T/QGCML 4301-2024 煤矿覆岩离层注浆充填开采设计施工及验收规范

ICS73-010

CCSD04

团体标准

T/QGCML4301—2024

煤矿覆岩离层注浆充填开采设计施工及验

收规范

Codefordesign,constructionandacceptanceofgroutingandfillingminingin

overlyingstrataofcoalmine

2024-05-27发布2024-06-11实施

全国城市工业品贸易中心联合会发布

T/QGCML4301—2024

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4岩层赋存探查及“两带”高度观测.....................................................2

5注浆填充参数设计...................................................................3

6钻探工程...........................................................................8

7注浆工程...........................................................................8

8监测监控...........................................................................9

附录A（资料性）岩石力学指标测试表..................................................13

附录B（资料性）关键层详细信息......................................................14

I

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前言

本文件按照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》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。

本文件起草单位：臣功环境科技有限公司、大地工程开发（集团）有限公司、山西国控固废综合利

用研究院有限公司、江苏江林科技有限公司、中赟国际工程有限公司。

本文件主要起草人：赵博、王龙、田栋、张义鹏、高小峰、潘建钟、周楚江、刘超、万武亮、卢强、

吴怡恒。

II

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煤矿覆岩离层注浆充填开采设计施工及验收规范

1范围

本文件规定了煤矿覆岩离层注浆充填开采设计施工及验收规范的术语和定义、岩层赋存探查及“两

带”高度观测、注浆填充参数设计、钻探工程、注浆工程、监测监控。

本文件适用于煤矿覆岩离层注浆充填开采设计施工及验收规范的设计、施工和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本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。

GB50026工程测量标准

GB/T50123土工试验方法标准

GB50253输油管道工程设计规范

GB/T50266工程岩体试验方法标准

GB51044煤矿采空区岩土工程勘察规范

MT/T702煤矿灌（注）浆防灭火技术规范

JGJ8建筑变形测量规范

《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》

《煤矿测量规程》

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

主关键层primarycriticallayer

对采场上覆岩层直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层。

3.2

亚关键层subcriticallayer

对采场上覆岩层局部岩层活动起控制作用的岩层。

3.3

注采比injection-productionratio

注入粉煤灰浆液后压实灰体的地下体积与采出煤炭的地下体积之比。

3.4

移动角angleofdisplacement

指的是是在充分采动或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形中最外边的一个

临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角。

3.5

边界角boundaryangle

在充分或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上的边界点（下沉10mm点）与采空区边界之间的连

线和水平线在煤柱一侧的夹角。

3.6

冒落带cavingzone

工作面回采后引起的煤层上覆岩体完全垮落的那部分岩层。

1

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3.7

裂隙带fractionzone

裂隙带是指该部分岩层在推进方向上裂隙的发育，各岩层的裂隙浓度已扩展到（或接近扩展到）全

部厚度。

3.8

“两带”高度“twobelt”height

冒落带和裂隙带的发育高度。

3.9

保护带cuardband

在判定注浆层位过程中，为确保安全，在“两带”与注浆层位之间留设的岩层带，一般为5-10倍的

采高。

3.10

钻孔结构boreholestructure

钻孔结构是指钻孔纵剖面的形状，即有开孔至终孔，孔身剖面中各孔段的深度和口径的变化情况等。

3.11

注浆压力groutingpressure

注浆压力是指注浆时克服浆液流动阻力并使浆液扩散一定范围所需的压力（压强）。

3.12

充分采动fullmining

当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，此时的采动称为充分采动，充分采动后地表最大下沉值不

再增加。

3.13

地表下沉值surfacesubsidencevalue

地下采矿引起岩层移动传递到地表的下沉量。

4岩层赋存探查及“两带”高度观测

4.1探测孔位置设计原则

4.1.1基于布设采前探查孔的工程目的，探查孔须布设于充填区域或结合现场情况布设充填区域附近。

4.1.2采后探查孔应基于工作面采动情况布设，一般布设与地表移动处于活跃期区域。

4.2岩层赋存探查

4.2.1采前探查孔须全孔取芯，对覆岩进行详细描述、编录和采样测试，同时获取完整覆岩的抗拉、

弹性模量、容重等关键层计算所需的岩石物理力学参数。

4.2.2钻孔岩心采样要求：

a)见基岩开始，每个分层全部采取力学样；如分层为砂岩且厚度小于2米的，采1组样；厚度

大于2米且小于10米的，每2米采一组样；厚度大于10米且小于20米的，每3米采一组样；

厚度大于20米的分层，每5米采一组样。如分层为泥岩，厚度小于1米的不采样；厚度大于

1米且小于10米的，每2米采一组样；厚度大于10米且小于20米的，每3米采一组样；厚

度大于20米的分层，每5米采一组样；

b)岩样采取应尽量采取完整性较高的岩心，力学试验样单个样品长度不小于15cm，直径不小于

60cm；

c)岩样应认真编号，记录采样时间、岩性，深度、长度等基本参数；

d)岩样采取后一周内必须送往实验室进行试验，送样时必须填写送样单，送样单应包括矿井名

称、采样单位、试验单位、采样钻孔、送样数量、试验项目、送样人、送样日期等，送样单

一式四份，一份装送样箱邮寄，其余三份报验或备查。

4.2.3岩样测试

2

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4.2.3.1按设计要求采取相关岩样后，需要对岩样进行分序、编号、妥善封存保管并及时送样试验，

岩样岩石力学参数测试项目见附录A。

4.2.3.2测定岩石物理力学指标参数，具体操作和试验仪器应符合GB/T50123和GB/T50266的有关

规定。

4.3“两带”高度观测

4.3.1在拟注浆充填区域附近地址采矿条件类似的工作面采空区实施采后探查孔，工作面回采后“两

带”的最大发育高度。

4.3.2确定“两带”高度的方法有两类：

a)实际探测法：一般情况下，可采用注水试验法探测“两带”高度。注水试验法是采用钻孔双

端封堵测漏装置探测“两带”高度的一种探测方法。该法既可以在井下采区附近巷道或硐室

内向采煤工作面采空区上方打小口仰孔中探测，也可以在观测煤层上方已掘进的专用巷道内

布置下垂孔进行探测。在井下施工仰斜钻孔，并在钻孔中分段封堵注水测漏，利用漏水量的

大小对应着岩层裂隙发育情况的关系，探测覆岩破坏，研究覆岩破坏规律；

b)理论计算和经验法：在由国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设

与压煤开采规程》（2017）中，根据煤层的倾斜角度和煤层覆岩岩性分别列出了两种计算公

式。经验公式法概念明确，简单易求，但每个矿区的具体地质条件、采矿条件、采煤方法皆

不同，所以一般这个经验公式得出的结果只能作为参考数据，需结合其他方法来综合判定；

c)每个矿区可能会结合自己的采煤经验每个矿区可能会结合自己的采煤经验，获得简单的经验

公式，比如“两带”是采厚的几倍即裂采比。这种经验公式也只能作为一个参考。

5注浆填充参数设计

5.1关键层判别

5.1.1根据采前探查孔获取的岩心力学参数，依据关键层判别公式，计算关键层的层位，得到关键层

及各亚关键层信息。根据固支梁计算其破断距的计算公式为：

ℎ···········································································(1)

式中：

—关键层破断距；

—关键层厚度；

—关键层抗拉强度；

q—关键层承受载荷。

其中关键层承受载荷q可按下式计算：

ℎℎℎ

·······························································(2)

经过计算，可得到各关键层信息，并将计算得到的煤矿关键层信息及破断距列出表格，见附录B。

5.1.2判别出关键层后，利用已有钻孔柱状资料对关键的赋存状态进行判断，形成关键层赋存状态图。

5.2注浆层位选择

5.2.1注浆层位确定应遵循如下原则：

a)对关键层进行判断，注浆层位应位于关键层下的离层空间；

b)保护的关键层厚度尽量大，岩性尽量坚硬；

c)注浆层位在采动导水裂隙带之上，并间隔一定保护带(一般为