充填开采导水裂缝带高度探测技术探究和应用

《充填开采导水裂缝带高度探测技术探究和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、充填开采导水裂缝带高度探测技术探究和应用　　【摘要】本文以太平煤矿8311底分层充填工作面覆岩导水裂缝带高度探测为例，对井下采前、采后钻孔注水观测结果进行验证和修改，反演得到较为准确的计算参数和计算模型后，再对不同厚度（不同开采空间）、不同岩层结构等条件下的覆岩破坏特征进行点安全度分析，获得不同条件开采下的覆岩裂高数值和移动破坏规律，从而有效指导山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿的安全生产。【关键词】充填开采；导水裂隙带高度；探测1.概况山东鲁泰煤业有限公司太平煤矿位于山东省邹城市太平镇，主采煤层为3煤，研究太平煤矿3煤充填开采导水裂缝带高度是太平煤矿安全生产所急需的，也是矿井防治水基础工作

2、。研究3层煤充填开采条件下覆岩冒裂带发育规律，确定覆岩导水裂缝带高度，为矿井安全开采设计提供依据，有效地指导矿井水预测、防治工作，确保3煤的开采安全。2.观测方案6本次观测采用了井下仰孔分段注水观测的新技术方法。该技术方法的实质性特点是在煤矿井下采煤工作面周围选择合适的观测场所，例如可在相邻工作面的区段平巷或所测工作面的停采线或开切眼以外的巷道中开掘观测钻窝，向采空区上方打仰斜钻孔。钻孔应避开冒落带而斜穿裂缝带，达到预计的裂缝带顶界以上一定高度。使用“钻孔双端封堵测漏装置”沿钻孔进行分段封堵注水，测定钻孔各段水的漏失流量，以此了解岩石的破裂松动情况，确定裂缝带的上界高度。2.1观测工程

3、布置1）8311工作面观测工程布置。为了有效地控制上山方向导水裂缝带的最大高度，在8311工作面的上顺施工观测钻窝A，设计一组钻孔，用于观测受8311工作面充填开采条件下的冒裂带高度。A钻窝距设计停采线的平距为12m，实际停采线距A钻窝平距为26m。2）观测资料的整理。①上井后及时将井下观测记录复抄到相同格式的复抄记录本上，以防井下记录本丢失，使前功尽弃；②以孔深为横坐标，以注水流量为纵坐标，根据各孔段上的注水漏失流量，作出分段注水观测剖面图，根据此图可以确定煤层采后冒落带、裂缝带的高度。63）施工观测时间过程。2012年5月5日采前对比观测钻孔A-1孔打成，5月6日采用上行分段注水观

4、测法观测至24m时塌孔，未获取24m以上部分钻孔注水资料；2012年5月12日采前对比观测钻孔A-2孔打成，5月12日采用上行分段注水观测法观测成功；2012年5月18日，采后对比观测钻孔A-3孔打成，5月18日采用上行分段注水观测法观测成功，此时工作面距观测钻窝32m；2012年5月20日，采后对比观测钻孔A-4孔打成，3月21日采用上行分段注水观测法观测成功，此时工作面距观测钻窝28m；2012年6月5日，采后对比观测钻孔A-6孔打成，6月6日采用下行分段注水观测法观测成功，此时工作面距观测钻窝26m，工作面停采12天。3.8311底分层充填开采导水裂缝带高度由采后A-3、A-4和

5、A-6孔的实测导水裂缝带高度知，底分层采高2.2m，紧随刚采工作面后方及时充填全部采空区条件下的最大导水裂缝带高度为6.93m，最大裂高采厚比为3.15。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，煤层覆岩若为中硬岩层，采空区全部垮落，缓倾斜厚煤层分层开采的覆岩导水裂缝带高度的预计公式为：式中：HLi—导水裂缝带高度（m）；∑M—累计采厚（m）。按开采厚度2.2m计算，按公式（2）预计得出中硬岩层采后覆岩导水裂缝带最大高度为36.5m，最大裂高采厚比为16.6；按公式（3）预计得出软弱岩层采后覆岩导6水裂缝带最大高度为22.6m，最大裂高采厚比为10.3。太平煤矿831

6、1工作面底分层开采时，其覆岩应为剩余残煤和煤层顶板中细砂岩，煤层覆岩性质介于中硬岩层和软弱岩层之间，采空区全部垮落条件下其导水裂缝带高度预计值则介于22.6～36.5m之间，取其平均约30m。而采空区在充填条件下，实测导水裂缝带最大高度为6.93m，远小于非充填条件下的导水裂缝带高度，实测结果表明采空区采取充填措施对减小覆岩导水裂缝带高度起到了明显的作用。根据8311工作面上顺8号孔钻探结果，3煤厚度为7.3m，由此推出充填条件下的实测导水裂缝带在3煤顶板砂岩中的发育最大高度为1.83m。通过对太平煤矿8311工作面充填条件下顶板覆岩导水裂缝带高度的探测研究，通过对现场的实际测试资料的

7、分析，得出以下几点结论：（1）在太平煤矿8311工作面充填开采条件下，采用井下仰孔双端封堵测漏系统，成功地取得了3煤充填开采时覆岩导水裂缝带高度，达到了该项目的任务要求。为充填开采条件下探测导水裂缝带高度提供了保贵的经验，也为其他类似条件的矿井开采安全性评价和生产提供了科学的研究方法和参考依据。6（2）根据实测结果，太平煤矿3煤采煤高度2.2m，紧随刚采工作面后方及时充填全部采空区时，导水裂缝带最大高度6.93m，裂高采厚比为3.15，而采空区