丁 杰

(山西高河能源有限公司，山西 长治 047100)

水害是制约矿井生产安全的不利因素之一。随着煤炭资源开采的不断深入，采煤工作面受水害影响更为显著[1-3]。当煤层开采引起的导水裂隙与含水层、地面水体等连通后，不仅能增加井下涌水量，严重时会造成淹井事故[4-6]。因此，掌握采煤工作面导水裂隙发育高度，可显著提高矿井煤炭生产安全保障能力。山西某矿2采区对应地表有水体，文中以2采区首采的2501综采工作面回采为研究对象，对开采引起的导水裂隙发育高度进行现场实测，以期能在一定程度上提升采面安全保障能力。

1 工程概况

山西某矿2采区2501首采工作面开采的5号煤埋深为390～433.8 m，厚度9.0 m，倾角4～10°，夹矸0～3层。采面采用综放顶生产工艺，采放比为1∶1.87。2501工作面设计走向推进距离2 680 m、切眼倾向长度265 m。5号煤顶底板岩性见图1。

图1 5号煤顶底板岩性

2 导水裂隙带高度预测

掌握覆岩力学参数是预测采面导水裂隙发育高度的基础[7]。根据以往5号煤层顶板岩性测试结果(见表1)及其他相关的地质成果，5号煤层覆岩单轴抗压强度为10～20 MPa,岩性以泥岩、细砂岩、粗砂岩为主。依据表2划分标准，将5号煤层顶板岩层划分为软弱类。

表1 5号煤顶板岩性

依据《煤矿防治水手册》推荐的计算公式，计算导水裂隙带高度，具体垮落带、裂隙带高度Hm、Hli公式分别为：

(1)

(2)

5号煤层采高M=9.0 m，计算得到垮落带Hm=45.6～55.2 m、裂隙带Hli=107.8～121.8 m，因此，导水裂隙带高度为153.4～177.0 m，约为5号煤层厚度的19.67倍。

表2 划分标准

3 探测钻孔施工及分析

3.1 探测钻孔施工

3.1.1 探测钻孔布置