三下开采垮落带、断裂带、弯曲带的计算

欢迎大家一起探讨井下开采引起地表移动规律、三带破碎的规律 的 郁家寨各煤层垮落带及导水裂隙带的估算 向玉振 本人QQ：976506785 郁家寨各煤层垮落带及导水裂隙带的估算

对于多层煤及层群开采，大多数煤矿都是采取上行式开采顺序，即先采下部煤层再采上部煤层。上部煤层开采时一般对下部煤层的影响不如先开采下部煤层对上部煤层的影响。因为在采下部煤层时，受到矿压的影响，除了会对主采煤层的底板下一定范围内会产生破坏以外，煤层上部岩层由于受到重力、矿压等各方面因素影响，会形成“三带”，垮落带、裂隙带、弯曲带。在所采煤层受到水害影响时，垮落带、裂隙带也被称为矿井导水裂隙带。导水裂隙带的高度主要跟所采煤层的采高、构造、顶底板岩性、主采煤层的物理特性有关。这里对郁家寨各煤层垮落带及导水裂隙带的估算仅供参考。

1、C9煤层煤层垮落带及导水裂隙带的估算

由于郁家寨煤矿生产地质报告没有对C9顶底板进行岩性说明，在分析C9煤的自然抗张强度和饱和抗压强度时可以在参照C10、C11的数据的基础上通过分析C9、C10、C11煤之间的关系，由于C9、C10煤顶板岩性相近，可以得出C9煤和C10煤的物理特性是差不多的，由于C10煤的顶板为砂岩在自然状态下的σ压介于51.11~56.29mpa，在饱和状态下的σ压等44.09mpa，属坚硬类型。而C9煤的顶板也是也应该属于坚硬类型。

①煤层垮落带的计算：

Hm?m

(k?1)cosa1.98

(1.15?1)?cos25? =

=14.565m

其中Hm是垮落带高度。 m 是所采煤层的厚度。 k 是岩石的碎胀系数。 a 为所采每层的倾角。

②煤层导水裂隙带的计算：

100?m1.2?m?2.0H1i?100?1.98?8.9

1.2?1.98?2.0 2 / 5

H1i??8.9

=54.147m

H1i为导水裂隙带高度。

?m为所采煤层的累积采高，当煤层可以一次采全高时，?m也就是

所采煤层的厚度h。

说明：按照公式计算的导水裂隙高度应该介于最大值与最小值之间，这里在计算只取其最大值。

2、C10煤的煤层煤层垮落带及导水裂隙带的估算

C10煤顶板为砂岩，在自然状态下的抗压强度为51.1~56.29mpa，平均为53.70mpa，在饱和状态下抗压强度为44.09mpa，而当岩层的的抗压强度介于40~80mpa时就归化为坚硬岩层。固C10煤的垮落带及导水裂隙带的厚度计算应该归于煤层顶板为坚硬岩层类计算。

①煤层垮落带的计算：

Hm?m

(k?1)cosa1.28

(1.15?1)?cos28? =

=9.665m

其中Hm是垮落带高度。 m 是所采煤层的厚度。 k 是岩石的碎胀系数。 a 为所采每层的倾角。 ②煤层导水裂隙带的计算：

由于C10、C9煤的层间距很小，C10煤的垮落带高度Hm远远大于层间距H，因此在计算C10煤的导水裂隙带高度时，C10煤的煤层厚度应该等于C10煤加上C9煤的厚度。计

M=（M9+M10）米 =（1.98+1.28）米 =3.26米

100?m1.2?m?2.0公式一：H1i??8.9

3 / 5

H1i?100?3.26?8.9

1.2?3.26?2.0 =64.042m H1i为导水裂隙带高度

?m为所采煤层的累积采高，当煤层可以一次采全高时，?m也就是

所采煤层的厚度h。这计算C10煤的厚度时，由于C10煤的垮落带高度已经完全进入进入到了C9煤层，因此在计算C10煤导水裂隙时，C10煤的计算厚度为C10煤的真实厚度加上C9煤层的厚度。

说明：按照公式计算的导水裂隙高度应该介于最大值与最小值之间，这里在计算只取其最大值。

3、C11煤的煤层煤层垮落带及导水裂隙带的估算

C11煤顶板为粘土岩类中的泥岩，在自然状态下的抗压强度为35.50~38.28mpa，平均为37mpa，饱和状态下为23.52mpa，而当岩层的的抗压强度介于20~40mpa时就归化为中硬岩层。固C11煤的垮落带及导水裂隙带的厚度计算应该归于煤层顶板为坚硬岩层类计算。

①煤层垮落带的计算：

Hm?m

(k?1)cosa3.14

(1.14?1)?cos25? =

=24.747m

其中Hm是垮落带高度。 m 是所采煤层的厚度。 k 是岩石的碎胀系数。 a 为所采每层的倾角。 ②煤层导水裂隙带的计算：

由于C11、C10煤的层间距有15米左右，而虽然C11煤的垮落带高度大于C11和C10煤之间的层间距，但是如果垮落不充分，或者局部顶板岩性坚硬的话，有可能，C11煤的垮落带只是接触到C10煤。因此在计算C11煤的导水裂隙带高度考虑C11煤的煤层厚度时，应该综合分析C11煤、C10煤、C9煤的之间的关系。

M9-10-11=M9+(M10-

h9?10h10?10)+(M11-)米

y10y11 4 / 5

615 =1.98+(1.28-)+(3.4-)

65 =2.66米

M9、M10、M11分别为C9、C10、C11煤层的厚度。 M9-10-11为计算C11煤层的导水裂隙带高度时的综合厚度。 H9-10、h10-11分别为C9、C10，C10、C11煤层之间的层间距。 y 10、y11为C10、C11煤的采厚比。

100?m1.6?m?3.6H1i?100?5.92?5.6

1.6?5.92?3.6公式一：H1i??5.6

=50.889m H1i为导水裂隙带高度

?m为计算导水裂隙带高度时，各煤层厚度总厚度

说明：按照公式计算的导水裂隙高度应该介于最大值与最小值之间，这里在计算只取其最大值。

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