采煤方法变革对导水裂缝带发育规律的影响
综放开采导水裂隙带发育规律研究
性下 沉变形量 大 ， 因而覆岩承受 的弯 曲、 拉伸 变形较大 ， 因而其 采动裂隙发育较高 ， 故放顶煤开采裂隙带高度大于分层 开采裂
垫 皇立堑
２ ０ １ ５ 年第２ ２ 卷第 １ １ 期
技 术 研 发
综 放 开 采 导 水 裂 隙 带 发 育 规 律 研 究
杨 洋
（ １ ． 太原理 工 大学 矿 业工程 学院 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ； ２ ． 大 同煤矿 集 团 煤 炭 洗选 分公 司，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ １ ）
为硬 岩层 ， 层与层之 间可能不存在离层 ， 若 岩层排列 次序相反 ， 则离层就会 出现 ， 并且随着上下部岩层厚度与强 度差别 的增 加
而增 大 。 ２ 导 水 裂 隙带 最 大 高度 变 化 的特 点 覆岩破坏 范 围的最 大 高度 与开 采厚 度 的关 系最 为 密切 。 一０ Nhomakorabea 引言
下， 薄煤层单层开采或 中厚及厚煤层初次开采 时的覆 岩破坏高 度与采厚呈线性关系 ， 即随着采 厚增 加 ， 破 坏高 度将按线 性 比 例增加 ， 如图 １ 所示 。
８ ０
传 统 的认 识 认 为 ， 导 水 裂 隙带 的 边 界 起 点 位 于 煤 壁 处 ， 大
量现场实测 和研究发现 导水裂 隙带边界与煤 壁位置关 系是 ： 在
２
４
６
８
Ｍ／ ｍ
导水裂隙带随煤层开采 ， 覆岩 的沉 降、 离层 、 破坏 的形 成具 有从发生 、 发 育（ 上升 ） 、 最大高度 、 回降 、 稳定的发育过程 ， 导水 裂隙带最终形态必须是在工作面开采范 围达 到一定程度 ， 推过 相应位置一定 时间（ 或距 离 ） ， 覆 岩破坏移 动随 冒落 研石离层 、 裂隙压实而形成 ， 这在软弱岩层及中硬岩层条件 的覆 岩破坏动
深埋薄煤层工作面导水裂缝带发育规律研究
深埋薄煤层工作面导水裂缝带发育规律研究作者：申琳来源：《科技与创新》 2015年第20期申琳（山东科技大学矿业与安全工程学院，山东青岛 266590）摘要：某矿12101 工作面开采12 下煤层面临顶板三灰水威胁，三灰含水层涌水量为弱至中等，但裂隙较发育，可能会影响到12101 工作面的安全开采。
为了研究深部薄煤层工作面导水裂缝带高度发育规律，采用钻孔分段注水法现场实测与FLAC3D 数值模拟相结合的方法。
结果表明，12101 工作面覆岩导水裂缝带最大高度为20.02 m，裂采比为16.7，为三灰含水层下安全开采提供了理论依据。
关键词：深埋薄煤层；三灰含水层；导水裂缝带；数值模拟中图分类号：TD823 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.20.008我国各矿区都不同程度地存在着水体下压煤问题。
当前，煤炭资源日益枯竭，为了延长矿井服务年限，解决水体下压煤问题显得越来越重要。
对于没有开采经验的矿区，一般采用现场实测和数值模拟计算对特定地质条件下覆岩导水裂缝带发育特征进行研究。
1 工程概况某矿12101 工作面设计开采煤层为12 下层煤，由地质资料分析和12101 工作面三巷道掘进揭露的情况可知，该工作面范围内，12 下层煤赋存稳定，平均埋深750 m，均可开采，平均厚度1.2 m。
12 下煤顶板影响到的含水层为太原组三灰，为弱至中等含水层，裂隙较发育，含水量不大，据勘探资料分析，补给条件不畅。
根据现有资料可知，12 下煤距上覆三灰约51 m，三灰含水层段泥岩厚约5 m，能够对砾岩水起到有效的隔离作用，对12 下煤开采相对有利。
2 导水裂缝带发育规律分析与现场实测2.1 经验公式法分析12 下煤层覆岩主要为泥岩、粉砂岩和细砂岩，覆岩抗压强度属中硬～软弱岩石。
参照本区覆岩岩性和钻孔测定成果，12 下煤覆岩综合强度为中硬岩石。
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》和《煤矿防治水规定》，确定导水裂缝带发育高度计算公式如下：式（1）中：M 为累计采高，取值1.2 m。
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟老空区是煤炭资源丰富的地区之一，其中的下煤炭资源开采对于煤炭工业的发展具有重要意义。
随着煤炭资源的逐渐消耗和对煤矿开采深度的不断加大，裂隙水引起的地质灾害问题日益突出。
为了有效地解决下煤炭资源开采中的覆岩导水裂隙发育问题，需要对其规律进行深入的研究和模拟分析。
1. 覆岩导水裂隙的形成：在煤炭资源开采过程中，深部岩层受到矿山开采活动的影响，导致裂隙的产生和扩展。
覆岩导水裂隙是指顶板和底板上的天然裂隙或开采后形成的裂隙，是地下水体直接或间接进入煤层采空区的通道。
2. 裂隙发育规律：裂隙的发育受到地质构造、岩性特征、地应力状态等多种因素的影响。
覆岩导水裂隙的形成规律和发育规律是非常复杂的，并且在不同的矿区、不同的煤炭开采条件下表现出不同的特点。
二、数值模拟分析为了深入研究下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律，可以采用数值模拟的方法进行分析。
数值模拟是通过运用数学和计算机技术，将地下水-煤层-覆岩系统的复杂地质过程进行数值表达和模拟，从而揭示煤炭资源开采中裂隙发育规律的内在机理。
1. 建立数值模型：首先需要对煤炭资源开采区域的地质条件、煤层结构、地下水流动状况等进行详细的调查和研究，建立准确的地质模型。
然后，将地下水-煤层-覆岩系统的地质条件和流动特征转化为数学方程和计算模型，构建数值模型。
2. 模拟分析过程：利用专业的数值模拟软件，将地下水流动和裂隙发育过程进行数值计算模拟。
通过对裂隙发育规律进行数值模拟，可以得到不同开采条件下地下水流动路径、水压分布、裂隙扩展范围等关键参数，为煤炭资源开采提供科学依据和技术支持。
3. 模拟结果分析：根据数值模拟的结果，可以分析不同开采条件下覆岩导水裂隙发育规律的差异性和规律性，揭示裂隙发育的影响因素和机制，为制定科学的煤炭资源开采方案和防治覆岩导水裂隙灾害措施提供科学依据。
三、研究意义和发展前景通过对下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律的数值模拟研究，可以为煤炭资源开采活动的环境保护和生产安全提供科学依据和技术支撑，有重要的研究意义和应用价值。
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟
煤炭资源开采是我国经济发展的重要支撑，然而在煤炭开采过程中，覆岩导水裂隙的
发育往往会引发水害问题，对矿井安全和煤炭资源的开采造成严重影响。
研究覆岩导水裂
隙的发育规律对于确保矿井安全、提高煤炭开采效率具有重要意义。
覆岩导水裂隙的发育规律受到多种因素的影响，包括地质条件、开采方式、开采工艺等。
进行数值模拟研究，可以对覆岩导水裂隙的发育规律进行深入分析和预测，为矿井安
全管理和煤炭资源开采提供科学依据。
基于前人的研究成果，我们可以建立覆岩导水裂隙的数值模拟模型。
该模型主要包括
地层模型、岩体模型、开采模型和水流模型等组成部分。
地层模型根据实际地质调查资料
构建，岩体模型采用超越弹性模型描述岩体的力学性质，开采模型包括开采采场、工作面、支护等开采要素，水流模型根据流体力学原理建立。
进行数值模拟实验，模拟开采过程中覆岩导水裂隙的发育情况。
通过对模型中各个部
分的数值计算，可以得到不同开采条件下覆岩导水裂隙的演化过程。
可以考虑不同参数对
覆岩导水裂隙发育的影响，如地质条件、开采速度、采场尺寸等，进行敏感性分析，进一
步揭示其发育规律。
通过以上研究，我们可以深入了解覆岩导水裂隙的发育规律，为矿井管理和煤炭开采
提供科学依据。
在研究过程中可以发现存在的问题和不足，为进一步改善和优化数值模拟
模型提供指导。
煤矿开采导水裂缝发育高度及影响因素分析
除以上导水裂缝高度研究方法外，物探、电法 等手段实际生产中也被应用过，主要包括高密度电 阻率法、超声成像法及声波 CT 层析成像法，但该 方法取得的研究成果相比现场实测、模拟实验、数 值模拟等有待进一步提高其可靠性。
Height of water-conducting crack and its influence factors in coal mine
LIU Tengfei (Xi′an Research Institute, China Coal Technology and Engineering Group Corp, Xi′an 710054, China)
水体、铁路及主井巷煤柱留设与压煤开采规程》(简 称 “三下”规程)，根据煤层的倾斜度、覆岩岩性、 分层层数等影响因素计算导水裂缝高度，计算公式 见表 1。
表 1 “三下”规程导水裂缝带高度计算公式一览表[3] Table 1 Formulas for calculation of the height of water
现场实测是确定导水裂缝发育规律的主要途 径。为了验证现场实测的结果，可以结合物理模拟 或者数值模拟的结果相互比较，减少误差。现场实 测法主要有地面钻孔冲洗液法和井下仰孔注水试验 法等[6]。
a. 地面钻孔冲洗液法 该方法是根据钻孔冲洗 液消耗量及孔内水位变化来确定导、 孔内水位异常变化，但在钻进过程中又趋于正常， 可视为局部裂缝；当冲洗液消耗量明显增大，孔内 水位急剧下降，并在钻进过程中保持增大趋势直至 终孔，即可视为进入导水裂缝带，而冲洗液消耗量 明显增大点即可判定为导水裂缝带高点。
巨厚煤层放顶煤一次采全高导水裂缝带发育高度研究
性及岩层组合运动角度，预测了导水裂缝带高度 。娄高中 等采用量纲分析建立了导水裂缝带高度与开采厚度。M.煤层 埋深，H.工作面倾斜长度，L.煤层倾角，α.覆岩力学性质，
[2]
R.覆岩结构特征，S间的无量纲关系式 。刘国发等构建了基
[3]
于PSO-RBF神经网络的导水裂缝带高度预计模型 。王钰等 利用UDEC数值模拟软件，模拟计算给出了硬顶板条件下分
表1 导水裂缝带高度计算结果表
岩性
计算公式
最大值（m）
100å M
å H li =
± 5.6
1.6 M + 3.6
中硬
å H li = 20 M + 10
57.87 77.82
经验公式估算研究区工作面导水裂缝带高度最大值为 77.82m。实际上，规范中导水裂缝带计算公式是20世纪80年 代根据华北地区煤矿有限的现场实测资料，进行回归统计得 出的经验公式。这期间，我国华北地区主要开采华北型煤田
[7]
中二叠系的浅部煤层，采高2-3m（或者分层开采） ，累计 采厚不超过15m，开采工艺多为高档普采，规范中的公式有 开采方法和采厚条件限制，即适用于单一薄及中厚煤层或 厚煤层单层开采时导水裂缝带高度的计算。研究区属于巨
作者简介：李波（1986—），男,山东泰安人，工程师，硕士，毕业于济南大学，研究方向为水文地质。 （邮箱）oholib@
104 实验测定 SHIYANCEDING
厚煤层的放顶煤开采工艺，具有采厚大、工作面跨度（斜 长）大的特点，不宜采用规范中的经验公式计算这种工况 下的导水裂缝带高度。
研究区布置了3个井下仰斜观测孔，各孔深度均须穿过 导水裂缝带的上限，施工过程中可通过观测注水漏失量确 定钻孔深度，见表2。
彬长矿区综采工作面导水断裂带发育规律
彬长矿区综采工作面导水断裂带发育规律邢延团【摘要】针对彬长矿区侏罗系煤层开采受顶板洛河组含水层水害影响严重,煤层顶板导水断裂带发育规律不明确的问题,以亭南煤矿综采204工作面为研究对象,采用冲洗液消耗量观测和简易水文观测方法,辅助开展钻孔彩色电视窥视综合探查手段,研究综采大采高工作面煤层开采顶板导水断裂带发育规律.结合国内针对综采工作面煤层顶板导水断裂带发育高度经验公式分析,修正得出适用于彬长矿区综采工作面的导水断裂带发育高度确定方法.%Aiming at the problem that the Jurassic coal seam mining in Binchang Mining Area is seriously affected by the water damage of Luohe Formation aquifer, and the overburden failure development law of the fully mechanized mining is not clear. The 204 working face in Tingnan Coal Mine is taken as the research object, using the observation of consumption of flushing liquid, simple hydrological observation, and comprehensive exploration of drilling color TV peeping, the overburden failure development law of coal seam mining in fully mechanized mining face is studied. Combined with the domestic empirical formula for the development of the water-conducting fracture zone of the coal seam roof in the fully mechanized mining face, the method for determining the development height of the overburden failure zone suitable for the fully mechanized mining face in Binchang Mining Area is revised.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)008【总页数】5页(P179-183)【关键词】彬长矿区;综采工作面;导水断裂带;顶板水害防治;冲洗液流失量【作者】邢延团【作者单位】陕西长武亭南煤业有限责任公司,陕西咸阳 713602【正文语种】中文【中图分类】TD745国内外众多学者对综采工作面煤层顶板“两带”发育开展了大量研究，取得丰富成果[1-3]。
《2024年近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》范文
《近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采，近水平煤层采动过程中出现的边界裂缝问题日益突出。
这些裂缝不仅对煤炭开采的安全生产构成威胁，还可能引发地下水的导流问题，对矿区生态环境及地下水资源的保护造成严重的影响。
因此，对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行研究，具有重要的理论意义和实践价值。
本文旨在通过理论分析、实验室模拟和现场观测等手段，深入探讨近水平煤层采动边界裂缝的导水特性及其影响因素，为煤炭资源的安全、高效、绿色开采提供理论支持和技术指导。
二、研究背景及意义近水平煤层采动过程中，由于地质构造、采矿方法、矿山压力等多种因素的影响，往往会在煤层边界产生裂缝。
这些裂缝往往与地下水的导流密切相关，一旦裂缝发育扩大，可能导致地下水涌入矿井，威胁矿工的生命安全，同时也会对矿区生态环境造成破坏。
因此，研究近水平煤层采动边界裂缝的导水性，对于预防和控制矿井水害、保障煤炭资源的安全高效开采、保护生态环境具有重要意义。
三、研究方法与内容（一）理论分析通过对近水平煤层采动过程中边界裂缝的形成机理、发育规律进行分析，结合地下水动力学理论，探讨裂缝的导水特性。
（二）实验室模拟利用相似材料模拟实验，模拟近水平煤层采动过程中边界裂缝的产生和发展，观察裂缝的导水情况，分析影响因素。
（三）现场观测在典型的近水平煤层矿山进行现场观测，记录采动过程中边界裂缝的产生和发展情况，同时监测地下水的变化情况，为理论研究提供实践依据。
四、研究结果与分析（一）理论分析结果根据理论分析，近水平煤层采动边界裂缝的导水性主要受裂缝的宽度、长度、深度、连通性以及地下水的压力、流量等因素的影响。
裂缝越宽、越长、越深，连通性越好，导水性越强。
同时，地下水的压力和流量也会影响裂缝的导水性。
（二）实验室模拟结果实验室模拟结果表明，近水平煤层采动过程中，边界裂缝的产生和发展与采矿方法、矿山压力等因素密切相关。
随着采矿的进行，裂缝逐渐扩大，导水性增强。
充填开采覆岩导水裂缝带发育规律研究与应用
2631 前言随着矿井采掘深度的不断延伸，许多赋存条件较为简单的煤层已经逐步完成开采，目前矿山对煤层的开采已经逐步向着难开煤层进行转移。
由于我国水文条件较为复杂，煤层受到上覆含水层的影响的煤层储量丰富，为了开采含水层下的煤层 ，许多矿山选择留煤柱开采，这无疑减小了煤炭的产量，浪费了煤炭资源。
为了解决此类问题，越来越多的学者研究充填开采技术[1]，这项技术利用垮落矸石进行充填，利用垮落矸石对上覆岩层进行有效的支撑，在利用垮落矸石的前提下有效的降低了巷道的变形，降低了巷道覆岩的断裂高度。
本文对含水层下进行矸石充填开采时覆岩导水裂隙[2]的变化规律进行研究，并给出相应的控制措施，为含水层下煤层矸石充填开采提供一定的理论指导，为提升矿山经济做出一定的贡献。
2 理论分析含水层下矸石充填开采技术时通过矸石对采煤工作面进行充填，以达到支护覆岩的作用，可有效降低上覆岩层导水裂隙带的高度（等价采高），从而无需预留煤柱，以达到不浪费资源的目的。
首先对上覆岩层裂隙带的高度进行计算，由于本文地质属于中硬岩层，所以常用的导水裂隙带推导经验公式为：式中：H 代表覆岩导水裂隙带的高度，m；h 为采高，m；η为矸石的充实率。
可以看出不同充实率下覆岩的裂隙导水带高度是不同的，覆岩导水带高度随着充实率的增大逐步降低，充实率为0时导水裂隙带的高度最大，可见含水层下矸石充填开采技术对覆岩导水裂隙带的控制是十分有效的。
在矸石充填开采时矸石承担了一部分上覆岩层的载荷，使得上覆岩层的下沉及移动均有一定的限制，这就相当于降低了采高，使得覆岩导水裂隙带的高度降低，为了对覆岩断裂进行分析，先对岩层的断裂条件进行分析。
采用第一强度理论，当最大拉应力超过材料的断裂强度极限值时发生断裂，通过第一强度理论分析覆岩导水裂隙的发育情况。
先对下层岩层进行验证，当下沉岩层的最大拉应力大于岩层的抗拉极限时产生导水裂隙，否则不产生，当下层岩层发生断裂时对上一层岩层进行验证，以此类推。
浅埋煤层关键层破断对导水裂隙演化的影响
随着开 采 的进 行 主关 键 层 破 断 块 体 运 动会 出现 破
断、 回转 、 向回转 直 至稳 定 的过程 ， 反 主关 键 层上 覆
增大 ； 作 面推进至 ９ 时 ， 键 层 的 破 断裂 隙进 工 ０ｍ 关
一
步增 大 ， 于随时 发生破 断 的边 缘 ， 处 裂隙穿 过关 键
观察 导水裂 隙演化 的过程 。本 文通过 对补连塔 煤 矿 ３４ １工作 面的数 值 模拟 ， 结 出 了关键 层 破 １０ 总
断运动 对 导水裂 隙演化 的影响规 律 ， 实现 浅埋煤层 保 水开采鉴 定 了基 础 。 为
关键 词 ： 关键 层 ； 关键 块 ； 水 开采 ； 水裂 隙演化 保 导 中图分 类号 ：Ｄ ２ Ｔ ８５ 文 献标识 码 ： Ｂ 文章编号 ：６ １— ４ Ｘ（ ０ ０ ０ ０ ４ ０ １７ ７ ９ ２ １ ）６— ０ ４— ２
—— ７７ —— ＩＩ —— —— —— —～ ｔ 一
：：］： ｊ ・ ・ ｉ 二 １．．键 层 ：：。二 ． ． ＝ ． ‘ ： ＝ 。
煤 层
一
是
图 １ 典型浅埋煤 层的单一 主关键层结构
ｌ 浅 埋 煤层 工作 面 上 覆 关 键层 结构 特 征
研 究表 明 ， 于榆神府 矿 区典 型浅埋 煤层 ， 对 其基 岩层一 般较 薄 ， 现 单 一关 键 层 结构 。上 覆 厚 松散 呈 层不能 形成结 构 ， 主要 以载荷形式 作用 于主关 键层 ， 主关键 层 的变形破 坏对工 作面矿 压显现 和上覆 厚松 散层 的变形破 坏都 有显著 影响 。工作 面顶板初 次和
０ 引 言
浅埋煤 层开 采遇到 的另一个 严重 的采动 损害 问
郭家河煤矿导水裂缝带发育高度及规律研究
郭家河煤矿导水裂缝带发育高度及规律研究作者：杨国栋来源：《中阿科技论坛（中英阿文）》2018年第04期摘要：黄陇侏罗纪煤田综采放顶煤开采受頂板砂岩“离层”突水威胁，研究开采过程中导水裂缝带发育高度和发育规律，对进一步研究矿井涌水的水源、通道、机理，对“离层”突水采取合理有效的防治技术措施，指导以后防治水工作具有重要意义。
以陕西郭家河煤业有限责任公司为例，主要采用钻液漏失量观测、钻孔井下电视窥视两种方法实测确定导水裂缝带发育最大高度。
并与国内及邻区矿井进行对比，进一步验证了实测数据的准确性和符合现场实际，对指导矿井“离层”突水采取合理有效的防治技术措施具有重要意义。
关键词：两带；导水裂缝带；离层；突水；防治水一、前言郭家河煤矿位于陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区、麟游县北部，矿井煤厚最大达20m，平均厚度11.57m，采用走向长臂综采放顶煤开采。
在近几年来的建设和生产过程中，矿井局部出现“离层”突水现象严重，对工作面的安全生产造成了较大影响，特别是煤层顶板白垩系洛河组含水层地层沉积厚度较大，对煤矿开采造成威胁较大。
为准确评价煤矿地下水对煤矿安全开采的影响程度，研究开采过程中导水裂缝带发育高度和发育规律，对进一步研究矿井涌水的水源、通道、机理，对“离层”突水采取合理有效的防治技术措施，指导以后防治水工作具有重要意义。
二、工作面简况1302工作面是郭家河煤矿第七个回采工作面，为1307工作面的接续面。
工作面走向可采长度1325m，倾向长度270m，可采面积为3.5775×105m2。
工作面煤层厚度为3.0～13.1m，平均8.0m。
煤层底板标高为+720～+810m，最大高差90m，煤层底板起伏变化较大。
煤层顶板到白垩系底板间距为218～232m，从工作面回风顺槽往皮带顺槽逐渐增大。
三、“两带”探查主要采用钻液漏失量观测、钻孔井下电视窥视两种方法确定导水裂缝带发育高度。
在采后2-7个月进行了探查，探查孔位置选在工作面靠近相邻采空区侧顺槽向工作面内40m处，并且位于向斜轴部附近（煤厚9m），能代表导水裂缝带发育最大高度位置。
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟
老空区下煤炭资源开采覆岩导水裂隙发育规律数值模拟随着煤炭资源的日益枯竭和国家对于清洁能源的推广，老空区煤炭资源的开采成为当前工业化进程中的一个重要课题。
煤矿开采中许多问题都是由于煤层下方的岩石结构和水文地质情况所引起的。
为了更加准确地掌握老空区煤炭资源开采时岩石的裂隙发育规律，需要进行数值模拟研究。
老空区煤炭资源开采时，覆岩的质量和稳定性是决定煤炭开采安全的重要因素之一。
覆岩的不稳定性是由于裂隙的发育所致。
煤层下覆岩层破碎程度和裂隙发育情况对矿井地面沉降、地表塌陷和区域地面断裂等造成的影响非常明显。
所以，准确地预测和分析覆岩层的裂隙发育规律对于煤炭开采的安全具有非常重要的意义。
老空区煤炭资源开采过程中，裂隙发育如何暴露受到许多因素的影响：首先，煤炭开采过程中应用的矿井排水系统会使水位下降，进而引起压水。
另外，由于地表地质结构的复杂性以及深部动力学过程的复杂性，裂隙分布也与地表地质构造和深部应力场有关。
因此，裂隙发育具有很强的复杂性。
据此，本文利用有限元数值模拟方法，进行煤炭资源开采覆岩的裂隙发育规律数值模拟。
在数值模拟中，采用均匀有限元法，采用ADOQ(Adaptive Degree of Quadratic)方法对工程中增补的质量能量方程加以处理，得到了覆岩裂隙发育的数值模拟解。
通过数值模拟，已经获得了一些有关煤炭资源开采覆岩的裂隙发育规律。
具体来讲，本文发现在煤炭开采过程中，岩石裂隙发育程度与煤厚、煤品质、地顶岩性、地下水级、熔岩流和断层等因素均有关。
另外，通过数值模拟发现，煤炭开采过程中，裂隙发育是一个动态的过程，与采煤速度和采煤方法有关。
在装甲煤采区，采煤极限采高为4.3m，因此裂隙行为表现为一系列竖向开裂，而不是水平裂缝破裂，这样会导致采煤安全隐患增加。
总的来说，数值模拟研究对于煤炭资源开采覆岩的裂隙发育规律的研究，具有很大的理论价值和实用意义。
未来应继续深化数值模拟研究，并以其研究成果为基础，提出保护煤层安全和开采煤炭资源的科学方法和技术手段。
采区首采工作面导水裂隙带发育高度实测研究
1) 在 2 采区 2501 首采工作面对应地表布置
2 个探测钻孔( 编号 D 1 、D 2 ) ,对采面开采 5 号煤层
后引起的导水裂隙带发育高度进行现场实测,2 个
探测钻孔钻进深度共计 749. 20 m,通过分析探测钻
孔冲洗液漏失量、水位以及钻进过程来判定导水裂
隙带发育高度。
2) 探测过程中,发现钻孔钻进至导水裂隙带
着煤炭资源开采的不断深入,采煤工作面受水害影
响更为显著 [1-3] 。 当煤层开采引起的导水裂隙与含
切眼倾向长度 265 m。 5 号煤顶底板岩性见图 1。
水层、地面水体等连通后,不仅能增加井下涌水量,
严重时会造成淹井事故 [4-6] 。 因此,掌握采煤工作
面导水裂隙发育高度,可显著提高矿井煤炭生产安
实用技术
总第 259 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2021. 03. 023
采区首采工作面导水裂隙带发育高度实测研究
丁 杰
( 山西高河能源有限公司,山西 长治 047100)
摘 要:导水裂隙带发育高度是指导降低煤炭开采水害影响、提高煤炭资源回收率等工作开展的基础性参
导水裂隙带高度,具体垮落带、裂隙带高度 H m 、H li
公式分别为:
收稿日期:2020
12
28
作者简介:丁 杰(1987-) ,男,山西襄垣人,工程师,从事生产技术工作。
内摩擦角 / ( °)
吸水率 / %
泊松比
10
16. 8
0. 12
15
38
34
35
32
30
Hm =
24. 0
5. 4
8. 9
论述煤矿开采导水裂缝发育高度的影响因素
论述煤矿开采导水裂缝发育高度的影响因素摘要：在开采煤矿过程中易出现导水裂缝，导水裂缝会将煤层上方的水以引入煤矿中，对煤矿开采安全造成威胁。
本文对煤矿开采的导水裂缝进行计算，分析影响煤矿开采导水裂缝发育高度的因素，为研究煤矿开采导水裂缝提供了参考依据。
关键词：煤矿开采；导水裂缝；发育高度；影响因素1 研究煤矿开采导水裂缝高度1.1 预测导水裂缝的公式室内计算主要以经验公式预测导水裂缝的发育高度，公式依据为国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主井巷煤柱留设与压煤开采规程》根据煤层的倾斜度、覆岩岩性、分层层数等影响因素计算导水裂缝高度，计算公式见表。
1.2 模拟测试导水裂缝发育过程对煤矿开采导水裂缝的发育高度进行模拟试验，采用类似的理论指导实验，找出与导水裂缝发育高度相似的规律。
在对导水裂缝发育高度进行物理模型测试的过程中，需要借助煤矿区内的煤层特征以及岩层相关的力学数据，依据相似理论，模拟开采煤矿过程中岩层破坏顺序、力度，研究规律，找到计算导水裂缝发育高度的公式。
在模拟实验中，有些相似条件无法满足，所以模拟实验成功的关键是找到可以取代相似数据的参照常数。
进行模拟测试导水裂缝高度与现场实验相比，节省实验成本，可多次重复试验，提高准确性。
1.3 导水裂缝发育高度数值模拟计算导水裂缝发育高度的数值模拟计算是利用电子计算机，通过软件进行数值计算，加上显示的图像分析开采煤矿过程中覆岩层的变化过程，从而了解导水裂缝发育高度的有关信息。
目前，在进行数值模拟的众多软件中，经常使用FLAC，ANSYS和国内唐春安教授开发的RFPA 软件，这些软件在相同的条件下都可以对导水裂缝的发育高度进行研究。
对导水裂缝的发育高度进行模拟数据计算具有易重复、直观、实验数据可全程跟踪记录等优点，实验的关键取决于实验模型合理、正确的建立。
1.4 导水裂缝发育规律现场测试现场实测是确定导水裂缝发育规律的主要途径。
为了验证现场实测的结果，可以结合物理模拟或者数值模拟的结果相互比较，减少误差。
煤矿开采对地下水破坏机理及其影响因素分析
煤矿开采对地下水破坏机理及其影响因素分析发布时间：2021-11-25T06:12:42.402Z 来源：《建筑实践》2021年21期作者：王强波[导读] 在煤矿开采过程中矿区地下水资源保护一直是一个比较薄弱的环节。
王强波4112829800528****摘要：在煤矿开采过程中矿区地下水资源保护一直是一个比较薄弱的环节。
一方面是矿山生产项目设置对区域水源的影响问题考虑不足，煤矿开采对区域地下水的水量影响研究不够深入，未采取足够的措施以减轻或避免水源被侵夺，导致片区内地下水水源出现枯竭的趋势，另一方面是水源地规范化管理存在盲区，缺乏对地下水水源地水质、水量的有效监测。
关键词：煤矿开采；地下水；水文地质；矿坑排水；为了确保可持续发展和利用地下水在山西煤矿地区,有必要研究地下煤炭开采造成的损害的机制及其影响因素,具有重要的理论和现实意义在煤炭开采地区地下水保护。
一、煤矿开采对地下水破坏机理1.导水裂隙带以下含水层地下水的破坏，对于大部分煤矿区来说，主要开采太原组、山西组的煤层。
天然条件下，煤层上覆含水层地下水的补给、径流、排泄条件不发生变化。
采煤前，煤层上覆岩层处于原始应力平衡状态。
当采煤形成一定规模的采空区后，上覆岩层的原始应力平衡状态被打破，在采动影响下，上覆岩层依次发生变形、离层、破裂及垮落，在采空区上方由下至上形成“三带”，即冒落带、裂隙带及弯沉带，其中的冒落带和裂隙带统称为导水裂隙带。
当采煤导水裂隙带导通所达到的上覆各含水层，即煤系含水层、煤系上覆含水层，就会对导水裂隙带以下各含水层结构造成不同程度地破坏，形成了地下水导水通道，打破了含水层地下水的天然循环条件，改变了地下水的径流特征，在地下水受采煤影响范围内，导水裂隙带以下各含水层地下水直接进入井下，导致上述含水层水位下降和疏干。
2.厚黄土覆盖区松散含水层地下水的破坏。
某省地处黄土高原，存在着一定规模的厚黄土覆盖区。
这些区域，往往存在着厚度较大、水质良好、水量较丰富的松散含水层，成为支撑当地国民经济发展的主力含水层，是居民生活用水最重要的供水水源。
论述煤矿开采导水裂缝发育高度的影响因素
论述煤矿开采导水裂缝发育高度的影响因素煤矿开采是一项复杂而又危险的行业，这个行业有许多的技术难点和安全问题需要解决。
其中，煤矿开采导水裂缝发育的高度是一个非常重要的因素，对煤矿开采的生产安全和经济效益都有很大的影响。
本文将会从多个方面对此进行论述。
第一，煤层的性质是导水裂缝发育的主要因素之一。
煤层的物性参数是煤层开采中研究导水裂缝发育的重要基础。
不同性质的煤层对导水裂缝的影响是不同的，主要表现在以下几个方面：1. 煤层的孔隙度大小，多数情况下孔隙度越大，导水裂缝的发育就会越严重。
2. 煤层的厚度和深度，这对导水裂缝的发育也会产生影响。
厚度越大，深度越深，导水裂缝的发育就有可能会更加明显。
3. 煤层的自然应力，自然应力是非常重要的因素，它与煤层的密实程度和应力分布有关，直接影响煤层的稳定性和导水裂缝的发育。
第二，矿山开采方法会对导水裂缝的发育高度产生影响。
不同的开采方法会导致不同的地质环境，从而影响导水裂缝的发育。
常见的矿山开采方法有隧道开采、房柱采煤法、综放开采等，这些方法针对不同的地质环境采用不同的方案，可以达到最佳的开采效果。
对于形成导水裂缝较浅的煤层，应尽量采用柱宽大、支护稳定的采煤方法，如留柱采煤法、底板枪孔支护技术、钻孔注浆技术等，这些技术能够有效地减轻煤层的应力，降低导水裂缝的发生概率。
第三，煤层中对导水裂缝发育高度的影响因素还包括煤矿开采的时间和煤矿采空区的管理。
煤矿开采时间越长，导水裂缝发育的高度也就会越深。
因此，在煤矿开采过程中，要尽可能地减少开采时间，避免煤层受到长期的扰动。
另外，煤矿采空区的管理也是影响导水裂缝发育高度的重要因素之一。
采空区的管理可以通过注浆、灌胶、支撑等措施，增强采空区的稳定性，减少裂缝发育的可能性。
总结起来，随着煤矿开采技术的不断进步和安全生产意识的提高，导水裂缝发育高度的控制已经成为了煤矿开采中的一个重要环节。
只有通过对煤层性质、开采方法、开采时间和采空区管理等多方面的研究，才能更好地控制导水裂缝的发育，保障煤矿开采的安全和高效。
地下煤矿采空区导水性变异规律研究
地下煤矿采空区导水性变异规律研究地下煤矿采空区是指煤矿开采后形成的矿坑空间。
由于煤层被采空后失去支撑，使得地下矿坑产生塌陷和裂缝。
这些裂缝和洞穴不仅会对采矿安全造成威胁，而且还可能导致水流通道的形成，进而影响水资源的利用和管理。
因此，深入研究地下煤矿采空区导水性的变异规律对于保障矿山安全和水资源管理具有重要意义。
地下煤矿采空区导水性的变异规律受多种因素的影响。
首先，煤层自身的物理性质对导水性起着决定性作用。
煤层中矿物质含量、孔隙度、裂隙等因素会直接影响煤层的渗透能力和导水性能。
通过实验研究发现，煤层中的孔隙度和渗透性常常呈现不均匀分布，从而导致地下水在采空区内的流动路径和速度的变异。
这种变异性不仅与煤层的层位有关，还与其形成过程、演化过程和空间尺度有着密切关系。
此外，地下煤矿采空区导水性的变异规律还与煤矿开采方式和时间有关。
采矿施工过程中，采矿工艺的不同对地下煤矿采空区的形态和结构都会有较大的影响。
比如，老式采煤方法中采煤工艺比较破坏性，往往会导致采空区内裂缝和洞穴的发育程度较大，进而增加了其导水性的变异性。
而现代化的采矿工艺则可以减少对地下煤矿采空区的破坏，降低了煤层的渗透能力和导水性。
地下煤矿采空区导水性的变异规律还与周围岩层和地下水系统的相互作用有关。
地下水的流动会对煤层和地下采空区的渗透性和导水性产生重要影响。
周围岩石的渗透特性和裂隙分布决定了煤层采空区周边地下水流动的路径和速度。
同时，地下水的水化学性质和温度也对导水性产生一定的变化。
研究表明，矿井附近的地下水系统对地下煤矿采空区的导水性分布起着重要作用，可能形成富集水分的区域和相对缺水的区域。
为了更好地研究地下煤矿采空区导水性的变异规律，可以采取多种方法手段。
一方面，可以通过现场调查和采样分析来获取煤层和地下水系统的相关参数，以建立数学模型和仿真计算。
另一方面，可以开展大规模的野外试验和实验室模拟，模拟地下煤矿采空区的物理过程和水文特征。
《近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》范文
《近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采和利用，采动过程中出现的各种地质问题也逐渐显现。
在近水平煤层采动过程中，边界裂缝的出现是一种常见现象，它不仅影响着矿山的稳定性和安全性，而且对于地下水系统和矿井安全也有着重要的影响。
因此，研究近水平煤层采动边界裂缝的导水性，对于预测和防止采动过程中的地质灾害、保障矿山安全生产具有重要的意义。
本文旨在通过理论分析和实验研究，探讨近水平煤层采动边界裂缝的导水性及其影响因素。
二、研究背景与意义近水平煤层采动过程中，由于岩层移动、应力变化等因素，往往会在煤层边界处产生裂缝。
这些裂缝的发育和扩展对矿山的稳定性和安全性产生威胁，同时也对地下水系统产生影响。
研究近水平煤层采动边界裂缝的导水性，可以更好地了解其发育规律和扩展机制，预测其对矿山安全和地下水系统的影响。
这对于预防和控制矿山地质灾害、保护矿工生命安全、合理利用煤炭资源具有重要的意义。
三、理论分析（一）裂缝导水性的基本理论裂缝导水性是指裂缝对地下水的传导能力。
裂缝的导水性受到其形状、尺寸、分布、连通性等因素的影响。
在近水平煤层采动过程中，边界裂缝的发育和扩展受到多种因素的影响，如煤层厚度、岩层结构、地质构造等。
这些因素都会影响裂缝的形态和大小，进而影响其导水性。
（二）近水平煤层采动过程中边界裂缝的形成与发育近水平煤层采动过程中，由于岩层移动和应力变化，煤层边界处易产生裂缝。
这些裂缝在采动过程中会不断发育和扩展，形成一定的导水通道。
裂缝的发育和扩展受到多种因素的影响，如采动方式、采动速度、地应力等。
四、实验研究（一）实验方法与步骤本文采用室内模拟实验和现场观测相结合的方法，对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行研究。
室内模拟实验主要采用相似材料模拟煤层和岩层的结构，通过模拟采动过程，观察和分析裂缝的发育和扩展规律。
现场观测则主要对实际矿山进行观测和记录，分析实际采动过程中边界裂缝的发育和导水性。
《近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》
《近水平煤层采动边界裂缝导水性研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采，近水平煤层采动过程中出现的边界裂缝问题日益突出。
这些裂缝不仅对煤炭开采的安全生产构成威胁，还可能引发地下水系破坏、矿井涌水等环境问题。
因此，对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行研究，对于保障煤矿安全生产、预防矿井灾害具有重要意义。
本文旨在通过对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行深入研究，为煤炭资源的可持续开采提供理论支持。
二、研究现状及意义近年来，国内外学者对煤层采动裂缝的导水性进行了大量研究，但针对近水平煤层采动边界裂缝的导水性研究尚不够充分。
近水平煤层采动边界裂缝的导水性受多种因素影响，包括煤层地质条件、采动方式、裂缝发育特征等。
因此，对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行研究，有助于更好地了解煤炭开采过程中地下水的运动规律，为煤矿安全生产提供科学依据。
三、研究方法与实验设计本研究采用理论分析、实验室模拟和现场观测相结合的方法，对近水平煤层采动边界裂缝的导水性进行研究。
1. 理论分析：通过分析近水平煤层的地质条件、采动方式等因素，建立裂缝发育和导水性的理论模型。
2. 实验室模拟：采用相似材料模拟近水平煤层的开采过程，观察裂缝发育情况，并利用渗流实验测定裂缝的导水性。
3. 现场观测：在实际煤矿中设置观测点，监测采动过程中边界裂缝的发育和导水情况，为理论分析和实验室模拟提供验证。
四、实验结果与分析1. 理论分析结果：根据近水平煤层的地质条件和采动方式，建立了裂缝发育和导水性的理论模型。
模型显示，近水平煤层采动过程中，边界裂缝的发育受多种因素影响，包括煤层厚度、倾角、采动方式等。
同时，裂缝的导水性也受这些因素的影响。
2. 实验室模拟结果：实验室模拟结果显示，近水平煤层采动过程中，裂缝发育较为明显，且裂缝的导水性随时间逐渐增强。
通过渗流实验测定，裂缝的导水性与裂缝宽度、长度以及连通性密切相关。
3. 现场观测结果：现场观测结果显示，近水平煤层采动过程中，边界裂缝的发育和导水情况与理论分析和实验室模拟结果基本一致。
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第23卷第3期煤炭学报Vol.23 No.3 1998年 6月J OURNAL OF CHINA COAL SOCIET Y J une 1998 采煤方法变革对导水裂缝带发育规律的影响3康 永 华(煤炭科学研究总院北京开采研究所)摘要 依据大量的现场实测资料,总结了中硬覆岩厚煤层长壁冒落开采条件下炮采、综采及综放开采方法对导水裂缝带发育高度及其分布形态的影响.提出减小初次开采厚度以降低导水裂缝带发育高度;增大重复开采厚度以提高采煤工效和矿井经济效益;在顶水采煤时,若对厚煤层采用分层与放顶煤相结合的采煤方法,则既能控制导水裂缝带的发育高度,又可降低采煤生产成本.关键词 炮采 综采 综放开采 导水裂缝带中图分类号 TD823在缓倾斜或近水平煤层长壁冒落开采条件下,随着回采工作面从开切眼开始推进,上覆岩层将会相继垮落、开裂及弯曲下沉,并自下而上逐层扩展,一般可形成冒落带、导水裂缝带和弯曲带.在顶水采煤时,导水裂缝带的发育范围及程度将直接决定着水体下安全采煤的可能性及合理性.随着煤矿机械化水平的不断提高,采煤方法正由以往的炮采、普机采迅速向综合机械化采煤(简称综采)乃至综合机械化放顶煤开采(简称综放开采)迈进.由于采煤方法的变革,也对导水裂缝带的发育范围及程度产生了十分明显的影响,因此,研究掌握不同采煤方法尤其是综放开采条件下的导水裂缝带发育高度、分布形态及其影响特征,对于水体下安全采煤将具有非常重要的现实意义.1 采煤方法变革对导水裂缝带发育高度的影响采煤方法不同,导水裂缝带的发育高度及其变化规律也随之改变,其原因主要在于初次或一次开采厚度、分层重复开采厚度以及重复开采次数等随着所用采煤方法的不同而相应变化,如炮采的采厚一般多在2m左右,综采的采厚一般多在215～3m,综放开采的采厚一般可达5～10m,从而使得导水裂缝带发育高度及其与采厚的关系也随之出现明显差异.111 炮采条件下导水裂缝带最大高度与采厚的关系国内大量现场实测资料表明,炮采中硬覆岩条件下的导水裂缝带最大高度与采厚近似呈分式函数关系,其经验统计公式[1]为H li=100∑d(116∑d+316)±516,其中,H li为导水裂缝带高度,m;∑d为累计采厚,m.其关系曲线如图1中的曲线1所示.112 综采条件下导水裂缝带最大高度与采厚的关系近年来,煤炭科学研究总院北京开采研究所与兖州兴隆庄煤矿密切合作,开展了大量的现场实测工作,得出综采工作面一至三分层开采条件下导水裂缝带最大高度与采厚亦近似呈分式函数关系,其经验收稿日期:1997-06-263国家自然科学基金(批准号:59634030)重点资助项目图1 导水裂缝带最大高度与采厚的关系Fig 11 The relation curve between mining thinknessand max.height of water flowing fractured zone 1———国内中硬覆岩一般炮采;2———兴隆庄煤矿综机分层开采;3———国内薄煤层单层开采或中厚及厚煤层分层初次开采;4———兴隆庄煤矿综放开采统计公式[2]为H li =100∑d 1164∑d +2136±3113,其关系曲线如图1中的曲线2所示.由图1可见,曲线2的纵坐标值一般均高于曲线1,其原因即在于综采的分层开采厚度尤其是初次开采厚度均大于炮采情况,而分层开采数目少于炮采情况,所以其导水裂缝带高度大于后者.由图1还可看出,随着采厚增加,曲线2的上升速率略小于曲线1,即在初次开采厚度附近综采裂缝带高与炮采裂缝带高的差值较大,而在达到煤层厚度附近,二者的裂缝带高差值则较小,说明增大初次开采厚度会导致导水裂缝带发育高度的明显增加,而增大重复开采厚度则导水裂缝带高度上升较慢,这就为我们指明了一条通过减小厚煤层初次开采厚度来控制导水裂缝带发育高度;通过增大重复开采厚度以降低采煤生产成本和提高采煤工效与矿井经济效益的技术途径.根据这一认识,北京开采研究所与兖州兴隆庄煤矿共同合作,采用分层与综放开采相结合的采煤方法,即首先用分层开采方法开采厚煤层的顶分层,然后对剩余煤厚用放顶煤方法进行开采,现已成功地将防水煤柱由垂高80m 缩小到65m ,取得了良好的经济及社会效益.113 综放开采条件下导水裂缝带最大高度与采厚的关系综放开采是近年来得到普遍发展和应用的一种高产高效采煤方法,其采煤工效及劳动生产率都明显高于分层开采情况,而生产成本明显降低.所以,综放开采条件下的导水裂缝带发育规律也就成了人们关注的热点问题.综放开采的一次开采厚度以及开采强度较分层开采都明显增大,其导水裂缝带发育高度也明显增高.以往认为,在炮采条件下,薄煤层单层开采或中厚及厚煤层分层初次开采时的导水裂缝带高度与采厚呈线性关系,即随着采厚增加,破坏高度将按线性比例增大,如图1中的直线3所示.这样的认识是在开采厚度大都不超过3m 的条件下得出的,但对于放顶煤开采情况则并非如此.由于放顶煤一次开采厚煤层的全层厚度远大于3m ,例如达到9m 左右时,其导水裂缝带最大高度与采厚就不再符合线性关系,而是近似地呈分式函数关系,如图1中的曲线4所示.可见,综放开采条件下的导水裂缝带最大高度与采厚虽然也近似呈分式函数关系,但其关系曲线的上升速率却明显高于分层开采情况,即随着采厚增加,综放开采的导水裂缝带最大高度增加较快,这一点对于实现顶水安全采煤极为不利,应予以重视.114 分层开采数目对导水裂缝带发育高度的影响分层开采数目对导水裂缝带发育高度有着明显的影响.图2是兴隆庄煤矿采用放顶煤、放顶煤与分层、分层开采3种采煤方法将厚度约9m 的煤层全层采完以后的实测结果.由图2可见,导水裂缝带高度及其与采厚的比值随着分层开采数目n 的增加而显著减小,尤其是由全层一次开采改为分层重复开采时,导水裂缝带高度减小的程度特别明显,其规律呈近似双曲线函数关系.这就进一步说明了厚煤层重复开采条件下的导水裂缝带高度与全层一次开采相比显著降低,而重复开采时增大重复开采厚度引起导水裂缝带高度增大的幅度远远小于全层一次开采情况.362第3期 康永华:采煤方法变革对导水裂缝带发育规律的影响图2 导水裂缝带高度与分层开采数目的实测关系Fig 12 The relation curve between height of water flowing fractared zone and number of slice mining(a )裂采比H li d 与分层开采数目n 的关系曲线;(b )裂高H li 与分层开采数目n 的关系曲线2 采煤方法变革对导水裂缝带分布形态的影响变革采煤方法对导水裂缝带的分布形态也会带来显著影响,这主要是由于采煤方法不同,其开采厚度、重复开采次数以及采动破坏性影响发育的充分程度等都明显不同.如炮采工作面长度一般仅为综采或综放工作面的12左右,其导水裂缝带发育的充分程度显然低于后者.211 分层开采条件下导水裂缝带的分布形态(1)初次开采时导水裂缝带的分布形态 实测结果表明,在中硬覆岩厚煤层长壁冒落开采条件下,炮采及综采分层开采条件下导水裂缝带的分布形态一般呈两边高中间低的类似马鞍形,如图3(a ),(b )所示.图3(a )是炮采条件下的实测结果,其上、下边界的裂高值分别较中部高11%和30%;图3(b )是综采条件下的实测结果,其上、下边界的裂高值分别较中部高54%和49%,该比例数值分别比炮采的大43%和19%.显然,综采条件下导水裂缝带马鞍形分布形态的明显程度大于炮采条件.这是因为综采的采厚较大,约为炮采的115倍;工作面较长,约为炮采的2倍,所以综采条件下的覆岩破坏发育较炮采充分,同时其采空区中部覆岩下沉减小开采空间和采空区边界煤壁支撑的作用也都得到加强,致使其导水裂缝带分布形态表现出较炮采明显的马鞍形.(2)重复开采时导水裂缝带的分布形态 一般情况下,厚煤层重复开采时导水裂缝带马鞍形分布形态的明显程度都将有所降低,分层开采数目越多,降低越明显,有时甚至会使马鞍形形态基本消失.以综采工作面的导水裂缝带分布形态为例,如图3(c )所示,其二分层上、下边界的裂高值分别较中部高7%和22%,该比例数值较一分层的分别低47%和27%(图3(b )).说明二分层导水裂缝带马鞍形分布形态的明显程度已大大低于一分层.212 综放开采条件下导水裂缝带的分布形态综放开采条件下导水裂缝带的分布形态也呈现出两边高中间低的类似马鞍形,而且其马鞍形分布形态的明显程度远远大于炮采及综采情况,如图3(d )所示,其上、下边界的裂高值分别较中部高144%和148%.比例数值分别较炮采或综采的大133%,118%或90%,99%.这是由于综放开采与分层开采的差异所决定的.综放开采与炮采或综采分层开采最明显的区别在于前者是一次将厚煤层的全层厚度采放出来,其采462煤 炭 学 报 1998年第23卷图3 导水裂缝带分布形态Fig 13 Distribution pattern of water flowing fractured zone(a )炮采工作面一分层(柴里煤矿301工作面实测剖面);(b )综采工作面一分层(兴隆庄煤矿2306工作面实测剖面);(c )综采工作面二分层(兴隆庄煤矿2306工作面实测剖面);(d )综放工作面(兴隆庄煤矿某工作面实测剖面);1———导水裂缝带顶界;2———基岩界面煤厚度明显增大,开采强度显著加大,采动破坏性影响程度也随之加剧,采空区边界煤壁的支撑作用得到加强,而回采过程中采场动压强度减弱,因而使得静态破坏作用加重,而动态破坏作用减轻.所以,综放开采的导水裂缝带就呈现出两边明显增高、中间明显降低的类似马鞍形分布形态.3 结 论(1)厚煤层采煤方法变革对导水裂缝带的发育高度及分布形态都将产生明显影响,其主要原因即在于采煤方法的变革引起了初次或一次开采厚度、分层开采数目等开采条件的明显变化.(2)综放开采条件下导水裂缝带最大高度与采厚之间已不再符合线性关系,而是近似呈分式函数关系,其关系曲线的斜率大于厚煤层分层重复开采情况,小于薄煤层单层开采或中厚及厚煤层分层初次开采情况.(3)增大厚煤层初次开采厚度或全层一次开采会引起导水裂缝带高度的明显增大,并使其马鞍形分布形态的明显程度大大增加;而增大重复开采厚度则导水裂缝带增高一般不明显.如综放开采与综采相比,前者的导水裂缝带高度较后者约增大85%;而分层与放顶煤相结合方法同综采相比,前者的导水裂缝带高度仅较后者约增大10%.这就为我们提供了一条通过减小厚煤层分层开采的初次开采厚度来562第3期 康永华:采煤方法变革对导水裂缝带发育规律的影响662煤 炭 学 报 1998年第23卷降低或控制导水裂缝带发育高度;通过增大重复开采厚度以提高采煤工效和矿井经济效益的技术途径.例如采用分层与放顶煤相结合的采煤方法,就可以明显地收到既控制导水裂缝带发育程度又降低采煤生产成本的双重效果,是当前水体下采煤中值得推荐的一种新方法.孔凡铭、李奉海、许延春等同志参加了部分现场试验观测工作,在此表示感谢.参 考 文 献1 煤炭科学研究院北京开采研究所.煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用.北京:煤炭工业出版社,19812 康永华,耿德庸,茹瑞典等.综采顶水开采条件下提高回采上限试验研究.煤炭科学技术,1995,23(6):1～5作者简介康永华,男,高级工程师.1982年毕业于阜新矿业学院采矿系,1996年于北京科技大学获工学硕士学位.现从事“三下一上”采煤、岩石力学及地球物理勘探等方面的科研工作.承担国家及省部级课题多项,获国家科技进步2等奖1项和省部级科技进步奖多项.出版专著1部,发表“兴隆庄煤矿提高回采上限的试验研究”等论文20余篇.北京市和平里煤炭科学研究总院北京开采研究所,邮政编码:100013.THE EFFECT OF VARIOUS MINING METH ODS ON DEVE LOPMENT LAW OF WATER FLOWING FRACTURED ZONEKang Y onghua(Beiji ng Research Iustit ute of Coal Mi ni ng,Chi na Coal Research Instit ute)Abstract Based on a large amount of practical measured information,the effects of drill and blasting, fully2mechanized mining and fully2mechanized sub2level caving method on development height and distribution pattern of water flowing fractured zone are summed up under the condition of thick seam longwall caving min2 ing in medium hard overlying strata,thus put forward that decreasing primary mining thickness to reduce the development height of water flowing fractured zone;increasing repeated mining thickness to improve mining efficiency and economic results;during mining,if slice mining combined with sub2level caving method in thick seam,it can control the development height of water flowing fractured zone and reduce production cost as well.K eyw ords drill and blast,fully2mechanized mining,fully2mechanized sub2level caving method,water flowing fractured zone。