沈家湾煤矿导水裂隙带发育高度研究

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煤层开采后引起覆岩移动变形和破坏,当破裂岩体波及到水体时,特别是大型河流、水库等水体,就会严重威胁矿井的安全生产,甚至导致淹井灾害事故的发生。目前,水体下的安全开采和矿井水害防治已成为各矿区生产中急需解决的重大实际和理论问题。研究水体下开采的围岩破裂高度及其分布形态,对合理解决水体下煤炭开发利用与矿井安全生产之间的矛盾、提高资源回收率、延长矿井生产年限、提高企业经济效益,有着十分重要的理论价值和实际工程意义。  本文运用理论分析,现场实测,数值模拟相结合的方法对沈家湾煤矿导水裂隙带发育高度进行了较深入的研究。从理论上分析了覆岩破裂高度及其分布形态的主要影响因素,利用关键层的判别方法得到了2煤及6煤上覆岩层中主关键层的位置,覆岩主关键层距离煤层的远近会影响到导水裂隙带的发育高度。当主关键层距离开采煤层较近时,导水裂隙带发育的高度就较大;相反,当主关键层与煤层距离较远时,导水裂隙带发育的高度就较小。根据沈家湾煤矿上覆岩层的物理力学参数,建立了单独采2煤、单独采6煤及2煤和6煤同采的导水裂隙带发育高度数值模型,得出了单独采2煤时导水裂隙带发育高度约为40m、单独采6煤时导水裂隙带发育高度约为43m及2煤和6煤同采时导水裂隙带发育高度为89m的结论。简要介绍了现场探测导水裂隙带发育高度的主要方法,选用操作方便且准确度高的井下仰孔分段注水测漏法对沈家湾煤矿2666工作面采后导水裂隙带发育高度进行了测试。在2666工作面上方设计施工了三个钻孔,一个采前孔和两个采后孔,采用钻孔双端封堵测漏装置对三个钻孔的注水漏失量进行了测试,通过对采前孔和采后孔注水漏失量的对比分析,得出了6煤采后导水裂隙带发育最大高度为41.4m的结论。最后,综合确定了沈家湾煤矿耒水河下开采上限和安全防水煤岩柱的高度。
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