文学宽—导水裂隙带发育规律及防水煤柱留设解读.ppt

3) 地表形成下沉盆地 盆地边缘要出现长裂隙，其深度3-5m，一般小于10m。裂隙宽度向下渐窄，至一定深度后闭合消失。 马鞍形产生原因： 煤层倾角小； 开采边界区和采区中央区的变形值不同； 工作面端部和中部下沉量和下沉速度不一样。 冒落角、导水裂隙角大于岩层移动角。 （2)大倾角煤层覆岩破坏范围最终形态（36°≤α ≤54°） 垮落带、裂隙带破坏范围在倾斜方向上呈上大下小的抛物线拱形形态。但在走向方向上仍为马鞍形形态。 产生原因： 当煤层倾角为36-54°时，采后垮落岩块落到采空区底板后，向采空区下部滚动，使采空区下部被垮落岩块填满，从而不再继续垮落。 而采空区上部，由于垮落岩块的流失，等于增加了开采空间，故破坏高度大。 其特点： 破坏性影响更加偏向于采空区上边界； 破坏范围有顶板、底板及所采煤层本身； 随煤层倾角的加大，垮落带、裂隙带范围逐渐转变为椭圆拱形形态。 产生原因： 开采倾角较大的急倾斜煤层时，由于垮落带岩块滚动下滑加剧，迅速充填采空区下部空间，限制了下部的垮落带和裂隙带向上发展。 采空区上部、边界煤柱片帮、破碎、抽冒，使垮落带和裂隙带急剧向上发展。 3）厚煤层分层次数 水平至倾斜厚煤层分层开采或近距离煤层群重复开采条件下“两带”高度随分层次数的增加呈分式函数的关系增长，其增加的幅度越来越小。 导水裂缝带高度则在经过回采工作面第一次放顶和老顶周期来压以及地表出现最大下沉速度时出现。 以后再扩大采空面积则不再增加了。此时采空区走向长度：中硬20~60m。 ②导水裂缝带发展到最大高度以后: 导水裂缝带的发展过程出现稳定和导水裂缝带高度并有可能降低。 坚硬覆岩：随时间，导水裂缝带最大高度基本没有变化,最多96~240个月。 软弱覆岩：随时间的增加，导水裂缝带最大高度有所下降，导水裂缝带的稳定时间，最少0.37个月，一般6~9个月，最多12~17个月。下降速度为：0.4m/月。 6）采煤方法和顶板管理方法 采煤方法和顶板管理方法是控制覆岩破坏性影响最大高度的重要因素。特别是顶板管理方法，它决定着覆岩破坏性影响的基本特征和最大高度。 常见有全部陷落法、全部充填、条带法。不同的顶板管理方法形成不同的覆岩破坏高度。 全部陷落法是采用最普遍的，使覆岩破坏最严重的一种顶板管理方法。 采用全陷法管理顶板，除了采厚极小（0.5~0.7m以下）时，顶板会缓慢下沉和顶板极为坚硬时不发生破坏以外，一般都发生垮落性和开裂性破坏，并且有“三带”的性质。 （2）覆岩破坏高度计算 为实际应用方便及统一起见，均以开采上限（或回风巷顶）至”两带”形态曲线的最高点作为破坏的高度。 水平，缓倾斜及中倾斜单一煤层 “两带”最大高度的计算。 上、下煤层综合开采厚度 根据国内为数不多的观测资料得出厚煤层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分式函数关系，但其关系曲线上升速度高于分层开采。 说明随着采厚的增加，综放开采导水裂缝带最大高度增加更快。 导水裂缝带高度与开采方法关系曲线 1-薄煤层或中厚及厚煤层顶分层开采； 2-中厚及厚煤层分层开采； 3-中厚及厚煤层综放开采。 综放开采两带高度计算公式 5)急倾斜煤层覆岩破坏最大高度计算 煤矿在水体下、含水层下、承压含水层上或在导水断层附近进行采掘工程时，为了防止地表水或地下水突出、溃入工作地点，需要合理留设一定宽度或高度的防水煤（岩）层不采动，这部分煤（岩）层称为防隔水煤（岩）柱或防水煤（岩）柱。 （2）保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设 保护地表水体防隔水煤（岩）柱的留设，可参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷留设与压煤开采规程》执行。 1)防水安全煤岩柱的留设 防水安全煤岩柱的目的是,不允许导水裂缝带波及水体 地表有松散覆盖层时 其垂高应大于或等于导水裂缝带的最大高度加上保护层厚度. HSh≥HLi+Hb 式中 HSh--------防水煤柱垂高，m； HLi--------导水裂隙带最大高度,m； Hb--------保护层