【正文】 單位：m覆巖巖性55176。71176。abcdabcd堅(jiān) 硬1518202217202224中 硬1013151712151719軟 弱5810127101214注：a—松散層底部粘性土層大于累計(jì)采厚；b—松散層底部粘性土層小于累計(jì)采厚；c—松散層全厚為小于累計(jì)采厚的粘性土層；d—松散層底部無(wú)粘性土層。圖121 近距離煤層導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算(h＞Hxm)2 、下層煤的垮落帶接觸到或完全進(jìn)入上層煤范圍內(nèi)時(shí)，上層煤的導(dǎo)水裂縫帶最大高度采用本層煤的開(kāi)采厚度計(jì)算，下層煤的導(dǎo)水裂縫帶最大高度，則應(yīng)采用上、下層煤的綜合開(kāi)采厚度計(jì)算，取其中標(biāo)高最高者為兩層煤的導(dǎo)水裂縫帶最大高度(如圖122所示)。 (121)式中：Mz12—上、下層煤綜合開(kāi)采厚度，m；M1—上層煤開(kāi)采厚度，m；M2—下層煤開(kāi)采厚度，m；h12—上、下層煤之間的法線距離，m；y2—下層煤的冒高與采厚之比。(十三)地表裂縫深度的實(shí)測(cè)結(jié)果地表裂縫深度與巖性及采深采厚比等因素有關(guān)。(十四)含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的設(shè)計(jì)計(jì)算含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的設(shè)計(jì)（附圖141）可參照下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ≥20 m (141)表131 部分煤礦地表裂縫深度實(shí)測(cè)資料礦區(qū)或礦名采深采厚比裂縫處巖(土)性裂縫深度(m)附 注阜新清河門(mén)礦松散層～直接量測(cè)開(kāi)灤唐家莊礦松散層5～6直接量測(cè)開(kāi)灤范各莊礦松散層直接量測(cè)遼源勝利礦松散層直接量測(cè)撫順勝利礦松散層7～8直接量測(cè)新汶孫村礦松散層～直接量測(cè)棗莊柴里礦11～12松散層(砂質(zhì)粘土)6～10直接量測(cè)扎賚諾爾礦松散層(砂質(zhì)粘土)～直接量測(cè)淮南畢家崗礦松散層(砂質(zhì)粘土)～槽探合山柳花嶺礦30～40松散層(砂質(zhì)粘土)～槽探結(jié)果淮南李咀孜礦18～34松散層(砂質(zhì)粘土)～槽探結(jié)果峰峰通二礦40～80松散層(砂質(zhì)粘土)～深溝觀測(cè)峰峰通二礦19松散層(粘土、亞粘土)＞槽探結(jié)果式中：L—煤柱設(shè)計(jì)的寬度，m；K—安全系數(shù)，一般取2～5，一般取4；M—煤層厚度或采高，m； p—水頭壓力，MPa； Kp—煤的抗拉強(qiáng)度，MPa。其計(jì)算公式為：L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (151)2 最高導(dǎo)水裂縫帶上限高于斷層上盤(pán)含水層時(shí)，防隔水煤（巖）柱按圖151c設(shè)計(jì)。）； δ—巖層塌陷角，（176。圖151 煤層與富水性強(qiáng)的含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|時(shí)防隔水煤（巖）柱設(shè)計(jì)Ha值應(yīng)當(dāng)根據(jù)礦井實(shí)際觀測(cè)資料來(lái)確定，即通過(guò)總結(jié)本礦區(qū)在斷層附近開(kāi)采時(shí)發(fā)生突水和安全開(kāi)采的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，計(jì)算其水壓（p）與防隔水煤（巖）柱厚度（M）的比值（Ts=p/M），并將各點(diǎn)之值標(biāo)到以Ts=p/M為橫軸，以埋藏深度Ｈ０為縱軸的坐標(biāo)紙上，找出Ts值的安全臨界線（圖152）。圖152 Ts和Ｈ０關(guān)系曲線圖本礦區(qū)如無(wú)實(shí)際突水系數(shù)，可參考其他礦區(qū)資料，但選用時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮隔水層的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、巷道跨度或工作面的空頂距、采煤方法和頂板控制方法等一系列因素。圖161 煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時(shí)防隔水煤(巖)柱設(shè)計(jì)當(dāng)考慮底部壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全煤柱的高度（Ha）的計(jì)算值，計(jì)算結(jié)果應(yīng)大于20 m。；其余參數(shù)同前。根據(jù)以上兩種方法計(jì)算的結(jié)果，取用較大的數(shù)字，計(jì)算結(jié)果應(yīng)大于20 m。圖162 煤層位于含水層上方且斷層不導(dǎo)水時(shí)防隔水煤(巖)柱設(shè)計(jì)(十七)水淹區(qū)或老窯積水區(qū)下采掘時(shí)防隔水煤（巖）柱的設(shè)計(jì) 1 巷道在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下掘進(jìn)時(shí)，巷道與水體之間的最小距離，應(yīng)大于或等于巷道高度的10倍。3 在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進(jìn)行回采時(shí)，防隔水煤（巖）柱的尺寸，應(yīng)大于或等于導(dǎo)水裂縫帶最大高度與保護(hù)帶高度之和。(十九)保護(hù)通水鉆孔防隔水煤（巖）柱的設(shè)計(jì)根據(jù)鉆孔測(cè)斜資料換算鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)坐標(biāo)，按本規(guī)范中含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲?巖)柱的設(shè)計(jì)的辦法留設(shè)防隔水煤(巖)柱，如無(wú)測(cè)斜資料，應(yīng)當(dāng)考慮鉆孔可能偏斜的誤差。2 水文地質(zhì)復(fù)雜型到極復(fù)雜型的礦井，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、靜水壓力、開(kāi)采上覆巖層移動(dòng)角、導(dǎo)水裂縫帶高度等因素確定。2）當(dāng)上、下兩層煤之間的垂距大于下煤層開(kāi)采后的導(dǎo)水裂縫帶高度時(shí)，上、下煤層的防隔水煤（巖）柱，可分別設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖201b）。Ｈ１、Ｈ２、Ｈ3—各煤層底板以上的靜水位高度；γ—上山巖層移動(dòng)角；β—下山巖層移動(dòng)角；Ｌy、Ｌ１y、Ｌ２y—導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度；Ｌ１—上層煤防水煤柱寬度；Ｌ2,Ｌ3—下層煤防水煤柱寬度圖201 多煤層地區(qū)邊界防隔水煤（巖）柱設(shè)計(jì)導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度Ｌy的計(jì)算，可采用下列公式： ≥20 m (201)式中:Ly—導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度,m。 Hli—導(dǎo)水裂縫帶最大值，m；Ts—水壓與巖柱寬度的比值，可?。?。L煤柱寬度；Ls,Lx上、下煤層的煤柱寬度；Ly導(dǎo)水裂縫帶上限巖柱寬度；Ha、Has、Hax安全防水巖柱厚度；Hli導(dǎo)水裂縫帶上限；p—底板隔水層承受的水頭壓力圖211 以斷層分界的井田防隔水煤（巖）柱設(shè)計(jì) (二十二)水體上采煤防水安全煤巖柱的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)防水安全煤巖柱的原則是，不允許底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶波及水體，或與承壓水導(dǎo)升帶溝通。我國(guó)煤礦的觀測(cè)結(jié)果表明，底板采動(dòng)破壞程度主要取決于工作面的礦壓作用，其影響因素有開(kāi)采深度、煤層傾角、煤層開(kāi)采厚度、工作面長(zhǎng)度、開(kāi)采方法和頂板管理方法等。表231中僅列出與底板采動(dòng)破壞深度關(guān)系最密切的工作面斜長(zhǎng)、采深、采厚和傾角等因素的實(shí)測(cè)參數(shù)，其統(tǒng)計(jì)范圍工作面斜長(zhǎng)30～200m，采深100～1000m，傾角4176?！?分層開(kāi)采總厚度＜10m)。若考慮采深、傾角和工作面斜長(zhǎng)，則可得下述統(tǒng)計(jì)公式： h1=++ (233)式中：H—開(kāi)采深度，m；α—煤層傾角，176。2理論計(jì)算法應(yīng)用斷裂力學(xué)及塑性力學(xué)理論，可得到下列公式：h1=(234) (235)表231 實(shí)測(cè)工作面底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶深度序號(hào)工作面地點(diǎn)采深H(m)傾角α(176。(二十四)底板阻水帶厚度(h2)的計(jì)算1試驗(yàn)法阻水系數(shù)是在現(xiàn)場(chǎng)用鉆孔水力壓裂法實(shí)測(cè)的表示單位底板隔水巖層平均阻水能力的系數(shù)，可用下式表示： (241)式中：Z—阻水系數(shù)，MPa/m；R—裂縫擴(kuò)展半徑，一般取40～50m；Pb—巖體破裂壓力，與地應(yīng)力和巖體抗拉強(qiáng)度有關(guān)。 (242)式中：Pb—使巖體破裂時(shí)的臨界水壓力，MPa；σh—作用于巖體的最小水平主應(yīng)力，MPa； σH—作用于巖體的最大水平主應(yīng)力，MPa；T—巖體的抗拉強(qiáng)度，MPa；P0—巖體孔隙中的水壓力，MPa。由表中資料可知：不同巖層阻水系數(shù)一般是：中、～ MPa/m、～；斷層帶因其中充填物性質(zhì)及膠結(jié)或密實(shí)程度不同，其阻水能力變化很大，按弱強(qiáng)度充填物考慮，～。三向圍壓：σ1=～σ2=～σ3=～234中粒砂巖12345細(xì)粒砂巖1細(xì)砂巖12泥巖1234焦作九里山礦，取樣深度約300m石灰?guī)r1室內(nèi)三向圍壓水力壓裂試驗(yàn)?zāi)M焦作九里山礦三向圍壓：σ1=σ2=σ3=23表242鉆孔壓水串通破壞試驗(yàn)底板巖層阻水系數(shù)資料試驗(yàn)地點(diǎn)巖 性壓水孔間距(m)水壓力 (MPa)阻水系數(shù) (MPa/m)峰峰二礦砂質(zhì)頁(yè)巖(在采動(dòng)破壞帶內(nèi))10＞＞峰峰三礦頁(yè)巖層內(nèi)＞＞＞＞峰峰三礦砂質(zhì)泥巖充填在古陷落柱內(nèi)1～＞～王鳳礦小青煤絞車(chē)道細(xì)砂巖鋁土泥巖王鳳礦小青煤南五巷上山斷層帶10王鳳礦一坑粉砂巖、中粒砂巖、鋁土泥巖13馬溝渠礦石英砂巖、砂巖、粉砂巖、鋁土泥巖～～鶴壁一礦鋁土泥巖、粗砂巖～采用薄板理論可得出，底板巖層阻水帶厚度的計(jì)算公式為： (244)式中：h2—底板阻水帶厚度，m；h1—底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶深度，m；γ—底板巖層平均容重，MN/m3；P—作用于該區(qū)底部的水壓，MPa；St—底板巖體抗拉強(qiáng)度，MPa；