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《覆岩导水裂隙带发育高度的确定方法与实践-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、ＩＳＳＮ１６７１－２９００采矿技术第１４卷第３期２０１４年５月ＣＮ４３－１３４７/ＴＤＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,Ｖｏｌ.１４,Ｎｏ.３Ｍａｙ２０１４覆岩导水裂隙带发育高度的确定方法与实践１１２陈道志,杨素改,杨松(１.滕州郭庄矿业有限责任公司锦丘煤矿,山东滕州市２７７５００；２.山东省天安矿业集团有限公司,山东曲阜市２７３１５５)摘要:阐述了煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定方法,即物理模拟和数值模拟方法、理论计算和经验公式法、现场实测法。根据某矿煤系岩层情况,结合地质条件和实际情况,选用基于ＦＬＡＣ３Ｄ的数值模拟方法,确定了该矿２７０２工作面的导水裂隙带高度为１８.８４ｍ。并通
2、过钻孔分段注放水法进行现场实测,得出实测导水裂隙带高度为１８.８４ｍ。结果表明,数值模拟得出的裂隙带高度值与现场实测值高度吻合,说明数值模拟用于确定导水裂隙带的高度是简易、可靠、可行的。关键词:导水裂隙带；确定方法；数值模拟；现场实测煤层的开采必然会引起采场周围岩层的变形、岩变形破坏分析提供了便利。破断和移动等现象,如果存在含水层,并形成导水通１.２理论计算和经验公式法道,将会引发水灾害。因此,在进行水体下压煤开采理论计算法主要是解析法和数值法,两者都以时,就必须对煤层采动形成的裂隙是否相互连通以固体力学为基础；经验公式法是在分析确定了矿区及相互连通的裂隙是否波及到水体等关键问题进行覆
3、岩结构类型的基础上,根据《建筑物、水体、铁路深入探讨,为煤矿的安全生产提供保障[１-４]。及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中给出的经导水裂隙带高度受到开采方法、覆岩岩性、时间验公式来计算导水裂隙带发育高度。[５]等诸多因素的综合影响,其值的确定便是一个复１.３现场实测法杂的问题。本文通过数值模拟计算得出导水裂隙带１.３.１钻孔分段注(放)水法高度,并通过现场实测进行对比分析,为煤矿安全生在采煤工作面周围选择合适的观测场所,向采产提供一定的保障。空区上方打仰斜钻孔。钻孔避开冒落带、斜穿裂缝带,达到预计的裂缝带顶界后向上延伸一定高度。１导水裂隙带发育高度的测定方法使用“钻孔双端封堵测漏装
4、置”系统,沿钻孔分段封１.１物理模拟和数值模拟方法堵注水,由注水控制台控制水压、风压,读取注水流在实验室内,将研究区域范围内的煤系岩层根量。逐段观测,直到测出整个钻孔内各段的漏失量。据相似原理用相似材料制成模型,或利用数值分析根据漏失量变化情况确定裂缝带的上界高度。软件建立数值模型。在满足相似的初始条件、边界该方法具有精度高、工程量少、观测效果明显等条件等前提下,“开采”模型中的“煤层”,在相应的优点,且观测设备结构简单、操作方便,易于现场时间里模拟出相似的矿山压力和矿山压力显现现应用。象,推断实际岩层发生的相应情况。１.３.２钻孔超声成像探测法由于物理模拟需要大量相似的物质材料及繁琐
5、不同的岩层具有不同的波阻抗,对声波的反射的工序,所以数值模拟显得更为简捷实用。通常使能力也不同。通过向钻孔孔壁发射超声波脉冲并接用的有离散元法、有限元法、三维快速拉格朗日法收反射波,测量回波幅度和传播时间,并由计算机处等。其中,三维快速拉格朗日法即ＦＬＡＣ３Ｄ法是一理成声波幅度、时差图像。声波幅度图像反映孔壁种基于三维显示有限差分法的值分析法,它可岩性硬度、岩石的结构,声波时差图像反映孔径的大以模拟岩土的三维力学特性,分析渐进破坏和失稳小。图像颜色由深到浅分为１６等级色,代表不同的等,可以用来模拟采场大变形[６-７],为受采动影响围硬度和孔径。综合分析图像,可以看出裂缝的产状５４采矿技
6、术２０１４,１４(３)[８]及被充填的情况,即裂缝的开度或充填物性质。(２)位移分析。由图３所示的工作面推进１６０这种方法所获得的资料比较直观,同钻孔冲洗ｍ时上覆岩层垂直位移云图可见,采空区覆岩下沉液法相配合,可以很好地揭示岩层破坏特征,判定导特点表现为:下位岩层比上位岩层下沉值大,越往水裂缝带高度。上,下沉值越小,下位岩层表现为垮落特性,向上依[９]此外,还有钻孔冲洗液耗量法、三维地震技次表现为裂缝带、弯沉带；采空区中部比采空区边缘[１０]术等实测方法。处下沉值大,且下沉量随与工作面煤柱的距离的减小而减小。２工程实践某矿２７０２工作面位于－４１５ｍ水平,工作面按倾斜长壁布置,该面构造
7、形态整体为一单斜构造,工作面煤层走向６０°~９０°,倾向北西,真倾角３°~１０°。煤层平均煤厚１.２５ｍ,厚度稳定,煤层可采指数为１.０,变异系数为１０％。直接顶为泥岩,厚度５~７ｍ,硬度系数ｆ＝３；直接底为粉砂岩,厚度为１.１~１.２ｍ,图２工作面推进１６０ｍ时垂直应力云图硬度系数ｆ＝３。采用倾斜长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板。采用综合机械化采煤,工作面平均长度为１６０ｍ,倾斜长度为７８８ｍ,平均采高为１.２ｍ,循环进尺为０.６ｍ。通过
