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《兖州矿区放顶煤开采覆岩破坏规律探测研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、焦作工学院学报,第18卷,第4期,1999年7月JournalofJiaozuoInstituteofTechnology,Vol.18,No.4,Jul.1999*兖州矿区放顶煤开采覆岩破坏规律探测研究尹增德李伟王宗胜(山东矿业学院泰安271019)(鲍店煤矿)摘要在利用井下仰孔探测技术探测了三个矿井放顶煤开采覆岩破坏高度的基础上,总结分析了导水裂隙带的形态特征及其最大高度发育过程,所得结论对于进一步研究放顶煤开采覆岩破坏规律及安全生产具有重要的参考与实用价值.关键词放顶煤覆岩破坏探测中图法分类号TD3250引言放顶煤开采技术是近几年发展起来的一种高
2、产高效采煤技术,随着这一采煤技术的发展,原来生产技术条件下形成的关于覆岩破坏规律的理论已不再完全适应指导生产的要求,特别是对于冒落、裂隙两带高度及其形成和发展规律的研究报导甚少,因此,对于合理确定放顶煤开采条件下的防水(砂)煤柱以及地表沉陷控制就失去了基理论基础.为此,在对兖州矿区三个矿井放顶煤开采条件下覆岩破坏进行现场探测的基础上,对其规律进行了分析研究.1覆岩破坏探测方法覆岩破坏探测的传统方法主要有水文地质法、物探法,其中地面钻孔冲洗液消耗量观测法一直是公认的、直观的、有效的和可靠的方法,但这种方法不仅耗资大,而且往往会因岩层的移动而失去效用,并且
3、此方法也不能实现对覆岩破坏动态规律的探测.山东矿业学院研制完成的双管双端封堵测漏技术,其原理(图1)是:在井下施工仰斜钻孔,并在钻孔中分段封堵注水测漏,利用漏水量的大小对应着岩层裂隙发育状况的关系,探测覆岩破坏,研究覆岩破坏规律,此方法的优点是:不但投资省,不占农田而且同一孔同一高度采用相同的观测参数,从而保证了观测数据的可比性,同一钻孔可多次观测,实现对覆岩运动动态的连续监测.图1井下仰孔探测原理图Fig.1TheprincipleoftheoverOheadholesurveyunderground2覆岩结构兖州矿区3煤层覆岩岩性柱状见图2.从覆岩
4、结构分析看,自下而上基本上由粉砂岩、细砂岩、石英中砂岩等岩层组成,其中越向上部,岩层中泥质类岩石所占成分越高.因此其覆岩结构应属于上软下硬型的中硬岩范围,此类覆岩结构有利于抑制裂高发育.收稿日期:1999O02O05第一作者:尹增德,男,1963年生,讲师.*国家自然科学基金资助项目,编号:59634030.236焦作工学院学报1999年第18卷3探测成果3.1兴隆庄煤矿3.1.1生产技术条件1301工作面采用走向长壁全部垮落法放顶煤开采,平均煤厚为8.13m,采高6.36m,倾角6~13b,工作面四周皆为实体煤.3.1.2探测成果对于兴隆庄煤矿3煤层
5、综放开采的导水裂隙带探测,分别由山东矿院采用/井下仰孔注水测漏0技术和煤科院北京开采所采用/地面钻孔冲洗液消耗量0等方法进行.相应开采工作面为1301与5306工作面.在1301工作面注水巷中施工1个观测钻窝,布置3个观测钻孔,控制工作面停采线下边界处导水裂隙发育状况.3个观测钻孔的结构及观测情况见表1.其中对3个钻孔都分别进行了采前观测作为采后观测的对比.表11301工作面观测钻孔及观测情况Tab.1Theobservationdrillinghole&itssituationatworkingface1301孔号孔深/m距停采时间/d裂隙带上界对应
6、工作面位置/m1号12068下边界内侧152号12089下边界内侧223号12473下边界内侧5图2岩性柱状图Fig.2Adiagramofthe在3个采前孔观测基础上对应观测采后注水漏失量获得停采线下lithologiccolum边界处导水裂隙高度为:1号钻孔72.9m,2号钻孔68.5m,3号钻孔55.9m.导水裂隙带最大高度72.9m,裂采比为11.46.利用3个钻孔距下边界的相对关系及其导水裂隙发育高度得到停采线下边界沿倾斜方向的导水裂隙带形态是/马鞍形0(如图3所示)导水裂隙带最大高度点距煤壁内侧15m.导水裂隙带在采空区边界上的发育趋势为向
7、采空区内侧扩展.煤科总院北京开采所利用地面钻孔冲洗液消耗量法对5306综放工作面进行的观测,在采厚为6.9m的条件下获得导水裂隙带实测结果如表2.从表2中数据分析,导水裂隙带最大高度为74.4m,形态呈明显两边高中间低的/马鞍形0,高差达43.1~44.4m.即中部是上边界的41%,是下边界的40%.以上结果与井下仰孔探测成果吻合的图3导水裂隙带形态非常好,证明了两种方法所得成果的可靠性.Fig.3Themorphologicofthewaterconductedzone表25306综放工作面导水裂隙带实测结果Tab.2Thefieldsurveyed
8、datainthewaterconductedzoneatthefullyOmechaniza
