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文檔簡介

安全生產行業標準

《煤礦地面勘探鉆孔封閉技術要求》

(征求意見稿)

編制說明

標準起草組

2021.12

一、工作簡況

(一)任務來源

鉆孔封閉也稱為封孔,在《鉆探工程名詞術語》(GB/T9151-88)和《煤礦

科技術語第1部分:煤炭地質與勘查》(GB/T15663.1)中對封孔給出了相同的

定義,就是為防止地表水和地下含水層通過鉆孔與有用礦體串通,終孔后對鉆孔

進行的止水封填工作。可見封孔的目的主要是止水。通過多年的實踐總結,封孔

還對不同煤層之間起著隔離作用,一定程度阻止了煤層間瓦斯氣體和煤塵的流

通,保障地下開采空間的生產安全。

煤田地質鉆探的封孔質量,是鉆探工程的重要質量指標之一,也是煤礦隱避

致災的主要地質因素,對煤炭開采時保障礦井安全生產至關重要。《煤礦安全規

程》(國家安監總局令第87號)、《煤礦防治水細則》(煤安監調查〔2018〕14號)

和《煤礦地質工作規定》(安監總煤調〔2013〕135號)均對煤礦水害防治和隱蔽

致災地質因素管理工作提出了要求,《煤炭地質鉆探規程》(MT/T1076-2008)、

《煤炭地質勘查鉆孔質量標準》(MT/T1042-2007)和《煤礦床水文地質勘查工程

質量標準》(MT/T1163-2011)對封孔工作和質量提出了基本要求。但這些規定和

標準只提出了原則和框架要求,沒有封孔工作具體操作程序和質量控制措施,也

沒有規定質量評價的具體方法和評價指標,對實際工作的指導性和可操作性不

高。

2019年9月11日,全國安全生產標準化技術委員會煤礦安全分會在北京組

織專家對擬立煤礦安全標準制修訂計劃項目進行了審查,建議5個標準項目列為

2020年煤礦安全標準制修訂計劃項目,其中《煤礦鉆孔封閉止水技術規程》名

稱修改為《煤礦地面勘探鉆孔封閉技術要求》后立項。2020年1月5日,應急

管理部辦公廳印發了《2020年應急管理行業標準立項計劃》(應急廳函〔2020〕

3號),本項目列為AQ類第1號制定項目。本標準為推薦性行業標準,計劃完

成年限為2021年底,由安標委煤礦分會歸口,主管單位為國家煤礦安監局技裝

司,由黑龍江省煤田地質勘察院主持起草,中煤科工集團西安研究院有限公司、

華北科技學院、黑龍江科技大學、吉林省煤田地質局共同參與起草。至此,《煤

礦地面勘探鉆孔封閉技術要求》編制起草工作正式啟動。

(二)編制過程

1、簽訂委托合同(2020年1月-6月)

1

安標委煤礦分會依托單位中國煤炭工業協會與標準主持起草單位黑龍江省

煤田地質勘察院,經協商就《煤礦地面勘探鉆孔封閉技術要求》行業標準研制咨詢

簽訂了委托起草合同,明確了被委托單位的職責,即開展行業標準編制內容研究

工作,協助委托方完成標準修改完善工作。因疫情原因2020年初暫停了相關業

務工作,直到2020年6月份才完成第一階段工作。合同簽訂后30日內編制組向

委托方提交了咨詢服務的具體計劃。

2、成立標準編制項目組(2020年7月-8月)

標準制訂項目委托合同簽訂后,黑龍江省煤田地質勘察院會同中煤科工集團

西安研究院有限公司、華北科技學院、黑龍江科技大學、吉林省煤田地質局等單

位,通過協商一致,分別派出2人以上的技術專家,約15人于2020年7月20

日共同組建了編制項目組。

3、調查研究,收集資料(2020年8月-2021年2月)

標準編制項目組成立后,立即著手開展項目編制準備工作,先后組織項目組

成員參加了國家標準委審評中心和中國標準化協會組織的兩批次培訓學習,調查

研究國內相關標準工作進展情況,收集與鉆孔封閉有關的標準規范和文獻資料。

工作重點是充分收集已有資料信息,掌握相關工作動態,先后收集國內有關規范

性文件36份,封孔及煤礦防治水方面的政策法規15份,標準制(修)訂方面的政

策法規11份,參考文獻18份,為標準編制工作積累了較為充分的基礎資料,為

確保編制工作質量打下基礎。

4、標準草案編制(2021年3月-10月)

在分析研究所收集的各類資料基礎上,開始標準草案編制工作。項目組成員

既相互協調共同分析探討,又各負其責按分工投入工作。標準草案起草嚴格按照

項目委托合同的要求和工作框架進行。標準草案編制過程中,項目組召開了多次

專題會議,對草案編制結構框架和提綱進行了分析和論證,同時邀請了國內、省

內部分專家對草案編制提綱進行了研討,針對專家提出的意見進行了完善。對草

案內容的編制,項目組更加認真細致地分析研究了所收集的資料和調查信息數

據,為內容的充實和豐滿打下了良好的基礎。原計劃于2021年6月前提交的標

準草案,因疫情反復受影響,時間向后推遲,于2021年10月才提交討論稿。

5、形成征求意見稿(2021年10月-12月)

標準草案討論稿于2021年10月10日提出,10月10日至10月30日,邀

2

請國內部分專業單位和專家進行了討論。針對部分單位和專家提出的意見進行了

較大程度的修改。修改過程中,對國內外政策性文獻又進一步進行了研究,特別

是對近年來國家關于煤礦安全生產的政策進行了梳理,從中吸收了關鍵性的內

容。經過多次修改完善,于2021年12月20日形成了《煤礦地面勘探鉆孔封閉

技術要求》(征求意見稿),現上報安標委煤礦分會,面向社會廣泛征求意見。

二、標準編制原則和確定主要內容的論據及解決的主要問題

(一)編寫主要原則

1、求實性原則

標準編制工作堅持實事求是、尊重事實、尊重歷史原則。煤礦鉆孔封閉工作

上世紀中葉就已開始進行,先后歷經幾十年的發展演進,但成效不大,封閉工作

因長期開展已形成套路,多年來一成不變,沒有真正起到防水作用,為后續的煤

礦生產安全埋下了諸多隱患,大型煤礦在投產前一般都重新對鉆孔進行啟封試

驗,然后再重新封閉,造成很大浪費。近年來關于煤礦隱蔽致災工作得到國家高

度重視,鉆孔封閉工作質量逐漸有所提高,積累了一定的實踐經驗,為進一步完

善鉆孔封閉質量及評價工作提供了基礎條件。本標準正是充份吸收這一寶貴經

驗,尊重歷史事實,通過求真務實和理念提升,充實和完善新標準。

2、前瞻性原則

標準編制工作應當在現有研究程度基礎上,加強前瞻性研究,既尊重歷史又

有所創新,且應具有一定的預見性。當前煤礦隱蔽致災因素調查防治工作,重點

是抓好瓦斯災害預防、煤礦水害預防、煤礦火災預防、工程及沖擊地壓災害防治,

其中水害和瓦斯防治是重中之重。水害防治中的施工鉆孔透水防治是人為因素導

致的,在水害防治中占有相當大的比例。煤礦開采前的鉆探施工封孔是具有前瞻

性的超前防治水工作,其質量狀況和評價結果是煤礦建設和生產的主要參考依

據。

3、完整性原則

技術標準是全行業執行的行為規范,要考慮到所有可能存在的情況,兼顧不

同行為主體和區域條件。應全面地研究分析國內有關法律法規和政策,以及國際

上相關規范性文件規定。覆蓋面應當完整、全面、充分地體現煤礦安全生產行業

的基本要求和應用領域,使標準編制工作能夠科學合理地開展。

3

(二)標準主要內容

1、范圍:本文件規定了煤礦地面勘探鉆孔封閉基本要求及封閉設計、封孔

前準備、封孔施工作業、取樣檢查、封孔質量驗收、封孔技術檔案的技術要求。

本文件適用于各階段煤礦地質勘查、煤礦水文地質工程地質勘查及煤礦建設

和生產過程中施工的地面鉆孔的封閉技術管理。

本文件不適用于露天煤礦鉆孔、瓦斯抽放鉆孔及長期通排觀測等專用鉆孔。

2、規范性引用文件:引用了7個規范性文件。

3、術語和定義:確定了7個適用于本標準的術語和定義。

4、基本要求:規定了目的任務、基本原則和一般性要求。

明確了對煤炭勘查類項目和生產類項目中鉆孔封閉的范圍要求,封閉材料要

求,封閉程序管理要求,不同特點鉆孔的特殊要求,及技術創新要求。

5、鉆孔封閉設計:設計責任分工、設計依據、設計書內容、設計前的研究

工作、封閉層段的劃分、有用礦層的識別、鉆孔含水層段的識別、封閉層段位置

的選擇、封閉層段厚度的確定、孔內布置、封閉方法、材料配比及用量、替漿水

量的計算、多層段封閉要求及特殊情況處理等。

6、封孔前準備:封孔通知的簽發及資料移交、封孔材料的準備、封孔材料

的驗收、封孔材料試驗、封孔器具的準備、鉆具丈量及鉆桿準備、替漿水量數值

驗證、鉆孔沖孔清洗等。

7、封孔施工作業:人員組織要求、施工程序、隔離塞及負重要求、水泥漿

攪拌要求、注漿要求、注替漿水及鉆桿清洗要求、注漿泵的選擇及記錄等。

8、取樣檢查:取樣目的、取樣類型、不同類型樣品取樣要求、樣品保存及

測試要求、取樣記錄及報告、特殊情況取樣等。

9、鉆孔封閉質量驗收:驗收基本要求、驗收內容、封閉層段質量指標、全

孔封閉質量指標、封孔質量驗收報告、封閉質量最終評價等。

10、封孔技術檔案:檔案整理及存檔要求、簽屬要求、檔案內容。

11、附錄A:封孔作業及質量檢驗工作流程

12、附錄B:封孔材料常規用量計算表

13、附錄C:鉆孔封閉主要用表格式

14、參考文獻:列出了非規范性引用文件。

4

三、主要試驗(或驗證)情況分析

早在2018年,項目籌備組選擇了黑龍江省雞東縣馬場西區煤炭普查和黑龍

江省雞西市豐樂-朝鮮煤炭普查兩個項目,對本標準的初步研究成果進行了應用

試驗,委托黑龍江省煤田地質綜合普查隊和第三勘探隊完成試驗的現場工作。

應用試驗的主要工作內容,是采用原《煤炭地質勘查鉆孔質量標準》

(MT/T1042-2007)封孔質量評價方法進行評價,最后對評價結果進行確認,同

時采用本標準成果對封孔作業過程進行控制,根據各項指標數據對封孔質量進行

評級驗收,將兩種方法取得的結果進行對比,確定不同方法的優劣程度。

原評價方法封孔規定內容為:按鉆孔封閉設計書設計要求進行封閉,每個封

閉段均需經取樣檢查合格,孔口埋設暗標或明標,并提出封孔報告。這一要求提

出了封孔的基本原則,只針對結果進行驗收,無過程控制。

本標準成果提出的要求,不僅關注封孔結果,更重要的是對封孔過程進行控

制,每個環節均有評價控制指標,最終確定封孔的質量級別,該結果作為封孔部

分的評級結果,納入到全孔質量指標中進行全孔質量評級。

兩個勘查項目的應用試驗,共完成了18個鉆孔,43個封閉段的實際工作量。

原方法和新方法雖然是在相同的鉆孔條件下進行的,封閉層段數相同,但采

集的指標種類和數量不同,實際評價樣品數量也不同。

采用原方法封孔質量評價結果,參與的評價指標很少,從實際情況看,重點

采取了封閉底板深度、封閉厚度、材料配比、封閉方法等指標,取樣檢查情況只

有一項結果評價指標,實際封孔時一般只采取攪拌樣進行驗證,而極少采取孔內

樣驗證,這種做法根本不能反應孔內的實際封閉效果。質量評級只有一項全孔級

別,可信度不高。

采用本標準成果方法封孔質量評價結果,封閉層段指標分為設計執行指標和

取樣檢查指標兩類,包含底板深度誤差、厚度誤差、水泥標號、水灰比、負重試

驗重力、木塞移動距離、替漿水量誤差、封閉方法、試驗樣目測結果、攪拌樣目

測結果、孔內檢查樣目測結果、試驗樣抗壓強度、攪拌樣抗壓強度、孔內檢查樣

抗壓強度等共14個,控制了封孔工作的全部環節。全孔評價包括封閉層段、孔

口處理、封孔資料三個指標。

兩次應用試驗效果良好,獲得了圓滿成功,取得了完整可靠的原始數據,充

分驗證了本標準成果的先進性和可行性。

5

兩種方法封孔質量評價效果對比表

評價項目采用MT/T1042-2007驗收采用本標準成果驗收

有深度數據,可與設計方案有深度數據,可與設計方案對比,同時提

封閉段深度

對比。供了對比結果誤差數據。

有厚度數據,可設計方案對有厚度數據,可與設計方案對比,同時提

封閉段厚度

比。供了對比結果誤差數據。

有數據可查,并提供了與設計方案的對比

封孔材料質量無數據可查

結果。

封孔材料配比有數據可查有數據可查

有具體數據可查,并提供了與設計方案的

負重試驗效果無數據可查

對比結果。

有具體數據可查,并提供了與設計方案的

替漿水量無數據可查

對比結果。

封閉方法有資料可查有資料可查

有結果,有數據,在封孔過程中多次取樣,

取樣檢查情況只有結果,沒有數據。通過現場初檢和試驗復檢兩個環節確保

檢查結果可靠。

封孔原始資料質有評價結果和統計數據,增加了《封孔材

有評價結果

量情況料質量驗收單》和《封孔取樣檢驗記錄》。

封孔質量驗收有單獨的質量驗收報告,詳細列出了各封

無單獨的質量驗收報告

報告閉層段質量和全孔封閉質量情況。

四、知識產權情況說明

本標準暫未發現涉及專利和知識產權。

五、產業化情況、推廣應用論證和預期達到的經濟效果

(一)標準應用前景

煤炭是我國主要能源礦產,煤礦的正常生產是我國能源供應的重要保障,煤

礦生產安全一直是煤礦管理的重大技術難題。在影響煤礦安全生產的諸多因素當

中,隱避致災地質因素具有危害大、突發性、難發現、難治理等特點,必須加大

預防和源頭治理力度方能取得實效。《煤礦地質工作規定》(安監總煤調[2013]135

號),已將封閉不良鉆孔列為隱蔽致災的主要地質因素之一。鉆孔封閉不良,將

直接構成水氣通道,形成礦井水害和瓦斯災害的致災隱患,破壞地下水和瓦斯的

自然平衡和運移規律,加大礦井安全生產管理難度,提高管理成本。

《礦山安全法》第十八條明確提出,礦山企業必須對井下水害、瓦斯突出等

危害安全的事故隱患采取預防措施。《煤礦安全規程》(國家安監總局令第87

6

號)和《煤礦防治水細則》(煤安監調查〔2018〕14號),均將可能導致水災的封

閉不良鉆孔管理,列為重要安全管理工作內容,并提出了嚴格具體的要求。因此,

加強鉆孔封閉管理,提高封孔質量,已成為地質勘探和安全生產領域的工作重點。

鉆孔封閉雖然是地質勘探中鉆孔施工的一個收尾環節,但其目的任務已不是

找礦勘查探求資源,而是為下一步煤礦開采安全保障工作服務。在鉆探施工環節,

需要投入一定資金成本卻無直接經濟效益,因此很多投資人和施工單位并不重視

這一環節,往往走走過場,草草應付了事。封孔質量控制和評價成果的推廣應用,

離不開政策引導和監督管理,安全生產無小事,地礦、煤炭及安全生產主管部門,

應將此項工作納入重要日程,適時啟動制定相應管理規章和標準規范,改進鉆探

工程質量管理和評價方式,從而彌補現有制度和工作方法的不足,提高煤礦安全

生產地質保障水平。

鉆孔是找煤和煤礦生產管理必不可少的手段,只要施工鉆孔就涉及封閉環

節。煤礦地質鉆孔封閉工作,幾乎貫穿從找礦到開采的全過程,涉及面廣,影響

范圍大,與地質勘查工作和煤礦地質工作息息相關,項目成果具有極大的潛在應

用價值和良好的應用前景,其在過程管控、保障安全、減少浪費、保護資源等方

面具有無可替代的作用。

(二)綜合效益分析

1、經濟效益分析

本標準成果屬于管理方法成果,在實際應用中并不額外增加投入,只是在原

有工作基礎上提高管理的科學水平,無法直接計算應用后的經濟效益,這里采取

避免損失法計算間接經濟效益。根據試驗應用效果分析,如果能夠在全行業得到

推廣,且在應用過程中得到有效執行,將減少煤礦開采前的鉆孔啟封投資、開采

中的近鉆孔探放水工程投資、封閉不良鉆孔風險研究投入、預期避免的事故損失

等,增加回收的煤柱資源價值。

根據公共媒體可收集數據統計,2000年-2016年間,全國共施工了314個啟

封鉆孔,總工程量142518米,直接投資6810萬元,每年平均投資400萬元。

其中2013年-2016年間,去除無法劃分年度的部分數據,共施工了119個

啟封孔,總工程量76790米,直接投資3965萬元,年平均投資991萬元。

以上僅是不完全統計數據,尚有大量的工程投資未曾公開,無法參與計算,

加上其他項目投入,以及避免因鉆孔透水引起的事故損失,實際費用將遠遠超過

這一數值。這些投資在標準成果得到充分應用和執行的情況下,可大量縮減或避

7

免,每年直接減少的經費投入將不少于1000萬元。

近透水鉆孔留設保護煤柱,是目前煤礦預防因孔致災的主要措施,煤柱一般

20-30寬,2米厚的煤層,每個鉆孔需要浪費約2700噸資源,價值約160萬元。

大型煤礦按100個鉆孔三分之一封閉不良采取留設煤柱計算,累計損失資源近9

萬噸,價值約5000萬元。否則將采取探放水措施,因工程施工、抽放水、恢復

工作面生產、停產工時等因素所造成的損失和投入,也不會低于這個水平。全國

現有百萬噸以上礦井約1000處,按服務年限50年開采單一煤層計算,這類煤柱

累計資源占用量約9000萬噸,價值約500億元,每年的資源占用量約180萬噸,

價值約10億元。這一數據尚不包括百萬噸以下礦井。如果鉆孔封閉質量能夠得

到保證,這些資源即可得到回收,損失就會避免。

2、社會效益分析

社會效益體現在可避免的安全事故、井下作業人員的生命和財產保障、煤炭

資源的充分回收利用、安全生產管理水平的提高等多個方面。

據統計,2013年-2015年,我國煤礦因水害引起的重大以上事故近20起,

死亡124人,直接損失高達2億元。這些事故均因井下透水引發,但具體有多少

與鉆孔封閉不良有關,無法直接了解。隱避致災因素往往不是事故的直接原因,

但卻是事故發生的必要條件,其危害性是潛在的。如果每個隱避致災因素都能得

到有效控制,則水害事故將會大大減少或避免,這是不能用資金價值來衡量的。

煤礦井下作業人員的生命安全,牽扯著數萬家庭及礦區人民的生活,也關系

到社會的穩定以及黨和政府的執政威信。國家對煤礦安全一直高度重視,政府和

企業每年都投入大量經費用于安全生產,但因井下各類致災因素復雜,涉及的環

節和牽扯的部門多,生產事故始終未能完全避免,重特大事故時有發性。水災事

故一直是煤礦僅次于瓦斯事故的多發性災害,預防井下水災是煤礦企業的主要任

務之一,同時也應當是與煤礦開采相關的各行業和部門的任務,地質勘探行業在

鉆孔施工中加強質量管理也是義不容辭的責任。

鉆孔封閉工作在煤礦安全保障管理中,僅僅是一個極其單一的措施,往往處

于偏僻角落,得不到重視,但其重要性無法用經濟指標衡量,其對煤礦安全的潛

在影響和持續的社會效應是很大的。封孔質量不僅關系到資金投入,還直接影響

到資源的回收利用。煤炭是不可再生資源,煤礦生產需盡可能減少煤柱損失,因

鉆孔封閉不良而留設煤柱,是完全可以避免的。鉆探封孔質量管理,需要地質勘

探和煤礦生產兩個環節緊密結合,標準成果如果能得到有效應用,資源勘查階段

8

對開發工作的保障作用將得到進一步加強,勘探施工和煤礦開采的安全生產管理

水平也將得到進一步提高。

六、采用國際標準和國外先進標準情況

無。

七、與現行相關法律、法規、規章及相關標準的協調性

《煤礦安全規程》(國家安監總局令第87號)中與封孔有關的要求有:新建

礦井開工前必須調查核實鉆孔位置及封孔質量;掘進和回采前,應當掌握地質鉆

孔等情況;報廢的鉆孔應當及時封孔,并將封孔資料和實施負責人的情況記錄在

案,存檔備查;井田內有與水體和含水層存在水力聯系的封閉不良鉆孔時,應當

查明其確切位置,并采取留設防隔水煤柱等防治水措施。

《煤礦防治水細則》(煤安監調查〔2018〕14號)中多處提出礦井要建立封

孔不良鉆孔資料臺賬,除長期動態觀測鉆孔外,其余鉆孔都使用高標號水泥漿封

孔,并取樣檢查封孔質量,提交封孔報告。

《煤礦地質工作規定》(安監總煤調[2013]135號)中將封閉不良鉆孔列為隱

蔽致災的主要地質因素之一,要求煤礦要開展封閉不良鉆孔普查,分析每個鉆孔

封孔的質量,建立井田內封閉不良鉆孔臺賬,保障礦井生產安全。

《煤炭地質鉆探規程》(MT/T1076-2008)中對鉆孔封閉工作和封孔質量提

出了較為具體的要求,將封孔質量列為鉆探工程質量的一

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