顶板导水裂隙带高度研究方法简述

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1、62能源技术与管理2010年第2期doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2010．02．028顶板导水裂隙带高度研究方法简述刘振宇t，刘建华z(1．扎赉诺尔煤业有限公司，内蒙古满洲里021410；2．华能集团呼伦贝尔能源公司，内蒙古呼伦贝尔021008)[摘要]导水裂隙带高度的确定是水下采煤工作的重点之一，目前计算导水裂隙带高度的方法主要有经验公式法、物理模拟、数值模拟和现场实测。但是单靠其中的一种方法很难确定其高度，将几种方法相互结合是准确得到导水裂隙带高度计算方法的重要途径。[关键词]导水裂隙带；经验公式；物理模拟；数值模拟；现场实测[中图分类

2、号]TD822+．1[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2010)020622铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》一书O引言中，根据煤层的倾角和煤层覆岩岩性分别列出了开采水体下面的煤炭，对国民经济和煤炭工两种计算公式。经验公式法概念明确，简单易求，业的发展具有重要意义。由于水体下压煤具有量但每个矿区的具体地质条件、开采条件、采煤方法大、面广的特点，如果不予开采，不仅不能合理开皆不同，所以一般这个经验公式得出的结果只能发利用资源，而且将造成矿井开采技术上的困难。作为参考数据，需结合其它方法来综合判定。每个解放以前，我国煤炭开采工业技术落后，水体压煤矿区可能

3、会结合自己的采煤经验，获得简单的经被大量丢弃。解放后，许多煤矿公司开展了水体下验公式，比如导水裂隙带是采厚的几倍即裂采比。采煤的生产实践和科学实验，并成功地在各种类这种经验公式也只能作为一个参考。型的水体下采出了大量煤炭，获得了一些水体下2物理模拟采煤的规律性认识，为发展煤炭工业积累了重要的经验。其中确定防水煤(岩)柱尺寸、开采煤厚的顾名思义，物理模拟就是用相似材料建立模重要参数一导水裂隙带高度，则是水下采煤系型进行模拟。这需要在开采煤层覆岩破坏的工程列工作中的重点之一。地质模型研究基础上，结合矿区地质结构特点和目前，确定导水裂隙带高度的方法主要有两已知的上覆岩层的物

4、理力学性质参数，用相似材类：一类是实际探测法，另一类是理论计算和经验料建立上覆岩层的模拟模型。这个模型可以模拟公式计算法。理论计算主要是建立在固体力学基开采煤层开采时的覆岩破坏过程，覆岩破坏特征础上的解析法和数值法，经验公式计算法主要是和规律，并且重点模拟在不同覆岩层特性、不同开在准确地分析判断矿区覆岩结构类型的基础上，采煤厚、断层活化情况下的覆岩破坏规律和高度，利用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与得到导水裂隙带发育高度及其计算方法，与上述压煤开采规程》中的经验公式计算得出导水裂隙经验公式得到的结果对比，并结合下面方法的研带高度。20世纪60年代，对于导水裂隙

5、高度研究究结果，修正模型。还处于认识性阶段，只是定性地描述与分析，进而刘新河等在对申家庄矿导水裂隙带高度进行利用经验法或类比法对导水裂隙带高度进行初步研究时⋯，采用相似材料模拟技术，以位于水体下预测；20世纪80年代至今，我国开展了许多水体的申家庄矿2号矿体2201采区原型建立了现场下采煤的专题性研究，将定性模型分析与数值、物模型，模拟研究岩层的导水裂隙带高度，模拟研究理模拟、现场测试方法相结合确定导水裂隙带的采场上方岩层的移动、破坏规律，找出了导水裂隙高度，下面简单介绍一下各种方法。带的位置。1经验公式3数值模拟在由国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、开采煤层上覆岩

6、层的垮落过程实际上是一个2010年第2期刘振宇，等顶板导水裂隙带高度研究方法简述63渐进破坏的过程，具有一定的垮落规律。这个可以工仰斜钻孔，并在钻孔中分段封堵注水测漏，利用用过程分析法来研究，也就是用一种有效手段获漏水量的大小对应着岩层裂隙发育状况的关系，取覆岩垮落过程中的信息。由于监测手段的局限，探测覆岩破坏，研究覆岩破坏规律。随后在鲍店煤现场实测和物理模型都不能获取垮落过程中的足矿、兴隆庄煤矿等矿区也得到成功应用。够信息，而数值模拟则填补了这个不足。随着计算4．2高密度电阻率法机技术的发展，数值模拟成了过程分析的有效手高密度电阻率法理论基础是岩石的电阻率差段。数值

7、模拟法主要包括有限元方法和离散元方异，对于地下一定的岩体，采动以前电阻率是一个法，有限元方法是迄今为止在应力和变形方面最定值。采动以后，由于岩石垮落，改变了原生岩体为成熟的方法之一。结构，同时温度和湿度也发生变化，从而电阻率发刘红元等在研究采动影响下覆岩垮落的动态生了变化，因此测量同一岩体在不同的时间内的发展过程中[2]，应用自行开发的岩层破断过程分电阻率变化，就可能判断岩体的形变过程，确定煤析系统(SEPA∞)模拟了开挖后岩梁悬露在重力作层顶板裂隙带高度。河北邢台矿业集团东庞矿用下发生离层、弯曲、沉降、端部和中部开裂直至2101采空区通过高密度、高