《煤矿防治水细则》修订要点解析

刘守强，武 强，曾一凡

(中国矿业大学(北京) 国家煤矿水害防治工程技术研究中心，北京 100083)

《煤矿防治水规定》(简称《规定》)自2009年12月颁发以来，在矿井水害的探查、预测预报、防控治理和应急救援等方面，发挥了重要作用，提升了全国煤矿防治水工作水平，有效防范了水害事故[1]。近年来，全国煤矿水害事故呈逐年下降的态势，较大以上水害事故从2010年的19起、死亡197人，下降到2017年的4起、死亡9人。但是，煤矿充水水文地质条件随煤炭资源开采条件的复杂化也变得日趋复杂；尤其是煤层开采深度逐渐增加，高水温、高水压和高地应力的“三高”采掘地质环境逐渐显现，煤矿突水类型和机理更为复杂[2，3]；“三下”特别是地表水体下和周围的采掘工程活动日益增多，突水的潜在威胁逐步增大。现代化采煤方法和工艺，特别是超大采高一次采全高(7.5m)、放顶煤一次采全高(采放厚度最高达20m左右)等综合机械化采煤法的应用，也增加了影响煤层突水的因素；另外，我国煤炭工业的快速发展，中西部煤矿开采规模与强度、充水水文地质条件、防治水理念、煤炭工业科学技术等均与前9年相比，发生了明显变化，具体表现为[4，5]：

1)随着西北煤田和华北型煤田西部矿井数目逐渐增多，开采规模和开采强度逐渐增大(年产量30Mt矿井、上千万吨工作面)，大水矿井逐渐增多，许多矿井正常涌水量和矿井突水量已逐渐逼近甚至超过中东部矿井的水量，原来认为水文地质条件简单的矿井和矿区已经或正在复杂化[6]。

2)蒙陕接壤地区单个矿井范围大，开采面积和采区或盘区面积逐渐增大，相邻采区或盘区之间距离、各采区或盘区的超前疏放水量和正常涌水量均在增加，且煤层近似水平，矿井水井下自流条件差，造成传统的单一集中排水系统的矿井需多级泵站排水，成本大幅提高，并且管理复杂。

3)随着现代科学技术进步，矿井防治水理念、工作体系、评价预测预报方法、水害探测手段和长期动态监测预警技术、仪器以及防治水工程与装备等有了长足发展和进步[7-12]；如可控源大地电磁法等地面勘探技术，井下掘进巷道钻孔物探法等超前探放水技术与装备，井下回采工作面槽波，井下微震、微震与电磁法耦合等监测预警技术，评价预测方法等[13-20]。同时，防治水工作中成功的经验和技术，要在新的规定中被吸纳进来。例如，河北省采用地面区域治理技术和微震监测预警技术防治奥灰水，基本控制和消除了奥灰水威胁[21-23]；河北、山西、黑龙江等省实行分区管理(可采区、缓采区、禁采区)受老空水威胁的区域，防范效果显著。

4)新版《煤矿安全规程》已于2016年以国家安全生产监督管理总局第87号令颁发[24]，煤矿防治水专项技术标准需要与其相统一和配套。

基于上述分析，原有《规定》已不能完全适应新形势下煤炭工业的发展，不能支撑与之相应的技术和标准，需要进一步修订和完善。

1 《煤矿防治水细则》编写指导思想和原则

1)编写的指导思想：牢固树立以人为本，安全发展的理念，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，依据国家相关法律和法规，遵循煤矿安全生产的客观规律，吸收现代科技进步成果，体现煤矿防治水的十六字原则“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”，落实七项综合防治措施“探、防、堵、疏、排、截、监”[4-7]。

2)编写的基本原则：①遵循2016年版《煤矿安全规程》，对防治水工作进行细化；②充分吸收科技攻关成果和借鉴防治水成功经验，紧密结合煤矿防治水工作实际，体现先进性和适用性；③提前采取针对性防治水措施，推进源头预防；④树立主动治理水患的理念，推进防治水的区域治理；⑤树立综合治理和治保结合的防治水理念，推进防治水工作转向井上下结合治理、工程治理和治保结合，推广充填开采、保水开采和煤水协调开采等绿色开采技术，促进煤炭工业安全、绿色、清洁发展；⑥坚持煤矿安全监管、监察部门、煤矿企业、科研设计单位与大专院校相结合，做到普遍征求意见和重点征求意见相结合，发挥各自的优势，共同做好编写工作。

2 《煤矿防治水细则》编写要点

《煤矿防治水细则》(简称《细则》)共分8章138条，比《规定》减少了2章4条[25]。其中，删除1章(《规定》第9章“罚则”)，合并1章(《规定》第6章“水体下采煤”并入《细则》第5章“矿井防治水技术”)。《细则》内容齐全，主要包括矿井水文地质类型划分及基础资料、矿井水文地质补充勘探、井下探放水、矿井防治水技术、露天煤矿防治水、水害应急处置等有关规定，能够全面、科学指导煤矿防治水工作。

1)提出新的防治水理念和工作体系。为贯彻2015年全国煤矿水害防治工作现场会精神，提高防治水工作的科学性、系统性和前瞻性，结合新时代社会和煤炭工业发展的新形势，需要转变防治水工作理念，明确防治水工作新思路。为此，《细则》第三条规定煤矿必须落实防治水的主体责任，推进五大防治水转变理念，构建系统的七位一体工作体系。

2)完善煤矿监测监控系统。监测技术是落实“预防为主”的防治水理念的重要手段之一。煤矿长期动态监测预警系统主要包括地下水动态监测系统和突水监测预警系统，地下水动态(水位、水质、水温等)能够直观反映充水水源情况，建立地下水动态监测系统，对防治水害具有重要意义。而对矿井充水通道一直缺少有效的监测手段，随着科技的进步，用于监测岩体裂隙的微震技术已经成功应用到煤矿充水通道的监测工作，特别是微震与电磁法耦合技术，能够同时监测充水水源和充水通道，实现对突水的预警。另外，规定对老空积水情况进行动态监测，以及对其采取措施后的安全状态进行监测。在监控方面推广的井下泵房地面远程监控，鉴于监测监控的重要性，并在综合防治水措施中增加了“监”的技术方法。

3)完善矿井水文地质类型划分依据。矿井水文地质类型是指导矿井防治水工作的基础，一般从井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田及周边老空水分布状况等六大方面进行分析。对于矿井涌水量，近年来，随着西北煤田和华北型煤田西部矿井数目逐渐增多，开采规模和开采强度逐渐增大，矿井涌水量大幅增加，如陕西彬长矿区个别矿井涌水量已超过3000m3/h，内蒙古乌海能源骆驼山煤矿突水量最大时达7.2万m3/h；为此，矿井涌水量(正常Q1、最大Q2)取消《规定》对西北地区单独定标准的做法，这样也有利于全国统一标准；原简单类型突水量Q3为“无”，不科学，结合突水点等级划分标准，重新划定为简单类型突水量Q3≤60m3/h。对于井田及周边老空水分布状况，取消老空积水量作为划分依据，由于积水量不管大小，只要条件清楚，留足煤柱或超前探放都是安全的。

4)加强探放水工作。探放水是井下防治水的重要手段。探水工作不到位，基础充水水文地质条件就不清楚，防治水工作难以开展。在这方面，近几年发生了多起突水事故，例如，2011年贵州富宏煤矿因采掘揭穿老空区积水，发生重大透水事故，导致12人死亡、1人失踪，其中的重要原因是：煤矿未建立专门的探放水作业队伍，没有探放水设计，虽有2台探水钻机，但不实施探放水作业。2017年11月，济源一矿在探放采空区积水之前，未配合采用物探等方法查清采空区积水情况，设计探放水钻孔位置平距和垂距均不符合规定；探放水时未撤出探放水点标高以下受水害威胁区域的所有人员，探放水人员非专业人员，未安装止水套管，裸孔放水，导致老空水溃出，造成2人死亡。为此，《细则》再次明确“三专两探”工作，规定探放不同类型水的钻孔布置等；并在综合防治措施中加入“探”，强调“探”在水害防治措施中的核心地位和先导作用，落实2017年全国煤矿水害防治工作视频会要求。需要注意的是，综合考虑探放水现场的围岩稳定性、钻孔的可靠性等，规定探放水钻孔终孔孔径由以往的75mm修改为94mm。

5)规定不同水害类型的防治水技术。矿井水害有多种类型，不同类型水害的防治水技术也有所不同，为此，在矿井防治水技术中明确提出地表水、顶板水、底板水、老空水四种水害类型的防治技术。矿井可以针对水害威胁类型实际，明确水害防范重点，提前采取针对性治理措施。近几年多种类型水害均发生过事故，例如：2011年7月，贵州牛棚煤矿发生的由地表水灌入井下，引发断层破碎带和挡水墙，导致突水事故，造成2人死亡，21人失踪；2013年2月，淮北桃园煤矿南三采区1035切眼掘进工作面发生底板奥灰突水事故，造成全矿井被淹，1人失踪；2016年10月，山西平安煤业有限公司掘进工作面发生顶板突水事故，造成3人死亡。2017年，山西美锦集团东于煤业有限公司发生老空水透水事故，造成6人死亡，5人受伤。在顶板水防治方面，近几年出现了多起顶板离层水事故。例如，2016年4月，陕西照金矿业有限公司发生顶板离层水重大水害事故；2015年1月，淮北朱仙庄煤矿顶板离层水事故等，为此，第六十九条增加了关于离层水的判定和防治的规定。

在底板水防治方面，对于华北型煤田，随着开采深度的增加，奥灰水压逐渐增大，对矿井开采的威胁越来越大；结合多年来治理奥灰的经验，地面区域治理在冀中能源峰峰集团九龙矿等矿井实施后效果显著。为此，在规程中第七十条、第七十二条和第七十四条新增区域治理的防治理念以及区域治理的要求。

在老空水防治方面，由于多年来老空水事故发生比例较高。为此，总结近年来老空水透水事故教训，借鉴成功的经验和有效的技术手段，对受老空水害影响煤层实行分区管理，《细则》第七十七条规定了老空水害分区管理的要求。鉴于近几年有些矿井对老空水采取疏放措施后仍发生突水事故，例如，2012年4月，吉林省丰兴煤矿掘进工作面重大透水事故，主要原因是对老空水疏放后，未对放水效果进行总结评估，没有掌握探放水实际效果就盲目安排掘进。为此，《细则》第八十条规定疏放老空水结束后，要进行验证。

6)加强水体下采煤“两带”高度实测分析。当煤层顶板存在富水性中等及以上含水层或者其他水体时，若煤层顶板同时存在导水通道，则会引发突水事故；而煤层开采后在其顶板产生的垮落带和导水裂隙带是良好的导水通道，为此，《细则》第八十七条规定在确定防隔水煤(岩)柱尺寸，消除煤层顶板存在富水性中等及以上含水层或者其他水体的威胁时，应当实测垮落带、导水裂隙带发育高度，进行专项设计，确保防隔水煤(岩)柱的有效性。

在采掘过程中，当发现地质条件变化，需要缩小防隔水煤(岩)柱尺寸时，为确保剩余防隔水煤(岩)柱的有效性，必须保证煤层开采后引发的垮落带和导水裂隙带未导通对应含水层或者含水体，为此，《细则》第九十条规定试采阶段，必须开展垮落带和导水裂隙带的实测工作。

7)建立分区排水系统。考虑到现在特大型矿井范围大，若采用中央泵房集中排水系统，排水系统线路长，排水成本大大增加，管理复杂，且存在安全风险。而采用分区排水系统可缩短排水路径，减少排水环节，降低排水系统建设费和维护费，也提高了系统的安全性。分区排水系统在补连塔、锦界、乌兰木伦、石圪台和哈拉沟等千万吨矿井中已经成功应用[26]。为更切合实际情况，增强《细则》的可行性，第一百一十条规定特大型矿井可以建立分区排水系统，排水能力根据分区涌水量计算匹配，同时，泵房总体设计要满足第一百零六条至第一百零九条要求。

8)以人为本，安全第一。近几年煤矿发生的多起突水事故，在出现突水征兆的情况下，矿工防治水知识欠缺，安全防范意识淡薄，透水征兆辨识能力不强，仍然继续施工；矿井一旦发生突水，因未开展水害事故专项应急演练工作，矿工自救互救和避险逃生技能不足，造成了人员伤亡的悲剧。例如，2018年7月，淮北朱庄煤矿发生老空水透水事故，矿工不熟悉避水灾路线，透水后部分人员仍从采区轨道下山撤离，造成2人死亡、7人受伤。2016年4月，铜川市照金煤矿未开展水害事故专项应急演练工作，在工作面出现透水征兆的情况下，继续冒险作业，发生顶板水害事故后造成11人死亡。同时，矿井突水事故发生后，也存在经应急救援，科学施救成功的案例。例如，2011年8月，黑龙江恒太矿业公司四井发生老空透水事故，26人被困井下，经过应急救援，22名矿工获救[27]。为此，《细则》编写坚持“以人为本”的理念，突出对井下人员防治水知识教育和培训，开展水害应急预案、应急知识、自救互救和避险逃生技能培训，提高有效处置水灾的应急能力；赋予调度员和班组长等紧急撤人的权利，发现突水(透水、溃水)征兆或重大险情，立即撤人；加强应急预案演练并对其不断修订完善，明确避水灾标识的设置要求；以上在第六条、第十条、第四十九条、第一百二十三条、第一百二十四条和第一百二十五条等条文中均有体现。

3 结 论

1)《细则》的修订编写充分吸收了现代科学技术进步成果，系统总结了煤矿水害事故的教训，科学借鉴了防治水的成功经验，紧密结合煤矿防治水工作实际，修订后的条款适用性和可操作性更强。

2)为科学防治煤矿水害，有效遏制煤矿重特大水害事故，同时为了衔接2016年《煤矿安全规程》中防治水部分，《细则》修编及时，对提高矿井防治水技能和水平意义重大。

3)《细则》在防治水理念和工作体系、煤矿监测监控系统、矿井水文地质类型划分依据、探放水工作、不同水害类型的防治水技术、水体下采煤“两带”高度实测、分区排水系统、以人为本的理念等方面进行了修订和完善，对实现煤矿的安全生产具有重要的指导意义。