昭阳煤矿导水裂隙带高度探测方案设计

63209工作面提高开采上限导水裂隙带高度观测方案科 技 大 集团昭阳煤矿O一二年五月-1-/12wordwordwordword目录111113567

22555777I/12生产地质条件工作面位置与井上下关系63209工作面位于井田西部西六采区，东以F4断层保护煤柱线为界，西以F56320963209工作面10316480平方米。30米，四周无相邻采掘工作面，该工作面中上部下面为-400m水平运输、回风大巷，间距分别为31米和54米。工作面对应地表为农田和树木，无建筑物。煤层63209工作面设计开采煤层为3 层煤，依据63209工作面运输顺槽、回风顺下3.0-3.63.3m。1.3 顶底板特征63209工作面所采的3 煤层为组煤系地层，煤层直接顶岩性为粉砂岩，厚度下4.0米，灰黑色，微波状水平层理发育，有少量黑色炭屑物，真密度2705kg/m3，层根本顶岩性为细砂岩，厚度10.0米，浅灰色,成分石英为主，少量长石与暗色矿物，硅质胶结，上部微波状水平层理，呈互层状，有黑色炭屑，夹泥质团块，下部夹有黄铁矿结核，具亮性滑面；煤层直接底岩性为泥岩，厚度1.75米，灰黑色，较疏松，含少量炭屑与植物化石；煤层老顶岩性为粉细砂互岩，厚度8.0米，浅灰色，间夹粉砂岩薄层。米，工作面周期垮落步距为12米。本面开采的3 煤层上部为3 煤层，两层煤的下 上层间距平均为20米，3 层煤未开采。上地质构造据现有巷道揭露状况，工作面有大断层两条即：F4F5断层。F4、F51/12wordword4/12看，在工作面存在落差较小的断层较多。区的西北部，工作面褶曲不发育，对回采没有影响。水文地质318～24m3/h左右。影响回采的其它因素

33/h，目下1.2m3/min；CO23/t,19.21m3/min19.21m3/min；煤尘层；无地温与冲击地压。影响不大，主要加强顶板治理，实行有效支护。word观测方法选择传统的采动导水裂隙带高度观测方法是地面钻孔冲洗液耗量法，需要在地面上位于采空区回风巷或机巷两侧肯定的围，以采空区一侧为主施工数个钻孔，通过钻进过程中钻孔冲洗液消耗量的变化，求得采动导水裂隙带高度和分布形态，2.1所示。一旦煤层埋藏较深，不但消耗钻孔工程量较大，观测的准确度也难以掌握。2.1地面钻孔冲洗液观测法为了削减工程费以与提高观测的准确度，本次观测承受了井下仰孔分段注水观测方法。该方法的性特点是在煤矿井下采煤工作面四周选择适宜的观测场所，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钻场，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，到达估量的裂缝带顶界以上肯定高度，使用“钻孔双端封堵测漏装置〞沿钻孔进展分段封堵注水，测定钻孔各段水的漏失流量，以此了解岩石的裂开松动状况，确定裂缝2.2所示。该系统在构造上有两条通路，充气通路和注水通路。由高压气体瓶充气掌握台和孔封堵胶囊组成充气通路；由高压水、注水掌握台、进水推杆和孔注水探管组成注水通路。首先通过充气通路给胶囊肯定压力的气体使其膨胀，封堵孔所在孔段的两端；然后通过注水通路给胶囊向封堵段恒压注水，由注水掌握台掌握水压并读取注水流量。每测定一个孔3/12wordwordwordword4/125/12到测出整个钻孔各段的漏失量，依据漏失量变化状况确定围岩破坏围。112钻孔3钻窝4注水装置孔钻仪表观测台2.2观测原理与仪器构造观测导水裂隙带高度的井下仰孔分段注水观测方法是由科技大学与矿务局共19901127日通过专家工程量少、投资省、观测效果明显〞等优点，具有较普遍的适用性和推广意义；观测设备“构造简洁、操作便利，易于现场井下应用，所获资料牢靠〞煤炭系统属首次应用〞。该技术方法和仪器设备均获得国家制造专利，并于1993年在煤炭工业专利技术与产品信息交易会上被定为推广工程，获得荣誉证书。该技术方法能在任意倾角的岩石钻孔进展分段封堵注水，测定孔段漏失流量，确定岩体的裂隙与松动状况，为安全防与岩体加固供给参数；用于探测覆岩裂缝带高度，比传统的地面钻孔冲洗液消耗量观测法节约工程费用70%以上，具有准确度导水裂隙带发育高度估量观测方案必需以最大高度与形态估量都比较准确为前提。覆岩破坏最大高度估量依据工作面顶板覆岩岩性条件，顶板岩层由粉砂岩、细砂岩等组成，依据其3

煤层顶板属于中硬偏硬地层，为保证探测围超过实际破坏带高度，按中硬下岩层估量，按“三下〞采煤规程中公式进展，中误差取正值，其估量公式：H 100M 5.6 〔1〕li 1.6M3.6MHliM

10 〔2〕3.3m31.6-46.2m。为防止消灭裂5~10m孔段的深度，以便测出肯定长度的不漏水孔段，作为确定裂隙带顶界的依据，实际最大掌握高度为55m。覆岩最大破坏高度形成时间估量1~2个月，甚至更长，而有实际应用价值的参数是覆岩最大破坏带高度。覆岩破坏带形态估量63209工作面倾角较小，属于缓倾斜煤层。依据已有争论成果，其最终形态总体上为典型的“马鞍型〞，但由于煤体条件以与自煤层开头自下而上覆岩强度组合的不同，而破坏带最高点在采空区边界的位置〔边界、外还是边界上〕不同，如此估量本工作面破坏带形态为起点在煤体部，边界渐渐向煤体转移、最高点在开采边界采空区侧的“马鞍型〞。word观测布置方案依据63209工作面实际开采条件与现有可应用巷道，一般选择在停采线四周没有大的地质构造，其次要考虑钻孔开工处〔钻窝〕围岩的完整性，以便于巷道峒室的维护和观测孔孔口的完整，还应考虑水源、通风行人的便利。综合考虑上述因63209工作面停采线四周的轨道巷，停采线外距离停采20m63209工作面轨道巷布置采前、采后观测钻孔。从钻窝向工作面方向施工两个采后裂隙观测孔，向反方向施工一个钻孔作为图 观测工程剖面示意图层顶板处开头算起。4.1钻窝钻孔要素一览表钻窝号 孔号

孔性 孔径

方位 仰角〔°〕孔深〔m〕Ⅰ－1Ⅰ Ⅰ－2Ⅰ－3

采前孔采后孔采后孔

Ф89Ф89Ф89

211°58°

50° 5542° 6547° 60观测地点除能放置一台150钻机与其钻杆等配套器材外，还需容纳4～6人进2.5m上下，不宜过1Mpa1Mpa的高压气源也可。6/12wordwordwordword10/127/12观测工程实施要求井下钻窝的施工1〕施工时间63209回风巷停采线四周没有大的构造，可向工作面方向打钻作为采前孔，采前孔施工与观测应不受超前采动影响的条件下完成。2〕钻窝规格钻窝布置在巷道中，以保证钻机能向侧帮斜上方打钻，钻机处需加强支护。井下仰孔的施工1〕施工时间1.5个月施工。2〕钻孔构造状况适当调整。井下仰孔分段注水观测1〕观测时间钻孔成孔后马上进展观测。2〕观测次数观测1次，如对局部观测结果有疑，可进展局部或全孔段的重复观测。3〕观测方式1～，10m处直到孔底，不允许空段或“跳越式〞观测。4〕观测前的预备工作20mm的阀门。如已有钻机用水源管路如此不必另设。〔21MPa20mm的阀门〔3〕观测站需事先挖好排水沟，勿使站积水，影响工作。〔4〕打好钻孔后，钻机不得撤走，用于钻机推送分段注水观测探管。〔5〕有条件时，设置灯光，以利工作。5〕井下观测程序〔1〕管路连接Φ20阀门连通，胶管连接捆扎铁丝，要与管路连挂，以防滑脱；扰；Φ8增加塑管接头与探管进气〔水〕端连通；Φ25高压胶管，以与①一样的方法将注水操作台进水端与高压水源管路Φ20阀门连通；Φ15高压胶管，用与①一样的方法与钻机钻杆进水端接头连通，钻杆接头处用棉纱缠绕密封；⑦将探管通过底端接头与钻杆出水端连通，钻杆接头处用棉纱缠绕密封。〔2〕密封性检查为准。查排解。注视调压压力表，缓慢关小调压阀门，使压力升至，检查注水系统各管路接头有无漏水之处，假设有漏水之处应加以排解。④检查完毕后，翻开堵孔调压阀和进气阀，翻开注水调压阀。(3)钻孔分段注水观测②注水调压：渐渐关小注水调压阀，使注水压力到达规定的数值。规定数值+0.1MPa。高程静压注水操作台至探管所在孔段高度的高程静水压力，每次注水观测完毕后，即可测得此值。测一分钟的流量值，记入手簿。④解除封孔：翻开堵孔调压阀，孔胶囊卸压收缩，孔段贮水泄出。可作注水压力的基值。1m2m，线缠绕在钻杆接头处使其密封。系统是否密封，觉察问题与时排解。在注水时，如觉察孔口向外淋水或泄水，或有其它现象，应与时记入手簿表格中的备注栏。6〕观测记录格式井下观测记录格式如下：孔深〔m〕孔深〔m〕高程静压(MPa)注水流量〔升/分〕注水压力(MPa)备注１ ２ ３

时间：

操作：

记录： 7〕观测资料整理与绘图〔1〕上井后与时将井下观测记录复抄到一样格式的复抄记录本