XX煤矿导水裂隙带高度探测方案
微山昭阳煤矿63209工作面提高开釆上限
导水裂隙带高度观测方案
山东科 技大学
新光集团有限公司昭阳煤矿
二o
—二年五月微山昭阳煤矿63209工作面导水裂隙带高度观测方案
目录
1生产地质条件...............................................1
1.1工作面位置及井上下关系.....................................1
1.2 觀........................................................1
1.3顶底板特征.................................................1
1.4 ±也质构造....................................................1
1.5水文地质...................................................2
1.6影响回采的其它因素.........................................2
2观测方法选择...............................................3
3导水裂隙带发育高度预计....................................5
3.1 覆岩破坏最大高度预计......................................5
3.2 覆岩最大破坏高度形成时间预计..............................5
3.3 S岩破坏带形态预计........................................5
4 观测布置方案...............................................6
5观测工程实施要求...........................................7
5.1井下钻窝的施工.............................................7
5.2井下仰孔的施工.............................................7
5.3井下仰孔分段注水观测.......................................7
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1生产地质条件
1.1工作面位置及井上下关系
63209工作面位于井田西部西六采区，东以F4断层保护煤柱线为界，西以F5
断层保护煤柱线为界，南部以63209工作面回风顺槽为界，北部以63209工作面
运输顺槽为界，垂深46米，走向长160米，倾向长103米，面积16480平方米。
工作面为新布釆区，东部临近西六采区运输上山，距离约30米，附近无相邻采掘 工作面，该工作面中上部下面为-400m水平运输、回风大巷，间距分别为31米和
54米。工作面对应地表为农田和树木，无建筑物。1.2煤层
63209工作面设计开釆煤层为3 T层煤，根据63209工作面运输顺槽、回风顺
槽、切眼掘进揭露的情况分析，该区域构造简单，裂隙不发育，煤层赋存稳定， 厚度在3.0-3.6之间，平均煤厚3.3m。1.3顶底板特征
63209工作面所采的3 了煤层为山西组煤系地层，煤层直接顶岩性为粉砂岩，
厚度4.0米，灰黑色，微波状水平层理发育，有少量黑色炭屑物，真密度2705kg/m3, 抗压强度（自然含水）75.9 Mpa,抗剪强度（45° ) 41.2 Mpa,普氏系数8.71。煤
层基本顶岩性为细砂岩，厚度10.0米，浅灰色，成分石英为主，少量长石及暗色矿
物，硅质胶结，上部微波状水平层理，呈互层状，有黑色炭屑，夹泥质团块，下
部夹有黄铁矿结核，具亮性滑面；煤层直接底岩性为泥岩，厚度1.75米，灰黑色, 较疏松，含少量炭屑及植物化石；煤层老顶岩性为粉细砂互岩，厚度8.0米，浅灰
色，间夹粉砂岩薄层。老顶初次来压对工作面影响一般持续2d〜3d,初次来压步距一般为20米〜35 米，工作面周期垮落步距为12米。本面开采的3 T煤层上部为3 ,煤层，两层煤的
层间距平均为20米，3 h层煤未开采。1.4地质构造
据现有巷道揭露情况，工作面有大断层两条即：F4断层和F5断层。F4、F5
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断层分别为南部、北部边界，开采时留设足够的防水保护煤柱。从巷道揭露情况 看，在工作面内存在落差较小的断层较多。
根据江苏省煤田地质勘探二队提供的地质报告，本井田位于秦岭纬向构造带 北支，丰沛隆起带，区内褶皱微弱，仅在勘探区西南角有东北向小褶皱。工作面
位于本矿区的西北部，工作面内褶曲不发育，对回釆没有影响。1.5水文地质
由于本采区为未采区域，故不受老空水威胁。该区域水文地质条件总体属简
单类型，本开采区上部有砂岩、粉砂质泥岩弱含水隔水层，虽然砂岩、粉砂岩有 裂隙、孔隙含水，出露于斜坡地带，但有泥岩、粘土岩阻隔分离。煤3 7距底板含
水层（三灰）平均51.6m,之间有多层粉砂岩、泥土岩等构成良好的隔水层，故三
灰水对施工基本无影响。63209工作面运输顺槽、63209工作面回风顺槽揭露F4
断层时，未有水涌出，仅有少量淋水，63209工作面运输顺槽揭露F5断层时少量
涌水，最大涌水量约0.02m3/h。第四纪松散层含水层距施工层位较远，其间有多层
隔水层，间隔水条件较好，故第四纪松散层含水层对本巷施工无影响。矿井涌水 以煤层顶板砂岩裂隙水和构造裂隙水形成矿井充水，因含水层的补给条件差、富
水性弱，经井上下观测结果分析，雨季降水对工作面的影响不大。根据采区实际 情况，预计工作面涌水量为0.02-0.05m3/h,目前矿井正常涌水量18〜24m3/h左右。1.6影响回米的其它因素
本工作面影响回釆的其他因素有瓦斯，瓦斯绝对涌出量1.2m3/min,釆面参考
值1.2 m3/min;C02相对涌出量2.02m3/t，绝对涌出量19.21 m3/min,采面参考值19.21
m3/min；煤尘爆炸指数，煤尘爆炸指数34.33%,具有强爆炸性；煤层自燃倾向性,
II类自燃煤层；无地温及冲击地压。工作面周围有两条落差较大的断层，预计其附近应力较集中，但对正常回釆
影响不大，主要加强顶板管理，采取有效支护。
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2观测方法选择
传统的采动导水裂隙带高度观测方法是地面钻孔冲洗液耗量法，需要在地面
上位于采空区回风巷或机巷两侧一定的范围内，以釆空区一侧为主施工数个钻孔,
通过钻进过程中钻孔冲洗液消耗量的变化，求得采动导水裂隙带高度和分布形态， 如图2.1所示。一旦煤层埋藏较深，不但耗费钻孔工程量较大，观测的准确度也难
以控制。地面钻孔
图2. 1地面钻孔冲洗液观测法 为了减少工程费以及提高观测的准确度，本次观测采用了井下仰孔分段注水
观测方法。该方法的性特点是在煤矿井下采煤工作面周围选择合适的观测场所，
例如可在相邻工作面的区段平巷或所测工作面的停采线或开切眼以外的巷道中开
掘钻场，向采空区上方打仰斜钻孔，钻孔应避开冒落带而斜穿裂缝带，达到预计
的裂缝带顶界以上一定高度，使用“钻孔双端封堵测漏装置”沿钻孔进行分段封
堵注水，测定钻孔各段水的漏失流量，以此了解岩石的破裂松动情况，确定裂缝 带的上界高度，观测原理及仪器结构如图2.2所示。该系统在结构上有两条通路，
充气通路和注水通路。由高压气体瓶充气控制台和孔内封堵胶囊组成充气通路； 由高压水、注水控制台、进水推杆和孔内注水探管组成注水通路。首先通过充气
通路给胶囊一定压力的气体使其膨胀，封堵孔内所在孔段的两端；然后通过注水
通路给胶囊向封堵段恒压注水，由注水控制台控制水压并读取注水流量。每测定
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一个孔段后，将封堵器的胶囊卸压，收缩卸压后，移至下一测段继续进行注水观
测，直到测出整个钻孔各段的漏失量，根据漏失量变化情况确定围岩破坏范围。
图2. 2观测原理及仪器结构
观测导水裂隙带高度的井下仰孔分段注水观测方法是由山东科技大学与淄博 矿务局共同研究发明的一种成功的新型岩体破坏探测技术，于1990年11月27日
通过专家技术鉴定。鉴定意见认为，该项技术方法与以往的传统方法相比，具有 “精度高、工程量少、投资省、观测效果明显”等优点，具有较普遍的适用性和
推广意义；观测设备“结构简单、操作方便，易于现场井下应用，所获资料可靠”,
“在全国煤炭系统属首次应用”。该技术方法和仪器设备均获得国家发明专利，并 于1993年在煤炭工业专利技术及产品信息交易会上被定为推广项目，获得荣誉证
书。该技术方法能在任意倾角的岩石钻孔内进行分段封堵注水，测定孔段漏失流
量，确定岩体的裂隙及松动状况，为安全防范及岩体加固提供参数；用于探测覆 岩裂缝带高度，比传统的地面钻孔冲洗液消耗量观测法节省工程费用70%以上，
具有准确度高的优点，还可用于探测煤层釆后底板破坏深度，为防治煤矿底板突
水提供资料。
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3导水裂隙带发育高度预计
覆岩破坏高度及形态受煤岩结构、覆岩岩性、煤体力学状态影响呈现高峰在
采空区边界内、外的多种形态，这将直接影响到探测的准确性问题。因此，合理
的观测方案必须以最大高度与形态预计都比较准确为前提。3.1 覆岩破坏最大高度预计
根据工作面顶板覆岩岩性条件，顶板岩层由粉砂岩、细砂岩等组成，根据其
强度3 T煤层顶板属于中硬偏硬地层，为保证探测范围超过实际破坏带高度，按中
硬岩层预计，按“三下”釆煤规程中公式进行，中误差取正值，其预计公式：
1 0(EM …H .. =------------±5.6 (1)1 1.6SM + 3.6
Hh = 20^~iv7+10 (2)
将煤层厚度按3.3m带入，得覆岩破坏预计高度为31.6-46.2m。为防止出现裂
高过大等异常情况，适当加大钻孔深度，至少延长5〜10m孔段的深度，以便测出
一定长度的不漏水孔段，作为确定裂隙带顶界的依据，实际最大控制高度为55m。3.2覆岩最大破坏高度形成时间预计
特殊开釆的研究和实践表明，覆岩破坏带发育有一个过程，在达到最大高度 以后，随工作面的推进和时间的延长，其顶部裂缝将逐渐受压密合而使高度回缩 下降。其中，采空区中部回降最大，而边界上则回降较小。根据研究资料，硬岩
地区覆岩破坏稳定的时间受釆厚、岩性、结构、开采方式等因素的影响，一般在 1〜2个月，甚至更长，而有实际应用价值的参数是覆岩最大破坏带高度。3.3覆岩破坏带形态预计
63209工作面倾角较小，属于缓倾斜煤层。根据已有研究成果，其最终形态总
体上为典型的“马鞍型”，但由于煤体条件以及自煤层开始自下而上覆岩强度组合
的不同，而破坏带最高点在釆空区边界的位置（边界内、外还是边界上）不同，
则预计本工作面破坏带形态为起点在煤体内部，边界逐渐向煤体转移、最高点在
开采边界釆空区内侧的“马鞍型”。
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薄煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定
９６ 互撼晨甜技 ２０１３年第３期 薄煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定 郝天轮 ，王东成 ，李玉梅 （兖矿集团邹城华建设计研究院有限公司，山东邹城２７３５００） 摘要某煤矿１２ 煤层为薄煤层浅部开采，极易受到第四系底部含水层的威胁，为确保安全开采，需要留设合理的防水煤岩柱。矿井利用 “井下仰斜钻孔双端堵水器导水裂隙带高度观测技术”对采场导水裂隙带发育高度进行了现场观测。文章对观测结果进行了分析研究和评 价，确定了覆岩导水裂隙带发育高度。该成果对于留设合理的防水煤岩柱，保证矿井安全生产具有重要意义。 关键词 浅部开采 防水煤岩柱 导水裂隙带 发育高度 中图分类号ＴＤ７４５ 文献标识码Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１３．０３．６１ 不同的地质条件和采煤方法会对覆岩导水裂隙带 发育高度造成不同的影响，现场应根据矿井具体条件， 通过理论预计及现场观测，确定覆岩导水裂隙带发育 高度，为留设防水煤岩柱提供依据。 １ 地质条件 工作面开采煤层为上石炭统太原组１２ 煤层，该 煤层赋存稳定，煤厚１．１～１．３７ｍ，平均１．２２ｍ（不计夹 矸厚度），含夹矸１～３层，平均厚０．４５ｍ，该范围内煤 层为稳定型复杂结构。工作面内煤层为单斜构造，煤 层倾角２ ～８。，煤岩层比较平缓。１２下煤层直接顶以 砂质泥岩、泥岩为主，平均厚２．２７ｍ，老顶以粉砂岩和 细砂岩为主，局部为砂质泥岩及细砂岩互层，属３类直 接顶板，Ⅱ级老顶。煤层直接底以八灰为主，厚度平均 ３．４８ｍ，煤层与八灰之间，常具一层炭质泥岩，厚度 ０．０２～０．４０ｍ，平均０．２ｍ。工作面正常涌水量１００ｍ ／ ｈ左右，最大涌水量约２００ｍ ／ｈ。 ２观测方案 ２．１ 导水裂隙带发育高度预计 依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与 压煤开采规程》，对工作面开采后的垮落带和导水裂隙 带最大发育高度进行预计。 （１）预计垮落带最大高度 ‰＝ ＋２．２ 式中：日搀一垮落带最大高度，ｍ； ∑ｍ一累计采厚，ｍ。取１．２２＋０．４５＝１．６７ｍ Ｈ ：— 一±２．２：６．２±２．２即垮落带 垮一４．７×１．６７＋１９上 ‘ 一 。 上 ’ ¨。 々 。 最大高度预计为４．０～８．４ｍ。 （２）预计导水裂隙带最大发育高度 ￥收稿日期：２０１３一Ｏ１一ｌ６ ＋５＿６ 式中：日 一裂隙带最大发育高度，ｍ； ： ±５．：２．６．２６ ２±５．６ 爿裂 而±・ ２ ・ ±５‘ 即导水裂隙带最大发育高度预计为２１～３２．２ｍ。 对采场导水裂隙带发育高度进行现场观测时，为 防止出现导水裂隙带高度过大等异常情况，钻孔实际 施工过程中应适当加大钻孔深度，至少延长１０ｍ孔段 的深度，以便测出一定长度的不漏水孔段，作为确定导 水裂隙带顶界的依据。 ２．２ 导水裂隙带实际观测 导水裂隙带内的岩层发生的是弯曲断裂，所以导 水裂隙一般都垂直于岩层层面，而且这些裂隙是离散 分布的，井下仰斜钻孔能穿过更多的岩层垂向裂缝，所 以观测得到的导水裂隙带发育高度值更为可靠。另 外，井下仰斜钻孔还能够发现导水裂隙带之上的含水 层，如果该含水层在煤层开采后仍富水，则充分说明采 场覆岩导水裂隙带没有波及该含水层，这是判断导水 裂隙带发育高度最为充分可靠的依据。 井下仰斜钻孔布置详见图１。钻孔施工时先打２ 钻孔进行观测，根据该孔观测结果重新对１ 及３ 钻孔 的方位、仰角及深度等要素进行选择或调整，从而保证 观测结果的科学性和有效性。 导高上限３２．２ｍ 、 导高下限２１ｍ ｆ 一 槲带 图１观测钻孔布置剖面图 （１）ｌ 钻孔，由图２分析可知，１７．１～２４．１ｍ孔段 钻孔注水漏失量都相对较小，该范围内最大的漏失量 在２０．１～２１．１ｍ测段，漏失量仅为３．０Ｌ／ｒａｉ
《2024年隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究》范文
《隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究》篇一
一、引言
随着采矿业的快速发展，地下开采过程中的安全问题愈发突出。其中，隐伏陷落柱作为一种常见的地质构造，其导水性及对矿体稳定性的影响已成为矿业工程领域的重要研究课题。本文旨在研究隐伏陷落柱导水裂隙带的高度，以期为矿山安全生产提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义
隐伏陷落柱是一种地下岩溶作用形成的特殊地质构造，具有导水性强的特点。在矿山开采过程中，隐伏陷落柱的导水裂隙带高度直接影响矿体的稳定性及矿井安全。因此，对隐伏陷落柱导水裂隙带高度的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、研究方法及数据来源
本研究采用地质勘探、现场观测、实验室测试及数值模拟等方法，综合分析隐伏陷落柱的导水性及裂隙带高度。数据主要来源于矿山地质勘探资料、现场观测数据及实验室测试结果。
四、隐伏陷落柱导水性分析
隐伏陷落柱的导水性主要受其地质结构、岩性及地下水动力条件等因素影响。通过地质勘探及现场观测，发现隐伏陷落柱内部存在大量的裂隙和溶洞，这些裂隙和溶洞为地下水的流动提供了通道，使得隐伏陷落柱具有较强的导水性。 五、导水裂隙带高度的研究
导水裂隙带高度是评价隐伏陷落柱对矿山安全影响的重要指标。本研究通过数值模拟方法，分析了隐伏陷落柱在不同地质条件和开采条件下的裂隙带高度。结果表明，裂隙带高度受多种因素影响，包括岩性、地质构造、开采方式等。在实际应用中，需根据具体情况进行综合分析。
六、结果与讨论
根据研究结果，得出以下结论：
1. 隐伏陷落柱具有较强的导水性，其内部裂隙和溶洞为地下水流动提供了通道。
2. 导水裂隙带高度受多种因素影响，包括岩性、地质构造、开采方式等。在实际应用中，需根据具体情况进行综合分析。
3. 通过数值模拟方法，可以较为准确地预测隐伏陷落柱的导水裂隙带高度，为矿山安全生产提供理论依据和技术支持。
在讨论部分，本文对研究结果的局限性及未来研究方向进行了探讨。由于地质条件的复杂性和多变性，本研究仍存在一定局限性。未来研究可进一步考虑更多影响因素，如地下水位变化、岩溶发育程度等，以更全面地评价隐伏陷落柱的导水性及裂隙带高度。
《2024年隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究》范文 2
《隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究》篇一
一、引言
随着矿山的开采和地下工程的发展，岩层内陷落柱（KCZ）现象及裂隙导水现象已经成为一项不容忽视的地质工程问题。这些地壳现象常造成地表水的潜流、渗流甚至喷涌，严重威胁着矿山的开采安全、地下工程的稳定以及人民的生命财产安全。本文将着重研究隐伏陷落柱（BCCZ）所引发的导水裂隙带高度问题，通过实验研究和理论分析，探讨其内在机制及高度变化规律，以期为矿山安全开采和地下工程提供科学依据。
二、隐伏陷落柱及导水裂隙带概述
隐伏陷落柱（BCCZ）是指在地表难以直接观察到的地下岩层陷落现象，其形成与地质构造运动、岩层特性、地下水活动等因素密切相关。当这种陷落现象在岩层中发生并进一步扩大，可能形成导水裂隙带（CWCB），对地表水流向、矿坑安全及地下水流动路径产生影响。而研究其高度变化规律对于防范安全事故和有效控制水流方向具有重要的实践意义。
三、导水裂隙带高度的研究方法
本文通过实验室模拟、数值模拟及现场实测等多种方法，对隐伏陷落柱导致的导水裂隙带高度进行研究。实验室模拟主要通过制备岩层相似材料，模拟地下岩层结构，研究不同因素对导水裂隙带高度的影响；数值模拟则采用岩土工程数值分析软件，模拟地下岩层应力分布及裂隙发育过程；现场实测则通过对矿山现场进行勘探，收集数据并进行分析。
四、导水裂隙带高度的变化规律
经过一系列实验和实地调查，我们发现导水裂隙带的高度受多种因素影响，包括地应力分布、岩层性质、地下水活动等。当隐伏陷落柱发育时，由于地应力的重新分布和岩层的破坏，导水裂隙带的高度会逐渐上升。而岩层的性质如硬度、含水性等也会对导水裂隙带的高度产生影响。此外，地下水活动也会对导水裂隙带的高度产生影响，如地下水位的变化可能导致导水裂隙带的扩展或收缩。
五、研究意义与展望
本研究对于矿山安全开采和地下工程具有重要的实践意义。首先，通过研究隐伏陷落柱导致的导水裂隙带高度变化规律，可以预测和防范因地下岩层破坏而引发的安全事故。其次，对于控制地表水和地下水的流向和流量，保护生态环境和水资源具有重要意义。此外，该研究还可以为地下空间的开发利用提供科学依据。
瞬变电磁法在导水裂隙带高度探测中的研究应用
煤炭工程 ２０１１年第３期
瞬变电磁法在导水裂隙带高度
探测中的研究应用
张 彬 ，牟 义 ，张俊英 ，李 文 ，黎 灵
（１．煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院，北京１０００１３；
２．煤矿重大危险源评价与鉴定实验室，北京１０００１３）
摘要：为了准确地测定煤层工作面覆岩破坏导水裂隙带的高度，文章利用瞬变电磁仪对宁
夏红柳煤矿１１２１工作面采空区开展了覆岩破坏导水裂隙带高度超前探测的试验研究。结果表明，
井中瞬变电磁法具有定向性（方位性）好、探测距离大、探测精度高等突出优点，为煤矿导水裂
隙带高度定量探测提供了一种新的有效手段。
关键词：瞬变电磁法；瞬变电磁仪；导水裂隙带高度；冒落带；超前探测
中图分类号：ＴＤ７４５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２０１１）０３－００４４－０３
随着我国煤矿开采不断延深，煤层底板突水威胁日趋
严重。在煤层回采过程中，采场附近煤层工作面覆岩因应
力变化产生变形、破坏而形成覆岩破坏导水裂隙带，因失
去隔水能力形成导水裂隙带，使得顶板隔水层厚度变薄，
更容易与浅部含水岩层导通发生突水事故。因此，准确地
测定煤层工作面覆岩破坏导水裂隙带高度对于煤矿防治水
措施的制定及突水预测都是至关重要的。在实际工作中， 需要对矿井顶板覆岩破坏裂隙导水带进行现场实测，其方
法主要有钻孔注（放）水法、探地雷达、震波ＣＴ成像法及
直流电阻率法等，这些物探方法大部分用于工作面底板破
坏带深度探测，只能定性分析，无法定量确定。本文通过
采用瞬变电磁法对宁夏红柳煤矿１ １２１工作面覆岩破坏导水
裂隙带高度进行探测，对瞬变电磁法超前探测在工作面覆
岩破坏导水裂隙带高度定量分析进行初步研究。
１ 工作面基本概况和地质情况
１１２１为１１采区的首采工作面，工作面埋深１５０—
３５０ｍ，工作面宽３０２ｍ，走向长为１４８０ｍ，平均倾斜长为
３０６ｍ，煤的厚度为４．３—５．８ｍ，平均５．３ｍ，倾角为５．３。～
兴源矿四采区导水裂隙带高度研究及冲积层水害防治
兴源矿四采区导水裂隙带高度研究及冲积层水害防治
兴源矿四采区为薄基岩区，6#煤层开采受上覆第四系底部卵石含水层水害威胁，在6402工作面安装导水裂隙带监测系统，通过导水裂隙带高度的超前和采后实时监测，确定在采高2.5m，导水裂隙带最大高度37m左右，在此基础上参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定，计算分段采高保护层厚度和防水煤岩柱高度，制定了6402综采面薄基岩区分段科学控制采高、防止第四系底卵突水的技术方案，确定了突水危险区控制采高及回采长度。6402成功回采实线证明了该方案的科学、有效性。
标签：裂隙 研究 水害防治
兴源矿隶属开滦（集团）蔚州矿业公司，位于河北蔚县矿区中西部。依据井田勘查资料，四采区为井田薄基岩区，6煤顶板基岩厚度小于经验性导水裂隙带高度。根据该矿第一个综采工作面6401揭露，6401工作面开采后涌水量40m3/h左右（涌水量大于该矿历史单工作面涌水量），涌水水源为6#煤顶板砂岩含水层亦或第四系底部卵石含水层仍不甚清楚，四采区水文地质条件较复杂。以此加强对6#煤开采导水裂隙带研究，对薄基岩顶部第四系底部卵石含水层水害防治意义重大。
1采区地质、水文地质条件
1.1采区地质概况
采区含煤地层为侏罗系中下统下花园组，可采煤层为1#、5#、6#，其中6#煤为主要可采煤层；第四系平均厚度205m，直接覆盖于煤系地层之上。采区地质构造较为简单。
1.2采区水文地质条件
①第四系底部卵石含水层，采区均有分布，该段含水层岩性主要为卵石、砾石夹粗砂层，含水层厚度5～10m，该含水层在采区范围内局部与基岩接触，补给6#煤顶板砂岩含水层。建井时期井筒揭露该段含水层，测得单位涌水量Q=3.54m3/h，q=0.222 L/s.m，K=3.38m/d；该段含水层富水性为弱—中等。
②煤系（6#煤顶板）砂岩含水层该含水层位于6#煤顶板至基岩顶界面间，主要为层间砂岩，含水层由2～3层细砂岩、中砂岩组成，厚度5.00～14.15m。巷道掘进过程中，6煤顶板砂岩含水层有3次以裂隙淋水方式进入矿井，涌水量20m3/h左右。该含水层富水性相对较弱。
东曲煤矿28806综采面导水裂隙带高度研究
文章编号院1008-3731渊2019冤04-0013-03
StudyonHeightofWater-conductingFractureZonein28806Fully-mechanizedFaceofDongquCoalMineTIANChao
渊DongquCoalMine,XishanCoalandElectricity(Group)Co.,Ltd.,Gujiao,Shanxi袁030200冤
Absrtact:Theheightofwater-conductingfracturezoneinfully-mechanizedminingfaceisthemainparameterofcoalseamminingandanimportantbasisforanalyzingthehydrogeologicalconditionsofmine.Althoughitcan
becalculatedbysomeempiricalformulas,itisdifficulttoaccuratelycalculatetheheightofwater-conducting
ingboreholedetectionmethod,two
boreholesweredesignedinthetracktransportationroadwayof28806workingfaceinDongquCoalMine.The
heightofthewater-conductingfracturezoneoftheworkingfacewas52.4~53.70m,whichwasbasicallycon鄄
sistentwiththecalculatedvalueofempiricalformula.Itcanbeusedasthebasisforminehydrogeologicalanaly鄄
泗河煤矿16煤采空区导水裂隙带实测
煤矿现代化 ２０１２年第４期 总第１０９期
泗河煤矿１６煤采空区导水裂隙带实测
韦安军，江斌，闰辉，Ｉ、庆祥
（微山湖矿业集团有限公司泗河煤矿，山东微山２７２１９５） ： 摘要矿井各煤层的导冒裂隙带发育高度是矿井开采需要查明的重要参数，通过对
泗河煤矿东翼采区钻孔资料中的各项测试结果进行分析，探讨采空区煤层覆岩破坏情况，用 钻孔确定垮落带及导水裂隙带的高度。
关键词泗河煤矿；１６煤层；采空区；导冒裂隙带；实测
中图分类号：ＴＤ７４５．２１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—０７９７（２０１２）０４—００４１—０３
１ 矿井概况
泗河煤矿隶属于山东省微山湖矿业集团有限
公司，为生产矿井。矿井座落于山东省济宁市微山
县鲁桥镇境内，北距济宁市１８ｋｍ。
矿井位于济宁煤田东南边缘，为全隐蔽型石炭
一二叠纪煤田，地表均被第四系覆盖，地层自新至
老依次为：第四系、侏罗纪淄博群三台组、二叠纪石
盒子组、山西组、石炭一二叠纪太原组、石炭纪本
溪组及奥陶纪马家沟组。煤系地层为一套海陆交互
相的碎屑岩夹石灰岩沉积，由本溪组、太原组和山
西组组成，发育有可采及局部可采煤层５层，平均
总厚度为４．４３ｍ，主采煤层为１２下、１６ Ｅ、１７，主采煤
层为稳定或较稳煤层，结构简单。煤系地层底以奥
陶系古风化面为界，顶被侏罗系或第四系不整合覆
盖，属石炭纪 早二叠纪。
２ ２６０１工作面导水裂隙带高度观测
泗河煤矿自矿井投产以来，主采１６ 煤。泗河
煤矿的煤系地层普遍被第四系覆盖，在浅部开采
时，受第四系下组含水层威胁，需论证第四系下组
含水层是否影响安全生产。为此泗河煤矿根据井下
生产布置，选择１６ 煤开采的２６０１工作面为探测
工作面，进行了覆岩采动破坏探测工作。２６０１工作
面导水裂隙带高度观测，采用双端堵水器观测技
术，在井下同时施工三个钻孑Ｌ，一个向不受采空区
影响的方位施工，称为采前观测孔，另两个向采空
区上方施工，称为采后观测孔，探测钻窝位于２６０１
导水裂隙带高度预测技术
民营科技2018年第1期工程技术
导水裂缝带高度，简称导高。对导水裂隙带高度进行预测能够预防矿井水害、提高矿井开采上限。目前，确定导水裂缝带高度的方法有现场实测、经验公式预测、相似材料模拟和数值分析等方法。其中现场实测是最可靠的方法，一般情况下，会先对导水裂隙带的高度进行预测，然后根据预测的大致范围进行实测，这样可以减少导水裂隙带观测的工程量。常见的导水裂隙带研究方法为经验公式、理论计算、数值模拟与现场实测相结合，最终以现场实测结果为准。本文着重对导水裂隙带高度预测方法进行介绍，并结合实测结果对各个方法进行总结。为今后的实测提供计算依据。1经验公式法在煤炭规程[1]中,导水裂隙带计算公式是刘天泉院士于上世纪80年代初期，根据华北地区煤矿有限的现场实测资料，进行回归统计得出的经验公式。在当时我国华北地区煤炭开采主要是开采华北型煤田中二叠系的浅部煤层，开采深度一般没有超过300m，而且采厚不超过3m，并且开采工艺多为高档普采，因此严格地讲，规程中的公式使用是有采深和采厚条件限制的，即适用于采深不大的薄煤层开采工作面导水裂隙带高度的计算。但经验公式对导水裂隙带高度预测具有较大的参考价值。2关键层法[2]此方法是根据覆岩主关键层位置与导水裂隙带高度之间的关系，判断经验公式是否可行。该文献表明：对导水裂隙带高度产生影响的主关键层与开采煤层临界距离主要与煤层采高、顶板碎胀压实特性、主关键层破断块度等因素有关，可以粗略按7耀10倍煤层采高计算该临界距离。当覆岩主关键层与开采煤层距离小于7耀10倍采高时，不能按规程中的方法确定顶板导水裂隙带高度；当覆岩主关键层与开采煤层距离大于7耀10倍采高时，仍可按规程中的方法确定顶板导水裂隙带高度。3类比法该方法是以某矿区的数据为依据，如果有其它矿区与该矿拥有相似的上覆岩层赋存条件，采深采厚大致类似，就可以作为参考依据预测该矿的导水裂隙带高度，一般是比较相邻矿区与该矿区的煤层埋藏条件以及上覆岩层赋存条件，然后根据不同之处，结合实际情况进行一些调整。4数值模拟从20世纪80年代初期开始，数值模拟技术越来越成熟，并应用于各行各业。常用的预测导水裂隙带的方法有很多，例如有限元法、有限差分法、边界元法和离散元法等。对导水裂隙带高度预测进行竖直模拟时，一般是根据上覆岩层赋存情况，岩性，倾角，开挖高度等参数进行建模，并应用一些理论依据进行计算的。在模拟过程中，需要选择合适的理论依据，不然模拟结果与导水裂隙带实际高度相差甚远。5相似材料模拟相似材料模拟是用相似材料或相似结构对岩体工程地质物理立约进行模拟的方法。一般步骤为在了解覆岩条件的情况下，选定适当的比例，使用沙子、碳酸钙、石膏等材料对实际的岩层条件按照选定的比例进行配比，由下至上铺好压实，并根据受力情况进行施加载荷，然后根据实际开挖情况对模拟的待开挖“煤层”进行分时间分次数开挖，接着根据模型的应力、应变、位移以及破坏等模拟结果，对实际的裂隙高度进行预测。该方法无论是相似配比计算，材料的准备，材料的预处理，还是中期的配比铺设，以及后期的开挖与实测，以及对实验室环境都有严格的要求，整个过程工艺相对来说比较复杂，但模拟过程以及结果形象直观，可以了解覆岩破坏过程，还可以掌握在不同采动采高的影响下“两带”的发育高度。6神经网络法导水裂隙带高度主要受覆岩岩性、采高、工作面尺寸、地质构造、顶板管理等非线性因素的影响，这些因素表现的似乎毫无规律，故导高预测系统可看为一个灰色系统[3-5]。该方法一般是基于神经网络模拟（如灰色模型）设定N个影响导水裂隙带高度的因素，并对这些因素进行量化来进行建模，然后建立对应的灰色模型，通过模型得到对应的预测数列，以生成的预测数列作为神经网络的输入值，以导导水裂隙带高度预测技术吕高元1闵祺2赵子浩1赵新泉3渊1.山东科技大学矿业与安全工程学院袁山东青岛266590曰2.济宁矿业集团安居煤矿生产科,山东济宁272119曰3.兖矿集团济宁二号煤矿安监处袁山东济宁272000冤摘要院为了矿山安全有效开采袁保水开采袁需要对导水裂隙带发育高度进行观测袁观测之前需要先对导水裂隙带高度进行预测遥总结了导水裂隙带高度的预测方法遥并结合历史观测情况袁对各个方法的适用范围进行了分析遥关键词院导水裂隙带曰高度院预测中图分类号院TD1文献标识码院A文章编号院1673-4033渊2018冤01-0104-02
亭南煤矿204工作面4煤导水裂隙带高度测试研究
亭南煤矿204工作面4煤导水裂隙带高度测试研究
【摘 要】本项目运用钻孔冲洗液消耗观测法和钻孔电视探测法两种方法测定和研究了4煤顶板导水裂隙带的发育高度，获得了综采条件下导水裂隙发育高度的实测数据。
【关键词】导水裂隙带；消耗量观测；钻孔电视
1. 矿井地质采矿条件
亭南煤矿地处彬长煤田，行政区划属陕西省咸阳市长武县亭口乡所辖，采用立井单水平开拓，生产能力3.0Mt/a。
主采煤层为4煤层，采用走向长壁后退式采煤法，为综采一次采全高采煤工艺，单体液压支柱支护顶板，全部垮落法管理顶板，本次施工的204工作面位于矿井东北部，南北走向，工作面长度200m，计划推采长度2150m。该面煤层厚度为16.9m～21.0m，平均19.1m，煤层倾角0°～5°，设计回采高度为6.0m，是亭南煤矿第一个大采高工作工作面。
2. 项目工程概况
本项目运用钻孔冲洗液消耗观测法和钻孔电视探测法两种方法测定和研究了4煤顶板导水裂隙带的发育高度，获得了综采条件下导水裂隙发育高度的实测数据。
204工作面设计并施工了2个钻孔（D1孔和D2孔），D1孔首先施工至白垩系底部，然后封堵全段白垩系地层，继续施工至预计导水裂缝带上部，进行安定组顶部水位长观；D2孔为采后孔，首先施工至白垩系洛河组地层底部，然后封堵全段洛河组地层，继续施工至导水裂缝带顶部，观测导水裂隙带发育高度。地面探查钻孔揭露地层信息统计表见表1。
3. 导水裂隙带高度确定方法
3.1 钻孔冲洗液消耗量观测方法
要求水源箱、循环槽、沉淀池不得漏水，水源箱和沉淀池容积不小于1m×1m×1m的正方体，水源箱内安设浮标式水位测尺。
观测方法：开钻后，当冲洗液形成循环时，测定一次水源箱的水位，并记录开钻时间、钻孔深度，每钻进0.5m再测定和记录一次。当漏失量变大时，可缩短为0.3m测定和记录一次。完成一个回次以后，再测定和记录一次。并用钢尺测出该回次的实际进尺量。在观测段钻进时，每次起钻后下钻前均测定钻孔水位。当冲洗液循环中断时，及时记录孔深和时间，当冲洗液恢复循环时，同样记录孔
某矿导水裂隙带高度的确定
某矿导水裂隙带高度的确定
郭亨通;赵科旗;苏礼
【摘 要】裂隙带高度直接影响矿井的生产安全,是防水岩柱设计和水体下开采时最重要的数据.某矿井为确定5号煤开采后的顶板裂隙带发育高度,采用了《"三下"规程》中记载的公式计算了裂隙带的发育高度,计算最大裂隙带高度为45.2 m;应用UDEC数值模拟对裂隙高度进行了模拟,模拟裂隙带最大高度45 m;对试采工作面的裂隙带发育高度进行了实测,实测裂隙带高度为48.7 m.综合分析以上结果,得出该矿5号煤开采后的顶板裂隙带高度选择48.7 m.
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2017(026)011
【总页数】4页(P15-18)
【关键词】裂隙带高度;计算机模拟;UDEC数值模拟;窥测孔;"三下"开采
【作 者】郭亨通;赵科旗;苏礼
【作者单位】山西煤炭运销集团三元石窟煤业有限公司,山西长治 047500;山西煤炭运销集团三元石窟煤业有限公司,山西长治 047500;山西煤炭运销集团三元石窟煤业有限公司,山西长治 047500
【正文语种】中 文
【中图分类】TD823.83
随着我国采矿技术和装备的发展，导水裂隙带发育高度的研究已经取得了很大的进展，以刘天泉为代表的工程实践专家为我国矿井裂隙带高度研究做出了很大贡献 [1]。裂隙带高度是上覆岩层向下导水的主要通道，是矿井水害的一个最重要影响因素。在当前矿井瓦斯抽采技术尚未完善的前提下，裂隙带高度也直接影响煤层气抽采的最终效果。目前确定裂隙带高度的主要方法包括：理论计算、数值模拟、物理模拟和现场实测等，在确定矿井裂隙带高度时通常要多种不同方法结合，以保证结果准确、可靠[2-4]。
某矿井上覆岩层为中硬岩层，距离5号煤层顶板98 m有弱含水层，涌水量随着季节变化不明显。该层矿质优良，而且赋存稳定，矿层平均厚度为3.1 m，属于近水平矿层。试采工作面平均采厚3.1 m，平均采深350 m，工作面跨度134 m，工作面长度为430 m。