劉祥強，唐 林

(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊，安徽 宿州 234000)

綜采工作面回采后可以將上覆巖層分為：跨落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶，前兩帶統(tǒng)稱為導(dǎo)水裂隙帶。目前，國內(nèi)外關(guān)于導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的研究成果很多，對于防治煤礦頂板水害、提高煤層開采上限以及解放部分煤炭資源起到重要作用。對錢營孜煤礦E3213里段工作面上方地表施工鉆孔進行上部覆巖破壞高度觀測并進行有關(guān)測試工作，探明3-2煤層開采后上覆巖層內(nèi)裂隙帶與垮落帶的發(fā)育高度，以便正確指導(dǎo)開采上限的合理確定和保證礦井的安全合理開采，本次研究根據(jù)錢營孜煤礦E3213里段工作面開采地質(zhì)條件，為錢營孜煤礦頂板水害防治工作和其提高回采上限提供可靠技術(shù)依據(jù)。

1 工程概況

錢營孜煤礦E3213里段工作面為東一采區(qū)E3213工作面里段，錢營孜煤礦E3213外段工作面已于2015年12月28日回采完畢。E3213工作面機巷方位角206°，長1 154 m，底板標高-475.1～-225 m；風(fēng)巷方位角206°，長1 132 m，底板標高-480.3～-266 m；切眼方位角116°，長301 m,底板標高-266～-225 m。工作面內(nèi)32煤層平均傾角約3°～35°，走向300～320°，傾向40°～60°。

工程控制情況：工作面附近共有4條勘探(34線、32線、30線、29-30線)；主要有10個鉆孔(34-6、34B2、32B2、32B3、31B1、80-4、DB1、30B4、水5、30B3)控制，其中31B1位于工作面內(nèi)、32B2位于E3213里段機巷內(nèi)(掘進期間已揭露，無異常)，其余分布在工作面之外。

井上下對照：工作面上方為平原地形，地面標高23 m左右。地面主要為農(nóng)田，還有密如蛛網(wǎng)的灌溉溝渠；澮河及其支流陳溝從工作面上方穿過，水面最大寬度30 m左右；工作面上方村莊較少，僅切眼上方有李寨一個自然村，工作面周邊有小王家、東坪集、王家、劉莊四個自然村，其中李寨和東坪集已搬遷，王家和劉莊已拆除，小王家人口已核定 。

2 施工方法和步驟

E3213-L1孔先用φ110 mm無芯鉆頭鉆進至三隔層位139.90 m，再用φ110 mm取芯鉆頭鉆進至204.33 m后測井，然后用φ191 mm擴孔器擴孔至200.00 m，下φ168 mm套管，同時井壁與管外用425#水泥封閉，并進行了止水檢查，止水合格后繼續(xù)鉆進至終孔，在基巖鉆進的同時做好簡易水文觀測和RQD觀測工作，取芯鉆頭鉆進至目的層后進行測井、井下電視。

E3213-L2孔先用φ110 mm無芯鉆頭鉆進至三隔層位139.71 m，再用φ110 mm取芯鉆頭鉆進至210.21 m后測井，然后用φ191 mm擴孔器擴孔至205.00 m，下φ168 mm套管，同時井壁與管外用425#水泥封閉，并進行了止水檢查，止水合格后繼續(xù)鉆進至終孔，在基巖鉆進的同時做好簡易水文觀測和RQD觀測工作，取芯鉆頭鉆進至目的層后進行測井、井下電視。

3 野外地質(zhì)工作

本工程的野外地質(zhì)工作，除常規(guī)的巖石分層鑒定以外，還進行其他工程地質(zhì)和水文地質(zhì)工作。

(1)巖芯鑒定描述：地質(zhì)員依據(jù)“鉆孔巖芯鑒定規(guī)定”及時作好巖芯的鑒定工作，詳細描述巖石的風(fēng)化程度、節(jié)理、層理的發(fā)育程度和特征，劃出破碎帶。巖芯按先后次序編號、拍照，最后裝箱保存。

(2)進行工程地質(zhì)編錄，描述巖芯的完整程度，逐層統(tǒng)計RQD值。

(3)采集、包裝、送驗各類測試樣品。

(4)按規(guī)定進行了基巖段泥漿消耗量觀測。

(5)測井

使用數(shù)字測井儀，對錢營孜煤礦E3213里段工作面“兩帶”孔進行了常規(guī)測井、聲速測井、測斜、彩色鉆孔電視等方式對鉆孔進行測井。E3213-L1孔完成數(shù)字測井200.75 m，聲速測井200.75 m，測斜287.20 m，彩色鉆孔電視287.20 m。E3213-L2孔完成數(shù)字測井206 m，聲速測井206 m，測斜299.70 m，彩色鉆孔電視290.50 m。用SJ-2型全景式井下電視數(shù)字采集器對鉆孔進行彩色鉆孔電視進行數(shù)字視頻采集，E3213-L1孔彩色鉆孔電視做到孔深287.20 m，E3213-L2孔彩色鉆孔電視做到孔深290.50 m，彩色鉆孔電視效果清晰，達到預(yù)計要求。

4 兩帶高度的分析

4.1 E3213-L1孔高度的確定

從鉆孔的巖性、巖芯采取率、簡易水文、彩色鉆孔電視等現(xiàn)象綜合判斷，鉆探施工清水鉆進，178.83～242.92 m泥漿消耗量在0～0.35 m3/h之間；242.92～243.30 m泥漿消耗量為11.55 m3/h；之后全漏，大于水泵流量，消耗量很大，且孔內(nèi)水位從22.16 m下降到50.30 m，下降較大。

基巖段巖芯垂直裂隙并不多見，但整體巖芯破碎，基巖段平均采取率76.8%，底部采取率較低，整體RQD較低， 243～245 m巖芯原生縱向裂隙寬帶加大，橫向出現(xiàn)縫隙。由于下部地層以泥巖為主，且孔底采空區(qū)塌實，故無吸風(fēng)現(xiàn)象。

從鉆孔的巖性特征觀察以及彩色鉆孔電視成果綜合確定導(dǎo)水裂隙帶頂點位置為244.90 m，從簡易水文觀測判斷導(dǎo)水裂隙帶頂點位置深度為243.30，綜合巖芯特征與水文特征以及井下彩色電視成果綜合確定，判斷導(dǎo)水裂隙帶頂點深度為243.30 m，該處揭露 32煤頂板深度288.28 m、采高3.6 m,裂隙帶厚度為44.98 m，裂高比為12.49 。導(dǎo)水裂隙帶主要巖性為泥巖、粉砂巖、細砂巖。

現(xiàn)場施工過程中在276～278 m進尺較快，從鉆孔的巖性特征觀察以及彩色鉆孔電視成果綜合確定垮落帶頂點位置為276.30 m，該處揭露 32煤頂板深度288.28 m、采高3.6 m,垮落帶厚度為11.98 m， 垮采比為3.33 ?？迓淞严稁е饕獛r性為泥巖、粉砂巖、細砂巖，見表1。

表1 E3213-L1孔兩帶成果表

圖1 E3213-L1孔中裂隙帶和垮落帶的井下電視圖

圖1所示為E3213-L1孔中井下電視圖所拍攝的裂隙帶和垮落帶位置孔壁的形態(tài)，更能直觀的看出裂隙帶和垮落帶的孔壁破壞形態(tài)。

4.2 E3213-L2孔高度的確定

從鉆孔的巖性、巖芯采取率、簡易水文、孔內(nèi)電視等現(xiàn)象綜合判斷，鉆探施工清水鉆進，176.63～258.32 m泥漿消耗量在0～0.56 m3/h之間；258.32～261.20 m泥漿消耗量在1.40～2.80 m3/h之間；261.20～262.22 m泥漿消耗量為11.20 m3/h；之后全漏，大于水泵流量，消耗量全漏，且孔內(nèi)水位從25.13 m下降到52.33 m，下降較大。

基巖段巖芯垂直裂隙并不多見，但整體巖芯破碎，基巖段平均采取率75%，底部采取率較低，整體RQD較低， 258～260 m巖芯原生縱向裂隙寬帶加大，橫向出現(xiàn)縫隙。由于下部地層以泥巖為主，且孔底采空區(qū)塌實，故無吸風(fēng)現(xiàn)象。

從鉆孔的巖性特征觀察以及彩色鉆孔電視成果綜合確定導(dǎo)水裂隙帶頂點位置為258.70，從簡易水文觀測判斷導(dǎo)水裂隙帶頂點位置深度為258.32 m，綜合巖芯特征與水文特征以及井下彩色電視成果綜合確定，判斷導(dǎo)水裂隙帶頂點深度為258.32 m，該處揭露 32煤頂板深度288.28 m、采高3.6 m,裂隙帶厚度為40.86 m，裂高比為11.35 。導(dǎo)水裂隙帶主要巖性為泥巖、粉砂巖、細砂巖。

圖2 E3213-L2孔中裂隙帶和垮落帶的井下電視圖

現(xiàn)場施工過程中在288～290 m進尺較快，從鉆孔的巖性特征觀察以及彩色鉆孔電視成果綜合確定垮落帶頂點位置為288.50 m，該處揭露 32煤頂板深度299.18 m、采高3.6 m,垮落帶厚度為10.68 m， 垮采比為2.97 ?？迓淞严稁е饕獛r性為泥巖、粉砂巖、細砂巖，見表2。

圖2所示為E3213-L2孔中井下電視圖所拍攝的裂隙帶和垮落帶位置孔壁的形態(tài)，更能直觀的看出裂隙帶和垮落帶的孔壁破壞形態(tài)。

表2 E3213-L2孔兩帶成果表

表3 兩帶孔綜合成果表

4.3 兩帶孔綜合分析

通過施工的E3213-L1孔與E3213-L2孔兩個鉆孔，用鉆孔巖心觀測、沖洗液消耗量、井下電視觀察、測井曲線形態(tài)等綜合指標判斷裂隙帶與跨落帶的發(fā)育位置，換算其發(fā)育高度，取得較好效果。通過E3213-L1孔與E3213-L2孔所得成果數(shù)據(jù)，綜合對比所得該采區(qū)工作面的裂隙帶厚度40.86～44.98 m, 裂高比11.35～12.49?？迓鋷Ш穸?0.68～11.98 m, 垮采比2.97～3.33，見表3。

5 結(jié)語

通過對錢營孜煤礦E3213里段工作面上方地面布置施工的兩個鉆孔進行覆巖破壞高度觀測并進行有關(guān)測試工作，探明該礦E3213里段工作面3-2煤層開采后其上覆巖層內(nèi)垮落帶和裂隙帶的發(fā)育高度以及其裂高比和垮采比的數(shù)據(jù)，通過該項目得出的結(jié)論數(shù)據(jù)在以后的工作中用于指導(dǎo)該礦E3213里段工作面開采上限的合理確定和保證礦井的安全合理開采，為其提高回采上限提供可靠技術(shù)依據(jù)。