冒落带和导水裂隙带最大高度的计算方法

各类防隔水煤（岩）柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设，按下列公式计算：1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时：H f=H k+H b（3-1）2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时（图3-1）:H f=H L+H b（3-2）式中Hf一防隔水煤（岩）柱高度，m；Hk一采后垮落带高度，m；H L—导水裂缝带最大高度，m；Hb—保护层厚度，m；a一煤层倾角，（。

）根据式（3-1）、式（3-2）计算的值，不得小于20m0式中H k、H L的计算，参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。

图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设（图3-2）可参照下列经验公式计L=0.5KM J——况0m,K P式中：L一煤柱留设的宽度（K—安全系数（一般取M—煤层厚度或采高（P一水头压力（MPa）;K P一煤的抗拉强度（MPa）。

图3-2含水或导水断层防隔水煤（岩）柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤（岩）柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触，并局部被覆盖时（图3-3）,防隔水煤（岩）柱的留设要求如下：⑻(h)W图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤（岩）柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时，防隔水煤（岩）柱可按图3-3a、图3-3b留设。

其计算公式为：L=L1+L2+L3=Hacsc什HLcot什HLcot8（3-3）2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时，防隔水煤（岩）柱按图3-3c留设。

其计算公式为:L=L1+L2+L3=Ha（sin6YOS Scot0）+（Hacos济M）（cot什cotS）30m（3-4）式中L一防隔水煤（岩）柱宽度，m；L1,L2,L3一防隔水煤（岩）柱各分段宽度，m；HL一最大导水裂缝带高度，m；8—断层倾角，（°）6一岩层塌陷角，（°）M—-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度，m;Ha--断层安全防隔水煤（岩）柱的宽度，m0]Ha值应当根据矿井实际观测资料来确定，即通过总结本矿区在断层附近开采时发生突水和安全开采的地质、水文地质资料，计算其水压（p）与防隔水煤（岩）柱厚度（M）的比值（Ts=p/M）,并将各点之值标到以Ts=p/M为横轴，以埋藏深度H0为纵轴的坐标纸上，找出Ts值的安全临界线（图3-4）。

综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度的计算公式及适用性分析白利民;尹尚先;李文【摘要】确定煤层顶板导水裂缝带高度可为顶板防治水、采掘工程布置、防水煤柱留设以及瓦斯抽采设计提供依据。

采用井下仰孔注水测渗漏法，实测山西西山煤田镇城底矿8煤导水裂缝带高度为57.98 m，其中冒落带高度16.72 m，裂隙带高度41.26 m。

依据实测结果并收集了8个矿综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度数据，利用数理统计回归分析的方法，得出了适用于综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度计算的经验公式，并与《煤矿安全规程》中相应经验公式进行对比分析，结果表明，该公式适用性好，而《煤矿安全规程》中有关公式应用于中厚煤层综采一次采全高开采条件预测，其误差较大。

%Setting the height of the water conducting zone in roof can provide the basis for prevention and control of roof water, mining and excavation layout, leaving the water prevention coal pillars, design of coal gas drainage. Taking No.8 seam in Zhenchengdi mine, Xishan as a study object, using water injection leakage measurenment method in overhead borehole, the height was 57.98 m, the falling zone height was 16.72 m and the fractured zone height was 41.26 m. Based on observation result from 8 mines in the similar conditions, empirical formulas of wa-ter conducting zone height for fully mechanized mining face were obtained by statistical regression analysis. The contrastive analysis of the corresponding formula in"coal mine safety regulations"was carried out. The result show that the empirical formula has good applicability, formula in"coal mine safety regulations"has relativelylarge er-ror when applied in prediction of the mining conditions for mining height of fully mechanized mining in median thick seam.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P36-39)【关键词】导水裂缝带;井下仰孔注水测渗漏法;回归分析;经验公式【作者】白利民;尹尚先;李文【作者单位】山西焦煤集团西山煤电集团公司，山西太原030052;华北科技学院安全工程学院，北京 101601;山西省朔州市水工程移民办公室，山西朔州036002【正文语种】中文【中图分类】TD741;P641.4导水裂缝带发育高度是煤矿顶板防治水、采掘工程布置、防水煤(岩)柱留设以及瓦斯抽采等设计依据的主要技术参数之一，国内外众多学者对“两带”高度进行了深入研究[1-11]，结果表明，工作面顶板导水裂缝带发育受多种因素的影响，如采厚、采空区的面积、顶板岩层的结构类型、顶板管理方式、煤层的赋存状态和开采条件等，这些因素具有复杂、难定量及非线性等特点。

附录一本规定主要名词解释老空：采空区、老窑和已经报废井巷的总称。

采空区：回采以后不再维护的空间。

水淹区域：被水淹没的井巷和被水淹没的老空的总称。

矿井正常涌水量：矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。

矿井最大涌水量：矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的顶峰值。

安全水头值：隔水层能承受含水层的最大水头压力值。

防隔水煤〔岩〕柱：为确保近水体下安全采煤而留设的煤层开采上〔下〕限至水体底〔顶〕界之间的煤岩层区段。

水害防治十六字原那么：是指“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采〞。

“预测预报〞是指查清矿井水文地质条件，对水害做出分析判断；“有疑必探〞是指对可能构成水害威胁的区域，采用钻探、物探、化探等综合技术手段查明或排除水害；“先探后掘〞是指先综合探放，确定巷道掘进没有水害威胁后再掘进；“先治后采〞是指根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施排除水害隐患后，再安排回采。

“防、堵、疏、排、截〞五项综合治理措施：“防〞主要指合理留设各类防水煤柱；“堵〞主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层；“疏〞主要指探放老空水和对承压含水层进展疏水降压；“排〞主要指完善矿井排水系统；“截〞主要指加强地表水的截流治理。

探放水：包括探水和防水两个方面。

探水是指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等，其目的是为有效地防治矿井水做好必要的准备。

放水是指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将水体放出。

冒落带：由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层X围。

导水裂缝带：冒落带上方一定X围内的岩层发生断裂，产生裂缝，且具有导水性的岩层X围。

抽冒：在浅部厚煤层、急倾斜煤层与断层破碎带和基岩风化带附近采煤或掘巷时，顶板岩层或煤层本身在较小X围内垮落超过正常高度的现象。

带压开采：在具有承压水压力的含水层上进展的采煤。

隔水层厚度：是指开采煤层底板至含水层顶面之间隔水的完整岩层的厚度。

矿井水文地质工程地质常用计算公式目录一、突水系数公式： (1)二、底板安全隔水层厚度(斯列沙辽夫公式)： (2)三、防水煤柱经验公式： (2)四、老空积水量估算公式： (3)五、明渠稳定均匀流计算公式： (4)六、矿井排水能力计算公式： (4)㈠矿井正常排水能力计算： (4)㈡抢险排水能力计算： (5)㈢排水扬程的计算： (5)㈣排水管径计算： (5)㈤排水时间计算： (6)㈥水仓容量： (6)七、矿井涌水量计算： (6)八、矿井水文点流量测定计算方法： (7)㈠容积法： (7)㈡淹没法： (7)㈢浮标法： (7)㈣堰测法： (7)九、浆液注入量预算公式： (8)十、常用注浆材料计算公式及参数： (9)㈠普通水泥主要性质： (9)㈡水泥浆配制公式： (9)㈢水玻璃浓度 (10)㈣粘土浆主要参数： (10)十一、钻探常用计算公式： (10)十二、单孔出水量估算公式： (11)十三、注浆压力计算公式： (11)十三、冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表 (12)十四、煤层底板破坏深度计算公式 (12)十五、巷道洞室围岩塑性破坏圈厚度计算 (14)一、突水系数公式：㈠定义：每米有效隔水层厚度所能承受的最大水压值。

㈡公式：Ts＝P/(M-Cp-Dg)式中：Ts—突水系数（MPa/m）；P—隔水层承受的水压（MPa）；M—底板隔水层厚度（m）；Cp—采矿对底板隔水层的扰动破坏深度（m）；Dg—隔水层中危险导高（m）。

㈢公式主要用途：1.确定安全疏降水头；2.反映工作面受水威胁程度。

富水区或底板受构造破坏块段Ts大于0.06MPa/m；正常块段大于0.1MPa/m为受水威胁。

㈣参数取值依据：Ts—常用工作面最大突水系数。

一般按工作面最高水压，最薄有效隔水层厚度计算，或者对工作面分块段计算最大突水系数，取最大一个值作为工作面的最大突水系数。

P—最大水压的取值，一般根据工作面内或附近井下或地面钻孔观测水位与工作面最低标高计算而得，水压值计算至含水层顶面。

煤矿常⽤计算公式及其应⽤范围（地质）矿井⽔⽂地质常⽤计算公式⽬录⼀、突⽔系数公式： (1)⼆、底板安全隔⽔层厚度(斯列沙辽夫公式)： (2)三、防⽔煤柱经验公式： (2)四、⽼空积⽔量估算公式： (3)五、明渠稳定均匀流计算公式： (4)六、矿井排⽔能⼒计算公式： (4)㈠矿井正常排⽔能⼒计算： (4)㈡抢险排⽔能⼒计算： (5)㈢排⽔扬程的计算： (5)㈣排⽔管径计算： (5)㈤排⽔时间计算： (6)㈥⽔仓容量： (6)七、矿井涌⽔量计算： (6)⼋、矿井⽔⽂点流量测定计算⽅法： (7)㈠容积法： (7)㈡淹没法： (7)㈢浮标法： (7)㈣堰测法： (7)九、浆液注⼊量预算公式： (8)⼗、常⽤注浆材料计算公式及参数： (9)㈠普通⽔泥主要性质： (9)㈡⽔泥浆配制公式： (9)㈢⽔玻璃浓度 (10)㈣粘⼟浆主要参数： (10)⼗⼀、钻探常⽤计算公式： (10)⼗⼆、单孔出⽔量估算公式： (11)⼗三、注浆压⼒计算公式： (11)⼗三、冒落带导⽔裂隙带最⼤⾼度经验公式表 (12)⼗四、煤层底板破坏深度计算公式 (12)⼗五、巷道洞室围岩塑性破坏圈厚度计算 (14)⼀、突⽔系数公式：㈠定义：每⽶有效隔⽔层厚度所能承受的最⼤⽔压值。

㈡公式：Ts＝P/(M-Cp-Dg)式中：Ts—突⽔系数（MPa/m）；P—隔⽔层承受的⽔压（MPa）；M—底板隔⽔层厚度（m）；Cp—采矿对底板隔⽔层的扰动破坏深度（m）；Dg—隔⽔层中危险导⾼（m）。

㈢公式主要⽤途：1.确定安全疏降⽔头；2.反映⼯作⾯受⽔威胁程度。

富⽔区或底板受构造破坏块段Ts⼤于0.06MPa/m；正常块段⼤于0.1MPa/m为受⽔威胁。

㈣参数取值依据：Ts—常⽤⼯作⾯最⼤突⽔系数。

⼀般按⼯作⾯最⾼⽔压，最薄有效隔⽔层厚度计算，或者对⼯作⾯分块段计算最⼤突⽔系数，取最⼤⼀个值作为⼯作⾯的最⼤突⽔系数。

P—最⼤⽔压的取值，⼀般根据⼯作⾯内或附近井下或地⾯钻孔观测⽔位与⼯作⾯最低标⾼计算⽽得，⽔压值计算⾄含⽔层顶⾯。

煤矿导水裂隙带高度计算方法研究曹丁涛;李文平【摘要】作者选择煤层近乎水平(倾角＜15′)、采场达到充分开采的地质采矿条件,对影响综采(放)“两带”发育高度的煤厚、顶板岩性、岩层组合、采深、工作面斜长、推进速度等多种因素进行研究.基于40例实测数据,运用线性、非线性回归分析,首先研究上述各单因素对导水裂隙带高度的影响,得到各单因素与导水裂隙带高度的关系式,结果是:导水裂隙带高度与采厚、硬岩岩性比例系数呈较好的线性关系,与工作面斜长成自然对数函数关系,与采深成指数函数关系,与推进速度关系不大.在单因素相关分析基础上,采用多因素非线性回归,得到综采(放)导水裂隙带高度与主要指标之间的多元回归统计关系式.经与“三下”规程经验公式导水裂隙带高度预测值与实测值误差比较,本研究得出的拟合公式预测精度更高,效果更好.本文首次提出了一个新的评价指标即硬岩岩性比例系数,该指标可以较好地反映煤层顶板总体强度和岩层组合结构特征,既客观又便于应用.【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》【年(卷),期】2014(025)001【总页数】7页(P63-69)【关键词】综采放顶煤;“两带”高度;硬岩岩性比例系数;多因素影响;回归分析【作者】曹丁涛;李文平【作者单位】兖州煤业股份有限公司,山东邹城273500;中国矿业大学,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TD823煤矿顶板导水裂隙带(含冒落带、裂隙带，或简称“两带”)高度的科学预计，是预测和防治顶板水害的重要依据［1-3］。

目前，我国对“两带”高度的预计，主要是依据“三下”规程［4］，其给出的经验公式导水裂隙带高度Hf仅与煤层厚度M相关，而实际上煤层顶板“两带”发育高度受到多种因素的影响，如采煤方法、采场采动程度、煤层倾角、煤层采厚、顶板岩层强度、顶板岩层组合结构、采深、工作面斜长、工作面推进速度。

虽然“三下”规程按顶板岩石单轴抗压强度将顶板划分为坚硬、中硬、软弱、极软弱四个类型，但由于岩层的多层结构，具体应用时四种类型的划分不易规范。

郁家寨各煤层垮落带及导水裂隙带的估算对于多层煤及层群开采，大多数煤矿都是采取上行式开采顺序，即先采下部煤层再采上部煤层。

上部煤层开采时一般对下部煤层的影响不如先开采下部煤层对上部煤层的影响。

因为在采下部煤层时，受到矿压的影响，除了会对主采煤层的底板下一定范围内会产生破坏以外，煤层上部岩层由于受到重力、矿压等各方面因素影响，会形成“三带”，垮落带、裂隙带、弯曲带。

在所采煤层受到水害影响时，垮落带、裂隙带也被称为矿井导水裂隙带。

导水裂隙带的高度主要跟所采煤层的采高、构造、顶底板岩性、主采煤层的物理特性有关。

这里对郁家寨各煤层垮落带及导水裂隙带的估算仅供参考。

1、C9煤层煤层垮落带及导水裂隙带的估算由于郁家寨煤矿生产地质报告没有对C9顶底板进行岩性说明，在分析C9煤的自然抗张强度和饱和抗压强度时可以在参照C10、C11的数据的基础上通过分析C9、C10、C11煤之间的关系，由于C9、C10煤顶板岩性相近，可以得出C9煤和C10煤的物理特性是差不多的，由于C10煤的顶板为砂岩在自然状态下的σ压介于51.11~56.29mpa ，在饱和状态下的σ压等44.09mpa ，属坚硬类型。

而C9煤的顶板也是也应该属于坚硬类型。

①煤层垮落带的计算：(1)cos m Hm k a=- =1.98(1.151)cos25-⨯ =14.565m其中Hm 是垮落带高度。

m 是所采煤层的厚度。

k 是岩石的碎胀系数。

a 为所采每层的倾角。

②煤层导水裂隙带的计算：10018.91.2 2.0mH i m =±+∑∑100 1.9818.91.2 1.98 2.0H i ⨯=±⨯+ =54.147mH1i 为导水裂隙带高度。

m ∑为所采煤层的累积采高，当煤层可以一次采全高时，m ∑也就是所采煤层的厚度h 。

说明：按照公式计算的导水裂隙高度应该介于最大值与最小值之间，这里在计算只取其最大值。

2、C10煤的煤层煤层垮落带及导水裂隙带的估算C10煤顶板为砂岩，在自然状态下的抗压强度为51.1~56.29mpa ，平均为53.70mpa ，在饱和状态下抗压强度为44.09mpa ，而当岩层的的抗压强度介于40~80mpa 时就归化为坚硬岩层。