防治水公式Word文件下载.docx

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曲线，根据Q-S曲线确定降深10m时抽水孔的涌水量，再用下面的公式计算孔径为91mm时的涌水量，最后除以10m便是单位涌水量。

式中

，

--孔径为91mm的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；

，r孔--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20m。

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

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：

≥20m

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

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

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。

L=L1+L2+L3=Ha（sinδ－cosδcotθ）+

（Hacosδ+M）（cotθ+cotδ）≥20m（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：

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10m。

图3-4Ts和Ｈ０关系曲线图

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

当考虑底部压力时，应当使煤层底板到断层面之间的最小距离（垂距），大于安全煤柱的高度（Ha）的计算值，并不得小于20m。

其计算公式为

≥20m

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20m。

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20m。

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

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40m。

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：

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。

九、以断层为界的井田防隔水煤（岩）柱的留设

以断层为界的井田，其边界防隔水煤（岩）柱可参照断层煤柱留设，但应当考虑井田另一侧煤层的情况，以不破坏另一侧所留煤（岩）柱为原则（除参照断层煤柱的留设外，尚可参考图3-8所示的例图）。

L-煤柱宽度；

Ls,Lx-上、下煤层的煤柱宽度；

Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度；

Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度；

HL-导水裂缝带上限；

p—底板隔水层承受的水头压力

图3-8以断层分界的井田防隔水煤（岩）柱留设图

附录四安全隔水层厚度和突水系数计算公式

一、安全隔水层厚度计算公式

（4-1）

式中t--安全隔水层厚度，m；

L--巷道底板宽度，m；

--底板隔水层的平均重度，MN/m3；

Kp--底板隔水层的平均抗拉强度，MPa；

p--底板隔水层承受的水头压力，MPa。

2、突水系数计算公式

（4-2）

式中Ｔ--突水系数，MPa/m；

p--底板隔水层承受的水压，MPa；

M--底板隔水层厚度，m。

式（4-1）主要适用于掘进工作面，式（4-2）适用于回采和掘进工作面。

按式（4-1）计算，如底板隔水层实际厚度小于计算值时，就是不安全的。

按式（4-2）计算，就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。

附录五安全水头压力值计算公式

一、掘进巷道底板隔水层

（5-1）

式中p——底板隔水层能够承受的安全水压，MPa；

t——隔水层厚度，m；

L——巷道宽度，m；

——底板隔水层的平均重度，MN/m3；

Kp——底板隔水层的平均抗拉强度，MPa。

二、采煤工作面

（5-2）

式中M--底板隔水层厚度，m；

p--安全水压，MPa；

Ts--临界突水系数，MPa/m。

Ts值应当根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地段按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1MPa/m计算。

附录六采掘工作面水害分析预报表和预测图模式

一、采掘工作面水害分析预报表

附表6-1采掘工作面水害分析预测表

年月日

矿

井

项

号

预测水

害地点

采

掘

队

工作面上下标高

煤层

采掘

时间

水害

类型

水文

地质

简述

预防

及处理

意见

责任单位

备

注

名

称

厚度

（m）

倾角（°

）

某矿某井

1

2

3

4

5

注：

水害类型指地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、断裂构造水、陷落柱水、钻孔水、顶板水、底板水等。

二、水害预测图

在矿井采掘工程图（月报图）上，按预报表上的项目，在可能发生水害的部位，用红颜色标上水害类型符号。

符号图例如图6-1所示。

图6-1矿井采掘工作面水害预测图例

探放水超前距的计算

2—5—1

式中：

a——超前距，m；

A——安全系数，一般取2---5；

L——巷道跨度（取宽度、高度大值），m；

P——水头压力，Mpa；

Kp——煤的抗张强度，Mpa。