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煤矿防治水规定

  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、径流、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,应当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.岩溶分布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、地表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。

  附录二   
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:q≤0.1 L/(s·m);
  2.中等富水性:0.1 L/(s·m)<q≤1.0 L/(s·m);
  3.强富水性:1.0 L/(s·m)<q≤5.0 L/(s·m);
  4.极强富水性:q>5.0 L/(s·m)。  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,最后除以10 m便是单位涌水量。

                 lgR(孔下标)-lgr(孔下标)
  Q(91下标)=Q(孔下标)(-----------------------------------)
                 lgR(91下标)-lgr(91下标)

  式中 Q(91下标),R(91下标) ,r(91下标) --孔径为91 mm的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径;
  Q(孔下标),R(孔下标) ,r(孔下标)--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;
  α--煤层倾角,(°)。
  根据式(3-1)、式(3-2)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(略)
  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:

        /---
        / 3P
  L=0.5KM √------ ≥20 m
         Kp

  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(略)
  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),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(略)
  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=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ   (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(sinδ-cosδcotθ)+
  (Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥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;
  θ--断层倾角,(°);
  δ--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H0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:

            P
  H(a下标)=----------------+10
           T(s下标)

  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,MPa/m;
  10--保护带厚度,一般取10 m。

  图3-4 Ts和H0关系曲线图(略)
  本矿区如无实际突水系数,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(略)

     H(a下标)
  L=------------≥20 m
      sinα
  式中 α--断层倾角,(°);
  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(略)

  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;H1、H2、H3-各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;Ly、L1y、L2y-导水裂缝带上限岩柱宽度;L1-上层煤防水煤柱宽度;L2,L3-下层煤防水煤柱宽度
  图3-7多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Ly的计算,可采用下列公式:
         H-H(L下标)1
  L(y下标)=-----------------≥20 m
         10T(s下标)

  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1。


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