煤炭矿井防治水设计规范 [附条文说明] GB51070-2014

9  疏干开采和带压开采

9．1  疏干开采

9．1．1  煤层(组)顶板导水裂缝带范围内分布有富水性强的含水层时，应进行疏干开采。垮落带与导水裂缝带最大高度应根据本规范附录B的公式计算结果和现场实测等方法综合确定。

9．1．2  矿井有下列情况之一时，宜采用疏干开采方式：

    1  被富水性强的松散含水层覆盖且浅埋的缓倾斜煤层；

    2  被半固结或较松散的含水层覆盖的煤层；

    3  煤层顶板受开采破坏后，其导水裂缝带波及范围内存在富水性强的含水层(体)的煤层。

9．1．3  疏干开采的疏水量应与矿井排水系统的排水能力相匹配。

9．1．4  矿井疏干开采设计时，应进行定性、定量分析，并应采用三图一双预测法等方法对顶板水害分区进行评价和预测。

9．2  带压开采

9．2．1  当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值大于实际水头值时，可进行带压开采，但应编制相应的安全技术措施。安全隔水层厚度和突水系数应按本规范附录B计算。

9．2．2  当承压含水层与开采煤层之间的隔水层能够承受的水头值小于实际水头值时，应进行带压开采设计，并应采用脆弱性指数法等方法对底板突水危险性进行综合分区与评价，同时应符合下列要求：

    1  应采取疏水降压的方法，并应将承压含水层的水头值降到隔水层允许的安全水头值以下，同时还应编制相应的安全技术措施。矿井排水系统应协调矿区排水、供水和生态环境保护三者关系，并应做到三位一体的优化结合。

    2  承压含水层的集中补给边界已基本查清时，应预先进行帷幕注浆、截断水源，再按本条第1款的要求进行疏水降压开采设计。

    3  承压含水层的补给水源充沛，不具备疏水降压和帷幕注浆条件时，应根据矿井的具体条件，通过采用注浆加固底板隔水层及改造含水层为弱含水层等方法，满足本规范第9．2．1条的规定后，可进行带压开采。

    4  安全水头压力值应按本规范附录A计算。

9．3  注浆堵水

9．3．1  当井筒难以穿过含水层时，宜采用预注浆技术，并应符合下列要求：

    1  井筒预计穿过基岩风化带含水层、较厚或层数较多的裂隙含水层时，宜选用地面预注浆方法。

    2  含水层厚度较薄、层段分散或含水层富水性较弱时，宜选用施工井筒的工作面预注浆方法。

    3  注浆方案应根据井筒检查孔含水层的埋深、厚度、岩性及简易水文观测、抽(压)水试验、水质分析等资料进行编制。

    4  注浆起始深度应在风化带及以下较完整的岩层内。注浆终止深度，应大于井简要穿过的最下部含水层底界面的埋深或超过井筒深度10m～20m。

9．3．2  采用注浆堵水措施的井巷和硐室的掘进漏水量、工程建成后的总漏水量及防水标准，应符合现行国家标准《煤矿井巷工程质量验收规范》GB 50213的有关规定。

9．3．3  注浆封堵突水点位置，应根据突水点附近的地质构造及突水前后水文观测孔和井、泉的动态变化进行选择，并应经验证后实施。 

9．3．4  帷幕注浆应根据水文地质条件对注浆方案进行论证。

9．3．5  穿过与河流、湖泊、溶洞、含水层等存在水力联系的导水构造、裂隙(带)、陷落柱等构造的井巷，应探水前进，前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时应预先构筑防水闸门或采取其他防治水措施。穿过含水层段的井巷，应按防水要求进行壁后注浆处理。

9．3．6  矿井采掘范围内有充水或导水的断层、裂隙和陷落柱等构造时，应留设防隔水煤(岩)柱或采用注浆方法封堵导水通道，封堵方法应经论证后确定。

9．3．7  采用注浆改造工作面时，应先进行物探，并应查明水文地质条件后打孔注浆，再用物探与钻探验证注浆改造效果。

9．3．8  分期建设、分期投产的矿井，注浆堵水系统宜一次设计、分期建设、分期投入使用。

9．3．9  矿井注浆系统及其能力应根据水文地质条件、开拓布置方式、生产规模、采掘工作面数量、生产接续、注浆堵水方法，以及堵水注浆量等因素综合确定。

9．3．10  注浆材料应根据注浆效果、施工和环境保护的要求选用。

9．3．11  注浆终孔压力应根据水压和水文地质条件选择，不宜小于水压的1．5倍，并不应引起井巷支护结构和围岩破裂、变形。

9．3．12  注浆系统设备选型应根据注浆堵水系统类型、注浆量、注浆系统所要求的压力，以及注浆堵水材料类别等因素确定。

9．3．13  井下移动式注浆站应设置在注浆地点附近的全风压通风新鲜风流中，并应满足注浆设备运输、安装及检修的要求。

9．3．14  注浆堵水管路系统设计应符合下列要求：

    1  注浆堵水管路系统设置，应符合矿井开拓、开采部署、注浆地点分布、注浆站布置等要求。

    2  注浆管路敷设应避免中凹布置方式。无法避免时，应在管路最低点设置排空阀。

    3  井下巷道中的注浆管路应布置在人行道的对侧。

    4  当注浆管路距离较长时，经方案比较，可采用钻孔固管下井。

    5  管路直径应根据注浆量，按浆液流速大于临界流速计算确定。

    6  注浆管路趟数应根据同时需要注浆的钻孔数量确定，并应留有备用管路。

    7  注浆管路壁厚应结合管材、注浆材料、服务年限及注浆管路最大工作压力计算确定。

10  防水闸门与防水闸墙设施

10．1  防水闸门

10．1．1  存在下列情况之一时，应设置防水闸门及硐室：

    1  水文地质条件复杂、极复杂或有突水淹井危险的矿井，井下未设置抗灾排水系统的井底车场周围；

    2  在有突水危险的区域布置采掘工作面时；

    3  受承压水威胁的煤层需分水平或分采区隔离开采时；

    4  钻孔打透富水性强的含水层或老空积水区，有突水危险时。

10．1．2  水害威胁严重的矿井设置防水闸门及硐室时，应与排水系统、防水闸墙统一规划、综合布置。

10．1．3  防水闸门及硐室所承受的设计水压，应根据矿井水文地质资料和含水层的水位标高计算或通过实际观测水压等确定，并应与矿井井巷所承受的水头压力相一致。

10．1．4  防水闸门的选型应根据通过设备的最大外形尺寸、人行道宽度、巷道通过的最大风量和风速等因素确定。

10．1．5  防水闸门及其控制系统中的各种机械设备、电控设备、零部件和主要材料及计量、检测器具、仪器、仪表等，均应符合现行煤矿安全规程的有关规定，其精度等级应满足被检测项目的精度要求。

10．2  防水闸墙

10．2．1  水文地质条件复杂的矿井，井巷、采区布置或生产矿井开拓延深设计时，应预留建筑防水闸墙的位置，并应在其附近留设足够的防水煤(岩)柱。

10．2．2  钻孔打透富水性强的含水层或老空积水区时，应设置防 水闸墙及硐室。

10．2．3  防水闸墙应嵌入围岩中，并应与围岩形成整体。

10．3  防水闸门与防水闸墙硐室

10．3．1  防水闸门硐室的选址应结合矿井的水文地质条件、围岩条件、开拓布置等因素确定。有冲击地压的区域不宜设置防水闸门硐室。

10．3．2  防水闸门硐室的设置应符合下列要求：

    1  应设于坚硬、稳定、完整致密的岩(煤)层中；

    2  不应设于岩溶、断层、节理、裂隙发育的破碎地带；

    3  不应受井下采动影响，并应符合通风、运输、行人、放水、安全等要求；

    4  应有利于施工和灾后恢复生产；

    5  硐室四周应留设保护煤(岩)柱。

10．3．3  防水闸门的设计应有闸门和闸门硐室防渗漏技术措施。

10．3．4  防水闸门硐室泄水方式应根据硐室所处巷道的水沟泄水流量确定。可采用水管泄水、水沟泄水或泄水巷泄水。

10．3．5  防水闸门来水侧15m～25m处应设箅子门。采用双向防水闸门时，在两侧应分别设箅子门。

10．3．6  通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等，应灵活、易拆装。

10．3．7  通过防水闸门硐室的预埋件应符合下列要求：

    1  管路和闸阀等的耐压能力不应低于防水闸门的设计压力。

    2  通过防水闸门硐室墙体的泄水管、压风管、洒水管等各种管路，应配置闸阀或在来水侧设置盲盖或堵头封堵严密。

    3  预埋通过硐室的钢管，应采取防止钢管滑动、位移措施。

    4  通过硐室的电缆应封堵严实。

10．3．8  防水闸门与防水闸墙硐室墙体前、后两端，应分别设长度不小于5m的混凝土砌碹。 

10．3．9  防水闸门与防水闸墙硐室的混凝土强度等级不应低于C25，并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

10．3．10  防水闸门墙体和两端护砌段应整体砌筑，在门硐四周、门框附近，砌筑时应采取加固措施。硐室承受1．6MPa以上水压时，闸门墙体迎水端及门框背后混凝土应通过计算配置钢筋，并应核算闸门及门框、墙体的抗剪能力。

10．3．11  防水闸门与防水闸墙硐室围岩强度低于防水和抗压强度时，对硐室围岩应采取加固措施。

10．3．12  防水闸门硐室和两端护碹砌筑时应预留注浆管，预留注浆管径应与注浆材料相适宜，壁厚应根据注浆压力等因素确定。砌筑后应对硐室壁进行注浆加固，其最终注浆压力应大于防水闸门设计压力的1．5倍。

10．3．13  防水闸门与防水闸墙硐室墙体结构形式，可根据硐室承受水压，选用圆柱形结构、楔形结构、倒截锥形结构，并应符合下列要求：

    1  承受水压不大于1．6MPa的硐室应选用圆柱形或楔形结构；

    2  承受水压大于1．6MPa的硐室应选用倒截锥形结构。

10．3．14  防水闸门硐室应设隔离煤(岩)柱，并应按本规范附录A的规定对隔离煤(岩)柱进行详细分析和核算。

10．3．15  防水闸门硐室和防水闸墙的长度和基础深度，宜根据硐室结构形式按本规范附录C计算。计算硐室壁厚及嵌入围岩深度时，应视围岩情况取2．0～2．5的安全系数。硐室混凝土承压和抗剪安全系数应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。

10．3．16  防水闸门硐室内壁两侧应有闸门完全开启的空间。防水闸门完全打开后，门后应有不小于200mm的空间。

10．3．17  防水闸门硐室应设有观测水压的装置、放水管和放水闸阀。

10．3．18  电气设备硐室应就近布置在防水闸门非来水侧。电气设备硐室底板应高于防水闸门硐室底板1．0m以上。电气设备硐室的建设不应影响防水闸门硐室强度。

11  排水系统设计

11．1  一般规定

11．1．1  矿井应设置与矿井涌水量相匹配的正常排水系统。

11．1．2  水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，在井底车场周围未设置防水闸门时，应在正常排水系统的基础上增设抗灾排水系统。

11．1．3  矿井排水设备必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的产品。

11．1．4  矿井正常排水系统设计除应执行本规范外，尚应符合现行国家标准《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB 50451的有关规定。

11．1．5  抗灾排水系统的排水能力应按不小于矿井最大涌水量进行设计。

11．1．6  水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，采用下山开采时，应在下山采区下部车场附近设置采区正常排水系统和采区抗灾排水系统或在采区正常排水系统基础上采取其他防治水措施。

11．1．7  水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，当采用多水平或多采区开采时，抗灾排水系统宜采用直排方式。

11．2  矿井正常排水系统

11．2．1  矿井正常排水系统泵站设备选型，应符合下列要求：

    1  泵站排水设备宜采用吸入式矿用多级离心水泵。

    2  下列情况，且采用其他措施不经济时，泵站排水设备宜采用潜水泵：

        1)矿井水文地质条件复杂或极复杂、涌水量大、有突水危险；

        2)采用吸入式矿用多级离心水泵不能满足吸水高度要求；

        3)采用吸入式矿用多级离心水泵泵站硐室温度不能满足要求；

        4)采用吸入式矿用多级离心水泵泵站噪声超标。

11．2．2  矿井正常排水系统必须设置工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的排水能力应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量，应包括充填水及其他用水。备用水泵的能力不应小于工作水泵能力的70％。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量，应包括充填水及其他用水。检修水泵的能力，不应小于工作水泵能力的25％。

11．2．3  矿井正常排水系统必须设置工作管路和备用管路，工作管路应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量，应包括充填水及其他用水；工作管路和备用管路应能配合工作水泵和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量，应包括充填水及其他用水。

11．2．4  矿井正常排水系统主排水泵站布置应符合下列要求：

    1  主排水泵站宜与主变电所联合布置，并宜靠近敷设排水管路的井筒。硐室与井筒垂直距离不宜小于20m。

    2  主排水泵站应至少有两个出口，一个出口应用斜巷通到井筒，并应高出泵站底板7m以上；另一个出口应通到井底车场，在通到井底车场出口通道内，应设置易于关闭的既防水又防火的密闭门和栅栏门。

    3  主排水泵站通道断面设计应满足通过最大设备、行人、通风等要求，并应与密闭门、栅栏门相匹配。

    4  主排水泵站地面应高出硐室通道与井底车场巷道或大巷连接处底板0．5m。与硐室通道相连接的巷道铺设双轨且为高低道时，应以高道侧巷道底板计算硐室地面高程。

11．2．5  矿井正常排水系统主排水泵站尺寸与管路及电缆布置，应符合下列要求：

    1  泵站尺寸应符合现行国家标准《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB 50451的有关规定，并应满足水泵、排水管路与电动机安装、检修的要求。

    2  电缆敷设宜采用电缆沟或墙壁悬挂电缆方式，至电机接线盒段宜敷设在硐室底板电缆沟内或穿套管保护。

11．2．6  矿井正常排水系统主排水泵站及吸水井、配水巷断面和支护，应符合下列要求：

    1  泵站断面形状与支护方式，应符合现行国家标准《煤矿巷道断面及交岔点设计规范》GB 50419的有关规定。

    2  吸水井、配水巷断面宜采用半圆拱形。吸水井井壁应设便于检修的爬梯，上部井口应铺设盖板。

    3  泵站地面应向吸水井侧设不小于3‰的流水坡度，硐室积水宜引入吸水井内。

    4  电缆沟应设不小于3‰的流水坡度，积水宜引入吸水井内。电缆沟底和壁的砌筑厚度不宜小于0．1m，电缆沟砌筑宜采用混凝土，其强度等级不应低于C15。

11．2．7  矿井主排水泵站内设备运输应符合下列要求：

    1  泵站设备宜采用轨道运输，轨面高程宜与硐室地面一致。

    2  泵站轨道转向方式宜采用转盘。

    3  硐室通道与车场巷道连接处的设备转运，宜采用吊装方式。在不影响车辆运行的线路上，也可采用转盘或道岔。

11．2．8  管子道布置应符合下列要求：

    1  管子道净断面应满足安装、维护排水管路的要求；当管子道兼作运送设备的通道时，还应满足运送最大设备的要求。

    2  当管子道作为主排水泵站安全出口时，管子道应有通往井筒的通道；通向立井的管子道应设与井筒梯子间或提升容器的连接通道。

    3  管子道倾角不宜大于30°，并宜铺设轨道，轨道上、下竖曲线半径宜取6m～12m。管子道通往井筒连接处应设平台，平台应高出泵站地面7m以上。

11．2．9  管子道设施的布置应符合下列要求：

    1  管子道应根据设备布置要求设置托管梁、管墩、轨道及转盘。当有电缆通过时，还应设置电缆沟(架)。

    2  立井管子道平台与井筒连接处应设向内开启的栅栏门。

    3  当管子道兼作运送设备的通道时，在立井管子道平台与井筒连接处，应设便于拆卸的罐道和固定活动短轨的钢梁或起重梁，在管子道上部平台处应留出提升绞车的安装位置；斜井管子道与井筒连接处宜加设道岔或起吊梁。

11．2．10  水仓布置应符合下列要求：

    1  水仓不应布置在松软、破碎的岩层和断层带。水仓入口应设在井底车场、大巷最低点或靠近最低点。

    2  水仓应由互不渗漏的主仓和副仓组成，并应满足在清理时交替使用的要求。

    3  水仓入口通道的水沟，应设铁箅子与闸板。水仓入口斜巷应设人行台阶，斜巷坡度不宜大于20°，轨道上、下竖曲线半径宜取9m～12m，水仓底板应向吸水井方向设1‰～2‰的上坡，水仓可不设水沟。

11．2．11  水仓容量应符合下列要求：

    1  水仓有效容量应根据矿井涌水量，按有关规定计算确定。

    2  水仓总长度应根据水仓有效容量、断面等因素确定，并应宜压缩水仓入口与吸水井之间的贯通长度。

    3  水仓最高存水面应低于水仓入口水沟底面和主排水泵站电缆沟底面，水仓平均有效水深不宜小于2m。

11．2．12  水仓支护方式应符合下列要求：

    1  水仓支护方式宜采用混凝土或防渗混凝土砌碹，围岩较硬、稳定且无渗水时，可采用锚网喷支护等其他支护方式。

    2  在水仓、吸水井及配水巷连接处应采用混凝土或钢筋混凝土支护。围岩裂隙发育可能渗水时，应加强混凝土防渗能力。

    3  水仓底板宜采用混凝土铺底。

11．2．13  水仓清理方式应符合下列要求：

    1  水仓清理方式应根据水仓清理量等因素确定，宜采用机械清理。

    2  采用水砂充填、水力采煤和其他污水中带有大量杂质的矿井，以及采用潜水泵排水的矿井，井下应设置专门的沉淀及清理系统。

    3  当水仓清理采用矿车运输时，应铺设轨道。

11．2．14  采区及井下其他排水系统泵房、水仓、管子道，除应按现行国家标准《煤矿井底车场硐室设计规范》GB 50416等有关规定进行设计外，可按本节的相关规定执行。

11．3  抗灾排水系统

11．3．1  矿井抗灾排水系统设计应符合下列要求：

    1  矿井抗灾排水系统的排水能力应按管路淤积后潜水泵的工况流量计算。

    2  矿井抗灾排水系统管路淤积的附加阻力系数不应小于1．7。

    3  矿井抗灾排水系统排水设备应选用高效节能的矿用型产品。

    4  潜水泵电动机的容量应根据矿井水比重进行校验。

    5  潜水电泵应满足全扬程安全运行要求。

11．3．2  潜水泵的布置形式应根据潜水泵的结构形式、安装检修要求、井巷布置及围岩条件等采用卧式、斜式或立式布置。

11．3．3  潜水泵站内应设置便于安装、检修的辅助设施。

11．3．4  潜水泵配套电动机应能承受额定转速1．2倍的反转转速，且历时2min不应有有害变形。

11．3．5  潜水泵距吸水井墙壁的最小间距不宜小于水泵吸水口的直径，且净间距不宜小于800mm。

11．3．6  当2台或多台潜水泵布置于同一个吸水井内时，潜水泵吸水口宜交错布置，吸水口净间距不应小于吸水口直径的1．5倍。

11．3．7  当矿井正常排水系统采用潜水泵时，抗灾排水泵站宜与正常排水泵站统一布置。

11．3．8  抗灾潜水泵排水系统布置应满足其定期试用和维护的要求。

11．3．9  抗灾排水系统水泵房布置、水仓布置、支护、清理方式等，可按本规范第11．2节的规定设计。

11．3．10  抗灾排水系统水仓宜与正常排水系统水仓共用，也可设置独立水仓。设置独立水仓时，水仓的有效容积不应小于1h的矿井最大涌水量。

11．3．11  抗灾排水系统水仓入口前应设置专门的沉淀池和带检修门的全断面格栅，检修门应能满足最大设备通过及行人要求。

11．3．12  抗灾排水管路应独立设置，排水能力应与抗灾潜水泵的排水能力相匹配。

11．3．13  潜水泵出口管路上应设置逆止阀和放空管。

附录B  防隔水煤(岩)柱设计计算方法

B．1  水体下采煤的安全煤(岩)柱设计计算方法

B．1．1  水体的边界应区分平面边界和深度边界。确定水体边界应符合下列要求：

    1  地表水体底界面直接与隔水层接触时，最高洪水位应为水体的平面边界，且水体底界面应为水体的深度边界。

    2  地表水体底界面直接与含水层接触或有水力联系时，最高洪水位线或该含水层边界应为水体的平面边界，该含水层底界面应为水体的深度边界。

    3  仅为地下含水层水体时，含水层边界应为水体的平面边界，含水层的顶或底界面应为水体的深度边界。

    4  在确定水体边界时，应分析由于受周围开采引起的岩层破坏和地表下沉或受水压力作用，以及地质构造等影响而导致水体边界条件变化的因素。

B．1．2  计算水体下开采近距离煤层群的安全煤(岩)柱时，煤层间距大于其下一层煤的垮落带高度，应按上、下煤层的开采厚度分别计算，并应取其中最大值；煤层间距等于或小于其下一层煤的垮落带高度，应以累计厚度或综合开采厚度计算。

B．1．3  煤层露头防隔水煤(岩)柱的计算，应符合下列要求：

    1  防水安全煤(岩)柱设计计算方法，应符合下列要求：

        1)防水安全煤(岩)柱的垂高Hsh应大于或等于导水裂缝带的最大高度H1i加上保护层厚度Hb(图B．1．3)，可按下式计算：

图B．1．3-1  防水安全煤柱设计

        2)煤系地层无松散层覆盖和采深较小时，应增加地表裂缝深度Hbi1i(图B．1．3-2)，可按下式计算：

图B．1．3-2  煤系地层无松散层覆盖时防水安全煤柱设计

        3)松散含水层为强或中等含水层，且直接与基岩接触，而基岩风化带亦含水时，应增加基岩风化带深度Hfe(图B．1．3-3)，或将水体底界面下移至基岩风化带底界面，可按下式计算：

    式中：Hsh——防隔水煤(岩)柱高度(m)；

          H1i——导水裂缝带最大高度(m)；

          Hb——保护层厚度(m)；

          Hbi1i——地表裂缝深度(m)；

          Hfe——基岩风化带深度(m)。

图B．1．3-3  基岩风化带含水时防水安全煤(岩)柱设计

    2  防砂安全煤(岩)柱垂高Hs应大于或等于垮落带的最大高度Hm加上保护层厚度Hb(图B．1．3-4)，可按下式计算：

图B．1．3-4  防砂安全煤(岩)柱设计

    3  防塌安全煤(岩)柱垂高Ht应等于或接近垮落带的最大高度Hm(图B．1．3-5)，应为Ht≈Hm。

图B．1．3-5  防塌安全煤(岩)柱设计

B．1．4  不同煤层倾角时垮落带和导水裂缝带高度的设计计算方法，应符合下列要求：

    1  倾角不大于54°的煤层，不同顶板覆岩情况下，垮落带和导水裂缝带高度的计算，应符合下列要求：

        1)煤层顶板覆岩内有极坚硬岩层，采后能形成悬顶时，其下方的垮落带最大高度可按下式计算：

    式中：Hm——垮落带高度(m)；

          M——煤层开采厚度(m)；

          K——冒落岩石碎涨系数；

          α——煤层倾角(°)。

        2)当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，开采单一煤层的垮落带最大高度可按下式计算：

    式中：W——冒落过程中顶板的下沉值(m)。

        3)当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，厚煤层分层开采的垮落带最大高度可采用表B．1．4-1中的公式计算。

表B．1．4-1  厚煤层分层开采的垮落带高度计算公式

    注：∑M为累计采厚；公式应用范围为单层采厚1m～3m，累计采厚不超过15m；计算公式中±号项为中误差。

        4)煤层覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，厚煤层分层开采的导水裂缝带最大高度可选用表B．1．4-2中的公式计算。

表B．1．4-2  厚煤层分层开采的导水裂缝带高度计算公式

    2  倾角大于54°的煤层顶、底板为坚硬、中硬、软弱岩层，用垮落法开采时的垮落带和导水裂缝带高度可选用表B．1．4-3中的公式计算。

表B．1．4-3  急倾斜煤层垮落带、导水裂缝带高度计算公式

B．1．5  保护层厚度的选取应符合下列要求：

    1  倾角不大于54°的煤层应符合下列要求：

        1)防水安全煤(岩)柱的保护层厚度，可根据有无松散层及其中黏性土层厚度按表B．1．5-1中的数值选取。

表B．1．5-1  防水安全煤(岩)柱保护层厚度(不适用于综放开采)(m)

    注：A为∑M／n，∑M为累计采厚；n为分层层数。

        2)防砂安全煤(岩)柱的保护层厚度可按表B．1．5-2中的数值选取。

表B．1．5-2  防砂安全煤(岩)柱保护层厚度(不适用于综放开采)(m)

    2  倾角大于54°的煤层的防水煤(岩)柱及防砂煤(岩)柱的保护层厚度，可按表B．1．5-3中的数值选取。

表B．1．5-3  急倾斜煤层防水及防砂煤(岩)柱保护层厚度(m)

    注：a-松散层底部黏性土层大于累计采厚；b-松散层底部黏性土层小于累计采厚；c-松散层全厚为小于累计采厚的黏性土层；d-松散层底部无黏性土层。

B．1．6  近距离煤层垮落带和导水裂缝带高度的计算，应符合下列要求：

    1  上、下两层煤的最小垂距h大于回采下层煤的垮落带高度Hxm时，上、下层煤的导水裂缝带高度可按上、下层煤的厚度分别选用本规范表B．1．4-2中的公式计算，并应取其中标高最高者作为两层煤的导水裂缝带最大高度(图B．1．6-1)。

图B．1．6-1  近距离煤层导水裂缝带高度计算(h＞Hxm)示例

    2  下层煤的垮落带接触到或完全进入上层煤范围内时，上层煤的导水裂缝带最大高度应采用本层煤的开采厚度计算，下层煤的导水裂缝带最大高度，应采用上、下层煤的综合开采厚度计算，并应取其中标高最高者为两层煤的导水裂缝带最大高度(图B．1．6-2)。

图B．1．6-2  近距离煤层导水裂缝带高度计算(h＜Hm示例)

    3  上、下层煤的综合开采厚度可按下式计算(图B．1．6-3)：

    式中：Mz1-2——上、下层煤综合开采厚度(m)；

          M1——上层煤开采厚度(m)；

          M2——下层煤开采厚度(m)；

          h1-2——上、下层煤之间的法线距离(m)；

          y2——下层煤的冒高与采厚之比。

图B．1．6-3  缓倾斜近距离煤层的综合开采厚度示例

    4  上、下层煤之间的距离很小时，综合开采厚度应为累计厚度，可按下式计算：

B．1．7  我国部分煤矿地表裂缝深度的实测结果可按表B．1．7选取。

表B．1．7  部分煤矿地表裂缝深度实测资料

B．1．8  含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的设计(图B．1．8)，可按下式计算：

图B．1．8-1  含水或导水断层防隔水煤(岩)柱设计示例

    式中：L——煤柱设计的宽度(m)；

          K——安全系数，取2～5；

          M——煤层厚度或采高(m)；

          p——水头压力(MPa)；

          Kp——煤的抗拉强度(MPa)。

B．1．9  煤层与富水性强的含水层或导水断层接触，且局部被覆盖时，防隔水煤(岩)柱的计算，应符合下列要求：

    1  当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤(岩)柱设计[图B．1．9-1(a)、图B．1．9-1(b)]，可按下式计算：

    2  最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤(岩)柱设计[图B．1．9-1(c)]，可按下列公式计算：

图B．1．9-1  煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱设计

    式中：L——防隔水煤(岩)柱宽度(m)；

          L1、L2、L3——防隔水煤(岩)柱各分段宽度(m)；

          HL——最大导水裂缝带高度(m)；

          θ——断层倾角(°)；

          δ——岩层塌陷角(°)；

          M——断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度(m)；

          p——防隔水煤(岩)柱所承受的静水压力(MPa)；

          T——突水系数(MPa／m)；

          10——保护带厚度(m)，一般取10；

          Ha——断层安全防隔水煤(岩)柱的宽度(m)。Ha值应根据矿井实际观测资料(图B．1．9-2)确定突水系数，本矿区无实际突水系数时，可按其他类似矿区资料选用，但选用时应综合隔水层的岩性、物理力学性质、巷道跨度或工作面空顶距、采煤方法和顶板控制方法等一系列因素。

图B．1．9-2  T和H0关系曲线图

B．1．10  在煤层位于含水层上方且断层导水的情况下(图B．1．10-1)，防隔水煤(岩)柱的设计应按煤层底部隔水层能否承受下部含水层水的压力和断层水在顺煤层方向上的压力分别计算煤柱宽度，并应取其中较大的数值，且应大于20m，计算方法应符合下列要求：

图B．1．10-1  煤层位于含水层上方且断层导水时防隔水煤(岩)柱设计

    1  当考虑底部压力时，应使煤层底板到断层面之间的最小距离(垂距)，大于安全煤柱的高度Ha的计算值，计算结果取值不应小于20m，可按下式计算：

    式中：α——断层倾角(°)。

    2  当考虑断层水在顺煤层方向上的压力时，应按含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的设计计算煤柱宽度。

    3  断层不导水(图B．1．10-2)，防隔水煤(岩)柱的设计尺寸，应保证含水层顶面与断层面交点至煤层底板间的最小距离，在垂直于断层走向的剖面上大于安全煤柱的高度Ha，计算结果应大于20m。

图B．1．10-2  煤层位于含水层上方且断层不导水时防隔水煤(岩)柱设计

B．1．11  水淹区或老窑积水区下采掘时，防隔水煤(岩)柱的设计应符合下列要求：

    1  巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，应大于或等于巷道高度的10倍。

    2  在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采，且水淹区或老窑积水区的界线已基本查明时，防隔水煤(岩)柱的尺寸应按含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的设计计算煤柱宽度。

    3  在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤(岩)柱的尺寸，应大于或等于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。

B．1．12  保护地表水体防隔水煤(岩)柱，应按裂缝角和水体采动等级所要求的安全煤(岩)柱类型相结合的方法设计，并应符合国家现行有关水体下采煤的规定。

B．1．13  保护通水钻孔防隔水煤(岩)柱的设计，应根据钻孔测斜资料换算钻孔见煤点坐标，按本附录中含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的计方法算留设防隔水煤(岩)柱，无测斜资料时，应按钻孔允许偏斜的误差计算见煤点坐标。

B．1．14  相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的设计，应符合下列要求：

    1  水文地质简条件单型到中等型的矿井，可采用垂直法设计，但总宽度应大于或等于40m，且每矿不应小于20m。

    2  水文地质复杂型到极复杂型的矿井，应根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定，并应符合下列要求：

        1)多煤层开采，当上、下两层煤的层间距小于下层煤开采后的导水裂缝带高度时，下层煤的边界防隔水煤(岩)柱，应根据最上一层煤的岩层移动角和煤层间距向下推算[图B．1．14-1(a)]。

        2)当上、下两层煤之间的垂距大于下煤层开采后的导水裂缝带高度时，上、下煤层的防隔水煤(岩)柱，可分别设计[图B．1．14-1(b)]。

图B．1．14-1  多煤层地区边界防隔水煤(岩)柱设计

H1i-导水裂缝带上限；H1、H2、H3-各煤层底板以上的静水位高度；

γ-上山岩层移动角；β-下山岩层移动角；Ly、L1y、L2y-导水裂缝带上限岩柱宽度；L1-上层煤防水煤柱宽度；L2、L3-下层煤防水煤柱宽度

    3  导水裂缝带上限岩柱宽度Ly，可采用下式计算：

    式中：Ly——导水裂缝带上限岩柱宽度(m)；

          H——煤层底板以上的静水位高度(m)；

          H1i——导水裂缝带最大值(m)；

          T——水压与岩柱宽度的比值，可取1。

B．1．15  以断层为界的井田防隔水煤(岩)柱的设计，可按断层煤 柱设计，并应以不破坏另一侧所留煤(岩)柱为原则；也可按图B．1．15所示进行设计。

图B．1．15  以断层分界的井田防隔水煤(岩)柱设计

L-煤柱宽度；Ls、Lx-上、下煤层的煤柱宽度；

Ly-导水裂缝带上限岩柱宽度；Ha、Has、Hax-安全防水岩柱厚度；H1i-导水裂缝带上限；p-底板隔水层承受的水头压力

B．2  水体上采煤的防水安全煤(岩)柱设计方法

B．2．1  水体上采煤的防水安全煤(岩)柱设计，应符合下列要求：

    1  煤柱的留设范围应防止底板采动导水破坏带波及水体，或与承压水导升带沟通。

    2  设计的底板防水安全煤(岩)柱厚度ha与导水破坏带h1和阻水带厚度h2之间的关系[图B．2．1-1(a)]，应符合下式要求：

    3  底板含水层上部存在承压水导升带h3时，底板安全煤(岩)柱厚度ha与导水破坏带h1、阻水带厚度h2及承压水导升带h3之间的关系[图B．2．1-1(b)]，应符合下式要求：

    4  底板含水层顶部存在被泥质物充填的厚度稳定的隔水带时，底板安全煤(岩)柱厚度ha与导水破坏带h1、阻水带厚度h2及充填隔水带厚度h4之间的关系[图B．2．1-1(c)]，应符合下式要求：

图B．2．1-1  底板防水安全煤(岩)柱设计示意图

a-无导升带的正常底板条件；b-存在导升带；c-底板含水层顶部存在充填隔水带

B．2．2  防水安全煤(岩)柱基本参数的计算，应符合下列要求：

    1  底板采动导水破坏带深度h1，可采用下列统计公式法或理论计算法进行计算：

        1)仅按工作面斜长的统计公式法计算底板采动导水破坏带深度，可按下列公式计算：

        2)仅按工作面斜长和按采深、倾角和工作面斜长的统计公式法计算底板采动导水破坏带深度，可按下式计算：

    式中：h1——底板采动导水破坏带深度(m)；

          L——壁式工作面斜长(m)；

          H——开采深度(m)；

          α——煤层倾角(°)。

        3)理论计算法计算底板采动导水破坏带深度，可按下列公式计算：

    式中：γ——底板岩体平均容重(MN／m3)；

          H——采深(m)；

          L——壁式工作面斜长(m)；

          Rc——岩体抗压强度(MPa)，一般取岩石单轴抗压强度的0．15倍；

          φ0——底板岩体内摩擦角(°)。

        4)断层带附近的采动导水破坏带深度应在本款第1项～第3项计算结果的基础上乘以1．5～2．0的系数。

    2  底板阻水带厚度h2可采用下列试验法或理论计算法进行计算：

        1)试验法计算底板阻水带厚度h2可按下式计算：

    式中：h2——底板阻水带厚度(m)；

          P——作用在底板上的水压力(MPa)；

          Z——阻水系数(MPa／m)，我国部分矿区也可按表B．2．2-1、表B．2．2-2选取，也可按不同岩层阻水系数取值：中、粗粒砂岩0．3～0．5、细粒砂岩0．3、粉砂岩0．2、泥岩0．1～0．3、石灰岩0．4；断层带0．05～0．1。

          R——裂缝扩展半径(m)，一般取40～50；

          Pb——岩体破裂压力(MPa)；

          Pb——使岩体破裂时的临界水压力(MPa)；

          σh——作用于岩体的最小水平主应力(MPa)；

          σH——作用于岩体的最大水平主应力(MPa)；

          T——岩体的抗拉强度(MPa)；

          P0——岩体孔隙中的水压力(MPa)。

表B．2．2-1  钻孔水力压裂试验底板岩层阻水系数资料

表B．2．2-2  钻孔压水串通破坏试验底板岩层阻水系数资料

        2)理论计算法计算底板阻水带厚度h2可按下列公式计算：

    式中：h2——底板阻水带厚度(m)；

          h1——底板采动导水破坏带深度(m)；

          γ——底板岩层平均容重(MN／m3)；

          P——作用于该区底部的水压(MPa)；

          St——底板岩体抗拉强度(MPa)，一般取岩石抗拉强度的0．15倍；

          L——壁式工作面斜长(m)；

          Ly——沿推进方向工作面老顶初次来压步距(m)。

    3  承压水导升带的高度h3可采用物探和钻探方法确定，可在井下巷道中用电测深方法进行探测，必要时可用钻探验证。当井下物探与钻探条件受限制时，也可通过以往勘探钻孔资料分析确定。断层带附近的承压水导升带高度应比正常岩层中大。

    4  底板含水层顶部充填隔水带厚度h4可采用物探和钻探方法综合确定，有现场实测结果时也可按表B．2．2-3确定。

表B．2．2-3  各矿区奥陶系灰岩含水层顶部充填隔水带厚度实测资料

B．2．3  当计算所得安全煤(岩)柱尺寸ha小于煤层底至含水层顶之间的实际厚度hd时，承压含水层上采煤的安全度应符合要求；当计算所得安全煤(岩)柱ha大于实际厚度时，可采用下列方法进一步评定：

    1  底板受构造破坏块段突水系数不应大于0．06MPa／m，正常块段不应大于0．1MPa／m。当计算的突水系数小于临界突水系数时，可实现安全开采；当计算的突水系数大于等于临界突水系数时，需要采用疏水降压、注浆加同等措施。底板突水系数可采用下式计算：

    式中：Ts——突水系数(MPa／m)，部分矿区的临界突水系数值可按表B．2．3-1选取；

          P——底板隔水层承受的水压(MPa)；

          M——底板隔水层厚度(m)。

    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。

表B．2．3-1  部分矿区的临界突水系数值

    4  底板所能承受的极限水压力Pj应大于实际水压力P，底板所能承受的极限水压力Pj小于等于实际水压力P时，应采用疏水降压后再开采。部分矿(区)底板所能承受的极限水压力Pj，可根据底板实际厚度hd按表B．2．3-2计算。

表B．2．3-2  底板实际厚度hd与极限水压力Pj关系表

    5  当计算的极限水压力Pj小于等于实际水压力P时，应采用疏水降压、注浆加固后再开采，底板岩柱实际所能承受的极限水压力Pj可采用下式计算：

9  疏干开采和带压开采

9．1  疏干开采

9．1．1  煤层(组)顶板导水裂缝带范围内分布有富水性强的含水层，开采时随着推进度的加快，顶板水很容易快速涌出，甚至存在安全隐患，因此，根据顶板实际情况，进行疏干开采是非常必要的。导水裂缝带是指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，这一层具有成层性、连通性和导水性的特点。本规范附录A已列出经验公式计算方法。

    另外，还可进行现场实测，即在煤矿采空区上方施工钻孔，通过观测钻孔中冲洗液漏失量和钻孔中水位变化来确定垮落带和导水裂缝带高度。此外，在现场运用地球物理勘探方法测定垮落带和导水裂缝带发育高度，最后用钻探实测结果校正，也是常常采用的一种实测方法。设计中可通过计算，结合现场实测情况确定。由于综放开采具有高产高效的优点，因此在我国得到迅速普及。在目前尚未总结出适合综放开采的计算两带高度的经验公式条件下，采用现场实测法是较好的选择。

    目前用有限单元法或有限差分法等数值模拟方法，确定导水裂缝带的高度，也有试用推广，如Flac-2D、Flac-3D和Ansys-2D等，但还需要进一步验证。

    经验公式法、现场实测法和数值模拟法这三种方法各有优缺点，有条件的矿井可采用多种方法综合确定。

9．1．2  当本条中所列的3种与煤层开采有关的含水层水(体)可以疏干时，在采掘前要进行专门水文地质疏干勘探和试验，编制疏干方案、选定疏干方式和方法，对含水层(体)采取超前疏干措施。对导水裂缝带可能波及的诸如老空水、岩溶水等强富水体，在可疏干的情况下必须彻底疏干，方可开采。

    一般疏干开采的步骤如下：首先取得专门水文地质补充勘探资料，疏干勘探是以疏干为目的的补充水文地质勘探，采用物探、化探和钻探等手段，查明疏干含水层的厚度、富水性、渗透性、水文地质边界条件、地下水的补给条件与运动规律、渗流场分布、矿井涌水量，以及疏干工程的出水能力、疏干水量、残余水头、疏干时间等；其目的是进一步查明矿区疏干所需要的水文地质资料，确定疏干的可能性，最后提出专门水文地质补充勘探报告。再编制疏干方案。根据专门水文地质补充勘探报告，确定疏干地段，疏干工程的布置、规模、种类、质量，施工设备、施工工艺及完工时间等，编制疏干方案；疏干方案编制一般应遵循的原则是：与煤矿建井、开采阶段相适应、疏干能力要超过充水含水层的天然补给量、疏干工程应靠近防护地段、尽可能从充水含水层底板地形低洼处开始、疏干钻孔数采用多种方案进行试算、孔间干扰要求达到最大值、水平充水含水层采用环状疏干系统、倾斜含水层采用线状疏干系统。疏干方案的编制是在水文地质勘探基础上进行的，在试验性疏干结束后，应根据实际情况对疏干方案做进一步修订。另外，疏干方案要进行技术经济比较，疏干开采技术难度大，还要考虑经济成本、水资源和生态环境保护等。因此，应针对不同疏干方案进行技术、经济比较后，最终确定疏干开采方案。

9．1．3  在进行矿井防治水设计工作时，应根据疏干方案确定的疏放水量，同时还要考虑其对矿井排水系统的影响，确保矿井疏放水量与矿井排水系统的能力相互匹配，确保矿井能够正常排水。

9．1．4  本条是针对矿井疏干开采设计时的要求。

    为了使矿井疏干设计方案更具合理性，目前主要有三图—双预测法、数值模拟等方法，对顶板导水裂缝带发育高度、充水含水层富水性、疏干水量及顶板水害分区等进行定性、定量分析。

9．2  帝压开采

9．2．1、9．2．2  该两条规定了不同条件下带压开采设计应遵循的原则、要求和主要方法。

    为提高矿井防治水工作的针对性及有效性，目前在进行煤层底板带压开采时，主要有脆弱性指数法、五图—双系数法等方法，对底板突水危险性进行综合分区与评价。

9．3  注浆堵水

9．3．1  本条提出了对井筒进行预注浆的主要适用条件和要求。井筒预注浆是指在井筒施工之前，采用注浆方法，在井筒周围形成封闭的隔水帷幕，将井筒涌水量减少至最低限度，使井筒安全顺利地通过含水层，从而改善井筒施工作业环境，为建井工程安全和快速施工创造良好的条件。一般在厚度较大的裂隙含水层或虽然单层含水层厚度不大但单层涌水量大于10m3／h的含水层，且层数多、层段又较集中的情况下，选择地面预注浆方法比较经济合理。当含水层距地表很深又是单一含水层时，或含水层富水性较弱时，或单层涌水量大于10m3／h，但含水层层数少、层段分散，选用工作面预注浆方法较为适宜。

    井筒预注浆应编制注浆方案，其主要依据是井筒检查孔提供的井筒附近含水层的厚度、层数、水头压力、涌水量等资料。

    确定注浆起始深度和终止深度的原则是防止含水层通过裂隙进入未注浆段的井筒施工工作面。

9．3．2  现行国家标准《煤矿井巷工程质量验收规范》GB 50213对地面预注浆工程、工作面预注浆工程及壁后、壁间注浆工程的掘进漏水量及工程建成后的总漏水量及防水标准在防治水工程章节和附录里都做出了相应的规定。

9．3．3  注浆封堵突水点具有减轻矿井排水负担、恢复被淹矿井、保护地下水资源、改善井下劳动条件的作用，是煤矿防治水的重要技术方法之一。为了正确选择注浆堵水方案，判断突水水源、分析突水点位置是首先需要开展的工作。一般确定突水水源采用水化学、水位动态变化分析和连通(示踪)试验等方法。为了确保注浆钻孔能够命中关键部位，分析突水点位置显得尤为重要。通常采用直流电法、瞬变电磁法、三维地震等物探方法，结合定向钻进技术，进行定点探查、验证。

9．3．4  帷幕注浆截流技术，是指沿地下水集中补给通道断面布置注浆钻孔，建造帷幕状人工阻水体截断地下水流的一种治水方法。帷幕截流构筑的基本条件：一是过水断面狭窄；二是具有不透水边界；三是受注层具有良好的可灌注性；四是帷幕截流工程实施后具有明显的经济和社会效益。由于帷幕截流具有工程量大、工期长、造价高等特点，应该结合构筑帷幕的基本条件及矿井水文地质条件进行可行性论证。

9．3．5  为了减少井巷工程施工后的涌水量，给掘进作业创造良好的工作环境，对于已经穿越含水层的井巷，淋水较大时，应当进行壁后注浆，一般会收到良好的效果。

9．3．6  注浆加固、注浆改造和留设防隔水煤(岩)柱是采掘工作面主要的防治水方法，防隔水煤(岩)柱留设与注浆加固、注浆改造往往配合使用，对于具有一定规模的充、导水断层或陷落柱，通过计算留设一定宽度的防隔水煤(岩)柱通常是经济、合理的。对于小型断层、裂隙带等异常含(导)水体通过局部注浆加固消除突水隐患，不仅能够保证正常回采，而且可以增加工作面资源回收量和节省回收时间。但是，对于大型断层和陷落柱往往需要留设几十甚至上百米的防水煤柱，使大量的煤炭资源成为受水威胁的呆滞资源，为了解放这部分煤炭资源，通过注浆方法切断其与富水性强的含水层或水体的水力联系，则能达到提高煤炭资源回采率的目的，尤其对于面临资源枯竭的老矿井较为适用。注浆改造作为改变岩体(层)水文地质条件的方法与手段，其基本原理是：浆液在一定压力、一定时间内，受注层原来被水占据的空隙或通道内脱水、固结或胶凝，使结石体或胶凝体与围岩岩体形成阻水整体，将富水性强的含水层与煤层之间的薄含水层(一般小于10m)改造成隔水层或相对隔水层，从而增加煤层底板隔水层厚度提高其阻水抗压能力。

    无论选择留设防隔水煤(岩)柱或注浆加固、注浆改造等方法中的哪一种，或其中多种方法的结合，在技术可行、经济合理、安全可靠的前提下，应该进行技术经济比较后确定。

9．3．7  无论采用哪一种注浆方法，均需要通过物探、钻探相互配合，以钻探为主查明采掘工作面水文地质条件为前提，并验证注浆效果。由于物探存在专家解释的主观性和对水文地质条件认识不足的客观性等因素影响，因此，以钻探验证来提高安全性是必要的。

9．3．8  注浆堵水系统的建设与矿井的分期应一致。

9．3．9  本条是关于选择注浆堵水系统及其能力的原则和要求。矿井的注浆量设计指标取决于矿井开拓布置、受水害威胁程度以及同时需要注浆的钻孔数量。一般情况下，当矿井水文地质条件复杂，构造发育，充水水源以动储量为主，水量充沛，导水通道分布广泛的情况下，选择地面固定式注浆堵水系统比较经济合理。当矿井水文地质条件简单，构造不甚发育，充水水源以静储量为主，导水通道分布有限的情况下，选用井下移动式注浆堵水系统较为适宜。当影响矿井注浆堵水系统的关键因素存在一定差异时，在设计过程中应通过技术经济比较后，选择适合矿井条件的注浆堵水系统。

    矿井堵水注浆量是影响注浆堵水系统选择的重要因素。地面固定式注浆站，造浆方便，注浆系统连续性好，适用于较大流量的注浆。当矿井堵水注浆量较大时，需要大量的注浆浆液，地面配置相对容易，还可以通过管路输送，因此，采用地面固定式注浆系统较为合理。当矿井堵水注浆量较小且注浆点分布范围广，可选用井下移动式注浆堵水系统。

    地面注浆站选址应满足井下注浆能力、注浆压力和浆液输送能力等要求。根据调查，注浆管路的合理长度一般在1000m～4000m较为理想，管路过长会增加管路系统的输浆阻力，容易造成管路堵塞事故。因此，当注浆管路长度超过4000m时，宜分区建站，以满足矿井多个采区注浆需要，通常较大矿井按区域建设两个或三个地面注浆站来解决井田多区域注浆的问题。

9．3．10  注浆材料的品种很多，一般根据注浆效果和使用要求，可选用纯水泥浆、纯黏土浆、黏土水泥浆和粉煤灰水泥浆等组合材料，但必须满足环境保护、注浆效果及施工等要求。

    预注浆、衬砌前堵水注浆，注浆情况比较复杂，裂隙孔隙有大有小，裂隙宽度大于0．2mm的岩层或砂子平均粒径大于1．0mm的粗砂地层可采用水泥浆、水泥-水玻璃浆；裂隙宽度小于0．2mm的岩层或平均粒径小于1．0mm的中细砂层，且堵水要求较高，可采用超细水泥浆，超细水泥-水玻璃浆，特殊情况下可采用化学浆液。也可将水泥浆和化学浆配合使用。根据调查和众多的地面注浆工程证实，对于裂隙性注浆，只有当注浆材料的粒度是裂隙宽度的1／4以下时才能被挤入。黏土浆液中黏土胶体颗粒粒径在5μm以下，而黏土浆液中的含有较多的砂粒，砂粒粒径在0．2mm～1．5mm之间，1mm的砂粒堆积后就会很快堵塞3mm以下的裂隙，形成孔塞。因此黏土浆液除砂效果是影响注浆效果的关键一环，黏土精细浆液制浆系统可以很好地解决黏土除砂问题。

    水泥颗粒粒径在30μm～50μm之间，正常情况下，这个粒度对于宽度200μm以下裂隙注浆时可以注进去的。但是不同的制浆方法，对注浆效果有很大的影响。如果是射流法制浆，浆液中水包灰或灰包水的这种灰包含量很多，灰包极易堵塞裂隙，如果是1mm的灰包就会因颗粒堆积很快堵塞3mm以下的裂隙，形成水泥塞，严重影响注浆量和注浆改造效果。而高速制浆是指制浆设备采用涡流原理，液流速度高，冲击大，水流回转速度1000转／min以上，并且水流多次经过了高速叶片，在高速叶片及强涡流的共同作用下，水泥被充分分散，并降低其表面活性，防止其重新凝聚，高速制浆技术制取的浆液材料分散均匀，无灰包，浆液流动性好，进浆量大，注浆效果好。高速制浆的核心设备是高速制浆机。

    选用黏土精细制浆和高速涡流制浆站制取的浆液细腻、流动性好、质量高，对含水层改造充填的效果好，能确保大流量制浆和大流量注浆，是提高注浆改造工程质量的基础。

    防水混凝土衬砌一般孔隙小、裂缝细微，普通水泥浆颗粒大，难以注入，必须选用特种水泥浆或化学浆。

    特种水泥浆是除普通水泥浆之外的其他水泥浆，如超细水泥浆，自流平水泥浆、硫铝酸盐水泥浆等。

    在注浆材料选择过程中，除要考虑浆液的注浆效果外，还需要对浆液的配制及施工难易程度，浆液本身对环境的影响程度进行评价，优先选用注浆效果好，施工便利，环境影响小的注浆材料。

9．3．11  根据现场调查，注浆终孔压力一般为水压的1．5倍～3倍，故要求注浆终孔压力高于水压的1．5倍，且不引起围岩破裂、变形。设计最好要求注浆施工过程中逐步加压，以观察注浆效果，不应一次将注浆压力升高到设计注浆压力。

9．3．12  矿井注浆堵水系统一般由注浆管路系统、注浆泵、制浆设备和注浆站等组成，根据矿井注浆堵水需要，注浆堵水系统类型有井筒井巷预注浆、工作面底板含水层裂隙、溶隙的注浆加固和充填改造注浆、突出点封堵注浆、帷幕注浆、陷落柱、采空区或其他较为开放的空间注浆等几种类型，各种注浆堵水系统要求的注浆量、注浆压力不同，几种注浆堵水类型有可能同时并存；另一方面堵水材料类别有注黏土浆、水泥浆、水泥和黏土或其他材料混合浆等，这样要求选用各自相应注浆系统设备。

    矿井生产能力与注浆堵水系统的制浆量、注浆泵的数量、单台注浆泵的压注能力、输浆管路的趟数和管路的输送能力之间存在科学、合理的匹配和平衡关系。其中制浆能力、输浆管路趟数的多少、管径的合理性是注浆系统的关键环节，它如同矿井采煤量提高后运输提升能力不足时的情况相似，必须高度重视。

    注浆泵的选择应根据注浆量、输浆管路趟数、输浆管路系统阻力及注浆钻孔终孔压力要求计算确定。注浆泵应与注浆管路匹配，宜采用1泵1管，注浆泵宜选用耐磨性能好、压力高的柱塞式泥浆注浆泵，可分多档调节泵的流量和压力，泵的最高工作压力可满足高压注浆条件并留有足够的裕量。

    选择单台注浆泵的流量主要取决于受注对象，如果是底板改造或注浆堵水则需要加压注浆，流量15m3／h，5个档位注浆泵较好，矿井可配1套或几套高速制浆系统＋1台或几台流量15m3／h注浆泵的组合。如果是对溶洞、陷落柱或采空区的充填式注浆，30m3／h大流量注浆泵比较好用，一般情况下选择1套高速制浆系统＋1台流量30m3／h注浆泵的组合比较理想。在相同的体积灌注时，大流量注浆泵可以显著缩短注浆时间，对陷落柱多的矿井尤其需要大流量注浆泵。

    注浆泵按其结构分为柱塞式和活塞式2类，柱塞类似于液压支柱的内柱，活塞类似于打气筒内的皮塞。柱塞泵耐磨性能好，高压力状态工作稳定，更适合磨蚀性强的水泥、粉煤灰等混合料浆的输送。与柱塞比较，活塞泵适合于输送低密度的润滑性能好的浆液，如泥浆、钻探冲洗液、水煤浆等。如果用活塞泵输送磨蚀性强的水泥、粉煤灰浆液，活塞磨蚀较快，维修工作量较大。

9．3．13  考虑到井下移动式注浆站，一般配有防爆注浆泵、油压系统等电气设备，要求通风良好；另一方面又要求管路系统阻力小，运送注浆材料方便，故井下移动式注浆站应设置在注浆地点附近的全风压通风新鲜风流中，并应满足注浆设备运输、安装及检修的要求。

9．3．14  本条对注浆堵水管路系统设计提出了相关要求。设计应根据矿井开拓、开采部署、注浆地点分布、注浆站位置等综合考虑注浆管路的路经走向，避免和减小中凹布置，尽量使管路布置合理，在管路最低点设置排空阀，当注浆管路距离较长时，经方案比较可采用钻孔固管下井以减小管路长度，从而减小管路系统的输浆阻力；另一方面又要求设计管道内浆液的流速大于临界流速，以免造成管路堵塞事故。

    一般情况下，矿井内同时注浆的各个注浆地点，宜分别设置注浆管路，一个注浆点的注浆量取决于注浆钻孔的吸浆量。因此，单趟注浆管路的直径应根据注浆钻孔在受注层的孔径大小和受注层的裂隙发育情况(吸浆量)，按照浆液流速大于临界流速计算确定；用于底板含水层裂隙、溶隙的注浆加固和充填改造注浆的管路直径可根据单个钻孔吸浆量、按浆液流速大于临界流速计算选取。

    对于加压注浆的管路直径的选择，其管路流量取决于受注对象或受注层的裂隙、溶隙、溶洞发育情况和注浆钻孔在注浆段的净直径。据调查，1985年开始煤矿底板注浆改造，目前煤矿已施工的加压注浆钻孔在受注层的直径一般在50mm～73mm，最大的也没有超过80mm，注浆钻孔在单位时间的吸浆量一般在9m3／h～15m3／h。如果钻孔直径加大可以增加注浆流量，但直径过大的钻孔，则其施工工期长、设备能力及施工成本均要增加，其合理性、可行性、安全性需要进一步研究证实。

    对于大流量注浆，能满足向陷落柱内注浆，又能满足向采空区或其他较为开放的空间注浆，注浆管路的选型可以考虑按30m3／h～50m3／h的流量选择管路直径。结合目前的设备制造水平和矿井的实际应用及施工能力，陷落柱注浆选择DN100的管路即可，当管径大于DN100时，可选用多趟管路。

    注浆管路趟数的选择应根据矿井水文地质条件和注浆堵水同时需要注浆的钻孔数量确定，并留1趟～2趟备用管路。

    矿井需要铺设几趟管路才能满足注浆工程的需要，这取决于同时注浆的钻孔数量。建设初期必须考虑周全，并留有扩展的空间。

10  防水闸门与防水闸墙设施

10．1  防水闸门

10．1．1  由于条文中列出的四种情况的水害威胁程度均较大，如不设置防水闸门可能威胁到作业人员的安全和矿井的安全，因此，本条作为强条，必须严格执行。设置防水闸门硐室的目的就是控制灾害的扩大和影响范围。

10．1．2  本条对防水闸门及硐室布置与保护矿井排水系统功能及防水闸墙等防水设施布置提出了总体要求。

10．1．3  防水闸门及硐室所承受的最大水压值，对该设施在关键时候能否发挥有效作用，并对投资产生较大的影响，因此，设计时需根据相关条件科学确定。

    矿井防治水设计阶段选用的防水闸门与防水闸墙硐室应与矿井井巷所承受的水头压力相一致。最大水压值的确定方法，应根据矿井的水文地质资料，结合矿井的具体条件分别考虑，一般按下列条件确定：对水文地质条件复杂又未疏干降压的新井，可采用主要含水层最大静水位与开采水平的高差，作为最大水压；经疏干降压的矿井，主要含水层静止水位与开采水平的高差作为最大水压；矿井延深水平的防水闸门和防水闸墙硐室所承受的最大水压，当保持原水平的排水能力时，可考虑取原有水平与延深水平间的标高差为最大水压，并应留有一定的余地；有水力联系的矿井群，井群综合涌水量与综合排水能力保持相对平衡。在设计井群中某一矿井的防水闸门和防水闸墙硐室时，应考虑不存在井群同时淹井的可能。当某矿井排水设备受水害影响停排时，相邻矿井仍继续排水，根据当时综合排水能力，该矿井的水位会稳定在一定高度，其水位可通过水文计算求得。该稳定水位与开采水平的高差即作为最大水压值；少数矿井的浅层含水丰富，建井时，常用浅部截水措施。当建井期内在回风水平或浅部某水平有强大排水设施时，亦可考虑以该水平标高与开采水平高差作为最大水压值。

    在设计阶段，综合考虑防水闸门和防水闸墙硐室所受的最大水压值时，还应结合井巷防水条件进行考虑，其中包括防水闸门和防水闸墙硐室所处位置的岩石物理力学性质，如岩性、抗压强度、节理裂隙发育情况等；硐室围岩水文地质条件，如围岩有无渗漏现象、通过防水闸门和防水闸墙硐室的水质及正常涌水量等。

10．1．4  本条主要是对防水闸门选型的尺寸要求。

10．1．5  随着防水闸门开启和关闭控制系统由人工操作向远程控制操作的发展，防水闸门硐室配备了各种机械设备、电控设备、监控设备等，采用的设备、材料等设施均应符合国家现行有关标准的规定。

10．2  防水闸墙

10．2．1  设计预先留设防水闸墙的位置，主要目的是为留设防水煤柱做准备，防止回采过程中可能受到采动影响增加防水闸墙建筑难度，使得防水闸墙和煤柱有整体防护的能力。

10．2．2  本条是防止钻孔穿透富水性强的含水层和老空积水，引发透水事故而采取的必要防护措施。

10．2．3  为保证防水闸墙周边基础能够满足设计的强度，并防止积水通过围岩裂隙渗漏，因此，要求水闸墙嵌入围岩中，与围岩形成一个整体。

10．3  防水闸门与防水闸墙硐室

10．3．1、10．3．2  防水闸门硐室选址不仅要考虑符合保护矿井排水系统功能的要求，还要考虑该硐室本身处在不易受各类地质条件影响的区域。

10．3．3  防水闸门关闭时，门体与门框、管线孔洞、门周边各部位都应有防渗漏技术措施，另外，防水闸门硐室的混凝土浇筑量较大，易产生裂隙，设计也要考虑防渗漏技术措施。

10．3．4  矿井防水闸门硐室泄水方式与矿井涌水量之间的关系较大。

    1  当矿井涌水量不大时，一般采用水管泄水方式。水管泄水方式是在硐室的侧下方，埋设1趟～2趟高压钢管，并在出水口处装设高压闸阀控制放水量。

    放水管管径应根据放水管的最大流量确定，可通过查表或按闸门开启时管路计算的排水能力公式计算(参见采矿设计手册)。计算求得的管径对于低水压一般不大于500mm；对于中、高水压一般不大于400mm。如计算的管径大于400mm时，可按两趟管路重新计算。

    2  当矿井涌水量大，放水管闸阀流量受到限制，不能满足放水要求时，可采用水沟泄水方式。在放水闸门硐室处按正常巷道水沟规格设置水沟，并在入口处加设水沟闸门。水沟闸门的结构有平板型和薄壳型两种，常用薄壳型。

    采用水沟泄水方式，还要另设专门的泄水管和高压闸阀，作为打开水沟闸门前泄水之用。

    当矿井发生水患关闭水沟闸门后，虽经专门泄水管泄水降压，要打开水沟闸门也比较困难，因此一般情况下，不常用这种方式。

    3  为解决涌水量大的矿井防水闸门硐室的泄水能力，可在防水闸门硐室附近另开一条泄水巷，在泄水巷内，修筑一道水闸墙，安设几趟大直径放水钢管。

10．3．5  为防止矿井突水时，突水中夹杂的杂物阻塞防水闸门的关闭和开启，同时也防止杂物对门体的冲击破坏。因此，规定防水闸门来水侧15m～25m处应设箅子门。采用双向防水闸门时，在两侧应分别设箅子门。

10．3．6  为保证矿井突水时能及时拆除妨碍防水闸门关闭的轨道、电机车架空线、带式输送机等设施，所以，要求通过防水闸门的轨道、电机车架空线、带式输送机等灵活、易拆。

10．3．7  本条规定了通过防水闸门硐室的预埋件要求，通过防水闸门墙体的泄水管、压风管、洒水管等各种管路应在防水闸门外设置与防水闸门压力等级相应的管路和闸阀，或在来水侧设置与防水闸门压力等级相应的盲盖或堵头封堵严密。

    通过防水闸门硐室的预埋管路在防水闸门关闭承压的情况下，其承压与防水闸门相同，为了保证预埋管路不滑动，应采取防止管路滑动、位移措施。通过硐室的电缆，一般为穿钢管敷设，钢管两端应封堵严实，耐压能力不低于防水闸门压力等级。为保证防水闸门的安装和矿井的正常生产，硐室预埋件较多，所有预埋件不能影响闸门硐室的有效使用，确保各附件与闸门及其硐室的强度。

10．3．8～10．3．10  这三条主要是对防水闸门和防水闸墙硐室支护的要求。

10．3．11  硐室围岩采取加固措施目的是为了保证硐室的整体安全性，使其围岩抗压强度不低于防水闸墙硐室强度。

10．3．12  对防水闸门硐室和两端砌筑的护碹预留注浆管进行注浆加固，就是为了提高硐室和护碹耐压强度和抗渗漏的概率，注浆压力按本规范第9．3．11条的要求选取。

10．3．13  本条是防水闸门与防水闸墙硐室墙体结构形式选择要求。

10．3．14、10．3．15  防水闸门硐室周边留设隔离煤(岩)柱，对防水闸门硐室和防水闸墙的长度和基础深度进行计算，主要是为了提高硐室的抗压强度和抗剪强度，并防止承压水的渗漏。

10．3．16  预留完全开启的空间是为了防止门体和硐室壁遭到破坏。

10．3．17  防水闸门设置水压观测装置、放水管和放水闸阀主要为了封闭涌水的排放和顺利救灾。

10．3．18  电气设备硐室就近布置在防水闸门非来水侧，并对其底板高程进行要求是为了防止电气设备遭受水淹破坏。一般电气设备硐室较大，对防水闸门硐室强度的影响较大，因此，其选址应避开其影响范围。

11  排水系统设计

11．1  一般规定

11．1．1  本条是矿井正常排水系统设计的最基本要求。矿井设立正常排水系统是为了保证煤矿安全生产，因此，必须强制执行。

    矿井正常排水系统设计主要依据是正常涌水量和最大涌水量及排水高程等，排水系统包括水仓、泵房、水泵、排水管路、配套的供配电及控制系统等设施要相互匹配，确保系统在规定的时间内能够将矿井正常涌水量和最大涌水量全部排出。

11．1．2  本条是关于水文地质条件复杂、极复杂矿井设计防水闸门或安装抗灾排水系统的设计要求。

    根据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的有关规定，水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。故此本条做出“水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，在井底车场周围未设置防水闸门时，应在正常排水系统的基础上增设抗灾排水系统”的规定。本条文是为了保证矿井安全生产，最大程度保证矿工生命安全，降低矿井财产损失，因此，必须强制执行。

    根据调查和多年实践证明，设置防水闸门确实能够起到分区隔离、保护矿井正常排水系统运行、控制灾害的扩大和影响范围、减少矿井水灾损失的作用，如河南焦煤集团公司通过关闭防水闸门，防止了矿井淹没。随着矿井机械化程度的提高，防水闸门在实际设计过程中，也存在很多问题，高压、大断面防水闸门硐室设计强度要求高，尤其承压超过6．4MPa以上的硐室设计尚不成熟，工程实施也有一定难度，也存在设计、试验强度是否与矿井实际水压相匹配，耐水密封、承压等检测、试验等困难；对于大型矿井和辅助运输采用无轨胶轮车的巷道断面较大的矿井，或地质条件较差，支护较困难的矿井，防水闸门硐室的建设、试验也均存在较大困难，另外，选择关闭时机要考虑井下封闭区域的人员安全撤出等诸多因素，而关闭水闸门时过水量大、水中杂物多等，人工关闭、关严存在一定难度。

    随着现代科学技术的发展，高扬程、大排量潜水电泵的技术已基本成熟，已在多个煤矿得到应用，其使用效果较好，其优点是能在地面进行供电控制，水泵不受水害影响仍能正常工作，利于抢险救灾，对矿井抗灾起到了积极作用。因此，设置潜水电泵系统代替防水闸门成为设计可选方案之一。

    考虑矿井发生水害时，立即启动抗灾排水系统和矿井正常排水系统所有水泵，降低井下水仓水位上升速度，最大限度地发挥矿井正常排水系统的排水能力，一方面可以为井下人员的逃生提供更充裕的时间，为井下人员多提供一重生命和安全保障，另一方面，在来水不超过两倍的矿井设计最大涌水量时，正常排水系统和抗灾排水系统总能力可以抵御灾害，保证矿井不被淹没。如管路系统为共用，则会出现抗灾水泵与主排水泵的多泵并联运行，在排水管路趟数和规格已确定的情况下，虽排水总量可以加大，但排水流量的增加值会随着并联水泵台数的增加而递减，排量增加甚微，不能充分发挥排水设备的能力。因此，管路系统共用会在一定程度上阻碍正常排水系统和抗灾排式系统的总排水能力，对于减灾、抗灾不利，故本条款要求在矿井正常排水系统基础上设置抗灾潜水电泵排水系统，该系统包括潜水电泵、排水管路、电气设施、辅助设施、设备硐室和水仓等，可以保证在矿井正常排水系统尚能工作时，两套排水系统均能发挥其最大排水能力，为井下人员的顺利升井争取更多的时间，最大限度地保障人员的安全和减小灾害程度。

11．1．3  依据矿用产品安全标志管理的有关规定，对于纳入煤矿矿用产品安全标志的矿井排水设备必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的产品，防止无安全标志产品和不合格产品进入矿山井下使用，以保证矿井安全生产。因此，必须强制执行。

11．1．4  《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》是目前煤炭矿井正常排水系统设计的主要规范，因此，应遵照执行。

11．1．5  本条是根据《煤矿安全规程》的有关规定而制定的，是对抗灾排水系统设计能力的规定，即抗灾排水系统的排水能力应不小于矿井最大涌水量。

11．1．6  采用下山开采时，一般都在下山采区内设有正常排水系统，水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，要求设置抗灾排水系统或采取其他防治水措施，以防止涌水突然增大破坏正常排水系统和淹井事故的发生。开采其他有突水危险的采掘区域的，按《煤矿安全规程》的有关规定执行。

11．1．7  对于多水平或多采区开采的水文地质条件复杂、极复杂或有突水危险的矿井，对于抗灾排水系统，原则上应采用一级排水直接将矿井水排至地面，必要时，可采用钻孔排水；如受技术、装备或其他因素制约，采用直排确有困难时，在保证安全的前提下，经技术经济比较后，可采用接力排水。

11．2  矿井正常排水系统

11．2．1  本条是矿井正常排水系统泵站设备的选型原则，由于吸入式矿用多级离心水泵具有结构简单、维护方便、造价低等优点，因此水文地质条件简单、中等的矿井优先选用吸入式矿用多级离心水泵。

    对水文地质条件复杂或极复杂、涌水量大、有突水危险的矿井的正常排水系统设备的选择可根据排水设备的发展状况，宜优先选用矿用潜水泵，经技术经济比较，亦可选用矿用潜水泵和矿用多级离心式水泵相结合或选用矿用多级离心式水泵的排水设备选型方案。

11．2．2  本条是根据现行《煤矿安全规程》的规定，对矿井正常排水系统设置的工作水泵、备用水泵和检修水泵的数量和排水能力的要求。矿井设立正常排水系统是为了保证煤矿安全生产，若不对排水设备的排水能力进行规定，就不能保证矿井正常生产的安全，矿工的生命和矿井的财产安全就得不到保障，因此，必须强制执行。

11．2．3  本条是根据现行《煤矿安全规程》的规定，对矿井正常排水系统设置的工作管路、备用和检修管路的趟数和排水能力的要求。矿井设立正常排水系统是为了保证煤矿安全生产，排水管路是矿井系统不可缺少的部分，若不对排水管路的排水能力进行规定，就不能保证矿井正常生产的安全，矿工的生命和矿井的财产安全就得不到保障，因此，必须强制执行。

11．2．4  本条是对矿井正常排水系统主排水泵站的布置要求。为便于矿井集中管理，维护检修，缩短供电距离和管路长度，设计过程中，主排水泵站宜与主变电所联合布置，并宜靠近敷设排水管路的井筒。

    主排水泵站是矿井的心脏，特别是在发生水灾、火灾后，设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门和两个以上安全出口，利于灾变时保护主排水泵站正常运转的和人员及时撤离。

    主排水泵站通道断面、密闭门、栅栏门设计应满足通过最大设备、行人、通风等基本要求。另外，对排水泵房硐室高程的要求，主要考虑水沟排水不畅时，可防止通过巷道的流水进入泵房和变电所。

11．2．5  本条提出了对矿井正常排水系统主排水泵站尺寸与电缆敷设应遵循的规程规范和相关要求。

11．2．6、11．2．7  这两条是对矿井主排水泵站内布置及设备运输和吸水井、配水巷断面和支护等的基本要求。

11．2．8、11．2．9  本条是对管子道及其设施的设计要求。当管子道作为主排水泵站安全出口时，管子道必须有通往井筒的通道；通向立井的管子道应设与井筒梯子间的连接通道，当立井井筒装备有梯子间和提升容器时，通向立井的管子道应设与井筒梯子间和提升容器的连接通道。

11．2．10  本条是对水仓布置的设计要求。水仓是矿井涌水的贮水通道，为保证煤矿采掘过程中所揭露的水体能够顺利汇入水仓，设计过程中应根据线路流水坡度，将水仓设计在井底车场、大巷最低点或靠近最低点的位置。同时，为保证水仓的稳定，防止使用过程出现渗漏现象，水仓位置应布置在稳定基岩段，应避开松软、破碎的岩层和断层带。矿井水一般含尘、砂较多，虽经沉淀池初步沉淀，但水仓大量盛水时，还能起沉淀作用，因此，为保证水仓在清理时矿井水体能够正常进行储存，需设计两条水仓，其中一条为主仓，一条为副仓，可以在清理时，通过水流控制系统进行交替使用。

11．2．11  本条是对水仓容量的设计要求。新建、改扩建矿井或者生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3／h以下时，主要水仓的有效容量要能容纳8h的正常涌水量。

    1  正常涌水量大于1000m3／h的矿井，主要水仓有效容量按照下式计算：

    式中：V——主要水仓的有效容量(m3)；

          Q——矿井每小时的正常涌水量(m3)。

    采区水仓的有效容量应当能容纳4h的采区正常涌水量。

    2  水仓由于坡度等因素的影响，将形成一部分无法充水的无效容积范围，无效容积可按下式计算：

    式中：V2——主要水仓的无效容量(m3)；

          L——水仓总长度(m)；

          i——水仓坡度(‰)；

          B——水仓断面净宽度(m)。

    从上式可以看出，水仓的无效容积与水仓的长度成平方次关系，为提高水仓的利用率，减小水仓无效容积，设计中应尽量压缩水仓入口与吸水井之间的贯通长度，即水仓的长度。

    3  为确保水仓在存满水时，水仓内的水体无法倒流至井底车场或大巷，同时，保证最高存水面无法通过配水井或吸水井或预埋排水管进入主排水泵站电缆沟，设计要求水仓最高存水面应低于水仓入口水沟底面和主排水泵站电缆沟底面。

11．3  抗灾排水系统

11．3．1  由于排水管路会随着使用而产生结垢或淤积，从而影响抗灾排水系统的排水能力，因此规定“矿井抗灾排水系统的排水能力，应按照管路淤积后排水系统潜水泵的工况流量进行计算”。

     因矿井抗灾排水系统的特殊性，及排水系统抗灾排水时工况的复杂性和不确定性因素，为保证其发挥作用，必须保证其在全扬程安全运行，以充分保证矿井的安全。

11．3．2  一般潜水电泵的质量都比较大，为了便于潜水电泵的安装和检修，因此，规定潜水泵房内应设置起重、提升等设施。

11．3．3  潜水泵的布置形式有多种，根据其用途和实际的使用情况，在用于矿井抗灾排水系统时，采用卧式布置较容易实现，其安装、检修和维护最为方便。

    有些矿井也有采用立式布置的方式，考虑到大流量高扬程潜水电泵的泵体通常较长，立式布置所需泵井较深，其硐室施工难度较大，设备的安装、检修和维护所需辅助工作较为繁复，故规范规定如条件允许，可作为设计选择。

    倾斜布置的方式，较多用于追水排水，故此在作为矿井抗灾排水系统时，规范规定如条件允许时，也可作为潜水泵设备布置设计的一种选择。

11．3．5  潜水泵吸水口中心线至吸水井墙壁的间距，考虑其吸水性能，经调查讨论，可按水泵吸水口的直径的0．8倍～1．0倍设计，考虑设备的检修维护方便，故要求其净间距不应小于800mm。

11．3．6  潜水泵可多泵布置于同一吸水井内，水泵吸水口中心线至吸水井墙壁的间距，考虑其吸水性能，按水泵吸水口的直径的0．8倍～1．0倍设计，两台潜水泵吸水口间的净间距不应小于1．5倍吸水口的直径。设备在布置时，应考虑前后(立式布置时为上下)交错布置，以节省硐室(泵井)断面。

11．3．8  本条文在于保证抗灾潜水泵排水系统处于良好状态，保证系统能够在矿井发生水害时及时启动，并发挥其全部能力，因此，潜水电泵应定期进行测试。

11．3．10  一般设置抗灾排水系统的矿井，其水仓的有效容积都比较大，因此抗灾排水系统水仓宜与正常排水系统水仓共用，在不影响矿井正常排水系统的情况下，可节约矿井投资。当抗灾排水系统设置独立水仓时，考虑到保证抗灾潜水泵排水系统应处于良好状态，保证系统能够在矿井发生水害时及时启动，水仓容积应满足潜水电泵的定期测试的需求。

11．3．11  考虑矿井发生水害时，水中杂质、漂浮物等会随水流冲向抗灾排水系统水仓，故设置沉淀池和全断面格栅加以拦截，以保证抗灾排水系统能稳定地发挥其作用。

11．3．12  根据国家煤矿安全监察局《关于煤矿抗灾潜水泵排水系统设置问题的复函》精神，为了保证抗灾排水系统在发生水灾时能发挥应有的作用，保护人民生命财产安全，代替防水闸门的“潜水电泵”必须设置独立的排水管路。抗灾排水管路的排水能力应与抗灾潜水泵的排水能力相匹配。因此，本条必须强制执行。

11．3．13  设置逆止阀为确保抗灾排水系统的安全，减小水锤对潜水泵设备的危害；设置放空管是为了方便对设备和管路进行检修和维护。