含水层富水性的等级标准.docx

1、含水层富水性的等级标准 含水层富水性的等级标准按钻孔单位涌水量（q），含水层富水性注分为以下4级：1.弱富水性：q0.1 L/(sm)；2.中等富水性：0.1 L/(sm)q1.0 L/(sm)；3.强富水性：1.0 L/(sm)q5.0 L/(sm)；4.极强富水性：q5.0 L/(sm)。 注：评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径91 mm、抽水水位降深10 m为准；若口径、降深与上述不符时，应当进行换算后再比较富水性。换算方法：先根据抽水时涌水量Q和降深S的数据，用最小二乘法或图解法确定曲线，根据Q-S曲线确定降深10 m时抽水孔的涌水量，再用下面的公式计算孔径为91 mm时的涌水量

2、，最后除以10 m便是单位涌水量。式中， -孔径为91 mm的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；，r孔-孔径为r的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径。 附录三 防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时： Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）： Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf-防隔水煤（岩）柱高度，m； Hk-采后垮落带高度，m； HL-导水裂缝带最大高度，m； Hb-保护层厚度，m；-煤层倾角，（）。根据式(3-1)、式(3-2)

3、计算的值，不得小于20 m。式中Hk、HL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。图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计算： 20 m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，MPa； Kp-煤的抗拉强度，MPa。图3-2 含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3）

4、，防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacsc+HLcot+HLcot (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c留设。其计算公式为：L=L1+L2+L3=Ha(sincoscot)+(Hacos+M)(cot+cot) 20 m (3-4)式中 L-防隔水煤（岩）柱宽度，m； L1，L2，L3-防隔水煤(岩)柱各分段宽度，m； HL-最大导水裂缝带高度，m； -断

5、层倾角，（）； -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； Ha-断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。Ha值应当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（p）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，以埋藏深度为纵轴的坐标纸上，找出Ts值的安全临界线（图3-4）。Ha值也可以按下列公式计算： 式中 p-防隔水煤（岩）柱所承受的静水压力，MPa； Ts-临界突水系数，MPam； 10-保护带厚度，一般取10 m。图3-4 Ts和关系曲线图本矿区如无实

6、际突水系数，可参考其他矿区资料，但选用时应当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、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。四、煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱的留设 在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下（图3-5），防隔水煤（岩）柱的留设应当考虑2个方向上的压力：一是煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力；二是断层水在顺煤层方向上的压力。图3-5煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱留设图当考虑底部压力时，应当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（Ha）的计算值，并不得小于20 m。其计算公式为20 m式中 -断层倾角，（）

7、；其余参数同前。当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时，按附录三之二计算煤柱宽度。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20 m。如果断层不导水（图3-6），防隔水煤（岩）柱的留设尺寸，应当保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离，在垂直于断层走向的剖面上大于安全煤柱的高度（Ha）时即可,但不得小于20 m。图3-6煤层位于含水层上方且断层不导水时防隔水煤(岩)柱留设图五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤（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

8、老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤（岩）柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。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，不得小于导水裂缝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，按附录三之二的办法留设防隔水煤(岩)柱，如无测斜资料，应当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

9、40 m。2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。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缝带高度时，下层煤的边界防隔水煤（岩）柱，应当根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算（见图3-7a）。2）当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤（岩）柱，可分别留设（见图3-7b）。 HL导水裂缝带上限;、3各煤层底板以上的静水位高度；上山岩层移动角;下山岩层移动角;y、y、y导水裂缝带上限岩柱宽度;上层煤防水煤柱宽度;2,3下层煤防水煤柱宽度图3-7多

10、煤层地区边界防隔水煤（岩）柱留设图导水裂缝带上限岩柱宽度y的计算，可采用下列公式： 20 m式中 Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度,m; H -煤层底板以上的静水位高度，m; HL-导水裂缝带最大值，m；Ts-水压与岩柱宽度的比值，可取。九、以断层为界的井田防隔水煤（岩）柱的留设以断层为界的井田，其边界防隔水煤（岩）柱可参照断层煤柱留设，但应当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，尚可参考图3-8所示的例图）。L-煤柱宽度；Ls,Lx-上、下煤层的煤柱宽度；Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度；Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度；HL-导水裂缝带上限；p

11、底板隔水层承受的水头压力图3-8以断层分界的井田防隔水煤（岩）柱留设图附录四 安全隔水层厚度和突水系数计算公式一、安全隔水层厚度计算公式 (4-1)式中 t-安全隔水层厚度，m；L-巷道底板宽度，m；-底板隔水层的平均重度， MN/m3；Kp-底板隔水层的平均抗拉强度，MPa；p-底板隔水层承受的水头压力，MPa。二、突水系数计算公式 (4-2)式中 -突水系数，MPa/m； p-底板隔水层承受的水压，MPa； M-底板隔水层厚度，m。式（4-1）主要适用于掘进工作面，式（4-2）适用于回采和掘进工作面。按式（4-1）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（4-2）计算，就

12、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0.06 MPa/m，正常块段不大于0.1 MPa/m。附录五 安全水头压力值计算公式一、 掘进巷道底板隔水层 (5-1)式中 p底板隔水层能够承受的安全水压，MPa；t隔水层厚度，m；L巷道宽度，m；底板隔水层的平均重度，MN/m3； Kp底板隔水层的平均抗拉强度，MPa。二、采煤工作面 (5-2)式中 M-底板隔水层厚度，m；p-安全水压，MPa； Ts-临界突水系数，MPa/m 。Ts值应当根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地段按0.06 MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1 MPa/m计算。附录六 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报表附表6-1 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作面上下标高煤层采掘时间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12345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。符号图例如图6-1所示。图6-1 矿井采掘工作面水害预测图例