煤层底板采动破裂深度压水试验测试方法KAT4-2023.pdf

I C S1 3.1 0 0C C SE0 9 中华人民共和国矿山安全行业标准K A T42 0 2 3煤层底板采动破裂深度压水试验测试方法T h em e t h o df o rw a t e rp u m p i nt e s t o f c o a l f l o o r f r a c t u r ed e p t h 2 0 2 3-1 0-2 6发布2 0 2 4-0 1-3 1实施国家矿山安全监察局发 布目 次前言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 测试设计15 测试关键参数确定16 试验设备及器具27 现场测试28 资料整理分析与结果判别3K A/T42 0 2 3前 言 本文件按照G B/T1.12 0 2 0 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则 的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国煤炭工业协会提出。本文件由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。本文件起草单位:中煤科工西安研究院(集团)有限公司、华北科技学院、中国矿业大学。本文件主要起草人:曹海东、姬亚东、石磊、朱开鹏、尹尚先、穆鹏飞。本文件为首次发布。K A/T42 0 2 3煤层底板采动破裂深度压水试验测试方法1 范围本文件规定了煤矿井下煤层底板采动破裂深度压水测试设计、测试关键参数确定、试验设备、现场试验、资料整理和证实方法等。本文件适用于井工矿井倾斜及缓倾斜煤层长壁开采、全部垮落法管理顶板的工作面采用压水试验进行煤层底板岩层采动破裂深度测定工作。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。G B/T2 4 5 0 52 0 0 9 矿井井下高压含水层探水钻探技术规范AQ2 0 6 12 0 1 8 金属非金属地下矿山防治水安全技术规范S L3 12 0 0 3 水利水电工程钻孔压水试验规程3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4 测试设计测试前应编制测试设计,内容包括:测试钻孔布置、试验序次安排、观测技术要求、人员组织、工作制度及安全措施等。5 测试关键参数确定5.1 钻孔设计前应根据经验公式、类比等方法预计本区煤层底板的破裂最大深度及平面范围,以确定钻孔设计的参数和试验段压力。5.2 测试地点应满足以下要求:a)综合考虑水、电、通风、运输、行人等因素,设置在巷道相对安全的地段;b)布置在可观测底板岩层充分破坏的巷道中。5.3 测试钻孔的布置应满足以下要求:a)应选择岩层完整地段,避免揭露断层破碎带、裂隙密集带、岩溶洞穴等;b)测试钻孔水平投影可垂直于工作面巷道,或朝向采空方向斜交于工作面巷道;c)测试钻孔不少于3个,每个钻孔设计不同的俯角和方位角,水平投影呈扇形分布,终孔位置孔间的水平投影距离为5m1 0m,能控制工作面底板破坏最大深度。5.4 测试方法与段长应满足以下要求:1K A/T42 0 2 3a)采前采用双栓塞法测试背景值;b)正式测试采用双栓塞法,在测站位置工作面底板充分破坏后,施工钻孔进行观测;c)测试段长度应按等长设计,一般为0.5m1.0m,也可依据背景值测试结果调整段长,相邻测试段应互相衔接,可少量重叠,但不能漏段;d)受采动影响的动态测试钻孔,宜采用双栓塞下行法分段测试。5.5 测试压力值确定:a)注水压力值通过试验确定,以不破坏岩体结构为原则,每个测试钻孔应设定同一压力值;b)试验时将压力计安设在与试验段连通的孔口测压管上,试验段压力按公式(1)计算:P=PP+PZ(1)式中:P 作用于试验段内的压力值,单位为兆帕(MP a);PP 压力计指示压力,单位为兆帕(MP a);PZ 压力计中心至压力计算零线的水柱压力,如零线位于压力计中心以上时为负值,零线位于压力计中心以下时为正值,单位为兆帕(MP a)。c)压力计算零线的确定应遵守下列规定:当地下水位在试验段以下时,压力计算零线为通过试验段中点的水平线;当地下水位在试验段以内时,压力计算零线为通过地下水位以上试验段中点的水平线;当地下水位在试验段以上时,压力计算零线为地下水位线。6 试验设备及器具6.1 选择煤矿探放水专用钻机,要求钻机性能良好,配套设备齐全;当孔内水压大于1.5MP a时,采用反压和有防喷装置的方法钻进。6.2 止水栓塞要有足够的长度,经实验止水可靠、操作方便。6.3 试验水泵应压力稳定,额定压力不小于试验时孔口最大压力的1.5倍;水泵应为无级变速泵、出水口有稳压容器,保证出水均匀;供水调节阀门灵活可靠、不漏水。6.4 压力计量程范围应为试验值1.2倍1.4倍,压力计反应灵敏,卸压后压力能迅速归零。6