5 开拓开采
5.0.1 在富水性强的含水层、导水构造带附近布置井筒和井下巷道,其施工期间涌水量很大,会严重影响施工进度、施工排水及井巷投资等,严重的情况可能引发突水事故,因此,在设计中选择井巷层位时,避开富水性强的含水层、导水构造带有利于减少矿井建设投资和建设工期及井巷维护工程量。
5.0.2 当井筒穿过特殊地层时,采用普通法施工技术上不可行,经济上不合理,安全上不可靠时,应根据井筒检查孔资料及井筒的直径、深度、特殊地层特点等因素,通过技术、经济比较,选择合理的深度范围,采用注浆、冻结、帷幕或钻井等其他可靠的特殊施工技术。注浆、冻结、帷幕及钻井等特殊施工技术已发展成熟,在不同类型特殊地层的矿井、矿区都有很多成功的案例,选用时应以安全可靠性为主。
5.0.3 老(采)空区内可能聚集大量有毒有害气体、水和遗煤,另外,老(采)空区顶底板及围岩稳定性较差,因此,老(采)空区条件极为复杂,井巷穿过老(采)空区,很容易引起有害气体、水、火等方面的事故,也增加工程造价和井巷维护成本,因此,矿井设计布置井巷不应穿过老(采)空区。有些老矿区的矿井改造、接替延深时,井巷可能确需穿过老空区时,穿过该区域必须采取防治有毒有害气体、水和自燃等相关安全技术措施,还要对顶底板和围岩情况进行监测、处理,确保井巷施工、维护过程中稳固、安全及功能使用。
5.0.4 本条的目的一是尽量建立矿井水自排系统,二是井下巷道按过水量设排水沟。
5.0.5 当煤层顶部有强承压含水层时,一方面受煤层开采过程影响,煤系顶部裂隙或断裂破碎带上升,另一方面强承压含水层压力作用,含水层底部产生裂隙,煤层极可能与顶部的强承压含水层沟通,引发透水事故。强承压含水层上部存在承压水导高带,承压水导高带分为两部分,即原始导高带和承压水导升带,二者之和即为承压水导高带。由于承压水导高带的存在,特别是“采动导升带”的存在,容易发生开采过后的滞后突水,直接影响煤层的安全开采。当煤层底部有强承压含水层时,如果煤层底板至含水层顶面之间的隔水层在采煤扰动或受构造影响时遭到破坏而破碎,就会诱发煤层底板高压含水层突水。井下主要巷道影响范围大、服务年限长,煤层顶、底部有强承压含水层时,始终是矿井水害的重大隐患,为避免造成透水淹井灾害,矿井井下主要巷道应当布置在不受水害威胁的层位中,主要为了缩小透水影响范围,减轻水害损失程度,同时也能节省投资和缩短建设工期。
根据水害威胁程度进行分区隔离开采主要目的是可以分区治理、分区管理,一旦发生透水,可及时封闭水害影响区域,保证相邻区域和矿井其他区域的安全开采。隔离措施目前主要有留设防水煤柱、设防水闸门硐室等。
5.0.6 本条规定的目的就是通过计算底板突水危险区域的突水系数,确定突水危险区域,总体要求在非突水危险区域布置开拓、开采巷道,如果不满足要求应通过治理,在满足条件后方可在该区域布置开拓、开采巷道。
5.0.7 由于采用仰斜开采,工作面及顶底板涌出的水全部流向采空区,如不设排水系统,易于造成采空区大量积水,涌水量较大时,还会威胁到工作面作业人员的生命安全和设备的安全,同时形成的危险源也为后续安全开采带来威胁,因此本条作为强条,必须严格执行。
5.0.8 设置排水系统及设施主要是为了有利于生产期间容易形成积水区域的矿井水排放。
5.0.9、5.0.10 充水水源(含水层、地表水)与导水通道(断层、裂隙带、陷落柱、封闭不良钻孔)二者之间的有机结合构成矿坑充水条件,采掘工作面穿过与上述水源存在水力联系的导水通道时,在巷道掘进过程中,具有突水危险性,应提出探、防、堵等综合防治水措施后,在确定安全的条件下,方可进行采掘。目前,钻孔探水是最为直接、可靠、简单、廉价的方法,因此,防治水设计要求必须以钻探为主,其他方法为辅的综合探测方法。