煤層群開(kāi)采導(dǎo)水裂隙帶探測(cè)

李　健

1.六盤(pán)水師范學(xué)院礦業(yè)工程系，貴州　六盤(pán)水　553004；2.瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶　400037

煤層群開(kāi)采導(dǎo)水裂隙帶探測(cè)

李健1*

1.六盤(pán)水師范學(xué)院礦業(yè)工程系，貴州六盤(pán)水553004；2.瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400037

摘要：目前，確定導(dǎo)水裂隙帶的方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)公式；另一類(lèi)是實(shí)際探測(cè)法。本文結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)煤層群開(kāi)采導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究。通過(guò)理論分析計(jì)算，得出上下2組煤開(kāi)采后的導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度以及理論破壞形態(tài)預(yù)計(jì)，并利用雙端封堵測(cè)漏的觀測(cè)方法進(jìn)行了觀測(cè)。

關(guān)鍵詞：煤層群；上行開(kāi)采；導(dǎo)水裂隙帶；覆巖破壞

一、覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度概述

目前，確定導(dǎo)水裂隙帶的方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)公式；另一類(lèi)是實(shí)際探測(cè)法。本文結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)煤層群開(kāi)采導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究。

二、理論計(jì)算公式

采用采空區(qū)垮落采煤時(shí)可以參考以下覆巖破斷垮落帶與上覆巖層導(dǎo)水裂隙帶的計(jì)算公式，傾角為0°-35°及36°-54°煤層垮落帶與導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊睦碚撚?jì)算公式見(jiàn)以下公式。

式中M——開(kāi)采煤層厚度，m；

K——垮落巖石碎漲性系數(shù)；

α——煤層傾角，(°)。

式中ω——垮落過(guò)程中頂板下沉量

三、導(dǎo)水裂隙帶探測(cè)

(一)井下仰孔分段注水觀測(cè)概述

傳統(tǒng)的采動(dòng)覆巖裂隙帶觀測(cè)方法是通過(guò)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆孔沖洗液消耗量的變化，求得采動(dòng)覆巖裂隙帶的高度和分布形態(tài)，如圖1、圖2所示。

圖1　地面鉆孔觀測(cè)示意圖

(二)觀測(cè)方案的工程布置

從鉆窩向采空區(qū)方向仰角打出兩個(gè)采后裂隙觀測(cè)孔，向反方向施工一個(gè)鉆孔作為采前對(duì)比孔，各觀測(cè)孔參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　鉆窩鉆孔要素一覽表

圖2　井下仰孔觀測(cè)示意圖

四、結(jié)論

(一)本次觀測(cè)采用山東科技大學(xué)研制的雙端封堵測(cè)漏的觀測(cè)方法，比傳統(tǒng)的采動(dòng)覆巖裂隙帶觀測(cè)方法是地面鉆孔水文觀測(cè)法鉆孔深度小，設(shè)備簡(jiǎn)單，節(jié)省工程費(fèi)用，觀測(cè)部位更為準(zhǔn)確，不受地面環(huán)境限制，不占農(nóng)田。

(二)相對(duì)于處于裂隙帶的內(nèi)側(cè)的41o孔而言47o孔在導(dǎo)水裂隙帶的外邊界。并且兩鉆孔的導(dǎo)水裂隙帶有2m高差，外側(cè)高于內(nèi)側(cè)，與理論預(yù)計(jì)的覆巖破壞形態(tài)中兩邊高中間低的“馬鞍型”相符合。

(三)通過(guò)分段注水觀測(cè)結(jié)果分析，得出9煤開(kāi)采后導(dǎo)水裂隙帶最大高度為40m，裂采比為11.1，比理論計(jì)算得出的數(shù)據(jù)偏小，原因有兩點(diǎn)：一是該地質(zhì)條件下巖性偏弱，抑制了裂隙帶的發(fā)育；二是由于上部3煤開(kāi)采導(dǎo)致應(yīng)力重新分布，該處區(qū)域應(yīng)力減小，所以覆巖破壞高度相應(yīng)減小。

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Coal Mining Group of water conducted fissure probe

LI Jian，SU Jing，ZHANG Lin-liang

1 Liupanshui Teachers College of Mining Engineering，Liupanshui City，Guizhou Province 553004；2.State Key Laboratory Emergency gas disaster monitoring technology，Chongqing 400037，China

Abstract：At present，to determine the water flowing fractured zone There are two main methods：one is theoretical and empirical formula；the other is the actual detection method.In this paper，theoretical calculations and experimental results on the seam Mining water flowing fractured zone development patterns studied.Through theoretical analysis calculated the water flowing fractured upper and lower group coal after mining development with height and the theoretical expected failure modes，and the use of double-ended closure leak detection methods of observation were observed.

Key words ：Coal seam group；Ascending mining；Water flowing fractured zone；Overburden Failure

** 作者簡(jiǎn)介：李健(1986-)，男，山東淄博人，碩士，六盤(pán)水師范學(xué)院采礦工程教研室，講師，主要從事采礦工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與研究工作。蘇靜1張林良2

中圖分類(lèi)號(hào)：TD745

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0049-(2016)10-0135-01