【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采矿，具体涉及一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法。
技术介绍
1、急倾斜厚煤层综放工作面按相应比例采、放煤后，工作面后方会形成大尺度空域，能够为覆岩运移提供充足空间，使得覆岩运移、破坏受扰动层位高，随回采距增加至极限后逐步趋于定值，此过程中伴随着采动裂隙发育演化，由于急倾斜煤层不单局限于倾角效应作用，贵州、四川、甘肃等地此类煤层工作面大都还面临水、瓦斯等致灾元素，表现出倾角效应下固液、固气、固液气等多相介质不同作用耦合，造成覆岩采动裂隙致灾机制异化，引发覆岩结构破断模式、衍生灾害类型变化。顶板富水煤层工作面开采过程中水作为致灾体，其不仅本身会直接威胁工作面设备稳定性、人员安全，且矿井水对岩石具有侵蚀、软化等破坏作用，造成围岩力学性质一定程度改变，承受矿压能力弱化，进而大幅运移、破坏增加工作面生产风险，同时，对于生态脆弱区煤炭开发来说，水对于维护当地生态极其重要，保水采煤对覆岩破坏控制要求更为严格，可见，顶板富水煤层工作面无论是针对顶板水灾害防治，还是生态保护，顶板水疏漏控制均十分必要，此外，顶板富水煤层在缓倾斜等小角度工作面开采时亦会大量涉及，因此，顶板水灾害具有普遍性，科学、有效化防控技术需求迫切，而其前提是要弄清工作面采动裂隙发育演变规律，明确导水裂隙发育高度及其分布位置。
2、急倾斜工作面顶板水灾害防治是此类煤层安全、高效化开采的关键，但目前，急倾斜煤层综合机械化开采实践与理论研究仍具有局限性，主要针对顶板无水条件下机械化工作面，且顶板水致灾机理及控制技术相关研究对象也多为缓倾斜等角
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，该方法能够研究采动裂隙时空分布演变规律，可更为准确的确定工作面导水裂隙发育高度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，包括：步骤一、针对拟研究工作面制作岩石力学实验测试样件，获取煤岩力学性能参数；步骤二、基于工作面开采技术条件和所述煤岩属性参数，建立计算模型并模拟计算，根据模拟计算数值研究回采期间覆岩破坏规律，确定现场实测参数；步骤三、根据所述覆岩破坏规律和所述现场实测参数，用钻孔窥视现场实验法进行裂隙高度实测。
3、进一步地，所述步骤一具体为使用压力试验机和点荷载仪进行岩石力学实验从而获取煤岩力学性能参数。
4、进一步地，所述步骤二具体为基于工作面开采技术条件和所述步骤一中获取的煤岩力学性能参数，采用莫尔-库伦模型构建急倾斜长壁综放工作面数值计算模型，同时，对于建模时未模拟岩层可根据应力计算公式得出重力载荷，以施加外部载荷形式来模拟工作面原岩应力状态，并根据工作面作业规程设定实验时回采、放顶煤工艺参数进行实验，研究覆岩垮落及裂隙发育演变规律，确定出基本顶初次、周期性来压步距，导水裂隙发育高度最值倾向分布位置。
5、进一步地，所述步骤三中的钻孔窥视现场实验法包括以下步骤：步骤31、布置地面窥视钻孔；步骤32、对所述地面窥视钻孔的孔壁围岩初始状况进行探查，并将所述窥视钻孔的孔壁围岩初始状况作为覆岩裂隙发育研究的基准裂隙；步骤33、在基本顶初次垮落后对所述地面窥视钻孔进行持续性窥视观测，并与所述步骤32中的基准裂隙分布情况进行对比，测定导水裂隙发育高度演变；步骤34、在裂隙高度处于稳定后，确定急倾斜顶板富水工作面不同区域处导水裂隙发育高度。
6、进一步地，所述步骤31中地面窥视钻孔的深度为地表延伸至基本顶上部界面。
7、进一步地，所述步骤31中地面窥视钻孔的走向位置根据不同区域基本顶初次来压步距加上2-3次周期来压步距确定。
8、进一步地，所述步骤31中地面窥视钻孔的数量根据急倾斜工作面的倾角变化设置为1个或2个。
9、进一步地，当所述地面窥视钻孔的数量为两个时，两个所述地面窥视钻孔分别位于工作面倾向的中上部区域和工作面倾向的下部区域，所述中上部区域的地面窥视钻孔的倾向位置根据导水裂隙发育高度最大处坐标确定，所述下部区域的底面窥视钻孔的倾向位置根据导水裂隙发育高度最小处坐标确定。
10、进一步地，当所述地面窥视钻孔的数量为一个时，所述地面窥视钻孔位置选取导水裂隙发育高度最大处。
11、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
12、1、本专利技术能够反映出工作面倾向不同区域导水裂隙发育高度、工作面回采距离与不同区域、位置裂隙发育演变关系等覆岩破坏规律，进而明确工作面水灾害防治重点区域，为急倾斜工作面顶板水灾害防治提供技术理论支撑。
13、2、本专利技术能够反映出导水裂隙发育演化与基本顶破断联动关系，可真实表征出裂隙演变路径及发育形式。
14、3、本专利技术能够明确出实测钻孔内孔壁裂隙在工作面采前、采中、采后等不同时态下分布、发育状况。
15、4、本专利技术能够通过测定不同区域裂隙高度，得出顶板水沿工作面倾向影响范围，从而实现顶板水害区域性精准防控。
16、5、本专利技术以岩石力学、数值计算实验结果为现场实测提供基础参数，通过确定工作面来压规律、钻孔分布位置等技术参数，以现场实测为导水裂隙发育高度研究主要手段，能够更为真实、直观反映急倾斜工作面导水裂隙分布状况。
17、下面通过附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。
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1.一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，包括：
2.按照权利要求1所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤一具体为使用压力试验机和点荷载仪进行岩石力学实验从而获取煤岩力学性能参数。
3.按照权利要求1或2所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤二具体为基于工作面开采技术条件和所述步骤一中获取的煤岩力学性能参数，采用莫尔-库伦模型构建急倾斜长壁综放工作面数值计算模型，同时，对于建模时未模拟岩层可根据应力计算公式得出重力载荷，以施加外部载荷形式来模拟工作面原岩应力状态，并根据工作面作业规程设定实验时回采、放顶煤工艺参数进行实验，研究覆岩垮落及裂隙发育演变规律，确定出基本顶初次、周期性来压步距，导水裂隙发育高度最值倾向分布位置。
4.按照权利要求3所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤三中的钻孔窥视现场实验法包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在
6.按照权利要求5所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤31中地面窥视钻孔的走向位置根据不同区域基本顶初次来压步距加上2-3次周期来压步距确定。
7.按照权利要求6所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤31中地面窥视钻孔的数量根据急倾斜工作面的倾角变化设置为1个或2个。
8.按照权利要求7所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，当所述地面窥视钻孔的数量为两个时，两个所述地面窥视钻孔分别位于工作面倾向的中上部区域和工作面倾向的下部区域，所述中上部区域的地面窥视钻孔的倾向位置根据导水裂隙发育高度最大处坐标确定，所述下部区域的底面窥视钻孔的倾向位置根据导水裂隙发育高度最小处坐标确定。
9.按照权利要求7所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，当所述地面窥视钻孔的数量为一个时，所述地面窥视钻孔位置选取导水裂隙发育高度最大处。
...【技术特征摘要】
1.一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，包括：
2.按照权利要求1所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤一具体为使用压力试验机和点荷载仪进行岩石力学实验从而获取煤岩力学性能参数。
3.按照权利要求1或2所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤二具体为基于工作面开采技术条件和所述步骤一中获取的煤岩力学性能参数，采用莫尔-库伦模型构建急倾斜长壁综放工作面数值计算模型，同时，对于建模时未模拟岩层可根据应力计算公式得出重力载荷，以施加外部载荷形式来模拟工作面原岩应力状态，并根据工作面作业规程设定实验时回采、放顶煤工艺参数进行实验，研究覆岩垮落及裂隙发育演变规律，确定出基本顶初次、周期性来压步距，导水裂隙发育高度最值倾向分布位置。
4.按照权利要求3所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法，其特征在于，所述步骤三中的钻孔窥视现场实验法包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述的一种急倾斜顶板富水工作面导水裂隙发育高度测定方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张克聪，胡士勋，张浩，解盘石，张东东，徐涛，姜涛，蒙超，苗建春，刘宵虎，刘广兴，路东东，王伟伟，苏龙龙，侯坤，林伟典，杨航，张波，袁博迪，房家睿，杨昕乐，单昊杰，祝轩，邢军，
申请(专利权)人：甘肃靖煤能源有限公司王家山煤矿分公司，
类型：发明
国别省市：
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