導水裂隙帶高度觀測新技術

1、高高 延延 法法中 國 礦 業(yè) 大 學 (北京)2010年5月水體下采煤水體下采煤導水裂隙帶高度觀測導水裂隙帶高度觀測序 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)上方的覆巖導水裂隙帶內(nèi)打仰斜鉆孔，采用井下導高觀測儀觀測導高，這是獲得國家發(fā)明專利。l 這是一項成熟的技術，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用。井下導高觀測已經(jīng)在40多個礦井應用。l井下觀測法與傳統(tǒng)的地面鉆孔沖洗液消耗量觀測法相比，有如下優(yōu)點：l 井下觀測法鉆孔工程量小井下觀測法鉆孔工程量

2、小，井下觀測法鉆孔施工成本低井下觀測法鉆孔施工成本低。一般小于地面觀測法三分一；地面鉆孔施工費每米上千元，井下鉆孔僅僅六七百元，總施工費一般能節(jié)省70%以上；l 井下觀測法觀測精度高井下觀測法觀測精度高。在井下是使用儀器，每米逐段觀測，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)實測導高值，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 井下導高觀測原理與方法井下導高觀測原理與方法圖圖2.1 井下仰斜鉆孔導水裂隙帶高度觀測示意圖井下仰斜鉆孔導水裂隙帶高度觀測示意圖井下鉆孔冒落帶導水裂隙帶地

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高觀測原理系統(tǒng)圖井下仰斜鉆孔雙端堵水器導高觀測原理系統(tǒng)圖圖 2.2 井下仰斜鉆孔雙端堵水器導高觀測原理系統(tǒng)圖起脹控制臺注水管路注水控制臺起脹管路高壓水源高壓水源鉆孔膠囊雙端堵水器膠囊2儀器結構儀器結構 整個觀測儀器由三部分組成：雙端堵水器、連接管路、整個觀測儀器由三部分組成：雙端堵水器、連接管路、控制臺，如圖控制臺，如圖 1.2和圖和圖1.3。雙端堵水器由兩個起脹膠囊和注。雙端堵水器由兩個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_也是對應兩個：起脹控制臺和注水控制

4、臺。臺也是對應兩個：起脹控制臺和注水控制臺。 起脹控制臺、起脹管路和雙端堵水器的兩個膠囊相連通起脹控制臺、起脹管路和雙端堵水器的兩個膠囊相連通，構成控制膠囊膨脹和收縮的控制系統(tǒng)，構成控制膠囊膨脹和收縮的控制系統(tǒng) 。 注水控制臺，注水管路和雙端堵水器的注水探管相連通注水控制臺，注水管路和雙端堵水器的注水探管相連通，構成一個控制和觀測巖層導水性的注水觀測系統(tǒng)。，構成一個控制和觀測巖層導水性的注水觀測系統(tǒng)。 圖圖2.3 雙端堵水器結構示意圖雙端堵水器結構示意圖圖 2.3 雙端堵水器結構示意圖膠囊注水探管膠囊3井下仰斜鉆孔雙端堵水器導高觀測原理與方法井下仰斜鉆孔雙端堵水器導高觀測原理與方法 （1）仰斜

5、鉆孔穿過導水裂隙帶。在回采工作面周邊的適）仰斜鉆孔穿過導水裂隙帶。在回采工作面周邊的適當位置，向采空區(qū)當位置，向采空區(qū) 上方打仰斜鉆孔，該鉆孔要穿透覆巖導上方打仰斜鉆孔，該鉆孔要穿透覆巖導水裂隙帶，并進入其上方的彎曲帶一定距離，一般水裂隙帶，并進入其上方的彎曲帶一定距離，一般510m則可，該鉆孔就是導高觀測鉆孔。則可，該鉆孔就是導高觀測鉆孔。 （2）使用雙端堵水器測試各段巖層的透水性。使用雙端）使用雙端堵水器測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）測試每段巖層米）測試每段巖層的導水性能，一直測試到孔底的導水性能，一直測試到孔底 實

6、測到的透水巖層的最大高實測到的透水巖層的最大高度，就是采場覆巖的導水裂隙帶高度。度，就是采場覆巖的導水裂隙帶高度。 （3）雙端堵水器的控制與巖層透水性觀測。起脹控制臺和注）雙端堵水器的控制與巖層透水性觀測。起脹控制臺和注水控制臺的一端水控制臺的一端 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。要觀測某一高度位置的巖層的透水性，連著高壓水源。要觀測某一高度位置的巖層的透水性， 首先，操作起脹控制臺，使雙端堵水器的兩個膠囊處于首先，操作起脹控制臺，使雙端堵水器的兩個膠囊處于無壓收縮狀態(tài)；無壓收縮狀態(tài)； 第二步，使用鉆機鉆桿將雙端堵水器推移到位；第二步，使用

7、鉆機鉆桿將雙端堵水器推移到位； 第三步則是操作起脹控制臺，對雙端堵水器的兩個膠囊第三步則是操作起脹控制臺，對雙端堵水器的兩個膠囊注水加壓，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，對分隔出的一段鉆孔進行最后，則是操作注水控制臺，對分隔出的一段鉆孔進行注水觀測，通過注水控制臺上的流量表，觀測出這段巖層單注水觀測，通過注水控制臺上的流量表，觀測出這段巖層單位時間的注水滲流量，從而測試出這段巖層的透水性能。位時間的注水滲流量，從而測試出這段巖層的透水性能。 控制臺增加了兩對過濾器，避免了儀表的堵塞損壞；控制臺增加了兩

8、對過濾器，避免了儀表的堵塞損壞； 起脹膠管使用了高強度的鋼編管，避免了拉斷、磨斷和擠裂；起脹膠管使用了高強度的鋼編管，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型圈和標準件，保證了水和氣兩套系統(tǒng)型圈和標準件，保證了水和氣兩套系統(tǒng)不泄漏；不泄漏； 一對起脹膠囊之間，使用了外連接方式，使結構大為簡化而一對起脹膠囊之間，使用了外連接方式，使結構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)高強度膠囊保障了在額定起脹壓力下不會破裂。用了優(yōu)質(zhì)高強度膠囊保障了在額定起脹壓力下不會破裂。l一導高預計一導高預計l 導高預計是進行觀測設計的依據(jù)，只有準確預計了冒落帶高度和導水裂隙帶高

9、度，才能保證觀測成功。導水裂隙帶和冒落帶的發(fā)育高度主要取決于地層結構、巖石力學性質(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)二十多個礦井的實際觀測經(jīng)驗和龍口礦區(qū)的地層結構狀況，H2101綜放工作面開采后的冒高、導高預計如下：l導高上限：H導上=10M=103.6=36 (m)l導高下限：H導下=6M=63.6=21.6 (m)l冒 高：H冒=3M=33.6=10.8（m）鋪網(wǎng)線觀 測 巷停采線-380材料巷皮帶運輸聯(lián)絡巷皮帶井下部聯(lián)巷運輸巷材料巷工作面鋪網(wǎng)剖面剖面觀測巷煤2厚4.4號孔20， 號孔10， 號孔-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下號孔-15， 號孔-30， 觀測巷煤2厚4.4號孔20， 號孔10， 號孔-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下號孔-15， 號孔-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，打出采前觀測孔；前觀測孔； 采后孔的施工順序是采后孔的施工順序是1號孔、號孔、2號孔、號孔、3號孔；號孔； 4號孔，根據(jù)需要再研究是否施工；號孔，根據(jù)需要再研究是否施工； 5號孔是冒落帶高度觀測孔。號孔是冒落帶高度觀測孔。l導高合理的觀測時間主要與覆巖巖性、開采厚度有關。導高合理

11、的觀測時間主要與覆巖巖性、開采厚度有關。l這次導高觀測時間控制在：開采過后這次導高觀測時間控制在：開采過后1020天。天。l時間過短，覆巖變形尚未穩(wěn)定，鉆孔難以成型，觀測時鉆時間過短，覆巖變形尚未穩(wěn)定，鉆孔難以成型，觀測時鉆孔容易變形，卡住探頭?？兹菀鬃冃?，卡住探頭。l時間過長，覆巖會逐漸壓實，導高會降低。時間過長，覆巖會逐漸壓實，導高會降低。lH2101面的采厚為面的采厚為3.6m，覆巖覆巖軟弱，巖層移動速度比，覆巖覆巖軟弱，巖層移動速度比較快，所以采后較快，所以采后1020天觀測導高是最佳時機。天觀測導高是最佳時機。l每打完一個鉆孔，就觀測一個，鉆機不要移動，觀測時要每打完一個鉆孔，就觀測

12、一個，鉆機不要移動，觀測時要使用鉆機。每個鉆孔的觀測時間為使用鉆機。每個鉆孔的觀測時間為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前的準備工作做好下井觀測前的準備工作。3.1 鉆孔施工與導高觀測過程鉆孔施工與導高觀測過程lH2101工作面施工觀測鉆孔工作面施工觀測鉆孔19個。其中：采前對比孔個。其中：采前對比孔5個，采個，采后的導高觀測孔后的導高觀測孔14個。鉆孔的施工與觀測分為三個階段個。鉆孔的施工與觀測分為三個階段l第一階段第一階段，是在原來的外測觀測鉆窩施工了，是在原來的外測觀測鉆窩施工了3個采前對比孔：個采前對比孔：外外 A1孔、外孔、外B1孔和外孔和外A2孔?？?。l第二階

13、段第二階段，在外側觀測鉆窩施工了，在外側觀測鉆窩施工了2個采前對比孔：外個采前對比孔：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，分析認為不會受到開采影響。米，分析認為不會受到開采影響。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)側觀測鉆窩，施工了米處的內(nèi)側觀測鉆窩，施工了14個導個導高觀測鉆孔。高觀測鉆孔。3.2 H2101工作面采前對比孔工作面采前對比孔觀測成果觀測成果停采剖面線觀測巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量l/min一外

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

15、果停 采 剖面線觀測巷煤2厚4.4m142124681019m孔深（m）滲流量（l/min）l5個采前對比孔，測點總數(shù)為個采前對比孔，測點總數(shù)為70個，漏水點共個，漏水點共14個，有效測點個，有效測點數(shù)為數(shù)為56個，注水量個，注水量0值點值點18個，個，0值占有效測試點的值占有效測試點的32。l巖層的原始滲透性較小，除去最靠近孔口的點外，最大注水巖層的原始滲透性較小，除去最靠近孔口的點外，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五個采前對比孔，都是在外測鉆窩，采后導高觀測孔都是在五個采前對比孔，都是在外測鉆窩，采后導高觀測孔都是在內(nèi)側鉆窩，所以不宜每個鉆孔作具體的采前與采后對比。內(nèi)側鉆窩，所以不宜每個鉆孔作具體的采前與采后對比。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，也不是可以簡單對比的大差異，也不是可以簡單對比的。3.3 H2101工作面采后導高工作面采后導高觀測孔觀測成果觀測孔觀測成果l導水裂隙帶范圍內(nèi)：注水量

17、大于6L/min，而且連續(xù)多個測點有較大的注水量。l導水裂隙帶范圍外：注水量小于6L/min，而且有注水量的測點不連續(xù)，出現(xiàn)較多的0值。一一A1孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果A1孔在觀測過程中，封堵效果較差，不宜以此為依據(jù)判斷導高上限?？自谟^測過程中，封堵效果較差，不宜以此為依據(jù)判斷導高上限。停采剖面線觀測巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量l/min二二A2孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果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，量很小屬于不導水。所以，量很小屬于不導水。所以A2孔的導水上限是孔深孔的導水上限是孔深41.5m，對應，對應的靜壓值是的靜壓值是0.06MPa，相當于，相當于6m高。觀測巷鉆窩位置的巷道底板相對煤高。觀測巷鉆窩位置的巷道底板相對煤層層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由A2孔判斷出的導高上限是孔判斷出的導高上限是: H(A2)=24+6=30(m)停采剖面線觀測巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m3551015202530246810404550孔深（m）滲流量l/min三三A3孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果A3孔是俯斜孔，全孔處于導水裂隙帶

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

20、1015202530246810孔深（m）滲流量（l/min）六六A6孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果 A6孔是俯斜孔，全孔處于導水裂隙帶內(nèi)孔是俯斜孔，全孔處于導水裂隙帶內(nèi)停 采 剖面線觀測巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m355101520253024681040孔深（m）滲流量（l/min）七七A7導高觀測孔的觀測成果導高觀測孔的觀測成果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孔的導水孔的導水上限是孔深上限是孔深32m，對應的靜壓值是，對應的靜壓值是0.05MPa，相當于，相當于5m高。觀測巷鉆窩高。觀測巷

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

22、滲 流 量（l/min）九九B1孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果觀測巷煤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水性能較為復雜，在孔深孔所顯示的覆巖的導水性能較為復雜，在孔深32.5m到到孔深孔深37m這一段有滲流，其相對觀測鉆孔孔口的高度為這一段有滲流，其相對觀測鉆孔孔口的高度為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個測點，其中個測點，其中5個測個測點的滲流量為點的滲流量為0，另，另5個滲流值也很小，只有個滲流值也很小，只有2.51.5L/min，這段

23、巖層相當于不導水。，這段巖層相當于不導水。 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孔的導水上限是孔深孔的導水上限是孔深17.5m處，對應的靜壓值是處，對應的靜壓值是0.06MPa，相當于，相當于6m高。觀測巷鉆窩位置的巷道底板相高。觀測巷鉆窩位置的巷道底板相對煤層對煤層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由B1孔判斷出的導高上限孔判斷出的導高上限是是: H(B1)=24+6=30(m)十十B2孔導高觀測孔的觀測成果孔導高觀測孔的觀測成果停采剖面線

24、觀測巷煤2厚4.4m-360.4m-336.5m3551015202530246810404550孔深（m）滲流量l/min B2孔的導高上限判斷在孔深孔的導高上限判斷在孔深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。單純一個點的滲流，往往不是巖量，還有滲流段的長短。單純一個點的滲流，往往不是巖層的導水裂隙；連續(xù)幾個點有滲流，有時盡管滲流量比較層的導水裂隙；連續(xù)幾個點有滲流，有時盡管滲流量比較小，也是導水裂隙。小，也是導水裂隙。 所以所以B2孔的導水上限是孔深孔的導水上限是孔深37m，對應的靜壓值是，對應的靜壓值是0.06MPa，相當于，相當于6m高。觀測巷鉆窩位置的巷

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

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

27、。觀測巷鉆窩位置的巷道底板相對煤層2的高度是的高度是24m。因此，由。因此，由B2孔判斷出的導高上限是孔判斷出的導高上限是: H(B6)=24+5=29(m)煤2厚4.4m-360.4m-336.5m停采剖面線觀測巷3551015202530246810404550556560孔深（m）滲 流 量（l/min）3.4 H2101面導高觀測綜合成果面導高觀測綜合成果 在在14個采后導高觀測鉆孔中，有個采后導高觀測鉆孔中，有5個鉆孔測試出了導水裂隙個鉆孔測試出了導水裂隙帶的上限，這些觀測成果相互印證，可以得出可靠的結論：帶的上限，這些觀測成果相互印證，可以得出可靠的結論： 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) 綜合上述觀測成果：綜合上述觀測成果：H2101面導水裂隙帶高度：面導水裂隙帶高度：H=30m H2101綜放工作面在停采線一側的平均采厚綜放工作面在停采線一側的平均采厚M3.6m，所以，所以導高與采后之比為：導高與采后之比為： H/M30/3.68.3倍倍 導水裂隙帶馬鞍型導水裂隙帶馬鞍型l導水裂隙帶側邊外凸寬度約導水裂隙帶側邊外凸寬度約10ml導水裂隙帶的上界面應該在厚度為導水裂隙帶的上界

29、面應該在厚度為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。導水裂隙帶馬鞍型形成和側向邊界外凸機理：導水裂隙帶馬鞍型形成和側向邊界外凸機理：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高最高；界處的導高最高；l2. 在開采邊界外側即煤柱上方，彎曲變形的覆巖處于拉伸在開采邊界外側即煤柱上方，彎曲變形的覆巖處于拉伸應力狀態(tài)，容易產(chǎn)生張開型裂隙，因此，導水裂隙帶測向應力狀態(tài)，容易產(chǎn)生張開型裂隙，因此，導水裂隙帶測向邊界外凸。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。灰色，具有水平層理，平坦狀斷口，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-平坦狀斷口。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 ）觀測巷導高30m24m11導水裂隙帶發(fā)育形態(tài)導水裂隙帶發(fā)育形態(tài) 這次導高時間是工作面停采后這次導高時間是工作面停采后10天天20天，從

31、觀測效果天，從觀測效果來看，是比較合適的，抓住了最佳觀測時機來看，是比較合適的，抓住了最佳觀測時機 。l 如果觀測時間過早，鉆孔成孔困難，觀測時也容易出如果觀測時間過早，鉆孔成孔困難，觀測時也容易出現(xiàn)塌孔。現(xiàn)塌孔。l 如果觀測時間過晚，導水裂隙可能已經(jīng)閉合，有可能如果觀測時間過晚，導水裂隙可能已經(jīng)閉合，有可能測到的導高值偏低。測到的導高值偏低。l 今后再次觀測時，也可以嘗試再采后今后再次觀測時，也可以嘗試再采后7天左右打?qū)Ц哂^天左右打?qū)Ц哂^測孔，不斷摸索更準確的最佳導高觀測時段。測孔，不斷摸索更準確的最佳導高觀測時段。l 冒高觀測比較困難，今后應該想辦法測出冒高值，冒冒高觀測比較困難，今后應該

32、想辦法測出冒高值，冒高觀測應該比導高觀測更早幾天就觀測，更重要的冒高高觀測應該比導高觀測更早幾天就觀測，更重要的冒高的觀測手段和方法。的觀測手段和方法。l 導高觀測的數(shù)目，取決于觀測目的要求。如果重點在導高導高觀測的數(shù)目，取決于觀測目的要求。如果重點在導高值，那么應該準確預計導高上限，將鉆孔布置在測試導水裂隙值，那么應該準確預計導高上限，將鉆孔布置在測試導水裂隙帶上界面的位置上。帶上界面的位置上。l 這次觀測共施工觀測鉆孔這次觀測共施工觀測鉆孔19個，其中采前對比孔個，其中采前對比孔5個。采后個。采后導高觀測孔導高觀測孔14個，在個，在14個采后導高觀測孔中，仰斜孔和俯斜孔個采后導高觀測孔中，

33、仰斜孔和俯斜孔各是各是7個。個。l 從必要性和經(jīng)濟性來說，采前孔偏多，兩個觀測剖面需要從必要性和經(jīng)濟性來說，采前孔偏多，兩個觀測剖面需要仰斜孔和俯斜孔，一般仰斜孔和俯斜孔，一般24個就可以；采后的個就可以；采后的 俯斜孔也偏多，俯斜孔也偏多，兩個觀測剖面只需要兩個觀測剖面只需要24個。個。l 但是，從資料的豐富性和可靠性角度而言，觀測孔數(shù)增加但是，從資料的豐富性和可靠性角度而言，觀測孔數(shù)增加對于提高觀測成果的可靠性來說是有利的。對于提高觀測成果的可靠性來說是有利的。 4.1 采場覆巖導水裂隙發(fā)育的一般規(guī)律采場覆巖導水裂隙發(fā)育的一般規(guī)律 裂隙帶處于冒落帶之上。現(xiàn)場實測表明，裂隙帶內(nèi)，裂縫裂隙帶處

34、于冒落帶之上?，F(xiàn)場實測表明，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系?？拷奥鋷У膸r層，斷裂嚴

35、重；遠離冒落帶的巖層，切關系?？拷奥鋷У膸r層，斷裂嚴重；遠離冒落帶的巖層，斷裂輕微。如圖斷裂輕微。如圖4.1。 脆性薄層狀砂巖會發(fā)生斷裂，韌性薄層狀石灰?guī)r則會發(fā)生脆性薄層狀砂巖會發(fā)生斷裂，韌性薄層狀石灰?guī)r則會發(fā)生彎曲緩慢下沉。彎曲緩慢下沉。 圖4.1 導水裂隙帶的一般特征 表土層微小開裂區(qū)冒落帶嚴重斷裂區(qū)一般開裂區(qū)彎曲帶導水裂隙帶高度導水裂隙帶北皂海域首采面覆巖導水裂隙帶的實測北皂海域首采面覆巖導水裂隙帶的實測結果為：結果為： 嚴重斷裂區(qū)在覆巖嚴重斷裂區(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、導水裂隙帶內(nèi)巖層裂隙發(fā)育特征 導水裂隙內(nèi)的巖層發(fā)生的是彎曲斷裂，所以導水裂隙一般都垂直于巖導水裂隙內(nèi)的巖層發(fā)生的是彎曲斷裂，所以導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水裂隙。這樣導高觀測成果更為可靠。比地面垂向鉆孔能穿過更多的導水裂隙。這樣導高觀測成果更為可