五沟煤矿大断层无煤柱开采底板采动电法动态监测.pdf

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1、28能源技术与管理2012年第4期dai：1039696issn1672—99432012．04．012五沟煤矿大断层无煤柱开采底板采动电法动态监测李建，吴俊松(皖北煤电集团公司五沟煤矿，安徽淮北235131)[摘要]根据五沟煤矿F14断层特殊的压扭性构造结构条件下的破坏特征，压扭性断层破碎带致密坚硬，可以很好的抑制裂隙的扩展，不至于在破碎带内形成远大于正常发育深度的底板导水破坏带，大大降低了突水机率，这对缩短断层防水煤柱非常有利。五沟煤矿在1012工作面设计了工作面底板采动特征的电法动态监测，现场实测验证F14大断层无煤柱开采的条件下底板采动场效应特征。[关键

2、词]断防煤柱；并行电法；动态监测；断层活化[中图分类号]TD12[文献标识码]B[文章编号]1概况21012工作面地质及水文地质概况五沟煤矿隶属于皖北煤电集团公司，井田面五沟煤矿1012工作面位于南一采区西翼，南积约17．5km，共有可采煤层8层，平均可采总厚与1016采空区相邻。机巷全长1188m，风巷全长15．27I11，其中72、81、82、10煤层为主要可采煤1507m，切眼全长68m。工作面10煤平均煤厚层，平均可采总厚为l0．691TI。井田各煤层主要为4．9m，地质储量82．30万t，1012工作面于2010肥煤、焦煤。矿井地质储量13亿t，其中可

3、采储量年2月1日开始回采，2010年12月1日收作。4034万t，断层煤柱2746万t。井田构造复杂程l0煤顶底板砂岩裂隙含水层特征：l0煤顶度为中等偏复杂型，矿井水文地质条件属以裂隙板以灰白色中、细砂岩为主，夹灰色粉砂岩及泥充水为主的中等类型。F14断层位于矿井中部，正岩。砂岩厚度23．94In电磁波岩裂隙发育不均，局断层，走向NE，倾向NW，倾角70。，落差10～280m，部多发育垂直裂隙。含水层(段)砂岩裂隙不发育，在矿井内走向长度约5．5km，原防水煤柱留设宽含水性较弱。地下水处于封闭～半封闭环境，以储度为100Ill。1012工作面里段靠近F14断层，

4、实际存量为主。在不与其它含水丰富的含水层发生水留设断防煤柱321TI且安全回采，为了进一步缩小力联系时，水量小且易于疏干。根据1012改造风断防煤柱，外段改造风巷穿过F14断层，进行无煤巷实际揭露，M1点～M5点段，岩层干燥，无淋水。柱开采工业试验，如图1、2所示。l0煤底板太原组含水层特征：地下水主要储存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中，富水性主要取决于岩溶裂隙发育的程度，岩溶裂隙发育具有不均一性，因此富水性也不均一。31012工作面改造风巷揭F14断层情况3．1F14断层位置及产状工作面基本为单斜构造，原风巷沿F14大型图11012改造风巷段平面示意图正断层的

5、保护煤柱线掘进，F14断层原留设100m防水煤柱。1012改造风巷外段在M1点处拨门施工，里段在N4点拨门施工，并在M5点、P2点处．36o——雾~o瘗,：5,i当a·7,_ii簟厂‘揭露F14断层，断层落差85m，断层带宽度为～171TI，断面附近岩层受挤压较破碎。根据1012风川。隧獬巷探查F14断层结果分析，该断层赋水性弱。3．2F14断层两盘煤层及顶、底板2012年第4期李建，等五沟煤矿大断层无煤柱开采底板采动电法动态监测29受F14正断层影响，1012改造风巷揭露了lO中底板激励电流、电位、视电阻率等相关地球物理煤及8煤组，煤层起伏变化较大。1O煤：黑

6、色，块场参数及其变化情况，由此来确定采场底板动态状粉末状，亮煤，干燥，厚度为3．7—5．0m；8煤破坏空间展布情况、底板水渗流动态运移情况、岩组：81煤，黑色，粉末状，暗煤，厚度为2．0～3．0m；体破坏的时空效应，以其达到预测预报突水可能82煤，黑色，粉末状，暗煤，厚度为2．0～2．8m。F14发生的时间和位置的目的。大型正断层上盘8煤组顶板岩性为灰黑色块状泥通过开采前的电法背景测试，可得到底板未岩，较破碎；下盘l0煤顶板岩性为浅灰色中厚层破坏时的电阻率图像；在开采期间的连续监测，可状细砂岩，坚硬；断层破碎带岩性为灰色～灰黑色得到底板电阻率的连续变化图像；在工

7、作面回采中厚层状泥岩，并夹有条带状细砂岩，较破碎。期间，继续监测一段时间，可得到其稳定后的电阻率图像。通过不同阶段的电阻率变化情况，可分析4F14断层赋、导水性底板破坏规律。若破坏带内不含水，则破坏带的电精查时有Jl一7、30—1、26—5、80—2、28—5钻孔阻率值会升高，升高的幅度越大，则破坏越完全；穿过F14断层，没有发生漏水现象。1011、1012风若电阻率值没有明显变化区域，即为未破坏区；若巷探查F14断层钻探工程在揭露F14断层时，无破坏带内充水，则该破坏带内的电阻率值会明显出水现象，仅仅是钻进至灰岩时出现出水。南一降低。通过对煤层开采中底板地电场

8、的监测可以10采区回风大