导水裂缝带

摘要： 为了预防巨厚松散层深埋基岩下厚煤层开采工作面溃砂溃水事故,以焦作矿区东部某煤矿16011综采工作面地质采矿条件为工程背景,采用理论分析、现场观测方法,研究了煤层开采上覆基岩分类、导水裂缝带高度与覆岩岩性和采高之间的关系。通过工业性试验得到了巨厚松散层下顶分层开采采场和巷道矿压显现规律。研究结果表明,16011工作面采用顶分层开采期间,上覆基岩属于正常厚基岩;工作面年产量达到150万t实现了安全生产。综采工作面支架时间加权平均工作阻力和循环末阻力分别为支架额定工作阻力的64.26%和71.83%;初次来压和周期来压平均动载系数各为2.32和1.76。巨厚松散层下顶分层开采采场矿压显现规律与正常厚基岩煤层开采相近。工作面前方移动支承压力影响区达到90~140 m,其中剧烈影响区范围35 m。巨厚松散层下顶分层工作面前方移动支承压力影响区和剧烈影响区范围均大于正常基岩煤层开采。研究为特厚松散层下深埋基岩下厚煤层开采顶板围岩控制提供指导和参考。

摘要： 本文结合前期地质勘查工作成果,从采空区、火烧区、废弃老窑、地表水体、含水层分布和富水情况及导水裂缝带发育情况等方面分析研究了各隐蔽致灾因素对某煤矿安全生产的影响。研究结果显示,采空区积水、火烧区积水可能是造成煤矿安全生产影响的主要隐蔽致灾因素,在矿井生产中要加以足够的重视,采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施,对积水隐患进行探测与排查,及时疏放,并预留足够的防隔水煤柱。

摘要： 山西吕梁离石永聚煤业有限公司为整合矿井,整合前各煤矿不同程度地形成了一定面积的老空区,尤其是4号煤层大面积的老空区及老空水对未来煤矿开采6、10号煤层有一定影响。文章通过收集资料,分析论证了老空水分布及导水通道查明情况,对本矿老空水危害程度进行了评价,结果表明受老空水影响的主要为6号煤层,危险性等级最大可达严重。

摘要： 为了研究多煤层重复采动下覆岩破坏高度的发育规律,以公乌素煤矿三煤层开采为工程背景,通过现场实测、数值模拟研究方法,得到了单层开采和三层重复开采时16煤1604工作面覆岩导水裂缝带高度,采用3DEC数值模拟研究了单煤层开采及重复采动覆岩的破坏特征,理论分析了重复采动覆岩裂隙发育机理及裂缝带高度的计算方法。结果表明:钻孔冲洗液观测与钻孔窥视结合实测法更准确,公乌素16煤重复采动条件下,裂采比15.14,垮采比3.15;模拟显示采空区两侧裂隙发育明显且为离散裂隙,中部裂隙闭合,裂隙高度与实测较为接近;提出了3种不同程度的重复采动裂缝带发育高度的计算方法,为确定重复采动条件下覆岩裂隙发育高度提供理论依据。

摘要： 收集了国内厚及特厚煤层综放和大采高综采条件下导水裂缝带高度实测数据,共计179组,其中坚硬覆岩51组,中硬覆岩100组,软弱覆岩28组。在此基础上按照我国14大煤炭基地分布分别列出了不同覆岩类型条件下的导水裂缝带高度和裂采比的范围,绘制了我国煤矿导水裂缝带高度分布图,以此数据为基础回归了导水裂缝带高度(简称“裂高”)预计公式,并重点分析了3个典型矿区导水裂缝带高度分布特征和主要影响因素,以及实测导水裂缝带高度数据之间存在较大差异性的原因,取得以下研究成果:从全国区域来看,实测平均裂采比随着岩性由软弱、中硬到坚硬依次递增,坚硬覆岩的平均裂高分别是中硬覆岩和软弱覆岩的1.52倍和2.29倍,中硬覆岩平均裂高是软弱覆岩的1.5倍;不同覆岩岩性的导水裂缝带高度都随着采厚的增加而增加,且坚硬覆岩条件下增加的速率明显要高于中硬和软弱覆岩;裂采比则随着采厚的增加而降低,且减小速率随着采厚达到一定厚度有趋于稳定的趋势。黄陇基地永陇-彬长矿区属于中硬覆岩类型,导水裂缝带高度和裂采比明显高于我国东部矿区,工作面长度大于170 m时导水裂缝带发育高度受工作面长度影响较大,其高度及裂采比随着工作面长度增加,呈增高增大趋势。蒙东(东北)基地扎赉诺尔矿区属于极软弱类覆岩,针对该类型覆岩条件,依据导水裂缝带发育高度长期实践数据,最小裂采比仅为5,采厚达到16 m时仅为全国软弱覆岩平均裂采比的68%,并提出采用趋势分析方法来预计极软弱覆岩条件下的导水裂缝带发育高度。神东基地浅埋矿区具有埋深浅、基岩薄、土层厚、高强度开采的特点,实测获得的导水裂缝带高度差异性极大,裂采比集中在19~28,最大达到35,明显高于全国尤其是东部矿区中硬覆岩条件的裂采比;但是部分矿井由于厚层红土层赋存对导水裂缝带发育具有明显抑制作用,实测裂采比7.16~7.78,较类似软弱顶板条件下开采裂采比仍降低了15%~53%。由实测数据回归得到的导水裂缝带预计公式具有较好的适用性,可为全国不同覆岩类型条件下厚及特厚煤层高强度开采导水裂缝带高度计算提供依据。

摘要： 通过概述国外矿井水害防治研究历史和现状,阐明国外学者很少涉及顶板水害防治的研究。在系统地阐述“上三带”理论、“上四带”理论形成的历史背景和应用条件基础上,重点论述了相关规程或规范中导水裂缝带高度预计方法的不足之处,总结了导水裂缝带高度最新理论研究成果和探测技术,指出了顶板水害防治理论体系需要在实践中不断地完善。同时提出了顶板水害防治理论有待解决的主要问题,得出了我国顶板水害防治的理论和技术处于世界领先地位的结论。

摘要： 煤矿采动覆岩“竖三带”(垮落带、断裂带与弯曲下沉带)范围的合理确定,对瓦斯抽采、“三下”采煤和采煤沉陷区建(构)筑物的地基稳定性评价等具有重要意义。采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法研究了基于岩层挠曲变形的采动覆岩“竖三带”的理论判别方法,并将该理论判别法进行工程应用。根据某矿采矿地质条件,通过数值模拟试验方法,从采动覆岩的离层、破断和垮落三方面系统分析了采动覆岩的破坏运移规律,得到了垮落带和断裂带的分界判别依据(破断岩层能否形成稳定“砌体梁”结构)、断裂带和弯曲下沉带的分界判别依据(岩层是否发生破断);基于上述分界判别依据采用理论分析方法,推导出了破断岩层的形成“砌体梁”的稳定条件和岩层破断临界条件下的挠度弯曲变形公式,提出了基于岩层挠曲变形的“竖三带”理论判别方法及其适用条件;该方法被应用于采动覆岩“竖三带”的理论计算与判别,并与现场双端堵水器观测法和钻孔电视观测法的实测结果进行了对比验证。研究结果表明:应用提出的理论判别法计算得到了采空区上方垮落带高度、导水裂缝带发育高度与弯曲下沉带厚度,该计算结果与现场实测结果相近,验证了所提出采动覆岩“竖三带”理论判别法的合理性及实用性。

摘要： 为了查明厚基岩、中等埋深赋存条件下工作面导水裂缝带发育情况,以哈拉沟煤矿6上105工作面为例,采用经验公式、数值模拟与现场实测相结合的方法对工作面导水裂缝带发育特征进行了分析。理论计算确定导水裂缝带高度为66.6 m,预计最大高度发育时间为2~3个月,形态总体上为典型的“马鞍型”;数值模拟显示垮落带高度为28.4 m,是采高的4.06倍,导水裂缝带高度为89.0 m,是采高的12.7倍;现场实测结果显示导水裂缝带高度为82.0~83.5 m。研究成果为哈拉沟煤矿工作面安全开采提供一定的理论依据。

摘要： 神东哈拉沟煤矿目前主采的22号煤层即将接续下水平31号煤层,埋深均较浅。浅埋煤层下层煤开采带来矿压显现强烈、水害防治、矿井水管控、生态保护与修复等问题,与煤层开采覆岩活动规律、导水裂隙带高度有直接关系。以哈拉沟煤矿22号、31号煤层开采为例,建立地质模型,从理论上分析煤层开采覆岩破坏规律,并开展煤层开采覆岩破坏相似材料模拟以及覆岩破坏数值模拟,研究分析顶板导水裂隙演化动态过程及发育规律,并在此基础上提出合理的导水裂缝带发育高度预测方法,能够为接续工作面涌水量预测和揭示矿井水水质成因提供直接支撑。

摘要： 锦界煤矿属于典型的浅埋薄基岩条件下顶板强补给含水层直接充水水害危险矿井,同时伴随溃沙灾害,以31215工作面为研究对象,通过以往地质勘查钻孔、钻孔抽水试验资料和井下顶板探查工程以及顶板水害疏放工程,综合查明工作面上覆岩层的结构和含水层富水性以及松散层的分布特征;编制工作面上覆基岩厚度分布图,圈定基岩较薄区域和红土层缺失或变薄区,并结合井下顶板探查钻孔进一步精细的探查薄基岩段分布区;采用理论和实测相结合的方法确定工作面开采的“两带”高度,依据导水裂缝带最大高度圈定工作面内导通直接充水含水层直罗组风化基岩和松散溃水溃沙的范围,评价溃水、溃沙危险性;采用井下音频电透圈定顶板富水异常区,并针对富水区实施工作面探放水工程,根据结果评价物探、探放水效果,采用比拟法预测了该工作面的矿井涌水量,评估了工作面的排水设防能力;最后,总结成功的实践构建适应于锦界煤矿浅埋薄基岩条件下顶板强补给含水层溃水溃沙的灾害评价与防治技术体系,保障矿井安全、高效开采。

摘要： 榆神矿区经过十多年的开采已经产生了一系列地质环境问题,实施保水开采是矿区健康发展的必由之路.多年来,通过不断探索实践,初步建立了保水采煤的技术体系(范立民,2005,2017),工程实践也获得很好的效果.而作为保水采煤重要参数的导水裂缝带发育规律，只有在大量现场探测基础上，建立适合本区地质环境条件和采煤方法的经验公式，才能够准确预测未采区域导水裂缝带高度，为保水采煤实现提供科学依据。

摘要： 针对榆神府矿区的大型煤矿，每个开采工作面施工2-3个导水裂缝带探测钻孔，同时采用物探手段对煤层开采后顶板岩体裂隙发育程度进行探测，经过3-5年的积累，建立适合本区地质环境条件和采煤技术的导水裂缝带发育高度经验公式，指导煤炭工业规划和采煤方法选择，促进煤矿区含水层结构保护，实现绿色矿区建设目标。

摘要： 基于陕北地区厚黄土层条件煤层开采,本文在分析张家峁煤矿地质及水文地质条件的基础上,采用数值模拟和物理模拟相结合的手段,研究了5-2煤层开采导水裂缝带发育规律.结果显示:张家峁煤矿5-2煤层导水裂缝带发育高度为144.28～165m,贯穿黄土层,到达地表。

摘要： 针对榆神府矿区侏罗系煤层开采导水裂缝带发育高度与传统预计结果存在明显差异的问题,以榆阳煤矿为实际研究背景,在分析水文工程地质条件的基础上,利用原位测试、理论分析与计算机数值模拟等方法,研究了整体结构覆岩下导水裂缝带高度发育特征.研究结果表明:侏罗纪覆岩中砂岩的含量百分数为85％左右,较石炭-二叠纪煤田覆岩中砂岩含量高,侏罗纪煤层顶板覆岩沉积面不明显且纵向裂隙不发育;导致导高发育异常主要原因为顶板覆岩结构的整体性与岩性特征;离散元数值计算结果中覆岩中结构面发育与结构面不发育的情况下导水裂隙带高度分别为60m与95m,验证了覆岩结构整体性是导致导水裂隙带高度异常的主要因素之一.

摘要： 转龙湾煤矿首采工作面煤层埋深160m左右,基岩厚度60～120m,属于浅埋薄基岩开采.本文分析了转龙湾煤矿Ⅱ-3煤层覆岩特征,井下现场探测了首采试验区的采动覆岩破坏导水裂缝带发育高度,采用有限元、离散元两种方法模拟了薄基岩浅埋煤层综放条件下的覆岩运移破坏过程.研究表明,采动覆岩塑性破坏区的形态经历了"半圆形"-"马鞍形",-"拱箱型"的演化发育过程;采空区两侧应力集中程度呈现差异化现象,推进方向一侧应力集中程度较小,原始开切眼处应力集中程度较大;随着采动空间的增大,采空区两端超前破坏裂隙扩展速度较中部变慢,最大导水裂缝带发育高度位于采空区中部.

摘要： 煤层回采过程中,导水裂缝带发育高度对于煤矿水和瓦斯防治具有重要意义.以高河矿为试验矿井,采用分段注水试验和钻孔电视系统,探测综放开采导水裂隙带发育高度,对发育过程进行相似模拟和数值模拟试验,并对传统经验公式进行修正,研究结果表明:高河矿综放开采覆岩导水裂缝带发育高度为114.79～120.2m;采动前覆岩钻孔裂隙发育度低,采动后明显提高;工作面推进过程中覆岩裂隙发育规律呈现三个阶段;得到新的适合高河矿条件下的覆岩导水裂隙带发育高度经验公式.

摘要： 榆神府区地处沙漠地区,生态环境脆弱,水资源短缺,与丰富的煤炭资源形成鲜明对比,近年来,为了做好采煤过程中的萨拉乌苏组含水层结构保护,范立民对保水采煤问题进行了深入研究,提出了保水采煤的科学内涵(范立民,2017),研究了含水层结构保护的保水采煤技术,并在部分煤矿推广应用,取得良好的含水层保护效果.

摘要： 榆横矿区大规模开发面临采煤与臭柏保护的难题,高强度采煤造成潜水位下降,自然要影响臭柏的生长、发育.榆横矿区地处毛乌素沙地,区内有大面积的叉子圆柏,又名臭柏(Sabina vulgaris Ant.),是陕西省重点保护植物,近年来,臭柏的发育速度较快,分布面积不断扩大,臭柏分布区下赋存有丰富的煤炭资源,据地质资料,煤层埋深100～500m不等,其中目前开发的区域煤层埋深200m以浅,其地层结构从上到下依次是第四系松散沙、萨拉乌苏组含水层、黄土或红土隔水层、直罗组砂岩、延安组含煤岩系.萨拉乌苏组是区内唯一具有生态意义和供水价值的含水层,由于煤层煤层浅,煤层开采产生的导水裂缝带发育到萨拉乌苏组含水层,导致含水层地下水渗漏,地下水位下降,从而引起地表植被生长状态变差,为了保护沙漠生态环境,范立民等进行了长期研究,提出了保水采煤的技术体系和科学内涵,范立民等研究了沙柳、沙蒿、小叶杨、汗柳等四种典型物种对沙漠地下水埋深的敏感性,在此基础上,马雄德等观测了沙柳对地下水的依赖性,发现水位埋深大于215cm后,地下水不再给沙柳发育提供水源.

摘要： 冈瓦纳地层由于成岩作用差,在煤炭开采中引起的覆岩破坏方面具有一定的特殊性.对孟加拉国巴拉普库利亚煤矿厚松散含水体下安全开采进行研究,采用物理相似模拟和数值模拟方法,模拟计算了该矿一、 二分层开采导水裂缝带发育高度,同时采用井下仰孔注水测漏法和地袁钻孔冲洗液漏失量法,分别对2个分层开采的导水裂缝带发育高度进行了现场探测,通过综合分析探测结果与模拟预测结果,发现该矿的裂采比要远大于目前国内已经掌握的相关资料, 得到了在开采同一分层时3个相邻工作面采后采动影响范围达到最大,一分层综采裂采比为25∶1,二分层综采累计裂采比达到20∶1.

摘要： 利用导水裂缝带计算公式计算了四台矿8#煤层上部采空区导水裂缝带高度,分析了8#煤层顶板突水危险性;利用突水系数计算公式对8#煤层底板突水系数进行了计算,确定了在带压开采范围内,正常块段不存在底板突水危险,断层附近的局部块段有突水危险,应做好水文地质监测工作,预防底板突水.研究结论对矿井水防治具有重要的指导意义.

摘要： 一种基于仰上钻孔钻进速度的导水裂隙带高度判定方法，包括以下步骤：在待测导水裂隙带工作面的巷道内在不同位置向采空区方向设计N个钻孔，N＞＝3，方位角相同，但倾角和深度不同；依次施工各个钻孔，记录每一分钟钻进距离；根据记录的钻孔钻进距离和对应时间确定出钻进过程中每一位置的钻进速度；绘制出各个钻孔钻进速度图表v‑l；将钻孔按钻进速度变化幅度规律，确定出钻孔对应岩层的完整岩层区‑采动破坏区‑弯曲下沉岩层区分布规律；绘制出待测导水裂隙带工作面上方岩层采动破坏区分布范围，确定出导水裂隙带高度。本发明属于实测方法，准确度高且适应性强。

摘要： 本发明涉及一种厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测方法，属于导水裂缝带高度预测方法技术领域，解决了现有的计算方法无法适用于厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测的问题。一种厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测方法，包括以下步骤：步骤1：定性分析导水裂缝带高度的影响因素；步骤2：建立导水裂缝带高度预测模型；步骤3：将开采厚度、开采深度、冲积层厚度和工作面倾向长度代入新建模型计算导水裂缝带高度。本发明的预测方法该方法分析了开采厚度、深度、开采尺寸、覆岩岩性等因素与导水裂缝带高度之间的关系，基于此，建立了厚冲积层矿区导水裂缝带高度新的预测模型；通过验证，证明了本发明的预测方法比经验公式更适用于厚冲积层矿区。

摘要： 本发明公开了一种基于覆岩结构特征的侏罗系煤层开采导水裂缝带发育高度理论预计方法，属于防治矿井突水领域，该方法包括：S1.对侏罗系煤层地质条件进行精细探测，获取相关覆岩岩层结构特征及其物理力学参数；S2.基于覆岩结构特征和西部大型走向长壁工作面开采实践的认识，构建上覆板状岩层挠度函数和自由空间高度函数；S3.代入覆岩结构特征相关参数，计算上覆各岩层的极限挠度和相对应板状岩层下部自由空间高度；S4.进行导水裂缝带发育高度判断。本发明方法依据明确，实施简单易行，能够有效提高中国西部侏罗系煤层开采导水裂缝带发育高度的预测精度，为矿井防治水决策提供理论参考。

摘要： 本发明提供了一种基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法，包括以下步骤：步骤1：搜集矿井覆岩柱状和各岩层的物理力学参数；物理力学参数包括层状岩层厚度h，开采高度M，岩石的单轴抗压强度σc，岩石的单轴抗拉强度σt，步骤2：判别岩层是否出现裂缝，步骤3：基于步骤2判别结果，如果岩层出现裂缝，然后根据层状岩层竖向贯通裂缝的判别准则判别裂缝是否贯通岩层，步骤4：进行关键层判别，步骤5：预计导水裂缝带高度；本发明提供的导水裂缝带高度预计方法涉及到岩层破断的力学机理，考虑到覆岩的分层特性以及不同岩层变形破断特征的差异性，对于实现矿井的安全生产以及地面生态环境保护都具有十分重要的实际价值。

摘要： 本发明公开了一种顶板导水裂缝带发育形态的井下探测方法，属于地下水环境监测领域，该方法包括步骤：一、预计冒落带发育高度、导水裂缝带最大发育高度；二、假设导水裂缝带发育形态为马鞍形、拱形或马鞍‑拱形，绘制预计的导水裂缝带不同发育形态；三、根据导水裂缝带发育形态，设计导水裂缝带发育形态井下探测具体方案；四、采用钻孔测漏法，进行井下实测；五、分析探测剖面上K2、K3、K4孔导水裂缝带发育位置，分三种情况确定顶板导水裂缝带的发育形态。本发明方法步骤简单，在准确确定顶板导水裂缝带的发育形态是马鞍形、拱形或马鞍‑拱形的同时，还能探测导水裂缝带最大发育高度，确定冒落带的形态，有助于监测地下水环境，保护生态环境。

摘要： 本发明公开了一种冒落带及导水裂缝带高度的测试方法。该测试方法包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；其次，应用地球物理探测方法初步确定研究区两带高度的范围；再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；最后，通过模拟方法验证两带高度的范围。该冒落带及导水裂缝带高度的测试方法属于一种高效的探测组合方案，能够从整体上确定冒落带和导水裂缝带范围后，应用具有针对性的探测方法确定分界线，验证小范围中分界线的精确位置，提高预测精度，避免了技术资源的冗余和浪费。

摘要： 本发明公开了一种特厚煤层多分层开采覆岩导水裂缝带发育高度预计的新方法，属于地质勘探技术领域。本发明方法以包括材料模拟、数值模拟和实测数值为对象，构建覆岩导水裂缝带发育高度数据库，并根据覆岩导水裂缝带发育高度数据库通过数理统计回归分析推导覆岩导水裂缝带发育高度理论预计公式。该方法利用综合手段建立覆岩导水裂缝带发育高度数据库，并根据数据库推导覆岩导水裂缝带发育高度预计公式，充分考虑侏罗系特厚煤层多分层特殊开采条件下，导水裂缝带随煤炭开采发生的动态变化，能够有效解决由于导水裂缝带发育高度预计偏差引起的突水溃砂或过量压煤等问题。

摘要： 本发明涉及一种厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测方法，属于导水裂缝带高度预测方法技术领域，解决了现有的计算方法无法适用于厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测的问题。一种厚冲积层矿区导水裂缝带高度预测方法，包括以下步骤：步骤1：定性分析导水裂缝带高度的影响因素；步骤2：建立导水裂缝带高度预测模型；步骤3：将开采厚度、开采深度、冲积层厚度和工作面倾向长度代入新建模型计算导水裂缝带高度。本发明的预测方法该方法分析了开采厚度、深度、开采尺寸、覆岩岩性等因素与导水裂缝带高度之间的关系，基于此，建立了厚冲积层矿区导水裂缝带高度新的预测模型；通过验证，证明了本发明的预测方法比经验公式更适用于厚冲积层矿区。

摘要： 本发明公开了基于融合神经网络的导水裂缝带高度精确预测方法及系统，针对现有导高预测数学模型存在的缺陷，将神经网路技术与传统数学模型相融合，利用神经网络技术解决多元回归模型误差过大的问题，本申请的导高预测方法具体步骤可以分为6步，分别为收集实测数据、建立线性多元回归模型、建立神经网络学习样本、学习样本归一化处理、训练神经网络、导高高度计算，本融合预测模型将BP神经网络技术与多元回归理论相结合，兼备了神经网络的非线性映射能力和多元回归模型的经验，计算精度高。

摘要： 本发明提供了一种基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法，包括以下步骤：步骤1：搜集矿井覆岩柱状和各岩层的物理力学参数；物理力学参数包括层状岩层厚度h，开采高度M，岩石的单轴抗压强度σc，岩石的单轴抗拉强度σt，步骤2：判别岩层是否出现裂缝，步骤3：基于步骤2判别结果，如果岩层出现裂缝，然后根据层状岩层竖向贯通裂缝的判别准则判别裂缝是否贯通岩层，步骤4：进行关键层判别，步骤5：预计导水裂缝带高度；本发明提供的导水裂缝带高度预计方法涉及到岩层破断的力学机理，考虑到覆岩的分层特性以及不同岩层变形破断特征的差异性，对于实现矿井的安全生产以及地面生态环境保护都具有十分重要的实际价值。