煤层群开采导水裂隙带探测

李　健

1.六盘水师范学院矿业工程系，贵州　六盘水　553004；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆　400037

煤层群开采导水裂隙带探测

李健1*

1.六盘水师范学院矿业工程系，贵州六盘水553004；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037

摘要：目前，确定导水裂隙带的方法主要有两类：一类是理论计算和经验公式；另一类是实际探测法。本文结合理论计算和实测结果对煤层群开采导水裂隙带发育规律进行了研究。通过理论分析计算，得出上下2组煤开采后的导水裂隙带发育高度以及理论破坏形态预计，并利用双端封堵测漏的观测方法进行了观测。

关键词：煤层群；上行开采；导水裂隙带；覆岩破坏

一、覆岩导水裂隙带高度概述

目前，确定导水裂隙带的方法主要有两类：一类是理论计算和经验公式；另一类是实际探测法。本文结合理论计算和实测结果对煤层群开采导水裂隙带发育规律进行了研究。

二、理论计算公式

采用采空区垮落采煤时可以参考以下覆岩破断垮落带与上覆岩层导水裂隙带的计算公式，倾角为0°-35°及36°-54°煤层垮落带与导水断裂带高度的理论计算公式见以下公式。

式中M——开采煤层厚度，m；

K——垮落岩石碎涨性系数；

α——煤层倾角，(°)。

式中ω——垮落过程中顶板下沉量

三、导水裂隙带探测

(一)井下仰孔分段注水观测概述

传统的采动覆岩裂隙带观测方法是通过钻进过程中钻孔冲洗液消耗量的变化，求得采动覆岩裂隙带的高度和分布形态，如图1、图2所示。

图1　地面钻孔观测示意图

(二)观测方案的工程布置

从钻窝向采空区方向仰角打出两个采后裂隙观测孔，向反方向施工一个钻孔作为采前对比孔，各观测孔参数见表1。

表1　钻窝钻孔要素一览表

图2　井下仰孔观测示意图

四、结论

(一)本次观测采用山东科技大学研制的双端封堵测漏的观测方法，比传统的采动覆岩裂隙带观测方法是地面钻孔水文观测法钻孔深度小，设备简单，节省工程费用，观测部位更为准确，不受地面环境限制，不占农田。

(二)相对于处于裂隙带的内侧的41o孔而言47o孔在导水裂隙带的外边界。并且两钻孔的导水裂隙带有2m高差，外侧高于内侧，与理论预计的覆岩破坏形态中两边高中间低的“马鞍型”相符合。

(三)通过分段注水观测结果分析，得出9煤开采后导水裂隙带最大高度为40m，裂采比为11.1，比理论计算得出的数据偏小，原因有两点：一是该地质条件下岩性偏弱，抑制了裂隙带的发育；二是由于上部3煤开采导致应力重新分布，该处区域应力减小，所以覆岩破坏高度相应减小。

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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

** 作者简介：李健(1986-)，男，山东淄博人，硕士，六盘水师范学院采矿工程教研室，讲师，主要从事采矿工程专业的教学与研究工作。苏静1张林良2

中图分类号：TD745

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)10-0135-01