导水裂隙带和冒落带最大高度计算表
上庄煤矿水文地质特征及主要充水因素分析
煤炭与化工Coal and Chemical Industry第43卷第12期2020年12月Vol.43 No. 12Dec. 2020地测与水害防治上庄煤矿水文地质特征及主要充水因素分析张亮（山西潞安环保能源开发股份有限公司地质勘査大队，山西长治046204）摘要：矿井水文地质条件是评判煤矿安全开采的重要标准之一，主要充水因素是矿井水防治的主要依据。
根据上庄煤矿地质、物探及钻井资料，综合分析了井田水文地质特征及主要充水因素，阐明了 3号煤层采空区积水及K8砂岩富水区分布特征，揭示了以导水裂隙为主要 充水通道的各煤层开采潜在风险，为矿井安全生产及矿井水防治提供了依据。
关键词：上庄煤矿；水文地质；瞬变电磁；充水通道中图分类号：TD745文献标识码：A 文章编号：2095-5979 ( 2020 ) 12-0036-04Analysis of hydrogeological characteristics and mainwater filling factors in Shangzhuang MineZhang Liang(Geology Team, Shanxi Lu^an Eiwironmental Energy Development Ltd., Changzhi 046204, China )Abstract : Mine hydrology and geological conditions are one of the most important criteria for judging the safety of mining,and the main water —filling factors are the main basis for mine water control. Based on the geological, physical explorationand drilling data of Shangzhuang Mine, the hydrological and geological characteristics as well as the main water-filling factors of the mine were analyzed comprehensively, and the characteristics of the water accumulation in the goaf of the No. 3coal seam and the distribution of the water-rich area o£ the K8 sandstone were clarified, the technology revealed thepotential risk of each coal seam mining with water-conducting fissure as the main water —filling channel, which provided thebasis for mine safety production and mine water prevention.Key words : Shangzhuang Mine; hydrogeology; transient electromagnetism; water-filling channel0引 言矿井水是影响井田经济技术评价的主要因素， 直接影响到煤矿的安全生产及生产效益〔5。
冒落带和导水裂隙带高度计算
冒落带和导水裂隙带高度计算摘要：一、引言二、冒落带高度计算方法1.经验公式2.实测数据计算3.理论分析三、导水裂隙带高度计算方法1.地下水位下降法2.钻孔冲洗液法3.地球物理法四、计算实例与分析五、结论与建议正文：一、引言冒落带和导水裂隙带是岩溶发育过程中的两个重要概念，它们的计算对于工程建设和水资源开发具有重要意义。
本文将介绍冒落带和导水裂隙带的高度计算方法，并通过实例进行分析，以期为相关领域提供参考。
二、冒落带高度计算方法1.经验公式冒落带高度的经验公式主要有以下几种：（1）H1=0.1D（D为洞穴直径，H1为冒落带高度）（2）H1=3.5D（D≤10m，H1为冒落带高度）（3）H1=3D（D>10m，H1为冒落带高度）2.实测数据计算通过对现场实测数据的处理和分析，可以得出冒落带高度。
实测数据包括洞穴直径、地下水位、岩石物理力学性质等。
3.理论分析根据岩溶发育原理和力学分析，可以推导出冒落带高度的理论值。
主要包括以下方面：（1）地下水动力作用下的岩溶发育规律（2）岩溶洞顶部的应力分布特征（3）冒落带形成的力学机制三、导水裂隙带高度计算方法1.地下水位下降法通过观测地下水位的下降速度和范围，结合岩溶发育特征，可以估算导水裂隙带高度。
2.钻孔冲洗液法在钻孔过程中，观测冲洗液的流量和变化，可以判断导水裂隙带的位置和高度。
3.地球物理法利用地球物理方法（如电法、地震法等）探测地下结构，结合钻孔资料，可以确定导水裂隙带的位置和高度。
四、计算实例与分析以某岩溶地区为例，通过现场实测、经验公式计算和理论分析，得出冒落带和导水裂隙带的高度。
分析结果表明，实测数据与计算结果基本一致，验证了计算方法的准确性。
五、结论与建议本文总结了冒落带和导水裂隙带的高度计算方法，并对计算方法进行了分析和实例验证。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的计算方法，并结合现场实测数据和理论分析，以获得更为准确的计算结果。
综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度的计算公式及适用性分析
综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度的计算公式及适用性分析白利民;尹尚先;李文【摘要】确定煤层顶板导水裂缝带高度可为顶板防治水、采掘工程布置、防水煤柱留设以及瓦斯抽采设计提供依据。
采用井下仰孔注水测渗漏法，实测山西西山煤田镇城底矿8煤导水裂缝带高度为57.98 m，其中冒落带高度16.72 m，裂隙带高度41.26 m。
依据实测结果并收集了8个矿综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度数据，利用数理统计回归分析的方法，得出了适用于综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度计算的经验公式，并与《煤矿安全规程》中相应经验公式进行对比分析，结果表明，该公式适用性好，而《煤矿安全规程》中有关公式应用于中厚煤层综采一次采全高开采条件预测，其误差较大。
%Setting the height of the water conducting zone in roof can provide the basis for prevention and control of roof water, mining and excavation layout, leaving the water prevention coal pillars, design of coal gas drainage. Taking No.8 seam in Zhenchengdi mine, Xishan as a study object, using water injection leakage measurenment method in overhead borehole, the height was 57.98 m, the falling zone height was 16.72 m and the fractured zone height was 41.26 m. Based on observation result from 8 mines in the similar conditions, empirical formulas of wa-ter conducting zone height for fully mechanized mining face were obtained by statistical regression analysis. The contrastive analysis of the corresponding formula in"coal mine safety regulations"was carried out. The result show that the empirical formula has good applicability, formula in"coal mine safety regulations"has relativelylarge er-ror when applied in prediction of the mining conditions for mining height of fully mechanized mining in median thick seam.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P36-39)【关键词】导水裂缝带;井下仰孔注水测渗漏法;回归分析;经验公式【作者】白利民;尹尚先;李文【作者单位】山西焦煤集团西山煤电集团公司，山西太原030052;华北科技学院安全工程学院，北京 101601;山西省朔州市水工程移民办公室，山西朔州036002【正文语种】中文【中图分类】TD741;P641.4导水裂缝带发育高度是煤矿顶板防治水、采掘工程布置、防水煤(岩)柱留设以及瓦斯抽采等设计依据的主要技术参数之一，国内外众多学者对“两带”高度进行了深入研究[1-11]，结果表明，工作面顶板导水裂缝带发育受多种因素的影响，如采厚、采空区的面积、顶板岩层的结构类型、顶板管理方式、煤层的赋存状态和开采条件等，这些因素具有复杂、难定量及非线性等特点。
矿井中冒落带与导水裂隙带高度的计算方式分析
年 产 ４ ～ ０万 ｔ ５９ ，老矿 井 已有 ２ ～０年 的开 采 历 史 ， ０６ 但 初期 的开 发产 量 小 ， 井设 计 不 规 范 ， 乏科 学合 矿 缺
生产井的工作面长度 、 宽度 、 综合系数 、 岩石强度和重 理的开采方式 ， 冒落带和导水裂隙带高度的确定有 对 力等因素。新井所确定 冒落带和导水裂隙带 ， 如继续 较大误差 ， 造成煤炭资源的浪费和安全隐患。浅部多 沿用勘查成果 中的数据进行估算 ， 不能反应实际矿床 已开 拓 或采 空 ， 采 垂 深 在 １０ ２ ０ｍ， 表 岩 层 及 开 ０～ ０ 地 动态 ， 出现 较 大误差 。 故 围 岩遭 到破 坏 ， 石 压力及 水 的压力 状 态失衡 。以往 岩 （）上述 矿 山处在 南天 山构 造带 ， ３ 地表 水 系发育 ， 的 矿井设 计 依据 为生 产地 质报 告或 详查 报告 ， 前井 之 流 向均 横切 岩煤层 走 向 ，水 文及 工程 地质 条件 复杂 ， 田内并无 开 拓 系统 ， 矿体 围岩 和煤层 稳 定性 还处 在平 概 而论 的利 用 经 验公 式 计 算 冒落 带 和 导水 裂 隙 带 衡的状态 ，通过矿床水 文地质及工程地质条件 的调
现象 ， 其导水 裂隙带高度 ８ 虽与计算高度相 差 ４ｍ，
不 大 ， 也 大于 安全 高 度 。 以上 虽 属个 别 案 列 ， 也 但 但
应 引起 足 够 重视 ， 加 以研 究 应对 措 施 。 并
１ 煤矿 开发 现状
拜 城县 各 煤 矿均 分 于 天 山南 麓 一 侧 ，库 一拜 盆
已有 多年 ， 已有 老 井经 过 多 年 的开 采 ， 文 地 质 及工 水
大突水事件 ， 但隐患犹存。 拜城县铁列克河流域所处矿山 ， 煤层位于第 四
综放开采裂隙带计算
问题的提出
• 我国厚（特厚）煤层普遍采用综放开采或一次采全高 • 没有形成全国统一综放开采的“两带”高度的计算公式
• 目前《煤矿防治水规定》和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤 柱留设与压煤开采规程 》(简称《三下采煤规程》)防隔水安全煤 （岩）柱留设方法适用于厚煤层分层综采和普采
埋藏较浅地区的安全开采； 下组煤的安全开采； 断层附近的安全开采；
一、露头风氧化带防水煤柱留设方法
防水安全煤（岩）柱 Hsh>=Hli+Hb 防砂安全煤（岩）柱 Hs>=Hm+Hb 防塌安全煤（岩）柱 Ht=Hm
防水煤（岩）柱保护层的留设 三下采煤规程规定：
覆岩岩性 松散层底部 粘土层厚度 大于累计采 厚 4A 3A 2A 2A 松散层底部 松散层全厚 松散层底部 粘土层厚度 小于累计采 无粘土层 小于累计采 厚 厚 5A 6A 7A 4A 5A 6A 3A 4A 5A 2A 3A 4A
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）柱按图c留设。其计算公式为： L=L1+L2+L3=Ha(sinδ－cosδcotθ)+ (Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m
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； Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m。
二、 水淹区或老窑积水区下采掘时 防隔水煤（岩）柱的留设 （防治水规定附录三之五）
采空区冒落带、裂隙带高度确定
大方县龙山煤矿采空区冒落带、裂隙带高度确定矿长：李发中工程师：赵凤龙二O一二年三月龙山煤矿采空区冒落带、裂隙带高度确定一、矿井概况龙山煤矿位于贵州省毕节市大方县县城北东，距大方县城直距34.5 km，公路距离约50 km。
地理坐标：东经105°51′44″～105°52′36″，北纬27°19′57″～27°20′45″。
行政区划属大方县星宿乡。
矿山向南3.0km与326国道相接，向北35 km 经大山、长石与大纳公路（大方-四川纳溪）相接，属新场向斜西翼北端，区内总体地势为东南高北西低。
区内最高点位于矿区东南部一山头，海拔+2098.5m，最低点位于矿区西北部一洼地，海拔+1759.6m，最大相对高差338.9m。
其矿界范围由9个拐点构成，走向长约0.75km，倾斜宽约1.35km，面积0.8007km2。
开采标高+1850m至+1450m。
矿区含可采煤层3层（M18、M51、M73），煤层累计平均厚度3.3m。
保有煤炭资源储量总计425.2万吨，矿井设计利用工业储量213.7万吨，可采储量159.6万吨。
设计三层煤联合开采，斜井开拓，壁式采煤，全部垮落法管理顶板。
矿井设计生产能力为15万吨/年，服务年限为8.2年。
二、矿井水文地质1．地层矿区及其附近出露的地层有下三叠统夜郎组（T1y），上二叠统长兴组（P3c）和龙潭组（P3l），中统茅口组（P2m），第四系零星分布。
龙潭组是该区的含煤地层。
现由新到老简述如下：（1）、第四系（Q）主要为残积、坡积、冲积物等，零星分布于地势低洼处，不整合于矿区内各地层表面，主要覆盖含煤地层，厚0～10m。
（2）、下三叠统夜郎组（T1y）：根据岩性变化情况由上至下分三段：九级滩段（T1y3）、玉龙山段（T1y2）、沙堡湾段（T1y1）1)九级滩段（T1y3）主要由灰紫色、紫色、暗紫色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，局部夹薄层状泥质灰岩、灰岩，含瓣鳃类等动物化石（产王氏克氏蛤、格氏克氏蛤、弱海扇等动物化石）。
浅部煤层露头防水煤柱计算
露头防水煤柱及奥陶系灰岩含水层隔水煤柱计算书一、浅部煤层露头防水煤柱计算：根据《矿井水文地质规程》煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，应按以下公式计算：1、当煤层露头无覆盖或被粘微透水松散层覆盖时：H防=H冒+H保2、当煤层露头被松散富含水层覆盖时；H防=H裂+H保根据上两式计算的值，不得小于20米。
式中 H防-----防水煤（岩）柱高度（m）H冒-----采报冒落带高度（m）；H裂-----垂直煤层的导水裂隙带最大高度（m）；H保-----保护层厚度（m）；a------煤层倾角（°）。
冒落带与导水裂隙带最大高度的经验公式表注：1、表中：M—累计采厚（m）；n---煤分层层数；m----煤层厚度（m）；h---采煤工作面小阶段垂高（m ）。
2、冒落带、导水裂隙带最大高度，对于缓倾斜和倾斜煤层，系指从煤层顶面算起的法向高度；对于急倾斜煤层系指从开采上限首起的垂向高度。
3、岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。
本矿井根据勘中间报告本矿井内各煤层均有隐伏露头存在，有风氧化带存在，推测风氧化带宽度为100m 。
本矿井浅部煤层风化带处于，该含水层主要由第三系和第四系孔隙含水层下部，由大气降水的垂直入渗补给。
因此煤层浅部风化带防水保护煤柱按式H 防=H 裂+H 保进行计算。
导水裂隙带（包括冒落带最大高度）：1.52.5n 1.5100H ++=M裂其中：M —累计采厚（m ），4煤取1.19m ，6煤取0.95m ，8煤取2.37m ，13煤取12.21mn —煤分层层数，4、6、8煤取1，13煤取2经计算，4煤裂隙带H 裂=16.65m ；6煤裂隙带H 裂=14.32m ；8煤裂隙带H 裂=28.11m ；13煤裂隙带H 裂=84.39m 。
H 保—保护层厚度（m ），取20m ；则：露头防水煤柱4煤H 防=H 裂+H 保=16.65+20=36.65m6煤H 防=H 裂+H 保=14.32+20=34.32m 8煤H 防=H 裂+H 保=28.11+20=48.11m 13煤H 防=H 裂+H 保=84.39+20=104.39m注：以上计算煤柱厚度为垂高二、13煤层突水系数值及安全防水岩柱计算1、突水系数计算根据《矿井水文地质规程》，“突水系数”计算公式为：s P pT M C =-式中 Ｔｓ-----突水系数〔kgf/(cm 2.m)〕; P-------隔水层承受的水压（kgf/cm 2）; M-------底板隔水厚度（m ）；C P ------采矿对底板隔水层扰动破坏厚度（m ）。
采空区冒落带、裂隙带高度确定
大方县龙山煤矿采空区冒落带、裂隙带高度确定矿长：李发中工程师：赵凤龙二O一二年三月龙山煤矿采空区冒落带、裂隙带高度确定一、矿井概况龙山煤矿位于贵州省毕节市大方县县城北东，距大方县城直距34.5 km，公路距离约50 km。
地理坐标：东经105°51′44″～105°52′36″，北纬27°19′57″～27°20′45″。
行政区划属大方县星宿乡。
矿山向南3.0km与326国道相接，向北35 km经大山、长石与大纳公路（大方-四川纳溪）相接，属新场向斜西翼北端，区内总体地势为东南高北西低。
区内最高点位于矿区东南部一山头，海拔+2098.5m，最低点位于矿区西北部一洼地，海拔+1759.6m，最大相对高差338.9m。
其矿界范围由9个拐点构成，走向长约0.75km，倾斜宽约1.35km，面积0.8007km2。
开采标高+1850m至+1450m。
矿区含可采煤层3层（M18、M51、M73），煤层累计平均厚度3.3m。
保有煤炭资源储量总计425.2万吨，矿井设计利用工业储量213.7万吨，可采储量159.6万吨。
设计三层煤联合开采，斜井开拓，壁式采煤，全部垮落法管理顶板。
矿井设计生产能力为15万吨/年，服务年限为8.2年。
二、矿井水文地质1．地层矿区及其附近出露的地层有下三叠统夜郎组（T1y），上二叠统长兴组（P3c）和龙潭组（P3l），中统茅口组（P2m），第四系零星分布。
龙潭组是该区的含煤地层。
现由新到老简述如下：（1）、第四系（Q）主要为残积、坡积、冲积物等，零星分布于地势低洼处，不整合于矿区内各地层表面，主要覆盖含煤地层，厚0～10m。
（2）、下三叠统夜郎组（T1y）：根据岩性变化情况由上至下分三段：九级滩段（T1y3）、玉龙山段（T1y2）、沙堡湾段（T1y1）1)九级滩段（T1y3）主要由灰紫色、紫色、暗紫色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，局部夹薄层状泥质灰岩、灰岩，含瓣鳃类等动物化石（产王氏克氏蛤、格氏克氏蛤、弱海扇等动物化石）。