半胶结中低强度围岩导水裂缝带发育特征研究

为获得半胶结中低强度围岩条件下巨厚浅埋煤层开采导水裂缝带高度及发育特征,以榆神矿区金鸡滩煤矿101工作面与转龙湾煤矿23103工作面为例,分别采用地面钻孔探测(岩芯工程地质编录、冲洗液漏失量观测及钻孔电视系统)与井下探测(钻孔双端封堵测漏法)对采空区上覆岩层导水裂缝带高度及形态进行了现场探查,采用相似材料模拟和数值模拟对不同开采煤层厚度的导水裂缝带演化规律及发育高度进行了研究。根据现场实测和模拟结果,结合其他相似条件的矿井实测数据,对导水裂缝带发育高度与煤层采厚的关系进行了拟合分析。研究表明：大跨度工作面导水裂缝带发育高度与煤层采厚为二项式关系,随采厚增加,导水裂缝带高度增大,但增大趋势变缓;导水裂缝带发育形态为平顶拱形,在工作面推进距离与工作面斜长近于相等时,“裂隙拱”在垂向上不再扩展,此时导水裂缝带高度达到最大。     

下组煤露头区导水裂缝带高度综合确定

为了合理留设煤层露头区第四系防水煤柱,采前进行导水裂缝带高度预计是重要的基础工作之一。以滕州矿区新安煤业公司太原组下部16煤露头区以往勘探资料为基础,综合运用"三下规程"、裂采比计算方法、函数公式和数值模拟4种方法,对16煤露头区开采导水裂缝带高度进行了预计,并进行了对比分析。多种方法可互相弥补、验证,克服了单一方法的局限性。结果显示,16煤厚度取值1.05~1.37m时,最大导水裂缝带高度为25.5~29.3m。计算结果为留设第四系防水煤柱提供了依据,同时也为矿井防治顶板水提供了重要参数。