浅埋煤层开采覆岩“三带”分布规律研究.pdf

浅埋煤层开采覆岩 “三带” 分布规律研究 杨振 1， 杨友伟2， 初艳鹏2 （1.神华集团神东煤炭公司， 内蒙古鄂尔多斯017200； 2.山东科技大学资环学院， 山东青岛266510 ） 摘要 针对原万利矿区厚风积砂层、 薄基岩、 浅埋深的煤层赋存条件， 为探明采动覆岩破坏规律， 利用经验公式 对垮落带和裂隙带高度进行预测， 采用钻孔冲洗液法进行覆岩破坏观测， 从而确定了上覆岩层 “三带” 的高度， 为确保在 第四系含水砂层下安全开采提供了科学依据。 关键词 冒落带； 裂隙带； 浅埋深； 冲洗液； 覆岩运动 中图分类号 TD823.2文献标识码 A 收稿日期 2010- 06- 29 作者简介 杨振 （1983） ， 男， 山东聊城人， 本科， 技术员， 从事煤炭生产技术工作。 文章编号 1672- 5050 （2010 ） 09- 0036- 03 原万利矿区 2- 2 煤层上部覆盖有很厚的第四 系风积砂层， 含水丰富， 加上开采深度浅， 基岩厚度 薄， 又无良好的隔水层， 煤层开采后上方形成冒落 带和裂隙带达到第四系风积砂层时， 水体将对矿井 生产构成威胁。 1覆岩破坏高度计算 利用经验公式对垮落带和裂隙带高度进行预 测， 为现场实测提供理论依据。 1 ） 冒落带高度 HK 100ΣM 4.7ΣM19 2.2.（1 ） 取采高 M3m， 得 HK6.86m～11.26m. 2 ） 裂隙带高度 HL 100ΣM 1.6ΣM3.6 5.6.（2 ） 取采高 M3m， 得 HL30.1m～41.3 m. 按照公式计算所得出两带高度如表 1 所示。 2覆岩破坏观测方法 在布尔台煤矿 22101 工作面采空区上方地表布 置采后孔 - 布探 01 号钻孔， 测定并记录钻孔钻进过 程中钻孔冲洗液漏失量、钻孔水位的变化值及钻进 过程中钻杆、 钻头在钻孔内的各种异常现象， 经过综 合分析确定导水裂隙带和冒落带的最大高度。 3钻孔平面位置及钻探时间 根据实际开采情况， 钻孔布置如图 1 所示。工 作面已回采到距开切眼 1 264 m 处时进行钻孔钻 探， 井下回采均达到充分采动， 钻孔处上覆岩层运 动已基本趋于稳定。 岩层带名称预计公式公式来源岩层带高度 /m备注 冒落带 HK1 100ΣM 4.7ΣM19 2.2 国家标准6.8～11.2 采高 M3 m HK1 100ΣM 4.7ΣM19 2.2 神东经验6.8～11.2 裂隙带 HL1 100ΣM 1.6ΣM3.6 5.6 国家标准30.1～41.3 HL1 100ΣM 1.6ΣM2.2 5.6 神东经验37.3～48.5 表 1按照公式预计两带高度 图 1布探 01 号钻孔平面位置示意图 36 注 预计参数可作为现场实测采动裂隙带钻孔 设计的参数标准。 4覆岩 “三带” 高度观测 4.1导水裂隙带高度 采用钻孔冲洗液漏失量法进行观测导水裂隙 带高度。 1 ） 钻孔冲洗液漏失量法观测原理及观测内容 在钻进过程中， 遇到隔水层或覆岩较完整的地 层时， 钻孔冲洗液在孔内和水源池之间仅产生循环 流动， 数量上只有正常消耗， 当钻至含水层或透水 层时， 冲洗液出现明显减少甚至中断循环。当钻进 到不导水的微小裂隙带时冲洗液会出现减少的现 象， 随着钻进深度的增加， 裂隙带越来越增加， 漏失 量也会逐渐增大， 甚至出现冲洗液循环中断， 通过 分析漏失量变化就可得出导水裂隙带高度及其破 坏特征。 观测内容主要是钻孔冲洗液漏失量与钻孔水 位。每小时测定一次漏失量并记录对应的钻孔水 位， 直至冲洗液中断循环完全漏失， 并在封孔前测 定钻孔水位及终孔深度。 2 ） 观测结果 孔深 128m之前， 钻孔水位基本保持不变， 之后 水位迅速增大。当钻进至孔深 178.00 m时， 钻孔水 位埋深迅速增大， 出现漏孔， 冲洗液消耗量迅速增 加，如表 2、见图 2，从 0.48 m3/h 迅速增加至 5.00 m3/h，以后一直保持漏孔，表明已经达到导水裂隙 带。综合分析， 2- 2 煤层采动后弯曲沉降带深度为 0.00 m～178.00 m，导水裂隙带深度为 178.0 m～ 304.84m。 4.2冒落带高度 根据钻孔出现塌陷夹钻掉钻情况判断冒落带 高度。当孔深 308m处时， 钻孔出现掉钻， 孔内不通 水。该层位岩性描述 灰白色， 以石英为主， 长石次 之， 含暗色岩屑及煤屑， 分选差， 岩芯破碎。由观测 结果综合分析， 确定 2- 2 煤层采动后冒落带深度在 304.84 m以下， 根据钻孔所在工作面埋深为 318 m， 冒落带的高度为 13.16m， 为采高的 4.4 倍。 4.3覆岩破坏参数 22101 工作面煤层埋深 318m， 计算得到覆岩破 坏参数， 如表 3 所示。 5结论 通过钻孔冲洗液方法得出的冒落带与裂隙带 高度和通过经验公式计算出的两带高度存在较大 的差异。冒落带与裂隙带高度相比， 经验公式计算 序号钻孔深度 /m距顶板距离 /m 钻孔冲洗液 消耗量 / （m3 h-1） 钻孔水位 /m 14.96313.043.678.94 219.15298.852.048.23 329.43288.571.219.22 456.45261.550.408.87 561.13256.871.228.87 680.14237.860.409.22 789.79228.210.809.79 899.29218.710.3011.35 9113.83204.170.9114.11 10128.01189.990.3926.45 11171.28146.721.0627.84 12175.96142.040.73 13180.85137.150.48 14181.56136.445.11 表 2布探 01 号钻孔冲洗液消耗量 图 2布探 01 号钻孔冲洗液消耗量 弯曲沉降带高度 /m裂隙带高度 （m ） / 裂采比冒落带高度 （m ） / 冒采比 126.84140/46.713.16/4.4 表 322101 工作面覆岩破坏参数 37 （上接第 34 页 ） 编辑 刘新光 松懈和生活贪图安逸、不思进 取的现象。直面全党、 全社会和全行业反腐败斗争 长期性、 艰巨性和复杂性的形势， 加强公司廉洁文 化建设正当其时， 意义重大。 对于这一点，集团公司就是一个最好的例子， 集团公司在每个单位都把 “干事干净” 管理法的考 核作为一项重要指标融入年度党风廉政建设工作 总考核中， 而且占到总考核结果的 40 ， 并融入对 基层单位经营业绩的考核中， 使 “干事干净” 管理法 的考核结果直接与各单位经营业绩考核挂钩， 与基 层单位的总工资挂钩，与领导班子成员的薪酬挂 钩， 通过强化经济杠杆调节作用， 进一步促进了各 单位推进 “干事干净” 管理法的积极性和主动性。而 且有效促进了企业管理层能积极科学决策， 激发了 领导干部干好事、 干大事的欲望， 对和谐企业文化 的建设起到了重要的辅助作用。 作为企业来说一定要坚持经济建设、 廉政建设 两手抓， 两手都要硬， 用铁的制度、 铁的纪律、 铁的 作风， 打造一支奋发有为、 想干事、 干成事、 干大事、 不坏事的铁的团队。 Relation between Work Honestly Management and Employees, Cadres, and Enterprises JIA Xiao-yong Design Institute of Jincheng Coal Group, Jincheng Shanxi 048006, China Abstract Work Honestly management means honest and diligent work style, which is the first quality for cadres. With the advancement of the management in the Jincheng Mining Group, it is the powerful mea- surement of increasing the employees qualities and strengthening learning of theory, is the behavior criteria that cadres per their official duties honestly, and is the catalyst of enterprises advancement. Therefore, the management and employees, cadres, and enterprises are a dialectical unity and can promote each other. Key words work honestly; clean clerk; per official duties honestly 编辑 刘新光 参考文献 [1]吴士良.对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D].青岛； 山东科技大学,2002. [2]孟怀安,王强.利用钻探手段确定煤层采空区 “两带” 高度[J].地下水， 2009， 31 （9 ） 5. [3]颜玉坤,温廷中.利用钻孔确定采空区垮落带和导水裂隙带高度[J].甘肃地质,2009,18 （1 ） . 得到的冒落带高度与实测结果比较接近， 而裂隙带 高度对比相差较大，考虑到万利矿区厚风积砂层、 薄基岩、 浅埋深的煤层赋存条件与神东矿区存在的 差异， 万利矿区采动覆岩 “三带” 分布存在着较大高 度的裂隙带。当大裂隙带达到第四系风积砂层时， 水体对矿井生产构成威胁，使采煤工作面条件恶 化， 因此应加强工作面防治水工作。 Distribution Law of Overburden Beds Three Zones in Shallow Seam Mining YANG Zhen1, YANG You-wei2, CHU Yan-peng2 （1.Shendong Coal Co. of Shenhua Group, Ordos Inner Mongolia 017200, China； 2.Resource and Environment College of Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266510, China Abstract Based on the existence conditions of thick sand strata, thin bed- rocks, and shallow buried of previous Wanli Mine, the study, in order to explore the laws of overburden failure, predicts the height of caving zones and fracture zones through experience ula. Drilling liquid is used to measure the overburden failure and the heights of Three Zones of overburden strata are determined. The research provides the scientific proof for safety mining in the quaternary watered sand layers. Key words caving zone; fracture zone; shallow buried; liquid; overburden movement 38