《煤矿井下超大断面硐室施工技术规范-地方标准编制说明》

《煤矿井下超大断面硐室施工技术规范》

地方标准编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

本文件来源于2019年9月4日山东省实施标准化战略（国家

标准化综合改革试点工作）领导小组印发的《关于印发2019年

度标准化综合改革暨“山东标准”建设项目计划》的通知（鲁

标改办发〔2019〕6号）。

本文件由山东省能源局提出，由山东省能源标准化技术委

员会归口。

（二）起草单位、起草人及任务分工

起草单位—通用技术集团工程设计有限公司，先后参与了

多项国家重点研发项目，主导、参与了多部国家标准及行业标

准，参与团队中矿建、采矿专业技术人员33人，大多为工程技

术应用研究员及高级工程师，具有丰富的科研经验、雄厚的人

才实力和充足的编制经费。

起草单位—中国矿业大学和山东科技大学，以煤炭资源与

安全开采国家重点实验室、矿山灾害预防控制国家重点实验室

培育基地等科研平台为支撑，具有领先的实验平台、优秀的科

研团队、丰富的科研及实践经验。

1

起草单位—新汶矿业集团有限责任公司，权属矿井18对，

核定产能3000万吨/年，具有丰富的矿井建设和施工管理实践经

验。

主要起草人—付小敏、郭宝德、王正超、张辉、王中亮、

李林、彭雷祥、张哲其、赵琦、姚强岭、宁建国、庞继禄。标

准工作组成员及分工如表1所示。

表1标准工作组成员及分工

序号姓名单位任务分工

标准负责人，总体编写，负责

1付小敏通用技术集团工程设计有限公司标准征求意见稿、报批稿及编

制说明等内容编写

2郭宝德通用技术集团工程设计有限公司负责标准大纲编写

3王正超通用技术集团工程设计有限公司负责主要技术内容及术语编写

4张辉通用技术集团工程设计有限公司负责施工工艺

5王中亮通用技术集团工程设计有限公司负责施工质量检查及围岩监测

6李林通用技术集团工程设计有限公司负责施工方法

7彭雷祥通用技术集团工程设计有限公司参加标准编写

8张哲其通用技术集团工程设计有限公司负责安全技术措施

9赵琦通用技术集团工程设计有限公司参加标准编写

10姚强岭中国矿业大学负责附录A矿压在线监测方法

11宁建国山东科技大学参加标准编写

12庞继禄新汶矿业集团有限责任公司参加标准编写

（三）起草过程

2019年2月，根据国家重点研发项目研究进度要求，通用技

2

术集团工程设计有限公司联合山东科技大学、中国矿业大学、

新矿集团等单位成立了《煤矿井下超大断面硐室施工技术规

范》标准工作组，负责整体推进标准的调研、起草等工作，确

定了工作组成员及分工。

2019年3月-4月，标准工作组根据规范中涉及的硐室施工方

法、施工工艺及相关法律、法规、标准等进行了详细查阅和调

研，充分借鉴吸收矿山井下硐室施工经验，制定了详细的工作计划

和进度安排，并确定了标准编制大纲，正式开展本标准的编制工

作。

2019年5月，标准工作组形成了《煤矿井下超大断面硐室施

工技术规范》的工作组讨论稿。

2019年6月25日，山东省能源局组织召开标准立项论证会，

本标准顺利通过了专家组论证。

2019年7月-8月，标准工作组根据专家审查意见对标准条款

及需验证事项进行修改完善。

2019年9月，山东省实施标准化战略（国家标准化综合改革

试点工作）领导小组下发了《关于印发2019年度标准化综合改

革暨“山东标准”建设项目计划》的通知（鲁标改办发

〔2019〕6号），本标准通过了山东省市场监督管理局立项。

2019年10月-2021年10月，标准工作组进一步研究国内外标

准、规范和文献资料，并结合国家重点研发项目中有关超大断

3

面硐室施工工艺方面取得的最新研究成果和理论，对标准进一

步修改完善，形成了征求意见稿。

2021年11月-12月，标准工作组就《煤矿井下超大断面硐室

施工技术规范》讨论稿征求了中煤科工南京设计院、中煤科工

武汉设计院、贵州煤矿设计院、国家能源神东煤炭公司、中煤

一建、中煤三建、中煤五建、临矿集团、兖矿能源集团、陕西

竹园嘉原矿业公司、山东科技大学等30家单位及人员的意见和

建议，共收到有效意见反馈28条，经认真研究后采纳了21条，

未采纳的原因也一一进行了说明和反馈，针对意见进行了修改

完善工作。

2022年1月-2023年6月，标准工作组准备标准制修订延期及

技术审查相关资料，配合召开标准技术审查会议。

2023年6月，山东省能源局在济南组织召开了标准技术审查

会议，审查委员会听取了标准起草单位标准编制情况的汇报，

对标准文本进行了逐章、逐条审查，同意该标准通过审查。

2023年7月-2023年12月，会后标准起草组按照专家意见修

改完善相关技术内容，形成报批材料后上报山东省能源局审

查，报送山东省市场监督管理局批准。

二、地方标准制定目的和意义

煤炭是我国重要的基础能源和工业原料，长期以来为经济社

会发展和能源安全稳定供应提供了有力保障。随着我国煤炭资源

4

的持续深入开发，煤矿智能化、集约化、绿色化水平不断提高，

选煤、排矸、水处理等地面生产系统逐步向井下转移，越来越多

的超大断面硐室（断面≥60m2）需在井下布置。这类硐室断面

大、布置密集，存在着硐室围岩变形破坏剧烈、多因素共同影

响、围岩控制和施工难度大等技术难题，硐室施工及使用期间安

全隐患大，影响矿井安全生产。而现行的《煤矿井巷工程施工标

准》（GB/T50511）只对井下正常巷道掘进与施工提出一般性要

求，没有针对超大断面硐室施工的专门要求，不能有效指导目前

煤矿井下超大断面硐室施工，因此有必要针对煤矿井下超大断面

硐室施工制定相关的标准。经对现行国家标准、行业标准及地方

标准进行查询，以“井下、硐室、施工、大断面”等多个关键词

进行搜索，未发现与本规范相同或相似的规范及标准，本文件可

作为现行规范、标准的必要补充。

在总结煤矿井下超大断面硐室施工理论研究和典型工程实例

的基础上形成本文件，是践行绿色发展理念、贯彻落实省政府深

化标准化工作改革、促进能源节约和资源综合利用的具体要求，

对于充分发挥标准支撑和引领作用，统一和规范超大断面硐室施

工技术和方法，提高硐室施工技术水平，保障矿井安全生产，助

力煤炭行业高质量发展具有重要意义。

三、地方标准编制原则、主要技术内容和确定依据

（一）编制原则

5

一是统一性，在标准编制过程中，依据GB/T1.1—2020进行起

草，充分考虑了标准的文本和术语的一致性。二是适用性，充分考

虑煤矿井下超大断面硐室施工技术的发展水平，确定的标准技术内

容能适用我国煤矿井下超大断面硐室施工技术。三是协调性，了解

相关重要基础标准和相关系列标准等，注意避免与相关标准重复、

交叉和矛盾，并与之协调。四是规范性，遵守现行的相关法律、法

规、标准等要求，在标准文本的编写形式、标准内容的制定原则、

标准制定的工作流程等方面对标准编制工作加以规范。

（二）主要技术内容

标准工作组依托国家重点研发计划“深部煤矿井下智能化分选

及就地充填关键技术装备研究与示范”（2018YFC0604700）项目，

在全面调研全国煤矿井下超大断面硐室施工技术现状及发展趋

势、充分借鉴吸收煤矿井巷工程施工规范等现行规范经验的基

础上，针对煤矿井下超大断面硐室施工及支护技术难点，编制了

《煤矿井下超大断面硐室施工技术规范》。

1.目录框架的确定

本标准的目录框架的确定和编写主要依据GB/T1.1—2020

《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》规

定，由前言、主体部分和附录构成，规定了超大断面硐室施工方法

与工艺、安全措施、质量检查、围岩监测、工程验收等方面的要

求。其中，主体部分为9章，包括范围、规范性引用文件、术语和

6

定义、施工方法、施工工艺、施工安全、质量检查与控制、矿压监

测、工程验收等，附录为矿压在线监测方法。

2.范围

规定了本标准的主要内容和适用范围，适用于煤矿井下超大断

面硐室施工。标准编制组依托国家重点研发项目，对国内外15个井

工开采煤矿的29条主要硐室进行调研，采用模糊综合聚类法，以硐

室埋深、断面面积、单轴抗压强度和围岩完整性系数作为指标，建

立基于模糊综合聚类法的硐室断面分类方法，并参考国际隧道协会

断面划分标准，将硐室断面分为超小、小、中等、大和超大共5类。

根据课题研究成果，本标准将巷道掘进断面面积≥60m2的煤矿井下

硐室作为超大断面硐室。

3.主要依据的标准及参考资料

规范性引用文件部分列出了煤矿井下超大断面硐室施工中所涉

及的相关标准共8项，引用此类文件使本标准具有合法性和权威性，

其中国家标准6项、行业标准2项。

4.术语和定义

本文件必要的术语与GB/T50562《煤炭矿井工程基本术语标

准》保持一致。为了便于对标准条文的理解，本文件增加了超大断

面硐室、复合支护、导硐施工法、定向水压致裂、预留光爆层法等

术语定义。

5.施工方法

7

超大断面硐室施工方法可分为分层施工法、导硐施工法和导硐

分层联合施工法，而一般硐室施工中采用的全断面施工法不适用。

根据超大断面硐室调研情况及重点研发计划研究成果，参考GB/T

50511《煤矿井巷工程施工标准》、AQ1083《煤矿建设安全规

范》等现行标准的相关规定，综合考虑硐室围岩稳定性及开挖尺

寸等因素，规定了上述各施工方法的适用范围：分层施工法适用于

围岩较稳定、掘进高度8m～12m的硐室，导硐施工法适用于围岩稳定

性中等、掘进高度8m～12m的硐室，导硐分层联合施工法适用于掘进

高度大于12m的硐室。

依托的国家重点研发计划项目以新巨龙煤矿-800m水平煤炭分选

硐室群作为工程示范基地，该硐室群中断面最大的为煤矸分离硐

室，其掘高9.3m、掘宽7.8m、掘进面积86.7m2。硐室围岩以粉砂岩

和细粒砂岩互层为主，抗压强度30～40MPa，岩性较稳定，硐室施工

采用导硐施工法（顶部导硐、正台阶）。

6.施工工艺

根据掘进设备的不同，超大断面硐室施工工艺可分为钻爆法、

掘进机掘进法，并提出了预留光爆层法、预裂爆破法、定向水压致

裂法的应用范围；本文件明确了硐室施工工艺选择的一般规定和具

体要求；根据围岩支护方式类型的不同，超大断面硐室支护形式可

分为临时支护、锚杆支护、锚索支护、喷射混凝土、砌碹混凝土、

复合支护、反底拱支护等，规定了各类施工工艺的具体要求；参考

8

GB50086《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》、MT/T

942《矿用锚索》等现行规范中对一般硐室施工中锚杆（索）锚固

力的要求，考虑硐室断面尺寸、围岩岩性等因素，规定了超大断面

硐室施工中锚杆（索）锚固力等相关要求。

新巨龙煤矿-800m水平煤矸分离硐室施工采用硬岩掘进机破

岩掘进。项目研究提出了递进式加固技术体系及分布设计方法，在

分析围岩应力及能量动态演化特征的基础上，基于锚固承载结构协

同支护机理，考虑抗冲时效，对不同载荷特征下硐室群围岩锚固承

载结构稳定性进行判别，并据此选择与之相适应的支护等级，包括

常规支护、抗震支护和超高强协同支护，确定深部锚固围岩支护参

数。该硐室采用锚网索联合支护方式，选用φ22×2500mm高强

吸能锚杆和φ22×6300mm高强拉压耦合锚索。通过对该硐室围岩

长期跟踪监测，发现硐室断面最大收缩率约6.2%，松动圈发育范围

1.0～1.5m，硐室在施工及使用期间保持稳定。

7.施工安全

为有效提高超大断面硐室施工过程中作业环境及职业危害控制

程度，提出了超大断面硐室施工安全技术措施，加强顶板管理、围

岩支护、“一通三防”、机电设备等安全管理工作，明确了硐室施

工前应编制施工技术方案等要求。

8.质量检查与控制

超大断面硐室施工质量检查与控制参考了GB50086《岩土锚

9

杆与喷射混凝土支护工程技术规范》、GB50204《混凝土结构

工程施工质量验收规范》、GB50213《煤矿井巷工程质量验收

规范》等现行标准的相关规定，对原材料、锚杆（索）抗拔力、

混凝土配合比及抗压强度提出了具体要求；根据超大断面硐室现

场调研情况，合理增加了取样个数。

9.矿压观测

超大断面硐室矿压观测参考GB∕T35056《煤矿巷道锚杆支护

技术规范》，监测内容包括巷道表面位移、顶板离层、锚杆（索）

工作载荷、围岩应力等，并对测量位置、测量频度及反馈等作出了

具体规定。

10.工程验收

超大断面硐室工程验收参考GB50213《煤矿井巷工程质量验收

规范》的有关规定执行。

11.附录

本部分提出了超大断面硐室矿压在线监测方法，详细规定了矿

压监测内容、测站安设、在线监测仪器安装、综合预警阈值等内

容。测站安设参考GB∕T35056《煤矿巷道锚杆支护技术规范》，

并根据超大断面围岩条件及实际调研情况适当增加测站数量；根据

矿压监测内容，规定了激光测距仪、巷道在线式顶板离层仪、在

线式锚杆（索）测力计、在线式应力传感器监测的使用方法；

利用权重分析法，综合考虑锚杆（索）载荷、顶板离层、巷道围岩

10

变形及围岩应力监测指标，获得了硐室围岩动态演化综合预警阈

值。

本文件中的主要技术指标和来源情况详见表2。

表2主要技术指标和来源情况表

序号主要技术指标指标值数据来源

现场调研、

1超大断面硐室设计净断面面积≥60m2的煤矿井下硐室

产学研合作开发

硐室掘进高度8m～12m，围岩稳定时，应采用；应现场调研、

2分层施工法

分为2～4个分层，分层高度3m～5m。产学研合作开发

硐室掘进高度8m～12m，围岩稳定性中等时，应采现场调研、

3导硐分层联合施工法

用；导硐断面不应大于12m2。产学研合作开发

现场调研、

4多导硐分层施工法硐室掘进高度大于12m时，应采用。

产学研合作开发

钻爆法应采用光面爆破；围岩松软破碎时，应采

现场调研、

5钻爆法掘进用预留光爆层法；短进尺、弱爆破，必要时采取

产学研合作开发

预裂爆破法。

现场调研、

6定向水压致裂法掘进机掘进时，当硐室围岩较坚硬时应采用。

文献查找

根据围岩稳定程度确定，优先采用锚网索喷支

护；顶板破碎时，采用前探梁、管棚和金属支架现场调研、

7临时支护

等单一支护或联合支护，必要时应施工超前锚网文献查找

（索）喷或小导管。

锚杆与岩面的夹角不小于75°；锚杆锚固力：不

现场调研、

8锚杆（索）支护应小于设计值的90%；锚索锚入稳定岩层中不低于

产学研合作开发

1.5m；锚索锚固力不应小于设计值的90%。

混凝土初喷厚度不低于50mm；混凝土喷射应采用

湿式喷浆工艺；分层喷射时，后一层应在前一层现场调研、

9混凝土支护

混凝土终凝后进行。浇筑混凝土应在初凝前完产学研合作开发

成。

硐室每20m～30m，锚杆在300根以下，取样不应少参考GB∕T35056、

锚杆(索)锚固力试验

10于1组；300根以上，每增加1根～300根，相应多GB50213，并根据现场

取样数量

取样1组；每组不小于9根。调研增加取样数

参考、

混凝土抗压强度取样每500m2取2组，小于500m2的不得少于2组，GB∕T35056

11GB50213，并根据现场

数量每组试块不少于3个。

调研增加取样数

围岩变形、顶板离层、参考GB∕T35056、

12矿压监测内容

锚杆（索）载荷、围岩应力GB50213

参考GB∕T35056、

每间隔20m布置一组测站，

13矿压测站安设GB50213，并根据现场

且测站数量不小于2组

调研增加测站数量

利用权重分析法，根据锚杆（索）载荷、顶板离

巷道围岩变形动态演现场调研、

14层、巷道围岩变形及围岩应力监测指标及系数综

化综合预警阈值产学研合作开发

合确定

11

（三）确定依据

本文件依托于国家重点研发计划“深部煤矿井下智能化分

选及就地充填关键技术装备研究与示范”（2018YFC0604700）

项目。研究项目以新巨龙煤矿-800m水平煤炭分选硐室群为其研

究工程示范基地，已于2021年6月完成结题验收。该硐室群主要

包括筛分破碎硐室、筛分转运硐室、煤矸分离硐室和煤泥水加

介硐室，均为超大断面硐室；其中，煤矸分离硐室断面最大，

为86.7m2。项目研究揭示了超大断面硐室群围岩变形破坏演化

规律，提出了递进式加固技术体系及分布设计方法，确定了硐

室支护参数；硐室施工采用顶部导硐、正台阶施工工艺，采用

硬岩掘进机破岩施工，耙装机出矸，经刮板输送机转载后进入

皮带运输系统；采用多参量权重分析法，搭建了超大断面硐室

群围岩长时变形失稳监测预警平台。通过对该硐室群围岩长期

跟踪监测，发现硐室断面最大收缩率约6.2%，松动圈发育范围

1.0～1.5m，硐室群在施工及使用期间保持整体稳定。

标准工作组在以上研究课题的基础上，根据国内外超大断面

硐室施工技术的现状及发展趋势，结合国内煤矿井巷工程施工

相关标准，针对煤矿井下超大断面硐室施工及支护难点，编制

了《煤矿井下超大断面硐室施工技术规范》。本文件提出了超

大断面硐室施工方法和施工工艺的选择原则、开挖与支护相衔

接的工序要求、硐室围岩变形监测方法，完善安全设施及附属

12

工程，是对国内外超大断面硐室施工技术成果的固化、提升，有助

于提高硐室施工技术选择的操作性，能够有效提高作业环境及职

业危害控制程度，将为提高施工工程质量和现场科学管理水平

及超大断面硐室安全施工和后续正常使用提供技术依据，确保

矿井安全生产。

四、与现行相关法律、行政法规和其他标准的关系

本文件立足于《煤矿安全规程》《煤矿井巷工程施工规范》等

法律法规及上级文件，编制格式符合《标准化工作导则第1部分：

标准化文件的结构和起草规则》（GB/T1.1—2020）规定，并结合

超大断面硐室施工实际，对煤矿井下超大断面硐室施工技术进行

了规定。本标准与相关标准的协调性如下：

1.超大断面硐室的施工应符合GB/T50511《煤矿井巷工程

施工标准》“第8章巷道施工、第9章暗井和硐室的施工”，

AQ1083《煤矿建设安全规范》“第6章6.1矿建工程”等相关

规定。

2.锚杆支护应符合GB/T35056《煤矿巷道锚杆支护技术规

范》“第4章技术要求、第5章锚杆支护施工质量检测、第6章

锚杆支护监测”，GB50086《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程

技术规范》“第4章预应力锚杆”，GB50213《煤矿井巷工程

质量验收规范》“第9章锚喷支护工程”等相关规定。

3.预应力锚索支护应满足MT/T942《矿用锚索》“第5章

13

技术要求”等相关规定。

4.混凝土支护施工质量应满足GB50086《岩土锚杆与喷射

混凝土支护工程技术规范》“第6章喷射混凝土”，GB50213

《煤矿井巷工程质量验收规范》“第8章混凝土与钢筋混凝土

工程、第9章锚喷支护工程”，GB50204《混凝土结构工程施

工质量验收规范》“第7章混凝土分项工程”等相关规定，并

根据现场调研合理增加取样个数。

5.硐室工程竣工验收参照GB50213《煤矿井巷工程质量验

收规范》“第7章掘进工程、第8章混凝土与钢筋混凝土工

程、第9章锚喷支护工程”、附录C、附录D、附录E”等相关规

定执行。

6.安全技术措施应严格执行《煤矿安全规程》“第二节井

巷掘进与支护”等相关规定。

本标准的内容与法律法规、标准、政策文件不存在冲突或不

协调之处。

五、重大分歧意见的处理过程、处理意见及其依据

本标准编写过程中未出现重大分歧意见。

六、对地方标准自发布日期至实施日期之间的过渡期的建

议及理由

本标准拟作为推荐性地方标准，以促进我国煤矿井下超大断

面硐室施工标准化和规范化，过渡期一个月。标准发布后，在正式

14

《煤矿井下超大断面硐室施工技术规范》

地方标准编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

本文件来源于2019年9月4日山东省实施标准化战略（国家

标准化综合改革试点工作）领导小组印发的《关于印发2019年

度标准化综合改革暨“山东标准”建设项目计划》的通知（鲁

标改办发〔2019〕6号）。

本文件由山东省能源局提出，由山东省能源标准化技术委

员会归口。

（二）起草单位、起草人及任务分工

起草单位—通用技术集团工程设计有限公司，先后参与了

多项国家重点研发项目，主导、参与了多部国家标准及行业标

准，参与团队中矿建、采矿专业技术人员33人，大多为工程技

术应用研究员及高级工程师，具有丰富的科研经验、雄厚的人

才实力和充足的编制经费。

起草单位—中国矿业大学和山东科技大学，以煤炭资源与

安全开采国家重点实验室、矿山灾害预防控制国家重点实验室

培育基地等科研平台为支撑，具有领先的实验平台、优秀的科

研团队、丰富的科研及实践经验。

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起草单位—新汶矿业集团有限责任公司，权属矿井18对，

核定产能3000万吨/年，具有丰富的矿井建设和施工管理实践经

验。

主要起草人—付小敏、郭宝德、王正超、张辉、王中亮、

李林、彭雷祥、张哲其、赵琦、姚强岭、宁建国、庞继禄。标

准工作组成员及分工如表1所示。

表1标准工作组成员及分工

序号姓名单位任务分工

标准负责人，总体编写，负责

1付小敏通用技术集团工程设计有限公