煤層群開采導水裂隙帶探測

李　健

1.六盤水師范學院礦業工程系，貴州　六盤水　553004；2.瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室，重慶　400037

煤層群開采導水裂隙帶探測

李健1*

1.六盤水師范學院礦業工程系，貴州六盤水553004；2.瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室，重慶400037

摘要：目前，確定導水裂隙帶的方法主要有兩類：一類是理論計算和經驗公式；另一類是實際探測法。本文結合理論計算和實測結果對煤層群開采導水裂隙帶發育規律進行了研究。通過理論分析計算，得出上下2組煤開采后的導水裂隙帶發育高度以及理論破壞形態預計，并利用雙端封堵測漏的觀測方法進行了觀測。

關鍵詞：煤層群；上行開采；導水裂隙帶；覆巖破壞

一、覆巖導水裂隙帶高度概述

目前，確定導水裂隙帶的方法主要有兩類：一類是理論計算和經驗公式；另一類是實際探測法。本文結合理論計算和實測結果對煤層群開采導水裂隙帶發育規律進行了研究。

二、理論計算公式

采用采空區垮落采煤時可以參考以下覆巖破斷垮落帶與上覆巖層導水裂隙帶的計算公式，傾角為0°-35°及36°-54°煤層垮落帶與導水斷裂帶高度的理論計算公式見以下公式。

式中M——開采煤層厚度，m；

K——垮落巖石碎漲性系數；

α——煤層傾角，(°)。

式中ω——垮落過程中頂板下沉量

三、導水裂隙帶探測

(一)井下仰孔分段注水觀測概述

傳統的采動覆巖裂隙帶觀測方法是通過鉆進過程中鉆孔沖洗液消耗量的變化，求得采動覆巖裂隙帶的高度和分布形態，如圖1、圖2所示。

圖1　地面鉆孔觀測示意圖

(二)觀測方案的工程布置

從鉆窩向采空區方向仰角打出兩個采后裂隙觀測孔，向反方向施工一個鉆孔作為采前對比孔，各觀測孔參數見表1。

表1　鉆窩鉆孔要素一覽表

圖2　井下仰孔觀測示意圖

四、結論

(一)本次觀測采用山東科技大學研制的雙端封堵測漏的觀測方法，比傳統的采動覆巖裂隙帶觀測方法是地面鉆孔水文觀測法鉆孔深度小，設備簡單，節省工程費用，觀測部位更為準確，不受地面環境限制，不占農田。

(二)相對于處于裂隙帶的內側的41o孔而言47o孔在導水裂隙帶的外邊界。并且兩鉆孔的導水裂隙帶有2m高差，外側高于內側，與理論預計的覆巖破壞形態中兩邊高中間低的“馬鞍型”相符合。

(三)通過分段注水觀測結果分析，得出9煤開采后導水裂隙帶最大高度為40m，裂采比為11.1，比理論計算得出的數據偏小，原因有兩點：一是該地質條件下巖性偏弱，抑制了裂隙帶的發育；二是由于上部3煤開采導致應力重新分布，該處區域應力減小，所以覆巖破壞高度相應減小。

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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

** 作者簡介：李健(1986-)，男，山東淄博人，碩士，六盤水師范學院采礦工程教研室，講師，主要從事采礦工程專業的教學與研究工作。蘇靜1張林良2

中圖分類號：TD745

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)10-0135-01