煤炭矿井防治水设计规范[附条文说明]GB51070-2014

 前言

中华人民共和国国家标准

煤炭矿井防治水设计规范

Code for design of water prevention and control of coal mine

GB 51070-2014

主编部门：中国煤炭建设协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2015年8月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第666号

关于发布国家标准《煤炭矿井防治水设计规范》的公告

现批准《煤炭矿井防治水设计规范》为国家标准，编号为GB 51070-2014，自2015年8月1日起实施。其中，第5.0.7、6.0.4(1)、8.0.3、10.1.1、11.1.1、11.1.2、11.1.3、11.2.2、11.2.3、11.3.12、12.0.1、12.0.3、12.0.7、12.0.8、12.0.15、13.0.7条(款)为强制性条文，必须严格执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2014年12月2日

前 言

本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求，由中煤科工集团武汉设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成的。

本规范在编制过程中，编制组开展了大量的调查研究及专题论证，认真总结了近年来国内外矿井防治水的设计和现场生产实践经验，采用了矿井防治水方面的新技术、新设备及新的科研成果，广泛征求了有关单位的意见，经反复研究、多次修改，最后经审查定稿。

本规范共分13章和3个附录，主要技术内容包括：总则、术语、基本规定、水文地质及基础资料分析、开拓开采、水体下采煤、探测及探放水、防隔水煤(岩)柱的留设、疏干开采及带压开采、防水闸门与防水闸墙设施、排水系统设计、供配电与控制、地面防治水等。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理工作，由中煤科工集团武汉设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中煤科工集团武汉设计研究院有限公司(地址：湖北省武汉市武昌区武珞路442号；邮政编码：430064；传真：027-87717101；电子邮箱：zsl0713@sina.com)，以便今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：

主编单位：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司

参编单位：中煤科工集团南京设计研究院有限公司

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司

中煤西安设计工程有限责任公司

主要起草人：李书兴 张世良 周秀隆 于新胜 王先锋 张建民 辛德林 张建平 胡家运 周裕枢 饶云普 姚华 王秋里 陈团团 吴兆吉 于新锋 薛耀兵 李定明 胡仕俸 伍育群 门小莎

主要审查人：耿建平 武强 赵苏启 付小敏 何建平 李竞生 李奇斌 张晓四 白锦胜 杨庆铭 单丽 韩学增 张泊

1总则

1  总    则

1.0.1  为了执行国家现行法律、法规和政策，贯彻以人为本、安全、科学发展的理念，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，确保煤炭矿井防治水设计可靠、技术先进、经济合理，保障矿井安全生产，制定本规范。

▼ 展开条文说明
1.0.1本条阐明了制定《煤炭矿井防治水设计规范》的依据和目的。
1国家对煤炭矿井防治水工作一直很重视，曾颁发了一系列与煤炭矿井防治水有关的法律法规和方针政策，如《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《矿井水文地质规程》(已废止)、《煤矿防治水工作条例》(已废止)等，现行的《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》是对煤炭矿井防治水工作进行宏观指导的根本法规，是制定本规范的基本原则和依据，必须认真贯彻执行。
2我国作为煤炭生产大国，随着开采规模的迅速扩大，开采深度的不断增加，地质构造及其他开采技术条件愈发复杂，开采时所承受的水压越来越大，所面临的水害问题日益突出，这不仅使劳动生产率不断下降，还严重影响工人的身心健康，威胁着井下人员的生命安全。因此，根据国家现行有关煤炭工业的法律法规、方针政策和水害防治中应遵循的原则，本着以人为本、安全、科学发展的理念，按照“设计可靠、技术先进、经济合理”原则，推广近年国内外矿井水害防治中行之有效的先进技术和实践经验，进行煤炭矿井防治水设计，这是制订本规范的目的。

1.0.2  本规范适用于新建、改建、扩建及生产的煤炭矿井防治水设计。

▼ 展开条文说明
1.0.2本条明确了本规范的适用范围，其实质是包含所有煤炭矿井各阶段设计中有关防治水设计的内容。

1.0.3  煤炭矿井防治水设计应根据矿井水文地质条件和防治水安全要求，积极推广使用国内外已有的科研成果和成熟经验，因地制宜地采用新技术、新工艺、新材料、新设备，设计应遵循安全、环保、节能、高效、技术经济合理的原则。

▼ 展开条文说明
1.0.3本条规定了执行本规范的共性要求及应遵循的基本原则。由于我国的煤炭矿井防治水技术尚处于发展阶段，需要正确引导使用新技术、新工艺、新材料、新设备。防治水工程投资、运行费用均较高，考虑到我国的实际国情，在进行防治水专项设计时，应使矿井防治水设计做到安全、环保、节能、高效、技术可行，经济合理。

1.0.4  煤炭矿井防治水设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2  术    语

▼ 展开条文说明
本规范术语的定义及范围是参照现行国家标准《煤炭矿井工程基本术语标准》GB／T50562和《煤矿安全规程》附录一等制定的。

2.0.1  采空区    goal

   采煤以后不再维护的地下空间。

2.0.2  老空区  old goaf

   采空区、老窑和已报废井巷的总称。

2.0.3  矿井正常涌水量    mine normal inflow

   矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。

2.0.4  矿井最大涌水量    mine peak inflow

   矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的高峰值。

2.0.5  安全水头    safety water head

   不致引起矿井突水的承压水头最大值。

2.0.6  开采上限    upper mining limit

   水体下采煤时用安全煤(岩)柱设计方法确定的煤层最高开采标高。

2.0.7  防水安全煤(岩)柱  waterproof safety coal(rock)pillar

   为确保水体下(上)安全采煤而留设的煤层开采上(下)限至水体底(顶)界面之间的煤岩层区段。

2.0.8  防砂安全煤(岩)柱    sand prevention safety coal(rock) pillar

   在松散弱含水层底界面至煤层开采上限之间设计的用于防止水、砂溃入井巷的煤岩层区段。

2.0.9  防塌安全煤(岩)柱  anti-falling safety coal(rock)pillar

   在松散黏土层或已疏干的松散含水层底界面至煤层开采上限之间设计的用于防止泥砂溃入采空区的煤岩层区段，也称防塌煤柱。

2.0.10  探放水    exploration and discharge

   探水和放水的总称。

2.0.11  探水    exploration

   采用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的空间位置和状况等情况的行为。

2.0.12  放水  discharge

   为预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将水放出的行为。

2.0.13  垮落带    caving zone

   由采煤引起的上覆岩层破裂，并向采空区垮落的岩层范围。

2.0.14  导水裂缝带    water flowing fractured zone

   开采煤层上方一定范围内的岩层发生垮落和断裂，产生裂缝，且具有导水性的岩层范围。

2.0.15  底板阻水带  bottom water blocking tape

   煤层底板采动导水破坏带以下、底部含水体以上具有阻水能力岩层的范围。

2.0.16  松散层  loose layer

   第四系、新近系未成岩的沉积物，如冲积层、洪积层、残积层等。

2.0.17  水体底界面    bottom interface of warer body

   地表水体或地下含水体(层)的底部界面。

2.0.18  底板采动导水破坏带    floor mining water conducted zone

   煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水裂隙范围，其深度为自煤层底面至采动破坏带最深处的法线距离。

2.0.19  承压水导升带  lifting belt of confined water

   煤层底板承压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到其顶板岩层中的范围。

2.0.20  带压开采    mining under water pressure

   在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。

2.0.21  隔水层厚度  waterproof stratum thickness

   开采煤层底(顶)面至含水层顶(底)面之间隔水的完整岩层厚度。

2.0.22  防水闸门   water door

   在井下可能受水害威胁地段，为预防地下水突然涌入其他巷道而专门设置的截水闸门。

2.0.23  防水闸门硐室    water door chamber

   井下用于设置防水闸门和相关设施的硐室。

2.0.24  防水闸墙    waterproof dam；bulkhead

   在井下受水害威胁的巷道内，为防止地下水突然涌入其他巷道而设置的截流墙。

2.0.25  防水闸墙硐室  waterproof dam chamber

   井下用于设置防水闸墙的硐室。

2.0.26  矿井正常排水系统    mine natural drainage system

   为保证矿井安全生产而设置的能满足排出矿井正常涌水量和最大涌水量的排水系统，包括排水设备、排水管路、电控设备、辅助设施、设备硐室和水仓等。

2.0.27  矿井抗灾排水系统    mine disaster resistance drainage system

   除矿井正常排水系统外，为应对矿井突发的水害事故而设置替代井底车场附近的防水闸门的潜水电泵排水系统，包括潜水电泵、排水管路、电气设施、辅助设施、设备硐室及水仓等。

3基本规定

3  基本规定

3.0.1  矿井防治水设计应按“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，编制防、堵、疏、排、截等综合防治水技术措施。

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3.0.1“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水十六字方针，是防治水设计的原则，也是水害防治工作的基本程序。“预测预报”是水害防治的基础，是指在查清矿井水文地质条件基础上，运用先进的水害预测预报理论和方法，对矿井水害做出科学的分析判断和评价。“有疑必探”是指根据水害预测预报评价结论，对可能构成水害威胁的区域，采用物探、化探和钻探等综合探测技术手段，查明或排除水害。“先探后掘”是指先综合探查，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进施工。“先治后采”是指根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施排除水害隐患后，再安排采掘工程，如井下巷道穿越导水断层时必须预先注浆加固方可掘进施工，防止突水造成灾害。
防、堵、疏、排、截等综合防治水技术措施，是水害治理的五项基本措施技术方法，一般都需要采用其中的多项技术措施组合才能进行综合治理。“防”主要指合理留设各类防隔水煤(岩)柱和修建各类防水闸门或防水闸墙等，防隔水煤(岩)柱一旦确定后，不得随意开采破坏。“堵”主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、裂隙和陷落柱等通道。“疏”主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压。“排”主要指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套。“截”主要指加强地表水(河流、水库、洪水等)的截流治理。

3.0.2  矿井防治水设计应配设专门的探放水作业队伍和满足工作需要的防治水专业技术人员，并应选配专用的探放水设备。

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3.0.2为加强煤矿防治水基础工作，矿井防治水设计工作应按有关规定配设专门的探放水作业队伍和满足工作需要的防治水专业技术人员，所配备的专业技术人员的数量与专业以满足工作需要为标准。专用探放水设备应符合相关规程规定要求。
按照本规范的要求，确定为水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业(集团)、矿井要设立专门防治水机构(可与地测部门合署办公)，专业技术人员担任防治水机构负责人，以保证防治水工作得到充分重视，各项工作能够顺利开展。

3.0.3  矿井防治水设计所采用的技术措施，应根据矿区和矿井水文地质条件、开拓开采系统、巷道布置、老窑和采空区情况，以及地表水体、邻近矿井及条件类似矿井的防治水经验等因素，经技术经济比较后确定。

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3.0.3本条是为保证矿井防治水设计技术措施技术上可行、经济上合理而制定的。

3.0.4  矿井防治水设计应根据矿井水害类型和可能发生水害事故的区域，确定避灾线路和紧急避险系统。

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3.0.4本条是为保证水害事故发生时，井下人员能有效、有序、合理地进行避灾、避险。

3.0.5  矿井水文地质类型划分应符合国家现行有关煤矿防治水的规定。

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3.0.5本条明确矿井水文地质类型的划分，应以现行《煤矿防治水规定》的有关规定为执行标准。

4水文地质及基础资料分析

4  水文地质及基础资料分析

4.0.1  新建矿井防治水设计应根据评审备案的井田地质勘探报告及其他相关资料编制，水文地质条件复杂、极复杂的矿井防治水设计，还应根据经企业组织审查的水文地质勘探报告编制。

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4.0.1经有关部门组织专家评审备案的井田勘探报告及经企业组织审查的专门水文地质勘探报告是针对不同水文地质条件的矿井进行防治水设计的基础资料、基本依据和必要条件，报告准确与否，直接关系到防治水设计的可靠性和合理性，关系到防治水设计所采用措施的效果。

4.0.2  改建、扩建矿井及生产矿井的防治水设计，除应具备本规范第4.0.1条规定的基础资料外，还应有矿井建井地质报告、生产矿井地质报告及矿井水文地质资料或水文地质补充勘探资料。

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4.0.2矿井在建井、生产期间实际揭露的地质、水文地质情况比勘探阶段更直接和精细，一些水文地质问题揭露更充分和具体，因此，对于改建、扩建矿井及生产矿井，除利用矿井地质勘探报告、专门水文地质勘探报告外，利用建井、生产期间地质报告资料，对揭露的水文地质资料更符合矿井的实际情况，使得防治水设计更具针对性，防止水害事故发生更为有效。

4.0.3  矿井防治水设计应对井田勘探报告及其他相关资料进行分析评价，必要时，还应提出水文地质补充勘探要求。

▼ 展开条文说明
4.0.3鉴于大多数地质专家和水文地质专家并非矿建、采煤、矿井防治水方面的专家，因此，矿井防治水设计应对地质资料和水文地质资料进行认真分析研究，并作出评价。
评价应着重三个方面：一是有关水文地质勘探程度及可靠性是否达到相关规范要求和矿井防治水设计文件编制的要求；二是水文地质资料是否满足矿井防治水要求的深度和广度；三是当某些内容不能满足矿井防治水设计文件编制要求或与相关规程、规范不一致时，应提出下一步水文地质工作意见及水文地质补充勘探的要求。
根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种。具体划分原则详见《煤矿防治水规定》中相关内容。对矿井水文地质类型的正确划分对矿井防治水工作具有重要意义，对于指导矿井排水系统建设，排水设备选型，抗灾设施及设备的布置、防治水工程量的大小起到关键作用。

5开拓开采

5  开拓开采

5.0.1  井筒、井底车场、主要硐室及主要巷道布置时，宜避开富水性强的含水层、导水构造带等受水害威胁的煤、岩层。

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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  井筒穿过表土层、断层破碎带、富水性强的含水层，用普通法施工难以通过时，经技术经济论证后，应采用注浆、冻结、帷幕或钻井等特殊施工方法。

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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  井巷不应穿过老(采)空区，当井巷确需穿过老(采)空区时，应采取相关安全技术措施。

▼ 展开条文说明
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  井下巷道宜设置坡度不小于3‰的排水沟，水沟断面应按过水量设计。

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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  煤层顶、底部有强承压含水层时，主要巷道应布置在不受水害威胁的层位中，并应分区隔离开采。

▼ 展开条文说明
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  在有底板突水危险的区域进行井田开拓、开采布置时，应符合下列要求：

   1  应按本规范附录A计算突水系数；

   2  在底板构造破坏块段突水系数不大于0.06MPa／m，且正常块段不大于0.10MPa／m的区域，可布置开拓巷道；

   3  在底板构造破坏块段突水系数大于0.06MPa／m，且正常块段大于0.10MPa／m的区域，应采取疏水降压、注浆加固等措施，并应对其突水危险性进行评价后，再布置开拓开采巷道。

▼ 展开条文说明
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  采用仰斜开采时，回采工作面应设置相应的排水系统。

▼ 展开条文说明
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  巷道低洼处有可能积水的区域应设置相应的排水设施。

▼ 展开条文说明
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  采掘工作面接近或穿过导水构造时，应提出探、防、堵等综合防治水措施。

5.0.10  当布置的采掘工作面需接近煤层(组)顶板导水裂缝带范围内富水性强的含水层或积水区时，应采用以钻孔探水为主、物探等其他方法为辅的综合探测方法，并应查清积水范围和水量、水压等参数，再设计采用超前疏干、放水等方法排除水害威胁。

▼ 展开条文说明
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。