“双端封堵侧漏技术”在探测大采深工作面煤层底板裂隙中的应用-论文.pdf

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1、第25卷第3期中国地质灾害与防治学报Vo1．25No．32014年9月TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlSep．2014“双端封堵侧漏技术"在探测大采深工作面煤层底板裂隙中的应用黄彪，冯有利(河南理工大学资源环境学院，河南焦作454000)摘要：我国浅部煤层的储量在近几年内大量减少，为满足工业生产，人民生活的需要，开采深部煤层成为势在必行的发展趋势，但是，深部采区条件较为复杂，尤其是在华北石炭一二叠型煤田内，底板奥灰水，溶岩水一直都限制着煤层的开采，底板突水占整个煤矿

2、事故中90％以上的比例。大采深工作面受底板承压水的威胁较大，采动造成的裂隙一旦与导升带相连通，形成一导水通道，则会造成底板突水。双端封堵侧漏技术通过将整个钻孔细分为若干单位段，通过测试每一单位段前后两次漏水的差异，从而确定受回采影响下底板的裂隙发育情况和最大发育深度。关键词：煤层底板；注水漏失；裂隙发育；裂隙深度文章编号：1003—8035(2014)03．0079—04中图分类号：TD853文献标识码：A其他的部件还有一些耐压细径导水软管、软管接口、U日IJ舌铁夹等，用以连接各主体部件。我国作为原煤开采量第一大国，煤炭资

3、源丰富且地域分布辽阔，拥有良好的发展前景。同样由于我国煤田水文地质条件的相对复杂性，我国也是煤矿水害的易发区和灾难区。我国山西、河南、河北等地的华北型石炭二叠纪煤田煤系地层多为奥陶纪石灰岩，岩溶发育，含水性能好；其次连接含水层与煤层之间的断层、裂隙也是加重灾害发生的存在。区域内的矿井在开采过程中都不同程度的受到底板以下承压水的威胁。而且随着采深的加深、开采水平方向的延伸、采面的扩大。这种对矿井安全生产的威胁也将越来越大。图1双端封堵测漏监测仪装置我国对煤层底板的研究起步比较晚，最开始Fig．1Themachineofdou

4、blesidessealforleaking都是集中在一些浅部煤层进行研究，相继针对我国煤1．1双端封堵侧漏装置测试原理层存在的问题提出了一些有特色的理论方法。例如“双端封堵侧漏装置”工作原理的前提是岩层中“数值模拟⋯相似材料模拟”和“塑性理论分析存在裂隙。首先通过对孔内封堵器经行加压膨胀，闭法’。基于各个理论的观点和出发点不同又相继合将要测试的测试段形成一个独立的小空间，在这个出现诸多的研究方法，如张文泉等采用的钻孑L注空间内如果围岩不存在裂隙，那么通过操作台注入的压水法、王家臣等的电剖面法、刘传武等经行的高压水就不会出

5、现渗漏的现象，一旦存在裂隙，则注钻孔检层法、刘盛东结合孔中电法和联合CT技术入水就会出现漏失从而反应在操作台上。的测试手段等等。收稿日期：2013-12-05；修订日期：2014-04—151“钻孑L双端封堵侧漏”装置作者简介：黄彪(1990一)，男，江西抚州市人，资源环境学院钻孑L双端封堵侧漏装置是近几年由山东科技大地质系，硕士，研究方向为煤层底板变化及防治水学发明的专利技术，该装置包含的主体部件有(图研究。E—mail：huangbiao21@126．COB1)：注水操作台、堵孑L操作台、钻机和孔内封堵器。中国地质灾害

6、与防治学报80ZH0NGGUODIZHIZAIHAIYUFANGZHIXUEBA02014芷漏失量的大小反应了围岩内裂隙的空间大小范面整体为一宽缓的单斜构造，工作面外段较平缓，煤层围。裂隙发育漏失量就会偏大，反之围岩内裂隙不发倾角1。一7。，里段煤层倾角较大，约6。～14。。工作面上育或不受影响，漏失量就会偏小甚至为零。孔内封堵胶带顺槽走向长1043m，下胶带顺槽走向长926m，轨道器一般设计为1m，每测定完一个1m长度的孔段后，顺槽走向长993m，倾斜长342．2m，面积325404m。根据将封堵器的胶囊卸压，胶囊收缩复

7、原，便可将封堵器移采区三维地震资料及巷道掘进期间实际揭露情况，工作到下一个测段，继续进行封孔注水观测，直到测完整个面二：煤赋存稳定，煤厚最大3．52m，最小1．10m，平均钻孑L。根据各段注水漏失量的变化情况确定裂隙发育2．77m，资源储量108．52×10t，可采储量103．10×10t。规律与下界，以此探测确定底板岩层破坏规律。采煤方法为一次采全高的综合长壁采煤法，工作面底板1．2技术关键的地层结构和岩性如表1所示：1．2．1封堵胶囊表1煤层底板结构和岩性特征2703工作面推进期间，先期的钻孔会出现变形Table1Th

8、estructureandlithologyofthecoalfloor或踏孔的现象，孔壁难以做到绝对的光滑，保证不了封堵胶囊与围岩摩擦出现破裂的情况，起不到封堵的效果；另外，单层的胶囊也很难承受得住较高的水压，灰色一浅灰，主要经技术改造，在单层的胶囊外面设有限位保护层。选成分为石英、长石取内外两层胶囊