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煤矿防治水细则解读主编武强煤炭工业出版社北京图书在版编目(ICP)数据煤矿防治水细则解读/武强主编.﹣﹣北京:煤炭工业出版社,2018ISBN978﹣7﹣5020﹣6852﹣3Ⅰ.①煤···Ⅱ.①武···Ⅲ.①煤矿—矿山防水一细则—研究一中国Ⅳ.TD745﹣81中国版本图书馆CIP数据核字(2018)第195368号煤矿防治水细则解读主编武强责任编辑李振祥闫非张成籍磊编辑田小琴刘晓天责任校对邢蕾严封面设计王滨出版发行煤炭工业出版社(北京市朝阳区芍药居35号100029)电话010﹣84657898(总编室)010﹣8465780(读者服务部)网址www.印刷北京文昌陶彩色印刷有限责任公司经销全国新华书店开本787mmx1092mm1/16印张151/2字数232千字版次2018年8月第1版2018年8月第1次印剧社内编号20180911定价65.00元本有部有缺页、倒页、脱页等质量同题,本社负责调换,电话委会主编武强副主编刘正林董书宁编委(按姓氏笔画排序)马旺马光军马亚杰王君现王铁记尹尚先冯玉任德平刘伯刘胜刘生优刘白宙刘守强刘芳亮刘建功刘道文孙小林孙文洁孙福群社少能杜金龙李子林李沅秋李宏杰李松营李沛涛李竟生肖雨江吴玉华辛恒奇张光德陈立武虎维岳郑军郑士田郑继有赵庆彪胡荣杰郜志段中稳昝军才洪益清郭全龙葛文占崔芳鹏董东林傅耀军曾一凡管思太缪小成第二章矿井水文地质类型划分及基础资料第一节矿井水文地质类型划分第十二条根据井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田及周边老空(火烧区,下同)水分布状况、矿井涌水量、突水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度,将矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂和极复杂4种类型(表2-1)。表2-1矿井水文地质类型分类依据类别简单中等复杂极复杂井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体含水层(水体)性质及补给条件为孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件差,补给来源少或者极少为孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件一般,有一定的补给水源为岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水,其补给条件好,补给水源充沛为岩溶含水层、老空水、地表水,其补给条件很好,补给来源极其充沛,地表泄水条件差单位涌水量q/(L·s-1·m-1)q≤0.10.1<q≤1.01.0<q≤5.0q>5.0井田及周边老空水分布状况无老空积水位置、范围、积水量清楚位置、范围或者积水量不清楚位置、范围、积水量不清楚矿井涌水量/(m3·h-1)正常Q1Q1≤180180<Q1≤600600<Q1≤2100Q1>2100最大Q2Q2≤300300<Q2≤12001200<Q2≤3000Q2>3000突水量Q3/(m3·h-1)Q3≤6060<Q3≤600600<Q3≤1800Q3>1800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全矿井时有突水,采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁,采掘工程、矿井安全受水害严重威胁防治水工作难易程度防治水工作简单防治水工作简单或者易于进行防治水工作难度较高,工程量较大防治水工作难度高,工程量大注:1.单位涌水量q以井田主要充水含水层中有代表性的最大值为分类依据;2.矿井涌水量Q、Q和突水量Q以近3年最大值并结合地质报告中预测涌水量作为分类依据。含水层富水性及突水点等级划分标准见附录一;3.同一井田煤层较多,且水文地质条件变化较大时,应当分煤层进行矿井水文地质类型划分;4.按分类依据就高不就低的原则,确定矿井水文地质类型。解读本条是关于矿井水文地质类型划分依据和具体划分方案的规定。矿井水文地质类型也就是通常所说的矿床水文地质类型两者划分的原则和依据基本相同。由于矿井仅是矿床的局部开发地段,涉及范围小,受开采影响明显,因此分类的基本出发点也不完全相同。矿井水文地质类型划分的目的是分析矿并水文地质条件确定水文地质类型,指导矿井防治水工作,通过采取有效的防治水措施,确保煤矿安全生产。1991年国家技术监督局批准发布的《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-1991),第一次明确了矿床水文地质勘探类型的国家标准。一、矿井水文地质类型划分的原则在参考上述各种矿井(床)水文地质分类方案的基础上本细则提出的矿井水文地质类型划分的原则和要求如下:(1)分类以矿井防治水工作为目的,考虑与矿井地质勘探工作相结合。(2)分类要全面考虑矿井充水诸因素的影响,要突出其中主要因素的作用。(3)分类应符合我国的实际情况,反映煤矿水害事故发生的特点以及在防治水工作中的经验教训,力求简单明了,便于实际应用。(4)本类型划分所考虑的各种因素(指标)具有同等地位,并且为了煤矿生产安全,类型划分采用就高不就低的原则。如根据矿井及其周边老空水分布状况,某矿并应为极复杂类型,但其他指标均未达到极复杂类型要求,采用就高不就低的原则,将该矿井定为水文地质条件极复杂类型矿井;同理,单位涌水量q以最大值作为分类依据,矿井涌水量Q1、Q:和突水量Q,以近3年最大值并结合地质报告中预测涌水量作为分类依据。(5)同一井田内煤层较多且水文地质条件变化较大时应分煤层进行矿井水文地质类型划分。如华北型煤田,在开采上组煤时,矿井可能是水文地质简单或中等类型的,而开采下组煤层则可能是水文地质条件复杂或极复杂的矿井。二、矿井水文地质类型划分的依据根据我国的矿井水文地质特征和主要影响因素,矿井水文地质类型划分的依据如下:(1)受采掘破坏或影响的含水层及水体(其中包括含水层性质及补给条件和单位涌水量)。受采掘破坏或影响的含水层也就是矿井充水的主要含水层。如在华北型煤田中开采上组煤层时可能主要是顶板砂岩含水层,而在开采太原组底部煤层时可能是煤层底板奥陶系灰岩含水层和顶板薄层灰岩含水层单位涌水量q是反映充水含水层富水性的重要指标,q的取值应以井田内主要充水含水层中有代表性的为准,以其最大值作为分类依据。关于单位涌水量q的具体标准计算方法可参照本细则附录一。(2)矿井及周边老空水分布状况。老空水包括古井、小窑、矿井采空区及废老塘的积水等。我国煤矿开采历史悠久,老空水分布广泛,矿井采掘工程一旦揭露或接近,常会造成突水,对矿并或相邻矿井造成极大威胁。老空水一般位置不清水体几何形状不规则,空间分布无规律,积水位置难于分析判断,突水来势迅猛,破坏性强。老空水多为酸性水并具有腐蚀性,但也有含有诸如硫化氢等有害气体的老空水老空水事故约占总水害事故的80%以上,因此在矿井水文地质类型划分中,老空水分布状况作为类型划分的一个重要指标。(3)矿井涌水量。以矿井正常涌水量0,和最大涌水量Q作为分类依据。矿井涌水量Q1、Q,以近3年最大值并结合地质报告中预测涌水量作为分类依据。(4)矿井突水量。含水层或含水体中的水突破隔水体而突然进入采掘系统空间的水量,往往造成灾害,因此将突水量作为分类指标之一。矿井突水量Q3以近3年最大值作为分类依据。(5)开采受水害影响程度。主要根据矿井是否经常突水以及突水的频率和突水量的大小进行分类。(6)防治水工作难易程度。主要根据防治水工程量及经济效益等进行分类。如果投入的防治水工程量太大,经济效益差,目前就不宜开采,待将来科技进步了再进行安全高效开采。根据以上分类依据,把矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂和极复杂4种类型。具体划分方案见本细则中的表2-1。第十三条矿井应当收集水文地质类型划分各项指标的相关资料,分析矿井水文地质条件,编制矿井水文地质类型报告,由煤炭企业总工程师组织审批。矿井水文地质类型报告,应当包括下列主要内容:(一)矿井所在位置、范围及四邻关系,自然地理,防排水系统等情况;(二)以往地质和水文地质工作评述;(三)井田地质、水文地质条件;(四)矿井充水因素分析,井田及周边老空水分布状况;(五)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;(六)矿井未来3年采掘和防治水规划,开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价;(七)矿井水文地质类型划分结果及防治水工作建议。解读本条是关于矿井水文地质类型划分及报告编写要求和编写内容的规定。我国煤矿水文地质条件复杂,对煤矿安全生产影响很大历史上曾多次发生水害事故,造成了严重经济损失和人员伤亡。为了煤矿安全生产,有针对性地做好矿井防治水工作,本条规定所有煤矿都必须确定矿井水文地质类型,编制矿井水文地质类型报告。煤炭企业、煤矿根据确定的水文地质类型制订防治水规划、措施并认真组织实施。矿井水文地质类型报告和类型确定,由煤炭企业总工程师负责组织审定矿井水文地质类型报告编写,应系统整理、综合分析矿床勘探、矿井建设生产各阶段所获得的水文地质资料,至少应当包括本规定的7项内容。报告具体编写提纲参考如下:一、矿井所在位置、范围及四邻关系,自然地理,防排水系统等情况(1)位置、交通。概述井田位置、行政隶属关系,地理坐标、长、宽、面积、边界及四邻关系。通过矿区或临近城镇的铁路、公路、水路等交通干线,以及距矿区最近的车站、码头和机场的距离。附矿区交通位置图。(2)地形地貌。概述井田地形地貌主要特征、类型、绝对高度和相对高度、总体地形和有代表性地点,如井口、工业场地内主要建筑物等标高。主要河流的最低侵蚀基准面。(3)气象、水文。概述矿区及其临近地区地表水体发育状况,包括江、河、湖、水库、沟渠、坑塘池沼等。河流应指出所属水系,并根据水文站资料分别说明平均、最大、最小流量及历史最高洪水位等。湖泊、水库等应指出分布范围和面积。说明矿区所属气候区。根据区内和相邻地区气象站资料给出区内降水分布,包括年平均降水量、最大和最小降水量以及降水集中的月份。还应指出年平均、年最大蒸发量;最高、最低气温;平均相对湿度;最大冻土深度;年平均气压等。资料齐全时,应附气象资料汇总表或月平均降水量、蒸发量、相对湿度、温度曲线图(插表和插图)。(4)地震。概述历史上地震发生的次数、最大震级及地震烈度等。(5)矿井及井田开发基本情况。概述煤矿开发情况,包括矿井投产年限、设计年生产能力、现今实际产量:矿井开拓方式、生产水平及主要开采煤层。(6)矿井防排水系统现状。概述井下各水平防排水设施包括防水闸门(墙)、水仓容积,排水泵型号、台数;排水管路直径、趟数;井下最大排水能力;是否具有抗灾能力;是否满足疏水降压的要求等。第十四条矿井水文地质类型应当每3年修订1次。当发生较大以上水害事故或者因突水造成采掘区域或矿井被淹的,应当在恢复生产前重新确定矿井水文地质类型。解读本条是关于矿井水文地质类型修订时间的规定。煤矿防治水工作应当贯穿建井、生产乃至闭坑的整个过程。这是因为对矿区水文地质条件的认识是逐步深化的,过去认为水文地质条件简单的矿区,后来采矿实践证明水文地质条件十分复杂,出现了淹工作面、淹采区甚至淹井的重大水害事故。此外,随着科学技术的发展,现在认为很难解决的某个矿井防治水问题,也许未来不再是什么难题。概括来说,这就是为什么要对矿井水文地质类型进行修订的原因。本条规定“矿井水文地质类型应当每3年修订1次。”要求矿井必须根据过去3年矿井掘进、开采过程中所发生的实际水文地质问题对矿井防治水工作进行总结分析,在原先水文地质类型划分的基础上重新确定,可能与原来类型基本一致,也可能比原来简单或复杂,使矿井水文地质类型更加符合本矿的实际情况。当发生较大以上水害事故或者因突水造成采掘区域或矿井被淹的,应全面分析突水原因,在恢复生产前重新确定矿井水文地质类型,采取有针对性的措施,防范同类事故发生。规定恢复生产前是指重新确定矿井水文地质类型这项工作最迟必须在恢复生产前完成,当然完成得越早越好。第二节基础资料第十五条矿井应当根据实际情况建立下列防治水基础台账,并至少每半年整理完善1次。(一)矿井涌水量观测成果台账;(二)气象资料台账;(三)地表水文观测成果台账;(四)钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账;(五)抽(放)水试验成果台账;(六)矿井突水点台账;(七)井田地质钻孔综合成果台账;(八)井下水文地质钻孔成果台账;(九)水质分析成果台账;(十)水源水质受污染观测资料台账;(十一)水源井(孔)资料台账;(十二)封孔不良钻孔资料台账;(十三)矿井和周边煤矿采空区相关资料台账;(十四)防水闸门(墙)观测资料台账;(十五)物探成果验证台账;(十六)其他专门项目的资料台账。解读本条是关于矿井应当建立防治水基础台账的规定。矿井必须建立本规定16种基础台账,为分析水文地质条件提供基础资料。水文地质条件复杂或极复杂的矿井还应根据防治水的需要,建立专门的基础台账。为了便于及时利用和更新,台账应建立计算机数据库,并至少每半年整理完善1次专业技术人员要认真收集,进行全面整理、分析相关资料,为防治水措施提供决策依据。建立的防治水台账要长期保存。第十六条建设矿井应当按照矿井建设的有关规定,在建井期间收集、整理、分析有关水文地质资料,并在建井完成后将井田地质勘探报告、建井设计及建井地质报告等资料全部移交给生产单位。建设矿井应当编制下列主要成果及图件:(一)水文地质观测台账和成果;(二)突水点台账,防治水的技术总结,注浆堵水记录和有关资料;(三)井筒及主要巷道水文地质实测剖面;(四)建井水文地质补充勘探成果(如井筒检查孔等);(五)建井地质报告,应当包含防治水的相关内容。解读本条是关于新建矿井在移交生产时应提交水文地质资料的规定。地质报告一般可分为普查、详查和精查地质报告。建井设计主要依据精查地质报告,它是矿井建设的依据,建井过程中所揭露的地质、水文地质情况是分析矿井水文地质条件的重要资料。因此,本细则要求矿井必须具有井田地质报告、建井设计和建井地质报告,并且应包含相应的防治水内容。水文地质条件复杂、极复杂的矿井还应根据受水害威胁的情况编制一些专题分析报告,供制订防治水措施时参考。建井期间揭露的地质、水文地质情况比勘探阶段更直接和精细,一些水文地质问题暴露更充分和具体。因此,对基建矿井也要高度重视水文地质工作,配备专业技术人员,全面熟悉地质报告、建井设计,收集揭露的地质、水文地质资料,全面分析,指导矿井建设,防止水害事故发生。新建矿井没有精查地质报告的,不得进行设计;没有建井设计的,不得进行矿井建设;建井期间没有收集有关地质、水文地质资料提交建井地质报告的,不得移交生产,不得进行安全试生产。建井期间应收集的主要资料包括:水文地质观测台账和成果;突水点台账、记录和有关防治水的技术总结,以及注浆堵水记录和有关资料;井筒及主要巷道水文地质实测剖面;建井水文地质补充勘探成果(如井筒检查孔等)。在建井完成后将井田地质勘探报告、建井设计及建井地质报告等资料全部移交给生产单位,在移交时要履行交接手续。第十七条生产矿井应当编制包括防治水内容的生产地质报告,并按照规定编制下列水文地质图件:(一)矿井综合水文地质图;(二)矿井综合水文地质柱状图;(三)矿井水文地质剖面图;(四)矿井充水性图;(五)矿井涌水量与相关因素动态曲线图。矿井水文地质图件主要内容及要求见附录二,并至少每半年修订1次。其他有关防治水图件由矿井根据实际需要编制。解读本条是关于生产矿井必备的生产地质报告及5种防治水图件的规定为了有针对性地做好防治水工作,防止误揭地质构造、误穿老空区导致事故发生,本条款要求生产矿井必须编制矿井综合水文地质图、矿井综合水文地质柱状图、矿井水文地质剖面图、矿井充水性图和矿井涌水量与相关因素动态曲线图。有关图件的内容和要求参考本细则附录二。水文地质条件复杂、极复杂的矿井,还应根据受水害威胁的情况,编制专门图件,如带压开采评价图、注浆堵水平面及剖面图和水化学分析图等。防治水图件是做好防治水工作的基础,所编制的图件内容要真实可靠并数字化。专业技术人员应当及时对收集的资料和井下揭露的地质、水文地质情况反映标注在各种图件上,并进行综合分析,总结水害形成的规律和防治水措施。绘制数字化图件主要是便于及时修改,矿井应当至少每半年对相关图件进行修正完善1次。[实例]2009年9月13日,河南省洛阳市新安县鑫泰煤业公司发生水害事故,死亡10人。该矿为乡镇煤矿,正在进行技改,设计生产能力0.15Mt/a。井田内有一正在使用的水井,储水量约450m3。为了防止透水,在井下施工时进行了探放水,已发现有10m/h的透水量,决定绕道施工。矿上测量人员对水井位置测量后,水井位置偏离实际位置直线距离约70m,在施工11051绕巷时未再进行探放水,水井井简内积水瞬间溃出,导致水害发生。经现场勘寨,水害发生时11051绕巷迎头右帮距水井井壁只有1m距离。引发这次水害的主要原因是图件中水井位置错误,严重偏离实际位置,导致了防治水工作的错误判断并引发突水。因此,必须重视防治水图件的真实可靠性,并及时修订,为防治水工作提供基础依据。第十八条矿井闭坑报告应当包括下列防治水相关内容:(一)闭坑前的矿井采掘空间分布情况,对可能存在的充水水源、通道、积水量和水位等情况的分析评价;(二)闭坑对邻近生产矿井安全的影响和采取的防治水措施;(三)矿井关闭时采取的水害隐患处置工作及关闭后淹没过程检测监控情况。解读本条是关于废弃矿井闭坑报告中防治水相关内容的规定。大量关闭的废弃矿井是煤矿安全生产的重大隐患,特别是废弃积水矿井,构成了对煤矿安全生产的严重威胁,曾发生过多起重特大水害事故。本条款要求所有矿井在关闭前必须编写闭坑报告,主要内容包括:闭坑前矿井采掘空间分布情况,对可能存在的充水水源、通道、积水量和水位等情况的分析评价;闭坑对邻近生产矿井安全的影响和采取的防治水措施:矿井关闭时采取的水害隐患处置工作及关闭后淹没过程检测监控情况。矿井应当建立水文地质信息管理系统,实现矿井水文地质文字资料收集、数据采集、台账编制、图件绘制、计算评价和水害预测预报一体化。解读本条是关于矿井建立水文地质信息管理系统的规定。建立水文地质信息管理系统,可以提高防治水工作效率提高防治水工作决策水平。所以,本条款要求矿井建立水文地质信息管理系统,主要内容有水文地质文字资料收集、数据采集、台账编制、图件绘制、计算评价和矿井防治水预测预招矿井可分步实施,如先建立水文地质资料数据库、计算机绘图等,再建立水文地质数据自动化采集、台账编制、计算评价、预测预报等。第三章矿井水文地质补充勘探第一节一般规定第二十条矿井有下列情形之一的,应当开展水文地质补充勘探工作:(一)矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的;(二)矿井原勘探工作量不足,水文地质条件尚未查清的;(三)矿井经采掘揭露煤岩层后,水文地质条件比原勘探报告复杂的;(四)矿井水文地质条件发生较大变化,原有勘探成果资料难以满足生产建设需要的;(五)矿井开拓延深、开采新煤系(组)或者扩大井田范围设计需要的;(六)矿井采掘工程处于特殊地质条件部位,强富水松散含水层下提高煤层开采上限或者强富水含水层上带压开采,专门防治水工程设计、施工需要的;(七)矿井井巷工程穿过强含水层或者地质构造异常带,防治水工程设计、施工需要的。解读本条是关于矿井水文地质补充勤探的一般规定。我国许多煤矿区受煤层上部含水层和下部岩溶水的严重感胁,突水和淹井事故时有发生。其主要原因与矿区水文地质条件不清,水文地质勘探程度低有关。为保障煤炭工业可持续健康发展,要求有下列情形之一者,必须开展水文地质补充勘探工作,查明深部地质构造、水文地质条件,分析矿井充水水源、充水途径、充水通道,预测矿井涌水量,为实施带压开采和矿井防治水提供水文地质技术依据,保障煤矿安全生产。(1)矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的一是指一些老矿区由于上组煤资源枯竭,准备或已经开采下组煤,而未进行深部水文地质勘探;二是指一些准备开采或新开的煤矿,由于某种原因未进行相应的水文地质勘探。(2)矿井原勘探工作量不足,水文地质条件尚未查清的这是指矿井在勘探阶段,由于投入的水文地质工程量未达到相关规范要求,未查清水文地质条件,不能满足生产建设需要。现行矿区水文地质勘查规范多侧重于矿井规划、矿井设计等阶段的水文地质勘查要求,因此勘查成果、资料往往不能充分满足矿井建设、生产阶段的需要。就勘查阶段而言,矿井水文地质补充勘探属专项水文地质勘查,高于现行矿区水文地质勘查规范之勘探阶段。(3)矿井经采掘揭露煤岩层后,水文地质条件比原勘探报告复杂的。这是指矿井在采掘过程中,经井下水文地质观测发现水文地质条件比水文地质勘探报告复杂。(4)矿井水文地质条件发生较大变化,原有勘探成果资料难以满足生产建设需要的。这是指由于矿井长期开采,改变了矿井直接或间接充水含水层水文地质条件,形成或正在发育矿井地下水系统,而原水文地质勘探成果、资料已不能指导矿井生产。(5)矿井开拓延深、开采新煤系(组)或者扩大井田范围设计需要的。这是指当矿井因开拓延深、开采新煤系(组)及扩大井田范围,原水文地质勘探成果、资料不能满足相关要求,需要进行水文地质勘探。(6)矿井采掘工程处于特殊地质条件部位,强富水松散含水层下提高煤层开采上限或者强富水含水层上带压开采,专门防治水工程设计、施工需要的。当上覆地层含水层发育,而导水裂缝带进入或接近含水层时往往发生突水事故;特别是当上覆岩层为薄基岩或超薄基岩时,导水裂缝带、煤层隐伏露头又可能与孔隙含水层导通,甚至裂缝直通地表,水文地质条件和充水因素等更趋复杂。查明水文地质条件,预测导水裂隙发育高度,分析研究矿井充水因素是防治水工作的基础。随着开采深度的加大,底板水害问题日益突出。由于深部水文地质条件的复杂性和岩溶、裂隙发育及其地下水赋存的不均一性,使得深部底板水的防治有其特殊性。因此,应采用综合勘探手段和科学的理论、方法,查明水文地质条件,分析研究充水因素,进行突水危险性评价,进而为安全生产和防治水工作提供科学依据。(7)矿井井巷工程穿过强含水层或者地质构造异常带防治水工程设计、施工需要的。防治水工程设计、施工是一项系统工程,关系到矿井安全生产和可持续发展,必须以相应精度的专项水文地质勘查、研究成果、资料为科学依据。根据含水层空隙发育规律、含水层空间发育特征、地下水补径排条件、地下水资源赋存规律等,树立水害防治、水资源保护与合理利用及环境保护理念,科学实施防治水工程。第二十一条矿井水文地质补充勘探应当针对具体问题合理选择勘查技术、方法,井田外区域以遥感水文地质测绘等为主,井田内以水文地质物探、钻探、试验、实验及长期动态观(监)测等为主,进行综合勘查。解读本条是关于矿井水文地质补充勘探技术方法勘查范围等的规定矿井水文地质条件非孤立存在,而是从属于特定的区域地下水系统,要客观评价矿区水文地质条件,必须对包括勘探矿区在内的区域地下水系统进行整体分析研究。若矿井范围跨越2个以上地下水系统,水文地质勘探工作也应涵盖这些地下水系统。矿区以外,以查明区域水文地质条件为目的,主要进行水文地质测绘工作,可根据需要适当辅以水文地质物探、钻探和抽水试验等勘探手段。井田内不但要进行水文地质测绘工作,同时应开展相应的水文地质物探、钻探和抽水试验等手段相结合的综合勘探,查明水文地质条件,满足防治水工作需要。随着水文地质理论、技术和方法的不断进步,为有效地查明和评价矿区(井)水文地质条件,在进行水文地质补充勘探时,应采用新的、有效的勘探手段、技术以及评价理论和方法。应重视和加强“三边”工作,勘探、研究结合、并重。应努力提升水文地质补充勘探及其成果、资料的信息化水平;应用“3S”技术并积极推进水文地质补充勘探与互联网技术的结合。应对矿区(井)主要充水含水层进行水资源评价,矿井涌水量预测应与之结合,为“排、供、环”三位一体的绿色开采提供依据。第二十二条矿井水文地质补充勘探应当根据相关规范编制补充勘探设计,经煤炭企业总工程师组织审批后实施。补充勘探工作完成后,应当及时提交矿井水文地质补充勘探报告和相关成果,由煤炭企业总工程师组织评审。解读本条是关于矿井水文地质补充勘探设计、报告编制及勘查阶段、精度的规定。鉴于矿井水文地质补充勘探的特殊性和重要性,以及相关规范相对老旧或缺位、滞后的现状,矿井水文地质补充勘探设计被赋予十分重要的角色或使命,尤其是勘查、研究思路及技术方法(手段)的创新和勘查工程、成果质量的控制。因此矿井水文地质补充勘探设计应当根据相关规范编制,经煤炭企业总工程师组织审查,批准后实施。矿井水文地质补充勘探的背景条件及客观要求,决定了其勘查精度应高于或超越现行相关规范的勘探阶段。一方面,现行勘查规范所要求的各勘查阶段基本任务主要围绕矿床经济技术评价、矿山总体建设规划、矿山建设可行性研究和设计等确定,为其提供水文地质依据。矿井水文地质补充勘探则是主要针对矿井建设和生产中存在的水文地质等问题而开展的水文地质勘查工作,服务对象、目的任务及精度要求等均发生阶段性改变。就勘查阶段而言,矿井水文地质补充勘探属现行勘查规范勘探阶段之后的专项水文地质勘查,因此勘查精度要求更高。另一方面,矿井水文地质补充勘探之勘查、研究目的任务更为具体而集中,与具体问题相关的勘查(研究)对象、空间范围也更为清晰和明确,成果、资料应满足诸如防治水工程设计、施工等工程要求。因此,矿井水文地质补充勘探属专项水文地质勘查,控制精度、成果质量等要求更高。第二节水文地质补充调查第二十三条水文地质测绘应当采用遥感水文地质测绘方法,应用全球卫星定位系统、地理信息系统、数字影像、互联网等技术手段,提高测绘质量。区域水文地质测绘比例尺应当采用1:100000~1:10000,矿区应当采用1:10000~1:2000。解读本条是关于水文地质测绘的规定。水文地质测绘是水文地质勘探的重要手段。水文地质测绘分为区域水文地质测绘和矿区水文地质测绘。区域水文地质测绘范围应涵盖矿区(井)所处完整地下水系统(或水文地质单元)。水文地质条件简单,可不进行区域水文地质测绘而进行区域水文地质编图;矿区水文地质测绘范围应涵盖矿井疏排影响区域及补给边界。煤矿区(井)水文地质测绘的主要任务是确定地下水系统范围、结构、边界、地质构造含(控)水特征,以及地下水系统补给、径流、排泄条件,研究地下水形成的自然条件调查、研究确定矿井充水水源、充水通道等充水因素。水文地质测绘比例尺,区域一般采用1:100000~1:10000,矿区一般采用1:10000~1:2000。应采用遥感水文地质测绘方法,应用全球卫星定位系统地理信息系统、数字影像及互联网等技术手段,提高水文地质测绘质量及时效。水文地质测绘资料、成果,应根据矿井生产与防治水工作需要、水文地质条件变化以及相关分析、研究要求,及时补充、更新。水文地质调查和水文地质观测应按相关要求和需要持续开展,并作为水文地质测绘资料的重要组成,综合利用。第二十四条水文地质补充调查应当包括下列主要内容:(一)资料收集。收集降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及其历年月平均值、两极值等气象资料。收集调查区内以往勘查研究成果,动态观测资料,勘探钻孔、供水井钻探及抽水试验资料;(二)地貌地质。调查收集由开采或者地下水活动诱发的崩塌、滑坡、地裂缝、人工湖等地貌变化、岩溶发育矿区的各种岩溶地貌形态。对松散覆盖层和基岩露头,查明其时代、岩性、厚度、富水性及地下水的补排方式等情况,并划分含水层或者相对隔水层。查明地质构造的形态、产状、性质、规模、破碎带(范围、充填物、胶结程度、导水性)及有无泉水出露等情况,初步分析研究其对矿井开采的影响;(三)地表水体。调查收集矿区河流、水渠、湖泊、积水区、山塘、水库等地表水体的历年水位、流量、积水量、最大洪水淹没范围、含泥沙量、水质以及与下伏含水层的水力联系等。对可能渗漏补给地下水的地段应当进行详细调查,并进行渗漏量监测;(四)地面岩溶。调查岩溶发育的形态、分布范围。详细调查对地下水运动有明显影响的补给和排泄通道,必要时可进行连通试验和暗河测绘工作。分析岩溶发育规律和地下水径流方向,圈定补给区,测定补给区内的渗漏情况,估算地下水径流量。对有岩溶塌陷的区域,进行岩溶塌陷的测绘工作;(五)井泉。调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌水量、水位、水质、水温、气体溢出情况及类型、流量(浓度)及其补给水源。素描泉水出露的地形地质平面图和剖面图;(六)老空。调查老空的位置、分布范围、积水量及补给情况等,分析空间位置关系以及对矿井生产的影响;(七)周边矿井。调查周边矿井的位置、范围、开采层位、充水情况、地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱以及与相邻矿井的空间关系,以往发生水害的观测资料,并收集系统完整的采掘工程平面图及有关资料;(八)本矿井历史资料。收集整理矿井充水因素、突水情况、矿井涌水量动态变化情况、防治水措施及效果等。解读本条是关于水文地质补充调查内容的规定(1)充分收集以往资料,认真分析研究并有效利用是矿区(井)水文地质工作的重要内容。气象和地下水动态等资料的收集整理旨在掌握气象和地下水动态规律,尤其是降水与地下水水位、矿井涌水量等之间的动态关系,以有效地指导水文地质及防治水工作。水文地质条件及规律的认识是一个循序渐进、由浅入深的过程,资料的积累及不断深入研究是水文地质工作的基本要求。因此,要不断收集和掌握以往水文地质、地质等成果资料,在此基础上补充、完善、深化和提高。(2)在进行野外调查之前,应先结合矿区(井)已收集的相关资料及地形图、航拍照片和卫星影像等进行综合研究以便对全区地质、地貌等有一个总体认识,为确定调查计划和路线提供依据。(3)不同地区地貌地质调查的主要内容参考表3-1。表3-1地貌地质调查的主要内容平原区1.第四系厚度、岩性变化、地质时代、成因类型及其岩相变化规律。2.地貌的成因形态类型和形态组合类型及微地貌形态特征分布、组成物质、形成时代;阶地形态特征、结构与类型,水文网的发育变迁,古河床、牛湖埋藏谷的分布与埋藏情况。3.新构造运动的性质与特征;活动构造。丘陵山区1.不同地层的岩性组合与变化规律。2.测区所属构造体系类型及其所在构造部位和各类构造的形态特征、产状、性质、规模、分布及其组合关系。3.不整合面、沉积间断面、玄武岩孔洞发育层、围岩接触带红层、岩溶层等的特征与分布。4.各类岩层和各类构造不同部位裂隙的发育程度与特征,断裂破碎带的充填胶结情况。5.不同岩层、不同地貌形态风化壳的发育特征与风化带的划分。6.新构造运动的分布与特征,活动构造。岩溶地区1.碳酸盐类地层的岩性、厚度及夹层。2.可溶岩与非可溶岩的界线及分布范围。3.不同构造单元内岩溶发育的差异性。4.各种岩溶地貌形态特征与规模,岩溶发育规律、地层岩性及其地质构造关系。滨海地区1.海岸地貌、第四纪地质及新构造运动。2.三角洲的形成与变迁,海成阶地的特征,海岸线性质。3.河流冲积层和海相沉积层的空间分布位置。4.沼泽、洼地的形成与分布。5.高潮和低潮时期的潮汐界线及影响范围。黄土地区1.黄土、黄土状土和第四纪沉积物的成因类型、地层层序和地质时代。2.地貌形态类型和地质结构类型。3.黄土下伏不同时代、不同成因类型的第四纪沉积物及前第四纪基岩的分布,基底构造轮廓。冻土地区1.多年冻土的分布规律、特征及成因,多年片状冻土、岛状冻土的分布规律及上部活动层的厚度。2.河、湖融区及构造融区的形成与分布。3.冻融产生的各种物理地质现象的形成和分布在调查的基础上,初步分析研究地貌地质条件对矿井开采的影响。(4)地表水体是指矿区(井)内所有的河流、水渠、湖泊、积水区、山塘和水库等。调查和收集的内容为地表水体的历年水位、流量、积水量、最大洪水淹没范围、含泥砂量、水质和地表水体与下伏含水层的水力关系等。对可能渗漏补给地下水的地段,重点进行详细调查并进行渗漏量监测。应结合以往的资料,分析研究地表水和地下水在水量、水位、水质方面的关系,不但要进行水文地质分析、水化学分析研究,还应采用数学地质等进行分析研究。(5)对于已开采矿区(井),可采用“3S”等新技术、新方法,根据不同时段、不同波段的影像,结合地貌地质、地表水体及井泉等野外调查,建立动态的地理信息系统,以研究由开采或地下水活动诱发的崩塌、滑坡、地裂缝、人工湖等地貌变化。(6)井泉是地下水系统排泄的主要途径,研究井泉动态特征有利于加深对水文地质条件的认识。因此,应详细调查井泉的位置、标高、深度、出水层位、涌水量(流量)、水位水质、水温、溢出气体与成分及其补给源等要素,素描泉水出露的地形地质平面图和剖面图,并附相应的影像资料。(7)古井老窑是矿区(井)潜在的危险,做好古井老窑的调查是防治水工作的重要任务之一。在水文地质调查时,应详细调查古井老窑的位置及开采、充水、排水等资料及老窑停采原因等情况,察看地形,圈出采空区,估算积水量,准确掌握老窑和采空区的特征。此项调查工作应结合地面勘探(地震、电法勘探)等手段进行。(8)对生产矿井和周边矿井的调查是研究矿区(井)充水水文地质条件最直接的方法。通过此项调查,深入对比研究矿区(井)充水条件,为安全开采提供指导意见。对于周边矿井,主要调查矿井的位置、范围、开采层位充水情况、地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱以及与相邻矿井的空间关系,以往发生水害的观测研究资料,并收集系统完整的采掘工程平面图及有关资料(9)地面岩溶主要调查岩溶发育的形态和分布范围。详细调查对地下水运动有明显影响的补给和排泄通道,必要时可进行连通试验和暗河测绘工作,分析岩溶发育规律和地下水径流方向,圈定补给区,测定补给区内的渗漏情况,估算地下水径流量。对有岩溶塌陷的区域,应进行岩溶塌陷的测绘工作,对岩溶发育复杂地段,应结合地面勘探(地震、电法勘探等),查明溶洞、地下暗河等空间分布和富水特征。第二十五条煤矿应当加强与当地气象部门沟通联系,及时收集气象资料,建立气象资料台账;矿井30km范围内没有气象台(站),气象资料不能满足安全生产需要时,应当建立降水量观测站。解读本条是关于气象信息收集、观测及应用的规定。矿区(井)应与气象部门建立气象信息共享关系,及时获得灾害性天气预报,积累气象资料,研究气象规律。气象观测时间要和地表水、地下水观测时间相统一,以便研究分析三者之间的关系。第二十六条矿井应当对与充水含水层有水力联系的地表水体进行长期动态观测,掌握其动态规律,分析研究地表水与地下水的水力联系,掌握其补给、排泄地下水的规律,测算补给、排泄量。解读本条是关于地表水、地下水动态观测的要求矿区(井)应对其范围内的地表水体进行长期动态观测掌握其动态规律,分析、研究地表水与地下水的水力联系。矿区(井)所处地下水系统范围内,与矿井充水含水层有水力联系的地表水体,也应进行长期动态观测,掌握其补给、排泄地下水的规律,测算补给、排泄量。矿区(井)应建设并不断完善地下水长期动态观测网观测网建设应根据矿井水文地质条件复杂程度及防治水工作要求等编制专项设计,由煤矿企业总工程师组织审查、批准。观测点布设应遵循下列原则:充分利用已有勘查钻孔、井、泉等水点;控制主要充水含水层地下水流场、水化学场、温度场,满足主要充水含水层等水位(压)线图、动态曲线图及水文地质剖面图等相关图件绘制要求;掌握老空水的动态特征;掌握构造控水规律及富水特征;满足主要充水含水层地下水数值模拟要求;控制地下水系统边界及相邻矿井边界主要充水含水层地下水动态,尤其是矿井水疏排影响范围内的地下水动态;地面观测点与井下观测点结合。水文地质补充勘探或地下水观测网建设阶段,由勘探或建设单位负责观测和设施维护,之后则由煤矿企业负责。第二十七条井下水文地质观测应当包括下列主要内容:(一)对新开凿的井筒、主要穿层石门及开拓巷道,应当及时进行水文地质观测和编录,并绘制井筒、石门、巷道的实测水文地质剖面图或者展开图;(二)井巷穿过含水层时,应当详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或者岩溶的发育与充填情况,揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量和水温等,并采取水样进行水质分析;(三)遇裂隙时,应当测定其产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填物及充填程度等,观察地下水活动的痕迹,绘制裂隙玫瑰花图,并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率。较密集裂隙,测定的面积可取1~2m2;稀疏裂隙,可取4~10m2。其计算公式为(3-1)式中KT—裂隙率,%;A—测定面积,m2;l—裂隙长度,m;b—裂隙宽度,m;(四)遇岩溶时,应当观测其形态、发育情况、分布状况、充填物成分及充水状况等,并绘制岩溶素描图;(五)遇断裂构造时,应当测定其产状、断距、断层带宽度,观测断裂带充填物成分、胶结程度及导水性等;(六)遇褶曲时,应当观测其形态、产状及破碎情况等;(七)遇陷落柱时,应当观测陷落柱内外地层岩性与产状、裂隙与岩溶发育程度及涌水等情况,并编制卡片,绘制平面图、剖面图和素描图;(八)遇突水点时,应当详细观测记录突水的时间、地点、出水形式,出水点层位、岩性、厚度以及围岩破坏情况等,并测定水量、水温、水质和含砂量。同时,应当观测附近出水点涌水量和观测孔水位的变化,并分析突水原因。各主要突水点应当作为动态观测点进行系统观测,并编制卡片,绘制平面图、素描图和水害影响范围预测图。对于大中型煤矿发生300m3/h以上、小型煤矿发生60m3/h以上的突水,或者因突水造成采掘区域或矿井被淹的,应当将突水情况及时上报地方人民政府负责煤矿安全生产监督管理的部门、煤炭行业管理部门和驻地煤矿安全监察机构;(九)应当加强矿井涌水量观测和水质监测。矿井应当分水平、分煤层、分采区设观测站进行涌水量观测,每月观测次数不得少于3次。对于涌水量较大的断裂破碎带、陷落柱,应当单独设观测站进行观测,每月观测1~3次。水质的监测每年不得少于2次,丰、枯水期各1次。涌水量出现异常、井下发生突水或者受降水影响矿井的雨季时段,观测频率应当适当增加。对于井下新揭露的出水点,在涌水量尚未稳定或者尚未掌握其变化规律前,一般应当每日观测1次。对溃入性涌水,在未查明突水原因前,应当每隔1~2h观测1次,以后可以适当延长观测间隔时间,并采取水样进行水质分析。涌水量稳定后,可按井下正常观测时间观测。当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含水层,穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或者接近老空积水区时,应当每作业班次观测涌水情况,掌握水量变化。对于新凿立井、斜井,垂深每延深10m,应当观测1次涌水量;揭露含水层时,即使未达规定深度,也应当在含水层的顶底板各测1次涌水量。矿井涌水量观测可以采用容积法、堰测法、浮标法、流速仪法等测量方法,测量工具和仪表应当定期校验;对含水层疏水降压时,在涌水量、水压稳定前,应当每小时观测1~2次钻孔涌水量和水压;待涌水量、水压基本稳定后,按照正常观测的要求进行。解读本条是关于矿井井下水文地质观测内容的规井下水文地质观测是掌握和研究矿区(井)充水条件的第一手资料,必须做到及时、准确。矿井要及时编制实测水文地质剖面图或展开图,并分析研究、指导生产(1)新开凿井筒、主要穿层石门及开拓巷道过程中,并下水文地质信息较多,为了便于矿井水文地质工作人员全面地收集、整理、分析和研究,针对7种揭露情况下水文地质观测和编录要素做了详细的规定。除此之外,还应根据研究的不同对象和目的,有选择地表示出相关的水文地质要素,如含水层的水位(水压)、渗透系数、单位涌水量、矿化度等,并结合平面图标明突水危险性评价分区等水文地质信息。当井巷与岩层走向或构造线方向垂直时,以实测水文地质剖面图为宜;否则实测水文地质展开图。实测的水文地质剖面图或展开图应清楚、准确标明揭露的井巷位置,并在相应平面图上标明剖面图或展开图位置,做到平面图、剖面图或展开图、记录卡片相一致。水文地质展开图即水文地质立体展开图,是指将井筒、石门、巷道的各个表面所及映的水文地质信息,在平面上摊平绘制而成的图件。(2)当井巷穿过含水层时,应当详细描述含水层岩性产状、厚度、含水空间特征和构造裂隙、揭露点的位置及标高、山水形式、涌水量和水温等,并采取水样进行水质分析。(3)当井巷遇含水层裂隙时,应当测定裂隙的产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填程度及充填物等,观察地下水活动的痕迹和富水性等。结合构造地质分析、统计方法,分析研究裂隙成因类型和不同构造部位的差异性等。推荐采用裂隙玫瑰图法和裂隙率统计法。裂隙率统计应选择有代表性的地段进行。(4)当井巷遇岩溶时,在观测岩溶形态、发育情况、分布状况、有无充填物和充填物成分及充水状况等基础上,绘制岩溶素描图,统计溶洞、溶隙发育方向和性质,结合构造发展史、古地理、古气候等分析研究岩溶发育期次和对矿区(井)生产可能产生的影响。(5)当井巷遇断裂构造时,在测定断裂断距、产状、断层带宽度,观测断裂带充填物成分、胶结程度及导水性等基础上,分析研究矿区构造发展史及此类构造对矿区(井)涌(突)水产生的作用。(6)当井巷遇褶曲时,在观测褶曲形态、产状及破碎情况等要素基础上,根据褶曲不同部位破碎的差异及裂隙发育特征,分析研究该褶曲对矿体、含水介质及脆性岩可能产生的影响。(7)当井巷遇陷落柱时,在观测陷落柱内外地层岩性与产状、裂隙与岩溶发育程度及涌水等情况的基础上,根据构造发展史和地下水运动规律,研究陷落柱的成因及其发育史,结合地面勘探(地震、电法及钻探)判定陷落柱的发育深度空间形态、富水性及其对矿区(井)生产可能产生的危害。在观测陷落柱时应编制记录卡片,绘制相应的平面图、剖面图和素描图。(8)当井巷遇突(透、溃)水点时,应当详细观测记录突水的时间、地点、确切位置、出水层位、岩性、厚度、出水形式、围岩破坏情况等,并测定涌水量、水温、水质和含砂量等。同时,应观测附近的出水点和观测孔涌水量和水位的变化并分析突水原因。各主要突水点可以作为动态观测点进行系统观测并应编制记录卡片,绘制相应的平面图、拍摄数字影像或绘制素描图。对于大中型煤矿发生300m/h以上的突水、小型煤矿发生60m/h以上的突水,或者因突水造成采掘区域和矿井被淹的,应当将突水情况及时上报所在地煤矿安全监察机构和地方人民政府负责煤矿安全生产监督管理的部门、煤炭行业管理部门。有关部门接到突水事故后,要组织人员认真分析突水原因,采取有效措施,撤出受水威胁区域的人员到安全地点,防止因突水而引发矿难。(9)监测矿井涌水量和水质的观测站应分水平、分煤层分采区设立,便于涌水量和水质的分析、对比和预测、预报。涌水量的观测,每月观测次数不少于3次。对于出水较大的断裂破碎带、陷落柱,应单独设立观测站进行观测,每月观测1~3次。水质的监测每年不少于2次,丰、枯水期各1次。涌水量出现异常、井下发生突水或者受降水影响矿井的雨季时段,观测频率应当适当增加。对于井下新揭露的出水点,在涌水量尚未稳定或尚未掌握其变化规律前,一般应当每日观测1次。对溃入性涌水,在未查明突水原因前,应当每隔1~2h观测1次,以后可适当延长观测间隔时间,并采取水样进行水质分析。涌水量稳定后,可按井下正常观测时间观测。当采掘工作面上方影响范围内有地表水体、富水性强的含水层、穿过与富水性强的含水层相连通的构造断裂带或接近老空积水区时,应当每作业班次观测涌水情况,掌握水量变化。对于新凿立井、斜井,垂深每延深10m,应当观测1次涌水量。掘进至新的含水层时,虽不到规定的距离,也应当在含水层的顶底板各测1次涌水量。矿井涌水量观测应当注重观测的连续性和精度,通常采用容积法、堰测法、浮标法、流速仪法。随着监测技术的进步为提高观测精度,细则要求采用先进的测水方法。测量工具和仪表应按规定的校验期到具有校验资质的部门进行定期校验。(10)含水层疏水降压,观测的主要内容是涌水量和水头压力。在井下对含水层进行疏水降压时,在涌水量、水头压力稳定前,应当每小时观测1~2次钻孔涌水量和水头压力;涌水量、水头压力基本稳定后,每3日观测1次。对观测数据应制作图表,分析研究。疏放老空水,应当每作业班次进行观测,出现异常及时采取措施,并进行作图分析。第三节地面水文地质补充勘探第二十八条应当根据勘探区的水文地质条件、探测地质体的地球物理特征和探测工作目的等编写地面水文地质物探设计,由煤炭企业总工程师组织审批。应当采用多种物探方法进行综合勘探,可以采用地震与电法相结合的勘探技术方法查明构造及其富水性。水文物探主要以电法勘探为主,宜采用直流电法、瞬变电磁法或者可控源音频大地电磁测深等技术方法。可以采用高精度三维地震勘探查明火成岩侵入范围和断层、陷落柱等构造。物探作业时,野外施工、资料处理和解释应当符合国家、行业标准。施工结束后应当提交成果报告,由煤炭企业总工程师组织审批。物探成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。解读本条是关于地面水文地质物探的规定。(1)物探作业前,勘探单位应当根据勘探区的水文地质条件、被探测地质体的地球物理特征和不同的工作目的等编写设计。水文地质补充勘探中的水文地质物探控制精度高于现行规范的勘探阶段;工程布置要针对性强,工作量布置要合理设计经煤炭企业总工程师组织审查。(2)物探作业前,应充分收集、研究矿区(井)的地质资料及采掘资料,并根据矿井防治水的不同目的层段,采用多种物探方法进行综合勘探,相互验证,以提高勘探精度和物探成果的可靠性。水文物探主要以电法勘探为主,宜采用直流电法、瞬变电磁法及可控源音频大地电磁测深等多种电法技术方法。可采用高精度三维地震勘探查明矿区断层及陷落柱等构造分布特征。也可采用地震与电法相结合的勘探技术方法查明构造及其富水性。勘探单位进行物探作业时,野外施工、资料处理和解释应符合国家、行业标准。(3)现阶段各煤矿采区均进行了采区三维地震勘探,在进行地面水文地质物探时,要充分利用采区三维地震勘探数据分析研究煤层顶底板含水层、隔水层及断层、褶皱、陷落柱等构造发育、分布特征。(4)地面水文地质物探提交的成果报告,由煤炭企业总工程师组织评审。物探成果应与其他勘探成果相结合,相互验证。第二十九条水文地质钻探工程量应当根据水文地质补充勘探目的、具体任务及综合勘探的要求等确定;应当充分利用已有钻孔(井)及钻探成果,与长期水文动态观(监)测网的建设(完善)统筹考虑,形成控制地下水降落漏斗形态的水文地质剖面线。解读本条是关于水文地质钻探工程布置及工程量的规定。矿井水文地质补充勘探钻探工程量应根据勘查目的、任务及综合勘查的要求等确定。钻探成果应为防治水工程设计、施工及地下水资源保护与开发利用提供直接、充分的科学依据。通常情况下,水文地质钻孔应作为水文地质观测孔,并与地下水长期动态观(监)测网建设、完善统筹考虑。应充分利用已有钻孔(井)及钻探成果,使得钻孔布置与地下水天然流向垂直和平行,揭示含水层分区特征、构造控水、水文地质边界、地下水补径排条件、地下水流场特征与降落漏斗形态等矿井地下水系统特征及矿井水文地质条件的水文地质剖面。第三十条按照水文地质补充勘探设计要求,编写单孔设计,内容包括钻孔结构、套管结构、孔斜、岩芯采取、封孔止水、终孔直径、终孔层位、简易水文观测、抽水试验、地球物理测井及采样测试、封孔质量、孔口装置和测量标志等要求。水文地质钻探主要技术指标应当符合下列要求:(一)以煤层底板水害为主的矿井,其钻孔终孔深度以揭露下伏主要含水层段为原则;(二)所有勘探钻孔均应当进行水文测井工作,配合钻探取芯划分含、隔水层,取得有关参数;(三)主要含水层或者试验观测段采用清水钻进。遇特殊情况可以采用低固相优质泥浆钻进,并采取有效的洗孔措施;(四)抽水试验孔试验段孔径,以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则;水位观测孔观测段孔径,应当满足止水和水位观测的要求;(五)抽水试验钻孔的孔斜,应当满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求;(六)钻孔应当取芯钻进,并进行岩芯描述。岩芯采取率:岩石,大于70%;破碎带,大于50%;黏土,大于70%;砂和砂砾层,大于30%。当采用水文物探测井,能够正确划分地层和含(隔)水层位置及厚度时,可以适当减少取芯;(七)在钻孔分层(段)隔离止水时,通过提水、注水和水文测井等不同方法,检查止水效果,并作正式记录;不合格的,应当重新止水;(八)除长期动态观测钻孔外,其余钻孔应当使用高标号水泥封孔,并取样检查封孔质量;(九)水文地质钻孔应当做好简易水文地质观测,其技术要求参照相关规程规范。否则,应当降低其钻孔质量等级或者不予验收;(十)观测孔竣工后,应当进行洗孔,以确保观测层(段)不被淤塞,并进行抽水试验。水文地质观测孔,应当安装孔口装置和长期观测测量标志,并采取有效保护措施。解读本条是关于水文地质钻孔设计及钻探技术指标的规定。补充勘探所设计的钻孔,在钻探前应当按照勘探设计编制单孔设计书,且应经勘探单位技术部门负责审核。钻孔设计书内容包括:钻孔结构、套管结构、孔斜、岩芯采取、封孔止水、终孔直径、终孔层位、简易水文观测、抽水试验、地球物理测井及采样测试、封孔质量、孔口装置和测量标志等要求。钻孔施工主要技术要求如下:(1)对“以煤层底板水害为主的矿井,其水文地质补充勘探钻孔的终孔深度,以揭露下伏主要含水层段为原则”。般无须揭穿含水层。(2)水文地质补充勘探的每个钻孔都要进行地球物理测井,获取含水层的位置、厚度以及含水层孔隙度、渗透率等水文地质参数。测井方法应涵盖电法测井、放射性测井、声波测井、热测井和工程测井。应综合运用视电阻率测井、自然电位测井、声波测井、中子测井、密度测井、介电常数测井和核磁共振测井等方法。根据勘查、研究需要,可进行流量测井、超声成像及钻孔电视探测等测井工作。测井施工的技术指标、质量及资料处理解释应符合国家、行业标准。(3)在主要含水层或试验段(观测段)钻进过程中,应采用清水钻进。若遇特殊情况,如构造破碎、岩溶发育等岩层疏松坍塌、漏失严重以致无法正常钻进的情况下,经勘探地质部门同意后,可以采用低固相优质可降解泥浆但事后要采取有效的物理、化学洗孔措施,如压风机抽洗二氧化碳洗井等。提倡采用空气、泡沫钻进等先进钻探技术方法。(4)钻孔孔径根据钻孔目的确定,抽水试验孔试验段孔径以满足设计的抽水量和安装抽水设备为原则,水位观测孔观测段孔径应满足止水和水位观测的要求。(5)水文地质勘查过程中的抽水试验钻孔的孔斜主要关系到抽水试验设备的正常下入和安全使用。因此,从实际出发,规定为“抽水试验钻孔的孔斜,满足选用抽水设备和水位观测仪器的工艺要求”(6)水文地质勘探钻孔应取芯钻进,并进行岩芯描述岩芯采取率:岩石,大于70%;破碎带,大于50%:黏大于70%;砂和砂研层,大于30%。通常,井田地质研究程度较高,测井解释成果较可靠。因此,“当采用水文物探测井,能够正确划分地层和含(隔)水层位置及厚度时,可以适当减少取芯。”(7)水文地质勘探钻孔根据试验研究目的不同,一般需要对含水层在钻孔内分层(段)进行隔离止水,并检验隔离止水效果,检验的方法一般为提水、注水和水文测井等对于检验不合格的,重新进行隔离止水,并检验,至合格为止。(8)为保障煤矿安全生产和采掘工作面布置,井田内水文地质勘探孔除了长期动态观测孔和地面疏排孔外,都必须在勘探工作结束后进行全孔封闭,封孔材料为高标号水泥,应对封孔质量进行取样检查。长期动态观测孔和地面疏排孔的布置应避开采掘工作面,尽量布置在煤矿防隔水煤(岩)柱留设地带。(9)观测孔竣工后,要利用物理、化学方法严格进行抽水洗孔,疏通观测层(段),以确保其不被淤塞,使获取的地下水动态观测资料真实可靠。简易水文地质观测是水文地质钻探过程中的一项重要工作,必须认真做好。观测内容和技术要求可参照有关钻探规程和钻孔质量标准。对没有简易水文地质观测资料的钻孔,在钻孔竣工验收时应降低其质量等级或不予验收。(10)为保障地下水动态的正常观测,水文地质观测孔必须安装坚固耐用、观测方便的孔口装置和固定测量标志。如果有毁损或堵塞时,要及时进行处理。第三十一条编制抽水试验设计,应当根据矿井水文地质条件、水文地质概念模型和水文地质计算的要求,选择稳定流或者非稳定流抽水试验。抽水试验时,应当对其影响范围内的观测孔同步观测水位。抽水试验成果应当满足矿井涌水量预测、防治水工程设计施工的要求,取得含水层渗透系数、导水系数、给水度、释水系数等水文地质参数。应当利用抽水试验资料分析研究地下水、地表水及不同含水层(组)之间水力联系,确定断层、陷落柱等构造的导(含)水性,必要时进行抽(放)水连通(示踪)试验。解读本条是关于矿井水文地质补充勘探抽水试验的规定。水文地质补充勘探钻孔应进行抽水试验,其影响范围内的钻孔应同步进行水位观测。水文地质条件复杂、极复杂的矿井,应做旨在激发地下水流场、揭露水文地质条件的大孔径、大流量多孔、群孔抽水试验或井下放水试验,应编制抽水试验设计。应通过多孔、群孔等抽水试验,获取含水层渗透系数、导水系数、给水度及释水系数等水文地质参数。使用抽水试验资料,应消除抽水孔水跃值。抽水试验成果应满足矿井涌水量预测、水资源评价及防治水工程设计、施工等要求。应根据矿床水文地质条件、水文地质概念模型和水文地质计算的要求,选择稳定流或非稳定流抽水试验。应利用抽水试验资料分析和研究地下水、地表水及不同含水层(组)之间水力联系:确定断层、陷落柱等构造富、导水性。为评价矿井充水含水层的富水性,预测矿井涌水量,抽水试验的水位降深应尽钻孔和设备能力做最大降深,降深次数一般不少于3次,降距分布合理,一般为:最大降深、2/3最大降深、1/3最大降深。若矿井主要充水含水层自然水位埋深大,或受开采等影响钻孔水位深,或含水层富水性弱[g≤0.1L/(s·m)],受限于抽水设备能力和含水层富水性,可只做1次最大降深抽水试验,降深过程的观测,应考虑非稳定流计算的要求,同时应话当延长抽水时间(一般应大于24h)。水文地质条件复杂型或极复杂型矿井,用小孔径抽水试验不能查明水文地质、工程地质(地面岩溶塌陷)条件时,可进行井下放水试验。井下条件不具备时,则应进行大孔径、大流量群孔抽水试验。由于群孔抽水试验工程量大,观测点多要求严密,因此必须编制群孔抽水试验设计,并经煤炭企业总工程师组织审查批准后实施。抽水试验宜在枯水期进行。大孔径群孔抽水试验延续时间应根据最远观测孔的动水位及抽水孔的水位、流量过程曲线稳定趋势而定,同时应考虑自然水位的影响,但一般不应少于10日。当受开采疏水干扰水位无法稳定时,应考虑非稳定流计算的要求,视具体情况研究确定。地下水连通(示踪)试验是了解不同含水体之间的水力联系、地下水运动状态和测定地下水流向、实际流速及渗透速度的有效手段。为查明受采掘破坏影响的含水层与其他含水层或地表水体等之间有无水力联系,研究断层导水性,可结合抽(放)水试验进行连通(示踪)试验。为了掌握抽水试验前的自然水位动态或自然流场,抽水前应对试验孔、观测孔及井上、下有关的水文地质点,进行水位(压)、流量观测。为有利于评价矿区(井)疏放水量,必要时可施工中心观测孔测定大孔径群孔的中心水位。进行大型抽水试验或大型放水试验的矿区,应当根据矿区水文地质特征、边界条件、充水方式等建立矿区水文地质概念模型和数学模型,利用数值方法(有限单元法或有限差分法等)评价、预测矿井涌水量和疏降水量。第三十二条需要进行注水试验的,应当编制注水试验设计。设计包括试验层段的起、止深度,孔径及套管下入层位、深度及止水方法,采用的注水设备、注水试验方法,以及注水试验质量要求等内容。注水试验施工主要技术指标,应当符合下列要求:(一)根据岩层的岩性和孔隙、裂隙发育深度,确定试验孔段,并严格做好止水工作;(二)注水试验前,彻底洗孔,以确保疏通含水层,并测定钻孔水温和注入水的温度;(三)注水试验前后,应当分别进行静止水位和恢复水位的观测。解读本条是关于注水试验的规定。一、矿区(井)水文地质补充勘探需进行注水试验的情形矿区(井)水文地质补充勘探一般不采用注水试验方法但有下列情形时,可进行注水试验:(1)为矿井防渗漏,研究岩石渗透性。(2)含水层水位埋深大,现有抽水设备无法进行有效抽水试验。(3)含水层水量极小,现有抽水设备无法形成稳定的抽水量(即“一抽即干”),无法进行有效的抽水试验。二、编制试验设计书在进行注水试验前,应编制试验设计书。试验设计书应包括下列内容:试验层段的起、止深度;孔径及套管下入层位深度及止水方法;采用的注水设备、注水试验方法,以及注水试验质量要求等。试验设计书应经勘查单位技术负责人审核。三、注水试验施工主要技术指标要求注水试验施工主要技术指标,应当符合下列要求:(1)根据岩层的岩性和孔隙、裂隙发育深度,确定试验孔段,并严格做好止水工作。(2)注水试验前,彻底洗孔,以保证蔬通含水层,并测定钻孔水温和注入水的温度。(3)注水试验正式注水前及正式注水结束后,进行静止水位和恢复水位的观测。注水试验从原理上类似于逆向“抽水试验”,因此其主要技术要求同抽水试验。第四节井下水文地质补充勘探第三十三条矿井有下列情形之一的,应当进行井下水文地质补充勘探:(一)采用地面水文地质勘探难以查清问题,需要在井下进行放水试验或者连通(示踪)试验的;(二)受地表水体、地形限制或者受开采塌陷影响,地面没有施工条件的;(三)孔深或者地下水位埋深过大,地面无法进行水文地质试验的。解读本条是关于矿井应在井下开展水文地质补充勘探的规定。本条规定了在井下开展水文地质勘探的几种情况:受地形影响地面无法施工勘探钻孔的;受地下水位埋深影响难以实施抽水试验的;需要疏水降压含水层采用放水试验评价其可疏性的;需要通过示踪试验查找地下水补给通道等情况的。第三十四条井下水文地质补充勘探应当采用井下钻探、物探、化探、监测、测试等综合勘探方法,针对井下特殊作业环境,采取可靠的安全技术措施。解读本条是关于井下水文地质补充勘探技术方法的规定。井下水文地质勘探是煤矿水文地质勘探的重要手段,与地面水文地质勘探相比,具有距探测体近、探测尺度小、节省工程量等优点,受到普遍重视。本条提出了井下水文地质勘探的多手段原则、井上下结合原则和井下勘探施工安全性原则。井下勘探方法包括矿井物探、坑道钻探、突水监测、原位测试、水质分析及放水试验等多种方法和手段。这些方法和手段的综合运用有助于查清矿井充水条件(水源、通道),评价水害威胁程度井上、下结合的勘探方法是在长期煤矿防治水技术实践中总结出来的一条基本原则,充分发挥地面钻探、物探所获得的技术资料,通过井下钻探、物探进一步补充完善,使井上、下探测结果相互验证和补充,最大限度地降低勘探成本,提高勘查精度。井下钻探尤其是高水头压力的钻探作业、钻探施工中有害气体的逸出、钻场附近瓦斯超标等都是井下勘探施工作业中的不安全因素,施工前应制定作业规程,做好安全防范工作,对作业人员还要做好安全培训工作。第三十五条放水试验应当符合下列要求:(一)编制放水试验设计,确定试验方法、降深值和放水量。放水量视矿井现有最大排水能力而确定,原则上放水试验的观测孔应当有明显的水位降深。其设计由煤矿总工程师组织审批;(二)做好放水试验前的准备工作,检验校正观测仪器和工具,检查排水设备能力和排水线路,采取可靠的安全技术组织措施;(三)放水前,在同一时间对井上下观测孔和出水点的水位、水压、涌水量、水温和水质进行统测;(四)根据具体情况确定放水试验的延续时间。当涌水量、水位难以稳定时,试验延续时间一般不少于10~15日。选取观测时间间隔,应当考虑非稳定流计算的需要。中心水位或者水压与涌水量进行同步观测;(五)观测数据及时录入台账,并绘制涌水量与水位历时曲线;(六)放水试验结束后,及时整理资料,提交放水试验总结报告。解读本条是关于放水试验的规定。在煤矿区尤其是水文地质条件复杂的大水矿区,往往存在多层充水含水层,需勘查研究不同会水层之间的水力联系及其补给途径,以及受煤层开采影响的主要含水层地下水的补给量、补给范围及其可疏性、疏降水量、达到预计水位(头)的疏降时间等问题。放水试验是解决上述矿井防治水问题主要且可行的方法之一。放水试验是井下水文地质勘探的重要方法,应当遵循下列原则:一、放水试验前的准备工作放水试验前的准备工作。该工作包括以下内容:(1)编制放水试验设计。(2)设计应确定试验方法、各次降深值和放水量。(3)放水量视矿井现有最大排水能力确定,原则上放水试验能影响到的观测孔应当有明显的水位降深。(4)放水试验设计由煤矿总工程师组织相关专家审查并批准。(5)按照放水试验设计做好试验准备工作,固定人员检验校正观测仪器和工具,检查排水设备能力和排水线路。(6)放水前,在同一时间对井上、下观测孔和出水点的水位二、放水试验延续时间的确定当涌水量、水位难以稳定时,试验延续时间一般为10~15日。选取观测间隔时间,应当考虑非稳定流计算的需要中心水位或者水头压力与涌水量进行同步观测。观测教据及时登入台账,并绘制涌水量-水位历时曲线。三、放水试验资料的整理放水试验结束后,及时进行资料整理,由煤炭企业和勘探单位共同组织相关人员按有关标准、规范进行放水试验质量验收,提交放水试验总结报告。四、定降深放水试验的确定某些矿区承压含水层的自流井和疏排底板水的巷道放水孔属于定降深井流。在这种情况下可以通过单孔放水试验,简便而又经济地确定含水层参数。类似于泰斯公式,水文地质参数的计算方法主要有该算法、标准曲线法和直线法。定降深井流试验原理和公式推导过程可参阅地下水动力学等相关书籍。第三十六条井下物探应当符合下列要求:(一)物探作业前,应当根据采掘工作面的实际情况和工作目的等编写设计,设计时充分考虑控制精度,设计由煤矿总工程师组织审批;(二)可以采用直流电阻率电测深、瞬变电磁、音频电穿透、探地雷达、瑞利波及槽波、无线电坑透等方法探测,采煤工作面应当选择两种以上方法,相互验证;(三)采用电法实施掘进工作面超前探测的,探测环境应当符合下列要求:1.巷道断面、长度满足探测所需要的空间;2.距探测点20m范围内不得有积水,且不得存放掘进机、铁轨、皮带机架、锚网、锚杆等金属物体;3.巷道内动力电缆、大型机电设备必须停电;(四)施工结束后,应当提交成果报告,由煤矿总工程师组织验收。物探成果应当与其他勘探成果相结合,相互验证。解读本条是关于井下水文地质物探的规定。井下物探主要任务是在采煤设备安装或开采前,查明或控制工作面内一切地质异常。一般在巷道内进行,与地面物探相比,它具有探测目标近,物探异常明显而突出,分辨率高,方法多样,运用灵活,探测范围大的优点,但在多数情况下,从数据采集、处理和解释各环节必须考虑全空间问题等特点。多年来,井下物探方法无论是在装备、技术和方法方面都取得了长足的发展,尤其是在直流电法超前探测、采煤工作面煤层顶(底)板含水性音频电穿透、直流电法和瞬变电磁法探测、无线电波透视(坑透)、瑞利波、槽波、地震和微动等构造探测等方面。矿井物探方法有自己的适应条件和探测目标,因此,矿方可根据本单位的实际和探测目的采用直流电法(电阻率法)音频电穿透法、瞬变电磁法、电磁频率测深法、无线电波透视法、地质雷达法、浅层地震勘探、瑞利波勘探、槽波地震勘探方法等进行矿井水文地质勘探。物探勘探成果必须结合钻探方法进行验证,以确保资料的可靠性和准确性。第四章井下探放水第三十七条矿井应当加强充水条件分析,认真开展水害预测预报及隐患排查工作。(一)每年年初,根据年度采掘计划,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)水文地质类型复杂、极复杂矿井应当每月至少开展1次水害隐患排查,其他矿井应当每季度至少开展1次;(三)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,并报告矿井调度室;(四)采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送煤矿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三。解读本条是关于矿井采掘工作面水害预测预报和隐患排查的规定。(1)进行水害预测预报。矿井采掘工作面在掘进开采前必须进行水害分析,组织专业技术人员全面收集采掘工作面区域的水文地质资料,按照预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,
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