导水裂隙带影响下的煤层稳定性及安全开采措施研究
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远离煤壁方向转移；同时，采空区直接顶塑形破坏区域逐渐扩大。
关键词 导水裂隙带 顶板破坏 应力集中
中图分类号
TD745
文献标识码
A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2018.08.063
Study on Safe Mining Measures under the Influence of Water Flowing Fractured Zone Li Jin-song
(Geological Survey Department of Datong Coal Mine Group,Shanxi Datong 037003)
Abstract:Based on the actual hydrogeological data of the Tashan Coal Mine subordinate to the Datong Coal Mining Group, the development height of the water guide fissure zone in the roof and floor under different coal seam mining conditions is determined by theoretical calculation and empirical formula, and the maximum height of the water guide fracture zone is determined to take 64 m. With the increase of mine water content, the accumulating range of high pressure and elastic energy shifts to the direction of the coal wall, while the direct top plastic failure area of the goaf is gradually expanded. Key words:water-conducting fracture zone roof damage stress concentration
未来三年内 15、15 下煤层开采采用一次采全高， 顶板采用全部垮落法管理。据补勘报告对煤层顶底
15 号顶板 泥岩
（4.6 ～ 26.7） 11.85
10~20 软弱
中粒 15 号下顶板 砂岩
（14.5 ～ 23.6） 20.3
20~40 中硬
15 号底板
泥岩
（12.2 ～ 22.0） 15.9
10~20 软弱
设与压煤开采规范》，采用经验法确定煤层上覆导
水裂缝带最大高度。
煤层覆岩岩性中硬导水裂缝带高度计算公式为：
= H L
100∑ 1.6∑ M
M + 3.6
±
5.6
（3）
= HL 20 ∑ M +10
式中：
（4）
∑ M- 累计采厚，应用范围为单层采厚 1~3m，
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留
设与压煤开采规范》煤层覆岩岩性中硬垮落带高度
计算公式为：
收稿日期 2018-03-22
∑ 作者简介 李金松（1990-），男，山西大同人，2013 年毕业于 ∑ 中国地质大学（武汉）勘查技术与工程专业，大同煤矿集团地质
= H m
100 M ± 2.2
4.7 M +19
2.97~6.10 4.41
3.65 7.90~12.30 0.85~6.95
3.31 6.10 10.60~15.00
15 下煤层开采垮落带大于 15、15 下煤层间距。 根据下层煤的垮落带接触到或完全进入上层煤范围
内时，上层煤的导水裂缝带最大高度采用本层煤的
开采厚度计算，下层煤的导水裂缝带最大高度，则
勘测处地质科科员，助理工程师，主要从事煤矿地质工作。
（1）
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2018 年第 8 期
依据公式（1）所得 15 及 15 下煤层垮落带高度 发育预测值见表 2 所示。
表 2 煤层跨落带高度发育预测
煤层 名称
煤厚 (m)
取值 (m) 跨落பைடு நூலகம்高度
煤层间距 （m）
15
1.60~3.65 2.04
15 下
2018 年第 8 期
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导水裂隙带影响下的煤层稳定性 及安全开采措施研究
李金松
( 大同煤矿集团地质勘测处地质科，山西 大同 037003)
摘 要 以大同煤业集团下属塔山煤矿实际水文地质资料为基础，采用理论计算、经验公式确定了不同煤层开采条件下
顶底板导水裂隙带发育高度，确定导水裂缝带最大高度取 64 m。随着矿井水含量的增加，高压区和弹性能量积聚范围向
应采用上、下层煤的综合开采厚度计算，取其中标
高最高者为两层煤的导水裂缝带最大高度。
据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设
与压煤开采规范》中综合开采厚度计算公式：
M Z1−2
=M 2
+ M1
−
h1−2 y2
（2）
式中：
M1- 上层煤开采厚度，取 3.65m； M2- 下层煤开采厚度，取 6.10m； h1-2- 上、下层煤之间的法线距离，取 3.31m； y2- 下层煤的冒高与采厚之比，取 15/6.1； 经计算，15、15 下煤层综合开采厚度为 7.29m。 根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留
覆岩总体岩性介于软弱与中硬之间，考虑安全系数，
1 矿井充水条件
本次计算取覆岩岩性为中硬。 表 1 煤层顶底板岩石力学性质
（1）顶板导水裂缝带发育高度 采动条件下，覆岩破坏后在采空区上方形成“三
岩样位置 岩性 抗压强度 (MPa) 级别 类别
带”，其中冒落带和裂隙带是采动破坏形成的人工导 水通道。当其波及采空区上方的地表水体或含水层 时就会引起顶板突水。因此评价覆岩破坏是否会引 起顶板突水，关键是确定导水裂缝带最大发育高度。
煤矿水灾害是矿井几大主要灾害之一，严重威 板岩石力学性质统计（见表 1），该井田未来三年
胁着矿井的安全开采，在开采中要按照“预测预报、 内开采 15、15下煤层，其覆岩岩性属软弱～中硬岩性， 有掘必探、有采必探、先探后掘、先治后采”的原则， 但夹有极软弱的泥岩、砂质泥岩及坚硬的中粒砂岩。
加强矿井地质及水文地质工作。
