底板破壞深度試驗(yàn)

1、底板破壞深度試驗(yàn)方案一 工作面底板破壞深度的觀測（1）測試目的底板采動(dòng)破壞深度測試是“山西煤礦一 5 煤開采奧灰水突水預(yù)測 及防治技術(shù)” 的一部分， 目的是為了更深入地掌握工作面底板巖體采 動(dòng)破壞特征和規(guī)律，科學(xué)評(píng)價(jià)山西煤礦一 5 煤層底板突水危險(xiǎn)性，為 正確制定防止底板突水事故技術(shù)措施提供基本依據(jù)。（2）測試方法及原理在奧灰承壓水上帶壓開采時(shí)， 探測煤層底板破壞深度的諸方法中， 鉆孔注水法是最有效的方法之一，其方法實(shí)測成果直觀、可靠；設(shè)備 簡單、操作方便、成本低廉；在河北的邯鄲、開灤等大水礦區(qū)觀測了 近 10 個(gè)工作面，取得了大量的實(shí)測資料，為這些礦區(qū)安全帶壓開采 做出了貢獻(xiàn)。底板破壞深度測

2、試的實(shí)質(zhì)是在工作面周圍選擇合適的觀測場所， 例如可在相鄰工作面的順槽或可測工作面停采線或開切眼以外的巷 道中開掘鉆窩， 向工作面上方或下方打俯斜鉆孔， 在工作面回采前和 回采后分別向鉆孔注水， 測定鉆孔的滲透性， 以此來了解煤層底板巖 層的破壞松動(dòng)情況， 在工作面回采前可以研究底板巖層的原始裂隙發(fā) 育規(guī)律，在工作面回采后可以研究并確定煤層底板的破壞深度。 采用 鉆孔單段注水， 注水壓力應(yīng)控制在適當(dāng)范圍， 壓力太小會(huì)導(dǎo)致注入的 水無法有效滲流， 參考國內(nèi)外底板破壞深度測試實(shí)踐， 最小注水壓力 0.1 MPa 左右即可保證有效滲流。而壓力太大會(huì)破壞底板原有裂隙狀 態(tài)。本設(shè)計(jì)采用水柱自重加壓，測試裝

3、置見圖 2，測試時(shí)水箱內(nèi)的液 面始終保持離底板2 m的高度，鉆孔垂深414 m,因此水柱高度6 16 m,壓力為0.060.16 MPa,基本介于0.1Pi MPa之間，符合注 水壓力要求。 測試時(shí)先往水箱內(nèi)加水， 保持測試過程中溢流口始終有水流出，然后開啟測試鉆孔相應(yīng)管路上的閥門開始注水，觀察流量計(jì)讀數(shù)，待流量穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)，關(guān)閉閥門。(3) 測試系統(tǒng)布置測試系統(tǒng)布置詳見圖4。在54002工作面上巷煤壁前方80 m處 布置鉆機(jī)硐室，硐室規(guī)格：長X寬x高= 6mx 3 mx 3 m,在硐室內(nèi) 分兩排共打8個(gè)注水測試鉆孔，要求所布置的鉆孔孔底之間的距離盡 可能大。觀測系統(tǒng)布置見圖3。(4) 測試

4、鉆孔技術(shù)參數(shù) 鉆孔技術(shù)參數(shù)見表1-1。表1-1鉆孔技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目鉆孔技術(shù)參數(shù)鉆孔編號(hào)ZK1ZK2ZK3ZK4ZK5ZK6ZK7ZK8開孔直徑/mm108108108108108108108108終孔直徑/mm8989898989898989孔斜深/m7.29.21011.412.815.618.421.3鉆孔傾角/°34.035.436.837.938.739.840.641.2與機(jī)巷夾角(順時(shí)針)廣80808080117117100100控制底板真厚度/m45678101214(5)測試鉆孔鉆進(jìn)方案每個(gè)鉆孔首先采用 130 mm鉆頭鉆進(jìn)到離目標(biāo)距離500 mm時(shí), 停止鉆進(jìn)，拔出鉆

5、具，下 108 mm套管；注漿封閉套管與孔壁之間 的空隙，封閉措施一定要可靠，要求在3 MPa壓力下鉆孔封閉部位不 漏水，不串漿；鉆孔封閉措施經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，再用89 mm鉆頭鉆 進(jìn)到目標(biāo)深度，最后 將封隔器下至套管下端頭。觀測鉆孔全部準(zhǔn)備好后進(jìn)行初次注水試驗(yàn)，以后工作面推進(jìn)到離 鉆孔距離 50m、30m、20m、10m、5m、0m、-5m、-10m、-20m、-30m、-50m時(shí)，分別進(jìn)行注水試驗(yàn)。1溢流口 "4匸水口 7 一-2i61：水箱2:流量計(jì)3:閥門54:鍍鋅管5:封隔器6:套管圖2測試裝置示意圖74水口5=85KT 3_424O溢流口閥門流量計(jì)圖3觀測系統(tǒng)布置圖工作面軌道巷圖附表:名稱規(guī)格數(shù)量雙膜壓力盒傳感器HGLJ-10 型18個(gè)數(shù)據(jù)采集器GSJ-2A 型1個(gè)5m長無縫鋼管1根管箍15920個(gè)水箱（帶閥門）50 L8個(gè)流量計(jì)30 1 m /h8個(gè)套管