1、高高 延延 法法中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) (北京)2010年5月水體下采煤水體下采煤導(dǎo)水裂隙帶高度觀測(cè)導(dǎo)水裂隙帶高度觀測(cè)序 言第一章 l 在井下回采工作面周邊某位置布置鉆窩，由該鉆窩向工作面采空區(qū)上方的覆巖導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)打仰斜鉆孔，采用井下導(dǎo)高觀測(cè)儀觀測(cè)導(dǎo)高，這是獲得國家發(fā)明專利。l 這是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，近10幾年來，已經(jīng)在山東微山湖下采煤、渤海灣龍口海下采煤、河北岳城水庫下采煤、山東、河北、江蘇、安徽等省各礦區(qū)的河流下采煤和含水松散層下采煤中廣泛應(yīng)用。井下導(dǎo)高觀測(cè)已經(jīng)在40多個(gè)礦井應(yīng)用。l井下觀測(cè)法與傳統(tǒng)的地面鉆孔沖洗液消耗量觀測(cè)法相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：l 井下觀測(cè)法鉆孔工程量小井下觀測(cè)法鉆孔工程量

2、小，井下觀測(cè)法鉆孔施工成本低井下觀測(cè)法鉆孔施工成本低。一般小于地面觀測(cè)法三分一；地面鉆孔施工費(fèi)每米上千元，井下鉆孔僅僅六七百元，總施工費(fèi)一般能節(jié)省70%以上；l 井下觀測(cè)法觀測(cè)精度高井下觀測(cè)法觀測(cè)精度高。在井下是使用儀器，每米逐段觀測(cè)，精度高，成果可靠。l 為礦井水體下采煤確定最為安全合理的開采上限為礦井水體下采煤確定最為安全合理的開采上限。根據(jù)實(shí)測(cè)導(dǎo)高值，按照“三下”采煤規(guī)程確定開采上限，合理提高開采上限，確保水體下采煤安全。第一章第一章 井下導(dǎo)高觀測(cè)原理與方法井下導(dǎo)高觀測(cè)原理與方法圖圖2.1 井下仰斜鉆孔導(dǎo)水裂隙帶高度觀測(cè)示意圖井下仰斜鉆孔導(dǎo)水裂隙帶高度觀測(cè)示意圖井下鉆孔冒落帶導(dǎo)水裂隙帶地

3、面鉆孔松散沖積巖基巖圖圖2.2 井下仰斜鉆孔雙端堵水器導(dǎo)高觀測(cè)原理系統(tǒng)圖井下仰斜鉆孔雙端堵水器導(dǎo)高觀測(cè)原理系統(tǒng)圖圖 2.2 井下仰斜鉆孔雙端堵水器導(dǎo)高觀測(cè)原理系統(tǒng)圖起脹控制臺(tái)注水管路注水控制臺(tái)起脹管路高壓水源高壓水源鉆孔膠囊雙端堵水器膠囊2儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu) 整個(gè)觀測(cè)儀器由三部分組成：雙端堵水器、連接管路、整個(gè)觀測(cè)儀器由三部分組成：雙端堵水器、連接管路、控制臺(tái)，如圖控制臺(tái)，如圖 1.2和圖和圖1.3。雙端堵水器由兩個(gè)起脹膠囊和注。雙端堵水器由兩個(gè)起脹膠囊和注水探管組成。連接管路有兩條：起脹管路和注水管路。控制水探管組成。連接管路有兩條：起脹管路和注水管路?？刂婆_(tái)也是對(duì)應(yīng)兩個(gè)：起脹控制臺(tái)和注水控制

4、臺(tái)。臺(tái)也是對(duì)應(yīng)兩個(gè)：起脹控制臺(tái)和注水控制臺(tái)。 起脹控制臺(tái)、起脹管路和雙端堵水器的兩個(gè)膠囊相連通起脹控制臺(tái)、起脹管路和雙端堵水器的兩個(gè)膠囊相連通，構(gòu)成控制膠囊膨脹和收縮的控制系統(tǒng)，構(gòu)成控制膠囊膨脹和收縮的控制系統(tǒng) 。 注水控制臺(tái)，注水管路和雙端堵水器的注水探管相連通注水控制臺(tái)，注水管路和雙端堵水器的注水探管相連通，構(gòu)成一個(gè)控制和觀測(cè)巖層導(dǎo)水性的注水觀測(cè)系統(tǒng)。，構(gòu)成一個(gè)控制和觀測(cè)巖層導(dǎo)水性的注水觀測(cè)系統(tǒng)。 圖圖2.3 雙端堵水器結(jié)構(gòu)示意圖雙端堵水器結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.3 雙端堵水器結(jié)構(gòu)示意圖膠囊注水探管膠囊3井下仰斜鉆孔雙端堵水器導(dǎo)高觀測(cè)原理與方法井下仰斜鉆孔雙端堵水器導(dǎo)高觀測(cè)原理與方法 （1）仰斜

5、鉆孔穿過導(dǎo)水裂隙帶。在回采工作面周邊的適）仰斜鉆孔穿過導(dǎo)水裂隙帶。在回采工作面周邊的適當(dāng)位置，向采空區(qū)當(dāng)位置，向采空區(qū) 上方打仰斜鉆孔，該鉆孔要穿透覆巖導(dǎo)上方打仰斜鉆孔，該鉆孔要穿透覆巖導(dǎo)水裂隙帶，并進(jìn)入其上方的彎曲帶一定距離，一般水裂隙帶，并進(jìn)入其上方的彎曲帶一定距離，一般510m則可，該鉆孔就是導(dǎo)高觀測(cè)鉆孔。則可，該鉆孔就是導(dǎo)高觀測(cè)鉆孔。 （2）使用雙端堵水器測(cè)試各段巖層的透水性。使用雙端）使用雙端堵水器測(cè)試各段巖層的透水性。使用雙端堵水器，由孔口起自下而上逐段（每段堵水器，由孔口起自下而上逐段（每段1米）測(cè)試每段巖層米）測(cè)試每段巖層的導(dǎo)水性能，一直測(cè)試到孔底的導(dǎo)水性能，一直測(cè)試到孔底 實(shí)

6、測(cè)到的透水巖層的最大高實(shí)測(cè)到的透水巖層的最大高度，就是采場(chǎng)覆巖的導(dǎo)水裂隙帶高度。度，就是采場(chǎng)覆巖的導(dǎo)水裂隙帶高度。 （3）雙端堵水器的控制與巖層透水性觀測(cè)。起脹控制臺(tái)和注）雙端堵水器的控制與巖層透水性觀測(cè)。起脹控制臺(tái)和注水控制臺(tái)的一端水控制臺(tái)的一端 分別連接起脹管路和注水管路，另一端則分別連接起脹管路和注水管路，另一端則連著高壓水源。要觀測(cè)某一高度位置的巖層的透水性，連著高壓水源。要觀測(cè)某一高度位置的巖層的透水性， 首先，操作起脹控制臺(tái)，使雙端堵水器的兩個(gè)膠囊處于首先，操作起脹控制臺(tái)，使雙端堵水器的兩個(gè)膠囊處于無壓收縮狀態(tài)；無壓收縮狀態(tài)； 第二步，使用鉆機(jī)鉆桿將雙端堵水器推移到位；第二步，使用

7、鉆機(jī)鉆桿將雙端堵水器推移到位； 第三步則是操作起脹控制臺(tái)，對(duì)雙端堵水器的兩個(gè)膠囊第三步則是操作起脹控制臺(tái)，對(duì)雙端堵水器的兩個(gè)膠囊注水加壓，使之處于承壓膨脹狀態(tài)，從而封堵分隔一段鉆孔；注水加壓，使之處于承壓膨脹狀態(tài)，從而封堵分隔一段鉆孔； 最后，則是操作注水控制臺(tái)，對(duì)分隔出的一段鉆孔進(jìn)行最后，則是操作注水控制臺(tái)，對(duì)分隔出的一段鉆孔進(jìn)行注水觀測(cè)，通過注水控制臺(tái)上的流量表，觀測(cè)出這段巖層單注水觀測(cè)，通過注水控制臺(tái)上的流量表，觀測(cè)出這段巖層單位時(shí)間的注水滲流量，從而測(cè)試出這段巖層的透水性能。位時(shí)間的注水滲流量，從而測(cè)試出這段巖層的透水性能。 控制臺(tái)增加了兩對(duì)過濾器，避免了儀表的堵塞損壞；控制臺(tái)增加了兩

8、對(duì)過濾器，避免了儀表的堵塞損壞； 起脹膠管使用了高強(qiáng)度的鋼編管，避免了拉斷、磨斷和擠裂；起脹膠管使用了高強(qiáng)度的鋼編管，避免了拉斷、磨斷和擠裂； 所有接頭都使用了所有接頭都使用了O型圈和標(biāo)準(zhǔn)件，保證了水和氣兩套系統(tǒng)型圈和標(biāo)準(zhǔn)件，保證了水和氣兩套系統(tǒng)不泄漏；不泄漏； 一對(duì)起脹膠囊之間，使用了外連接方式，使結(jié)構(gòu)大為簡化而一對(duì)起脹膠囊之間，使用了外連接方式，使結(jié)構(gòu)大為簡化而且性能更加可靠；且性能更加可靠；采采 用了優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度膠囊保障了在額定起脹壓力下不會(huì)破裂。用了優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度膠囊保障了在額定起脹壓力下不會(huì)破裂。l一導(dǎo)高預(yù)計(jì)一導(dǎo)高預(yù)計(jì)l 導(dǎo)高預(yù)計(jì)是進(jìn)行觀測(cè)設(shè)計(jì)的依據(jù)，只有準(zhǔn)確預(yù)計(jì)了冒落帶高度和導(dǎo)水裂隙帶高

9、度，才能保證觀測(cè)成功。導(dǎo)水裂隙帶和冒落帶的發(fā)育高度主要取決于地層結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)性質(zhì)和開采方法。北皂煤礦H2101綜放工作面的覆巖屬于典型的軟巖地層，開采煤層厚度按M=3.6m，根據(jù)二十多個(gè)礦井的實(shí)際觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)和龍口礦區(qū)的地層結(jié)構(gòu)狀況，H2101綜放工作面開采后的冒高、導(dǎo)高預(yù)計(jì)如下：l導(dǎo)高上限：H導(dǎo)上=10M=103.6=36 (m)l導(dǎo)高下限：H導(dǎo)下=6M=63.6=21.6 (m)l冒 高：H冒=3M=33.6=10.8（m）鋪網(wǎng)線觀 測(cè) 巷停采線-380材料巷皮帶運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷皮帶井下部聯(lián)巷運(yùn)輸巷材料巷工作面鋪網(wǎng)剖面剖面觀測(cè)巷煤2厚4.4號(hào)孔20， 號(hào)孔10， 號(hào)孔-5， 面采空區(qū)停采剖面線 鋪

10、網(wǎng)線含水層高上冒高-336.5-364.8-360.4下號(hào)孔-15， 號(hào)孔-30， 觀測(cè)巷煤2厚4.4號(hào)孔20， 號(hào)孔10， 號(hào)孔-5， 面采空區(qū)停采剖面線 鋪網(wǎng)線含水層高上冒高-336.5-364.8-360.4下號(hào)孔-15， 號(hào)孔-30， 在工作面推采至距停采線距離在工作面推采至距停采線距離60m之前，打出采之前，打出采前觀測(cè)孔；前觀測(cè)孔； 采后孔的施工順序是采后孔的施工順序是1號(hào)孔、號(hào)孔、2號(hào)孔、號(hào)孔、3號(hào)孔；號(hào)孔； 4號(hào)孔，根據(jù)需要再研究是否施工；號(hào)孔，根據(jù)需要再研究是否施工； 5號(hào)孔是冒落帶高度觀測(cè)孔。號(hào)孔是冒落帶高度觀測(cè)孔。l導(dǎo)高合理的觀測(cè)時(shí)間主要與覆巖巖性、開采厚度有關(guān)。導(dǎo)高合理

11、的觀測(cè)時(shí)間主要與覆巖巖性、開采厚度有關(guān)。l這次導(dǎo)高觀測(cè)時(shí)間控制在：開采過后這次導(dǎo)高觀測(cè)時(shí)間控制在：開采過后1020天。天。l時(shí)間過短，覆巖變形尚未穩(wěn)定，鉆孔難以成型，觀測(cè)時(shí)鉆時(shí)間過短，覆巖變形尚未穩(wěn)定，鉆孔難以成型，觀測(cè)時(shí)鉆孔容易變形，卡住探頭?？兹菀鬃冃?，卡住探頭。l時(shí)間過長，覆巖會(huì)逐漸壓實(shí)，導(dǎo)高會(huì)降低。時(shí)間過長，覆巖會(huì)逐漸壓實(shí)，導(dǎo)高會(huì)降低。lH2101面的采厚為面的采厚為3.6m，覆巖覆巖軟弱，巖層移動(dòng)速度比，覆巖覆巖軟弱，巖層移動(dòng)速度比較快，所以采后較快，所以采后1020天觀測(cè)導(dǎo)高是最佳時(shí)機(jī)。天觀測(cè)導(dǎo)高是最佳時(shí)機(jī)。l每打完一個(gè)鉆孔，就觀測(cè)一個(gè)，鉆機(jī)不要移動(dòng)，觀測(cè)時(shí)要每打完一個(gè)鉆孔，就觀測(cè)

12、一個(gè)，鉆機(jī)不要移動(dòng)，觀測(cè)時(shí)要使用鉆機(jī)。每個(gè)鉆孔的觀測(cè)時(shí)間為使用鉆機(jī)。每個(gè)鉆孔的觀測(cè)時(shí)間為1天，并提前一天在井上天，并提前一天在井上做好下井觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作做好下井觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作。3.1 鉆孔施工與導(dǎo)高觀測(cè)過程鉆孔施工與導(dǎo)高觀測(cè)過程lH2101工作面施工觀測(cè)鉆孔工作面施工觀測(cè)鉆孔19個(gè)。其中：采前對(duì)比孔個(gè)。其中：采前對(duì)比孔5個(gè)，采個(gè)，采后的導(dǎo)高觀測(cè)孔后的導(dǎo)高觀測(cè)孔14個(gè)。鉆孔的施工與觀測(cè)分為三個(gè)階段個(gè)。鉆孔的施工與觀測(cè)分為三個(gè)階段l第一階段第一階段，是在原來的外測(cè)觀測(cè)鉆窩施工了，是在原來的外測(cè)觀測(cè)鉆窩施工了3個(gè)采前對(duì)比孔：個(gè)采前對(duì)比孔：外外 A1孔、外孔、外B1孔和外孔和外A2孔。孔。l第二階

13、段第二階段，在外側(cè)觀測(cè)鉆窩施工了，在外側(cè)觀測(cè)鉆窩施工了2個(gè)采前對(duì)比孔：外個(gè)采前對(duì)比孔：外A3孔和孔和外外B2孔，外孔，外A3孔和外孔和外B2孔距孔距H2101工作面停采線的水平距離工作面停采線的水平距離越越38米，分析認(rèn)為不會(huì)受到開采影響。米，分析認(rèn)為不會(huì)受到開采影響。l第三階段，第三階段，在距停采線在距停采線11米處的內(nèi)側(cè)觀測(cè)鉆窩，施工了米處的內(nèi)側(cè)觀測(cè)鉆窩，施工了14個(gè)導(dǎo)個(gè)導(dǎo)高觀測(cè)鉆孔。高觀測(cè)鉆孔。3.2 H2101工作面采前對(duì)比孔工作面采前對(duì)比孔觀測(cè)成果觀測(cè)成果停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量l/min一外

14、一外A1采前對(duì)比孔觀測(cè)成果采前對(duì)比孔觀測(cè)成果二外二外A2采前對(duì)比孔觀測(cè)成果采前對(duì)比孔觀測(cè)成果停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253040孔深（m）滲流量l/min51015202530三外三外A3采前對(duì)比孔觀測(cè)成果采前對(duì)比孔觀測(cè)成果停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m355101520253024681019m孔深（m）滲流量l/min四外四外B1采前對(duì)比孔觀測(cè)成果采前對(duì)比孔觀測(cè)成果停 采 剖 面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024640孔深（m）滲流量l/min五外五外B2采前對(duì)比孔觀測(cè)成果采前對(duì)比孔觀測(cè)成

15、果停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m142124681019m孔深（m）滲流量（l/min）l5個(gè)采前對(duì)比孔，測(cè)點(diǎn)總數(shù)為個(gè)采前對(duì)比孔，測(cè)點(diǎn)總數(shù)為70個(gè)，漏水點(diǎn)共個(gè)，漏水點(diǎn)共14個(gè)，有效測(cè)點(diǎn)個(gè)，有效測(cè)點(diǎn)數(shù)為數(shù)為56個(gè)，注水量個(gè)，注水量0值點(diǎn)值點(diǎn)18個(gè)，個(gè)，0值占有效測(cè)試點(diǎn)的值占有效測(cè)試點(diǎn)的32。l巖層的原始滲透性較小，除去最靠近孔口的點(diǎn)外，最大注水巖層的原始滲透性較小，除去最靠近孔口的點(diǎn)外，最大注水量只有量只有8L/min，而且絕大多數(shù)小于，而且絕大多數(shù)小于6 L/min，而且滲流段較少。，而且滲流段較少。這說明巖層的原始連通型裂隙的不發(fā)育，這是軟巖性質(zhì)決定這說明巖層的原始連通型裂隙的不發(fā)育，這

16、是軟巖性質(zhì)決定的。的。l五個(gè)采前對(duì)比孔，都是在外測(cè)鉆窩，采后導(dǎo)高觀測(cè)孔都是在五個(gè)采前對(duì)比孔，都是在外測(cè)鉆窩，采后導(dǎo)高觀測(cè)孔都是在內(nèi)側(cè)鉆窩，所以不宜每個(gè)鉆孔作具體的采前與采后對(duì)比。內(nèi)側(cè)鉆窩，所以不宜每個(gè)鉆孔作具體的采前與采后對(duì)比。l巖層原始滲流量，反映了巖層的原始連通型裂隙的發(fā)育程度，巖層原始滲流量，反映了巖層的原始連通型裂隙的發(fā)育程度，即使是同一層位，不同層面位置巖層的裂隙發(fā)育程度也有較即使是同一層位，不同層面位置巖層的裂隙發(fā)育程度也有較大差異，也不是可以簡單對(duì)比的大差異，也不是可以簡單對(duì)比的。3.3 H2101工作面采后導(dǎo)高工作面采后導(dǎo)高觀測(cè)孔觀測(cè)成果觀測(cè)孔觀測(cè)成果l導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)：注水量

17、大于6L/min，而且連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)有較大的注水量。l導(dǎo)水裂隙帶范圍外：注水量小于6L/min，而且有注水量的測(cè)點(diǎn)不連續(xù)，出現(xiàn)較多的0值。一一A1孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果A1孔在觀測(cè)過程中，封堵效果較差，不宜以此為依據(jù)判斷導(dǎo)高上限?？自谟^測(cè)過程中，封堵效果較差，不宜以此為依據(jù)判斷導(dǎo)高上限。停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量l/min二二A2孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果A2孔在孔深孔在孔深41.5m到孔深到孔深49.5m這一段，滲流量要么是這一段，滲流量要么是0，要么僅僅是，要么僅

18、僅是2、3L/min，量很小屬于不導(dǎo)水。所以，量很小屬于不導(dǎo)水。所以A2孔的導(dǎo)水上限是孔深孔的導(dǎo)水上限是孔深41.5m，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)的靜壓值是的靜壓值是0.06MPa，相當(dāng)于，相當(dāng)于6m高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由A2孔判斷出的導(dǎo)高上限是孔判斷出的導(dǎo)高上限是: H(A2)=24+6=30(m)停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m3551015202530246810404550孔深（m）滲流量l/min三三A3孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果A3孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶

19、內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040121416孔深（m）滲流量l/min四四A4導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 A4孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m35510152025303691215孔深（m）滲流量l/min五五A5導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 A5孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355

20、1015202530246810孔深（m）滲流量（l/min）六六A6孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 A6孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量（l/min）七七A7導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果A7孔：在孔深孔：在孔深32m到孔深到孔深46m段，滲流量幾乎全是段，滲流量幾乎全是0。所以。所以A7孔的導(dǎo)水孔的導(dǎo)水上限是孔深上限是孔深32m，對(duì)應(yīng)的靜壓值是，對(duì)應(yīng)的靜壓值是0.05MPa，相當(dāng)于，相當(dāng)于5m高。觀測(cè)巷鉆窩高。觀測(cè)巷

21、鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層位置的巷道底板相對(duì)煤層2的高度是的高度是24m。由。由A7孔判斷出導(dǎo)高上限是孔判斷出導(dǎo)高上限是: H(A7)=24+5=29(m)停 采 剖面線觀測(cè)巷3551015202530246810404550556560孔 深（m）滲流量l/min八八A8孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果A8孔所測(cè)出的巖層導(dǎo)水性能較弱，滲流點(diǎn)很少，滲流量也較小。該孔資料孔所測(cè)出的巖層導(dǎo)水性能較弱，滲流點(diǎn)很少，滲流量也較小。該孔資料不宜判斷導(dǎo)高上限不宜判斷導(dǎo)高上限停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253012345404550孔 深（m）

22、滲 流 量（l/min）九九B1孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量l/min B1孔所顯示的覆巖的導(dǎo)水性能較為復(fù)雜，在孔深孔所顯示的覆巖的導(dǎo)水性能較為復(fù)雜，在孔深32.5m到到孔深孔深37m這一段有滲流，其相對(duì)觀測(cè)鉆孔孔口的高度為這一段有滲流，其相對(duì)觀測(cè)鉆孔孔口的高度為10.512m。 而在孔深而在孔深17.531m這段巖層共有這段巖層共有10個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中5個(gè)測(cè)個(gè)測(cè)點(diǎn)的滲流量為點(diǎn)的滲流量為0，另，另5個(gè)滲流值也很小，只有個(gè)滲流值也很小，只有2.51.5L/min，這段

23、巖層相當(dāng)于不導(dǎo)水。，這段巖層相當(dāng)于不導(dǎo)水。 綜合考慮上述矛盾著的兩方面，在孔深綜合考慮上述矛盾著的兩方面，在孔深32.5m到孔深到孔深37m這一段的滲流很可能是原生裂隙的滲流。這一段的滲流很可能是原生裂隙的滲流。 所以所以B1孔的導(dǎo)水上限是孔深孔的導(dǎo)水上限是孔深17.5m處，對(duì)應(yīng)的靜壓值是處，對(duì)應(yīng)的靜壓值是0.06MPa，相當(dāng)于，相當(dāng)于6m高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層對(duì)煤層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由B1孔判斷出的導(dǎo)高上限孔判斷出的導(dǎo)高上限是是: H(B1)=24+6=30(m)十十B2孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果停采剖面線

24、觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m3551015202530246810404550孔深（m）滲流量l/min B2孔的導(dǎo)高上限判斷在孔深孔的導(dǎo)高上限判斷在孔深37m處，主要依據(jù)除了滲流處，主要依據(jù)除了滲流量，還有滲流段的長短。單純一個(gè)點(diǎn)的滲流，往往不是巖量，還有滲流段的長短。單純一個(gè)點(diǎn)的滲流，往往不是巖層的導(dǎo)水裂隙；連續(xù)幾個(gè)點(diǎn)有滲流，有時(shí)盡管滲流量比較層的導(dǎo)水裂隙；連續(xù)幾個(gè)點(diǎn)有滲流，有時(shí)盡管滲流量比較小，也是導(dǎo)水裂隙。小，也是導(dǎo)水裂隙。 所以所以B2孔的導(dǎo)水上限是孔深孔的導(dǎo)水上限是孔深37m，對(duì)應(yīng)的靜壓值是，對(duì)應(yīng)的靜壓值是0.06MPa，相當(dāng)于，相當(dāng)于6m高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷

25、道底板相高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層對(duì)煤層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由B2孔判斷出的導(dǎo)高上限孔判斷出的導(dǎo)高上限是是: H(B2)=24+6=30(m)十一十一B3孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果孔導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 B3孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m35510152025304812162040 孔深（m）滲 流 量（l/min）十二十二B4導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 B4孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停采剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-3

26、60.4m-336.5m35510152025301020304050孔深（m）滲流量（l/min）十三十三B5導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果 B5孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)停 采 剖面線觀測(cè)巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m35510152025302468102孔深（m）滲流量（l/min）十四十四B6導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果導(dǎo)高觀測(cè)孔的觀測(cè)成果B6孔導(dǎo)水裂隙帶上限比較明顯，在孔深孔導(dǎo)水裂隙帶上限比較明顯，在孔深37m處，該處對(duì)應(yīng)的靜水壓力為處，該處對(duì)應(yīng)的靜水壓力為0.05MPa，相當(dāng)于，相當(dāng)于5m高。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層高

27、。觀測(cè)巷鉆窩位置的巷道底板相對(duì)煤層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由B2孔判斷出的導(dǎo)高上限是孔判斷出的導(dǎo)高上限是: H(B6)=24+5=29(m)煤2厚4.4m-360.4m-336.5m停采剖面線觀測(cè)巷3551015202530246810404550556560孔深（m）滲 流 量（l/min）3.4 H2101面導(dǎo)高觀測(cè)綜合成果面導(dǎo)高觀測(cè)綜合成果 在在14個(gè)采后導(dǎo)高觀測(cè)鉆孔中，有個(gè)采后導(dǎo)高觀測(cè)鉆孔中，有5個(gè)鉆孔測(cè)試出了導(dǎo)水裂隙個(gè)鉆孔測(cè)試出了導(dǎo)水裂隙帶的上限，這些觀測(cè)成果相互印證，可以得出可靠的結(jié)論：帶的上限，這些觀測(cè)成果相互印證，可以得出可靠的結(jié)論： A2孔：孔：H(A2)=

28、24+6=30(m) A7孔：孔：H(A7)=24+5=29(m) B1孔：孔：H(B1)=24+6=30(m) B2孔：孔：H(B2)=24+6=30(m) B6孔：孔：H(B6)=24+5=29(m) 綜合上述觀測(cè)成果：綜合上述觀測(cè)成果：H2101面導(dǎo)水裂隙帶高度：面導(dǎo)水裂隙帶高度：H=30m H2101綜放工作面在停采線一側(cè)的平均采厚綜放工作面在停采線一側(cè)的平均采厚M3.6m，所以，所以導(dǎo)高與采后之比為：導(dǎo)高與采后之比為： H/M30/3.68.3倍倍 導(dǎo)水裂隙帶馬鞍型導(dǎo)水裂隙帶馬鞍型l導(dǎo)水裂隙帶側(cè)邊外凸寬度約導(dǎo)水裂隙帶側(cè)邊外凸寬度約10ml導(dǎo)水裂隙帶的上界面應(yīng)該在厚度為導(dǎo)水裂隙帶的上界

29、面應(yīng)該在厚度為3.9m的泥巖與厚度為的泥巖與厚度為2.9m的炭質(zhì)泥巖的交界面處。的炭質(zhì)泥巖的交界面處。導(dǎo)水裂隙帶馬鞍型形成和側(cè)向邊界外凸機(jī)理：導(dǎo)水裂隙帶馬鞍型形成和側(cè)向邊界外凸機(jī)理：l1. 在開采邊界處，覆巖彎曲變形的曲率最大，所以開采邊在開采邊界處，覆巖彎曲變形的曲率最大，所以開采邊界處的導(dǎo)高最高；界處的導(dǎo)高最高；l2. 在開采邊界外側(cè)即煤柱上方，彎曲變形的覆巖處于拉伸在開采邊界外側(cè)即煤柱上方，彎曲變形的覆巖處于拉伸應(yīng)力狀態(tài)，容易產(chǎn)生張開型裂隙，因此，導(dǎo)水裂隙帶測(cè)向應(yīng)力狀態(tài)，容易產(chǎn)生張開型裂隙，因此，導(dǎo)水裂隙帶測(cè)向邊界外凸。邊界外凸。炭質(zhì)泥巖含油泥巖炭質(zhì)泥巖泥巖含油泥巖油頁巖含油泥巖煤1煤2

30、15.874.351.43.72.93.96.571.213.48黑色，性軟。黑色，質(zhì)較純，較軟，頂部為0.6 灰色泥巖，質(zhì)純性脆?；疑?，具有水平層理，平坦?fàn)顢嗫?，上部含鈣質(zhì)，下部含油稍高。黑色，質(zhì)較純，較軟。灰色，質(zhì)純，性脆，頂部0.8 為灰色泥灰?guī)r褐黑色，成分以亮煤為主，鏡煤、暗煤次之。褐灰色，上部含油較高，比重較小，下部質(zhì)較差。褐黑色，具水平層理，貝殼狀-平坦?fàn)顢嗫?。褐黑色，以亮煤為主，次為暗煤、鏡煤絲炭。煤2厚度為4.42101綜放工作面（采厚3.6 ）觀測(cè)巷導(dǎo)高30m24m11導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育形態(tài)導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育形態(tài) 這次導(dǎo)高時(shí)間是工作面停采后這次導(dǎo)高時(shí)間是工作面停采后10天天20天，從

31、觀測(cè)效果天，從觀測(cè)效果來看，是比較合適的，抓住了最佳觀測(cè)時(shí)機(jī)來看，是比較合適的，抓住了最佳觀測(cè)時(shí)機(jī) 。l 如果觀測(cè)時(shí)間過早，鉆孔成孔困難，觀測(cè)時(shí)也容易出如果觀測(cè)時(shí)間過早，鉆孔成孔困難，觀測(cè)時(shí)也容易出現(xiàn)塌孔。現(xiàn)塌孔。l 如果觀測(cè)時(shí)間過晚，導(dǎo)水裂隙可能已經(jīng)閉合，有可能如果觀測(cè)時(shí)間過晚，導(dǎo)水裂隙可能已經(jīng)閉合，有可能測(cè)到的導(dǎo)高值偏低。測(cè)到的導(dǎo)高值偏低。l 今后再次觀測(cè)時(shí)，也可以嘗試再采后今后再次觀測(cè)時(shí)，也可以嘗試再采后7天左右打?qū)Ц哂^天左右打?qū)Ц哂^測(cè)孔，不斷摸索更準(zhǔn)確的最佳導(dǎo)高觀測(cè)時(shí)段。測(cè)孔，不斷摸索更準(zhǔn)確的最佳導(dǎo)高觀測(cè)時(shí)段。l 冒高觀測(cè)比較困難，今后應(yīng)該想辦法測(cè)出冒高值，冒冒高觀測(cè)比較困難，今后應(yīng)該

32、想辦法測(cè)出冒高值，冒高觀測(cè)應(yīng)該比導(dǎo)高觀測(cè)更早幾天就觀測(cè)，更重要的冒高高觀測(cè)應(yīng)該比導(dǎo)高觀測(cè)更早幾天就觀測(cè)，更重要的冒高的觀測(cè)手段和方法。的觀測(cè)手段和方法。l 導(dǎo)高觀測(cè)的數(shù)目，取決于觀測(cè)目的要求。如果重點(diǎn)在導(dǎo)高導(dǎo)高觀測(cè)的數(shù)目，取決于觀測(cè)目的要求。如果重點(diǎn)在導(dǎo)高值，那么應(yīng)該準(zhǔn)確預(yù)計(jì)導(dǎo)高上限，將鉆孔布置在測(cè)試導(dǎo)水裂隙值，那么應(yīng)該準(zhǔn)確預(yù)計(jì)導(dǎo)高上限，將鉆孔布置在測(cè)試導(dǎo)水裂隙帶上界面的位置上。帶上界面的位置上。l 這次觀測(cè)共施工觀測(cè)鉆孔這次觀測(cè)共施工觀測(cè)鉆孔19個(gè)，其中采前對(duì)比孔個(gè)，其中采前對(duì)比孔5個(gè)。采后個(gè)。采后導(dǎo)高觀測(cè)孔導(dǎo)高觀測(cè)孔14個(gè)，在個(gè)，在14個(gè)采后導(dǎo)高觀測(cè)孔中，仰斜孔和俯斜孔個(gè)采后導(dǎo)高觀測(cè)孔中，

33、仰斜孔和俯斜孔各是各是7個(gè)。個(gè)。l 從必要性和經(jīng)濟(jì)性來說，采前孔偏多，兩個(gè)觀測(cè)剖面需要從必要性和經(jīng)濟(jì)性來說，采前孔偏多，兩個(gè)觀測(cè)剖面需要仰斜孔和俯斜孔，一般仰斜孔和俯斜孔，一般24個(gè)就可以；采后的個(gè)就可以；采后的 俯斜孔也偏多，俯斜孔也偏多，兩個(gè)觀測(cè)剖面只需要兩個(gè)觀測(cè)剖面只需要24個(gè)。個(gè)。l 但是，從資料的豐富性和可靠性角度而言，觀測(cè)孔數(shù)增加但是，從資料的豐富性和可靠性角度而言，觀測(cè)孔數(shù)增加對(duì)于提高觀測(cè)成果的可靠性來說是有利的。對(duì)于提高觀測(cè)成果的可靠性來說是有利的。 4.1 采場(chǎng)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育的一般規(guī)律采場(chǎng)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育的一般規(guī)律 裂隙帶處于冒落帶之上?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，裂隙帶內(nèi)，裂縫裂隙帶處

34、于冒落帶之上。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，裂隙帶內(nèi)，裂縫的形式及其分布有一定的規(guī)律性。無論是在緩傾斜煤層還是在的形式及其分布有一定的規(guī)律性。無論是在緩傾斜煤層還是在急傾斜煤層的條件下，一般是發(fā)生垂直或近于垂直層面的裂縫急傾斜煤層的條件下，一般是發(fā)生垂直或近于垂直層面的裂縫，即斷裂（巖層全部斷開）和開裂（巖層不全部斷開）。，即斷裂（巖層全部斷開）和開裂（巖層不全部斷開）。 巖層斷裂和開裂的發(fā)生與否及斷開程度，除取決于巖層所巖層斷裂和開裂的發(fā)生與否及斷開程度，除取決于巖層所承受的變形性質(zhì)和大小外，還與巖性、層厚及其空間位置有密承受的變形性質(zhì)和大小外，還與巖性、層厚及其空間位置有密切關(guān)系。靠近冒落帶的巖層，斷裂嚴(yán)

35、重；遠(yuǎn)離冒落帶的巖層，切關(guān)系?？拷奥鋷У膸r層，斷裂嚴(yán)重；遠(yuǎn)離冒落帶的巖層，斷裂輕微。如圖斷裂輕微。如圖4.1。 脆性薄層狀砂巖會(huì)發(fā)生斷裂，韌性薄層狀石灰?guī)r則會(huì)發(fā)生脆性薄層狀砂巖會(huì)發(fā)生斷裂，韌性薄層狀石灰?guī)r則會(huì)發(fā)生彎曲緩慢下沉。彎曲緩慢下沉。 圖4.1 導(dǎo)水裂隙帶的一般特征 表土層微小開裂區(qū)冒落帶嚴(yán)重?cái)嗔褏^(qū)一般開裂區(qū)彎曲帶導(dǎo)水裂隙帶高度導(dǎo)水裂隙帶北皂海域首采面覆巖導(dǎo)水裂隙帶的實(shí)測(cè)北皂海域首采面覆巖導(dǎo)水裂隙帶的實(shí)測(cè)結(jié)果為：結(jié)果為： 嚴(yán)重?cái)嗔褏^(qū)在覆巖嚴(yán)重?cái)嗔褏^(qū)在覆巖020m， 一般開裂區(qū)在一般開裂區(qū)在2030m， 沒有明顯的微小開裂區(qū)。沒有明顯的微小開裂區(qū)。二、導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)巖層裂隙發(fā)育特征 導(dǎo)水裂隙內(nèi)的巖層發(fā)生的是彎曲斷裂，所以導(dǎo)水裂隙一般都垂直于巖導(dǎo)水裂隙內(nèi)的巖層發(fā)生的是彎曲斷裂，所以導(dǎo)水裂隙一般都垂直于巖層層面，而且這些裂隙是離散分布的，如圖層層面，而且這些裂隙是離散分布的，如圖4.3所示。所以井下仰斜鉆孔所示。所以井下仰斜鉆孔比地面垂向鉆孔能穿過更多的導(dǎo)水裂隙。這樣導(dǎo)高觀測(cè)成果更為可靠。比地面垂向鉆孔能穿過更多的導(dǎo)水裂隙。這樣導(dǎo)高觀測(cè)成果更為可