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一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测方法技术

技术编号:8798534 阅读:316 留言:0更新日期:2013-06-13 04:12
本发明专利技术公开了一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测方法,本方法在井下通过上行开采上伏煤层巷道底板向下伏煤层或煤柱中施工长距离探测孔,利用钻孔探测仪研究上行开采下伏煤层开采后覆岩破坏特征,并根据采后不同时间的下伏煤层采空区上方的观测结果揭示上行开采过程下伏煤层覆岩破坏的时空演化规律,对煤矿上行开采上煤层工作面位置及巷道位置的确定具有重要指导意义。同时,为类似工程技术条件下的上行开采工作面安全开采提供了技术参考,方法简单方便、直观、准确性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种上行开采覆岩破坏规律的探测方法,适用于井下探测上行开采下伏煤层覆岩变形破坏特征。
技术介绍
在煤层群开采过程中,各煤层的开采顺序一般都采用下行开采。但在某些地质及开采技术条件下,根据矿井的实际发展需要,许多矿井在煤层群开采过程中首先开采下部煤层,从而形成了上行开采的开采顺序。在上行开采过程中,上煤层工作面如果位于下煤层采动引起的裂隙带或弯曲下沉带范围内,上伏煤层巷道围岩稳定性差,同时,下煤层采后留设的煤柱也在上覆岩层中形成了一定范围的应力集中区,对上煤层开采也会带来不利影响。为判断下煤层开采对上行工作面位置及回采巷道稳定性控制的影响,分析上行开采的可行性,需要研究下煤层采后其覆岩的破坏规律,目前,国内对于采动影响下的覆岩运移破坏特征、规律的研究方法主要有两类:一类是现场实测,另外一类即是模拟研究。其中现场实测方法有网络并行电法、钻孔冲洗液法、钻孔电视法、超声波穿透法等,但是超声波、地质雷达、电信号等物探方法技术要求高,现场干扰因素多且经济成本较高,本专利技术在井下通过上行开采上伏煤层巷道底板向下伏煤层或煤柱中施工长距离探测孔,利用钻孔探测仪研究上行开采下伏煤层开采后覆岩破坏特征,观测钻孔冲洗液的漏失速度、返水颜色等,并结合探测仪观测所获得的结果揭露探测孔附近岩层的岩性、导水裂缝带、垮落带高度以及层理、节理、裂隙等结构面发育状况和所处位置,并根据采后不同时间的下伏煤层采空区上方的观测结果揭示上行开采过程下伏煤层覆岩破坏的时空演化规律,对煤矿上行开采上煤层工作面位置及巷道位置的确定具有重要指导意义。同时,为类似工程技术条件下的上行开采工作面安全开采提供了技术参考,方法简单方便、直观、准确性高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种上行开采覆岩破坏规律的探测方法,以揭示了上行开采过程中覆岩破坏的时空演化规律,解决了一定工程技术条件下上行开采工作面位置和巷道位置合理确定的问题。本专利技术
技术实现思路
如下:a.通过在井下施工长钻孔,该钻孔位于上行开采上煤层巷道内,用以观测不同位置和采后不同时间下伏煤层采空区覆岩岩层结构变化特征。b.钻孔施工过程中,采用钻孔冲洗液法测定覆岩破坏高度,记录钻进过程中钻孔冲洗液的消耗量、钻孔水位、钻进速度等以测定导水裂隙带高度,根据钻进中卡钻,掉钻等异常现象测定垮落带高度,由返水颜色判断岩性。c.钻孔施工完毕后,采用钻孔探测仪伸入到所述探测孔中对下伏煤层采空区覆岩层理、节理、裂隙等结构面发育状况及其破坏特征进行观测、记录和分析。根据各钻孔的探测结果对比分析得出覆岩的时空演化规律。本专利技术的有益效果:本专利技术可克服其他现场实测方法的缺点,在井下通过上行开采上伏煤层巷道底板向下伏煤层或煤柱中施工长距离探测孔,利用钻孔探测仪研究上行开采下伏煤层开采后覆岩破坏特征,并根据采后不同时间的下伏煤层采空区上方的观测结果揭示上行开采过程下伏煤层覆岩破坏的时空演化规律,对煤矿上行开采上煤层工作面位置及巷道位置的确定具有重要指导意义。同时,为类似工程技术条件下的上行开采工作面安全开采提供了技术参考,方法简单方便、直观、准确性高。附图说明图1是本专利技术钻孔结构剖面示意图。图2是本专利技术钻孔探测实施情况示意图。1-上煤层巷道底板;2_探测仪接受器;3_探测仪数据传输线;4_探测仪探头;5-探杆;6_探测钻孔;7_开口孔径;8_正常孔径;9_孔口生根管;10_法兰盘。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的实施作进一步描述:1.根据下伏煤层采空区的分布情况,在上煤层巷道底板(I)确定各钻孔¢)的位置,使得钻孔下方分别对应不同采空区或保护煤柱。各钻孔(6)施工时,用Φ =90 120_钻头钻进2 3m开口孔(7)后,安装长约2m,Φ = 80 90mm的生根管(9),生根管(9)的管壁要和开口孔(7)孔壁用水泥浆固结牢固,每小班钻探进度控制在20m以内。2.钻孔施工期间,作简易水文地质表,记录钻孔冲洗液漏失量、返水颜色,钻孔水位,钻进速度及卡钻、掉钻等异常现象,由此得出覆岩岩性,裂隙带和垮落带高度。3.钻孔完毕后,通过钻孔探测仪(4)对钻孔(6)进行观测,观测内容包括岩石层理、节理、裂隙发育位置等,通过探杆(5)不断下放探头(4),由数据传输线(3)将观测数据传输到接受仪(2)自动记录图像和探测深度。由此可直接观测到岩石层理、节理、裂隙发育状况及其所处的位置。4.探测结束后,综合利用水文地质观察表和探测结果得出各钻孔附近岩石的岩性和破坏规律,对比分析各孔结果可得出覆岩随时间和空间的变化规律。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测方法,其特征在于:a.通过在井下施工长钻孔,该钻孔位于上行开采上煤层巷道内,用以观测不同位置和采后不同时间下伏煤层采空区覆岩岩层结构变化特征。b.钻孔施工过程中,采用钻孔冲洗液法测定覆岩破坏高度,记录钻进过程中钻孔冲洗液的消耗量、钻孔水位、钻进速度等以测定导水裂隙带高度,根据钻进中卡钻,掉钻等异常现象测定垮落带高度,由返水颜色判断岩性。c.钻孔施工完毕后,采用钻孔探测仪伸入到所述探测孔中对下伏煤层采空区覆岩层理、节理、裂隙等结构面发育状况及其破坏特征进行观测、记录和分析。根据各钻孔的探测结果对比分析得出覆岩的时空演化规律。

【技术特征摘要】
1.一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测方法,其特征在于: a.通过在井下施工长钻孔,该钻孔位于上行开采上煤层巷道内,用以观测不同位置和采后不同时间下伏煤层采空区覆岩岩层结构变化特征。b.钻孔施工过程中,采用钻孔冲洗液法测定覆岩破坏高度,记录钻进过程中钻孔冲洗液的消耗量、钻孔水位、钻进速度等以测定导水裂隙带高度,根据钻进中卡钻,掉钻等异常现象测定垮落带高度,由返水颜色判断岩性。c.钻孔施工完毕后,采用钻孔探测仪伸入到所述探测孔中对下伏煤层采空区覆岩层理、节理、裂隙等结构面发育状况及其破...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚强岭李学华赵彬梁顺瞿群迪
申请(专利权)人:姚强岭李学华赵彬
类型:发明
国别省市:

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