KA/T1—2023

井下探放水技術規范

1范圍

本文件規定了煤礦井下探放水的一般規定探放水工程設計探放水鉆孔關鍵參數確定探水鉆孔

、、、

布置及其施工的技術要求疏放水的技術要求探放水的安全技術措施等

、、。

本文件適用于井工煤礦的井下探放水工作

。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款其中注日期的引用文

。,

件僅該日期對應的版本適用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于

,;,()

本文件

。

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志和安全標記的設計原則

GB/T2893.11:

圖形符號安全色和安全標志第部分產品安全標簽的設計原則

GB/T2893.22:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志用圖形符號設計原則

GB/T2893.33:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志材料的色度屬性和光度屬性

GB/T2893.44:

圖形符號安全色和安全標志第部分安全標志使用原則與要求

GB/T2893.55:

礦井井下高壓含水層探水鉆探技術規范

GB/T24505

生產經營單位生產安全事故應急預案編制導則

GB/T29639

3術語和定義

本文件沒有需要界定的術語和定義

。

4一般規定

4.1煤礦應嚴格執行井下探放水三專要求由專業技術人員編制探放水設計采用專用鉆機進行探

“”,、

放水由專職探放水隊伍施工采掘工作面超前探放水應當同時采用鉆探物探兩種方法做到相互驗

、。、,

證查清采掘工作面及周邊老空水含水層富水性及地質構造含導水性等情況

,、()。

4.2采掘工作面遇到下列情況之一的應進行探放水

,:

接近水淹或者可能積水的井巷老空區或者相鄰煤礦時

a)、;

接近含水層導水斷層暗河溶洞或導水陷落柱時

b)、、、;

打開防隔水煤巖柱進行放水時

c)();

接近可能與河流湖泊水庫蓄水池水井等相通的導水通道時

d)、、、、;

接近有出水可能的鉆孔時

e);

接近水文地質條件不清的區域時

f);

接近有積水的灌漿區時

g);

接近其他可能突水的區域時

h)。

4.3采掘工作面探水前應當編制探放水設計確定探放水技術參數并制定安全技術措施

,,,。

1

KA/T1—2023

4.4受老空積水威脅近距離煤層群開采的礦井上煤層掘進時應超前查明下煤層的積水情況制定相

,、

應的防治措施消除老空水的威脅下煤層回采前應疏干導水裂隙帶波及范圍內的上覆煤層采空區

,;,

積水

。

4.5沿空掘進的下山巷道超前疏放相鄰采空區積水的在查明采空區積水范圍積水標高等情況后可

,、,

以實行限壓水壓小于循環放水但應制定專門措施并由煤礦總工程師審批

(0.01MPa),。

4.6在礦井受水害威脅區域巷道掘進前地測部門應當提出水文地質情況分析報告和水害防治措施

,,,

由煤礦總工程師組織生產安檢和地測等有關部門審批

、。

4.7工作面回采前應當采用物探鉆探化探等方法查清工作面內及周邊采動影響范圍內斷層陷落

,、、、

柱采老空區燒變巖等含導水性和含水層富水性情況地測部門應當提出專門水文地質情況分析

、()、()。

報告和水害隱患治理情況評價報告經煤礦總工程師組織生產安檢和地測等有關部門審查批準后方

,、,

可進行回采發現斷層裂隙和陷落柱等構造充水的應當采取注漿疏放或者留設防隔水煤巖柱等

。、,、()

安全措施

。

4.8有條件的礦井宜采用定向鉆機開展長距離大規模探放水采用長距離定向鉆機探放水時可

,,、。,

考慮井下或地面方案應編制專項探放水設計

,。

5探放水鉆探工程設計

5.1探放水設計應由地測部門或防治水機構提出經礦總工程師組織審查批準后實施

,。

5.2探放水工程設計應包括以下內容

:

探放水的采掘工作面及周圍的水文地質條件

a);

探放水巷道的支護形式規格掘進方向

b)、、;

鉆探工程布置與工程量包括鉆場及鉆孔組數個數方向角度深度鉆孔結構等參數

c),、、、、、;

鉆探施工技術要求鉆探超前距幫距及允許掘進距離

d),、;

探放水設備的選型與要求

e);

確定探放水鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求

f);

探放水施工安全技術措施應包括通風瓦斯及有害氣體檢查防排水水害應急處理等措施

g),、、、;

工程附圖如鉆場設計圖探放水孔布置平面圖和剖面圖鉆孔結構圖及避災路線圖等

h),、、。

6探放水鉆孔關鍵參數確定

6.1應當及時掌握探放水工作面范圍內的采掘動態將采掘范圍積水情況防隔水煤巖柱等

200m,、、()

繪制在礦井充水性圖上并標出積水線探水線和警戒線的位置老空水壓小于等于時探水線

,、。1MPa,

和警戒線的確定參見附錄老空水壓大于時應根據具體水壓值驗算確定

A,1MPa,。

6.2煤層巷道掘進時沿頂底板巖層探放斷層水鉆孔水陷落柱水時用公式求得W值定為探放

,、、,(1),

水超前距幫距

、。

P

W=KM3

0.5K20m…………………(1)

p≥

式中

:

W巷道迎頭或側幫與含水層或含水構造之間安全隔水煤柱寬度單位為米

———,(m);

K安全系數見附錄

———,B;

M巷道高度寬或高取其大者單位為米

———(),(m);

P煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———,(MPa);

K隔水煤柱的抗拉強度單位為兆帕

p———,(MPa)。

2

KA/T1—2023

6.3巖巷掘進探放含水層及斷層水鉆孔水陷落柱水等含水體時鉆孔超前距和止水套管長度選取值

、、,

應遵守附錄的規定

C。

6.4老空積水范圍積水量不清楚的近距離煤層開采的或者地質構造不清楚的煤層探放水鉆孔超前

、,,

距不得小于止水套管長度不得小于老空積水范圍清楚的根據公式確定超前距和幫距

30m,10m;,(1),

公式公式估算積水量

(2)~(4)。

Q積=Q采+Q巷

………(2)

Q采=ηMFθ

/cos………(3)

Q巷=ηWL巷

…………(4)

式中

:

Q積總積水量單位為立方米3

———,(m);

Q采采空區積水量單位為立方米3

———,(m);

Q巷巷道積水量單位為立方米3

———,(m);

η充水系數采空區取值煤層巷道取巖石巷道取

———,0.25~0.5,0.5~0.8,0.8~1.0;

M采空區平均采厚單位為米

———,(m);

F采空積水區水平投影面積單位為平方米2

———,(m);

θ煤層傾角單位為度

———,(°);

W積水巷道斷面積單位為平方米2

———,(m);

L巷積水巷道長度單位為米

———,(m)。

6.5頂板承壓含水層探水時應按公式計算安全隔水層厚度tt值與巖石松動圈厚度H之和為

,(5)(),()

探水孔最后一層止水套管的最小垂向深度

。

Lγ2L2+KP+γL

t頂=8P

K………………(5)

4P

式中

:

t安全隔水層厚度單位為米

———,(m);

L巷道寬度單位為米

———,(m);

γ頂板隔水層平均重度單位為兆牛每立方米3

———,(MN/m);

KP隔水巖煤柱的抗拉強度單位為兆帕

———(),(MPa);

P巖煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———(),(MPa)。

6.6巖石松動圈厚度H應采用現場實測數據無實測數據時可參考地質與掘進條件相似礦井的數

(),,

據或采用公式計算

,(6)。

-φ

1sin

φ

éσ+Cφ-φù2sin

H=Rê(0·cot)(1sin)ú-R

?Pi+Cφ?………(6)

·cot

式中

:

H巖石松動圈厚度單位為米

———,(m);

R巷道半徑單位為米

———,(m);

σ原巖應力單位為兆牛每平方米2

0———,(MN/m);

C巖體的黏聚力單位為兆帕

———,(MPa);

φ內摩擦角單位為度

———,(°);

Pi巷道支護阻力單位為兆牛每平方米2

———,(MN/m)。

6.7底板承壓含水層探水時應按公式計算安全隔水層厚度tt值與巖石松動圈厚度H之和為

,(7)(),()

最后一層止水套管的最小垂向深度

。

Lγ2L2+KP-γL

t底=8P

K………………(7)

4P

3

KA/T1—2023

式中

:

t安全隔水層厚度單位為米

———,(m);

L巷道寬度單位為米

———,(m);

γ底板隔水層平均重度單位為兆牛每立方米3

———,(MN/m);

K隔水巖煤柱的抗拉強度單位為兆帕

P———(),(MPa);

P巖煤柱承受的水頭壓力單位為兆帕

———(),(MPa)。

6.8探放水鉆孔除兼作堵水孔外終孔孔徑不應大于

,94mm。

7探放水鉆孔布置

7.1探放老空水鉆孔水時如老空和鉆孔位置清楚應當根據具體情況進行專門探放水設計如老空

、,,;

和鉆孔位置不清楚探水鉆孔成組布設并在巷道前方的水平面和豎直面內呈扇形鉆孔終孔位置滿足

,,,

水平間距不得大于厚煤層內各孔終孔的豎直面間距不得大于

3m,1.5m。

7.2探放斷裂構造水和巖溶水等時探水鉆孔沿掘進方向的正前方及含水體方向呈扇形布置鉆孔不

,,

得少于個其中含水體方向的鉆孔不得少于個

3,2。

7.3探查陷落柱等垂向構造時應當采用物探鉆探兩種方法根據陷落柱的預測規模和位置布孔底

,、,,

板方向鉆孔不得少于個有異常時應加密布孔

3,。

7.4煤層內原則上禁止探放水壓高于的充水斷層水含水層水及陷落柱水如確實需要的可

,1MPa、。,

以先建筑防水閘墻并在閘墻外向內探放水

,。

8探放水鉆孔孔口安全裝置

8.1預計水壓大于的地點探水時預先固結套管并安裝閥門止水套管應當進行耐壓試驗

0.1MPa,,。,

耐壓值不得小于預計靜水壓力值的倍兼作注漿孔的應當綜合注漿終壓值確定并穩壓

1.5,,,30min

以上

。

8.2當鉆孔內預計水壓大于時在揭露含水層體前應采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進

1.5MPa,(),,

并制定防止孔口管和煤巖壁突然鼓出的措施

()。

8.3應在孔口安全裝置閘閥留設水壓檢測接口

、。

8.4鉆孔涌水有腐蝕性時孔口套管應進行防腐處理

,。

8.5當孔口返水壓力超過正常循環水壓力進行鉆進或起下鉆時應采用鉆桿控制器控制鉆桿防止高

,,,

壓水頂鉆造成鉆桿外射事故

。

8.6應選擇巖層堅硬完整地段開孔鉆至預定深度后將孔內沖洗干凈孔口套管應采用注漿固結法

,,。

進行固定孔口管注漿固結應遵守中孔口裝置及其安裝要求的規定

。GB/T24505“”。

8.7孔口套管注漿固結后水泥單液漿一般待凝以上之后可進行掃孔掃孔深度應超過孔口管

,48h,,

待凝以上可采用清水進行耐壓試驗試驗壓力不小于預揭露含水層水壓的倍持

0.5m~1m;72h,1.5,

續穩壓時間不小于確保孔口套管不松動孔口周圍不漏水后方可繼續鉆進否則重新注漿固結

30min,、,。

采用速凝材料進行固管的待凝和耐壓試驗時間可適當減小

,。

8.8節理裂隙發育巖石松軟或破碎無條件另選孔位時應注漿加固后再安設孔口管

,,,,。

9探水孔施工前的要求

9.1鉆場應避開斷層帶裂隙帶或松軟巖層

、。

9.2鉆機探水前的準備工作

:

4

KA/T1—2023

加強鉆孔附近的巷道支護并打好立柱和攔板

a),;

清理巷道挖好排水溝并掛好風筒電纜管道等探水鉆孔位于巷道低洼處時配備與探放水

b),、、,,

量相適應的排水設備

;

在打鉆地點或其附近安設專用電話保持人員撤離通道暢通

c),;

依據設計確定探水孔位置時由測量人員進行標定負責探放水的工作人員應到現場共同確

d),,,

定鉆孔的方位傾角深度和鉆孔數量

、、。

10探水施工中的技術要求

10.1鉆進中應做好地質編錄工作

。

10.2鉆進時應準確判別煤巖層厚度并記錄換層深度一般每鉆進或更換鉆具時應測量一次

、。10m,

鉆桿并核實孔深終孔前再復核一次

,。

10.3采用非定向鉆機探放水時孔深大于的探水孔或對水文地質異常和物探異常區的探查驗

,150m

證孔均應進行孔斜測量因孔斜未達到探放水目的應增加探水孔或采用定向鉆機施工

,,。

10.4鉆進時發現煤巖松軟片幫來壓或孔中的水壓水量突然增大以及有頂鉆等現象時應立即停

,、、、,,

鉆將鉆桿固定并同時記錄其孔深禁止人員直對鉆桿站立要立即向礦調度室匯報及時采取措施進

,,。,,

行處理

。

10.5探水孔施工過程中觀測每個涌水點的深度層位水量水壓水溫等探水孔終孔后應進行全

,、、、、;,

孔試驗放水觀測并記錄終孔初始涌水量穩定涌水量和穩定水壓根據設計需要采取水樣

,、,。

10.6對于構造探查應在預計揭露構造孔段取芯鉆進觀測巖芯完整性分析構造性質含導水性及發

,,、、

育特征

。

10.7探放水鉆孔可兼做堵水或疏水孔回采前除頂底板破壞范圍內的探放水孔外其他探放水鉆孔

,,、,

回采前應采用水泥全孔注漿封閉

。

11疏放水的技術要求

11.1利用探水孔疏放水時應根據探水孔的水壓水質水量資料結合礦井排水系統能力控制放水

,、、,,

孔的流量

。

11.2疏放老空水時應全程監控放水過程詳細記錄放水量水壓動態變化放水結束后應核算放水

,,、,,

量與預計積水量的誤差查明原因

,。

11.3疏放斷層水陷落柱水和含水層水在水量觀測的同時應同步觀測相關含水層水位及井下涌水

、,,

點水量動態變化

。

12探放水的安全技術措施

12.1巷道可能積水的低洼地段應有相應的疏排水措施

,。

12.2掘進工作面探水時應在起點處設置標志并掛牌明示并符合所有部分的規定

,,,GB/T2893()。

12.3應加強巷道支護使巷道具有安全施工條件及抗水流沖擊能力

,。

12.4在探放水鉆進時發現煤巖松軟片幫來壓或者鉆孔中水壓水量突然增大和頂鉆等突水征兆

,、、、

時立即停止鉆進但不得拔出鉆桿應當立即撤出所有受水威脅區域的人員到安全地點并向礦井調度

,,;,

室匯報情況緊急時應立即啟動應急預案并符合的規定

,,GB/T29639。

12.5鉆孔接近老空時應安排專職瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現場值班隨時檢測空氣成分如果

,,。

瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關規定時應當立即停止鉆進切斷電源撤出人員并報告礦調度室

,,,,,

5

KA/T1—2023

及時采取措施進行處理

。

12.6上山探水時應雙巷掘進其中一條巷道超前探水匯水另一條巷道用來安全撤人雙巷間每

,。、,。

隔掘一條聯絡巷并設擋水半墻

30m~50m,。

12.7探放水人員應按照批準的設計施工未經審批單位同意不得擅自改變設計

,,。

13探放水工作驗收與總結

13.1探放水鉆孔施工結束后應及時組織驗收

,。

13.2探放水工程竣工后應編制探放水工程總結報告主要包括以下內容

,,:

探放水鉆孔施工情況包括施工過程施工工藝孔斜工程量及封孔情況等

a),、、、;

物探成果的鉆探驗證情況

b);

探查成果匯總與分析

c);

探放水總結及效果評價

d);

存在問題及建議

e)。

6

KA/T1—2023

附錄A

資料性

()

積水線外推法確定小窯老空水探水線

表A.1積水線外推法確定小窯老空水探水線

探水線距離

邊界名稱確定方法煤層硬度

m

依靠調查分析判斷有一定圖紙資料參考有較可靠圖紙資料

松軟

100~15080~10035~40

探水線積水線外推法中硬

80~12060~8030~35

堅硬

60~10040~6030

警戒線探水線外推法

60~8040~5020~40

7

KA/T1—2023

附錄B

資料性

()

不同條件超前距計算安全系數K取值

()

表B.1不同條件超前距計算安全系數K取值

()

條件取值

水壓抗拉強度均為實測

、2

水壓抗拉一項實測另一項為地質與掘進條件相似礦井數據

、,3~4

水壓抗拉強度均為地質與掘進條件相似礦井數據

、5

8

KA/T1—2023

附錄C

規范性

()

巖層中探水鉆孔超前距和止水套管長度確定

表C.1巖層中探水鉆孔超前距和止水套管長度確定

水壓P鉆孔超前距止水套管長度

MPamm

P

<1.0>10>5

P

1.0≤<2.0>15>10

P

2.0≤<3.0>20>15

P

≥3.0>25>20

9

ICS73.020

CCSD09

中華人民共和國礦山安全行業標準

KAT1—2023

代替MT/T632—1996

井下探放水技術規范

Technicalspecificationforwaterexplorationanddischarge

inundergroundcoalmines

2023-10-26發布2024-01-31實施

國家礦山安全監察局發布

KA/T1—2023

井下探放水技術規范

1范圍

本文件規定了煤礦井下探放水的一般規定探放水工程設計探放水鉆孔關鍵參數確定探水鉆孔

、、、

布置及其施工的技術要求疏