CN107542454A - 一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 - Google Patents
一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107542454A CN107542454A CN201610465859.9A CN201610465859A CN107542454A CN 107542454 A CN107542454 A CN 107542454A CN 201610465859 A CN201610465859 A CN 201610465859A CN 107542454 A CN107542454 A CN 107542454A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surrounding rock
- face surrounding
- section
- water
- development degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开了一种采场围岩裂隙发育程度评价方法，步骤为：根据前端泄漏式多回路注（放）水（气）系统对采场围岩探测孔各测段多次注（放）水（气）探测结果，确定采场围岩探测孔各测段渗透系数Ki；计算探测孔第i+1测段渗透系数Ki+1与第i测段渗透系数Ki的差值ΔKi+1 (i=0,1,2…)，及相邻测段ΔKi、ΔKi+1的增量K′，通过分析ΔKi+1、K′的值评价采场围岩各测段裂隙发育程度及扩展趋势。本发明对水体下、承压水上煤层开采时，采矿扰动影响下采场围岩裂隙发育程度的判定及裂隙导水能力的评价提供了科学依据。在留设合理保护煤柱宽度、提高煤层开采上限、减少煤炭资源呆滞浪费的研究中具有重要的参考价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种采场围岩裂隙发育程度评价方法，属于采矿及地质勘查领域。
背景技术
目前在承压水上煤层及被含水层覆盖的煤层开采时，煤层开采的安全性关键取决于承压水、煤层上覆含水层的富水情况以及煤层底板隔水层、上覆岩层的阻水能力。根据国家相关规定，为保证安全回采必须留设合理高度的安全煤岩柱，从而造成了大量煤炭资源呆滞浪费。由于采矿扰动的影响，煤层底板隔水层、煤层上覆岩层中裂隙发育程度不规律，目前绝大部分矿井对采场围岩中裂隙的研究仅限于裂隙发育高度，而对裂隙发育程度（张开程度）及裂隙发育的连续性探测评价分析甚少，从而导致矿井承压水上开采与水体下开采突水评价分析预测不准确，防水安全煤岩柱留设不合理，造成大量煤炭资源的呆滞浪费或对矿井生产带来严重的安全隐患。因此，亟需一种裂隙发育程度的评价方法，用于研究采场底板隔水层及上覆岩层中裂隙的发育程度（特别是含断层时其附近围岩裂隙带发育情况），以保证在安全生产的前提下最大程度的进行煤炭资源的开发，尽可能减少煤炭资源的呆滞浪费。
发明内容
为了解决上述问题中的不足之处，本发明提供了一种采场围岩裂隙发育程度评价方法。
本发明采用的技术方案是：一种采场围岩裂隙发育程度评价方法，具体评价方法如下：
（1）、具体评价方法步骤如下：根据前端泄漏式多回路注（放）水（气）系统对采场围岩设定的测量地段布置探测钻孔并进行多次注（放）水（气）探测，获取探测结果；
（2）、根据公式（1）确定各探测孔第i测段渗透系数K i ；根据公式（2）计算第i+1测段渗透系数K i+1 与第i测段渗透系数Ki的差值Δ K i+1 (i=0,1,2…)；
K i =AQ/LP （1）
式中: K i —渗透系数 (m/d)，i=0,1,2…；
Q —注水量 (L/min)；
L —注水段长度 (m)；
P —注水压力，以水柱高表示(m)；
A —流量系数，取1.3～1.9；
Δ K i+1 =K i+1 -K i （2）
式中：△ K i+1 —探测孔附近采场围岩第i+1测段渗透系数增量，i=0,1,2…；
K i+1 —采场围岩第i+1测段渗透系数；
K i —采场围岩第i测段渗透系数；
K ′ =ΔK i+1 -ΔK i （3）
式中： K′—探测孔附近采场围岩相邻测段渗透系数增量的差值；
ΔK i+1 —采场围岩第i+1测段渗透系数增量，i=1,2,3…；
ΔK i —采场围岩第i测段渗透系数增量，i=1,2,3…；
（3）、分析ΔK i+1 的值判断采场围岩各测段裂隙发育程度，ΔK i+1 越小说明该测段裂隙发育程度小，导水能力差；ΔK i+1 越大说明该测段裂隙发育程度大，裂隙导水能力强；分析K′的值判断裂隙发育程度的变化趋势及裂隙贯通性，若K′为正数，说明裂隙发育程度将逐渐增大，裂隙贯通性将变好；若K′为负数，说明裂隙发育程度将逐渐降低，裂隙贯通性将变差。
本发明操作简单，准确度高，对采场围岩裂隙的发育程度、发育趋势及测段之间裂隙贯通性做出了准确的评价。
本发明可根据裂隙发育程度的评价结果，更加准确的确定采场围岩中裂隙发育程度及发育趋势，为正确分析采场围岩完整性以及阻水能力提供了基础。
本发明不仅为受承压水威胁矿区、被含水层覆盖矿区煤层开采安全煤岩柱的留设提供了参考依据，而且回收了大量呆滞的煤炭资源，显著提高了矿井经济效益，为矿井安全高效生产提供了保障。
附图说明
图1为探测钻孔布置示意图。
图2为探测孔Ⅰ各测段注水量图。
图3为探测孔Ⅱ各测段注水量图。
图4为探测孔Ⅲ各测段注水量图。
图5为0~19测段探测、计算结果。
图6为20~35测段探测、计算结果。
图7为探测孔Ⅰ附近围岩裂隙发育连续性图。
图8为探测孔Ⅱ附近围岩裂隙发育连续性图。
图9为探测孔Ⅲ附近围岩裂隙发育连续性图。
具体实施方式
为更加清晰的描述本发明的技术方案、优点及实用性，下面将通过具体实例对本发明实施方式进行完整描述。步骤如下：
（1）、探测某矿F8断层附生裂隙带发育裂隙程度，利用前端泄漏式多回路注（放）水（气）系统对采场围岩测量段测试孔多次注（放）水（气）探测（探测钻孔布置如图1所示），获取探测结果。
（2）、探测结果计算及分析
图5~图6是在某矿F8断层附近围岩利用前端泄漏式多回路注（放）水（气）系统探测结果、计算探测孔各测段附近围岩的渗透系数及相关数据的具体计算过程的示例。根据K′的值绘制探测孔各测段附近围岩裂隙发育连续性图（见图7~图9），分析围岩裂隙发育连续性。
根据计算结果及图7~图9可知：3个探测钻孔在第0段（钻孔深1~3m）时与第1段渗透系数差值较大，说明此处底板裂隙发育程度较大，裂隙贯通、连续性较好、导水能力较强，该段位于底板破碎区，底板破坏严重，完整性差，故存在大量裂隙相互贯通的情况；在第6~30段（13~63m）时，相邻测段渗透系数差值分布较均匀，渗透系数差值增量波动较大，说明该段范围内裂隙广泛存在，但连续性、贯通性不稳定，根据该区段的取芯、对底结果显示，该区段范围内裂隙分布广泛，裂隙发育程度、连续性不一；在第30~35段（63~73m）时，在断层附近裂隙发育程度较差，连续性较差，其两侧也无明显附生裂隙带存在。结合巷道揭露情况及断层资料显示，该处是由于裂隙间有泥质充填物填充，有效的封闭了裂隙，减小了裂隙发育程度，降低了断层导水程度。根据探测结果，并利用《煤矿防治水规定》建议使用的留设断层防水煤柱宽度计算公式进行安全验算后，成功将F8断层防水煤柱留设宽度缩小至30m，增加了工作面开采宽度20m，大大提高了优质煤炭资源的回收效率。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种采场围岩裂隙发育程度评价方法，其特征在于：
（1）、具体评价方法步骤如下：根据前端泄漏式多回路注（放）水（气）系统对采场围岩设定的测量地段布置探测钻孔并进行多次注（放）水（气）探测，获取探测结果；
（2）、根据公式（1）确定各探测孔第i测段渗透系数K i ；根据公式（2）计算第i+1测段渗透系数K i+1 与第i测段渗透系数Ki的差值Δ K i+1 (i=0,1,2…)；
K i =AQ/LP （1）
式中: K i —渗透系数 (m/d)，i=0,1,2…；
Q —注水量 (L/min)；
L —注水段长度 (m)；
P —注水压力，以水柱高表示(m)；
A —流量系数，取1.3～1.9；
Δ K i+1 =K i+1 -K i （2）
式中：△ K i+1 —探测孔附近采场围岩第i+1测段渗透系数增量，i=0,1,2…；
K i+1 —采场围岩第i+1测段渗透系数；
K i —采场围岩第i测段渗透系数；
K′ =ΔK i+1 -ΔK i （3）
式中： K′—探测孔附近采场围岩相邻测段渗透系数增量的差值；
Δ K i+1 —采场围岩第i+1测段渗透系数增量，i=1,2,3…；
Δ K i —采场围岩第i测段渗透系数增量，i=1,2,3…；
（3）、分析Δ K i+1 的值判断采场围岩各测段裂隙发育程度，Δ K i+1 越小说明该测段裂隙发育程度小，导水能力差；Δ K i+1 越大说明该测段裂隙发育程度大，裂隙导水能力强；分析K ′的值判断裂隙发育程度的变化趋势及裂隙贯通性，若K ′ 为正数，说明裂隙发育程度将逐渐增大，裂隙贯通性将变好；若K ′ 为负数，说明裂隙发育程度将逐渐降低，裂隙贯通性将变差。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610465859.9A CN107542454A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610465859.9A CN107542454A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107542454A true CN107542454A (zh) | 2018-01-05 |
Family
ID=60959782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610465859.9A Pending CN107542454A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107542454A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358822A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-07 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种基于导电喷涂的隧道围岩表面微裂隙发育特征的监测方法 |
| CN113884422A (zh) * | 2020-07-03 | 2022-01-04 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种三维相似模拟可视示踪气体监测系统及监测方法 |
| CN114295529A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-08 | 国家能源集团新疆能源有限责任公司 | 一种人工扰动后岩体内部裂隙发育情况测定方法及系统 |
-
2016
- 2016-06-24 CN CN201610465859.9A patent/CN107542454A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113884422A (zh) * | 2020-07-03 | 2022-01-04 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种三维相似模拟可视示踪气体监测系统及监测方法 |
| CN113358822A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-07 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种基于导电喷涂的隧道围岩表面微裂隙发育特征的监测方法 |
| CN113358822B (zh) * | 2021-06-01 | 2023-03-10 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种基于导电喷涂的隧道围岩表面微裂隙发育特征的监测方法 |
| CN114295529A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-08 | 国家能源集团新疆能源有限责任公司 | 一种人工扰动后岩体内部裂隙发育情况测定方法及系统 |
| CN114295529B (zh) * | 2022-01-05 | 2023-07-25 | 国家能源集团新疆能源有限责任公司 | 一种人工扰动后岩体内部裂隙发育情况测定方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108915667B (zh) | 基于渗透系数随分层开采动态变化的矿井涌水量预测方法 | |
| CN104481587B (zh) | 大采深、大跨度综放采煤工作面顶板砂岩裂隙水探防方法 | |
| CN111691872B (zh) | 一种煤层覆岩裂隙发育范围及程度的动态精准探测方法 | |
| CN111191849B (zh) | 一种西部矿区深埋工作面涌水量预测方法 | |
| CN109162731B (zh) | 铁矿区深部开采突水注浆治理方法 | |
| WO2015158153A1 (zh) | 一种用于采煤过程中的保水方法 | |
| CN103742145A (zh) | 煤矿富水异常区域防治水方法 | |
| PL237727B1 (pl) | Sposób określania indeksów rozróżnienia strukturalnego górnych stref wypełnienia wapienia ordowiku | |
| CN104405372A (zh) | 一种基于高位钻孔流量的测试采场覆岩竖三带高度方法 | |
| Bai et al. | Some aspects of mining under aquifers in China | |
| Li et al. | A novel treatment method and construction technology of the pipeline gushing water geohazards in karst region | |
| CN112508330A (zh) | 西部矿区开采扰动下矿井水来源判别方法 | |
| CN103696801A (zh) | 一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法 | |
| CN107542454A (zh) | 一种采场围岩裂隙发育程度评价方法 | |
| CN107886185A (zh) | 一种基于空间分析的矿井静涌水量计算方法及系统 | |
| CN103591922A (zh) | 近距离煤层开采上位煤层底板破坏深度氡气探测方法 | |
| Meng et al. | In situ investigation and numerical simulation of the failure depth of an inclined coal seam floor: a case study | |
| WO2019214031A1 (zh) | 化学软化碳酸盐岩促进采动裂隙自修复的保水方法 | |
| CN108757043A (zh) | 一种针对采掘工作面防治水方法 | |
| Zhang et al. | A simple and efficient way to detect the mining induced water-conducting fractured zone in overlying strata | |
| CN109915189A (zh) | 基于断层采动活化监测的浅表岩溶塌陷防治方法 | |
| CN107313743B (zh) | 一种利用煤层气井对煤层底板隔水层薄弱区带修补方法 | |
| CN103628914B (zh) | 一种缓倾角煤层分层开采探放低渗厚层基岩含水层的方法 | |
| Liang et al. | Time-domain characteristics of overlying strata failure under condition of longwall ascending mining | |
| CN103670511B (zh) | 一种顶板岩层破裂程度的分析计算方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180105 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |