底板破坏深度试验

1、底板破坏深度试验方案一 工作面底板破坏深度的观测（1）测试目的底板采动破坏深度测试是“山西煤矿一 5 煤开采奥灰水突水预测 及防治技术” 的一部分， 目的是为了更深入地掌握工作面底板岩体采 动破坏特征和规律，科学评价山西煤矿一 5 煤层底板突水危险性，为 正确制定防止底板突水事故技术措施提供基本依据。（2）测试方法及原理在奥灰承压水上带压开采时， 探测煤层底板破坏深度的诸方法中， 钻孔注水法是最有效的方法之一，其方法实测成果直观、可靠；设备 简单、操作方便、成本低廉；在河北的邯郸、开滦等大水矿区观测了 近 10 个工作面，取得了大量的实测资料，为这些矿区安全带压开采 做出了贡献。底板破坏深度测

2、试的实质是在工作面周围选择合适的观测场所， 例如可在相邻工作面的顺槽或可测工作面停采线或开切眼以外的巷 道中开掘钻窝， 向工作面上方或下方打俯斜钻孔， 在工作面回采前和 回采后分别向钻孔注水， 测定钻孔的渗透性， 以此来了解煤层底板岩 层的破坏松动情况， 在工作面回采前可以研究底板岩层的原始裂隙发 育规律，在工作面回采后可以研究并确定煤层底板的破坏深度。 采用 钻孔单段注水， 注水压力应控制在适当范围， 压力太小会导致注入的 水无法有效渗流， 参考国内外底板破坏深度测试实践， 最小注水压力 0.1 MPa左右即可保证有效渗流。而压力太大会破坏底板原有裂隙状 态。本设计采用水柱自重加压，测试装置

3、见图 2，测试时水箱内的液 面始终保持离底板2 m的高度，钻孔垂深414 m,因此水柱高度6 16 m,压力为0.060.16 MPa,基本介于0.1PiMPa之间，符合注 水压力要求。 测试时先往水箱内加水， 保持测试过程中溢流口始终有水流出，然后开启测试钻孔相应管路上的阀门开始注水，观察流量计读数，待流量稳定后记录数据，关闭阀门。(3) 测试系统布置测试系统布置详见图4。在54002工作面上巷煤壁前方80 m处 布置钻机硐室，硐室规格：长x宽乂高= 6mx 3 mx 3 m,在硐室内 分两排共打8个注水测试钻孔，要求所布置的钻孔孔底之间的距离尽 可能大。观测系统布置见图3。(4) 测试钻孔

4、技术参数 钻孔技术参数见表1-1。表1-1钻孔技术参数表项目钻孔技术参数钻孔编号ZK1ZK2ZK3ZK4ZK5ZK6ZK7ZK8开孔直径/mm108108108108108108108108终孔直径/mm8989898989898989孔斜深/m7.29.21011.412.815.618.421.3钻孔倾角/ 34.035.436.837.938.739.840.641.2与机巷夹角(顺时针)广80808080117117100100控制底板真厚度/m45678101214(5)测试钻孔钻进方案每个钻孔首先采用 130 mm钻头钻进到离目标距离500 mm时, 停止钻进，拔出钻具，下 108

5、 mm套管；注浆封闭套管与孔壁之间 的空隙，封闭措施一定要可靠，要求在3 MPa压力下钻孔封闭部位不 漏水，不串浆；钻孔封闭措施经过检验合格后，再用89 mm钻头钻 进到目标深度，最后 将封隔器下至套管下端头。观测钻孔全部准备好后进行初次注水试验，以后工作面推进到离 钻孔距离 50m、30m、20m、10m、5m、0m、-5m、-10m、-20m、-30m、-50m时，分别进行注水试验1:水箱2:流量计3:阀门4:镀锌管5:封隔器6:套管图2测试装置示意图00200nH5005口)0一50 rA:X004400400O30溢流口流量计图3观测系统布置图工作面轨道巷图附表:名称规格数量双膜压力盒传感器HGLJ-10 型18个数据采集器GSJ-2A 型1个5m长无缝钢管1根管箍15920个水箱（带阀门）50 L8个流量计0 1 m3/h8个套管 1