1、龙矿集团北皂海域 采场覆岩导水裂隙带高度观测研究,中 国 矿 业 大 学 (北京) 龙 矿 (集 团) 公 司 二九年九月,高 延 法,目 录 前言 第一章 井下仰斜钻孔导高观测原理与方法 第二章 北皂煤矿海域H2101面采场覆岩导高观测2.1 H2101工作面概况2.2 H2101工作面覆岩导水裂隙带高度观测方案2.3 H2101工作面导高观测成果2.4 H2101工作面导高观测成果综合分析 第三章 北皂煤矿海域H2106面导水裂隙高度观测3.1 H2106面工作面概况3.2 H2106工作面覆岩导水裂隙带高度观测方案3.3 H2106工作面导高观测成果3.4 H2106工作面导高观测成果综
2、合分析 第四章 软岩地层覆岩导水裂隙带发育规律分析4.1 采场覆岩导水裂隙发育的一般规律4.2 导水裂隙带内岩层裂隙发育特征 第五章 主要结论,北皂海域采场覆岩导水裂隙带高度观测，是“十一五”国家科技支撑计划项目“煤炭资源高效采选关键技术与装备研发”（2006BAB16B00）中课题4“大型水体下安全开采关键技术” （2006BAB16B04）的一个子课题。为了获得准确的海域导高上限数据，分别在H2101工作面的正常顶板和H2106工作面的断层带区域进行了现场导高观测，两个采煤工作面分别布置了两个、三个观测观测剖面，每观测剖面都采用不同角度的多个钻孔观测，保证观测结果的可靠性。,前 言,第一章
3、 井下仰斜钻孔导高观测原理与方法,一井下仰斜钻孔导高观测方法概述,在工作面周边，向采空区上方的覆岩导水裂隙带内打仰斜钻孔，采用双端堵水器观测导高 ，与传统的地面打钻孔，采用钻孔冲洗液消耗量观测法相比，该方法工程量小，成本低，精度高，简单易行 。,二井下仰斜钻孔导高观测仪结构,整个观测仪器由三部分组成：双端堵水器、连接管路、控制台,三井下仰斜钻孔导高观测方法,（1）仰斜钻孔穿过导水裂隙带 （2）使用双端堵水器测试各段岩层的透水性 （3）双端堵水器的控制与岩层透水性观测,四观测仪器的改进, 控制台增加了两对过滤器，避免了仪表的堵塞损坏； 起胀胶管使用了高强度的钢编管，避免了拉断、磨断和挤裂； 所有
4、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； 一对起胀胶囊之间，使用了外连接方式，结构大为简化、性能更加可靠； 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。,专利名称：井下导高观测仪新型探头 专利号：ZL 2008 2 0078840.X,第二章 北皂煤矿海域H2101面采场覆岩导高观测,2.1 H2101工作面概况,H2101面位于海域扩大区-350m水平； H2101面走向长度430m左右，倾斜长度150m； 开采煤层煤2层，煤层平均厚度4.5m，倾角04.6； 工作面上方海域内有养殖区，海水深度35.5m； 第四系底界标高为-126.5-131.5m； 煤2层顶板上距
5、第四系地层底界距离为227236.9m， 工作面煤层标高-355-371.4m。,2.2 H2101面覆岩导水裂隙带高度观测方案,一导高预计,导高上限：H导上=10M=103.6=36 (m) 导高下限：H导下=6M=63.6=21.6 (m) 冒 高：H冒=3M=33.6=10.8（m）,二观测位置的选择与观测钻孔布置,海域煤2顶板含油泥岩十分破碎，钻孔打出后，会从孔中向外滚落破碎矸石，无法成孔。为了保障导高钻孔的能够成孔而且如期完成，开掘了一条观测巷道进入到含油泥岩的上部煤1油2层位内。,H2101工作面钻孔布置平面图,导高观测剖面图A,导高观测剖面图B,H2101工作面两带高度观测剖面A
6、钻孔要素表,H2101工作面两带高度观测剖面B钻孔要素表,四观测时间,导高合理的观测时间主要与覆岩岩性、开采厚度有关。时间过短，覆岩变形尚未稳定，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1020天观测导高是最佳时机。,三 、打孔顺序 在工作面推采至距停采线距离60m之前，打出采前观测孔； 采后孔的施工顺序是1号孔、2号孔、3号孔； 4号孔，根据需要再研究是否施工； 5号孔是冒落带高度观测孔。,2.3 H2101工作面导高观测成果,H2101工作面施工观测钻孔19个。其中：采前对比孔5个，采后的
7、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孔和内B2孔。外A3孔和内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，详见H2101工作面导高观测钻孔施工与观测时间表。,H2101工作面导高观测钻孔施工与观测时间表,一H2101工作面采前对比孔观测成果,1、外A1采前对比孔观测成果A1孔的单位长度最大渗流量为7L/min，一般小于5或者为0，这说明岩层的原始裂隙
8、不发育。,钻孔：L=42.6m，=21.5o； 观测时间6月8日； 起胀压力0.3MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,2、外A2采前对比孔观测成果外A2采前对比孔的完整性很差，观测过程中多数位置封闭不住，多数点的观测结果无效。在有效的几个观测数据中，最大的注水量为12L/min。最大值在最靠近孔口处，有可能受巷道围岩变形的影响。,钻孔: L=38m，=25o； 观测时间6月12日； 起胀压力0.3MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,3、外A3采前对比孔观测成果外A3孔是俯斜观测钻孔，观测成果表明：煤2顶板岩层的渗透性最大的单位注水量为9L/min，其他点小于6L/min。最大值在最靠近孔口
9、处，有可能受巷道围岩变形的影响。钻孔不够完整，有三处漏水。,钻孔：=30，L=32.7m； 观测时间8月11日； 起胀压力0.26MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,4、外B1采前对比孔观测成果 B1孔的单位长度最大渗流量为3L/min，一般小于2或者为0，这也说明岩层的原始裂隙不是太发育。这主要地层比较软弱，遇水膨胀，所以原始裂隙较少。,钻孔: L=36m，=21.5o； 观测时间6月10日； 起胀压力0.3MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,5、 外B2采前对比孔观测成果 外B2采前对比孔观测成果表明，岩层的最大渗流量为8L/min。,钻孔: L=10m，=30o，； 观测时间8月12
10、日； 起胀压力0.3MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,6、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，有效测点数为56个，注水量0值点18个，0值占有效测试点的32。 岩层的原始渗透性较小，除去最靠近孔口的点外，最大注水量只有8L/min，而且绝大多数小于6 L/min，而且渗流段较少。这说明岩层的原始连通型裂隙的不发育，这是软岩性质决定的。 外A1、外A2、外A3、外B1和外B2等三个采前对比孔，都是在外侧钻窝，采后导高观测孔都是在内侧钻窝，所以不能每个钻孔作具体的采前与采后对比。另一方面，岩层原始渗流量，反映了岩层的原始连通型裂隙的发育程度，即使是同一层位
11、，不同层面位置岩层的裂隙发育程度也有较大差异，也不是可以简单对比的。,二H2101工作面导高观测孔观测成果,导水裂隙带上限 的判断标准： 1导水裂隙带范围内，一般注水量大于6 L/min，而且连续多个有较大的注水量。 2导水裂隙带范围外，一般注水量小于6 L/min，而且有注水量的点不连续，出现较多的0值。,钻孔：L=38m,= 20； 观测时间8月23日； 起胀压力0.3MPa； 孔内注水压力0.1MPa。,1、A1导高观测孔的观测成果 A1孔在观测过程中，封堵效果较差，不宜以此为依据判断导高上限。但是可以判断导水裂隙带高度不低于如下导高值：即A1钻孔孔深27.5m处，该处的静压（静水压力）
12、为0.06MPa，相当于6m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。所以有导高值： H(A1)24+6=30(m),（二）A2导高观测孔的观测成果A2孔在孔深41.5m到孔深49.5m这一段，渗流量要么是0，要么仅仅是2、3L/min，量很小属于不导水。所以A2孔的导水上限是孔深41.5m，对应的静压值是0.06MPa，相当于6m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。因此，由A2孔判断出的导高上限是: H(A2)=24+6=30(m),钻孔: L=50m,=10；观测时间8月24日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MPa,A
13、2采后孔观测成果图,（三）A3导高观测孔的观测成果A3孔是俯斜钻孔，钻孔全长处在导水裂隙带之内，共22个测点，其中注水量在大于6 L/min的有16个，占72.7%，最大渗流量为16L/min。这说明导水裂隙带内裂隙发育。同时也说明：针对北皂海域地层，以6 L/min为判断标准是有观测依据的。,A3采后孔观测成果表,钻孔: L=35m,=5；观测时间8月25日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A3采后孔观测成果图,（四）A4导高观测孔的观测成果A4孔也是全长处在导水裂隙带之内，最大渗流量为14L/min。测点总数是22个，其中注水量大于6 L/mi
14、n的是20个，占90.9%。,A4采后孔观测成果表,钻孔:L=34.5m,=15；观测时间8月26日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A4采后孔观测成果图,（五）A5导高观测孔的观测成果 A5孔同样是全长处在导水裂隙带之内，最大渗流量为11.5L/min。,A5采后孔观测成果表,钻孔: L=35m,=30; 观测时间8月28日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A5采后孔观测成果图,（六）A6导高观测孔的观测成果A6孔同样是全长处在导水裂隙带之内，最大渗流量为13.5L/min。但是从孔深18m 到孔底3
15、4.5m深的范围内，钻孔不漏水，情况比较特殊。,A6采后孔观测成果表,钻孔:L=35m,=5; 观测时间8月28日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A6采后孔观测成果图,（七）A7导高观测孔的观测成果A7孔所显示的导水裂隙带上限最清晰：在孔深32m到孔深46m这一段，渗流量几乎全是0。所以A7孔的导水上限是孔深32m，对应的静压值是0.05MPa，相当于5m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。因此，由A7孔判断出的导高上限是:H(A7)=24+5=29(m),A7采后孔观测成果表,钻孔: L=60m,=15; 观测时间8月31日
16、起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A7采后孔观测成果图,（八）A8导高观测孔的观测成果A8孔所测出的岩层导水性能较弱，整条钻孔的渗流点很少，渗流量也较小。A8孔共有25个测点，有注水量的只有9个点，仅占36%。注水量最大也只有4L/min。与其他观测钻孔相比，该孔观测结果特殊。所以该孔无法判断导水裂隙带上限。,A8（A2第二次观测）采后孔观测成果表,钻孔: L=50m,=10; 观测时间8月29日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,A8（A2第二次观测）采后孔观测成果图,（九）B1导高观测孔的观测成果B1孔
17、所显示的覆岩的导水性能较为复杂，在孔深32.5m到孔深37m这一段有渗流，其相对观测钻孔孔口的高度为10.512m。 而在孔深17.531m这段13.5m的岩层共有10个测点，其中5个测点的渗流量为0，另5个渗流值也很小，只有2.51.5L/min，这段岩层相当于不导水。综合考虑上述矛盾着的两方面，在孔深32.5m到孔深37m这一段的渗流很可能是局部发育的原生裂隙渗流。所以B1孔的导水上限是孔深17.5m处，对应的静压值是0.06MPa，相当于6m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。因此，由B1孔判断出的导高上限是: H(B1)=24+6=30(m),B1采后孔观测成果表,钻
18、孔: L=37m,=20; 观测时间8月23日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,B1采后孔观测成果图,（十）B2导高观测孔的观测成果B2孔的导高上限判断在孔深37m处，在37m以上注水量最大大的只有4L/min,小于6 L/min,主要依据除了渗流量，还有渗流段的长短。单纯一个点的渗流，往往不是岩层的导水裂隙；连续几个点有渗流，有时尽管渗流量比较小，也是导水裂隙。所以B2孔的导水上限是孔深37m，对应的静压值是0.06MPa，相当于6.0m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。因此，由B2孔判断出的导高上限是:H(B2)=24+6.
19、0=30.0(m),B2采后孔观测成果表,钻孔: L=50m,=10; 观测时间8月24日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,B2采后孔观测成果图,（十一）B3导高观测孔的观测成果B3是俯斜钻孔，整个钻孔全长处在导水裂隙带之内，共19个测点，注水量大于等于6L/min有17个点，占89,最大渗流量为16L/min。,B3采后孔观测成果表,钻孔: L=35m,=-5; 观测时间8月25日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,B3采后孔观测成果图,（十二）B4导高观测孔的观测成果B4也是俯斜钻孔，整个钻孔全长处在
20、导水裂隙带之内，最大渗流量达到了45L/min。该孔往返观测两边，共有29个观测值，大于等于6L/min的有28个，占96.5%。,B4采后孔观测成果表,钻孔: L=35m,=15; 观测时间8月26日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,B4采后孔观测成果图,（十三）B5导高观测孔的观测成果B3同样是俯斜钻孔，整个钻孔全长处在导水裂隙带之内，最大渗流量为：16L/min。共有21个观测值，其中注水量大于6L/min有16个，占76%。,B5采后孔观测成果表,钻孔: L=35m,=30; 观测时间8月28日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MP
21、a，控制台控制水压静压0.1MP,B5采后孔观测成果图,（十四）B6导高观测孔的观测成果 B6孔的导水裂隙带上限比较明显，在孔深37m处，该处对应的静水压力为0.05MPa，相当于5m高。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是24m。因此，由B2孔判断出的导高上限是: H(B6)=24+5=29(m),B6采后孔观测成果表,钻孔: L=61m,=15; 观测时间8月30日 起胀压力0.3MPa，孔内注水压力0.1MPa，控制台控制水压静压0.1MP,B6采后孔观测成果图,2.4 H2101工作面导高观测成果综合分析,一导高上限与导高采厚比 在14个导高观测钻孔中，有5个钻孔测试出了导水裂隙
22、带的上限，这些观测成果相互印证，可以得出可靠的结论：A2孔：H(A2)=24+6=30(m)A7孔：H(A7)=24+5=29(m)B1孔：H(B1)=24+6=30(m)B2孔：H(B2)=24+6=30(m)B6孔：H(B6)=24+5=29(m)综合上述观测成果可以结论：H2101工作面覆岩导水裂隙带的高度为H=30m。H2101工作面是综放开采，在停采线一侧，煤层的平均采厚为M3.6m，所以，H2101工作面的导高与采后之比为：H/M30/3.68.3倍。该观测成果在导高预计范围值之内。即导高上限：H导上限=10M=103.6=36 (m)，导高下限：H导下=6M=63.6=21.6
23、(m)。,二导水裂隙带发育形态根据观测成果，北皂海域首采面导水裂隙带马鞍型发育形态如图。导水裂隙带侧边扩展（外凸）宽度在10m左右。 导水裂隙带的上界面在煤2上部覆岩第5层厚度为3.9m的泥岩中，所以可能层厚与层位高度略有误差，一般导水裂隙带应该终止在岩层层面处，分析认为，导水裂隙带的上界面应该在厚度为3.9m的泥岩与厚度为2.9m的炭质泥岩的交界面处。导水裂隙带马鞍型形成和侧向边界外凸的原因是：在开采边界处，覆岩弯曲变形的曲率最大，所以开采边界处的导高最高；在开采边界外测即煤柱上方，弯曲变形的覆岩处于拉伸应力状态，容易产生张开型裂隙，因此，导水裂隙带测向边界外凸。,2101面导水裂隙带发育形
24、态,三导水裂隙带的观测时间这次导高时间是工作面停采后10天20天，从观测效果来看，是比较合适的，抓住了最佳观测时机 。如果观测时间过早，钻孔成孔困难，观测时也容易出现塌孔。观测时间过晚，导水裂隙可能已经闭合，有可能测到的导高值偏低。今后再次观测时，也可以尝试再采后7天左右打导高观测孔，不断摸索更准确的最佳导高观测时段。冒高观测比较困难，今后应该想办法测出冒高值，冒高观测应该比导高观测更早几天就观测，更重要的冒高的观测手段和方法。,第三章 北皂煤矿海域2106面采场覆岩导高观测,3.1 H2106工作面概况,2106工作面钻孔柱状图,3.2 H2106工作面覆岩导水裂隙带高度观测方案,一导高预计
25、,导高上限：H导上=11M=114.2=46.2(m) 导高下限：H导下=7M=74.2=29.4(m)冒 高：H冒=3M=34.2=12.6（m）,二观测位置的选择与观测钻孔布置,根据H2106回采工作面的地质条件、巷道条件和时间要求，观测剖面的钻窝选择在：H2106面下顺槽南侧，在走向上距H2106面开切眼170200m，在倾向上距H2106面下顺槽20m，共布置3个钻窝，沿工作面推进方向从右到左依次为：钻窝A、B、C。其中钻窝A、B用于正常覆岩顶板的导高观测，观测剖面为和，观测剖面的方位角为0。钻窝C用于断层处的导高观测，观测剖面为，观测剖面的方位角为294。该断层与H2106面下顺槽的
26、交叉点距开切眼240m，顺槽揭露处的断层产状为：落差h3.0m，倾向东南，走向北东。,H2106工作面采前孔钻孔布置平面图,H2106工作面采后孔钻孔布置平面图,在三个观测剖面上各布置一个采前对比钻孔。,H2106面-观测剖面采前对比钻孔布置图,H2106面-观测剖面采前对比钻孔布置图,H2106面-观测剖面采前对比钻孔布置图,H2106面采前孔要素表,H2106面-观测剖面导高观测钻孔要素,H2106面-观测剖面导高观测钻孔要素图,H2106面-观测剖面导高观测钻孔要素图,H2106面-观测剖面导高观测钻孔布置图,H2106面-观测剖面导高观测钻孔布置图,H2106面-观测剖面导高观测钻孔布
27、置图,三观测时间导高观测的合理时间主要与覆岩岩性、开采厚度有关。软弱岩层导高观测的一般时间为：开采过后1030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。H2106面的采厚为4.2m，覆岩覆岩软弱，岩层移动速度比较快，所以采后1015天是导高观测的最佳时机。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。,3.3 H2106工作面导高观测成果,H2106面采前对比钻孔要素表,H2106面采前对比钻孔要素表,H2106面导高观测钻孔要素表,H210
28、6面导高观测钻孔要素表,一H2106工作面采前对比孔观测成果,（一）I-I剖面采前对比孔观测成果I-I剖面第一个采前对比孔方位角为0，打过28m后，钻孔出水，水量0.5m3/h。导致塌孔，与技术科研究后，将钻孔方位角调整为350，再重新打孔，为防止塌孔，打到互层底部31m就开始测量,I-I采前对比孔观测成果图,I-I采前对比孔观测成果表,（二）II-II剖面采前对比孔观测成果II-II剖面施工穿过含水互层钻孔进行观测，探测含水互层中水是否还存留在含水层中。II-II剖面钻孔方位角294，倾角28，钻孔长43m。,II-II采前对比孔观测成果图,II-II采前对比孔观测成果表,（三）III-II
29、I剖面采前对比孔观测成果III-III剖面采前观测孔方位角0，钻孔倾角28，钻孔施工到含水互层底部25m就停止打钻开始观测。,III-III采前对比孔观测成果图,III-III采前对比孔观测成果表,（四）加补采前对比孔观测成果加补采前观测孔方位角212，钻孔倾角28，钻孔施工到含水互层底部25m停止打钻开始观测,加补采前对比孔观测成果图,加补采前对比孔观测成果表,（五）采前对比孔观测成果总结 15个采前对比孔4个孔得到观测数据，测点总数为63个，涌水量观测点14个，渗流量观测点49个。 2岩层的原始渗透性较大，除III-III剖面孔口两个0值点外其他都透水，最大注水量29L/min，而且绝大多
30、数大于6 L/min。这说明岩层的原始连通型裂隙很发育，这是受采后应力集中产生的影响。 3岩层原始渗流量，反映了岩层的原始连通型裂隙的发育程度，即使是同一层位，不同层面位置岩层的裂隙发育程度也有较大差异，所以不能每个钻孔作具体的采前与采后对比。,二H2106工作面采后导高观测成果,（一）A1导高观测成果A1孔在施工到位后安装仪器进孔进行测量工作，在仪器进入到15m后就不能进入，判断可能孔壁坍塌导至，后又进行了一次扫孔才得以将仪器安装到位。钻孔倾角32，方位角为20。由28m处开始观测，观测结果如表3.11和图3.14所示。从观测结果可以看到各个观测点流量都大于6 L/min，可以初步判断孔深2
31、8m范围都处于导水裂隙带当中。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是h120m，终孔点到孔口的竖直高度h228sin3214.8m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.8m。所以有导高值： H(A1) h1h2h32014.81.836.6m,A1采后孔观测成果表,A1采后孔观测成果图,（三）B1导高观测孔的观测成果B1孔施工长26m，钻孔倾角32，方位角为0。观测结果如表3.8和图3.6。观测点共20个，注水量大于6 L/min有15个观测点，占总观测点75，观测段岩层全处于导水裂隙带。,B1采后孔观测成果表,B1采后孔观测成果图,（四）B2导高观测孔的观测成果B2孔施工长26m，钻孔倾角28
32、，方位角为0。观测结果如表3.14和图3.17。观测结果注水量全都大于6 L/min，说明这24m都处于导水裂隙带发育范围内。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是h120m，终孔点到孔口的竖直高度h224sin2811.3m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.6m。所以有导高值：,H(B2) h1h2h32011.31.633.9m,B2采后孔观测成果表,B2采后孔观测成果图,（五）B3导高观测孔的观测成果B3孔施工长33m，钻孔倾角24，方位角为0。从32m处开始观测。观测结果如表3.15和图3.18。观测结果可见注水量全都大于6 L/min，最大渗流量为20.5L/min。说明这32m都
33、处于导水裂隙带发育范围内，并且可知导水裂隙带内裂隙较发育。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是h120m，终孔点到孔口的竖直高度h232sin2413m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.5m。所以有导高值：H(B3) h1h2h320131.534.5m,B3采后孔观测成果表,B3采后孔观测成果图,（六）C1导高观测孔的观测成果 C1孔施工长27m，钻孔倾角28，方位角为294。从25m处开始观测。观测结果如表3.16和图3.19。观测结果都略大于6 L/min，最大渗流量为8.5L/min。可以判断这25m在导水裂隙带范围内，但导水裂隙带内裂隙较不太发育。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层
34、2的高度是h120m，终孔点到孔口的竖直高度h227sin2812.7m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.8m。所以有导高值：H(C1) h1h2h32012.71.834.5m,C1采后孔观测成果表,C1采后孔观测成果图,（七）C2过含水互层导高观测孔的观测成果为了掌握导水裂隙带是否发育到含水互层清楚含水互层中的水是否还在，研究决定施工穿过含水互层钻孔探测。C2孔施工长41m，钻孔倾角30，方位角为304，33m处开始出水，最大出水量为12L/min。涌水量观测结果如表3.17和图3.20。可以判断导水裂隙带没有发育到35m处。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是h120m，见水点到孔口
35、的竖直高度h235sin3017.5m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.8m。所以有导高值： H(C2) h1h2h32017.51.839.3m,C2采后孔过互层观测成果表,C2采后孔观测成果图,（八）B4过含水互层导高观测孔的观测成果B4孔施工长37m，钻孔倾角32，方位角为0，32m处开始出水并且水量较大。涌水量观测结果如表3.18和图3.21。可以判断导水裂隙带没有发育到32m处。观测巷钻窝位置的巷道底板相对煤层2的高度是h120m，见水点到孔口的竖直高度h232sin3217m，孔口到钻窝巷道底板高度h31.8m。所以有导高值； H(B4) h1h2h320171.838.8m,B4采
36、后孔过互层观测成果表,B4采后穿互层孔观测成果图,3.4 H2106工作面导高观测成果综合分析,20+17.5+1.8=39.3m,H=38.8m,导水裂隙带发育形态,第四章 软岩地层覆岩导水裂隙带发育规律分析,4.1 采场覆岩导水裂隙发育的一般规律,裂隙带内岩层的破坏状况，具有明显的分带性。根据岩层的断裂、开裂及离层的发育程度和导水能力，裂隙带在垂直剖面上可以分为严重断裂、一般开裂和微小开裂三个部分。裂隙带内上述三个部分如图4.2所示。（1）严重断裂。大部分岩层为全厚度断开，但仍然保持原有的沉积层次。裂缝间的连通性好，漏水严重。井下仰斜钻孔观测时，渗流量大于30l/min。（2）一般开裂。岩
37、层在其全厚度内未断开或很少断开，层次完整，裂缝间的连通性较好，漏水程度一般。井下仰斜钻孔观测时，渗流量为2030l/min。（3）微小开裂。部分岩层有微小裂缝，基本上不断开，裂缝间的连能性不太好，漏水性微弱。井下仰斜钻孔观测时，渗流量小于10l/min。,4.2 导水裂隙带内岩层裂隙发育特征,导水裂隙内的岩层发生的是弯曲断裂，所以导水裂隙一般都垂直于岩层层面，而且这些裂隙是离散分布的，如图4.3所示。所以井下仰斜钻孔比地面垂向钻孔能穿过更多的导水裂隙。这样导高观测成果更为可靠。,图4.3 裂隙带岩层垂向裂隙示意图,第五章 主要结论,一北皂海域2101面导高观测成果北皂煤矿H2101综放工作面，
38、在停采线一侧煤层的平均采厚为M3.6m，H2101工作面覆岩导水裂隙带高度为H=30m；H2101面导高与采厚之比为：H/M30/3.68.3倍。二北皂海域2106面导高观测成果1、北皂煤矿H2106综放工作面导高观测剖面所在平面位置处于断裂破碎段，断裂破碎带顶板泥灰岩互层下段岩层原始裂隙发育。2、H2106工作面覆岩导水裂隙带高度为H=38.8m；观测断面处平均采厚为 M4.2m，H2106面导高与采厚之比为：H/M38.8/4.29.2倍。三导水裂隙带发育形态根据观测成果，北皂海域导水裂隙带呈马鞍型发育。导水裂隙带侧边扩展（外凸）宽度在10m左右。导水裂隙带马鞍型形成和侧向边界外凸的原因是
39、：在开采边界处，覆岩弯曲变形的曲率最大，所以开采边界处的导高最高；在开采边界外测即煤柱上方，弯曲变形的覆岩处于拉伸应力状态，容易产生张开型裂隙，因此，导水裂隙带测向边界外凸。,四导水裂隙带的观测时间这次导高时间是工作面停采后10天20天，从观测效果来看，是比较合适的，抓住了最佳观测时机 。五应用井下导高观测仪实测冒裂带高度的意义1从根本上解决了海面难以采用钻孔冲洗液消耗量法测试导高的技术难题。2获取资料丰富、数据准确可靠。因分段注水段距小（1米）基本相当于连续观测。误差小，精度高，能准确获得导水裂隙带的最大高度、空间形态及发育过程。3改进后的仪器设备性能可靠、观测方法实用成熟，工程费低（仅占地
40、面打钻观测费用的1/31/5，且采深越大观测断面越多，费用越省）。4适用性强，易于推广，而且最适用于不能在地面打钻的海、湖等大型地表水体下采煤、极软覆岩条件、大采深分层或放顶煤厚煤层一次开采条件下“两带”高度观测研究。,六龙口海域覆岩导高观测的成功经验1、针对破碎软弱的煤2顶板岩层，布置观测巷进入煤层上部覆岩是十分必要的，为这次能够顺利完成导高观测工作创造了良好条件。2、观测仪器性能可靠，仪器所做的五项重要改进，为观测奠定了良好基础。3、导高观测方案设计合理，观测方案根据开采条件的变化及时作出了调整。4、导高观测时段控制在采后1020天，抓住了最佳观测时机。5、观测钻孔数量多，保证观测得到的导高上限数据可靠。,谢谢大家,
