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GRM

中關村綠色礦山產業聯盟團體標準

T/GRMXXX-2023

煤礦突水危險性評價標準

Evaluationstandardforwaterinrushriskincoalmine

(征求意見稿)

2023-**-**發布2023-**-**實施

中關村綠色礦山產業聯盟發布

煤礦突水危險性評價標準

1范圍

本文件規定了總則、突水類型、突水危險性等級、突水危險源及其辨識、突水危險性評價資料、頂

板突水危險性評價、底板突水危險性評價、突水危險性的水動態監測等內容。

本文件適用于在建和生產煤礦。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。

凡是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。

GB12719礦區水文地質工程地質勘查規范

GB/T14157水文地質術語

GB/T14498工程地質術語

GB/T40130煤礦專門水文地質勘查規范

DZ61/T1247煤礦地下水監測規范

DZ61/T1569煤礦開采地質環境監測規范

T/GRM055煤礦導水裂隙帶探測技術規范

T/GRM056煤礦隱蔽致災因素普查技術規范

安監總煤裝[2017]66號建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范(2017年)

煤安監調查[2018]14號煤礦防治水細則

3術語與定義

GB/T14157和GB/T14498界定的術語和定義,以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

礦井突水minewaterinrush

大量地下水、地表水或其他水源的水突然涌入井巷的現象。

3.2

頂板突水

指煤層突水的水源來自于煤層之上的頂板含水層(水體)或地表水體。

3.3

底板突水

指煤層突水的水源來自于煤層之下的底板含水層(水體)。

3.4

突水危險源

煤礦生產系統中具有的潛在的、在一定觸發因素作用下可能轉化為突水事故的根源。突水危險源具

有客觀存在性、潛在性、復雜多變性和可知可預防性等特征。

1

3.5

突水危險性waterinrushrisk

礦井采掘活動中突水事件發生的可能性及危險程度。

3.6

突水系數

評價煤層底板突水危險性的數值,即煤層底板隔水層承受的水壓力與底板隔水層厚度的比值。

3.7

煤礦突水預兆foretasteofwaterburst

煤礦突水前的主要征兆。

3.8

突水危險性預測圖

反映與突水有關的水源、通道、某些開采條件以及突水條件、突水危險性大小分區等內容的圖件。

4總則

4.1煤礦突水危險性評價堅持客觀、科學的原則,實事求是做出評價。

4.2煤礦企業應全面評價煤礦突水危險性,在盤區(水平)開拓前,應評價盤區、采煤工作面的突水

危險性,并采取相應的防范措施。

4.3為滿足煤礦突水危險性評價工作,必要時應開展水文地質補充勘探工作,取得相應的資料和數據。

5突水類型

5.1按照突水通道的形成,可將煤礦突水類型劃分為直接揭露型突水、頂板水害、底板水害、斷層水

害、巖溶陷落柱水害、封閉不良鉆孔水害等類型,其特征見表1。

表1按照突水通道劃分的煤礦突水類型

類型突水通道可能溝通水源突水特點防治方法

井筒可溝通各類含水層,一般水量不大,但井筒揭露強含

直接揭露井筒、巷道或工超前探測,有疑必探,提

巷道、工作面主要揭露煤水層水量大,井巷揭露老空區易

型突水作面前探放

層頂板水或老空水發生傷亡事故

工作面頂板導水多為煤層頂板砂巖水、薄導水裂隙帶發育高度、采高、頂計算、觀測導水裂隙帶高

頂板突水裂隙帶、巷道松層灰巖水,淺部有松散層板巖性、開采方式有關,突水量度,留足煤柱,提前疏排

動圈等水和地表水主要與充水含水層富水性有關或采用保水采煤技術

底板損害帶、工主要取決于底板隔水層厚度和底板加固、疏干降壓、含

主要為煤層底板砂巖、薄

底板突水作面(巷道)底底板水的壓力,突水量主要與溝水層改造、改變工作面開

層灰巖水

鼓等通的含水層富水性有關采方式等

斷層的導水性與其力學性質、斷查明斷層的導水性,留設

層帶的充填物密切相關。斷層突斷層防水煤柱,對斷層注

斷層突水導水斷裂能溝通各類水源

水量與溝通含水層富水性和斷漿加固,防范斷層活化導

層規模有關水

陷落柱突主要溝通底板奧灰水和薄往往出現特大水害,造成淹井事提前探查,注漿加固,留

導水陷落柱

水層灰巖水故設煤柱

封閉不良提前探查,注漿加固,留

封閉不良鉆孔能溝通各類含水層人為突水要素

鉆孔突水設煤柱

5.2按照突水水源,可將煤礦突水類型劃分為地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和

巖溶水水害,其特征見表2。

2

表2按照突水水源劃分的煤礦突水類型

類型水源主要可能的通道突水特點防治方法

井筒、采空塌陷裂

地表水河流、湖泊、水塘、與大氣降水有關,往往在雨季或井口高于洪水位,治理地面

隙、巖溶漏斗、封閉

突水暴雨洪水等洪水期發生裂隙和塌陷區等

不良鉆孔

本礦采空區積水、巷道直接溝通,采動

老空水以靜儲量為主,但一旦突水來勢有疑必探,探放老空區積水,

周邊礦井采空區裂隙帶、導水斷裂、

突水兇猛,易造成人員傷亡事故或留設防水煤柱

積水、老窯積水裂隙

孔隙水第四系、新近系松導水裂隙帶、導水斷往往發生于煤層的淺部,有時伴計算導水裂隙帶高度,留足

突水散層水裂、裂隙隨有潰沙防水煤柱

采掘直接揭露、導水涌水量衰減較快甚至疏干。如與

裂隙水砂巖、礫巖等裂隙提前探查,切斷與其他含水

裂隙帶、冒落帶、導其他含水層有水力聯系時,可導

突水含水層的水層水力聯系

水斷層致大水量和長期出水

華北石炭二疊紀提前探查,在有足夠隔水層

薄層灰采掘直接揭露、底板一般可疏干。但當與厚層灰巖有

煤田的太原組薄的條件下開采、疏水降壓、

巖突水損壞帶、導水斷裂水力聯系,突水量會大幅度增加

層灰巖巖溶水注漿改造等

北方奧陶系灰巖導水斷層、陷落柱、提前探查,在有足夠隔水層

厚層灰

水、寒武系灰巖底板損壞帶以及其水量大、水壓高、一般會造成嚴的條件下開采,改造中間層,

巖巖溶

水,南方茅口灰巖他含水層為中間層重水害事故對導水斷層、陷落柱留煤柱

突水

水引起或注漿加固等

6突水危險性等級

6.1煤層頂板突水危險性等級。根據煤層頂板含水層與隔水層組合關系、厚度、巖性以及采煤引起的

導水裂隙帶發育高度,采用有效保護層厚度、突水危險系數大小劃分,可劃分為突水危險性極大(Ⅳ)、

危險性大(Ⅲ)、危險性中等(Ⅱ)、危險性小(Ⅰ)四級。

a)東部地區按照突水危險系數劃分,其中突水危險系數是指松散含水層水壓p與有效保護層厚度

ΔH2之比值。煤層頂板突水危險性分級特征,見表3。

表3煤層頂板突水危險性地質評價分類標準

突水危險性有效保護層厚度ΔH2/m突水危險系數KQ/(MPa/m)

危險性小(Ⅰ)<0.015

危險性中等(Ⅱ)≥00.015-0.1

危險性大(Ⅲ)≥0.1

危險性極大(Ⅳ)<0

b)西部地區緩傾斜煤層,按照導水裂隙帶發育高度與煤層頂板隔水層厚度、保護層厚度關系劃分。

其中煤層頂板隔水層厚度小于冒落帶高度時,危險性極大(Ⅳ)。隔水層厚度小于導水裂隙帶發育高

度時,危險性大(Ⅲ)。介于導水裂隙帶發育高度與導水裂隙帶發育高度+保護層厚度之間時,危險性

中等(Ⅱ)。煤層頂板隔水層厚度大于導水裂隙帶發育高度+保護層厚度時,危險性?。á瘢?/p>

6.2煤層底板突水危險性等級。根據煤層底板隔水層巖性、結構特征與隔水層厚度比值等關鍵參數,

將煤層底板突水危險性等級分四級,即突水危險性極大(Ⅳ)、危險性大(Ⅲ)、危險性中等(Ⅱ)、

危險性?。á瘢┧募?。煤層底板突水危險性分級特征見表4。

表4煤層底板突水危險性分級特征

底板巖體抗水壓防治水開采受水害防治水經濟

突水危險性等級構造特征

力學能力難度影響技術效果

危險性極大(Ⅳ)強度很低斷裂(裂隙)構造發育極弱很難極大差

危險性大(Ⅲ)強度低斷裂(裂隙)構造發育一般弱較難大較差

危險性中等(Ⅱ)強度中等斷裂(裂隙)構造發育弱中等一般中等一般

危險性?。á瘢姸雀邤嗔眩严叮嬙觳话l育強簡單小好

3

7突水危險源及其辨識

7.1煤礦突水危險源

7.1.1突水危險源種類包括固有危險源、人為危險源兩大類。

7.1.2固有危險源包括含水層危險源、老空區積水危險源、松散層水和地表水危險源、防水設施危險

源等。

7.1.3人為危險源包括個人因素危險源、管理因素危險源和人為環境危險源等。

7.2突水危險源辨識的內容與程序包括但不限于:

a.水害的地點、名稱、容積、溫度、壓力、性質和特征等;

b.日常工作監測和預報范圍;

c.水害事故類型、危險等級,對鄰近工作區域的危害及措施;

d.正常生產過程中的危險,現場操作失誤造成的危險,生產工藝存在的缺陷;

e.礦井井下采掘工作面安全化水平;

f.礦井生產工作面的生產、工藝布置是否合理;

g.礦井生產中有無安全防護措施、安全通道是否符合《煤礦安全規程》,安全作業規程有何缺陷,

危險場所有無安全標志,故障處理措施,事故處理應急方法,過去事故狀況。

7.3突水危險源辨識途徑包括但不限于:

a.礦井水害危險源的區域劃分;

b.礦井水害危險源的類型;

c.突水預兆。

7.4礦井突水危險源辨識方法包括但不限于:

a.現場觀察法;

b.安全檢查表法;

c.問卷調查法;

d.查閱記錄法;

e.標準對照法;

f.工作任務分析法;

g.事故頻次法。

7.5煤礦突水危險源的辨識

7.5.1固有危險源的辨識包括但不限于:

a.含水層危險源,主要通過水文地質調查、查閱各類地質勘探報告、采掘揭露資料等方法辨識;

b.老空區積水危險性主要通過查閱采掘歷時資料、隱蔽致災因素普查報告等方法辨識,隱蔽致災

因素普查按照T/GRM056執行;

c.松散層水和地表水危險源通過水文地質調查、查閱水文地質類型劃分報告等資料辨識;

d.防水設施危險源通過礦井有關資料辨識。

7.5.2人為危險源的辨識包括但不限于:

a.個人因素危險源

b.管理因素危險源

c.人為環境危險源

8突水危險性評價資料

8.1煤礦突水危險性評價的基礎資料包括但不限于:

a.開采煤層及厚度等值線圖;

b.開采煤層底板等高線圖;

c.采區地質構造,包括斷層、裂隙、褶皺、陷落柱等;

4

d.含(隔)水層厚度、分布、富水性及其與煤層的空間關系;

e.煤層頂底板巖性、厚度、物理力學性質;

f.采空區分布及積水普查資料;

g.地表水體分布、水域面積、水深、水體補給來源及排泄條件等;

h.其他有關資料和數據。

8.2資料不全而不能滿足突水危險性評價的,應開展水文地質補充勘查工作,按照GB12719和GB/T

40130執行,同時可參考T/GRM056的有關要求。

9突水危險性評價方法

9.1突水危險性評價方法有定性評價、定量評價和半定量評價三類。

9.1.1定性評價有安全檢查表、預先危險評價、故障模式和效應分析、危險可操作性以及、事故樹分

析法、事故因果圖分析法等。

9.1.2定量評價有BP神經網絡的風險性評價法、模糊評價法和系統綜合評價法等。

9.1.3半定量評價方法包括概率風險評價法(LEC)、打分檢查表法、MES法等。半定量評價的概率

風險評價法可作為常用評價方法。見附錄A。

9.2針對頂板、底板突水又有不同的方法。

9.2.1煤層頂板突水危險性評價法常用三圖-雙預測法。見附錄B。

9.2.2煤層底板突水危險性評價方法有突水系數法、脆弱性指數法、五圖-雙系數法等。見附錄C、D、

E。

9.3煤礦突水危險性評價流程,可按照突水水源的含水層條件、隔水層條件和突水通道三個方面進行。

具體見圖1。

圖1煤礦突水危險性評價流程

10頂板突水危險性評價

10.1煤層頂板突水危險性評價的主要參數是導水裂隙帶發育高度、煤層與含水層(突水水源)的間距

及其間隔水層的隔水性。

10.2導水裂隙帶發育高度優先采用探測法獲得,可按照T/GRM056規定執行。也可采用GB12719、

《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》(2017年)附錄推薦的經驗公式或T/GRM054

中的經驗公式預測。

5

10.3第四系含水層突水危險性主要取決于煤層開采產生的導水裂隙帶高度、開采煤層至含水層的距

離。

a.開采煤層頂界至第四系含水層底界之間的距離,減去開采煤層產生的導水裂隙帶高度為有效保

護層厚度。

b.有效保護層厚度大于臨界值時,突水危險性小。否則則大。并根據其差值定性判斷危險性等級。

10.4煤層頂板砂巖含水層突水危險性

a.煤層頂板砂巖含水層突水危險性,主要取決于煤層頂板隔水層厚度、砂巖含水層水文地質條件、

導水裂隙帶發育高度或斷裂(裂隙)發育程度。

b.將煤層頂板隔水層厚度減去導水裂隙帶發育高度,差值大于0時,突水危險性小,否則危險性

大。并根據差值大小,定性判斷突水危險性等級。

10.5煤層頂板砂巖含水層突水危險性評價可采用三圖-雙預測法,具體見附錄B。

10.6編制煤層頂板突水危險性預測圖。

11底板突水危險性評價

11.1煤層底板隔水介質條件。反映煤層底板抗水壓能力的巖性、構造、隔水層厚度等條件。

11.1.1煤層底板隔水層的巖性。煤層底板巖層中泥巖含量百分比(K)來表示隔水巖層隔水性特征,

見表5。

表5煤層底板巖性類型及隔水性能

底板巖性巖體類型K值/%主要巖性抗水壓能力隔水性能

泥巖為主型≥65砂泥巖、粉砂質泥巖弱好

砂泥巖復合型35-65粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖中等較好

泥巖為主型≤35砂巖、粉砂巖和石灰巖強差

表中,K=h/H×100%,h為開采煤層與主要充水含水層之間各泥巖層厚度之和

備注

(m),H為開采煤層與主要充水含水層之間厚度之和(m)。

11.1.2煤層底板隔水層的斷裂構造。根據煤層及其底板斷裂構造發育程度和工程規模將底板劃分為完

整結構、塊裂結構、碎裂結構和松散結構四類,分別有不同的抗水壓能力和隔水性能,見表6。

表6煤層底板斷裂構造分類及其力學特性

巖體結結構體特巖體變形損害力學抗水壓能力

斷裂發育程度斷裂面特征地質構造特征

構類型征特征模型和隔水性能

脆性破壞或剪

結構面不發育,1巨塊狀,結無或偶見Ⅲ、

地質構造變動小切破壞,少許

或2組,結構面間構體尺寸Ⅳ、Ⅴ級結構抗水壓能力

完整結(輕微),節理不沿沉積結構面連續

距大于2m,RQD大于或相面,結構面閉和隔水性能

構發育,構造復雜程分離,最大主介質

值為75-100%,或當于工程合,粗糙無充好

度為Ⅰ類曲率

Kv值為0.75-1.00尺寸填

K<1×104/m

Ⅱ、Ⅲ級結構面地質構造變動較

大塊狀,結

結構面較發育,2為主,Ⅳ、Ⅴ大(較重),位于壓縮變形量抗水壓能力

構體尺寸

或3組,結構面間級結構面不太斷層及褶曲軸的大,沿弱面剪非連和隔水性能

塊裂結小于工程

距1-2m,RQD值發育,至少有鄰近地段,可有小切破壞,最大續介取決于斷裂

構尺寸,但屬

為50-75%,或Kv一組軟弱結構斷層,節理較發主曲率質結構面封閉

于同一量

值為0.50-0.75面張開,粗糙育,斷裂構造復雜K=1-2×104/m性

無充填程度為Ⅱ類

結構面發育,3-5碎塊狀,結Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ地質構造變動強壓縮變形量地下水作用

組,結構面間距構體尺寸級結構面均存烈(嚴重),位于大,整體強度似連較強烈,抗

碎裂結

0.1-1m,RQD值為遠小于工在,且Ⅳ、Ⅴ褶曲軸部或斷裂低,巖體塑性續介水壓能力和

25-50%,或Kv值程尺寸,屬級發育,結構影響帶內,軟巖多變形強,時間質隔水性能較

為0.25-0.50于次一量面張開或閉見扭曲拖拉現象,效應明顯,沿差

6

級合,光滑不一小斷層、節理發弱面剪切破壞

育,斷裂構造復雜或塑性破壞,

程度為Ⅲ類最大主曲率

K=2-4×104/m

壓縮變形量

地質工作變動很

斷層破碎帶內大,時間效應

結構面很發育,5強烈,位于斷層破

巖體或冒落帶明顯,似土狀,地下水作用

組以上,雜亂,結壞帶內,巖體破碎松散

散體結碎屑狀或內巖體,裂隙結構體張破壞強烈,抗水

構面間距≤0.1m,呈塊狀,碎石角礫連續

構顆粒狀密集,無序塊或滾動,主要壓能力和隔

RQD值為≤25%,狀,有的甚至粉末介質

狀夾泥,松散表現為塑性破水性能極差

或Kv值≤0.25泥土狀,斷裂構造

狀壞,最大主曲

復雜程度為Ⅳ類

率K≥4×104/m

注:1.RQD為巖石質量指標。它是根據鉆孔巖芯完整程度判斷巖石質量和巖體完整性的指標,用RQD=(Lp/L)×100%

表示,其中Lp為10cm以上巖芯的累積長度,L為鉆孔全長。

2

2.Kv為巖體完整性系數。Kv=(νm/νr),其中νm為巖體聲波速度﹐νr為巖石聲波速度。

11.1.3煤層底板隔水層厚度。煤層底板抗水壓能力除了與煤層底板巖性、結構有關外,還與底板隔水

層厚度有關,一般底板厚度越大,抗水壓能力越強。國內一些礦區根據以往承壓水體上采煤過程中,突

水和未發生突水工作面的底板承受的極限水壓p與底板隔水層厚度h的關系二次冪函數來計算:

p=ah2+bh+c

式中,p為含水層突水前水壓(MPa);h為底板隔水層厚度(m);a、b、c為與突水地質條件相

關的回歸系數,不同礦區有不同的回歸系數,各礦區根據自身積累數據求得。

11.2煤層底板含水層水壓與隔水層厚度比。當水壓與隔水層厚度比值小于臨界突水系數時(部分礦區

臨界突水系數見附錄B),可以安全回采。

11.3煤層底板突水危險性評價分類。按照煤層底板含水層突水危險性大小,可分為危險性小(Ⅰ)、

危險性中等(Ⅱ)、危險性大(Ⅲ)和危險性極大(Ⅳ)。分類指標見表7。

表7煤層底板突水危險性評價分類表

煤層底板隔水介質條件水壓(Pw)水壓(Pw)

水壓與隔水與巖體破裂與最小主應

評價類型

巖石抗水壓巖石隔水性斷裂構造

底板結構層厚度比值壓力(Pc)關力(бhmin)關

能力能系系

無斷層和陷

危險性?。á瘢┥皫r為主泥巖為主完整結構<0.025

落柱

砂泥巖復合砂泥巖復合斷層面閉Pc>Pwбhmin>Pw

危險性中等

型或砂質泥型或砂質泥塊裂結構合,無影響0.025-0.05

(Ⅱ)

巖巖帶

有斷層或陷

危險性大

碎裂結構落柱,但不0.05-0.15

(Ⅲ)

導水

泥巖為主砂巖為主Pw>PcPw>бhmin

危險性極大有斷層或陷

松散結構落柱,但導≥0.15

(Ⅳ)

注:l.Pc為巖體破裂壓力(MPa),即Pc=3σhmin-σhmax+σT-P0,其中σhmax、σhmin分別為底板巖層中最大、最小水

平主應力(MPa);σT為巖體抗拉強度(MPa);P0為底板巖體孔隙壓力(MPa)(值小時可忽略不計)。

2.Pw為含水層水壓(MPa)。

11.3.1煤層底板隔水層隔水性能評價,根據隔水層隔水介質條件和斷裂結構條件,將隔水層隔水性能

分為四類,即隔水性能好(Ⅰg)、隔水性能中等(Ⅱg)、隔水性能差(Ⅲg)、隔水性能極差(Ⅳg)。

見表8。

7

表8隔水層隔水性能分類表

隔水層介質條件

斷裂結構條件

泥巖為主型砂泥巖復合型砂巖為主型

完整結構ⅠgⅠgⅡg

塊裂結構ⅠgⅡgⅢg

碎裂結構ⅡgⅢgⅣg

松散結構ⅢgⅣgⅣg

11.3.2煤層底板隔水層抗水壓能力評價,根據水壓與隔水層厚度比值和底板巖性,將隔水層的抗水壓

能力分為四級,即抗水壓能力強(Ⅰk)、抗水壓能力中等(Ⅱk)、抗水壓能力差(Ⅲk)、抗水壓能力

極差(Ⅰk)。見表9。

表9隔水層抗水壓能力分類表

底板巖性類型

水壓與隔水層厚度比值

砂巖為主型砂泥巖復合型泥巖為主型

<0.025ⅠkⅠkⅡk

0.025-0.05ⅠkⅡkⅢk

0.05-0.15ⅡkⅢkⅣk

≥0.15ⅢkⅣkⅣk

11.3.3煤層底板突水危險性評價。根據煤層底板隔水層的隔水性能和抗水壓能力的大小,將煤層底板

突水地質條件危險性劃分為危險性極大(Ⅳ)、危險性大(Ⅲ)、危險性中等(Ⅱ)、危險性?。á瘢┧?/p>

級。見表10。

表10煤層底板突水地質條件危險性評價分類

隔水性能

水壓與隔水層厚度比值

隔水性能好(Ⅰg)隔水性能中等(Ⅱg)隔水性能差(Ⅲg)隔水性能極差(Ⅳg)

抗水壓能力強(Ⅰk)ⅠⅠⅠⅡ

抗水壓能力中等(Ⅱk)ⅠⅡⅡⅢ

抗水壓能力差(Ⅲk)ⅡⅢⅣⅣ

抗水壓能力極差(Ⅳk)ⅢⅣⅣⅣ

11.4底板突水危險性的其他評價方法

a.突水系數法。一種采用礦井底板突水系數評價突水危險性的方法,其關鍵是確定臨界突水系數,

當突水系數小于臨界突水系數時,底板穩定,突水危險性小。反之則大。評價方法參見附錄C。

b.脆弱性指數法。是指將可確定底板突水多種主控因素權重系數的信息融合方法與GIS耦合于

一體的底板突水危險性預測方法。評價方法參見附錄D。

c.五圖-雙系數法。是評價底板突水危險性的一種方法,該方法圍繞“五圖”“雙系數”和“三級判別”

進行。評價方法參見附錄E。

11.5編制煤層底板突水危險性預測圖。

12突水危險性的水動態監測

12.1監測方法。通過鉆孔、地表監測站點、井下測流點及水壓監測站點等進行監測,水化學成分通過

采取水樣測試化驗監測。

8

12.2監測參數。地下水、地表水水位變幅及積水量變化,泉及河流流量,井下各出水點的水頭壓力,

各含水層及礦井水的水化學成分等。

12.3監測數據分析。當上述監測參數等出現異常,應及時分析原因,判定是否為突水前兆。煤礦突水

的主要前兆見附錄E。

12.4監測方法及監測站點建設等,按照DZ61/T1247和DZ61/T1569執行。

9

附錄A

(資料性)

煤礦突水的概率風險評價方法

A.1概率風險評價方法(LEC)

概率風險評價方法(LEC)是一種半定量評價方法。它是用與系統風險率相關的三種因素指標值之

積來評價系統人員傷亡風險大小,這三種因素是L-事件發生的可能性大小;E-暴露于危險環境的頻繁

程度;C-發生災害產生的后果。

由于煤礦系統的復雜性,取得這三種因素的準確數值非常難,而且繁瑣。為了簡化評價過程,采取

半定量計值法,給三種因素的不同等級分別確定不同的分值,再以三個分值之積來評價危險性大小。即:

D=LEC

D-危險性大小;L-事件發生的可能性大??;E-暴露于危險環境的頻繁程度;C-發生災害產生的后果

D值大,說明煤礦危險性大,需要進行整改并加強安全措施,或改變發生事故的可能性,或減少人

體暴露于危險環境中的頻繁程度,或減輕事故損失,直至調整到允許范圍。

A.2事件發生的可能性大小(L)

事故或危險事件發生的可能性大小,當用概率來表示時,絕對不可能的事件發生的概率為0,必然

發生的事件的概率為1。然而,在復雜煤礦系統中,絕對不發生事故是不可能的,所以人為地將“發生

事故可能性極小”的分數定為0.1,而將必然要發生的事件的分數定為10。同樣,將介于這兩種情況之

間的情況規定了若干個中間值(見下表)。

表1事故發生可能性指標

分數值事故發生可能性(L)分數值事故發生可能性(L)

10完全可以預料,發生概率P≥0.91可能很小,完全意外0.2>P≥0.1

7很有可能,發生概率0.9>P≥0.50.1可能性很小,可以設想0.1>P≥0

3可能,但不經常0.5>P≥0.2

A.3暴露于危險環境的頻繁程度(E)

人員出現在危險環境中的時間越多,則危險性越大。規定現在危險環境的情況定為10,而非常罕見地

出現在危險環境中定為0.5。同樣,將介于兩者之間的各種情況規定若干個中間值(見下表)。

表2暴露于危險環境頻率的指標值

分數值暴露于危險環境的頻繁程度(E)分數值暴露于危險環境的頻繁程度(E)

10連續暴露1每年幾次暴露

7每天工作時間暴露0.5非常罕見的暴露

3每月幾次,或偶然暴露

A.4發生災害產生的后果(C)

災害造成的人身傷害變化范圍很大,對傷亡事故來說,可從極小的輕傷直到多人死亡的嚴重后果。由于

范圍廣闊,所以規定分數值為1~100,把需要救護的輕微傷害分數規定為1,把造成多人死亡的可能性

分數規定為100,其他情況的數值均在1~100之間(見下表)。

10

表3事故后果的指標值

分數值事故嚴重程度/萬元發生災害產生的后果(C)

100>500大災難,許多人死亡,或造成重大的財產損失

40100災難,數人死亡,或造成很大的財產損失

1530非常嚴重,1人死亡,或造成一定的財產損失

720嚴重,重傷,或造成較小的財產損失

310重大,致殘,或造成很小的財產損失

11引人注目,不利于基本的安全衛生條件

A.5危險性分值(D)

根據式D=LEC就可以計算作業的危險程度,但關鍵是如何確定各個分值和總分的評價??筛鶕?/p>

驗確定(見下表):總分在20分以下被認為是低風險的;如果危險分值在70~160之間,那就有顯著的危

險性,需要及時調整;如果危險分值在160~320之間,那么這是一種必須立即采取措施進行整改的高度

危險環境;如果危險分值在320以上表示環境非常危險,應立即停止生產,直到環境得到改善為止。

危險等級的劃分是憑經驗判斷,難免帶有局限性,不能認為是普遍適用的,應用時需要根據實際情況予

以修正。

表4危險性分級

危險性等級D值危險程度

一級>320極其危險,不能繼續作業

二級160~320高度危險,需要立即整改

三級70~160顯著危險,需要整改

四級20~70一般危險,需要注意

五級<20稍有危險,可以接受

11

附錄B

(資料性)

煤礦頂板突水的三圖-雙預測法

B.1三圖概念及意義

三圖是指煤層頂板充水含水層富水性分區圖、頂板垮裂安全性分區圖和頂板涌(突)水條件綜合分

區圖。三圖充分反映了煤層頂板突水含水層的富水性及其與煤層開采損害范圍的關系,是煤田水文地質、

工程地質條件和采掘條件、采掘損傷范圍的全面反映。

煤層頂板充水含水層富水性分區圖。

頂板垮裂安全性分區圖。

頂板涌(突)水條件綜合分區圖,由富水性、頂板冒裂安全性分區圖疊合而成。

B.2雙預測方法

雙預測是指采煤工作面頂板涌水量動態預測、頂板砂巖充水含水層采前預疏放滲流場預測。

采煤工作面頂板涌水量動態預測。

頂板砂巖充水含水層采前預疏放滲流場預測。

B.3三圖-雙預測法

針對煤層頂板砂巖含水層為主要充水水源的煤礦,采用煤層頂板充水含水層富水性分區圖、頂板垮

裂安全性分區圖和頂板涌(突)水條件綜合分區圖(三圖)預測采煤工作面頂板涌水量動態、頂板砂巖

充水含水層采前預疏放滲流場(雙預測)的突水預測技術方法。

本方法已經廣泛應用于我國華北、西北地區的煤礦,并取得了成功。

12

附錄C

(資料性)

煤層底板突水評價的突水系數法

C.1突水系數法,是煤層底板突水危險性的一種評價方法,主要根據煤層底板隔水層承受的水頭壓

力與底板隔水層厚度比值評價其突水危險性,比值越大,突水危險性越大。反之則小。

C.2突水系數計算公式

p

T(附C-1)

M

式中T—突水系數,MPa/m;

p—底板隔水層承受的實際水頭值,MPa;水壓應當從含水層頂界面起算,水位值取近3年含水

層觀測水位最高值;

M—底板隔水層厚度,m。

式(附C-1)適用于采煤工作面,就全國實際資料看,底板受構造破壞的地段突水系數一般不得大

于0.06MPa/m,隔水層完整無斷裂構造破壞的地段不得大于0.1MPa/m。

C.3臨界突水系數

根據煤礦突水歷時資料和數據,部分礦區的臨界突水系數如下:邯鄲、峰峰礦區為0.066-0.076,

焦作礦區為0.060-0.100,淄博礦區為0.060-0.140,井陘礦區為0.060-0.150。

C.4突水危險性

當礦區突水系數大于臨界突水系數時,說明突水危險性大。

13

附錄C

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