(防治水规定)冒落带和导水裂隙带最大高度的计算方法

矿井防治⽔⼀矿⼀策⼀⾯⼀策矿井防治⽔⼀矿⼀策⼀⾯⼀策SANY标准化⼩组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#古蔺县⽯宝镇隆⽯煤矿防治⽔“⼀矿⼀策、⼀⾯⼀策”编制：隆⽯煤矿地测科⼆〇⼀六年三⽉会审意见《古蔺县⽯宝镇隆⽯煤矿防治⽔“⼀矿⼀策、⼀⾯⼀策”》于⼆〇⼀六年三⽉三⽇在矿调度会议室进⾏了集体会审，通过会审，同意该⽅案所编写的内容，并要求严格按⽅案要求执⾏。

会审⼈员签字：机电副矿长意见：⽣产副矿长意见：安全副矿长意见：地测副总⼯意见：技术负责⼈意见：矿长意见：古蔺县⽯宝镇隆⽯煤矿防治⽔“⼀矿⼀策、⼀⾯⼀策”⼀、2016年矿井主要充⽔因素及⽔⽂地质类型根据矿井2016年采掘部署情况，主要的⽣产系统布置为：1111采煤⼯作⾯，1112采煤⼯作⾯，1122采煤⼯作⾯，1163回风⽯门掘进⼯作⾯，1163回风巷掘进⼯作⾯，1163绞车巷掘进⼯作⾯。

（⼀）主要充⽔⽔源矿区标⾼区间远远⾼于区域地下⽔的排泄⾯，处于地下⽔的垂直循环带内。

矿井直接充⽔含⽔层为龙潭组（P2l）上部富⽔性弱到中等的裂隙含⽔层；间接充⽔含⽔层为长兴组（P2c）富⽔性中等的岩溶裂隙含⽔层。

矿区范围内⽆⼤的地表⽔体，仅有3个⼲涸的堰塘出露，对矿井充⽔影响较⼩。

矿区地质构造复杂程度属简单，断层不发育，不遭受断层⽔影响。

地形地貌为⼭区，地表⽔排泄条件较好，地下⽔补给条件相对较差，矿井涌⽔量较⼩，⽬前矿井正常涌⽔量约h。

根据矿井⽔患调查以及搜集资料综合分析，⽼空积⽔是本矿主要充⽔⽔源，矿井充⽔⽔源包括：⼀）.地表⽔：矿区范围内⽆溪沟发育，仅在矿区的中部、北部有3个堰塘分布，本次调查其间，其蓄⽔早已⼲涸，现将各堰塘情况简介如下：1.冒龙坪⼦堰塘该堰塘出露于龙潭组地层中，由于⽆补给⽔源，主要在⾬季蓄积⼤⽓降⽔，⼤多时间处于⼲涸状态。

该塘塘底标⾼+1233m，平⾯成长条楔状，南北长约50m，东西宽约20m，深1～2m，最⼤容积约1500m3。

煤矿防治水细则第一章总则第一条为了加强煤矿防治水工作，防止和减少事故，保障职工生命安全和健康，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》和《煤矿安全规程》等，制定本细则。

第二条煤炭企业、煤矿和有关单位的防治水工作，适用本细则。

第三条煤矿防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，根据不同水文地质条件，采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。

煤矿必须落实防治水的主体责任，推进防治水工作由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保结合的转变，构建理念先进、基础扎实、勘探清楚、科技攻关、综合治理、效果评价、应急处置的防治水工作体系。

第四条煤炭企业、煤矿的主要负责人(法定代表人、实际控制人，下同)是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师(技术负责人，下同)负责防治水的技术管理工作。

第五条煤矿应当根据本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用的探放水设备，建立专门的探放水作业队伍，储备必要的水害抢险救灾设备和物资。

水文地质类型复杂、极复杂的煤矿，还应当设立专门的防治水机构、配备防治水副总工程师。

第六条煤炭企业、煤矿应当结合本单位实际情况建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、重大水患停产撤人制度以及应急处置制度等。

煤矿主要负责人必须赋予调度员、安检员、井下带班人员、班组长等相关人员紧急撒人的权力，发现突水(透水、溃水，下同)征兆、极端天气可能导致淹井等重大险情，立即撒出所有受水患威胁地点的人员，在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。

第七条煤炭企业、煤矿应当编制本单位防治水中长期规划(5年)和年度计划，并组织实施。

煤矿防治水应当做到“一矿一策、一面一策”，确保安全技术措施的科学性、针对性和有效性。

矿井中长期防治水规划和本年度防治水计划为认真贯彻执行党的“安全第一，预防为主，综合治理，总体推进”的方针政策，有效的遏制事故的发生，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》及上级有关文件指示精神，防止重大水害事故发生，确保矿井安全生产，特编制《矿井中长期防治水规划和本年度防治水计划》，望各单位认真贯彻执行。

第一章矿井基本概况一、计划编制依据：1、《煤矿安全规程》2、《煤矿防治水规定》3、防治水中长期防治水规划4、2012年生产经营计划5、贵州省安全质量标准化标准及考核评级办法6、防治水示范矿井验收标准二、组织机构组长：副组长：成员：生产一线各科室科长、各区队长、技术员下设探放队队长：成员：领导小组下设办公室，办公司设在生产科，生产科科长韩书亭任办公室主任，实行24小时值班制度，处理随时可能出现的水灾隐患。

办公室成员：生产科地质人员与相关科室人员三、矿井的地理位置及交通：矿井位于贵州省县城北，距县城直线距离73km，隶属管辖。

地理坐标为：东经：xx乡镇公路相连，至x，至火车站16.5km，至市区约133km，距xx市130km。

矿井投资修建的一条新公路与xx相连，距xx镇6.5公里。

矿井运输以公路为主，交通较为方便。

四、矿井的自然条件：1、地形地貌矿区主要为中低山丘陵切割地貌，地势总体东高、西低，矿区以西地区出露碳酸盐岩，属岩溶谷地地貌。

最高点位于矿区南西部双山山头，海拔标高1466.50m。

最低位于矿山北西杨几咀北部一带，海拔标高约950m左右。

最大相对高差516m左右，地形起伏较大。

2、气象煤矿所在区域属亚热带季风性湿润气候区，全年平均气温14.7℃，日极端最低气温-8.6℃，日极端最高气温34.5℃，7月平均温度22.7℃。

年平均降水量1057.1mm，雨季多集中在5~9月，年均发生暴雨2~3次，多在5~7月。

灾害性天气主要有春旱、冰雹、夏旱、夏暴雨等。

3、地表水矿区位于乐坪背斜东翼。

为中低山丘陵切割地貌。

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顶峰值。

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。

水害防治十六字原那么：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展疏水降压；“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X围。

导水裂缝带：冒落带上方一定X围内的岩层发生断裂，产生裂缝，且具有导水性的岩层X围。

抽冒：在浅部厚煤层、急倾斜煤层与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X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展的采煤。

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。

第25卷第1期2014年3月中国地质灾害与防治学报The Chinese Journal of Geological Hazard and Control Vol．25No．1Mar．2014煤矿导水裂隙带高度计算方法研究曹丁涛1，李文平2（1.兖州煤业股份有限公司，山东邹城273500；2.中国矿业大学，江苏徐州221008）摘要：作者选择煤层近乎水平（倾角＜15ʎ）、采场达到充分开采的地质采矿条件，对影响综采（放）“两带”发育高度的煤厚、顶板岩性、岩层组合、采深、工作面斜长、推进速度等多种因素进行研究。

基于40例实测数据，运用线性、非线性回归分析，首先研究上述各单因素对导水裂隙带高度的影响，得到各单因素与导水裂隙带高度的关系式，结果是：导水裂隙带高度与采厚、硬岩岩性比例系数呈较好的线性关系，与工作面斜长成自然对数函数关系，与采深成指数函数关系，与推进速度关系不大。

在单因素相关分析基础上，采用多因素非线性回归，得到综采（放）导水裂隙带高度与主要指标之间的多元回归统计关系式。

经与“三下”规程经验公式导水裂隙带高度预测值与实测值误差比较，本研究得出的拟合公式预测精度更高，效果更好。

本文首次提出了一个新的评价指标即硬岩岩性比例系数，该指标可以较好地反映煤层顶板总体强度和岩层组合结构特征，既客观又便于应用。

关键词：综采放顶煤；“两带”高度；硬岩岩性比例系数；多因素影响；回归分析文章编号：1003-8035（2014）01-0063-07中图分类号：TD823文献标识码：A收稿日期：2013-03-09；修订日期：2013-04-02基金项目：兖矿集团2010年度科技项目“综采（放）导水裂隙带多因素影响指标研究与高度预计”（煤（2010）07）作者简介：曹丁涛（1956—），男，硕士研究生，研究员，水文地质工程地质专业。

E-mail ：cdt366@126．com煤矿顶板导水裂隙带（含冒落带、裂隙带，或简称“两带”）高度的科学预计，是预测和防治顶板水害的重要依据［1－3］。

矿井水文地质工程地质常用计算公式目录一、突水系数公式： (1)二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式)： (2)三、防水煤柱经验公式： (2)四、老空积水量估算公式： (3)五、明渠稳定均匀流计算公式： (4)六、矿井排水能力计算公式： (4)㈠矿井正常排水能力计算： (4)㈡抢险排水能力计算： (5)㈢排水扬程的计算： (5)㈣排水管径计算： (5)㈤排水时间计算： (6)㈥水仓容量： (6)七、矿井涌水量计算： (6)八、矿井水文点流量测定计算方法： (7)㈠容积法： (7)㈡淹没法： (7)㈢浮标法： (7)㈣堰测法： (7)九、浆液注入量预算公式： (8)十、常用注浆材料计算公式及参数： (9)㈠普通水泥主要性质： (9)㈡水泥浆配制公式： (9)㈢水玻璃浓度 (10)㈣粘土浆主要参数： (10)十一、钻探常用计算公式： (10)十二、单孔出水量估算公式： (11)十三、注浆压力计算公式： (11)十三、冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表 (12)十四、煤层底板破坏深度计算公式 (12)十五、巷道洞室围岩塑性破坏圈厚度计算 (14)一、突水系数公式：㈠定义：每米有效隔水层厚度所能承受的最大水压值。

㈡公式：Ts＝P/(M-Cp-Dg)式中：Ts—突水系数（MPa/m）；P—隔水层承受的水压（MPa）；M—底板隔水层厚度（m）；Cp—采矿对底板隔水层的扰动破坏深度（m）；Dg—隔水层中危险导高（m）。

㈢公式主要用途：1.确定安全疏降水头；2.反映工作面受水威胁程度。

富水区或底板受构造破坏块段Ts大于0.06MPa/m；正常块段大于0.1MPa/m为受水威胁。

㈣参数取值依据：Ts—常用工作面最大突水系数。

一般按工作面最高水压，最薄有效隔水层厚度计算，或者对工作面分块段计算最大突水系数，取最大一个值作为工作面的最大突水系数。

P—最大水压的取值，一般根据工作面内或附近井下或地面钻孔观测水位与工作面最低标高计算而得，水压值计算至含水层顶面。

济源煤业有限责任公司九矿防隔水煤（岩）柱设计地测科二〇一四年元月济源煤业有限责任公司九矿防隔水煤（岩）柱设计《煤矿防治水规定》规定矿井防隔水煤（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，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。

为确保我矿安全生产，特对我矿的防隔水煤柱进行设计。

一、煤矿简介济源煤业有限责任公司九矿为生产矿井，隶属济源煤业有限责任公司，设计年产量30万吨，于2011年9月与公司储量分割并取得采矿许可证（证号：C4100002009101120045505），有效期10年。

我矿开拓方式为双立井单水平上下山开拓，开采煤层为二1煤层，井田内煤层赋存比较稳定，地质构造简单，煤层厚度为5.5m，煤层倾角浅部位6°～16°，深部16°～30°向南倾角变小、向北倾角变大。

煤层不自燃，煤尘不具爆炸性，煤尘瓦斯不突出，无冲击地压。

我矿通风系统、排水系统以及六大系统已经完善，目前我矿已六证齐全，并在2012年10月22日通过了市煤炭局的综合验收，予与竣工投产批复。

井田范围及邻区关系：济源煤业有限责任公司九矿北靠太行山，东邻鹤济磨庄煤业公司，西南邻济源煤业有限责任公司七矿，西邻济源煤业有限公司六矿。

济源煤业有限责任公司九矿矿区范围由表2-1-1所列的12个拐点依次连接圈定，矿井开采标高为+120～-180m，开采煤层为二1煤层，矿区面积1.1463Km2。

根据济源煤业有限公司编制的《矿井水文地质类型划分报告》，矿井水文地质类型属中等型。

二、煤矿水文地质条件根据周边生产矿井资料证实，对二1煤层开采影响最大的含水层为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层，次为石炭系上统太原组石灰岩含水层。

（一）含水层1、奥陶系中统马家沟组石灰岩含水层奥陶系石灰岩含水层，厚度580m，在矿区北部及西部山区广泛出露。

露头防水煤柱及奥陶系灰岩含水层隔水煤柱计算书一、浅部煤层露头防水煤柱计算：根据《矿井水文地质规程》煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，应按以下公式计算：1、当煤层露头无覆盖或被粘微透水松散层覆盖时：H防=H冒+H保2、当煤层露头被松散富含水层覆盖时；H防=H裂+H保根据上两式计算的值，不得小于20米。

式中 H防-----防水煤（岩）柱高度（m）H冒-----采报冒落带高度（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）；a------煤层倾角（°）。

冒落带与导水裂隙带最大高度的经验公式表注：1、表中：M—累计采厚（m）；n---煤分层层数；m----煤层厚度（m）；h---采煤工作面小阶段垂高（m ）。

2、冒落带、导水裂隙带最大高度，对于缓倾斜和倾斜煤层，系指从煤层顶面算起的法向高度；对于急倾斜煤层系指从开采上限首起的垂向高度。

3、岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。

本矿井根据勘中间报告本矿井内各煤层均有隐伏露头存在，有风氧化带存在，推测风氧化带宽度为100m 。

本矿井浅部煤层风化带处于，该含水层主要由第三系和第四系孔隙含水层下部，由大气降水的垂直入渗补给。

因此煤层浅部风化带防水保护煤柱按式H 防=H 裂+H 保进行计算。

导水裂隙带（包括冒落带最大高度）：1.52.5n 1.5100H ++=M裂其中：M —累计采厚（m ），4煤取1.19m ，6煤取0.95m ，8煤取2.37m ，13煤取12.21mn —煤分层层数，4、6、8煤取1，13煤取2经计算，4煤裂隙带H 裂=16.65m ；6煤裂隙带H 裂=14.32m ；8煤裂隙带H 裂=28.11m ；13煤裂隙带H 裂=84.39m 。

H 保—保护层厚度（m ），取20m ；则：露头防水煤柱4煤H 防=H 裂+H 保=16.65+20=36.65m6煤H 防=H 裂+H 保=14.32+20=34.32m 8煤H 防=H 裂+H 保=28.11+20=48.11m 13煤H 防=H 裂+H 保=84.39+20=104.39m注：以上计算煤柱厚度为垂高二、13煤层突水系数值及安全防水岩柱计算1、突水系数计算根据《矿井水文地质规程》，“突水系数”计算公式为：s P pT M C =-式中 Ｔｓ-----突水系数〔kgf/(cm 2.m)〕; P-------隔水层承受的水压（kgf/cm 2）; M-------底板隔水厚度（m ）；C P ------采矿对底板隔水层扰动破坏厚度（m ）。

宁阳县南宁矿业有限公司落实井下探放水规定，严禁开采防隔水煤柱实施方案山东煤矿安全监察局鲁中监察分局：为深入贯彻落实煤矿安全生产方针，坚持以人为本，切实抓好“安全生产基层基础提升年”各项工作，根据《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》(国家安全生产监督管理总局第58号令)第五条《必须落实井下探放水规定，严禁开采防隔水煤柱》；宁阳县南宁矿业有限公司根据文件精神和要求，成立了井下探放水，严禁开采防隔水煤柱的负责小组部门负责人：防治水副总徐克勇矿级负责人：矿总工程师张焕新保障措施：①按照《煤矿防治水规定》及《煤矿探放水安全技术措施》，落实专门机构和人员，明确工作职责；②按照《开采设计》，留设保安煤柱，禁止乱采乱掘。

一、矿井防治水分析根据矿井的水害分类，南宁矿业在开采过程中的主要水害为采空区水、断层水和第四系水等三种水害类型1、采空区水害原葛石煤矿闭坑已10多年，其开采上限为+50m、开采下限为-350m，形成大面积采空区积水，其积水面积28万m2，积水量38万m3。

2005年3月28日，南宁煤矿施工-26m水平疏水石门接近上部原葛石煤矿3煤层积水区时，遇断层破碎带，造成突水事故，后通过排水、打挡水墙进行了隔离。

南宁煤矿于2009年1月1日启用原葛石煤矿主副、井筒进行排水，在原葛石煤矿斜井安设两台DA1-150×7型水泵，敷设两趟6寸排水管路，进行排水，至2009年8月12日，已将原葛石煤矿3煤层采空区积水排至-125m标高（该标高为南宁煤矿水位临时控制标高）。

排水后其积水面积6.9031万m2，积水量9.3192万m3 。

排水期间通过及时观测水量变化，未发现水位有异常变化现象。

但排放后仍然会在一些局部低洼处或孤立的下山巷道存在一些剩余积水，将对3煤层复采形成一定的威胁。

一旦未按规定进行排查和超前探放水就会发生突水事故。

2、断层水害1993年5月22日，南宁煤矿东翼-170m运输巷，奥灰水通过F4支断层与十下灰导通，进入17煤层采煤工作面，后通过地面钻孔注浆封堵恢复生产。