层时，防水煤柱按附图7-3c留设。

计算公式为：

≥20m

以上两式中：

L-----防隔水煤（岩）柱宽度（m）,L1、L2、L3为分段宽度；

H裂-----最大导水裂隙带高度（m）；

θ----断层倾角（°）；

α----岩层塌陷角（°）；

M-----断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度（m）；

H安----导水裂隙带至含水层间防水岩柱的厚度（m）。

H安值应根据矿井实际观测资料来确定，即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料，计算其水压（kgf/cm2）与防隔水煤（岩）柱厚度（m）的比值（Ts=P/M）,并将各点之值标到以Ts=P/M为横轴，以埋藏深度Ｈ０（m）为纵轴的坐标纸上，找出Ts值的安全临界线（附图7-4）。

H安值也可以按下列公式计算

Ｈ安＝

式中：

Ｐ----防水煤柱所承受的静水压力（kgf/cm2）；

Ts---突水系数；

10---保护带厚度（一般取10m）。

附图7-4

本矿区如无实际突水系数，可参考其它矿区资料，但选用时必须综合考虑隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或工作面的空顶距、采煤方法和顶板管理方法等一系列因素。

四、在煤层位于含水层上方（图7-5）,断层又导水的情况下，防隔水煤（岩）柱的留设原则，主要应考虑两个方向上的压力。

1.煤层底部隔水层能否抗住下部含水层水的压力；

2.断层水在顺煤层方向上的压力。

附图7-5

当考虑底部压力时，应使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（H安）的计算值，并不得小于20m。

计算公式为：

≥20m式中：

α---断层倾角（°）。

其余同前。

当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时，按附录六之二计算煤柱宽度。

根据以上两种方法计算的结果，取用较大的数字，但仍不得小于是20m。

如果断层不导水，防水煤柱的留设，使（在垂直于断层走向的剖面上）含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离，大于安全煤柱的高度H安时即可（附图7-6）,但仍不得小于20m。

附图7-6

五、在水淹区或老窑积水区下采掘时，隔水煤（岩）柱的留设：

1、巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不得小于巷道高度的10倍。

2、在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤（岩）柱的尺寸应按附录六之二的规定留设。

3、在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的尺寸，不得小于导水裂隙带最大高度与保护带高度之和。

六、保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设，可参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》执行。

七、保护通水钻孔防隔水煤（岩）柱的留设：

根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标，按附录六之二的办法留设。

如无测斜资料，必须考虑钻孔可能偏斜的误差。

八、相邻矿（井）人为边界防隔水煤（岩）柱的留设：

1、水文地质简单型到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。

2、水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂隙带高度等因素确定。

1）多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂隙高度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（见图7-7a）。

2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂隙带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（见图7-7b）。

附图7-7

图中：

Ｈm---导水裂隙带上限；

Ｈ１、Ｈ２---分别为上、下煤层底板以上的静水位高度；

γ---上山岩层移动角；

β---―下山岩层移动角；

Ｌ１岩、Ｌ２岩---分别为导水裂隙带上限岩柱宽度；

Ｌ１、Ｌ２---分别为上、下煤层的煤柱宽度。

导水裂隙带上限岩柱宽度Ｌ岩的计算，可采用以下公式：

≥20m

式中：

V---水压与岩柱宽度的比值，可取１。

九、以断层为界的井田，其边界防隔水岩柱可参照断层煤柱留设，但必须考虑井田另一侧煤层的情况，以不破坏另一侧所留煤（岩）柱为原则（除参照断层煤柱的留设外，尚可参考附图7-8所示的例图）。

附图7-8

附录七“安全隔水厚度”和“突水系数”计算公式

⑴

式中：

t——安全隔水厚度（m）；

L——巷道底板宽度（m）；

——底板隔水层的平均容重（t/m3）;

—底板隔水层的平均抗张强度（10-2MPa）;

H——底板隔水层承受的水头压力（10-2MPa）。

⑵

式中Ｔs—突水系数〔MPa/m〕;

P——底板隔水层承受的水压（MPa）;

M——底板隔水厚度（m）。

（1）式适用于巷道，

（2）式适用于回采工作面。

按式⑴计算，如底板隔水层实际厚度小于计算值时，就是不安全的。

按式⑵计算，就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。

附录八“安全水头值”的计算公式

一、掘进巷道底板隔水层

（3）

式中：

H—底板隔水层能够承受的安全水压（10-2MPa）

t—隔水层厚度（m）

L—巷道宽度（m）

—底板隔水层的平均容重（t／m3）

Kp—底板隔水层的平均抗张强度（10-2MPa）;

二、回采工作面

（4）

式中：

M—底板隔水层厚度（m）

P—安全水压（MPa）

Ts—突水系数（MPa/m）

Ts值应根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地段按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1MPa/m计算。

附录九采掘工作面水害分析预报表和预测图模式

一、采掘工作面水害分析预测表

附表9-1采掘工作面水害分析预测表

年月日

矿

井

项

号

预测水

害地点

采

掘

队

工下

作标

面高

上

煤层

采掘

时间

（m）

水害

类型

水文

地质

简述

预防

及处理

意见

责任单位

备

注

名

称

厚度

（m）

倾角

（°）

某矿某井

1

2

3

4

5

注：

水害类型指地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、断裂构造水、陷落柱水、钻孔水、顶板水、底板水等。

二、水害预测图

在矿井采掘工程图（月报图）上，按预报表上的项目，在可能发生水害的部位，用红颜色标上水害类型符号。

附图9-1矿井采掘工作面水害预测图例