断层采动效应及防隔水煤（岩）柱合理留设研究

摘要

断层导水或由于断层活化引起的滞后突水严重威胁矿井安全生产，合理留设断层防隔水煤（岩）柱是防止断层突水的主要措施之一。断层活化关系到煤柱的防水效果，忽略这一因素可能导致煤柱尺寸不足，进而增加采矿过程中的水害风险。为探究断层采动活化效应并制定有效的水害防治措施，以安徽界沟煤矿西一采区F6断层为研究对象，综合井下上探查及采掘揭露情况，对断层天然含导水性进行分析；并利用三维连续介质快速拉格朗日分析（FLAC3D）软件建立断层数值模型，分析82煤层采动过程中的断层界面及围岩应力、位移及塑性区演化过程，揭示煤层开采F6断层采动活化情况；同时结合数值模拟和现场实际生产情况，分析计算了F6断层防隔水煤（岩）柱合理留设尺寸，并根据断层活化情况对煤柱宽度进行优化。研究结果表明：F6断层在天然情况下富水性弱，导水性差，在工作面回采距F6断层15-22m处，断层产生活化现象。综合考虑断层活化的影响，分析确定断层防隔水煤（岩）柱留设尺寸为42 m。依据实际开采实践，留设合理性得到验证，保障了近断层82煤层工作面安全采掘。

关键词

断层活化 / 数值模拟 / 防隔水煤柱 / 水害防治 / 煤柱宽度