[发明专利]一种采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法

摘要

一种采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法，适用于采矿工程领域使用。利用关键层理论确定覆岩各关键层破断范围垂向重叠区域，进而确定工作面初采期、工作面覆岩周期破断期原位观测钻孔布设位置及各钻孔间距，即可以最少的地面钻孔数目观测到覆岩多层乃至全部关键层的破断运动，据此提出采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方案。避免传统方法中钻孔位置确定的盲目性、随意性，同时由于单个钻孔即可实现覆岩多层关键层破断运动的实时监测，因而极大地提高了地面钻孔观测采动覆岩运动规律的可靠性及其利用率，以最少的地面钻孔数目达成研究目标，确保了经济利益最大化的实现。

主权项

一种采动覆岩运动规律原位观测钻孔布置方法，其特征在于步骤如下：a. 收集开采区域地质信息，获取该区域地层全柱状，利用岩层运动的关键层理论，获取覆岩全柱状中覆岩关键层位置和相关参数，利用公式：，计算覆岩关键层极限跨距；利用公式：，计算覆岩关键层初次破断距；利用公式，计算覆岩关键层周期破断距；式中：i取值为i=1、2、3、4，即分别表示亚关键层1（KS1）、亚关键层2（KS2）、亚关键层3（KS3）、主关键层（MKS），Rti为各覆岩关键层岩性抗拉强度，为覆岩关键层载荷量，为覆岩关键层厚度，为覆岩关键层距煤层顶板距离；b. 在开采区工作面初采期布置初采期观测钻孔：沿工作面倾向的中部依次布置多组初采期观测钻孔组，每组初采期观测钻孔组间距应小于覆岩主关键层破断距的一半；所述初采期观测钻孔组包括初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（1）、初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）和1个初采期钻孔电视观测钻孔（3），根据覆岩各关键层初次破断距，布置的初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（1）、初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）与工作面切眼（7）间距分别为、，初采期钻孔电视观测钻孔（3）与工作面切眼（7）间距为；初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）与初采期钻孔电视观测钻孔（3）的倾向间距为；所述工作面覆岩初采期布置的初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（1）与工作面切眼距离满足；初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）与切眼距离为，满足，且初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（1）与初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）的钻孔间距为，；初采期钻孔电视观测钻孔（3）与初采期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（2）间距；c. 在开采区工作面覆岩周期破断期布置破断期观测钻孔；沿工作面倾向的中部依次布置破断期观测钻孔组，每组破断期观测钻孔组间距大于覆岩主关键层周期破断距；所述破断期钻孔组包括破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（4）、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）和1个破断期钻孔电视观测钻孔（6），通过覆岩各关键层周期破断距，布置的破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（4）、破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）与工作面切眼（7）距离分别为，，破断期钻孔电视观测钻孔（6）与工作面切眼（7）间距为，破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）与破断期钻孔电视观测钻孔（6）倾向间距为；所述工作面覆岩周期破断期，布置的破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（4）与工作面切眼距离为满足：；破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）与工作面切眼距离为满足：，即破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅰ（4）和破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）钻孔间距满足；同时破断期钻孔电视观测钻孔（6）与破断期岩层运动原位观测钻孔Ⅱ（5）间距为；式中n标示覆岩关键层主关键层已经历的周期破断数目。