过沟采煤地表水保水开采技术规范

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中关村绿色矿山产业联盟团体标准

T/GRMXXX-2024

过沟采煤地表水保护技术规范

Technicalspecificationforsurfacewaterprotectionincoalminingthroughgullies

【征求意见稿】

2024-**-**发布2024-**-**实施

中关村绿色矿山产业联盟发布

过沟采煤地表水保护技术规范

1范围

本文件规定了过沟采煤地表水保护的地质勘查、扰动评价、采煤方法、防渗要求、引

流要求和监测要求。

本文件适用于过沟采煤地表水保护。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文件中的规范引用而构成文件必不可少的条款。其中，注日期

的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T12719矿区水文地质工程地质勘查规范

GB/T40130煤矿专门水文地质勘查规范

HJ/T91地表水和污水监测技术规范

T/GRM054保水采煤技术规范

T/GRM055煤矿隐蔽致灾因素普查技术规范

T/GRM056煤矿导水裂隙带探测技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

过沟采煤miningcrossingditch

工作面通过常年性流水的沟道下的煤层开采。

3.2

顺沟开采miningalongditch

采煤工作面与沟道延伸方向一致，工作面在常年性流水沟道下开采。

3.3

导水裂隙带waterconductingfracturedzone

垮落带上方一定范围内的岩层发生断裂和裂缝，且能使上覆岩层中的地下水流向采空

区的导水岩层范围。

【来源：T/GRM054】

3.4

导水裂隙带探测detectionofwaterconductingfracturezone

采用钻探、水文地质试验和物探等技术手段测量导水裂隙发育范围的探测。

【来源：T/GRM056，有修改】

3.5

1

保水采煤water-preservedmining

在煤层采动影响下，含水层的含水结构没有受到损害，或虽有一定损害，造成部分水

资源漏失，但一定时间后仍可自然恢复，漏失量保证最低含水层水位不影响地表植被的生

长。亦称保水开采、采煤保水。

【来源：T/GRM054】

3.6

保水采煤技术water-preservedcoalmining

通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层（岩组）结构稳定或水位变化

在合理范围内，寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采技术。

【来源：T/GRM054】

3.7

导水裂隙带发育范围预测技术predictiontechnologyforthedevelopmentheightofwater

conductingfracturezones

预测煤层开采顶底板导水裂隙发育范围的技术。

4总则

4.1地表水系下煤层开采应遵循地表水系保护、煤矿安全的原则。

4.2地表水系宜以原位保护为主，也可采取沟道地段引流、转移等工程措施，开采结束

后，应恢复沟道水系原有功能。

5地质勘查

5.1各阶段地质勘查均应符合GB/T12719、GB/T40130的规定。

5.2勘查技术方法及查明程度应满足下列要求：

a）应采用钻探、物探相结合的勘查方法。

b）应查明煤层、含水层、隔水层及其空间形态；应查明构造发育及展布特征；应查明其

他隐蔽致灾因素及致灾危害性。隐蔽致灾因素探查应按T/GRM055执行。

5.3地质勘查应查明工作面及其附近煤层厚度、起伏形态、变化规律和受构造破坏程度，

并准确描绘到图纸上。

5.4地质勘查查明工作面及其附近含水层、隔水层分布、厚度、岩性、空隙裂隙发育情

况及水文地质参数，应查明含水层补给径流排泄条件，查明隔水层。

5.5地质勘查查明煤层覆岩结构、岩性、物理力学性质及相关参数。

5.6地质勘查查明过沟工作面地表水来源、径流条件和流量、水质等水文条件。

6扰动评价

6.1评价结果划分为三个区段，即强烈扰动区、中等扰动区和不扰动区。

2

6.2评价方法

采煤导水裂隙带发育对地表水扰动强度应按煤层厚度与覆岩隔水层、预测的导水裂隙

带发育范围划分，并应符合下列规定：

a）导水裂隙带发育到地表水体的，应为强烈扰动区。

b）导水裂隙带发育范围与保护层厚度大于覆岩隔水层厚度，但导水裂隙带未发育到地表

水体的，应为中等扰动区。

c）导水裂隙带发育范围与保护层厚度小于覆岩隔水层厚度的，应为不扰动区。

7采煤方法

7.1一般要求

保护沟道地表水，应以采煤产生的导水裂隙带发育不到沟道地表为原则，开采时间

宜避开汛期，应确定采煤方法和工作面规格。

7.2采高限制

采前应预测不同采高、不同采煤技术方法和工作面规格条件下的顶板损伤特征，开

采高度应按顶板损伤高度和煤层埋藏深度确定。

7.3开采速度

开采速度应以降低采动损害为目标确定，设计合理的开采推进速度。

7.4局部充填

对于沟道地形变化较大的区段，当煤层顶板覆岩厚度变薄时，过沟开采可采用局部

充填或薄弱带注浆改造的方法。实施前，应编制局部充填实施方案或煤层顶板薄弱带注

浆改造方案，并经论证确定。

8防渗要求

8.1垂直或斜交过沟开采防渗应满足下列要求：

a）过沟过程中采动损害影响到沟道的区域，应为防渗范围。

b）防止地表水渗漏到井下，应采取下列工程措施：

1）对于覆岩较薄，且导水裂隙带可能发育到含水层及地表水的区段，离层带、导水裂隙

带上部层段采前应注浆加固和采中注浆加固；

2）对受采动影响区段的沟道应进行覆膜防渗。

c）防渗材料应选用绿色材料，不得对水体造成污染。

d）应对防渗效果检查与评估。在过沟区段上下游应设置流量监测计量系统。

8.2顺沟开采防渗应满足下列要求：

a）防渗范围应包括强烈扰动区和中等扰动区及其影响区。

3

b）强烈扰动区防渗应采用引流技术，中等扰动区防渗应采用引流技术或工程措施。

c）防渗材料不得对水体造成污染，不得出现渗漏现象。

d）应对防渗效果检查与评估。在引流区段上下游应设置流量监测计量系统。

9引流要求

9.1过沟开采

过沟开采，对于强烈扰动区段，应进行地表水引流，应从过沟段上游截流，修建引

水渠或管道，引流到过沟开采段下游不扰动区。

9.2顺沟开采

顺沟开采，对于强烈扰动区和中等扰动区均可采取引流技术，应从强烈扰动区和中

等扰动区上游截流，修建引流渠或铺设引流管道，引流到下游不扰动区。

9.3引流渠或引流管道，不得修建在开采区正上方、拟开采区正上方及其采动影响区。

9.4引流渠应做好防渗处理，严禁沟道引流渠渗漏。

10监测要求

10.1开采前应在工作面及周边布置地表水监测站点，站点布置和监测应按HJ/T91执行。

10.2当监测工作面两端监测点的地表水上游流入量与下游流出量出现较大变化时，应

及时查找原因，并提出防控措施。

4

参考文献

[1]GB3838-2002.地表水环境质量标准.

[2]GB/T15663.7-2008.煤矿科技术语第7部分：开采沉陷与特殊采煤.

[3]GB/T39792.2-2020.生态环境损害鉴定评估技术指南环境要素第2部分：地表水和沉

积物.

[4]GB/T40130-2021.煤矿专门水文地质勘查规范.

[5]DB61/T1295-2019保水采煤技术规范.

[6]T/GRM054-2022.保水采煤技术规范.

[7]T/GRM056-2022.煤矿导水裂隙带探测技术规范.

[8]T/GRM077-2023.煤矿突水危险性评价规范.

[9]T/GRM078-2023.保水采煤术语.

[10]范立民，马雄德.保水采煤的理论与实践[M].北京：科学出版社，2019.

[11]彭苏萍.煤炭资源与水资源[M].北京：科学出版社，2014.

[12]彭苏萍，邓久帅，王亮等.绿色矿山评价指标条文释义[M].北京：科学出版社，2020.

[13]钱鸣高，石平五，许家林.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，

2010.

[14]武强，赵苏启，董书宁等.煤矿防治水手册[M].北京：煤炭工业出版社，2013.

_________________________________

5

《过沟采煤地表水保护技术规范》标准编制说明

一、工作简况，包括任务来源、协作单位、主要工作过程、标准

主要起草人及其所做的工作等

1.任务来源

2023年10月陕西天地地质有限责任公司与陕西双龙煤业有限公

司合作完成了双龙煤矿一个顺沟过沟工作面的开采工作。开采前进行

了采煤对地表水扰动程度评价。开采过程中，采用了地表引流、防渗

保水等保水开采技术，实现了地表水的原位保护目标。开采结束后，

为了加强技术总结，陕西天地地质有限公司、中国矿业大学提出制定

《过沟采煤地表水保护技术规范》团体标准文件，并于2023年12月

制定了规范大纲，编写了标准文本草案，提出了团体标准建议书，在

主要起草单位内部进行了征求意见。

2024年4月向中关村绿色矿山产业联盟提出制定团体标准的建

议书，同时报送了标准文件草案。2024年6月28日，中关村绿色矿

山产业联盟进行了立项论证，通过立项。

项目批准号：GRMP-2024-27。

2.编制单位

本文件起草单位：陕西天地地质有限责任公司、中国矿业大学、

陕西陕煤黄陵矿业有限公司、陕西双龙煤业开发有限责任公司、西安

科技大学。

3.主要起草人及工作职责

本文件主要起草人：郝业、范立民、沈亚洲、仲照海、孙学阳、

尚英智、张肃晨、王鑫、王鲜、刘瑞、杨惟博、胡鹏、向科俊、薛聪、

范峰良、刘宽、高杬、霍金刚、侯怀勇、乔丁丁、李凯、任秀芳、杨

韬。

工作职责见下表。

序号姓名工作单位主要职责和贡献

1.郝业陕西天地地质有限责任公司项目负责

主笔起草，编写编制说明，

范立民中国矿业大学

2.与类似标准的衔接

3.沈亚洲陕西陕煤黄陵矿业有限公司参与起草工作

4.仲照海陕西双龙煤业开发有限责任公司资料整理与分析

5.孙学阳西安科技大学理论研究、资料分析

6.尚英智陕西双龙煤业有限公司资料分析与现场验证

7.张肃晨陕西天地地质有限责任公司参与起草工作

8.王鑫陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

9.王鲜陕西天地地质有限责任公司负责立项与评审答辩

10.刘瑞陕西陕煤黄陵矿业有限公司资料分析与现场验证

11.杨惟博陕西双龙煤业有限公司资料整理与分析

12.胡鹏陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

13.向科俊陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

14.薛聪陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

15.范峰良陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

16.刘宽西安科技大学资料整理与分析

17.高杬陕西双龙煤业有限公司资料整理与分析

18.霍金刚陕西双龙煤业有限公司资料整理与分析

19.侯怀勇陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

20.乔丁丁陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

21.李凯陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

22.任秀芳陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

23.杨韬陕西天地地质有限责任公司资料整理与分析

4.工作过程

（1）团体标准立项

2024年4月15日向中绿盟提出了项目建议书，6月28日进行了

立项答辩，并通过了立项。

（2）标准草案制定与征集意见

立项批准后，项目组立即着手文件草案制定，先后以线上方式组

织了3次讨论，线下组织了一次讨论。

2024年6月29日，对立项时提交的《过沟采煤地表水保护技术

规范》（草案）进行了修订完善。

2024年6月30日，起草组主要成员在西安集中对标准草案进行

了集中讨论。

2024年7月25日，项目组主要成员组织逐条讨论了文件内容，

形成了征求意见稿。

2024年8月6日，报送中关村绿色矿山产业联盟标准化工作委

员会公开征求意见。

二、标准编制原则和确定标准主要内容(如技术指标、参数、公

式、性能要求、试验方法、检验规则等)的论据(包括试验、统计数据)，

修订标准时，应增列新旧标准水平的对比

1.编制原则

科学性原则：本文件力求科学、严谨，并可有效指导煤矿过沟开

采中的地表水保护工作。

实用性原则：我国幅员辽阔，东西部煤矿、南北方煤矿的水文及

地质条件差异大，为了确保标准的实用性，正文仅提出过沟开采一般

要求。

可实施性原则：无论用户的煤矿位置、水文地质条件，都可在本

文件中找到对应方法，保障标准的可实施性。

2.主要内容

本文件主要内容包括过沟采煤中地表水保护的地质勘查要求、采

动对地表水扰动评价、采煤方法要求、防渗要求、引流要求和监测要

求。

3.与新旧标准的比较

本文件为新制定的文件，没有新旧对比问题。

三、主要试验(或验证)的分析、综述报告，技术经济论证，预期

的经济效果

本文件起草前，项目组主持完成了陕西黄陵矿业有限公司双龙煤

矿过沟开采工作，实现了地表水保护和高强度煤炭开采的协同。

1.项目背景

双龙煤矿隶属于陕西陕煤黄陵矿业有限公司，矿区位于黄陵县双

龙镇，地域地表水系发育，地表最大河流为沮河，在双龙煤矿分布有

沮河多个支流：双龙西沟（320-560m3/h）、北沟（800-10000m3/h）、

王村沟（120-1000m3/h）等，这些水系是洛河的主要支流，是确保洛

河基流量稳定的基础，采煤过程中必须加以保护。双龙煤矿107、200

工作面均布置在王村沟地表水系下方，工作面回采可能会破坏地表水

系，同时威胁矿井的正常安全生产。鉴于上述情况，双龙煤矿开展了

200工作面过沟地表水保护的安全开采勘察、煤层覆岩结构勘察、设

计、研究等一系列过沟地表水保水开采、安全开采的成套技术措施，

实现了过沟地表水保护和安全开采双重目标。

2.项目目标

揭示采动影响下覆岩破坏和地表移动规律，包括地表裂缝及“两

带”发育特征；基于地表沉陷特征，制订采动影响下地表水保护工程

设计原则，并完成相应设计；基于地表和井下水文观测系统，分析研

究煤层开采扰动对河流及地下水系的影响；结合地表古河道勘察，井

下物探等技术措施评价地表水体下采煤的安全性，提出过沟开采地表

水保护技术方案和工程措施。

3.项目主要技术内容

（1）矿井水文地质环境总体特征

②200工作面赋存较稳定，回采过程中不会直接沟通地表水，第

四系含水层、洛河组含水层，局部导通直罗组下段含水层，延安组中

段含水层为工作面直接充水含水层，并取用大井法预测涌水量为

11.58m3/h。

③200工作面出于安全回采考虑需要局部限厚2.5m，且需要在回

采前应加强对局部富水区域的探放，回采过程中加强涌水量观测，保

障排水系统的正常运行。

（2）200工作面上覆岩层异常探测分析

①电法勘探显示的测区内圈定高阻异常应为不（弱）富水的古河

道，该高阻异常区可能影响侏罗系中统延安组上部相对隔水层，造成

侏罗系中统直罗组下段砂岩含水层和侏罗系中统延安组中部含水层

沟通。

②200综采工作面音频电透视探测顶板上0～40m层段内有4处

低阻异常区；40～100m层段内有5处异常区。

③200综采工作面内部发育有一处断层构造；工作面顶板上100m

范围内含水层富水性主要受延安组中段弱含水层影响，富水性总体较

弱。

（3）200工作面各含水层的发育特征

①中侏罗统直罗组下段地层平均厚度70.98m；含水层顶板平均

深度55.2m，静止水位平均深度67.1m，平均涌水量为0.0318L/s，单

位平均涌水量0.00296L/s·m，平均渗透系数0.004302m/d。该层水水

质属SO4-Na型，矿化度0.756～12.45g/L，富水性弱。

②侏罗系中统延安组地层厚度76.16~108.22m，据本次补充勘探

BK2号钻孔抽水资料显示：涌水量0.003L/s，单位涌水量0.00004L/s·m，

渗透系数0.000134m/d，该层矿化度6.709g/L，水质为SO4-Na型，富

水性弱。

③2号煤层埋藏较深，煤矿直接充水含水层为延安组和直罗组下

段裂隙含水层，以裂隙含水层充水为主的矿床，地形有利于自然排水。

补勘区水文地质勘查类型为以裂隙充水为主的水文地质条件简单型，

即二类一型。

（4）200工作面开采引起的地表沉陷特征

①选取200工作面附近钻孔资料，参照“三下规程”及矿区地层、

岩性以及开采条件等各方面分析，从而获得相关参数并预测地表沉陷

特征：最大下沉值1787.26mm、最大倾斜值14.67mm/m、最大曲率

值183.1210-3/m、最大水平移动值536mm、最大水平变形值6.69

mm/m。

②针对项目区地形地貌景观变化和采空塌陷发育情况，基于不同

的外部DEM数据，采用哨兵1号（Sentinel-1）卫星数据，开展200

工作面采前、采中和采后的动态监测，研究项目区地质环境变化规律

特征，为绿色开采和矿山生态修复提供依据。

（5）地表水、含水层以矿井水多元监测与演化分析

王村沟工作面回采过程中，采空区积水大部分情况下自然涌出，

导致含水层水位下降。水位标高起初下降速率平缓；在2022年9月

1日开始急速下降，水位出现最小峰值（921.5m）后，煤层顶板基岩

裂隙含水层被破坏，导水裂隙带逐渐向上发育，导致涌水量上升，进

而地表河水位升高，当水位标高增加至923.0m后，水位标高逐渐趋

于稳定；回采结束后，河流流量逐渐上升，2022年11月13日观测

到河流流量达到最大1017m³/h；在这之后河流流量逐渐下降，2023

年1月4日观测到河流流量下降178.4m³/h，至此王村沟地表河流量

回归200工作面开采前的正常水平。

（6）开采区域地表水防渗与引流技术

①在200工作面上游2.3km处布置浆砌石重力坝，沟道水在坝前

经沉沙池沉淀后，通过2条泄水管将河水输送至200工作面下游50m

外，通过护坦消能后退入河道。

②排水管道采用钢支架进行支撑，支架