复合顶板高瓦斯厚煤层综放工作面覆岩“三带“动态发育特
工作面“三带”观测技术与应用
工作面“三带”观测技术与应用【摘要】工作面“三带”观测技术是一种对煤炭开采工作面进行全面监测的重要方法。
本文从研究背景和研究目的入手，介绍了工作面“三带”概念及特征，以及相关的观测技术和应用。
通过对观测技术的分析，揭示了其在煤炭开采过程中的优势和潜在的发展前景。
结论部分指出了工作面“三带”观测技术的重要性和推广价值，强调了其对煤炭工作面安全生产和生产效率的重要作用。
本文的研究对于提高煤炭生产的质量和效益具有重要意义，有助于指导煤炭开采行业的发展方向和技术改进，促进行业的可持续发展。
【关键词】工作面，“三带”，观测技术，应用，优势，发展前景，重要性，推广价值1. 引言1.1 研究背景工作面“三带”观测技术是煤炭开采领域中的一项重要技术，它通过对工作面岩层的变化情况进行观测和分析，可以有效地指导矿井生产作业，优化煤炭开采过程，提高煤炭开采效率。
煤炭资源是我国能源资源的重要组成部分，矿井开采是煤炭资源开发利用的重要环节。
随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭开采遇到了越来越多的技术难题和挑战，如矿井深度加深、工作面地质条件复杂等。
在这种情况下，工作面“三带”观测技术应运而生，成为解决煤炭开采中地质灾害防治、安全生产等方面问题的重要手段。
深入研究和应用工作面“三带”观测技术，对于提高煤炭开采的安全性、高效性和可持续性具有重要意义。
中的内容为：工作面“三带”观测技术的重要性及应用前景。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨工作面“三带”观测技术在煤矿生产中的应用价值，通过对工作面进行“三带”观测，准确掌握煤层破坏及变形情况，提前预警煤层的失稳或冒顶等安全隐患，从而保障矿工的生命安全。
通过对“三带”观测技术的研究与探讨，进一步提高矿井生产效率，降低生产成本，增强矿井的竞争力和可持续发展能力。
本研究旨在全面了解工作面“三带”现象的产生机理及规律，优化“三带”观测技术的方法与手段，推动“三带”观测技术的创新与发展，为煤矿安全生产提供科学依据和技术支持。
厚煤层复合顶板工作面上覆岩层“三带”发育特征研究
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aozuo,Henan４５４００３,China;
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基金项目:国家自然科学基金项 目 (
５２０７４１０６), 河 南 省 优 秀 青 年 科 学 基 金 项 目 (
２３２３００４２１０６１), 河 南 理 工 大 学 创 新 型 科 研 团 队 (
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巨厚煤层综放工作面覆岩“三带”演化特征
图4采空区覆岩裂隙形态 Fig.4 The shape of overlying cracks in goaf
5
-20
-25o
I____________ I____________ I____________ I____________ I
50
100 150 200 250
距切眼距离/m
图5覆岩弯曲下沉量曲线 Fig.5 Overlying rock bending and sinking
(g )推进至162 m (h)推进至185m (i)推进至210 m
图3各个周期来压覆岩形态 Fig.3 Pressing each cycle
根据各个周期来压所对应的推进距离对(915)06工作面采空区覆岩裂隙分布形态进行划分, 采空区覆岩裂隙形态如图4,由于煤厚与试验自身 局限性，本次试验可以观察到完整的垮落带形态。
1试验模型设计与制作
1.1 试验原型 《煤矿安全规程》规定8 m以上的煤层称为特
厚煤层，然而随着煤炭资源勘查力度的增大,发现远 远大于8 m以上的厚煤层，因此，煤层的厚度定义 应根据实际煤层厚度及现有开采技术能力而有所调 整。许猛堂确定煤厚超过20 m以上的煤层为巨厚 煤层，试验模拟西山窑组下段下部的9-15号煤层， 9-15号煤层是井田唯一巨厚煤层，且为稳定煤层， 顶板以粉砂岩、泥岩为主；底板以泥岩、粉砂岩为 主，煤厚 23.3-25.6 m,平均 25.4 m。 1.2相似参数的确定
・86・
第52卷第6期 2021年6月
Safety in Coal Mines
Vol.5落带上方是裂隙带， 这一范围内的岩层，较于垮落带岩层分布规则，且岩 层内部存在许多裂隙，但是岩层有其原本的连续性。 裂隙带上方是弯曲下沉带，其只有工作面推进距足 够长时才会显现，相较于裂隙带此范围内岩层裂隙 发育一般，且会有离层现象。覆岩“三带”各自范围 内岩层特性影响着采煤工作面的矿压显现特征。
复合顶板厚煤层综采工作面“三带”动态分布研究
带” 发 育过 程及 特征 的研 究奠定 了基础 ， 但还 存在 一 ４ ］ ： 复合 顶板 的垮 落 规 律 和单 层 顶 板 的垮 落 研究 。从 ｌ ９世 纪末 到 ２ ０世纪 ， Ｆ ａ ｙ ｏ ｌ 、 豪 斯 和耳 哈西 些不 足 ［ 常发生 推垮 型 冒顶 事故 ， 但目 分别 提 出 了 圆 拱 理 论 、 分 带 理 论 和 自然 斜 面 理 论 ． 规律 存在 很大 的不 同 ，
ｄ ｅ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｋｎ ｏ ｗ ｔ ｈ ｅ ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ“ｔ ｈｒ ｅ ｅ ｚ ｏ ｎ ｅ ｓ ”． Ｔｈｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｅ ａ １ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．ｆ ｉｅ ｌ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ
ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｚ ｏ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｇ ｉ ｓ ｔ ｓ ｔ ｏ ｇ ａ ｓ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ，ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ，
年代 前 ， 国 内对 导 水 裂 隙带 高 度 的研 究 基 本 上 处 于
国外 对 顶 底 板 “ 三带” 发 育 理 论 进 行 了长 期 的
认识 性 阶段 。７ ０～ ８ ０年 代 ， 针对 水 体 下 采 煤 技术 的
迫切 需要 ， 国内开 展 了大 量 的 裂 高孔 现场 观 测 和试 验性研 究 工作 ， 总 结 出不 同覆 岩类 型 条件 下 ， 煤 层采
王家岭矿综放工作面覆岩“三带”实测
王家岭矿综放工作面覆岩“三带”实测作者：李建森来源：《科技与创新》2017年第06期摘要：为了掌握王家岭矿综放工作面覆岩“三带”的分布规律，通过地面观测孔与井下观测孔相结合的观测方法实测了覆岩“三带”的高度，总结了观测数据，得出了王家岭矿综放工作面覆岩“三带”的高度，为矿井顶板控制、瓦斯抽采等的设计提供了科学依据，保证了矿井的安全生产。
关键词：综放工作面；上覆岩层；矿井；煤矿中图分类号：TD752.2 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.06.1161 工程概况王家岭煤矿是中煤集团华晋公司的主力矿井，位于山西乡宁县，属晋西黄土高原，井田内山峦起伏、沟壑纵横，地表形态复杂多变。
为了准确掌握矿井工作面覆岩移动情况，在王家岭煤矿20104工作面对应地表（地理位置位于临汾市乡宁县南掌村）布置了地面观测孔，回采巷道内布置了井下观测孔。
随着回采的进行，井下地面同步观测，使用TYGD10型岩层钻孔探测仪对观测孔孔内裂隙发育、煤岩体破碎等情况进行了观测。
通过数据分析得出了综放工作面上覆岩层的移动规律和上覆岩层“三带”的高度。
2 观测孔布置方案2.1 地面观测钻孔布置根据地面情况，覆岩观测钻孔位置的选择不仅要考虑所选位置能否对覆岩移动进行有效观测，还要考虑到所选择的位置是否能允许钻机进行地面施工。
结合王家岭煤矿20104工作面地面地貌的实际情况，观测孔位置的选择及布置为：20104工作面地面观测站布置在CK8-1钻孔附近，该处位置地面地势相对平坦，钻机等大型工程设备能够到达，而且根据所掌握的覆岩移动规律，钻孔拟布置位置能够有效观测到覆岩的移动变形情况。
每个观测站设置有2个钻孔，分别为采前孔和采后孔，两孔相距5～10 m。
20104工作面采前孔布置在距2号煤层中央辅助运输大巷230 m，距20104工作面回风巷85 m处；采后孔布置在距2号煤层中央辅助运输大巷230 m，距20104工作面回风巷95 m 处。
大采高工作面一次采全高“三带”发育高度数值模拟研究
68能源技术与管理Energy Technology and Management2018年第43卷第！期Vol.43No.2doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2018.02.027大"高工作面一（"全高“三帑”发言高皮教值模4研6李俊庭、贾男2,3(1.长治三元中能煤业有限公司，山西长治046000;2.煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁沈阳110016;3.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁沈阳110016)[摘要]针对大采高一次采全高工作面后方采空区顶板裂隙发育的特点，通过经验公式和 数值模拟2种方式，对中能煤矿2301工作面采空区顶板垂直“三带”高度进行综合分析研究，发现采用经验公式计算得出的“三带”高度与数值模拟有较高的似合度，验证了经验公式的可靠性，最终确定中能煤矿2301工作面煤层顶板12.65 *以下为垮落带、12.65~53.40 *为裂隙带、53.40 *以上为弯曲下沉带。
该研究为相似矿井在大采高一次采全高回采工艺下“三带”发育高度的研究提供了一种技术方法。
[关键词]一次采全高;数值模拟；经验公式；裂隙带；“三带”发育高度[中图分类号]TD325+.1 [文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2018)02-0068-030引言对厚煤层的开采已由传统的综采放顶煤开采方式逐渐向大采高一次采全高的开采方式过渡。
与综采放顶煤开采相比，大采高一次采全高有以下几个优点:①提高了工作面煤炭的回采率，减少了资源的浪费。
②去除了放煤工序，大大提高了工作面的回采效率。
③随着工作面回采率的提高，采空区遗煤减少，采空区瓦斯涌出降低，大大减小了上隅角瓦斯超限的可能。
相比综采放顶煤工艺，由于单次采高的增加，上覆岩层裂隙发育高度如何对于裂隙带钻孔布置有重要影响[1-3]。
中能煤矿2301工作面煤层平均厚度为5.49 m，工作面煤层赋存稳定，无大的地质构造，工作面采用一次采全高回采工艺，矿井原有的裂隙带抽采采用穿层钻孔抽采方法，由于采煤方法的改变，针对现有回采方式下的“三带”高度研究对穿层钻孔布置有重要。
特厚煤层综放开采工作面覆岩运动规律研究
在 工作 面开采 前计算 的顶煤 初 次垮 落步距 分别 为
１． ３５ ｍ、１． ｎ、１．７ｍ，平均 为 １． ５ ６６ ｌ ９１ ６４ ｍ，而 现场 ４
实 际顶煤垮落步距在 １ ｍ一 １ ５ｍ，平均 １． １ ２． ７ ６ ８ｍ； ３ 第 一 、第 二 、第 三垮 落层 的初 次垮 落步 距分 别为
平线。
岩梁的依据 ，按式 （ 、式 （）进行判断。 ８ ） ９ 相邻岩层同时运动 （ 组成同一岩梁） ，
则
Ｅ ≥ （．５ １ ５ Ｅ Ｍ ｓ １１－ ． ）４ｃ ｃ ２ ．
（） ８
１ 工作 面覆岩运动发展规律 ． ２
１ ． 垮 落岩层 运 动规律 ．１ ２ 则
相邻岩层分别运动 （ 构成不同岩梁），
强度；Ｍｃ Ｅ 和 。分别为上位岩层厚度和抗压强度。 １ 塔山矿 ８ ０ 工作 面顶板活动规律的理论分析 ． ３ １２ 塔 山煤矿 ８０ 工作面位于塔山矿的一盘区。工 １２ 作面上覆开采侏罗纪煤层的小煤窑 ４ ，煤层底板标 座 高为 ｌ ３ １０２ｍ，相应 地 面标 高 １４ ０ｍ～ ２ｍ一 ６ ０ ５ １ ８ 。所采煤层为石炭二叠系 ３ ～＃合并层 ，煤 ４ｍ ５ ＃５
采场上方 “ 破坏拱”在工作面前方和工作面上方两个
方 向上逐渐扩展的阶段 。当第一次运动阶段结束时 ， “ 破坏拱”在工作面垂直方 向上不再扩展 ，然后进入
相邻岩层是否同时运动，是判别它们是否构成同
一
正常运动阶段 ， “ 破坏拱”将只在工作面前方方 向上
跳跃式 向前扩展 。此时， “ 破坏拱”拱顶为一近似水
Ｍ。 （． ￣ ．５ Ｅ ｃ ９ ｓ １１ １ ）４ｃ ．（） ＜ ５ ２ Ｍ
各岩层垮落步距的计算 ： 由工作面长度 （ 所决定的进人裂断运动的岩
综放工作面采空区“三带”高度分布特征数值模拟研究
煤 炭科技2019年第1期32 COAL SCIENCE &TECHNOLOGY MAGAZINE No.12019文章编号：1008-3731 (2019)01-0032-03综放工作面采空区“三带”高度分布特征数值模拟研究魏有胜(淮南矿业（集团％有限责任公司煤矿瓦斯治理国家工程研究中心，安徽淮南232000)摘要：煤矿开采过程中，岩层遭到破坏，采空区上方出现了明显的“三带”特征，详细掌握岩层“三带”分布规律，有利于较为定量的分析采空区瓦斯赋存和导水裂隙带高度，并能分析采空区对临近工作面及临近巷道的影响，从而为高、低位抽采巷&顶板高、低位钻孔）层位布置，临近工作面及临近巷道布置提供依据。
通过对阳煤集团新大地煤矿综放工作面采空区 岩破坏数，采空区“三带”高度分布规律，从而指导矿 开采件下选择高、低位抽采巷和顶板高、低位钻孔布置层位，进而取得较的瓦斯抽采效果。
关键词：综采放顶煤；采空区“三带”高度;覆岩变形破坏数值模型；数值模拟分析中图分类号:T D752 文献标志码：BNumerical Simulation Study on Distribution Characteristics of "Three Zone" Height in Goaf of Fully-mechanized Caving FaceW E I You-sheng(National Engineering Research Center for Coal Mine Gas Control,Huainan Mining (Group)Co.,Ltd.,Huainan,Anhui, 232000)Abstract: During the coal mining process,the rock stratum i s destroyed,and the obvious"Three Zone"feature appears above the goaf.Mastering the distribution pattern of"three Zone"in rock formations i s beneficial t o the quantitative analysis of gas occurrence and water-crushing belt height in goaf,and can analyze the influence of goaf on adjacent working face and adjacent roadway,so as to provides a basis for the layout of strata in high and low level extraction roadways(high and low level boreholes in roof),and provides a basis for the layout of the adjacent working face and adjacent roadway.In this paper,a numerical model of overburden deformation and failure in the goaf of the fully-mechanized caving face of the Xindadi Coal Mine of Yangquan Coal Industry Group was established,the distribution law of the"three belts"in the goaf was also obtained,so as to guide the mine t o select high and low pumping under similar mining conditions,and t o achieve a better gas drainage effect. Keywords：fully-mechanized top coal caving;"Three Zone"height in goaf;numerical model of overburden deformation and failure;numerical simulation analysisCLC number: T D752 Document identification code: B2019年第1期魏有胜:综放工作面采空区”三带”高度分布特征数值模拟研究331模拟区基本情况1.1 15302工作面概况新大地煤矿15302回采工作面位于一水平三 采区，采用走向长壁方式布置，设计走向长度1 310 m，回米长度1 057 m，倾斜长度190 m，地面标高为 1 340〜1 470 m，工作面标高984〜1 065 m。
特厚煤层综放采空区立体自燃“三带”分布规律实测分析
・
１ ２ ・
同 煤 科 技 Ｔ Ｏ Ｎ ＧＭＥ Ｉ Ｋ Ｅ Ｊ Ｉ
２ ０ １ ６ 年第 ５ 期
况等嘲 。温 度 及 气 样 成 分 的实 测 ， 通 过 在 采 空 区 预埋
发 火有 相 当一部 分是 发生 在支 架上 部 。该 区域正 处 于
取样温度传感器和束管获取 ， 浮煤温度通过在测温传 感器和井下测温仪来实测 ， 气样成分通过束管抽气 、 地
该发火 ， 但现在却成 了容易发火的地点 ， 因此有必要对
特厚煤 层综 放 采空 区 自燃 “ 三带 ” 展 开深入 的分析 。 本 文针 对 同煤 国 电 同忻 煤 矿 公 司 ８ １ ０ ３ 面 综 放 开
工作面采空区后部浮煤厚度见图 ｌ 。
采实际情况 ， 分析其采空区立体 自 燃“ 三带” 分布规律 ，
采 空 区温 度 和气 体 不仅 沿 走 向有 变 化 ， 而 且 沿倾 斜 方 向也 有变化 ， 为 了准 确划 分采 空 区“ 三带 ” 范 围， 不 仅在 采 空 区进 风侧 埋设 测 点 １ ＃ ， 中部 埋设 测 点 ２ ＃ 、 ３ ＃， 而 且 在 回风 测 埋设 测 点 ４ ｝ ｝ 、 ５ ＃ 。 为 了便 于 弯 曲 ， 采 空 区 中部 埋 管 采 用塑 料 套 管 ， 并在 刮 板输 送 机 后 挖一 小 沟， 将 塑 料 管 套 入 ￣５ ０ ｍ ｍ钢 丝 缠 绕 管 再 埋 入 沟 内 。
浓度 的增加 ， 氧 浓度 也 呈 下 降趋势 ， 存在 垂 直“ 三带” ， 整 个采 空 区 自燃 “ 三带 ” 呈 立体 分布状 态。 关 键词 立体 自燃 “ 三 带” ； 采 空 区； 自然发 火 ； 矿 井防 灭 火技 术 中图分 类 号 Ｔ Ｄ ７ ５ ２
中硬覆岩大采高工作面顶底板“三带”发育高度观测研究
巷Ｎ Ｆ ３ ０ 。
类型、 煤层 的赋存状态和开采方法等 ） 。 确定“ 两带” 高度
的方法一般有 三类 ： 实际探测法 、 理论计算 法和经验公
式法 。本文利用钻 孑 Ｌ 压水实验方 法和经验 公式法来 对
意义。
关键词 ： 中硬 覆 岩 ； 顶底板“ 三 带” ； 钻探 压 水 实验 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｄ ３ ２ ５
文献标识码 ： Ａ
覆岩 的运动和破坏是 由下而上逐层发展 的 ， 一般形
成垮 落带 、 裂缝带 、 弯 曲带Ｉ ” 。垮 落带和裂缝带 的发育高
度， 常受诸多 因素影 响 ； 中硬覆岩下 大采高 工作面顶底 板“ 两带 ” 的高度 确定 ， 是 防水煤柱 、 一次采 全高 留采 比 等设计 的主要技术参数圜 。国内外学者都对 “ 两带 ” 高度 进行研究 ， 结果表明 ： 工作 面顶板导水裂缝带 和底板 破坏 带发育受多种 因素 的影响（ 例如采 高和顶板 的结 构
图１ 井下 仰 （ 俯） 孔 压 水试 验法 示 意 图
直接底 砂质泥岩 ０ ．０ ５
２ ） 试验孔位 。为了观测 １ ８ １ ０ ２ 工作面 的顶底板 “ 三 带” ， 在南 翼 回风大巷布置“ 三带 ” 观测孔 ， 见图 ２ 。顶板
兴县
０ ３ ３ ０ ０ ０ ）
要： 针 对 斜 沟 煤 矿 ８号煤 层 １ ８ １ ０ ２工 作 面 的地 质特 征 ， 进 行 现 场 钻 孔 压 水试 验 ． 并用井下实测结果， 提 出合 理 综 采
次采全 高条件 下“ 三带” 高度计算的经验公式 ， 对采 区和工作面防水煤柱的留设、 一 次采全 高的 留采 比确定具有一定指导
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复合顶板高瓦斯厚煤层综放工作面覆岩“两带”动态发育特征高宝彬1，2，3 王晓蕾4 朱明礼4(1.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，河南 焦作，454000；2.河南理工大学深部矿井建设重点学科开放实验室，河南 焦作，454000；3.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000；4.河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作454000；)摘要：以余吾煤业为试验矿井，采用钻孔分段注水观测和钻孔电视系统，探测综放开采上覆岩层“两带”高度，并对采动前后裂隙倾角、数量与深度关系、数量与宽度关系进行数字化分析和裂隙演变情况进行相似模拟试验与数值模拟试验，研究结果表明：余吾煤业综放开采冒落带高度在28～31m之间，裂隙带高度在59.8～61m的宽度之间，采动前裂隙以高角度、低宽度为主，而随着采煤工作面的逐步推进裂隙数量呈直线式上升，且增加的裂隙以小角度、中宽度为主，采动过程中裂隙的主要聚集区在煤壁前后，覆岩裂隙密度分布曲线呈两端和中间高，形如“波浪”型。
关键字：综放开采；裂隙；动态发育；特征DYNAMIC DISTRIBUTIONS FEATURE RESEARCH OF THE “TWO-BELT”OF COMPOUND ROOF HIGH GAS AND THICK COAL SEAM AND FULLYMECHANIZED CAVING FACEGAO Baobin1,2,3 WANG Xiaolei4ZHU Mingli4(1.State Key Laboratory Cultivation Base for Gas Geology and Gas Control Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454000，China；2.Opening Project of Key Laboratory of Deep Mine Construction，Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454000，China；3.School of Safety Science and Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454000，China；4.School of energy Science and Engineering Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454000，China)Abstract:Taking Y uWu mining company as the experimental mining，by borehole water injection by intervalstest and borehole televiewer system，overburden two zones height of fully mechanized caving mining are monitoring，and then，the digital analysis similarity of dip angle of fracture、relationship between amount and depth、relationship between amount and width simulation experiment and numerical modeling experiment of fissure development evolution are carried out.The research results show as followings：(1) Caving zone height fully mechanized caving mining YuWu mining company is from 28m to 31m and fractured zone height is 59.8m to 61m.(2) The fissure characteristic is mainly with high angle and low width；the amount of fissure is gaining by straight line form and gaining fracture is mainly with small angle and middle width.(3) The fissure cluster region focus on before and after the coal wall；and the fissure density distribution curves of overlying strata are high at two ends and intermediate，such as wave-shapes.Key words: fully mechanized caving face；fissure；dynamic development；characteristic1 引 言煤层被采出后，受到采动应力场影响的煤层上覆岩体，称为采动覆岩[1]。
煤层开采后上覆岩层将有移动、破断的现象，且有采动裂隙。
采动裂隙按其性质可分为竖向破断裂隙、岩层层间离层裂隙和采动节理活化。
采动裂隙的分布不但与煤矿地下水资源的破坏与保护及井下突水事故有关,且与煤层采动瓦斯卸压流动和煤矿瓦斯事故有关[2]。
而顶板覆岩“两带”发育高度及采动裂隙的分布特征十分复杂，不但与顶板岩性有关，而且与煤厚和开采方法有关。
目前确定两带高度的方法比较多，有公式法、物探法、钻孔分段注水法。
而《三下采煤规程》中的“两带”计算公式[3]只适用于薄及中厚分层开采的煤层，不适用于综放开采的厚煤层。
对于采动裂隙分布特征，钱鸣高等[4，5]利用模型实验、图像分析、离散元模拟的方法对长壁工作面采动裂隙分布特征进行了研究，揭示了采动裂隙的两阶段发展规律与“○”形圈分布特征。
王旭烽等[6]利用UDEC软件分析了采动裂隙演化规律及分布特征,并计算了导水裂隙带的高度。
张兴民[7]利用微地震技术对兴隆庄煤矿“两带”发育特征进行了监测。
程学丰等[8]利用声波CT技术对淮南孔集矿-250m 水平西二、西四采区的围岩破坏规律进行了观测。
得出其分布规律，并计算出了最大导水裂隙带高度。
张玉军[9,10,11]等采用钻孔电视探测了钻孔内原生裂隙与采动裂隙，并分析了其分布特征。
王忠昶[12]等利用井下仰孔分段注水法对东滩煤矿覆岩离层带实施注浆充填条件下综采放顶煤导水裂隙带的破坏特征进行了连续监测。
以上学者主要是采用了现场监测为主要手段，来观测综放开采条件下“两带”高度，而对采动裂隙的分布特征的研究主要从各个角度讲述了围岩应力的作用，而其裂隙演变规律存在非视性。
利用钻孔电视观测并结合钻孔分段注水方法不仅能够确定两带的高度，而且还可以提供原岩裂隙与动态裂隙产状、裂隙倾角、裂隙宽度等情况，并能够进行数字化处理，且能够给与裂隙情况的计算、统计与分析，因此可以对上覆岩层的动态发育特征进行综合性评价。
本文以余吾煤业为试验矿井，采用钻孔分段注水观测与钻孔电视系统相结合来探测覆岩两带高度，并对裂隙发育特征给与定量化处理和相似模拟及数值模拟研究。
2 工程概况及探测仪器2.1 工程概况潞安集团余吾煤业煤矿设计生产能力6Mt/a，主采3#煤层，平均煤厚5.99m。
采用综合机械化放顶煤的采煤方法,煤层原始瓦斯平均含量为8.51m³/t,顶板为复合顶板，顶板特点：①直接顶为深灰色沙质泥岩，厚约5.65m，偶见薄煤层；②基本顶为灰白色细粒砂岩和灰色粉砂岩，厚约11.2m。
具有交错层理.为了达到预期的试验结果结合余吾煤业地质条件及S1202工作面的实际回采情况，在S1202进风顺槽距开切眼130m、148m、166m处各打一个仰孔35°，开孔方位和巷道中心线夹角分别为90°、49°、31°深度均为182m的①、②、③号钻孔，钻孔位置见图1。
2.2 试验设备（1） 探测设备探测设备采用固德科技有限责任公司GD3Q-GM井下用钻孔电视系统，其成像能够以展开的图片形式展示出来，图像即可直观的看出钻孔内情况，也可用作地质现象的分析，弥补了煤矿地质勘探技术方面的不足，已被广泛用于采矿、地质等工程领域。
槽图1 钻孔位置布置图Fig.1 Layout of boreholes井下钻孔电视系统结构框图如图2所示，孔壁图像经过锥面反射镜变换后形成全景图像，罗盘方位图像与全景图像一起进入摄像机，通过电缆传入主控机的捕获卡进行数字化，测量轮实时探测探头所处位置，并通过深度捕获卡捕获其所处位置，在连续捕获方式下，全景图像被快速地还原成平面展开图，并实时的显示出来[13]。
图2钻孔电视结构框图Fig.2 Structure diagram of boreholes television （2） 钻孔分段注水设备注水装置采用自行设计的设备，它的工作原理是采动后上覆岩层会形成分层且各分层的裂隙大小与数量不等，因此各阶段的注水量不同，采图3 井下仰孔分段注水系统Fig.3 The upward slant hole zonal water injection system3 采动覆岩裂隙与高度发育状况3.1 方法介绍采用钻孔分段注水观测和钻孔电视系统来确定裂隙的发育特征以及“两带”高度，钻孔分段注水试验是可靠确定“两带”高度的方法，此方法是通过测定不同高度的注水量，进行对比分析，得出裂隙的发育特征以及“两带”高度。
3.2 钻孔压水试验确定裂隙发育情况及两带高50①号钻孔10001500100②号钻孔③号钻孔钻孔已经有较好的发育。
通过对比各钻孔采动前后注水量数据发现：采动后注水量有明显变化，大约是采动前注水量的几十倍到千倍之间。
通过各钻孔采动后注水量数据曲线可知：冒落带与裂隙带的分界点在垂直方向27～32m 之间。
裂隙带的高度基本是在58～61m 之间。
3.3钻孔电视探测裂隙的发育及分界点高度图5 采动前钻孔情况Fig.5 Fracture of boreholes before mining图6 采动后钻孔情况Fig.6 condition of boreholes after mining图5和图6分别是采动前与采动后钻孔裂隙的发育情况（高度为30.77～36.53m ）,通过钻孔情况可看出：钻孔出现了明显的裂隙，特别是在32.05m 、33.95m 、35.57m 处。