2_导水裂隙带高度观测新技术解析.ppt

目 录 序 言 第一章 序 言 在井下回采工作面周边某位置布置钻窝，由该钻窝向工作面采空区上方的覆岩导水裂隙带内打仰斜钻孔，采用井下导高观测仪观测导高，这是获得国家发明专利。 这是一项成熟的技术，近10几年来，已经在山东微山湖下采煤、渤海湾龙口海下采煤、河北岳城水库下采煤、山东、河北、江苏、安徽等省各矿区的河流下采煤和含水松散层下采煤中广泛应用。井下导高观测已经在40多个矿井应用。 井下导高观测法的优点 井下观测法与传统的地面钻孔冲洗液消耗量观测法相比，有如下优点： ① 井下观测法钻孔工程量小，井下观测法钻孔施工成本低。一般小于地面观测法三分一；地面钻孔施工费每米上千元，井下钻孔仅仅六七百元，总施工费一般能节省70%以上； ② 井下观测法观测精度高。在井下是使用仪器，每米逐段观测，精度高，成果可靠。 ③ 为矿井水体下采煤确定最为安全合理的开采上限。根据实测导高值，按照“三下”采煤规程确定开采上限，合理提高开采上限，确保水体下采煤安全。 第一章 井下导高观测原理与方法 （3）双端堵水器的控制与岩层透水性观测。起胀控制台和注水控制台的一端 分别连接起胀管路和注水管路，另一端则连着高压水源。要观测某一高度位置的岩层的透水性， 首先，操作起胀控制台，使双端堵水器的两个胶囊处于无压收缩状态； 第二步，使用钻机钻杆将双端堵水器推移到位； 第三步则是操作起胀控制台，对双端堵水器的两个胶囊注水加压，使之处于承压膨胀状态，从而封堵分隔一段钻孔； 最后，则是操作注水控制台，对分隔出的一段钻孔进行注水观测，通过注水控制台上的流量表，观测出这段岩层单位时间的注水渗流量，从而测试出这段岩层的透水性能。 井下导高观测仪的改进 ① 控制台增加了两对过滤器，避免了仪表的堵塞损坏； ② 起胀胶管使用了高强度的钢编管，避免了拉断、磨断和挤裂； ③ 所有接头都使用了O型圈和标准件，保证了水和气两套系统不泄漏； ④ 一对起胀胶囊之间，使用了外连接方式，使结构大为简化而且性能更加可靠； ⑤采 用了优质高强度胶囊保障了在额定起胀压力下不会破裂。 第二章 采场覆岩导水裂隙带高度观测实例 龙口海下采煤H2101工作面覆岩导水裂隙带高度观测方案 一．导高预计 导高预计是进行观测设计的依据，只有准确预计了冒落带高度和导水裂隙带高度，才能保证观测成功。导水裂隙带和冒落带的发育高度主要取决于地层结构、岩石力学性质和开采方法。北皂煤矿H2101综放工作面的覆岩属于典型的软岩地层，开采煤层厚度按M=3.6m，根据二十多个矿井的实际观测经验和龙口矿区的地层结构状况，H2101综放工作面开采后的冒高、导高预计如下： 导高上限：H导上=10×M=10×3.6=36 (m) 导高下限：H导下=6×M=6×3.6=21.6 (m) 冒 高：H冒=3×M=3×3.6=10.8（m） 图2.5 导高观测剖面图A 图2.6 导高观测剖面图B 打孔顺序 ① 在工作面推采至距停采线距离60m之前，打出采前观测孔； ② 采后孔的施工顺序是1号孔、2号孔、3号孔； ③ 4号孔，根据需要再研究是否施工； ④ 5号孔是冒落带高度观测孔。 三．观测时间 导高合理的观测时间主要与覆岩岩性、开采厚度有关。 这次导高观测时间控制在：开采过后10～20天。 时间过短，覆岩变形尚未稳定，钻孔难以成型，观测时钻孔容易变形，卡住探头。 时间过长，覆岩会逐渐压实，导高会降低。 H2101面的采厚为3.6m，覆岩覆岩软弱，岩层移动速度比较快，所以采后10～20天观测导高是最佳时机。 每打完一个钻孔，就观测一个，钻机不要移动，观测时要使用钻机。每个钻孔的观测时间为1天，并提前一天在井上做好下井观测前的准备工作。 第三章 采场覆岩导水裂隙高度观测成果 §3.1 钻孔施工与导高观测过程 H2101工作面施工观测钻孔19个。其中：采前对比孔5个，采后的导高观测孔14个。钻孔的施工与观测分为三个阶段 第一阶段，是在原来的外测观测钻窝施工了3个采前对比孔：外 A1孔、外B1孔和外A2孔。 第二阶段，在外侧观测钻窝施工了2个采前对比孔：外A3孔和外B2孔，外A3孔和外B2孔距H2101工作面停采线的水平距离越38米，分析认为不会受到开采影响。 第三阶段，在距停采线11米处的内侧观测钻窝，施工了14个导高观测钻孔。 二．外A2采前对比孔观测成果 三．外A3采前对比孔观测成果 四．外B1采前对比孔观测成果 五．外B2采前对比孔观测成果 采前对比孔观测成果总结 5个采前对比孔，测点总数为70个，漏水点共14个