导水裂隙带高度观测新技术.ppt

《导水裂隙带高度观测新技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、高延法中国矿业大学(北京)2010年5月水体下采煤导水裂隙带高度观测目录序言第一章序言在井下回采工作面周边某位置布置钻窝，由该钻窝向工作面采空区上方的覆岩导水裂隙带内打仰斜钻孔，采用井下导高观测仪观测导高，这是获得国家发明专利。这是一项成熟的技术，近10几年来，已经在山东微山湖下采煤、渤海湾龙口海下采煤、河北岳城水库下采煤、山东、河北、江苏、安徽等省各矿区的河流下采煤和含水松散层下采煤中广泛应用。井下导高观测已经在40多个矿井应用。井下导高观测法的优点井下观测法与传统的地面钻孔冲洗液消耗量观测法相比，有如下优点：①井下观测法钻孔工程量小，井下观测

2、法钻孔施工成本低。一般小于地面观测法三分一；地面钻孔施工费每米上千元，井下钻孔仅仅六七百元，总施工费一般能节省70%以上；②井下观测法观测精度高。在井下是使用仪器，每米逐段观测，精度高，成果可靠。③为矿井水体下采煤确定最为安全合理的开采上限。根据实测导高值，按照“三下”采煤规程确定开采上限，合理提高开采上限，确保水体下采煤安全。第一章井下导高观测原理与方法图2.1井下仰斜钻孔导水裂隙带高度观测示意图图2.2井下仰斜钻孔双端堵水器导高观测原理系统图2．仪器结构整个观测仪器由三部分组成：双端堵水器、连接管路、控制台，如图1.2和图1.3。双端堵水器由

3、两个起胀胶囊和注水探管组成。连接管路有两条：起胀管路和注水管路。控制台也是对应两个：起胀控制台和注水控制台。起胀控制台、起胀管路和双端堵水器的两个胶囊相连通，构成控制胶囊膨胀和收缩的控制系统。注水控制台，注水管路和双端堵水器的注水探管相连通，构成一个控制和观测岩层导水性的注水观测系统。图2.3双端堵水器结构示意图3．井下仰斜钻孔双端堵水器导高观测原理与方法（1）仰斜钻孔穿过导水裂隙带。在回采工作面周边的适当位置，向采空区上方打仰斜钻孔，该钻孔要穿透覆岩导水裂隙带，并进入其上方的弯曲带一定距离，一般5～10m则可，该钻孔就是导高观测钻孔。（2）使用

4、双端堵水器测试各段岩层的透水性。使用双端堵水器，由孔口起自下而上逐段（每段1米）测试每段岩层的导水性能，一直测试到孔底实测到的透水岩层的最大高度，就是采场覆岩的导水裂隙带高度。（3）双端堵水器的控制与岩层透水性观测。起胀控制台和注水控制台的一端分别连接起胀管路和注水管路，另一端则连着高压水源。要观测某一高度位置的岩层的透水性，首先，操作起胀控制台，使双端堵水器的两个胶囊处于无压收缩状态；第二步，使用钻机钻杆将双端堵水器推移到位；第三步则是操作起胀控制台，对双端堵水器的两个胶囊注水加压，使之处于承压膨胀状态，从而封堵分隔一段钻孔；最后，则是操作注水

5、控制台，对分隔出的一段钻孔进行注水观测，通过注水控制台上的流量表，观测出这段岩层单位时间的注水渗流量，从而测试出这段岩层的透水性能。井下导高观测仪的改进①控制台增加了两对过滤器，避免了仪表的堵塞损坏；②起胀胶管使用了高强度的钢编管，避免了拉断、磨断和挤裂；③所有接头都使用了O型圈和标准件，保证了水和气两套系统不泄漏；④一对起胀胶囊之间，使用了外连接方式，使结构大为简化而且性能更加可靠；⑤采用了优质高强度胶囊保障了在额定起胀压力下不会破裂。第二章采场覆岩导水裂隙带高度观测实例龙口海下采煤H2101工作面覆岩导水裂隙带高度观测方案一．导高预计导高预计

6、是进行观测设计的依据，只有准确预计了冒落带高度和导水裂隙带高度，才能保证观测成功。导水裂隙带和冒落带的发育高度主要取决于地层结构、岩石力学性质和开采方法。北皂煤矿H2101综放工作面的覆岩属于典型的软岩地层，开采煤层厚度按M=3.6m，根据二十多个矿井的实际观测经验和龙口矿区的地层结构状况，H2101综放工作面开采后的冒高、导高预计如下：导高上限：H导上=10×M=10×3.6=36(m)导高下限：H导下=6×M=6×3.6=21.6(m)冒高：H冒=3×M=3×3.6=10.8（m）二．观测位置的选择与观测钻孔布置图2.5导高观测剖面图A图2.

7、6导高观测剖面图B打孔顺序①在工作面推采至距停采线距离60m之前，打出采前观测孔；②采后孔的施工顺序是1号孔、2号孔、3号孔；③4号孔，根据需要再研究是否施工；④5号孔是冒落带高度观测孔。三．观测时间导高合理的观测时间主要与覆岩岩性、开采厚度有关。这次导高观测时间控制在：开采过后10～20天。时间过短，覆岩变形尚未稳定，钻孔难以成型，观测时钻孔容易变形，卡住探头。时间过长，覆岩会逐渐压实，导高会降低。H2101面的采厚为3.6m，覆岩覆岩软弱，岩层移动速度比较快，所以采后10～20天观测导高是最佳时机。每打完一个钻孔，就观测一个，钻机不要移动，观

8、测时要使用钻机。每个钻孔的观测时间为1天，并提前一天在井上做好下井观测前的准备工作。第三章采场覆岩导水裂隙高度观测成果§3.1钻孔施工与